计算机发展与信息技术课件

第一章计算机发展与信息技术

主要内容:

1.1计算机的发展

早期的计算工具、近代计算机、电子计算机的问世、

计算机的发展与分类、计算机的应用。

1.2信息技术

信息技术的发展、信息技术的基本概念、现代信息社

会的特征、计算机在信息社会中的应用。

1.3数据在计算机内的表示

一数制的基本概念、数制间的转换、数据在计算机中的

表示。

“/丈孽计算机基础

，，，川

\・

1.1计算机的发展

弟一章计算机发展与信息技术

1.1.2近代计算机

现代计算机的真正起源来自英国剑桥大学的数学教授

查尔斯・巴贝奇(CharlesBabbage)。

查尔斯・巴贝奇差分机分析机

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1.1计算机的发展

第二章计算机发展与信息技术

英国科学家阿兰・麦席森・图灵(AlanMathisonTuring,

1912—1954)是计算机科学奠基人，许多人工智能的重要

方法也源自于这位伟大的科学家。

被誉为“人工智能之父”。

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1.1计算机的发展

第二章计算机发展与信息技术

1.L3电子计算机的问世

目前，人们公认第一台电子计算机是在ENIAC（电子

数字积分计算机的简称，英文全称为ElectronicNumerical

IntegratorAndComputer,中文名：埃尼阿克），它是在

1946年2月15日，由美国宾夕法尼亚大学的科学家研制成

功的。

它占地面积达17。平方米，

重达3。吨，耗电量15。千瓦。它在

1秒钟内能完成5。。。次加、减法

运算和5。。次乘法运算，这比当

时最快的继电器计算机的运算速

度要快1000多倍、手工计算的20

万倍。第一台电子计算机ENIAC

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1.1计算机的发展

第二章计算机发展与信息技术

真正为现代计算机的体系结构和工作原理奠定基础的

是EDVAC(离散变量自动电子计算机),它是由美藉匈牙

利数学家JohnVonNeumann(1903—1957)提出的制造电

子计算机和程序设计方案。

EDVAC方案明确计算机应由五个部分组成：运算器、

逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备，并描述了这五

部分的职能和相互关系，设计思想之一是二进制。

鉴于冯・诺依曼在发明电子计

算机中所起到关键性作用，他被

西方人誉为“计算机之父”。

约翰・冯・诺依曼

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1.1计算机的发展

第二章计算机发展与信息技术

1.1.4计算机的发展与分类

1、计算机的发展

按照计算机所采用的电子元器件的演变分四个阶段

第一代：电子管计算机(1946—1957)

第二代：晶体管计算机(1958—1964)

第三代：集成电路计算机(1965—1970)

第四代：大规模集成电路计算机(197工一现在)

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1.1计算机的发展

第二章计算机发展与信息技术

2、计算机的分类

按计算机中信息的表示形式分类

电子数字计算机、电子模拟计算机、数模混合计算机。'

按应用范围分类

专用机和通用机。

按计算机规模分类

超级算机、小巨型计算机、大型计算机、小型计算机、工作

站、个人计算机。

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1.1计算机的发展

第二章计算机发展与信息技术

1.L4.3计算机的特点

1、运算速度快

2、运算精度高

3、存储量大

4、程序控制自动工作

5、具有逻辑判断能力

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1.1计算机的发展

第二章计算机发展与信息技术

1.1.4.4计算机的发展方向

1、巨型化（或功能巨型化）

2、微型化（或体积微型化）

3、网络化（或资源网络化）

4、智能化（或处理智能化）

现在的计算机仍然采用冯・诺依曼体系结构，从研究

情况看，未来的计算机将可能在以下几个方面取得突破。

光计算机

生物计算机（分子计算机）

量子计算机

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1.1计算机的发展

第二章计算机发展与信息技术

1.1.5计算机的应用

1.传统应用

(1)科学计算(2)数据处理

(3)自动控制

2.现代应用

(1)办公自动化(2)数据库应用

(3)计算机辅助系统(4)人工智能

(5)计算机仿真(6)计算机网络

(7)多媒体技术

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第一章计算机发展与信息技术

1,2信息技术

人类由工业社会进入信息社会的主要动力是以计算机

技术、通信技术、微电子技术和控葡技耒为核心的现代信

息技术的飞速发展和广泛应用。

1.2.1信息技术的发展

20世纪4。年代，电子计算机的出现以及通信技术的发

展，使得信息技术得到了前所未有的发展。

20世纪80年代，多媒体计算机技术的发展，使得计算

机从处理文字、数据和简单图形等信息，发展到能处理图

像、动画、语音、视频等信息。

20世纪9。年代兴起的国际互联网把全世界的计算机网

络和计算机用户连在一起，解决了信息资源共享的问题。

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r

1.2信息技术

第一章计算机发展与信息技术

1.2.2信息技术的基本概念

1.信息

信息既是对各种事物的变化和特征的反映，又是事物

之间相互作用和联系的表征。人通过接受信息来认识事物

和了解世界，从这个意义上来说，信息是一种知识，是接

受者原来不了解的知识。

2.信息技术

信息技术是指获取信息、处理信息、存储信息、传输

信息等所用到的技术。

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1.2信息技术

第一章计算机发展与信息技术

3.信息处理

信息处理是指对大量的信息进行采集、存储、分类、

统计、查询及报表等加工和处理。信息处理通常用于办公

自动化、企业管理、物资管理、信息情报检索、电子商务、

电子政务等领域。

4.信息化社会

信息社会与工业社会最大的区别在于战略资源不同。

工业社会的战略资源是资本，信息社会的战略资源则是信

息。构成信息化社会，主要靠计算机技术、通信技术和网

络技术这三大支柱。

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1.2信息技术

第一章计算机发展与信息技术

1.2.3现代信息社会的特征

1、信息化

信息的生产成为主要的生产形式，信息成了创造财富

的主要资源。

2.电子化

光电和网络代替工业时代的机械化生产。

3.网络化

网络化是信息发展的必然结果。

4.全球化

信息技术正在取消时间和距离的概念，信息技术及其

发展大大加速了全球化的进程。

5.虚拟化

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第一章计算机发展与信息技术

1.3数据在计算机内的表示

计算机最基本的功能是对数据进行计算和加工处理,

这些数据包括数值、字符、图像、图形、声音、视频等。

在计算机系统中，所有的数据都要转换成0和1的二进制形

式存储，也就是进行二进制编码。

工3工数制的基本概念

按进位的原则进行计数称为进位计数制，简称“数制”。

/丈孽计算机基础

r

1.3数据在计算机内的表示

第二章计算机发展与信息技术

1＞数制的特点

(1)逢r进一

r是指数制中所需要的数字字符总个数，称为基数。

(2)位权表示法

位权是指一个数字在某个固定位置上所代表的值。

任何一个十进制数N都可以表示为：

N=an-\,an-2，…a.1a0.-a1,-a2，…a-m

/，-1m

=a,x10+an-2?xIO"?+…+q1x0+a0x10°+a-Ix10"+a-2xICT?+…+。-mx10"

n-\

=

k=-ni

式中的10k也称为“权”。

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1.3数据在计算机内的表示

第二章计算机发展与信息技术

例如，十进制数240.5可以写成如下形式：

211

(240.5)10=2x10+4x10+0x10°+5x10-

2.计算机中常用的数制

计算机中常用的进制数有二进制数、十进制数、八进制数、

十六进制数，它们的表示如下表：

进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十六进一

基数281016

数码(基本符号)0.10/2...,70,1,2,…,90,1

权2i8i10116i

角林表小B(Binary)O(Octal)D(Decimal)H(Hexadecimal)

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1.3数据在计算机内的表示

第二章计算机发展与信息技术

任意一个r进制数N都可以表示为:

w—1H—210—1—2

+・・・+区义尸+・・・QX

=a〃-1,xr+an-20xr10+a-1,xr+a-2xr++-mr

w-1

=Z%XJ

k=-m

1.3.2数制间的转换

1.非十进制数转换为十进制数

非十进制数转换为十进制数的方法只有一个：把非十

进制数按位权表示法展开即可。以下是几个其他进制数到

十进制数的转换：

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1.3数据在计算机内的表示

第二章计算机发展与信息技术

例如：

11

(17.2)8=1X8+7X8°+2X8-

=15.25

543211

(110101.101)2=1X2+1X2+0X2+1X2+0X2+1X2°+1X2-

+0X2-2+1X23

=32+16+4+1+0.5+0+0.125

=53.625

21

(3AC)16=3X16+AX16+CX16°

=3X162+10X161+12X16°

=940

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1.3数据在计算机内的表示

第二章计算机发展与信息技术

2.十进制数转换成非十进制数

当一个十进制数m转换成r进制数时，可以将整数部分

和小数部分分开考虑，规则是：

⑴整数部分，将m的整数部分除r取余，再重复地用相除后的

整数部分除r取余，直到整数部分为0时止。按先后次序，

将所得到的余数由右到左（即由低到高）排列，即得到r

进制数的整数部分。

⑵小数部分，将m的小数部分乘r取整，再重复地用相乘后的

小数部分乘r取整，直到小数部分为o或达到要求精度时为

止。按先后次序将所得到的整数由左到右（即由高到低）

排列，即得到r进制数的小数部分。

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1.3数据在计算机内的表示

第二章计算机发展与信息技术

【例1】将十进制数60.6875转换为二进制数。

【解】①用"除2取余”方法计算与整数60对应的二进制整

数部分：

余数

2L_低

将先得到的余数排在低位，后2|300f

得到的余数排在高位，即得到60转71150

2~|~7-1

换成的二进制整数(111100)2o231

2|11

②用“乘2取整”方法计算与小01

高

数0.6875对应的二进制小数部分：

0.6875x2=1.375整数部分为1,小数部分为0.375

0.375x2=0.75整数部分为0,小数部分为075

0.75x2=1.50整数部分为1,小数部分为0.50

0.50x2=1.0整数部分为1,小数部分为0.0(小数部分为0)

转换结果(60.6875)10=(11110.1011)2。

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1.3数据在计算机内的表示

第二章计算机发展与信息技术

【例2】将十进制数29.65转换为八进制数和十六进制数（保留

两位小数）。

[Ml①转换为八进制数。

将29按除8取余法转换为八进制数，过程如下：

结果为：（29）IO=（35）8余数

将0.65按乘8取整法转换为八进制并保

留两位小数，过程如下：

0.65x8=5.2整数部分为5,小数部分为0.2

02x8=1.6整数部分为1,小数部分为0.6

0.6X8=4.8整数部分为4,小数部分为0.8

将先得到的整数排在高位，后得到的整数排在低位，即得到

0.65转换成的八进制小数0.51o

转换结果(29.65)10=(35.51)8。

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r

1.3数据在计算机内的表示

第二章计算机发展与信息技术

②转换为十六进制数。

将29按除16取余法转换为十六进制数，过程如下：

余数

结果为：(29)1O=(1D)16

将0.65按乘16取整法转换为十六进制162gA

16|1D

并保留两位小数，过程如下：

-6i

0.65x16=A,4整数部分为A,小数部分为0.4

0.4x16=6.4整数部分为6,小数部分为0.4

将先得到的整数排在高位，后得至U的整数排在低位,

即得至Q0.65转换成的十六进制小数0.A6o

转换结果(29.65)io=(lD.A6)i6。

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第一章计算机发展与信息技术

3.非十进制数之间的转换

这主要是指二进制数与八进制和十六进制数之间的转换。

⑴二进制数与八进制数之间的转换。

由于23=8,即1位八进制数相当于3位二进制数，可见，两者

之间有如下对应关系：

Na=QcQiQoQiQr

根据上述关系，从二进制数转换成八进制数时，应该

从小数点开始，分别向左右分开，每3位分为一组，不足3

位的用。补足，然后将每组二进制数用相应的八进制数表

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1.3数据在计算机内的表示

第二章计算机发展与信息技术

将八进制数转换为二进制数是上述过程的逆过程，即将每一

个八进制数码转换为3位的二进制数即可。

【例3】将(10111101.10010111)2转换成八进制数。

【解】将原数补。并按3位分组进行转换：

010111101.100101110

275.456

转换结果：(10111101.10010111)2二(275.456)8。

⑵二进制数与十六进制数之间的转换。由于24=16,即1位十

六进制数相当于4位二进制数，因此，两者之间有如下对

应关系：

N2=B；B(B$Bbiktb^bbsbeb；bc

N产HiHo.hiho

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1.3数据在计算机内的表示

第二章计算机发展与信息技术

【例4】将(1101001011111.100011)2转换成十六进制数。

【解】将原数补。并按4位分组进行转换：

0001101001011111.10001100

1A5F.8C

转换结果：

(1101001011111.100011)2=(1A5F.8C)16O

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1.3数据在计算机内的表示

第二章计算机发展与信息技术

4.常用数制的对应关系

常用数制的对应关系如表132所示。

十进制二进制八进制十六进制

0000

1111

21022

31133

410044

510155

611066

711177

81000108

91001119

10101012A

11101113B

12110014C

13110115D

14111016E

15111117F

16100002010

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第一章计算机发展与信息技术

1.3.3数据在计算机中的表示

数据在计算机内部都是以二进制的形式表现的。采用二

进制编码具有以下优点：

（1）技术实现简单，计算机是由逻辑电路组成，逻辑电路通

常只有两个状态，开关的接通与断开，这两种状态正好

可以用“i"和"0"表示。

（2）简化运算规则：两个二进制数和、积运算组合各有三种，

运算规则简单，有利于简化计算机内部结构，提高运算速度。

（3）适合逻辑运算：逻辑代数是逻辑运算的理论依据，二进制只

有两个数码，正好与逻辑代数中的“真''和"假’'相吻合。

（4）易于进行转换，二进制与十进制数易于互相转换。

（5）用二进制表示数据具有抗干扰能力强，可靠性高等优点。

“/丈孽计算机基础

，，，川

1.3数据在计算机内的表示

三章计算机发展与信息技术

轴入

数值十/二进制转换

西文ASCH码

汉字输入码/机内码转换

声音、图像模/数转换

数据在计算机中的转换过程

太孽封算机基础

1.3数据在计算机内的表示

第二章计算机发展与信息技术

1.3.3.1数值

在计算机中，为了适应人们的习惯，采用十进制数方式对

数值进行输入和输出。这样，在计算机中就要修十进制数变换

为二进制数，即用0和1的不同组合来表示十进制数。在二一十

进制编码中最常用的一种是8421码。

十进制数2345的8421码如表1.3.3所示。

十进制数2345

二一十进制编码

0010001101000101

(8421)

位权2322212°2322212°232221202322212°

BCD码在形式上是0和1组成的二进制形式，而实际上它表

示的是十进制数，只不过是每位十进制数用4位二进制编码表示,

运算规则和数制都是十进制。

如(0111100001100100.01011001)BCD它所对应的十进制数是7864.59。

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1.3数据在计算机内的表示

第二章计算机发展与信息技术

1.3.3.2字符

我们在计算机中使用的字符包括西文字符和中文字

符，字符必须按照特定的规则进行二进制编码才被计算机

识别。

1.西文字符

西文字符包括英文字母、数字、标点、运算符等，

字符的编码采用国际通用的ASCII码(AmericanStandard

CodeforInformationInterchange,美国信息交换标准代

码),每个ASCII码以1个字节(Byte)储存，从0到数字127代

表不同的常用符号，每一个字符用7位基2码表示，其排列

顺序为为高位。

d6d5d4d3d2d1d0,

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1.3数据在计算机内的表示

第二章计算机发展与信息技术

ASCII编码表

00000nuldiesp0@PP

00011sohdel!1AQaq

〃

00102stxdc22BRbr

00113etxdc3#3CScs

01004eotdc4$4DTdt

01015enqnak%5EUeu

01106acksyn&6FVfV

01117beletb7Gwgw

10008bscan(8HXhX

10019htem)91Yiy

1010AIfsub*JZjz

1011Bvtesc+；K[k(

1100Cfffs<L\11

1101Dcrgs-=M]m}

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丈孽计算