01第1章计算机基础知识

1、第一章 计算机基础知识第一章 计算机基础知识12345计算机概述计算机与信息社会计算机的信息单位数制及其转换计算机中数据的表示计算机概述1. 电子计算机的诞生计算机概述计算机发展简史根据冯诺依曼原理，1946年，世界上第一台电子数字积分计算机 ENIAC ( Electronic Numerical Integrator And Calculator )在美国诞生。重达30吨占地250m2启动工耗150000瓦18000个电子管保存80个字节计算机概述计算机分代时代年份器件软件应用一1946-1955电子管机器语言与汇编语言科学计算二1956-1963晶体管高级语言数据处理工业控制三1964-

2、1971集成电路操作系统文字处理图形处理四1971-1980大规模及超大规模集成电路数据库、网络等社会的各个领域五1980-今大规模及超大规模集成电路把信息采集、存储、处理、通信同人工智能结合的智能计算机系统社会的各个领域划分标准：根据计算机制造过程中各逻辑功能部件采用的电子器件的不同进行划分。计算机概述未来新型计算机光计算机 利用光作为信息的传输媒体 生物计算机（分子计算机）20世纪80年代中期开始研制，其最大的特点是采用了生物芯片量子计算机是指利用处于多现实态下的原子进行运算的计算机，这种多现实态是量子力学的标志。纳米计算机从MEMS（Micro Electromechanical Sys

3、tem，微电子机械系统）起步，把传感器、电动机和各种处理器都放在一个硅芯片上构成一个系统。计算机概述 计算机分类 按性能分类巨型机速度最快、处理能力最强。例如：曙光4000L644GB内存，浮点运算达每秒3万亿次大型机大型、通用、较快、较强。作“客户机/服务器”的服务器。作“终端/主机”的主机。小型机规模小，结构简单，设计试制周期短。工艺先进、使用维护简单。微型计算机小、巧、轻、使用方便、价格便宜。中央处理器：一个芯片。工作站介于PC与小型机之间。高分辨率、大容量内外存，图形功能较强计算机概述计算机的指标存储容量的单位是字节（Byte，缩写为B）。常用的单位还有千字节KB，兆字节MB和千兆（吉

4、）字节或千兆字节GB，千千兆字节TB。计算机CPU的处理速度可以用每秒钟处理的指令数来表示，也可以用每秒钟处理的事务数来表示。是指CPU能够存储多少位的数据，位数越多，CPU一次能够处理的信息量就越大。通常8位二进制数称为一个字节（Byte），简称B。16位是一个字（Word），32位是一个汉字长。 位(Bit) 速度容量可靠性带宽系统的可靠性通常用平均无故障时间（Mean Time Between Failure，MTBF）和平均故障修复时间（Mean Time To Repair，MTTR）来表示。MTBF是指多长时间系统发生一次故障。MTTR是指修复一次故障所需要的时间。如果系统的MTB

5、F时间很长，MTTR时间很短，那么该系统的可靠性就很高。计算机的数据传输速率也称为带宽，他反映计算机的通信能力，单位为bps，表示每秒钟传输一位。常用的单位还有Kbps、Mbps、Gbps等。 计算机概述计算机的指标第一章 计算机基础知识12345计算机概述计算机与信息社会计算机的信息单位数制及其转换计算机中数据的表示计算机与信息社会数据与信息、信息技术和信息社会信息是对人有用的数据，他们可能影响到人们的行为与决策。一般来说，信息既是对各种事物变化的描述和特征的反映，又是事物之间相互作用和联系的表示。数据（Data）是信息（Information）的载体，是对事实、概念或指令的一种特殊表达形式

6、。数据可分为数值型和非数值型（文字、图形、图像、音频、动画、视频等）。数据与信息信息社会给人们带来的是全新的生活和工作方式。在信息社会里，信息是技术、信息是知识、信息是一种宝贵的资源。计算机与信息社会数据与信息、信息技术和信息社会信息技术（Information Technology，IT）是指人类在获取信息、处理信息、传播信息和存储信息中所用到的技术。信息技术信息社会计算机与信息社会计算机在信息社会中的应用1科学计算2数据（或信息）处理3过程控制（或实时控制）4计算机辅助技术5人工智能6电子商务7虚拟现实8信息高速公路第一章 计算机基础知识12345计算机概述计算机与信息社会计算机的信息单位

7、数制及其转换计算机中数据的表示1.3计算机的信息单位1位（Bit）是计算机中构成信息的最小单位。一位二进制数（取值为0或1）可表示21=2个信息。2字节（Byte）是计算机中的基本信息单位。一个字节可以代表一个数字、一个字母或一个特殊符号，它能表示256种字符。3字（Word）是位的组合，其长度通常是1个字节的整数倍。它是计算机一次性进行数据处理和运算的单位。4字的位数叫做字长，是计算机一次可处理的二进制数的位数，是衡量计算机性能的一个重要指标。一般来说，字的长度愈长，计算机的性能也就愈好。第一章 计算机基础知识12345计算机概述计算机与信息社会计算机的信息单位数制及其转换计算机中数据的表示

8、数制及其转换基数：一种数制由R个基本字符组成，则基数为R。十进制数展开如： 123.78=1*102 +2*101 +3*100 +7*10-1 +8*10-2进制 基数基本符号二进制R=20,1八进制R=80,1,2,3,4,5,6,7十进制R=100,1,2,3,4,5,6,7,8,9 十六进制R=160,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F数制的概念数制及其转换数值的展开数=（本值位权）之和位权=(基数)位序 -1 幂位序 ：小数点分界。向左：个位为1，十位为2，依此类推；向右：十分位为0，百分位为-1，依此类推。如十进制数展开：987.654=9 102+8 10

9、1+7 100+6 10-1+5 10-2+4 10-3进位计数制的进位规则：逢 R 进 一数制及其转换数制间的转换1、R进制向十进制的转换：按位权展开(110.011)2=1 22+1 21+0 20+0 2-1+1 2-2+1 2-3=(6.375)10(751.64)8=7 82+5 81+1 806 8-1+4 8-2=(489.8125)10(2AF)16=2 162+A 161+F 160=2 162+10 161+15 160(687)10两种重点转换：R进制十进制二进制八进制、十六进制数制及其转换数制间的转换 2、十进制向R进制的转换： 十进制向二进制转换： 整数部分：除基倒取

10、余数法。小数部分：乘基取整顺排法。数制及其转换数制间的转换十进制向八进制转换： ( 348 )10 ( 534 )8 348 8=434 43 8=5.3 5 8=0.53十进制向十六进制转换： ( 348 )10 ( 15C )16 34816=21.C 2116=1.5 116=0.12 2、十进制向R进制的转换：二进制向十六进制转换：4位二进制数与1位十六进制数值相对应（00001111对应0F）例：( 11, 1100, 0111 )2 = (3C7 )16 0011 1100 0111 3 C 72二进制向八进制转换：3位二进制数与1位八进制数值相对应（000111对应07）例：(1

11、, 111, 001, 011 )2= (1713 )8 001 111 001 011 1 7 1 313、二进制与八、十六进制间的转换：数制及其转换数制间的转换数制及其转换数制间的转换十六进制向二进制转换：例： ( 2D4 )16 =( 0010, 1101, 0100 )2 2 D 4 0010 1101 01004八进制向二进制转换：例： ( 432 )8 = ( 100, 011, 010 )2 4 3 2 100 011 01033、二进制与八、十六进制间的转换：第一章 计算机基础知识12345计算机概述计算机与信息社会计算机的信息单位数制及其转换计算机中数据的表示1. 数据型数据

12、在计算机中的表示计算机中数据的表示数值型数据的编码与表示任何一个非二进制整数在算机中都是以二进制形式存放的，并且用最高位作为数值的符号位。“0”表示正数，“1”表示负数，每个数据占用一个或多个字节。2. 原码、反码和补码计算机中数据的表示数值型数据的编码与表示一个二进制数在计算机中的表示是以这个二进制数的补码形式表示的。任何正数的原码、反码和补码的形式完全相同，负数则各自有不同的表示形式。 原码：正数的符号位用0表示，负数的符号位用1表示，数值部分用二进制表示。反码：正数的反码和原码相同，负数的反码是对该数的原码除符号位外各位取反。 补码：正数的补码和原码相同，负数的补码是反码加1。3. 数的

13、定点与浮点表示计算机中数据的表示数值型数据的编码与表示定点数分为定点整数和定点小数。例如，8位二进制数-0.1010111在计算机中的定点表示形式为11010111。定点整数是指小数点隐含固定在整个数值的最后，符号位右边所有的位数表示的是一个整数。定点小数是指小数点隐含固定在最高数据位的左边，最大数为0。3. 数的定点与浮点表示计算机中数据的表示数值型数据的编码与表示浮点数是指小数点位置不固定的数，它既有整数部分又有小数部分。在计算机中通常把浮点数表示为阶码和尾数两部分，其中阶码一般用补码定点整数表示，尾数用补码或原码定点小数表示。阶符表示指数的符号位、阶码表示幂次、数符表示尾数的符号位、尾数

14、表示规格化后的小数值。ASCII码(American Standard Code for Information Interchange)计算机中数据的表示西文字符编码128个常用字符，用7位二进制编码，从0到127。控制字符：032，127；普通字符：94个。1个西文字符由7位二进制数表示。在计算机内1个西文字符占8位，最高位取0。例如：“a”字符的编码为1100001，对应的十进制数是97； 09 30H39H 4857 AZ 41H5AH 6590 az 61H7AH 97122计算机中数据的表示汉字编码汉字国标码一个汉字占两字节（16位），每字节最高位为0，其余由7位二进制数表示。共6763个汉字，分两级。汉字机内码（扩展ASCII码）汉字在设备或信息处理系统内部最基本的表达形式，每字节最高位为1。汉字输入码音码类 全拼、双拼、微软拼音、自然码和智能ABC等 形码类 五笔字型法、郑码输入法等 计算机中数据的表示汉字编码汉字字型码打印或显示时使用，用点阵构成。点