第1章计算机基础绪论

1、 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 学生情况调查 1.你拥有计算机吗？你认为身边哪些产品可 以称为计算机？ 2.你常用的计算机软件有哪些？ 3.你所知道计算机硬件的名称？ 4.对于计算机，你最常用的功能是什么？ 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 ? 你们看到了什么 ? 你们又看到了什么 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 1.什么是计算机？什么是计算机？ 计算机是一种能够在其内部存储指令的控制计算机是一种能够在其内部存储指令的控制 下运行的电子设备。下运行的电子设备。 2.历史的孕育。历史的孕育。 手动计算工

2、具手动计算工具 手指手指/石头石头/木棒木棒/刻痕刻痕/绳结绳结/蜡板蜡板/算筹算筹/算盘算盘 机械计算机机械计算机 帕斯卡发明了第一部机械计算机帕斯卡发明了第一部机械计算机:Psacaline 现代计算机设计的先驱们现代计算机设计的先驱们 拜比吉拜比吉/赫尔莱兹赫尔莱兹/布尔布尔/图灵图灵 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 阿兰阿兰麦席森麦席森图灵图灵 Alan Mathison Turing ，1912年年6 月月23日生于英国伦敦。是英日生于英国伦敦。是英 国著名的数学家和逻辑学家，国著名的数学家和逻辑学家， 被称为计算机科学之父、人被称为计算机科学之父、人 工智能之父，是计算机逻辑

3、工智能之父，是计算机逻辑 的奠基者，提出了的奠基者，提出了“图灵机图灵机” 和和“图灵测试图灵测试”等重要概念。等重要概念。 人们为纪念其在计算机领域人们为纪念其在计算机领域 的卓越贡献而设立的卓越贡献而设立“图灵图灵 奖奖”。 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 运行速度：运行速度： 加法速度加法速度5000次次/秒。秒。 ENIAC不能存储程序不能存储程序 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计

4、算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 世界上第一台晶体管计算机 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 1958年杰克.基尔比发明的世界上第 一块基于锗的集成电路 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 摩尔定律 IC界的黄金定律 摩尔定律的终结：技术、经济 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 2014国际超级计算大会 NO.1 天河二号NO.2 泰坦 NO.3 红杉 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算

5、机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 装设计、工业新产品开发设计等装设计、工业新产品开发设计等 另：计算机辅助制造另：计算机辅助制造CAMCAM，计算，计算 机辅助测试机辅助测试CATCAT 计算机辅助工程计算机辅助工程CAE CAE ，计计 算机辅助教学算机辅助教学CAICAI 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 人工智能人工智能(Artificial Intelligence) ，英文缩写为，英文缩写为AI。 它是研究、开发用于、延伸和扩展人的智能的理它是研究、开发用于、延伸和扩展人的智能的理 论、方法、及应用系统的一门

6、新的技术。论、方法、及应用系统的一门新的技术。 人工智人工智 能是的一个分支，它企图了解智能的实质，并生能是的一个分支，它企图了解智能的实质，并生 产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应 的智能机器，该领域的研究包括、语言识别、图的智能机器，该领域的研究包括、语言识别、图 像识别、自然语言处理和专家系统等。另外，世像识别、自然语言处理和专家系统等。另外，世 界著名科幻电影大师曾导演过一部名叫的科幻电界著名科幻电影大师曾导演过一部名叫的科幻电 影。讲述中期，由于变暖，南北两极冰盖的融化，影。讲述中期，由于变暖，南北两极冰盖的融化， 地球上很多城市都被

7、淹没在一片汪洋之中。地球上很多城市都被淹没在一片汪洋之中。 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 按规模分：按规模分： 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 Supercomputer mainframe computer Minicomputer workstation 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 pc 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 计算机系统组成：硬件系统+软件系统 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 计算机硬件组成 五大部件：运算器、控制器、存储器、输 入

8、设备、输出设备 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 计算机硬件组成 运算器(ALU):算术及逻辑部件，负责对信息 或数据进行处理和运算 控制器：计算机的神经中枢和指挥中心，负 责从存储器中读取程序指令并分析，向计算 机各部件发出相应的控制信号 指令计数器的功能是指示程序的执行过程，指令计 数器可以自动修改其自身的内容，这使得计算机能够自 动执行程序。 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 1.2 计算机硬件组成 计算机信息的描述术语： 位：bit，二进制的基本单位 字节：Byte，1B=8b 字：Word，作为一个整体被传送和运算的 一串二进制数 字长：字所包含的二进制位数 主频：CPU工作

9、的时钟频率，与运行速度成 正比 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 1.2 计算机硬件组成 存储器：计算机的记忆部件，用来存储程 序和数据 内存储器：能够直接与CPU交换信息 地址：为了区分不同的存储单元，所有存 储单元均按一定的顺序编号 存储容量：存储器中存储单元的总数，一 般用字节表示容量 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 1.2 计算机硬件组成 存取周期：从存储器存取一个字到能够再存取存取周期：从存储器存取一个字到能够再存取 下一个字所需要的时间叫做存取周期下一个字所需要的时间叫做存取周期 ROM：只读存储器，常用于永久存放一些固：只读存储器，常用于永久存放一些固 定的系统程序和数

10、据定的系统程序和数据 RAM：随机存储器，掉电信息即消失：随机存储器，掉电信息即消失 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 1.2 计算机硬件组成 外存储器：辅助存储器，又称外存，设置 在主机外部。 用来存放“暂时不用”的程序或数据 外存不能和计算机内其他装置直接交换数 据，它只和内存交换数据 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 USB flash drive 移动式外存储器 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 Hard disk drive 硬盘 RPM(revolutions per minute) 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 CD-ROW 光盘 CD DVD 大学计算机基础

11、教程大学计算机基础教程 1.2 计算机硬件组成 输入设备(Input devices)：将计算机外部的程 序、数据等信息送入到计算机内部的设备 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 键盘 Keyboard 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 鼠标 Mouse 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 输出设备(Output devices)：负责将计算机的 内部信息传递出来，可以输出到屏幕、打 印机、外部存储器等 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 显示器 Monitor 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 打印机 Print 击打式打印机 非击打式打印机 1.点阵式打印机 1.喷墨打印机

12、2.行式打印机 2.激光打印机 3.热敏感打印机 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 计算机硬件组成 总线(Bus)：连接微机系统中各部件的一簇 公共信号线，构成各部件信息传递的公用 通道 总线包括：ISA EISA MCA PCI AGP 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 计算机硬件组成 主板：计算机硬件的载体，又称母板 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 计算机软件组成 计算机软件系统：在计算机硬件设备上运 行的程序及相关的文档和数据 软件用来扩大计算机系统的功能和提高计 算机系统的效率 计算机的硬件和软件结合成一个整体才是 完整的计算机系统 大学计算机基础教程大学计算机基础教程

13、计算机软件组成 软件软件=程序程序+数据数据+文档文档 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 1.3 计算机软件组成 计算机软件系统分为系统软件和应用软件 系统软件：负责管理、监控和维护计算机 硬件及软件资源的软件 应用软件：利用计算机和系统软件解决各 种实际问题的程序 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 计算机软件组成 系统软件介绍 操作系统(OS):直接运行在“裸机”上的最基本 的系统软件，其他软件都必须在操作系统的支 持下才能运行 进程管理、存储管理、文件管理、设备管理、 作业管理 语言处理程序：为了让人与计算机“交流” 机器语言、汇编语言、高级语言、基于Web的 语言 大学计算机基础

14、教程大学计算机基础教程 计算机软件组成 应用软件介绍 专用应用软件：为解决独特问题或专门问 题而定制的软件 通用应用软件：文字处理软件、电子表格 软件、绘图软件等 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 2.2.计算机的信息表示方法计算机的信息表示方法 2.1 数字化信息编码的概念数字化信息编码的概念 计算机中的所有电子器件都采用具有两个计算机中的所有电子器件都采用具有两个 稳定状态的二值电路表示二进制。稳定状态的二值电路表示二进制。 采用二进制有如下优点：采用二进制有如下优点： 二进制代码在物理上容易实现，如电源的开二进制代码在物理上容易实现，如电源的开 关，电磁的导通或截止等。关，电磁的导通

15、或截止等。 二进制数编码、运算规则简单二进制数编码、运算规则简单 二进制代码可进行逻辑运算。二进制代码可进行逻辑运算。 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 2.2 进位计算数：以进位进行计数的方法进位计算数：以进位进行计数的方法 1.1.进位计数制的两个相关概念：进位计数制的两个相关概念： 1.1.基数：各种进制所使用的不同基本符号个数。基数：各种进制所使用的不同基本符号个数。 2.2.位权：处于该位的数字所代表的值的大小，位权：处于该位的数字所代表的值的大小， 或每一位所具有的固定系数。或每一位所具有的固定系数。 例：例：(321)10 = 3102 + 2 101 + 1 100 (10

16、1)2 = 122 + 0 21 + 1 20 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 1. 各种进制数的特点各种进制数的特点 十进制数的特点：十进制数的特点： 有有0 0、1 1、2 2、99共十个不同的数符表示。共十个不同的数符表示。 基数为基数为1010，按，按“逢十进一或借一当十逢十进一或借一当十”计数。计数。 位权关系为位权关系为10i10i 2.2 进位计算数进位计算数 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 二进制数的特点：二进制数的特点： 有有0 0、1 1共两个不同的数符表示。共两个不同的数符表示。 基数为基数为2 2，按，按“逢二进一或借一当二逢二进一或借一当二”计数。计数。

17、位权关系为位权关系为2i2i 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 八进制数的特点：八进制数的特点： 有有0 0、1 1、2727共八个不同的数符表示。共八个不同的数符表示。 基数为基数为8 8，按，按“逢八进一或借一当八逢八进一或借一当八”计数。计数。 位权关系为位权关系为8i8i 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 十六进制数的特点：十六进制数的特点： 有有0 0、1 1、2929、A A、B B、C C、D D、E E、F F共十六个不共十六个不 同的数符表示。同的数符表示。 基数为基数为1616，按，按“逢十六进一或借一当十六逢十六进一或借一当十六”计计 数。数。 位权关系为位权关系

18、为16i16i 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 为了表达不同的进制，常用圆括号括上加下标为了表达不同的进制，常用圆括号括上加下标 或在数值后加该进制的英文首大写字母表达，或在数值后加该进制的英文首大写字母表达， 以便于区分以便于区分B B、O O（Q Q）、）、D D、H H。 注：程序中写十六进制数时，如以注：程序中写十六进制数时，如以A AF F开头，开头， 需要在其前零添需要在其前零添0 0表示。表示。 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 2.3 2.3 进制数之间的转换进制数之间的转换 各种进制数转换为十进制数各种进制数转换为十进制数 按按“位权展开式位权展开式”展开并计算求和

19、即展开并计算求和即 可实现可实现 2. 2. 十进制转换为十进制转换为R R进制进制 整数部分：除以整数部分：除以R R取余数，直到商为取余数，直到商为0 0， 将余数倒排列将余数倒排列 小数部份：乘以小数部份：乘以R R取整数，根据精度要取整数，根据精度要 求取够位即可求取够位即可 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 2.3 进制数之间的转换进制数之间的转换 二进制与八进制的相互转换: 三位二进制数对应一个八进制数 以小数点为界,三位为一个单元 整数向左,不足三位,左边补零 小数向右,不足三位,右边补零 例如: 将10011.11B转换成八进制数 将473.2Q转换成二进制数 大学计算机基

20、础教程大学计算机基础教程 2.2 计算机编码技术 二进制与十六进制的相互转换: 四位二进制数对应一个十六进制数 以小数点为界,四位为一个单元 整数向左,不足四位,左边补零 小数向右,不足四位,右边补零 例如: 将10011001.11B转换成十六进制数 将4B3.A8H转换成二进制数 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 2.42.4二进制数的运算二进制数的运算 1 1、二进制数的算术运算、二进制数的算术运算 加法运算法则加法运算法则 0 00 00 0 0 01 11 10 01 1 1 11 10 0（向高位进位）（向高位进位） 2 2）减法运算法则）减法运算法则 0 00 01 11 1

21、0 0 1 10 01 1 0 01 11 1（向高位借位，借一当二）（向高位借位，借一当二） 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 2.4 2.4 二进制数的运算二进制数的运算 1 1、二进制数的算术运算、二进制数的算术运算 3 3）乘法运算法则）乘法运算法则 0X00X0 1X0 1X0 0X1 0X10 0 1X11X11 1 2 2）除法运算法则）除法运算法则 0/10/10 0 1/11/11 1 1/01/0（分母为（分母为0 0，无意义），无意义） 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 1.4.4 1.4.4 二进制数的运算二进制数的运算 2 2、逻辑运算、逻辑运算 1 1）“或

22、或”运算：运算：+ +、V V 2 2）“与与”运算：、运算：、 3 3）“非非”运算：运算： 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 2.5 2.5 计算机中数据与信息的表示方法计算机中数据与信息的表示方法 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基

23、础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 数字编码输入：区位码、国标码输入数字编码输入：区位码、国标码输入 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 v国标国标GB2312-80GB2312-80（汉字交换码）（汉字交换码） v 共收收集汉字、字母、图形等符号共收收集汉字、字母、图形等符号74457445个，个， 其中汉字共有其中汉字共有67636763个，按个，按9494行行9494列列 排成一排成一 张表。张表。 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 相关内容：相关内容： 区位码区位码汉字、符号等

24、在国标汉字、符号等在国标GB2312-80GB2312-80大大 码表中排列的行码表中排列的行( (区号区号) )、列（位）十进制编号。、列（位）十进制编号。 如：如： “啊啊”的区位码为：的区位码为： 16011601 “钉钉”的区位码为：的区位码为： 22042204 大学计算机基础教程大学计算机基础教程 国标码国标码把汉字、符号等在国标把汉字、符号等在国标GB2312-80大码表大码表 中排列的行、列二进制编码（行列均从二进制表示的中排列的行、列二进制编码（行列均从二进制表示的 (33)D即即100001开始编）的实际值，称为国标码。通开始编）的实际值，称为国标码。通 常将其写成十六进制的形式。如：常将其写成十六进制