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计算机文化基础

计算机文化基础. 计算机基础知识. 计算机概述 计算机硬件 计算机软件. 1.1 计算机概述. 一、什么是计算机 (COMPUTER). 计算机： 按指定方式转换信息的电子装置（ IEEE ）。. COMPUTER. 2+3. 5. 输入信息 （数据和程序）. 输出信息. 计算机的定义： 它是一种能高速运算，具有内部存储能 力，由程序来控制其操作过程的自动电子装置。. 二、电子计算机的诞生. 二十世纪四十年代，无线电技术和无线电工业的发展为电 子计算机的研制准备了物质基础。.

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  1. 计算机文化基础

  2. 计算机基础知识 • 计算机概述 • 计算机硬件 • 计算机软件

  3. 1.1 计算机概述 一、什么是计算机(COMPUTER) 计算机：按指定方式转换信息的电子装置（IEEE）。 COMPUTER 2+3 5 输入信息 （数据和程序） 输出信息 计算机的定义： 它是一种能高速运算，具有内部存储能 力，由程序来控制其操作过程的自动电子装置。

  4. 二、电子计算机的诞生 二十世纪四十年代，无线电技术和无线电工业的发展为电 子计算机的研制准备了物质基础。 二次大战中，为了解决新武器弹道的复杂计算问题，美国 陆军部资助宾夕法尼亚大学从1943年到1946年成功地研制了称 为：ENIAC：Electronic Numerical Integrator And Computer。 ENIAC共用了18,000多个电子管，1500个继电器，重达30吨， 占地170平方米，耗电约140千瓦时。主要技术指标为每秒5000 次加法运算。 同时，匈牙利裔美籍数学家冯诺依曼（Von Neumann） 与莫尔小组合作，研制出了名为EDVAC的计算机。该计算机 根据冯诺依曼提出的原理制造而成，由此，奠定了现代计算 机的体系结构，这一结构也称冯诺依曼体系结构。

  5. 三、计算机发展经历的四个阶段 (1) 第一代——电子管计算机 时间:1946-1958年 标志:基本电子元件是电子管 内存:水银延迟线 外存:磁鼓、纸带、卡片、磁带 速度:每秒几千到几万次基本运算 软件:二进制的机器语言/汇编语言 特点:体积大/耗电多/速度低/造价高/使用不便 代表机型:ENIAC/EDVAC 等 ( Electronic Discrete Variable Automatic Computer) 电子离散变量自动计算机

  6. (2) 第二代——晶体管计算机 时间:1958-1964年 标志:基本电子元件是晶体管 内存:磁芯存储器(几十万字) 外存:磁盘、磁带等 速度:每秒几十万次基本运算 软件:ALGOL60/FORTRAN/COBOL等 特点(与第一代相比）:体积小/耗电少/成本低/功能 强 /使用方便 代表机型:UNIVACII/贝尔TRADIC/IBM7090/ 7094/7044等

  7. (3) 第三代——集成电路计算机 时间:1964-1971年 标志:基本电子元件是中小规模集成电路 内存:磁芯/半导体存储器 外存:磁盘、磁带等 速度:每秒几十万次到几百万次基本运算 软件:出现了高级语言BASIC等 特点:体积缩小/价格降低/功能增强/应用广泛 代表机型:IBM360系列/HONEYWELL6000系列/ 富士通F230系列

  8. (4) 第四代——超大规模集成电路 时间:1971-至今 标志:基本电子元件是大规模超大规模集成电路 内存:半导体存储器 外存:磁盘、磁带等 速度:每秒几百万次甚至上亿次的基本运算 软件:操作系统不断完善，应用软件已成一个产业 特点:体积小/耗电少/成本低/功能强/使用方便 代表机型:IBM4300系列/3080系列/3090系列/ 最新的IBM9000系列/INTEL微处理器系列

  9. 计算机发展阶段划分及各阶段特征表

  10. 四、计算机的特点 • 在处理对象上 • 在处理内容上 • 在处理方式上 • 在处理速度上 • 大容量的存储 • 网络互连

  11. 五、计算机的分类 • 个人计算机PC • 工作站Work station • 小型机MiniComputer • 大型机Main Frame • 巨型机Super Computer 主机 终端1 终端n

  12. PC 大型机IBM S390 巨型机GrayT3E

  13. 计算机相关的技术 * 多媒体技术 * 网络技术 * 人工智能技术 * 光计算机和生物计算机

  14. 1.2 计算机组成及工作原理 一、计算机的组成 • 计算机系统主要由“硬件”和“软件”两大系统组成 • 硬件：计算机系统中的物理装置的总称 • 软件：计算机运行所需的各种程序及其 有关资料 （注意：没有软件的计算机是“裸机”，它不能做任何工作）

  15. 二、 计算机的基本工作过程

  16. 接受输入：通过输入设备将信息输入到计算机内部接受输入：通过输入设备将信息输入到计算机内部 • 处理数据：根据事先编好并存储在计算机内部的程序，在CPU中对数据处理 • 存储数据：通过存储对要处理的数据、计算的中间结果、指令序列保存起来。 • 产生输出：通过输出设备将计算机的处理结果输出给用户

  17. 美籍匈牙利数学家冯.诺依曼于1946年提出了一个完整的计算机原型，称之为冯.诺依曼原理。它包括以下三个方面的内容。 1. 计算机的硬件由五部分组成； 2. 计算机的信息是以二进制表示的; 3. 程序是自动执行的（存储程序原理）。 冯.诺依曼原理决定了计算机的工作方式取决于计算机在以下两个方面的能力，一是计算机是否能够存储程序；二是计算机是否能够自动执行程序。遵循冯.诺依曼原理的计算机利用存储器存放需执行的程序；中央处理器依次从存储器中取出每一条指令，并经过分析后加以执行，直到全部指令执行完成。这就是计算机的存储程序工作原理。

  18. 一、数制的概念 1.3 计算机中的信息表示 我们生活中习惯使用十进制，但是除了十进制以外，还有二进制、八进制、十六进制等，但是计算机内各种信息都是以二进制形式来表示的。 数制：用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数目的方法。

  19. 计算机为什么使用二进制？ • 二进制在物理上容易实现 • 二进制运算规则简单 • 易于实现逻辑运算和逻辑判断

  20. 各数制的特点 • 每一种进制都允许使用固定个数的数码 • 逢N进一 • 采用位权表示法

  21. （1）十进制 • 十进制中使用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9这十个符号来计数，称为十个数码。采用的计数规则是：逢十进一。 • 如3468.795这个数中的4就表示4×102＝400，这里把102称作位权，简称为“权”，十进制数权的一般形式为10 n（n = ……, 2, 1, 0, -1 ,-2, ……）。 • 每个十进制数都可以表示成按“权”展开的多项式。例如：3468.795＝3×103＋4×102＋6×101＋8×100＋7×10-1+9×10-2+5×10-3

  22. （2）二进制 • 计算机中的数据是以二进制形式存放的，二进制数的数码是用0和1这两个符号来表示的。权为2n（n=……,2,1,0,-1,-2,……），二进制数的计数规则是：逢二进一。 • 对于一个二进制数，也可以表示成按权展开的多项式。例如： • 10110.101=1×24＋0×23＋1×22＋1×21＋0×20＋1×2-1＋0×2-2＋1×2-3

  23. （3）八进制 • 八进制数的数码是用0、1、2、3、4、5、6、7这八个符号来表示的。权为8n（n=……, 2,1,0,-1,-1,……），八进制数的计数规则是：逢八进一。 • 八进制同样可以表示成按权展开的多项式。例如： • 367.43=3×82+6×81+7×80+4×8-1+3×8-2

  24. （4）十六进制 • 十六进制数的数码是用0、1、……、9、A、B、C、D、E、F十六个符号来表示的。权为16n（n=……, 2,1,0,-1,-1,……），十六进制数的计数规则是：逢十六进一。 • 十六进制同样可以表示成按权展开的多项式。例如： • 1CB.D8=1×162+12×161+11×160+13×16-1+8×16-2

  25. 0 - 16之间整数的常用进制数对应关系

  26. 例： 1011B为二进制数1011，也记为（1011）2 1357O为八进制数1357，也记为（1357）8 2049D为十进制数2049，也记为（2049）10 3FB9H为十六进制数3FB9，也记为（3FB9）16 不同数制数的表示 在数字后加字母B表示二进制数，加字母O表示八进制数，加字母D表示十进制数，加字母H表示十六进制数。

  27. 进制之间的互相转换 • 任意进制数转化为十进制 • 十进制数转化为任意进制数 • 二进制、八进制、十六进制数之间的相互转化

  28. 任意进制数转化为十进制 任意进制数转化为十进制数只要写出该进制数的按权展开式，进行乘法和加法运算，得出结果即可。

  29. 十进制数转化为任意进制数 将十进制数转化为任意进制数需对整数部分和小数部分分别进行转化 采用“除基数取余法”，即用基数多次除被转换的十进制数，直到商为0， 每次相除所得的余数，按逆序排列便是对应的进制数 小数部分的转换采用“乘基数取整法”，即用基数多次乘被转换的十进制数的小数部分，每次相乘后，所得乘积的整数部分按正序排列就是对应的二进制数

  30. 2 1 8 5 余数 2 9 2 ………1 4 6 ………0 2 2 3 ………0 2 1 1 ………1 2 2 5 ………1 2 2 ………1 2 1 ………0 0 ………1 十进制化成二进制举例 （185）10 = （ ? ）2 （185）10 =（10111001）2

  31. 0. 2500 0. 5000 0.8125 0.6250     2 2 2 2 1. 0000… 1 1.6250 … 1 0. 5000… 0 1.2500… 1 十进制化成二进制举例 整数 （0.8125）10 = ( ? )2 （0.8125）10 = (0.1101)2

  32. 余数 8 1 8 5 8 2 3 ………1 2 ………7 8 0 ………2 十进制化成八进制举例 （185）10 =（ ？ ）8 （1 8 5）10 = （2 7 1）8

  33. 16 余数 3 9 8 1 16 2 4 8 ………13 (D) 1 5 …….… 8 16 0 ……...15 (F) 十进制化成十六进制举例 （3981）10 = ( ? )16 （3 9 8 1）10 = （F 8 D）16

  34. 二进制、八进制、十六进制数之间的相互转化 二进制数转化为八进制数 八进制数转化为二进制数 二进制数转化为十六进制数 十六进制数转化为二进制数

  35. 二进制数转化为八进制数 二进制数转换成八进制数，概括为“三位合一”、即：以小数点为基准，整数部分从右至左，小数部分从左至右，每三位一组，不足三位时，整数部分在高端补齐，小数部分在低端补齐。然后，把每一组二进制数用一位相应的八进制数表示，小数点位置不变，即得到八进制数

  36. （1 011 010 101 110）2 6 1 2 5 3 为八进制的13256 （11 011 111. 011 100）2 4 3 3 7 3 为八进制的337.34 举例 .

  37. 例如： （ 5 4 2 7 0 ）8 （ 1 6 3 . 6 4 ）8 101 100 010 111 000 001 110 011 . 110 100 八进制数转化为二进制数 八进制数转换成二进制数，概括为“一位拆三位”，即把一位八进制数写成对应的三位二进制数，然后按权连接即可

  38. 二进制数转化为十六进制数 二进制数转换成十六进制数，概括为“四位合一”、即：以小数点为基准，整数部分从右至左，小数部分从左至右，每四位一组，不足四位时，整数部分在高端补齐，小数部分在低端补齐。然后，把每一组二进制数用一位相应的十六进制数表示，小数点位置不变，即得到十六进制数

  39. （1 0110 1010 1110）2 1 A E 6 为十六进制的16AE （110 1001 1111. 0111 1000）2 . 8 9 F 7 6 为十六进制的69F.78 举例

  40. 例如： （ B 4 F 7 ）16 （ C 2 . A 8 ）16 1011 0100 1111 0111 1100 0010 . 1001 1000 十六进制数转化为二进制数 十六进制数转换成二进制数，概括为“一位拆四位”，即把一位十六进制数写成对应的四位二进制数，然后按权连接即可

  41. 小练习 （110）2=(？)10 =(？)8=(？)16 （11011）2＝（？）10 =(？)8=(？)16 （61）10＝ （？）2 =(？)8=(？)16 (18.125)10= （？）2 =(？)8=(？)16 （110）2=(6)10 = (6)8=(6)16 （11011）2＝（27）10 =（33）8=（1B）16 （61）10＝（111101）2 =（75）8=（3D）16 (18.125)10=(10010.001)2=（22.1）8=（12.2）16 答案：

  42. 1.3.4 计算机中的数据 1.什么是数据？ 一切可以被计算机加工、处理的对象都可以称之为数据。 数据有两种形式：人读数据、机读数据

  43. 2.数据的单位 • 位:计算机中最小的数据单位 • 字节：计算机中基本的信息单位 • 字：

  44. 3. 字符数据的表示 将符号用一定的代码来表示的过程称为编码。用二进制数来表示的文字和符号称为二进制编码。

  45. 西文字符与ASCII码 西文字符集由英文字母、数字、标点符号和一些特殊符号组成。字符集中的每一个符号都有一个代码，即字符的二进制编码。目前计算机中使用得最广泛的西文字符集是ASCII字符集，其编码称为ASCII码，即美国标准信息交换码。ASCII码采用一个字节表示一个字符，但只使用字节的低7位,最高位补0，所以可以表示0~27共128个字符。表2-1为ASCII字符表，D3 D2 D1 D0为ASCII的低4位，D6 D5 D4为ASCII的高3位。

  46. 表2-1 ASCII码字符编码

  47. 请同学们查出大写C和小写c的ASCⅡ码，并转换成十进制。请同学们查出大写C和小写c的ASCⅡ码，并转换成十进制。 C=1000011=67c=1100011=99 小写c —大写C=99—67=32 ASCⅡ码规律：小写字母—其大写字母=32 a~z>A~Z>0~9>空格>控制符

  48. 汉字输入码是用来完成汉字的输入的汉字编码，也称之为汉字的外码。一般汉字输入码可分为以下四类： 流水码（如电报码，区位码，国标码等） 音码（如全拼码，简拼码，双拼码等） 形码（如五笔字型，大众码，仓吉码等） 音形码（如自然码，首尾码等） 汉字输入码

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