计算机基础知识.ppt

1、第1章 计算机基础知识,本章教学目标及重点、难点 1.1 计算机基本概念 1.2 计算机中的数制与编码 1.3 计算机系统的组成 本章小结 作业,本章教学目标及重点、难点,教学目标: 通过本章的学习，能够让学生掌握计算机的概念、种类、特点、应用；计算机中各种数据信息的表示；各进制之间的转换方法，计算机系统的组成。微型计算机的基本配置和主要技术指标。,重点： 掌握计算机的特点及应用、各种类型数制间的转换方法、计算机系统的组成。,难点： 各种类型数制间的转换方法。,1、计算机概念 能够自动、高速、准确地对各种信息进行加工处理和存储的电子设备的集合体，包括硬件和软件两大部分。,1.1 计算机基本概念

2、,1946年2月，在美国宾夕法尼亚大学诞生了世界上第一台电子计算机，命名为ENIAC，使用了18000只真空管，1500只继电器，70000只电阻，10000只电容，功耗150kW，体积85m3，占地170m2，重36t，而性能却远不如一台现代的普通微型计算机。,2、第一台计算机的产生,3、计算机的发展,第一代计算机（19641957) 使用电子管作为主要物理元件,第二代计算机（19581964） 使用晶体管作为主要物理元件,第三代计算机（19651971） 使用中、小规模集成电路作为主要元件,第四代计算机(1971至今） 使用大规模和超大规模集成电路作为主要元件。,4、计算机有哪些种类,（1

3、）依据工作原理分 数字计算机、模拟计算机、混合计算机。,（2）依据设计目的和应用范围分 通用计算机、专用计算机。,（3）依据规模大小和功能强弱分 巨型机、大型机、小型机、微型机。,（4）微型机按体积大小及应用范围分类 台式计算机、笔记本计算机、掌中宝计算机,（5）微机按字长分 8位机、16位机、32位机、64位机,（6）微机按CPU芯片型号分 286、386、486、Pentium(奔腾）,5、计算机有哪些特点,（1）运算速度快； （2）计算精度高； （3）存储容量大； （4）可靠性高； （5）具有“记忆”和逻辑判断能力； （6）自动化程度高； （7）适用范围广、通用性强。,6、计算机有哪些应

4、用,（1）科学计算 （2）过程控制 （4）娱乐休闲 （5）数据处理 （6）计算机辅助领域,计算机辅助设计（CAD） 计算机辅助制造（CAM） 计算机辅助教学（CAI） 计算机辅助测试（CAT） 计算机辅助工程（CAE）,1.2 计算机中的数制与编码,1.2.1 计算机中的数制,1、基本概念 （1）基数,数制中所需要基本的数字字符的总个数，称为基数。,（2）位权,在一个数中，数码在不同的数位上所表示的数值是不同的。每个数码所表示的数值就等于该数码本身乘以一个与它所在数位有关的常数，这个常数叫做位权，简称权。,2、计算机中常用的数制,（1） 十进制数（D） 它是由09组成，逢十进一的进位计数制，其

5、基数为10，权为10i 。,（2） 二进制数（B） 它是由0和1组成，逢二进一的进位计数制，其基数为2，权为2i 。,（3） 八进制数（Q） 它是由07组成，逢八进一的进位计数制，其基数为8，权为8i 。,（4） 十六进制数（H） 它是由09，AF（或af）共16个不同数码组成，逢十六进一的进位计数制，其基数为16，权为16i 。,3、不同数制间的转换,（1） 十进制整数数转换成R进制数 十进制整数转换成R进制整数采用“除R取余”法。具体方法为：将十进制数除以R，得到一个商数和一个余数，再将商数除以R，又得到一个商数和一个余数，继续该过程，直到商数等于零为止。每次得到的余数就是对应的二进制数的

6、各位数字。,【例】 将十进制数69转换成二进制数。 解析：将十进制数69转换成二进制数的过程如下： 2|69 2|34 余数为1 2|17余数为0 2|8 余数为1 2|4余数为0 2|2 余数为0 2|1 余数为0 0余数为1，商为0，结束 因此，(69)10=(1000101)2,（2） 十进制小数转换成R进制小数,十进制小数转换成R进制小数采用“乘R取整”法。具体方法为：用R乘十进制小数，得到一个整数部分和一个小数部分，再用R乘小数部分，又得到一个整数部分和一个小数部分，继续该过程，直到余下的小数部分为0或满足精度要求为止。最后将每次得到的整数部分从左到右排列，即得到所对应的二进制小数。

7、,（3） 一般十进制数转换成R进制数,为了将一个既有整数部分又有小数部分的十进制数转换成R进制数，可以将其整数部分和小数部分分别转换，然后再组合起来。例如: (69)10=(1000101)2 (0.6875)10=(0.1011)2 则有 (69.6875)10=(1000101.1011)2,【例】 将十进制小数0.6875转换成二进制小数。,解析：将十进制小数0.6875转换成二进制小数的过程如下： 0.6875 2 1.3750 整数部分为1 0.3750 余下的小数部分 2 0.7500 整数部分为0 0.7500 余下的小数部分 2 1.5000 整数部分为1 0.5000 余下的

8、小数部分 2 1.0000 小数部分为0,（4）R进制（二、八、十六）进制数转换为十进制数,把R进制数转换为十进制数，通常采用按权展开相加的方法，即各位数分别乘以对应的权值，再求和。,【例】 把二进制数(1011.101)2转换成十进制数。,(1011.101)2=123022121 12012-102-212-3 80210.500.125 (11.625)10,【例】 把八进制数(123.45)8转换成十进制数。 (123.45)81+58-2 (83.578125)10,【例】 把十六进制数(3AF.4C)16转换成十进制数。 (3AF.4C)16=316210

9、16115160 416-11216-2 (943.296875)10,（5） 二、八、十六进制数之间的转换, 二进制转换成八进制 以小数点为基准，整数部分从右向左、小数部分从左向右，按每三位二进制数一组转换成一位八进制数，不足部分补零。每组二进制数按权为4、2、1方式相加展开。, 二进制转换成十六进制,以小数点为基准，整数部分从右向左、小数部分从左向右，按每四位二进制数一组转换成一位十六进制数，不足部分补零。每组二进制数按权为8、4、2、1方式相加展开。, 八进制转换成二进制,以小数点为基准，按每位八进制数转换成三位二进制数的原则进行，而每位八进制数转换时按“除基取余法”进行。, 十六进制转

10、换成二进制,以小数点为基准，按每位十六进制数转换成四位二进制数的原则进行，而每位十六进制数转换时也按“除基取余法”进行。, 八进制与十六进制数相互转换,一般以二进制数作桥梁转换。例如： 10 110 101.101 1 B=010 110 101.101 100 B = 265.54 Q 110 011.110 110 B = 63.66 Q 111 1011 0101.1010 1 B = 7B5.A8 H 11 0011.1101 10 B = 33.D8 H 72.26 Q = 111 010.010 11 B = 32.58 H,1.2.2 计算机中的编码,（1）字符编码,字符：数字、

11、字母、通用符号和控制符号统称为字符。,字符编码：来表示字符的二进制代码称为字符编码，字符编码有多种形式。, ASC码：国际上普遍采用的一种字符编码是美国标准信息交换代码，它包括7位代码，ASC码共四类128个常用字符，其中： 数字09。字母52个：包括26个大写英文字母和26个小写字母。 通用符号32个：如 *、:、%、= 等。控制符号34个：如ESC、CR等。,（2）汉字编码,国标码：1981年，我国制定了中华人民共和国国家标准信息交换用汉字编码字符集基本集，代号为：“GB2312-80”，这种编码简称为国标码。,区位码：由于信息传输的原因，每个汉字的区号和位号必须加上20H之后，它的相应的

12、二进制代码才是它的国标码， 即区位码=国标码-2020H。,机内码：汉字机内码是指在计算机中表示汉字的编码。 即机内码 = 国标码 + 8080H。,例如，“啊”字的区位码是1601，则它的国标码是3021H，其汉字机内码是B0A1H。 即：1001H（区位码）+ 2020H = 3021H（国标码） 3021H（国标码）+ 8080H = B0A1H（机内码）,1.3 计算机系统的组成,一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。,硬件（Hardware）是构成计算机的物质装置，是看得见、摸得着的一些实实在在的有形实体。,软件（Software）是指使计算机运行时所需要的程序、数据

13、和有关的技术文档资料。,1.3.1 计算机硬件系统,计算机的硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大功能部件构成，如下图所示。,(1) 控制器,控制器是整个计算机的指挥中心，它的主要功能是按照人们预先确定的操作步骤，控制计算机各部件有条不紊地工作。,(2) 运算器,运算器是对信息进行处理和运算的部件，经常进行的运算是算术运算和逻辑运算，因此运算器的核心是算术逻辑运算部件（Arithmetic and Logical Unit），简称ALU。,(3) 存储器,存储器是计算机的记忆部件，用来存放当前计算机运行所需的数据和程序。存储器由若干存储单元组成，所谓的存储单元是指为区分数据在

14、存储器中的存放位置，将存储器划分成的基本存储单位。每个存储单元可以存放8位（bit）二进制数，称为一个字节（Byte），所以存储器的容量是以字节为基本单位的。,1KB = 1024Byte， 1MB = 1024KB， 1GB = 1024MB， 1TB = 1024GB 计算机中的存储器又分为内存储器和外存储器。,内存储器：简称内存，又称主存，是由半导体存储器组成的。它的存取速度比较快，内存储器按其工作方式的不同，可分为随机存储器RAM（Random Access Memory）和只读存储器ROM（Read Only Memory）。,RAM主要用来存放各种现场的输入、输出数据、需要执行的程

15、序、中间计算结果以及与外存交换的信息等。其可以随机写入或随机读取数据，并且一次写入可多次读出，但数据不能长期保留，当系统发生断电时，所存数据立即消失。,ROM在其工作的过程中具有只能读出所存信息，不能随机写入、所存信息不会因断电而消失的特点。ROM中的信息一般由厂家在制作时用特殊的方法固化在里面，其内容一般不能被修改。因此，ROM常用来存放一些重要的、且经常使用的程序，如开机检测程序等。,外存储器：简称外存，又称辅助存储器。它不但弥补了内存储器容量的不足，而且是一种“永久”性存储器，主要用于保存暂时不用但又需长期保留的程序和数据。 外存储器目前使用最多的是磁表面存储器（如磁盘）和光存储器（如光

16、盘）以及可移动的U盘。,(4) 输入设备,输入设备是将要处理的数据送入计算机的设备。通过输入设备可将计算机中使用的解题程序和原始数据输入存储器保存，然后由计算机进行各种处理。常用的输入设备有键盘、鼠标器、扫描仪、数码摄像头、数码摄像机、数码像机、数字化仪、手写笔等。 如下图所示,(5) 输出设备,输出设备是将计算机的处理结果以适当的信息形式输出的设备。常用的输出设备主要有显示器、打印机和绘图仪等。其中显示器又称监视器（Monitor），是计算机系统中最主要的输出设备之一。,运算器、内存储器和控制器合在一起，称为计算机的主机，而把各种输入/输出设备统和外存储器称为计算机的外部设备，简称外设。 运

17、算器和控制器合在一起称为中央处理器CPU（Center Processing Unit）。,1.3.2 软件系统,软件系统是指计算机运行时所需的各种程序、数据、以及有关的文档。软件一般分为系统软件和应用软件。,（1）系统软件 系统软件是指管理、控制和维护计算机的各种软件，目前常见的系统软件包括操作系统、各种语言处理程序、数据库管理系统等。,(2)应用软件 为解决某些应用问题而开发的软件称系统软件如：办公自动化软件、管理类软件、辅助设计和辅助教学软件等。,1.3.3 微机系统的基本配置和主要技术指标,1 微机系统的基本配置,大体上可分为以下几部分，即主机、输入设备、输出设备、磁盘驱动器和光驱等。

18、,主机板又称系统板或母板，是一台微机的核心部件。它实际上是一块印刷电路，其上装有CPU芯片、存储器芯片、控制芯片、ROMBIOS芯片、高速数据缓冲芯片，还有连接软驱、硬盘、键盘、鼠标器的I/O接口及供插入接口卡的I/O扩展槽等组件,如下图。,（1）主机板,CPU是微机的心脏，它对系统的性能起着决定性的作用，CPU品质的高低直接影响着微机系统的档次。,(2) CPU,目前常见内存配置主要有64MB、128MB、256MB、512 MB、1024MB或更高。内存是可以扩充的，当感到容量不够时可随时增配。,(3) 系统内存,计算机中连接各部件的公共连线称为总线（BUS）。计算机各部件之间的数据均是通

19、过总线进行传送的。由于计算机处理的是二进制数据，所以总线也是用来传送二进制数据的，将总线的分类方法有如下三种：,(4) 总线,第一种方法：根据所处的位置将总线分为内部总线和外部总线。内部总线是微处理器芯片内各部件的连线，外部总线是指计算机系统中各部分之间的连线。,第二种方法：按传送方式将总线分为并行总线和串行总线。并行总线是指能同时传送一次处理的二进制数所有位数的总线；串行总线是指依次串行传送一次处理的二进制数每一位的总线。,第三种方法：根据传送的内容将总线分为数据总线、地址总线和控制总线。,(5) 外存储器,外存储器主要有软盘存储器、硬盘存储器和光盘存储器。 软盘存储器 软盘存储器由软盘驱动

20、器（简称软驱）和软磁盘组成。常用的软盘驱动器大小为3.5英寸、容量为1.44MB。, 硬盘存储器 硬盘的一个主要性能指标是硬盘的存储容量。早期硬盘的容量一般为几十到几百兆字节，现在常用硬盘的存储容量在40GB、80GB、120GB以上。硬盘的另一个性能指标是硬盘的速度。影响硬盘速度的主要因素是硬盘的转速，硬盘的转速用r/min表示，即转/每分钟。转数越大，硬盘的性能越好。目前硬盘的转速范围为54007200r/min。, 光盘存储器 光盘存储器由光驱动器（CD-ROM）和光盘组成。光盘驱动器按照数据传输速率可分为单倍速、双倍速、4倍速、8倍速、16倍速、24倍速、32倍速、40倍速、48倍速、

21、52倍速甚至更高，单倍速光驱数据传输速率为150kb/s，光盘的存储容量大，一张5.25英寸光盘可存储650MB的信息。根据光盘的性能不同，分为只读型光盘（CD-ROM）、一次写入型光盘（R-ROM）和可擦写型光盘（RW-ROM）。,(6) 输入设备, 键盘 键盘是最常用也是最主要的输入设备。通过键盘，可以将英文字母、数字和标点符号等信息输入到计算机的存储器中，从而向计算机发出命令和输入数据，它是计算机不可缺少的部件。 鼠标 鼠标（Mouse）的形状像只老鼠，它也是计算机的一种主要输入设备。, 扫描仪 扫描仪也是一种比较常见的输入设备。计算机图像处理在许多领域起到了关键的作用，图像扫描仪正是实现这一过程必不可少的工具。,(