第一章计算机软硬件基础

1、1计算机应用基础计算机应用基础+C语言语言肖四友肖四友664518，qq:1724414023,综合综合209IT&C语言语言2015电子班班级群号：电子班班级群号：434909230Email:2015年年9月月2课程导航：1.本学期课程计算机应用基础&C语言程序设计，前3-10周基础，11-18周C语言。2.上课形式：电子151-152：理论上课（周三3-4节3406多媒体教室）&上机实验（周四1-2节2505机房，作业提交及课程学习的网站：）&课后自学与练习电子153-154：理论上课（周三6-7节3406多媒体教室）&上机实验（周四3-4节250

2、5机房，作业提交及课程学习的网站：）&课后自学与练习3.计算机应用基础内容包括：计算机软硬件基础+windows7(理论+上机)、word2010(自学+上机)、excel2010(理论+上机)、powerpoint2010(理论+上机)、计算机网络基础(理论)、Access2010（自学+练习）C语言程序设计内容包括：C语言程序设计基础知识前8章期末考试内容包括以上两个部分期末考试内容包括以上两个部分5.平时要求作业包括：两份大作业两份大作业：1）word个人简历（内容要丰富，必须是表格形式）、一张报纸；2）PPT演示文稿设计3）C语言的各章节练习平时上机作业平时上机作业：文字录入练

3、习、win7、Excel练习、C基础知识、C顺序结构、C选择结构、数组、函数 、编译预处理Word报纸排版效果图如下：3第第3-4周需要完成的任务周需要完成的任务1.每人至少找出5个Window7操作中的特殊优化技巧，利用word文档记录这5个技巧的文字详细说明，并配图演示操作过程。Word文档排版要有文书格式。（例如，让正版win7快一点 实用win7优化技巧http:/ 计算机的发展和应用计算机的发展和应用一、计算机的诞生一、计算机的诞生 世界上第一台电子数字计算机（ENIAC）于1946年诞生于美国宾夕法尼亚大学，运用于科学计算。 科学背景： 逻辑代数 乔治布尔 图灵论题 图灵(凡可计算

4、的函数都可以用机器来实现) 存储程序思想 冯诺依曼(指令和程序可存入计算机内部，现代计算机仍采用该设计思想，通称为“冯氏计算机”) 81.1 计算机的发展和应用计算机的发展和应用二、计算机发展的四个阶段二、计算机发展的四个阶段 三、计算机的分类三、计算机的分类v根据用途划分 通用机：适合解决一般性问题、通用性强，如普通的微型计算机 专用机：适用于解决某个特定方面问题，如自动化控制、金融系统专用机等第一代第二代第三代第四代 20世纪40-50年代、 采用电子管为逻辑器件 20世纪50年代中期、采用晶体管为逻辑器件 20世纪60年代、采用集成电路为逻辑器件 20世纪60年代末-70年代、采用大规模

5、集成电路为逻辑器件91.1 计算机的发展和应用计算机的发展和应用v根据规模划分 巨型计算机、大/中型计算机、小型计算机、微型计算机、工作站、服务器 v按处理对象进行划分 数字类型、模拟类型、数字模拟混合类型（其分类依据主要是计算机所能处理的数据类型的不同） 101.1 计算机的发展和应用计算机的发展和应用四、计算机的应用领域四、计算机的应用领域v科学计算 主要解决科学实验和工程技术中的数学问题，实例：原子弹研究、火箭发射、大型桥梁建设等。v信息处理 非数值形式的数据处理，资料的收集、存储、加工等，实例：办公自动化、企业管理、情报检索、报刊编排等。信息处理是最为广泛的计算机应用。 计算机数据处理

6、的特点：信息处理及时、数据量大、处理速度快、输出形式多样v过程控制 大量 应用于工业生产领域，实例：计算机智能温控、速度 、压力控制等，原理： 模拟信号-数字信号-计算机处理结果模拟化控制对象111.1 计算机的发展和应用计算机的发展和应用v计算机辅助系统 CAI 计算机辅助教学：将教学内容存储在计算机中，再以直观的方式进行演示。 CAD 计算机辅助设计：计算机辅以相应的软件进行产品设计。 CAM 计算机辅助制造：利用计算机进行生产设备、生产环节等的控制以提高生产效率。 CAT 计算机辅助测试：利用计算机进行自动化测试。 CIMS 计算机集成制造：在产品生产和销售过程中，利用计算机从产品设计到

7、市场销售全过程加以集成、管理，从而使生产利益达到最大化。121.1 计算机的发展和应用计算机的发展和应用v多媒体技术媒体有多种含义，在这里媒体主要是指信息的表现形式如：文字、图形、声音、图像等。计算机科学中多媒体的具体含义是：计算机具备对图、文、声、像等多种媒体表现、处理、存储的能力。实例：电子图书、远程医疗、视频会议等。有关概念：MPC(multimedia personal computer) 多媒体个人计算机标准JPEG 静态图像压缩标准MPEG 动态图像压缩标准131.1 计算机的发展和应用计算机的发展和应用v人工智能 人工智能是利用计算机部分模仿人的智能，是计算机科学的一个分支，包括

8、：知识工程、机器学习、模式识别、自然语言处理、智能机器人、神经计算等。实例：人机对奕，机器人足球。练习：1、简述计算机发展的四个阶段。2、简述计算机分类方法。3、举例说明计算机的应用领域有那些。141.2 信息表示与存储信息表示与存储 计算机中信息均是以二进制形式表示的，采用二进制表示的主要原因是： 1、二进制方便用电路实现 2、二进制计算简单 3、二进制易于实现逻辑运算一、进位计数制一、进位计数制 有关术语： 数码：一组用来表示某种数制的符号，如：1、2、3、A 基数：数制所用的码个数，如：十进制的基数为10 位权：数码在不同位置代表的权值，如： 进位计数制规则：“逢R进一，借一当R” 10

9、210110010-110-2151.2 信息表示与存储信息表示与存储数制数码基数位权二0,122N八0,1,2,3,4,5,6,788N十0,1,2,3,4,5,6,7,8,91010N十六0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F1616N进位计数制表示方法： （以八进制为例） 第一种： 316(8) 第二种： (316)8 第三种： 316O （注：二进制 B 十进制 D 十六进制 H）161.2 信息表示与存储信息表示与存储二、数制之间的转换二、数制之间的转换1、二进制、八进制、十六进制转换为十进制 规则：数的每一位按“权”展开后求和。 例： 1101.11B=12

10、3+122+021+120+12-1+12-2 （19A.E）16=1162+9161+10160+1516-12、十进制转换为二进制、八进制、十六进制 规则： 对整数部分：除R取余，直至商为0 对小数部分：乘R取整，直至被乘数小数部分为0 例： （以十进制转换为二进制为例） 将（13.125）10转换为二进制数 步骤：171.2 信息表示与存储信息表示与存储整数部分： 小数部分： 2 13 0.125 2 6 .余数为1 低位 2 2 3 .余数为0 0.25 .整数部分为0 2 1 .余数为1 2 0 .余数为1 高位 0.5 .整数部分为0 2 1 .整数部分为1 整数部分为： 1101

11、 小数部分为：.001 故（13.125）10=（1101.001）2 十进制转换为八进制、十六进制与此类同（但通常不采用此方法，后面将介绍别的方法）181.2 信息表示与存储信息表示与存储3、二进制与八进制、十六进制之间相互转换 准备知识： 二进制与八进制的对应关系 二进制与十六进制的对应关系 000001010011100101110111012345670000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111012345671000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 111189ABCDEF191.2 信息表示与存储信息表示与存储、二进制转

12、换为八进制 规则：将二进制数以小数点为中心，整数部分向左，小数部分向右，将每三个二进制数分成一组，不足一组的前后补0，再将每组二进制数转换为一位对应的八进制数。 例如：将1100101.10101B转换为八进制数 1100101.10101 001,100,101.101,010 1 4 5 . 5 2 110010110101B=14552O201.2 信息表示与存储信息表示与存储、八进制转换为二进制 规则：将八进制数的每一位转换为对应的三位二进制数，按顺序排好，去掉前后多余的0。 例如：将136012O转换为二进制数 136012 001 101 110 000001010136012O=

13、110111000000101B、二进制转换为十六进制 规则：将二进制数以小数点为中心，整数部分向左，小数部分向右，将每四个二进制数分成一组，不足一组的前后补0，再将每组二进制数转换为一位对应的十六进制数。 211.2 信息表示与存储信息表示与存储 例如：将1100101.10101B转换为十六进制数 1100101.10101 0110,0101.1010,1000 6 5 . A 8故 110010110101B=65A 8H、十六进制转换为二进制 规则：将八进制数的每一位转换为对应的四位二进制数，按顺序排好，去掉前后多余的0。 例如：将138A3EH转换为二进制数 138A3E0001

14、0011 1000 10100011 1110138A3EH=10011100010100011111B221.2 信息表示与存储信息表示与存储三、非数值信息的表示三、非数值信息的表示1、ASCII码 ASCII码 ：美国标准信息交换码 ASCII码是计算机字符编码的统一标准，分两种：v标准ASCII码 采用7位二进制数进行编码，故共有27=128种组合，表示128个不同的字符，其中95为可显示字符，33个不可显示的控制字符。 v扩展ASCII码 采用8位二进制数进行编码，故共有28=256种组合，表示256个不同的字符。231.2 信息表示与存储信息表示与存储2、BCD码 采用4位二进制数表

15、示一位十进制数，范围是0000-1001，因其对应的四个位的位权分别为8、4、2、1，故又称其为8421码。例如： 1223的BCD码应为0001 00100010 00113、汉字交换码 是汉字在计算机中的编码方法，GB2312-80（信息交换用汉字编码字符集）中规定用两个字节来编码汉字，每个字节只用其低7位，故共可编码2727=16384个汉字，实际编码7445个字符。 4、机内码 计算机汉字系统的汉字的运行代码，汉字的存储、传输都 是根据机内码进行的，占两个字节，和汉字交换码有一定的对应关系。 241.2 信息表示与存储信息表示与存储5、汉字交换码和机内码的关系 将汉字交换码的每个字节的

16、最高位置为1即可得到该汉字的机内码，例：某汉字的交换码为01010101 01111011，则其对应的机内码应为11010101 11111011，若是用十六进制表示，则应在汉字交换码的每个字节上加上80H四、二进制数的运算四、二进制数的运算1、算术运算加法 0+0=00+1=11+0=01+1=10减法0-0=010-1=11-0=11-1=0乘法00=001=010=011=1除法0/1=01/1=1251.2 信息表示与存储信息表示与存储例如： 101101 11110 101 + 11100 - 11011 11 1001001 00011 101 +101 1111 2、逻辑运算或

17、(,+)0 0=00 1=11 0=01 1=1与(, 。)0 0=00 1=01 0=01 1=1非()0=11=0异或()00=001=110=111=0261.2 信息表示与存储信息表示与存储五、数值在计算机中的表示及运算五、数值在计算机中的表示及运算1、原码、反码、补码表示方法 以一个字节表示一个数为例v原码 字节的最高位为符号位，“0”代表正数，“1”代表负数，其余7位为数值位。 例如：+10原=00001010 -10原=10001010 注意：原码方式下注意：原码方式下“0”有两种表示方法即：有两种表示方法即：00000000，100000000v反码 正数的反码为其原码本身，负

18、数的反码是将其原码除符号位以外的各位取反。 例如：+10反=00001010 -10反=11110101271.2 信息表示与存储信息表示与存储v补码 在二进制下，若两个整数A和B同除以2余数相同，则称A、B在以2为模时是相等的，A、B互为补数。计算机是以2为模对数值进行加法计算的，引进补码可以把负数转化为正数，变减法为加法。 X-Y=X+（Y的补码）的补码）=X+（Y的反码的反码+1） 例如： 1100-1001=1100+（1110+1）=11011 二进制求补码的方法： 正数的补码为其原码，负数的补码是在其反码的最低位加1。 例如：+10原=00001010 -10原=10001010

19、+10反=00001010 -10反=11110101 +10补=00001010 -10补=11110110281.2 信息表示与存储信息表示与存储注意：注意：8位二进制数原码、反码、补码表示的数值的范围。位二进制数原码、反码、补码表示的数值的范围。 原码： -127-127 0有两种表示法 反码： -127-127 0有两种表示法 补码： -128-127 0只有一种表示法 具体见书P13表1。3 2、定点数和浮点数v定点数 纯小数表示法：小数点固定于符号位与数值部分之间。 整数表示法：小数点固定在数值部分的最后面。 在实际运算过程中，通常要在定点数前要乘以一个比例因子。 291.2 信息

20、表示与存储信息表示与存储v浮点数 浮点数小数点是可以浮动的，可表示为： N=M2E 阶码E说明了小数点的位置。 浮点数可以扩大数的表示范围，提高了数的精度。N的尾数N的阶码301.2 信息表示与存储信息表示与存储练习：1、求下列十进制数的二进制、八进制、十六进制数，写出转换过程。 19 105。8125 77。1252、求下列十进制数的原码、反码、补码。 -13 20 采用补码将20-13转为加法并求出其结果。3、ASCII码是什么？标准ASCII有何特点？ 上机任务： 1、熟悉键盘。 2、熟悉WIN98操作方法311.3 计算机硬件系统计算机硬件系统 定义：计算机硬件是计算机系统中看得见、摸

21、得着的电子线路、原器件等。 计算机系统由“硬件系统”和“软件系统”组成。一、硬件系统的基本组成一、硬件系统的基本组成 计算机硬件系统由5大部分组成：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。 5大部件之间传递3类信息：数据信息、地址信息、控制信息1、CPU（central processing unit 中央处理器单元） 控制器 ：控制计算机指令的执行（取指令、分析CPU 指令、执行指令 运算器 ：由ALU和若干寄存器组成，可进行算术 运算和逻辑运算321.3 计算机硬件系统计算机硬件系统2、存储器（memory） 存储器是计算机中用来存放程序和数据的器件 。存储器分内存储器（主存）和外存储

22、器（辅存），这里是指内存储器。通常将控制器、运算器和内存储器合称为主机。 存储器以一个字节（8个二进制位，每个二进制位可存放一个“0”或“1”）为“读”或“写”单位。 、信息单位 、BIT 位：一个二进制位，可存放一个“0”或“1”，是计算机存储度量的最小单位。 、BYTE 字节：由8个二进制位组成，是信息存储中最常用的基本单位。 、WORD 字：字是字节的组合，通常由若干字节组成，视不同的机器而定。 其他单位：KB 1KB=1024BYTE=210BYTE MB 1MB=1024KB=220BYTE GB 1GB=1024MB=230BYTE TB 1TB=1024MB=240BYTE331.3 计算机硬件系统计算机硬件系统 存储地址 要对某个存储单元进行“读”或“写”，必须先找到该存储单元（寻址），每个存储单元有唯一的地址编号称“单元地址” 。 计算机采用若干二进制位对存储器地址进行编码，如采用8（即采用8根地址线）位二进制数进行编码，则共可编码28共计256个存储单元，地址码应为0-255即00000000-11111111，10根地址线则可编码1024个存储空间，即1KB。 地址和容量的计算 、已知地址线的数目，求寻址空间的大小。 例如：已知有地址线