第1章 计算机基础

1、1、大学计算机基础，课堂教学：32小时期末复习：2小时成绩评定：教学对象：四川大学晋江学院计算机科学与工程系，2011年，70%的期末笔试，30%的平时成绩，起始单位：2，课程教学参考书目，1。冯秦博等主编大学计算机基础(第二版)清华大学出版社2。杨振山、龚培主编大学计算机基础(第四版)。3.邹水龙等主编大学计算机基础研究出版社4。王以智等主编大学计算机基础教程,高等教育出版社3。第一章计算机基础。本章主要内容1.1信息与信息技术1.2计算机概述1.3计算机工作原理1.4信息在计算机中的表示，4.1.1信息与信息技术，1.1.1数据与信息1.1.2信息处理与信息技术，5.1.1.1数据与信息。

2、包括数字、字符、单词、图形、声音和视频。120512abc，6，什么是信息？简而言之，信息是所有人类生产和生存活动所传递的知识、智力和新闻。广义而言，信息是指客观事物内部特征、存在方式或运动状态的反映。信息一般指经过处理的有意义的数据形式。信息与数据的关系：数据是信息的载体，信息是数据的内涵。数据是处理的对象，信息是处理的结果。信息处理信息处理是数据收集、存储、管理、处理和传输的全过程。信息处理是从已知数据中推断和整理新信息的过程。1.1.2信息处理和信息技术，数据，数据处理，新信息，8。计算机在信息处理中的作用，计算机是处理信息的最强有力的工具，大量的信息可以被计算机高效、快速地处理。信息处

3、理系统是一个基于计算机的处理系统。信息处理系统、信息检索系统、管理信息系统、决策支持系统、办公自动化系统等。信息技术一般而言，信息技术是指在信息处理过程中使用的获取信息、存储信息、处理信息、控制信息和传递信息等各种技术。简而言之。信息技术包括微电子技术、光电技术、传感技术、通信技术、计算机技术和控制技术。其中，计算机技术和通信技术是信息技术的两大核心支柱。现代信息技术的主要特点是，数字信息由二进制数字编码来表示、处理和传输。多媒体将文本、声音、图形、图像和视频等各种信息媒体与计算机集成在一起，进行全面的处理和显示。网络化高速大容量物联网技术，下一代互联网技术。智能化最大限度地模拟了人脑的思维能

4、力，如智能信息系统、智能通信网络、超智能芯片等。11、信息技术的发展，发展史上的第一次信息革命：语言、写作和文学；第二次信息革命：造纸和印刷；第三次信息革命：电报、电话、广播和电视；第四次信息革命：计算机、现代通信技术等。发展趋势快，容量大；整合；数字化；个性化。12，1.2计算机概述，1.2.1计算机发展简史1.2.2计算机特点1.2.3计算机分类1.2.4计算机应用领域1.2.5计算机新技术，13，1.2.1计算机发展简史，人类计算工具进化算盘机械计算机滑尺机电计算机，14，第一，15，ENIAC技术参数，5000次加法/秒，节省80字节，重量28吨，170平方米，18800电子管，150

5、0继电器，功率150千瓦，电子管(电真空管)图，16，艾伦图灵，英国科学家，计算机科学的创始人，主要贡献：建立图灵机模型，奠定可计算理论的基础，提出图灵测试和机器智能的概念。冯诺依曼，匈牙利裔美国数学家，电子计算机之父，于1966年由美国计算机学会设立了图灵奖。他的主要贡献有：奠定了现代计算机体系结构和工作原理的基础，“存储程序”的概念，冯诺依曼的计算机和同事们发展了第二代人类计算EDVAC，17岁的图灵和诺依曼，18岁的计算机一代(根据所用的电子设备)，计算机发展趋势，巨大的小型化，网络智能等。生物计算机(分子计算机)是由生物芯片代替半导体硅片制成的计算机。其主要原料是生物工程技术生产的蛋白

6、质分子，用作生物芯片。生物芯片具有超高速运行、超低能耗和并行处理的功能。量子计算机遵循量子力学定律进行高速运算、存储和处理。神经网络计算机可以模仿人脑神经网络的工作原理，具有联想、记忆、判断和并行处理能力的智能计算机，20.1.2.2计算机的特点，运算速度快，计算精度高，存储容量大，逻辑判断能力高，可靠性和自动化程度高，21.1.2.3计算机分类，按计算机原理分类数字计算机模拟计算机按计算机用途分类通用计算机专用计算机按计算机性能分类巨型机、大型机、小型机、微机、工作站等。22，1.2.4计算机应用领域，科学计算(数值计算)数据处理计算机辅助系统(CADCAICAM)过程控制人工智能(网络应用

7、多媒体技术的应用)，23，1.2.5计算机新技术，1。嵌入式技术嵌入式技术是将计算机软件集成到硬件中，并作为处理组件嵌入到应用系统中的技术。它具有软件代码小、自动化程度高、响应速度快的特点。2.网格计算网格计算，即分布式计算，是随着互联网迅速发展起来的一种新的计算技术。3.蓝牙技术短距离无线连接通信技术。中间件技术中间件属于可重用软件，位于操作系统和应用软件之间。总体功能是为上层应用软件提供运行和开发环境，方便用户灵活高效地开发和集成复杂的应用软件。计算机的工作原理首先，存储程序的原理从第一代计算机到今天最先进的计算机，其工作原理是一脉相承的，它们都采用存储程序的原理。要执行的程序和数据预先存

8、储在计算机的内部存储器中。当计算机工作时，它按顺序一个接一个地执行程序中包含的指令。纽曼与计算机存储程序原理。冯诺依曼是匈牙利裔美国数学家，现代计算机之父。他奠定了现代计算机的系统结构和工作原理。冯诺依曼建筑的精髓是：1。计算机中的程序和数据以二进制形式表示。2.程序存储，指令序列的顺序执行。3.计算机有五个组成部分：输入、存储、处理(操作)、控制和输出。冯诺伊曼(1903-1957)，27岁。第二，计算机指令的执行过程。当计算机执行一个程序时，在控制器的控制下，每个指令按顺序从内部存储器中取出并按顺序执行，直到包含在程序中的所有指令都被执行为止。执行每条指令的具体步骤如下：1)取指令2)分析

9、指令3)执行指令。计算机的整个工作过程就是执行程序的过程，即连续执行指令的过程。28，1.4计算机中的信息表示，1.4.1信息的数字编码概念1.4.2进位计数系统1.4.3不同进位数字之间的转换1.4.4数字信息的内部表示1.4.5文本信息的内部表示1.4.6声音和图像信息的内部表示，29.1.4.1信息二进制数字编码在计算机中处理的信息采用二进制数字编码，这是当今信息科学中广泛使用的数字技术的基础。1.二进制数易于表达，物理上也易于实现。任何具有两种相反稳定状态的元件(如晶体管的开和关、电脉冲的有无、高电平和低电平等)。)可以用来表示二进制数“0”和“1”。2.二进制数的运算简单可靠。二进制

10、数的算术运算规则非常简单。此外，“1”和“0”对应逻辑值“真”和“假”，这使得容易实现逻辑运算。31，关于二进制，只有两个基本符号：0和1进位规则：每一个二进制的一个加法公式：0 0=00 1=11 1=10(进位)乘法公式：00=001=011=1一批科学实验数据，一篇千言万语的作文，一首优美的音乐，一幅绚丽的图画，这些“0”和“1”构成了一个美妙的“数字世界”！在一个无符号二进制整数的末尾加上0，原始数会扩大多少倍？加两个零怎么样？32，计算机存储容量的单位，最小的信息单位：一位(位)二进制数字“0”或“1”基本存储单位：字节(B的缩写)转换关系：1b=位1kb=210 B=1024 B1

11、 MB=210 kb=1024 kb 1gb=210 MB生活中各种进位系统的例子：十进制二进制、七进制、八进制、十六进制三进制、十二进制和十六进制。思考：请举例说明这些进位系统在生活中的应用。基数计数系统的基数和比特权重基数进位计数系统中使用的所有基本符号(数字)的数目称为基数。位权在一个数中，由不同位置的数表示的数值称为位权。例如，十进制数635，从高到低，每个数字的比特权重依次是102，101，100，即635=6102，3101，5100，35，这是计算机中经常表示的，而二进制八进制十六进制规则是每个二进制，每个八进制，每个十六进制基数R=2R=8R。9，A，B，C，D，E，F位权重2

12、i8i10i16i下标BODH，36，1.4.3不同十进制数之间的转换，1 . R-十进制数与R-十进制数的转换p (r)=an-1a0。A-1a-2a-m转换规则：转换公式：p=an-1rn-1a11a0r0a-1r-1a-Mr-m位权重(1101.1)2=123 122 021 120 12-1=(13.5)10、37，将R转换为十进制的示例，(101)B=122 021 120=4 0 1=(5)D(203)O=282 081 380、2。十进制到R，39，课堂练习，1。(251)B2。(251) D=() O3。(251) D=() H，答案1.111110112.3733.FB，40

13、例(0.625)D=()B乘以2，整部分为0.6252=1.2501(高阶)0.2502=0.50000.5002=1.0001(低阶)，小数部分为0，转换最终结果为(0.625) d=(0。十进制十进制十进制十进制、41，混合数字转换。如果十进制数包含整数和小数，则小数点两边的整数和小数必须分开，分别完成相应的转换，然后将转换后的R十进制整数和R十进制数合并在一起。课堂练习(86.875)10=()2答案1010110.111，42，3。非十进制数之间的转换，传统的转换方法是先将转换后的数转换成相应的十进制数，然后再将十进制数转换成其他十进制数，如(19) H=(25) D=(11001)，

14、43，二进制数与八进制数和十六进制数之间的对照表，二进制数与八进制数之间的十六进制数，十六进制数之间的十六进制数，000000001000800111000102001021010 a 01130011131011 b 10000、44是二进制数和十六进制数之间的简单转换方法。要将二进制数转换为八进制数，只要二进制数从小数点开始，整数部分从右到左按3位数分组，十进制部分从左到右按3位数分组(少于3位的数字用零填充)，每个组都转换为八进制数。在反向转换中，只有1位八进制数需要扩展为3位二进制数。例1(11110.001100)b(36.14)o(12.34)o=(001010.01100)b=(

15、1010.0111)b二进制和十六进制之间的转换与八进制和二进制之间的转换相同，但是应该注意的是，每四个二进制数等于一个十六进制数例2(10a 1)h=(000100001010001)b(111111)机器数量：计算机中数值的符号，机器数量的绝对值和符号是2。机器字长：计算机一次传输和处理的二进制数的位数，表示计算精度，是字节(8位、16位、32位等)的整数倍。)。假设机器字长n为8位，十进制数5在计算机中表示如下：符号位值位、机器号的符号表示负号：1加号：0，46，2。定点，所谓定点是指具有固定小数点位置的数字。1)定点整数2)定点小数、47，3。浮点数对于既有整数部分又有小数部分的数字，因为小数点位置不是固定的，所以通常用浮点数表示。计算机中通常使用一系列连续的二进制位来存储二进制浮点数。存储格式如下图所示：48，4。原始代码、补码和补码。在计算机中，为了操作方便，有符号数通常有三种编码方法：原始码、补码和补码。它们在操作上各有利弊，其中最常用的是原