chp1计算机系统基础知识

计算机文化基础卢雪峰联系电话/p>

E－mail：xuefenglu@学习方法：课堂讲授＋课下自学＋上机实践课堂要求：

按时上课，上机，不允许迟到、早退课前预习，课后复习，课后自学考试方式：平时成绩占30%

期末成绩占70%

平时成绩中考勤10%，上机20%

上机部分。word，

excel，powerpoint三部分要求验证性实验以文件形式发到邮箱。

大纲计算机系统知识计算机硬件和软件计算机常用软件多媒体技术基础计算机网络基础知识数据库基础计算机系统基础知识计算机与信息社会信息在计算机内的表示计算机系统概述

熟悉计算机的发展和应用，认识计算机中的数据表示方法，了解计算机系统组成及工作原理。计算机与信息社会学习领域学习情境学习目标计算机系统基础知识初步认识计算机学习内容●计算机的发展与分类●计算机在信息社会中的作用●计算机中数据的表示方法●计算机系统的组成及工作原理●计算机文化基础课程学习目的和内容学习任务1.1.1回顾计算机的发展历史任务目标

了解计算机的历史发展进程，并能充分认识每一个历史进程中计算机技术的发展特征。任务描述1、回顾计算机的发展历史。2、深刻体会计算机发展的各个阶段中的电子技术发展对计算机发展的影响。3、认识计算机发展趋势。计算机？

程序信息存储数据处理数值计算过程控制数据传输电子设备＋建立图灵机模型，奠定了计算机理论基础提出图灵测试理论，阐述机器智能的基本概念基于冯诺依曼思想设计的计算机硬件核心由五部分组成采用二进制程序存储阿兰·图灵冯·诺依曼任务实现1946.02（ENIAC）国际公认的第一台计算机美国宾夕法尼亚大学莫克莱和埃克5000次加法/秒体重80吨占地170M218000只电子管15000个继电器耗电140KW第一代：电子管第二代：晶体管第三代：中小规模集成电路、计算机的发展第四代：大规模集成电路、超大规模集成电路新一代计算机：智能计算机电子管计算机IBM709集成电路计算机IBM360计算机的发展趋势巨型化

微型化

网络化

智能化

多媒体化

学习提示纵观电子计算机发展经历的四个阶段，也就是电子技术发展的四个阶段，从中可以明显看出，这实际就是电子元器件的发展史，向着高效能、低消耗、高精度、高稳定和智能化的方向发展。任务目标任务描述认识一下有什么样的计算机。认识目前我们生活和工作中常见的计算机。工作任务1.1.2计算机的分类电子模拟式计算机电子数字式计算机电子混合式计算机按工作原理按用途分类通用计算机专用计算机注：专用计算机成本与使用量有关任务实现巨型机：军事、空间技术、大型工业小巨型机：工程计算、科学计算、大型商业大型主机：客户机终端、大型银行、高校院所按照IEEE标准分类工作站：图形图像处理、计算辅助设计超级小型机：工业控制、企业管理、局域网服务器个人计算机

个人台式计算机个人计算机分类多媒体计算机笔记本计算机

掌上型计算机学习提示目前，计算机的种类非常多，除了上面提到的，在日常生活中我们也常接触到一些计算机，如：智能手机、家用电器、ATM取款机、自动售货机、超市购物POS机等。学习单元1.1.3信息技术与信息处理单元目标通过对信息技术与计算机文化的基本概念和内涵的学习，能充分认识计算机技术在信息技术中的核心地位。工作任务

信息技术任务目标能通过几个信息技术渗透日常生活的例子，达到理解信息和信息技术的基本内涵、理解信息和数据之间的关系，并能充分认识信息的基本特征。任务描述

1、学习什么是信息和信息技术。

2、通过几个信息技术渗透日常生活的例子，认识信息技术对人类社会带来的重要影响。任务实现

信息是经过加工并对人类社会实践和生产经营活动产生决策影响的数据。信息的概念

数据是存储在某种载体上可以识别的物理符号，数据是信息的载体。

信息技术(InformationTechnology，简称IT)是指人们获取、存储、传递、处理、开发和利用信息资源的相关技术。信息技术的概念速度快、精度高强大的记忆能力信息传输能力强信息处理的特点信息技术内容信息基础技术信息系统技术友善的使用方式丰富的信息输出形式信息处理系统信息技术信息应用技术

信息技术是一把双刃剑，它一方面给人们带来极大的便利，另一方面也带来了一系列的社会问题。

要善于网上学习

不浏览不良信息要诚实友好交流不污辱欺诈他人要增强自护意识不随意约会网友要维护网络安全不破坏网络秩序要益于身心健康不沉溺虚拟时空

全国青少年网络文明公约学习提示信息技术在我国发展迅猛，目前已经成为推动国民经济的重要力量。我国于1998年组建了信息产业部（/），主要负责研究拟定国家信息产业发展战略、方针政策和总体规划，振兴电子信息产品制造业、通信业和软件业，推进国民经济与社会服务信息化等。工作任务1.1.4计算机在信息社会中的应用

任务目标

通过了解计算机的应用领域，能充分认识计算机所具有的功能特点。任务描述

熟悉计算机的应用领域，从中感受计算机对我们人类带来的巨大影响。任务实现工商业科研教育政府激光医药卫生休闲娱乐应用行业

科学研究和科学计算信息传输、处理、加工自动化控制计算机辅助设计（CAD）计算机辅助制造（CAM）计算机辅助教学（CAI）人工智能电子商务和电子政府办公自动化计算机网络应用领域

单主机计算分布式客户机/服务器计算网络计算课后检索时下“BT下载”、“云计算”等术语的概念计算技术的发展学习提示随着计算机技术的不断发展，计算机的应用越来越广泛，应用水平也越来越高，目前已渗透到人类活动的各个领域，改变着人们传统的工作和生活方式。通过自己和周边的实例已经不难发现，很多事情已离不开计算机了。工作任务1.1.5认识计算机文化的内涵任务目标

认识计算机文化的内涵。任务描述

研读教材相关内容，理解计算机文化的内涵，以及计算机文化和信息文化之间的区别与联系。

任务实现以计算机为核心，集网络文化、信息文化、多媒体文化为一体，并对社会生活和人类行为产生广泛、深远影响的新型文化。计算机文化认识到何时需要信息，并能检索、评估且有效利用所需信息的综合能力。信息文化的定义学习提示计算机文化是一种崭新的文化形态，代表一个新的时代文化。它加快了人类社会前进的步伐，其所产生的思想观念、所带来的物质基础条件以及计算机文化教育的普及都有利于人类社会的进步、发展。计算机文化来源于计算机技术，而正是由于后者的发展，推动了计算机文化的产生和发展；而计算机文化的普及，又反过来促进了计算机技术的进步。1、通过对计算机的发展、应用、分类和特点等方面的学习，能充分认识到使用计算机对人类社会的各个方面带来的巨大影响。

2、认识计算机中的数据表示方法，具备各种进制（二进制/八进制/十六进制/十进制）之间的转换能力。3、能够完成二进制数的算术运算和逻辑运算。学习单元1.2信息在计算机中的表示

单元目标工作任务1.2.1

认识计算机中的数据表示方法任务目标

能认识计算机中数据的表示方法，熟悉ASCII码表；具备借助二、十、十六进制之间的换算方法完成不同进制之间的转换；能利用二进制数据的算术运算和逻辑运算的方法完成二进制数据的算术运算和逻辑运算。任务描述

1、熟悉计算机内部数据的表示方法。

2、二、八、十、十六进制数之间的相互转换。

3、二进制数据的算术运算和逻辑运算。

按进位的原则进行计数逢N进1

采用位权表示法进制定义：二进制的含义逢二进一计算机是由电子元、器件构成的，二进制最容易实现，开与关、有与无、高与低二进制的运算规则简单用二进制容易实现逻辑运算，计算机不仅需要算术运算功能,还应具备逻辑运算功能0+0=00×0=00+1=10×1=01+0=11×0=01+1=101×1=1十进制二进制八进制十六进制十进制二进制八进制十六进制0123456780110111001011101111000012345671001234567891011121314151617100110101011110011011110111110000100011112131415161720219ABCDEF1011常用进制的对应关系用括号将数括起来，右边用角码标明基数。如：(5621)10、(10111)2、(716)8、(A5B)16

用字母D、O、B、H分别代表十进制、八进制、二进制和十六进制。如：5621D、10111B、716O、A5BH不同进制的书写方法十进制数非十进制数非十进制数十进制数二、八、十六进制之间的转换进制转换

实例1:把二进制数1001111转换为十进制数。

(1001111)2=1×26+0×25+0×24+1×23+1×22+1×21+1×20=(79)10非十进制数十进制数①按权展开法：

实例2：把二进制数0.1101转换为十进制数。

(0.1101)2

＝1×2-1＋1×2-2＋0×2-3＋1×2-4

＝(0.8125)10

实例3：将八进制数(207.4)8和十六进制数(A10B.8)16转换为十进制数。

(207.4)8=2×82+0×81＋7×80+4×8-1=(135.8)10

(A10B.8)16=10×163+1×162+0×161+11×160

+8×16-1=(41227.5)10十进制整数非十进制整数②除基取余法：实例4：把十进制数187转换为二进制数。

2187

余数

2931246122302111

余数5122121001自下而上逆序排列结果为：(187)10

＝(10111011)2

十进制小数非十进制小数③乘基取整法：实例5：把十进制数0.8125转换为二进制数。

0.8125整数

×2

1.62501

0.6250

×

2

11.2500

0.2500

整数×20.50000×21.00001小数为0结果为：(0.8125)10=(0.1101)2

二进制十六进制

二进制八进制二、八与十六进制之间的转换一位拆三位一位拆四位整数从右向左小数从左向右三位并一位四位并一位二进制数八、十六进制数④合成法：

实例6：将二进制数1101101110.110101转换为八进制数。

(001

101

101

110.110

101)2

1556.65=(1556.65)8

实例7：将二进制数1101101110.110101转换为十六进制数。

(0011

0110

1110.1101

0100)2

36E.D4=(36E.D4)16八、十六进制数二进制数⑤分解法：实例8：(C

5

B)16

110001011011=(110001011011)2八进制数十六进制数⑥过渡法：

实例9：将八进制数(6133)8转换为十六进制数。

分解法

合成法

(6133)8=(110001011011)2=(C5B)16二进制的运算规则加法规则：

0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10减法规则：

0-0=0 10-1=1 1-0=1 1-1=0乘法规则：

0×0=0 0×1=0 1×0=01×1=1除法规则：

0/1=0 1/1=1算术运算逻辑与运算（AND）：

0∧0=0 0∧1=0 1∧0=0 1∧1=1逻辑或运算（OR）：

0∨0=0 0∨1=1 1∨0=1 1∨1=1逻辑非运算（NOT）：

~0=1 ~1=0逻辑异或运算（XOR）：

0⊕0=0 0⊕1=1 1⊕0=1 1⊕1=0逻辑运算任务实现……位字，字长字节（8位）位（bit）：存放0或1的二进制数，最小单位。字节（Byte）：由0、1组成的一个八位的二进制数，即

1Byte＝8bit（1B＝8b）

字节单位非常小，为了描述大量数据，定义了KB（千字节）、MB（兆字节）、GB（吉字节）、TB（太字节）、PB（拍字节）的概念。

位与字节1KB=210B=1024B

1MB=210KB=220B=1024×1024B1GB=210MB=230B=1024×1024×1024B1TB=210GB=240B=1024×1024×1024×1024B1PB=210TB=250B=1024×1024×1024×1024×1024B常用信息单位的换算硬盘和软件厂家的矛盾说一个字由一个字节或若干个字节组成。字的长度就是字长。字长是计算机运行速度的指标。8位机、16位机、32位机、64位机字（Word）学习提示在做二、十、十六进制之间的换算时，关键是记住换算的方法，这会为今后的进一步学习打下基础。当然，你也可以不必自己换算，而是使用Windows“附件”提供的科学型计算器进行不同进制之间的转换，非常方便。同时，再想一想计算器是怎样完成转换任务的，是不是也用了我们介绍的这些方法。总之，用它来帮助我们验算自己转换是否正确也是有益的。另外，学习二进制数据的算术运算要注意和十进制数据的算术运算之间的区别。工作任务1.2.2

数值信息在计算机内的表示

任务目标

了解机器数的含义；掌握原码、反码、补码和移码的含义及转换方法；了解定点数与浮点数在计算机内的表示方法。任务描述

1、熟悉数据的原码、反码、补码和移码表示方法。

2、原码、反码、补码和移码之间的相互转换。

3、定点数与浮点数的表示。计算机编码BCD码（余三码/8421码）国标码（7445）ASCII码汉字编码字符编码二进制编码的十进制数编码和数制数据在计算机中的表示方式即：+7701001101机器数01001101+77

符号位真值机器数/真值编码和数制数值型信息的表示与编码1．原码正数：符号位为0，其他位按一般的方法表示数的绝对值负数：符号位为1，其他位按一般的方法表示数的绝对值2.反码正数：与原码相同负数：原码除符号位外的各位按位取反3.补码正数：与原码相同负数：反码在其最低位加1101100101100110110110011带符号的机器数-77

原码反码补码数据在计算机中的表示方式编码和数制00110011移码移码和补码符号位相反0100000010000011定点小数：定点整数：定点数符号位隐含小数位（+0.5)符号位隐含小数位（-3)数据在计算机中的表示方式编码和数制3130242322

0如：0.27E-2→+0.27*10-2浮点数阶符阶码数符尾数阶码部分尾数部分

……

数据在计算机中的表示方式编码和数制工作任务1.2.3

非数值信息在计算机内的表示

任务目标

了解西文信息在计算机内的表示；了解中文信息在计算机内的表示；了解汉字字符的其他编码。任务描述

1、掌握ASCII代码含义

2、汉字的编码方式。西文信息的表示与编码1.字符编码(ASCII码)用一个字节中的低7位(最高位为0)来表示128个不同的字符，包括键盘上可敲入并显示和打印的95个字符(包括大、小写各26个英文字母，0～9共10个数字，还有33个通用运算符和标点符号等)及33个控制代码。

字符的ASCII编码r01000001A

校验位如果最高位为0，表示是西文字符；如果最高位为1，表示中文编码。中文信息的表示与编码汉字的字形码汉字的内码

汉字的输入码汉字输入码也称外码，是专门用来向计算机输入汉字的编码。例如，全拼编码、五笔字型码。目前使用最广泛的一种国标码是GB2312―80。在汉字系统中，一般采用点阵来表示字形。如256×256点阵表示汉字。了解计算机系统组成了解计算机硬件和软件了解计算机工作原理了解计算机系统的主要指标学习单元1.3

计算机系统概述

单元目标硬件系统（设备）软件系统（程序、文档）计算机系统计算机系统组成没有安装任何软件的计算机称为裸机

任务实现打印机显示器显示屏/屏幕CD驱动器游戏杆鼠标键盘控制台单元软盘驱动器扬声器计算机硬件(外观)系统软件裸机应用软件人人人任务实现计算机系统层次结构

……计算机软件系统组成服务程序语言处理程序数据库管理系统操作系统用户程序应用程序系统软件应用软件当我们需要计算机完成某项任务的时候，首先要将任务分解为若干各基本操作的集合，计算机所要执行的基本操作命令就是指令。指令是对计算机进行程序控制的最小单元，是一种采用二进制表示的命令语言。一条指令通常由两个部分组成，即操作码和操作数。操作码操作数计算机的工作原理1.2.2