大学计算机基础

第1页第1章计算机基础知识

本章概述本章的学习目标主要内容第2页本章概述

本章概括地介绍了计算机的发展及应用；计算机软、硬件系统；计算机的工作原理；进位计数制及数据在计算机中的表示第3页本章的学习目标了解计算机的发展了解信息与信息技术的概念了解计算机在信息社会中的应用熟悉计算机软、硬件系统及工作原理掌握不同进位计数制之间的相互转换理解数据在计算机中的表示第4页主要内容1.1计算机与信息社会1.2计算机系统1.3数据在计算机中的表示第5页1.1计算机与信息社会学时：0学时以自学为主内容：计算机的发展信息与信息技术概念 计算机在信息社会的应用要求：常识性了解考核：选择题第6页计算机的问世

ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator每秒5千次加减运算没有存储器采用十进制1946年2月世界上第一台真正意义上的数字电子计算机ENIAC在美国加州问世

重达30吨占地170平米耗电140千瓦/小时18000个电子管第7页现代计算机鼻祖主要贡献：建立图灵机模型，奠定了可计算理论的基础提出图灵测试，阐述了机器智能的概念

约翰·冯·诺依曼艾兰·图灵主要贡献：与同事研制人类第二台计算机EDVAC

提出“存储程序”概念冯·诺依曼计算机奠定了现代计算机体系结构和工作原理第8页计算机的分代年代第一代

1946-1957第二代

1958-1964第三代

1965-1970第四代

1971-现在电子器件电子管晶体管集成电路大规模集成电路存储器延迟线、磁芯、

磁鼓磁带、纸带磁芯、磁鼓

磁带、磁盘半导体存储器

磁芯、磁鼓

磁带、磁盘半导体存储器

磁带、磁盘

光盘处理方式机器语言

汇编语言监控程序

高级语言实时处理

操作系统实时/分时处理网络

操作系统应用领域科学计算科学计算

数据处理

过程控制科学计算

系统设计等

科技工程领域各行各业运算速度5000至3万次/秒几十万至百万次/秒百万至几百万次/秒几百万至千亿次/秒典型机种ENIAC

EDVAC

IBM705UNIVACⅡ

IBM7094

CDC6600IBM360

PDP11

NOVA1200ILLIAC-Ⅳ

VAX11

IBMPC第9页组成计算机的主要电子器件图片电子管晶体管集成电路大规模集成电路第10页计算机的发展趋势

当前计算机技术高速发展的趋势从未改变越来越向:功能巨型化体积微型化资源网络化处理智能化方向发展目前开发的三网合一的系统工程，即将计算机网、电信网、有线电视网合为一体。将来通过网络能更好的传送数据、文本资料、声音、图形和图像，用户可随时随地在全世界范围拔打可视电话或收看任意国家的电视和电影。第11页计算机的分类按用途分类通用机专用机按规模分类巨型机、大型机中型机、小型机工作站微型机第12页信息与信息技术概念

通过各种渠道知道的内容或消息都通称信息能扩展人的信息功能的技术都是信息技术第13页1.信息基础技术

微电子技术光电子技术2.信息系统技术

信息获取技术传感技术、遥测技术和遥感技术信息处理技术计算机技术成为现代信息技术的核心信息传输技术光纤通信技术、卫星通信技术等信息控制技术利用信息传递和反馈来实现信息存贮技术缩微品、磁盘、光盘3.信息应用技术信息管理、信息控制、信息决策

信息技术内容对信息技术以及整个高科技领域影响最大的

第14页计算机在信息社会的应用

计算机的应用类型

1.科学计算

2.数据处理

3.过程控制

4.计算机辅助技术CAI/CAD/CAM

5.人工智能

6.电子商务第15页1.2计算机系统学时：1学时内容：计算机硬件系统计算机软件系统 计算机的工作原理要求：了解计算机的软硬件系统及工作原理考核：选择题第16页一个完整的计算机系统是由

硬件系统和软件系统两部分组成

第17页输入设备输出设备主机外存设备外设网络设备硬件系统的基本组成第18页计算机的五大部件第19页处理器中央处理器控制器运算器控制整个计算机所有部件的工作执行算术运算和逻辑运算第20页

存储器是用来存储程序和数据的部件其基本单位是字节(Byte，B)每个字节包含8个二进制位(bit)

存储器内存储器、外存储器、高速缓冲存储器

存储器的容量1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB1TB=210GB=1024GB一个字节Byte01234567位bit第21页计算机的工作原理示意图第22页计算机的工作原理是存贮程序和程序控制

为了完成某种任务，人们要明确计算机完成任务的基本操作顺序，然后用计算机可以识别的指令来编排完成任务的操作顺序，这个操作顺序就是程序，把程序和原始数据通过输入设备输送到计算机的内存储器中，计算机即可按程序编排的顺，一步一步地取出指令，自动地完成任务。

第23页是指计算机系统中的程序及其文档程序：计算任务的处理对象和处理规则的描述文档：为了便于了解程序所需的阐明性资料计算机软件第24页计算机软件软件分系统软件和应用软件二大类第25页系统软件

是指控制和协调计算机及其外部设备、支持应用软件的开发和运行的软件

一般包括操作系统（Windows7）、语言处理程序、系统支持软件和数据库管理系统等。第26页应用软件

是为计算机在特定领域中的应用而开发的专用软件

1.办公软件包（Word、Excel、PowerPoint）

2.图形和图象处理软件

3.数据库系统

4.Internet服务软件

5.娱乐与学习软件第27页计算机硬件系统操作系统应用软件语言处理程序、支持软件和数据库管理系统用户计算机软件第28页学时：1学时内容：1、进位计数制及相互转换

2、数据在计算机中的表示要求：理解使用二进制原因掌握不同进制之间的转换理解数值型和非数值型数据在计算机中的表示考核：选择题1.3数据在计算机中的表示第29页在计算机内部，数据的存储和处理都是采用二进制数基数为2的计数制数被称为二进制数二进制数的特点：1、易于物理实现2、运算规则简单3、机器运行可靠性高4、通用性强计算机内部使用是二进制数，而我们使用的是十进制数，因此在计算机内部要进行不同数制的转换。1.3.1进位计数制及相互转换

11111111第30页101

0

0

101计算机中所说的数据数值型数据和非数值型数据

1.3.1进位计数制及相互转换

第31页1.3.1进位计数制及相互转换

第32页

进位计数制是一种计数的方法，在日常生活中，人们最习惯使用十进制数，而实际上存在着多种进位制数。例如，钟表计时以60秒为1分，以60分为1小时，是六十进制；铅笔包装以12为一打，这是十二进制。在计算机中主要使用二进制数。1.3.1进位计数制及相互转换

由于二进制数太长，不便记忆，在计算机中还经常使用八进制数和十六进制数。

第33页1.3.1进位计数制及相互转换

二进制数可表示为169.6=1×102+6×101+9×100+6×10-1十进制数可表示为169.6=1×102+6×101+9×100+6×10-1基数权数码169.6=1×102+6×101+9×100+6×10-1数码基数权第34页例如：(110111.01)B=32+16+4+2+1+0.25=(55.25)DN=an-1×rn-1＋an-2×rn-2＋…＋a0×r0＋a-1×r-1＋…＋a-m×r-mR进制数N可表示为：R进制数用

r个基本符号（例如0，1，2，…，r-1）表示数值1.3.1进位计数制及相互转换

第35页进制表示符号B二进制O八进制D十进制H十六进制1.3.1进位计数制及相互转换

第36页十进制转化成r进制：整数部分：除r逆序取余数，直到商为0小数部分：乘r顺序取整数，直到小数部分接近0例100.345(D)

≈1100100.01011(B)100250225212262321000100111.3800.34520.69022

0.7602

1.5202

1.04100(D)=144(O)=64(H)0八进制10081281844110016604616十六进制十进制转化成r进制：整数部分：除r逆序取余数，直到商为0小数部分：乘r顺序取整数，直到小数部分接近0二进制、八进制、十六进制数间的相互转换

一位八进制数对应三位二进制数一位十六进制数对应四位二进制数二进制转化成八(十六)进制)

整数部分：从右向左按三(四)位进行分组小数部分：从左向右按三(四)位进行分组不足位数补零占位第39页二进制、八进制、十六进制数间的相互转换

64(H)=0110

0100(B)64144(O)=001

100

100(B)144001

101

101

110.110

101(B)

=1556.65(O)1556650011

0110

1110.1101

0100(B)

=36F.D4(H)36FD4第40页二进制、八进制、十六进制数间的关系

八进制

对应二进制

十六进制对应二进制

十六进制

对应二进制0000000008100010011000191001201020010A1010301130011B1011410040100C1100510150101D1101611060110E1110711170111F1111⒈数值型数据的表示数值型数据是用以表示量的大小、正负。在计算机内，数值是用二进制来表示的，也就是说，无论多大的数，在计算机中只能用0和1来表示。⒉字符型数据的表示包括：西文字符、汉字、声音、图像1.3.2数据在计算机中的表示

第42页AmericanStandardCodeforInformationInterchange(美国标准信息交换代码

)128个常用字符，用7位二进制编码，从0到127

控制字符：0～32，127；普通字符：94个。例如：“a”字符的编码为1100001，对应的十进制数是97；换行0AH10

回车0DH13

空格 20H 32‘0’～‘9’30H～39H 48～57‘A’～‘Z’41H～5AH 65～90‘a’～‘z’ 61H～7AH 97～122西文字符编码----ASCII码第43页汉字系统对每个汉字规定了输入计算机的代码，即汉字的外部码，键盘输入汉字是输入汉字的外部码。计算机为了识别汉字，要把汉字的外部码转换成汉字的内部码，以便进行处理和存储。为了将汉字以点阵的形式输出，还要将汉字的内部码转换为汉字的字形码，确定一个汉字的