计算机发展和特点

1.1信息与信息技术

1.1.1信息与主要特征

1.1.2信息的作用

1.1.3信息技术

1.1.4信息与信息化社会自学

1.1.1信息及主要特征

1.信息的定义

(1)信息是不确定性的减少或消除

(2)信息是控制系统进行调节活动时，与外界

相互作用、相互交换的内容

(3)信息是由物理载体与语义构成的统一体

(4)信息是事物运动的状态和状态变化的方式

111信息及主要特征

2.信息的主要特征

(1)社会性

(2)传载性

(3)不灭性

(4)共享性

(5)时效性

(6)能动性

112信息在现代社会中的作用

1.认知作用

2.管理作用

3.控制作用

4.交流作用

5.娱乐作用

113信息技术

ill息技术的特点

<数字化、网络化、高速化、智能化、个人化

2.网络技术的影响

⑥对科研、经济、管理、政府等

⑥教育、文化、思维等

⑥生活等方面的影响

3.信息的负面影响

合信息泛滥、信息污染、信息病毒、信息犯罪

⑥信息渗透等

1.2计算机基础知识

1.2.1计算机系统组成

1.2.2计算机硬件系统

1.2.3计算机软件系统

1.2.4计算机工作原理

1.2.5计算机的分类

1.2.6计算机的特点

1.2.7计算机的主要应用领域

1.2.8计算机发展阶段与发展趋势

初识计算机

第一台电子计算机：ENIAC（电子数字积分计算机）

诞生于1946年2月2国宾夕法尼亚大学

每秒5000次。重量达130吨，使用了

18000多个电子管，占地170米2,

耗电150千瓦/小时。

一,

初识计算机

硬件系统

计算机系统

L软件系统

1.硬件系统：

指组成计算机系统的各种物理设备的总称，是计算

机系统的物质基础；

2.软件系统：

指运行、管理和维护计算机而编制的各种程序、数

据和文档的总称。

121计算机系统组成

1.冯・诺依曼理论

1946年6月，美籍匈牙利科学家冯•诺依曼

提出了“存储程序”的计算机方案。

⑴采用二进制数的形式表示数据和指令

⑵将数据和指令同时存放在存储器中

⑶计算机由控制器、运算器、存储器、输入设备、输

出设备五大部分组成。

•核心内容：存储程序、程序控制

•冯・诺依曼型计算机:按这一原理设计的计算机

122计算机硬件系统

1.冯•诺依曼型计算机的组成

输

入

设

控

备

运

算制

器

输

出器

设

备

122计算机硬件系统

2.各部分功能

(1)运算器

⑵控制器

(3)存储器

(4)输入设备

(5)输出设备

。作用：把计算机处理的数据、结果等信息按

人们要求的格式输出

。常见设备：显示器、打印机、绘图仪

123计算机软件系统

软件系统的分类:

（操作系统

语言处理系统

系统软件1数据库管理系统

软件系统」［服务性程序

”特定用户程序

I应用软件V

应用软件包

1.2.3计算机软件系统

1.系统软件

0定义：是指管理、控制和维护计算机的各种资源,

以及扩大计算机功能和方便用户使用计算

机的各种程序的集合。

。特性：基础性和通用性。

(1)操作系统：简称(OS)

•控制计算机运行，管理计算机资源，

为应用软件提供支持和服务

•是由一系列控制和管理模块组成。

对硬件的第一级扩充，是软件系统最基本的部分

常见的有：DOS、Windows、UNIX、LINIX

123计算机软件系统

1.系统软件

(2)工具软件

0主要包括机器的测试、故障检测和诊断及各种

开发调试工具软件等。

(3)语言处理程序

什么是计算机语言?

计算机语言

•机器语言

由0、1代码组成，能被计算机直接识别和执行的指令集合。

特点：占用空间小、执行速度快，不易学习和修改

不同类型机器的机器语言不同，通用性差。

・汇编语言（符号语言）

用助记符代替机器语言中的指令和数据

特点：易修改，保持了速度快，占用空间小的特点

不同类型机器的汇编语言不同

•高级语言

由贴近自然语言的“词”和“数学公式”组成

特点：易学、易读，易修改，通用性好，不依赖于机器

•具有很强的通用性和可移植性

123计算机软件系统

1.系统软件

(2)工具软件

0主要包括机器的测试、故障检测和诊断及各种

开发调试工具软件等。

(3)语言处理程序

汇编程序目标程序

汇编语言源程序

高级语言源程序

编译程序

・解释程序：

逐条翻译并执行高级语言程序中的语句

1.2.3计算机软件系统

2.应用软件

为解决各类实际应用问题而编写的程序。

①特定用户程序：

为解决某一具体问题而设计的程序。

②通用应用软件：

广泛应用于几乎所有的专业领域

（如：Office等）

1.2.4计算机工作原理

指令、程序和执行过程

合指令是对计算机进行程序控制的最小单位。

⑥所有的指令的重盒称为计算机的指令系统。

机器指令格式

操作码

机器执行什么操作,0与操作的数据在存储

器中的存放位置

卷程序：是为完成一项特定任务而用某种语言

编写的一组指令序列。

K读隼指令X分析指令

执行指令

125计算机的分类

IEEE于1989年提出的一种分类方法：BJUt

1.微型（个人）计算机（Pc机）面向个人和家庭

2.工作站（WorkStation）

单果计算机

3.小型计算机：适用于中小型部门的工作

4.主机：适用于一个计算中心要求

5.大型计算机：用于大型计算机网络中

6.巨型计算机：称为超级计算机

126计算机的特点

1.运算速度快

2.计算精度高

3.具有“记忆”和逻辑判断能力

4.高度自动化，又支持人机交互

127计算机的主要应用领域

1.科学计算：应用最早、最成熟的领域。

2.信息处理：应用最广泛的领域。

3.过程控制：用于各种自动装置、生产过程、监视报警等

4.计算机辅助工程：如CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅

助制造）、CAI（计算机辅助教学）、CAE（计

算机辅助教育）、CAT（计算机辅助测试等。

5.人工智月匕：计算机实现与人的智能活动有关的复杂功能。

如：专家系统、机器人等。

6.网络应用：实现硬件、软件和信息资源的共享。

网络使人类进入信息化的社会

128计算机的发展阶段

根据采用的物理器件把计算机的发展分为四个阶段:

第一代：（1946年7958年）是电子管时代

特点：体积大，耗电多，运算速度慢

只能使用机器语言、汇编语言

应用：科学计算和军事方面

128计算机的发展过程

根据采用的物理器件把计算机的发展分为四个阶段:

第一代：（1946年7958年）是电子管时代

第二代：（1959年7964年）是晶体管时代

第三代特点：体积显著减小，可靠性提高，运

特点：采用集成电路，存储容量、运算速

度、可靠性有较大的提高；体积、成本进

一步降低；出现了操作系统

应用：文字处理和图形处理方面得到应用

128计算机的发展过程

根据采用的物理器件把计算机的发展分为四个阶段:

第一代：（1946年-1958年）是电子管时代

第二代：（1959年-1964年）是晶体管时代

第三代：（1965年-1971年）是中小规模集成电路时代

第四代：（1972年-现在）是大规模集成电路时代

特点：出现微处理器，有了微型计算机;

使存储容量、运算速度、可靠性、

大的突破；

应用：社会的各个领域

213计算机的发展趋势

1.巨型化

体现一个国家的综合科技实力和计算机的技术水平

2.微型化

拓展计算机的应用领域,

3.网络化

方便快捷实现信息交流

4.多媒体化

提供有声有色、图

5.智能化：模拟人的思维过程

NECSX-6/64MB巨型计算机外形

6,非冯・诺依曼体系结构的计算机

如：神经网络计算机、DNA计算机、光子计算机等

1.3信息表示与编码基础知识

1.3.1计算机中的数制

1.3.2二进制数的常用单位

1.3.3字符编码

1.3.4汉字编码

1.3.5数的编码

1.3.1计算机基本运算

信息：在计算机内部表示成数据，这些数据可以是

数字、字符或汉字，在计算机内都是采用二

进制表示.

数据分类:

［数值数据：表示大小、正负等

数据

〔字符数据：字母、符号、数字、汉字

1.3.1计算机的数制

一、数制的基本概念

•数码：每种计数制采用的数字符号的集合。

如：0-9数字是十进制的数码

二进制

•基数：全部数码的个数。

呢？

如：10进制的基数是10

•位权值：数制中每一得定位置对应的单位值。

如：十进制数121.n

按权展开为：121.11=1*1。2+2*101+1*10。+1*10-1+1*10-2

位权和基数的关系：位权的值等于基数的若干次暴

•采用“逢基数进位”的原则

1.3.1计算机的教制

常用的进位计数制

进位制二进制八进制十进制十六进制

规则逢二进一逢八进一逢十进一逢16进一

基数R=2R=8R=10R=16

数码0,10,1...,70,1...,90,1..,9

权

218iI。"

1011B1450或Q145D15EH

形式表示

(ion)(145)8(145)1。

2(15E)16

3.书写规则

十进制二进制八进制十六进制

常0000

用1111

21022

计

31133

数410044

制510155

611066

的

711177

表81000108

示91001119

10101012A

方

11101113B

法12110014C

13110115D

14111016E

15111117F

四、不同数制之间的转换

1、二进制与八进制、十六进制之间的转换

⑴二进制数与八进制数间转换：三位二进制数对应一

位八进制数，如：10110101.0101

010110101.010100二进制数

265.24八进制数

10110101.0101B=265.24Q

⑵二进制数与十六进制数的转换：四位二进制数对应

一位十六进制数,如：10110110111.0101

010110110111.0101二进制数

5B7.5十六进制数

10110110111.0101B=5B7.5H

■2、十进制数与二进制、八进制、十六进制

.之间转换

.1）十进制转换为二进制：

整数部分：

.用除2取余法，先得余数为低位，后得

・余数为高位，直到商为零。

・小数部分：

・用乘2取整法，先得整数为高位，后得

,整数为低位。

例：(B585)io=⑺2

⑴整数部分13的转换:⑵小数部分0.585的转

除2取余换：乘2取整

0.585X2=1.171

0.17X2=0.340

0.34X2=0.680

0.68X2=1.360

0.36X2=0.720

0.72X2=1.441

合并:(13.425)1O=(11O1.1OOOO1)2

2）十进制转换为八进制或十六进制

方法一：

整数部分：用除8或除16取余法，先得余数

为低位，后得余数为高位，直到商为零。

小数部分：用乘8或乘16取整法，先得整数

为高位，后得整数为低位。

方法二：

十进制数一二进制数一八进制数

十进制数一二进制数一十六进制数

练习：将725转换为二进制数11L01

3)二进制、八进制、十六进制转换为十进制

按权展开逐项相加法即：

(DN.1DN.2…D1D0.D」D.2…)R=

N1

=DN-IxRN-1+DN.2XR-2+…+DIXR+

DoXR°+・・・+D.iXR1+D/XR・1+……

i表示位数，R代表基数，DM、DN

2.....

D「Do分别代表各位的数码

练习：把下列数字转换为十进制数

101100B=1X25+0X24+1X23+1X22+0X240X2°

=32+8+4

=44D

=3X82+2X847X8°+6X8-1

(327,6)8=192+16+7+0.75

=(215.75)1。

=4X162+12X16x+3X16°+10X16x+2X16~2

=1024+192+3+0.63+0.13

4C3,A2H=1219.76D

132二进制数的常用单位

1,位(bit)

卷表示二进制中的一个数位，可以是0或1

卷计算机中数据的最小单位

2.字节(byte)

⑥由8个二进制位组成。

④是计算机中数据处理和存储容量的基本单位

卷常用单位：KB、MB、GB、TB

1KB=1O24B;1MB=1024KB;1GB=1024MB

3.字(word)

⑥指计算机一次存取、加工、运算和传输的数据长度

⑥一个字通常由若干个字节组成

⑥字是计算机性能的一个重要标志

1.3.3字符编码

计算机认识、区分各种字符采用方法为：

•由若干位组成的二进制数代表一个字符

•字符集内所有二进制数不能相同

•二进制数的位数串决于字符集的规模

计算机解决任何问题，都是

建立在“编码”基础上的。

133符号编用

1.ASCII码：

•是美国标准信息交换码的箱称

•目前使用最广泛的字符编码（微型机）

•编码规则：由七位二进制数组成，可表示：

（控制字符：前32个字符+空格+Del

128种字符（

I图形字符：可显示和打印（94个）

ASCII码：实际占用8个二进制位，最高位补0

|例如：用二进制数写出“GOOD”的ASCII码。

010001UB>01001111B>01001111B,01000100B

133符号编码

2.BCD码:

专门解决用二进制数表示十进制数的问题;

又称为二-十进制交换码；

BCD的编码方式很多，其中8421码最常用。

(1)8421码

爹用4位二进制数表示一个十进制数

翁从左向右的位权依次为8、4、2、1

⑥表示：0〜9十个数字

II

(2)扩展BCD码和EBCDIC码

0101100000000101

13.4汉字编码

1.国标码

以国家标准局公布的GB2312-80规定的汉字交换

码作为标准进行编码。

f一级汉字（3755个）

国标码J汉字（6763个）”

I二级汉字（3008个）

（7445））

I字符符号（682个）

规定：一个汉字用双7位二进制数表示，最高位为0

13.4汉字编码

2.汉字内码

是汉字在计算机内部存储、处理和传输用的信

息代码。

汉字内码的表示：

将国标码的双字节的最高位置“胃,以区别ASCII

以汉字“啊”为例：

。国标码为：0011000000100001

。机内码为：1011000010100001

134汉字编用

2.汉字输入码

为了从计算机外部输入汉字而编制的汉字编码。

⑴数字编码：以一串数字代表一个汉字

特点：无重码，记忆难，不易快速录入.如区位码

⑵字音编码：以汉字读言为基础确定的编码。

特点：易学，重码多.如全拼和双拼输入法

⑶字形编码：以汉字的形状确定的编码

特点：重码率低，击键次数少.如五笔输入法

⑷音形编码：以汉字的读音和形状确定的编码

1.3.4汉字编码

3.汉字字型码

字形码用在显示或打印输出汉字时使用的汉字编码

汉字点阵类型点阵占用字节数

简易型16x1632

普及型24x2472

提高型32x32128

精密型96x961152

Windows中采用TrueType类型的字型码

134汉字编码

4.各种编码之间的关系

汉字

汉

字

汉

字

入

输

库

理

管

块

模

1.3.5数的编码

机器数：

。把在机器中存放的正、负号数字化的数，称为

机器数。

。表示机器数应考虑的因素：

⑥机器数的范围

卷机器数的符号

④定点数和浮点数

135数的编码

1.机器数的范围

O机器数的范围由硬件决定

。受字长和数据类型的限制

以8位寄存器为例：

最大数|1|11|1|1|1|1|1

取值范围：0-255

以16位寄存器为例：

最大数：FFFFH

取值范围：0-65535

135数的编码

2.机器数的符号

最高位0—正数，1一负数

如：-12D=(-0001100)B=10001100B

——

真值数机器数

\\_______________________________________/

以8位寄存器为例：

最小数111111110-255

思考：仔长为8位计算机尢符号和有符号整数的表示

最大数01111111」255

1.3.5数的编码设机器数为1个

字节，贝！J5和

3.定点数和浮点数0.5用定点数如

何表示？

(1)定点数

。小数点的位置固定不动的数。

。分类：1数值部分

133数值数据的编用

3.定点数和浮点数

(2)浮点数

9既有整数部分又有小数部分的数

1.4信息存储的基础知识

1.4.1文件

1.4.2文件系统的层次结构

踊0G病,

1.4.1文件

1.文件的概念

(1)定义

文件就是存放在某种外部存储介质上、具有

名字的一组相关信息的有序集合

(2)分类

O磁盘文件:存放在外存介质上的通常意义

上的文件

0设备文件:是指系统的标准设备

操作系统实现对文件的有效管理

1A1文件

2.文件的命名按名存取

＜主名》［,扩展名］

分隔符标识文件类型

一）

⑴MS-DOS的文件命名规则

①主文件名长度：W8个字符］

②扩展名长度：＜3个字符）和为“8刀规则

③允许使用的字符：

＜字母（大、小写）、数字、汉字；

合一些其他符号（P39）

1.4.1文件

(2)Windows文件命名规则

①文件名长度：《255个ASCII码字符(包括扩展名)

②不能使用的字符：、/:*?“<>|

③可以使用汉字

④不区分英文大小写

⑤扩展名和分隔符：扩展名可以>3个,允许使用多个

⑥不允许使用系统保留的设备名

1.4.1文件

&)一文件名中的通配符

卷*:表示任意多个字符

翁?:表示任意一个字符

例如：M*.docA?.mp计算机*技术.doc

(4)长文件名向8.3文件名的转换

⑥文件名符合8.3规则：文件名不变

⑥长度大于8.3规则：主文件名取前6个非空格字符；

第7、8个字符为：~和一个数字

⑥扩展名：若有多个分隔符，取最后后的前三个字

例如：computerprogram.plan.1999.abcd3Comput-1.abc

142文件系统的层次结构

1.层次型文件系统的特点：

(1)所有的磁盘文件按磁盘存放

(2)每个磁盘有一个唯一的根结点

(3)在根文件夹下可以直接存放文件，也可以建立文件夹

(4)每个文件夹下可以再建立文件夹

(5)文件是层次结构文件系统的末端

2.层次结构的优点

(1)磁盘上可以存放任意数目的文件

(2)可以合理地组织和管理自己的文件

(3)不同文件下的文件(夹)可以同名

142文件系统的层次结构

3.路径和文件标识

(1)盘符：说明文件被保存在哪个盘上

表示：磁盘名加"：”号如D：

(2)路径：说明文件被存放的文件夹的顺序序列的集合

表示：各文件夹名加上一个“\”符号

分类：相对路径和绝对路径