第十讲：计算机基础知识（一）第十讲：计算机基础知识（一） 计算机发展和应用计算机发展和应用 数字化信息编码和数据表示数字化信息编码和数据表示重点：信息编码、进制转换重点：信息编码、进制转换 难点：进制转换难点：进制转换11 11 计算机的发展和应用计算机的发展和应用一、传统计算机的发展一、传统计算机的发展 第一台计算机：第一台计算机：19461946年年2 2月诞生；电子数字积分计算机（月诞生；电子数字积分计算机（ ENIACENIAC）；）；每秒每秒50005000次次时时时时代代年份年份器件器件软软软软件件应应应应用用一一46584658电电电电子管子管机器机器语语语语言言 汇编语汇编语汇编语汇编语 言言科学科学计计计计算算二二58645864晶体管晶体管高高级语级语级语级语 言言数据数据处处处处理理 工工业业业业控制控制 三三64706470集成集成电电电电路路操作系操作系统统统统文字文字处处处处理理 图图图图形形处处处处理理 四四7171至今至今大大规规规规模集成模集成电电电电路路数据数据库库库库、网、网 络络络络各个各个领领领领域域二、微型计算机的发展二、微型计算机的发展 第一台微型计算机：第一台微型计算机：Intel4004Intel4004，4 4位位计算机发展趋势：巨型化、微型化、网络化和智计算机发展趋势：巨型化、微型化、网络化和智 能化能化时时时时代代时间时间时间时间位数位数代表芯片代表芯片第一代第一代7272年年8 880088008 第二代第二代7373年年8 880808080 第三代第三代7878年年161680868086、 8028680286 第四代第四代8585年年32328038680386三、计算机在各个领域中的应用三、计算机在各个领域中的应用uu科学计算科学计算 uu数据处理数据处理 uu过程控制过程控制 uu计算机辅助系统计算机辅助系统 uu人工智能人工智能 uu信息高速公路信息高速公路 uu电子商务电子商务12 12 信息编码与数据表示信息编码与数据表示一、信息编码一、信息编码 信息：数值、文字、语音、图形和图象信息：数值、文字、语音、图形和图象 信息必须数字化编码，才能传送、存储和处理信息必须数字化编码，才能传送、存储和处理二、进位计数制二、进位计数制二进制：二进制：0 0、1 1，用，用 B B表示表示十进制：十进制：09 09 ，用，用D D表示表示八进制：八进制：0707，用，用OO表示表示十六进制：十六进制：0909、AFAF， 用用H H表示表示基数基数：某种进制允许出现的数码的个数：某种进制允许出现的数码的个数 位权位权：以基数为底，以数码在数中出现的序号为指数的幂：以基数为底，以数码在数中出现的序号为指数的幂 值。而数码表示的值的大小就等于数码乘以位权。值。而数码表示的值的大小就等于数码乘以位权。如如10111011B B=123+022+121+120=11=123+022+121+120=11D D三、不同进制之间的转换三、不同进制之间的转换1.1.其它进制转换成十进制其它进制转换成十进制 转换规则：展开成多项式求和转换规则：展开成多项式求和 例：例：1010.01B=121010.01B=123 3+02+022 2+12+121 1+02+020 0+02+02(-1)(-1)+12+12(-2)(-2)2.2.十进制转换成其他进制十进制转换成其他进制 转换规则：转换规则： 整数部分：连除以整数部分：连除以R R取余数；取余数； 小数部分：连乘以小数部分：连乘以R R取整数。取整数。 例：例：8.25D=1000.01B8.25D=1000.01B3 3. .八进制和十六进制转换成二进制八进制和十六进制转换成二进制 转换规则转换规则: : 八进制八进制: :一位拆三位一位拆三位 十六进制十六进制: :一位拆四位一位拆四位例例: 45: 45OO=100 101=100 101B B71 71OO=111 001=111 001B B3.5 3.5OO=011 . 101=011 . 101B B6.12 6.12OO=110. 001 010=110. 001 010B B3D 3DH H=0011 1101=0011 1101B BB6 B6H H=1011 0110=1011 0110B B8.3 8.3H H=1000.0011=1000.0011B B4 4. .二进制转换成八进制和十六进制二进制转换成八进制和十六进制 转换规则转换规则: : 八进制八进制: :三位合一位三位合一位 十六进制十六进制: :四位合一位四位合一位 整数部分从右向左分组整数部分从右向左分组; ;小数部分从左向右小数部分从左向右 分组分组四、二进制数在机器中的表示四、二进制数在机器中的表示 11机器数和真值数机器数和真值数 真值数：机器外，带正、负号表示的数真值数：机器外，带正、负号表示的数 如：如：+100+100；-101-101 机器数：机器内存放的正、负号数码化机器数：机器内存放的正、负号数码化 的数的数 约定：正号用约定：正号用“ “0 0” ”表示，负号用表示，负号用“ “1 1” ”表示表示 如：真值数如：真值数+1001000 +1001000 机器数为机器数为 0100100001001000真值数真值数-1001000 -1001000 机器数为机器数为 110010001100100022带符号数的表示带符号数的表示 原码：原码：最高位为符号位，正号为最高位为符号位，正号为0 0，负号为，负号为1 1 反码：反码：正数的反码与原码相同，负数的反码正数的反码与原码相同，负数的反码 只需将其对应的正数按位求反只需将其对应的正数按位求反 补码：补码：正数的补码与原码、反码相同，负数正数的补码与原码、反码相同，负数 的补码等于它的反码加的补码等于它的反码加1 1。 例：字长例：字长8 8位位 1616D D=10000=10000B B -16 -16D D=-10000=-10000B B 原码：原码：00010000 00010000 原码：原码：1001000010010000 反码：反码：00010000 00010000 反码：反码：1110111111101111 补码：补码：00010000 00010000 补码：补码：1111000011110000五、常用的信息编码五、常用的信息编码 11字符编码字符编码 ASCIIASCII码：用码：用7 7位二进制数表示一个西文字符（位二进制数表示一个西文字符（单单 字节的字符编码字节的字符编码） 22汉字编码汉字编码 输入码、内码、字型码、国标码输入码、内码、字型码、国标码输入码输入码国标码国标码内码内码字型码字型码13 13 计算机系统组成计算机系统组成运算器运算器CPUCPU主机主机 控制器控制器内存内存 随机存储器随机存储器硬件硬件 只读存储器只读存储器输入设备输入设备 外部设备外部设备 输出设备输出设备外存外存软件软件 应用软件应用软件 系统软件系统软件 一、概述1冯诺以曼结构存储器输入设备运算器输出设备控制器二、微机硬件结构1 1）运算器）运算器 功能：完成算术运算和逻辑运算功能：完成算术运算和逻辑运算 2 2）控制器）控制器 功能：控制计算机各个部件有条不紊的工作功能：控制计算机各个部件有条不紊的工作 运算器和控制器合在一起称为中央处理器即运算器和控制器合在一起称为中央处理器即 ：CPUCPU。它是计算机的核心部件。它是计算机的核心部件。3 3）内存储器（内存、主存）内存储器（内存、主存） 计算机要执行的程序和要处理的数据都必须先放在内存中。计算机要执行的程序和要处理的数据都必须先放在内存中。 与内存对应的是外存，两者共同组成计算机的存储设备。与内存对应的是外存，两者共同组成计算机的存储设备。 和存储器有关的和存储器有关的 术语：术语： （1 1）地址：地址：存储单元的编号（一般用十六进制表示）存储单元的编号（一般用十六进制表示） （2 2）位（位（bitbit）：）：一位二进制数，简写一位二进制数，简写b b。是信息编码的最小是信息编码的最小 单位单位 （3 3）字节（字节（ByteByte）：）：八个二进制位，简写八个二进制位，简写B B。是衡量存储容是衡量存储容 量的最小单位。量的最小单位。 1KB=1024B1KB=1024B 1MB=1024KB=10241024B1MB=1024KB=10241024B 1GB=1024MB=102410241024B1GB=1024MB=102410241024B 1TB=1024GB=1024102410241024B1TB=1024GB=1024102410241024B 4 4）输入设备：键盘、鼠标、光笔、扫描仪等输入设备：键盘、鼠标、光笔、扫描仪等5 5）输出设备：显示器、打印机、绘图仪等）输出设备：显示器、打印机、绘图仪等 6 6）外存：光盘、硬盘、）外存：光盘、硬盘、u u盘盘 磁盘：磁盘：（1 1）软盘：结构、容量）软盘：结构、容量（2 2）硬盘）硬盘 光盘：光盘：CD-ROMCD-ROM、CD-RCD-R、CD-RWCD-RW2微型计算机系统总线CPUROMRAM输入设备输出设备接口接口ABDBCB三、计算机工作原理三、计算机工作原理 1 1、冯、冯 诺以曼思想诺以曼思想二进制；二进制；数据与程序一样存放在内存；数据与程序一样存放在内存；硬件由五大模块组成。硬件由五大模块组成。 存储程序控制原理存储程序控制原理 2 2、指令和程序的概念、指令和程序的概念 指令是指示计算机完成一个操作的命令。一条指令由操指令是指示计算机完成一个操作的命令。一条指令由操 作码和操作数两部分组成。作码和操作数两部分组成。一台计算机所有指令的集合称为该计算机的指令系统。一台计算机所有指令的集合称为该计算机的指令系统。 解决一个问题所需要的指令序列称为程序。解决一个问题所需要的指令序列称为程序。 3 3、计算机执行指令的过程、计算机执行指令的过程 取指令、分析指令、执行指令取指令、分析指令、执行指令操作码操作数四、计算机软件四、计算机软件 软件是程序以及开发使用维护程序所需要的文档。软件是程序以及开发使用维护程序所需要的文档。操作系统操作系统 DOSDOS、WINDOWSWINDOWS、UNIXUNIX语言处理程序语言处理程序 VBVB、VCVC、FPFP诊断程序诊断程序 QAPLUSQAPLUS系统软件系统软件 连接程序连接程序 LINKLINK数据库系统数据库系统 FOXPROFOXPRO 软件软件 数据仓库数据仓库字处理软件字处理软件 WORDWORD、WPS WPS 应用软件应用软件 表格软件表格软件 EXCELEXCEL11操作系统操作系统 种类：