计算机基础知识课件

计算机基础知识课件1.1.1计算机发展的几个阶段1.1.2现代计算机的分类1.1.3计算机主要应用领域1.1.4信息社会与计算机文化1.1计算机发展简史世界上第1台电子计算机

世界上第一台电子数字式计算机于1946年2月15日在美国宾夕法尼亚大学正式投入运行，它的名称叫ENIAC(埃尼阿克)，是电子数值积分计算机(TheElectronicNumbericalIntergratorandComputer)的缩写。返回

1.1.1计算机的发展阶段ENIAC档案世界上的一台电子计算机ENIAC该机重约30吨耗电量140-150千瓦含18000个电子管仅能保存80个字节返回

ENICA是什么样子？返回

ENICA是什么样子？返回

ENICA是什么样子？返回

1、电子计算机发展的四个阶段器件时间特点第一代数据处理方式电子管数字计算机20世纪40年代～50年代中期体积大、耗电多速度低、价格高机器语言汇编语言第二代晶体管数字计算机20世纪50年代后期～60年代中期体积缩小耗电降低性、能提高有限兼容FortranCobol等高级语言第三代集成电路数字计算机20世纪60年代中期～70年代中期体积功耗价格功能等前进一大步软件逐步完善结构化模块化程序设计实时处理第四代大规模集成电路数字计算机20世纪70年代至今体积更小功耗更低可靠性提高软件技术更趋完善分时实时处理计算机网络代表计算机ENIACIBM7090IBM360运算速度5千~4万次/秒数十万~几百万次/秒数百万~几千万次/秒上亿条指令/秒返回

第一代（1946～1957）电子管5千~4万（次/秒）第二代（1958～1964）晶体管几十万~百万（次/秒）第三代（1965～1970）小规模集成电路百万~几百万（次/秒）第四、五代（1971年至今）超大规模集成电路几百万~几亿（次/秒）返回

2.计算机的发展方向数据统计计算机、智能计算机统称为非冯·诺依曼型计算机，也称为第五代计算机，是以人工智能理论为基础的一种“智能”计算机，其核心思想是将程序设计的过程改变为逻辑设计的过程，在物理结构上采用非冯·诺依曼结构。（目前的计算机体系结构都是“冯·诺依曼式”：采用存储程序方式进行工作。）⑴、创建新的程序设计语言，即所谓的“非冯·诺依曼语言”；⑵、从计算机元件方面，提出了发明与人脑神经网络类似的新型超大规模集成电路的设想，即分子芯片。返回

1.1.2现代计算机分类1、通用机：适用解决多种一般问题，该类计算机使用领域广泛、通用性较强，在科学计算、数据处理和过程控制等多种用途中都能适应。

2、专用机：用于解决某个特定方面的问题，配有为解决某问题的软件和硬件，如在生产过程自动化控制、工业智能仪表等专门应用。一、按用途划分

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二.按规模划分

1、巨型机：其运算速度达到每秒每秒几十万亿次。2、小巨型机：具有较高的运算速度，每秒可以执行几千万条指令，而且有较大的存储空间。4、小型机：规模较小、结构简单、运行环境要求较低，运算速度在几百万次左右。3、大型机：其性能与巨型机接近，但体积大大减小，费用仅为巨型机的1/10.返回

7、工作站：以个人计算环境和分布式网络环境为前提的高性能计算机。5、微型计算机：又称PC机，中央处理器（CPU）采用微处理器芯片，具有体积小，功耗低、可靠性高、价格低，对使用环境要求不高等特点。8、服务器：

在网络环境下为多个用户提供服务的共享设备。返回

6、单片机：把一个计算机系统集成到一个芯片上三.按处理对象划分1、数字计算机：计算机处理时输入和输出的数值都是数字量。其运算是按数字位进行。

2、模拟计算机：3、数字模拟混合计算机：输入输出既可是数字也可是模拟数据

处理的数据对象直接为连续的电压、温度、速度等模拟数据。其运算过程是连续的。返回

1.1.3计算机的主要应用领域科学计算信息处理过程控制计算机辅助系统多媒体技术计算机通信人工智能返回

其中计算机辅助系统包含：计算机辅助设计（CAD）计算机辅助制造（CAM）计算机辅助测试（CAT）计算机辅助教学（CAI）计算机集成制造（CIMS）计算机模拟（CS）等系统

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1.2计算机组成与工作原理1.2.1计算机硬件系统1.2.2存储程序工作原理1.2.3计算机软件系统1.2.1计算机的硬件系统1.运算器运算器又称算术逻辑单元ALU（ArithmeticLogicUnit）。运算器的主要任务是执行各种算术运算和逻辑运算。2.控制器控制器是对输入的指令进行分析，并统一控制计算机的各个部件完成一定的任务的部件。3.存储器存储器具有记忆功能，用来保存信息，如数据、指令和运算结果等存储器的分类1、内存（主存）：（指CPU可以直接存取信息的存储器）③随机存储（RAM）：开机后，用户可以向其中写入、取出信息，关机后其中的信息消失，再次通电也不能恢复。②可擦除的只读存储（EPROM）：3、外存（辅助存储器）：指CPU需要经过输入/输出通道进行交换信息的存储器。例如 硬盘、软盘、磁带、光盘等2、高速缓冲存储器：（Cache):用来存储主存中马上就要执行的指令和数据或经常被CPU访问的那部分执行程序。速度是DRAM的10倍左右①只读存储器（ROM）：是用户只能读出不能写入的存储器，所存的信息能永久保存。高速高性能的动态存储器存储器存储器的功能：主要功能是存放程序和数据。主存储器的核心是存储体，它由许多存储器单元组成，每个单元可以存放一个数据。给存储器单元按一定的顺序编号，该编号就是相应存储器的地址，CPU根据其地址对存储单元存取信息。4输入/输出设备输入设备：是用来接受用户输入的原始数据和程序，并将它们变为计算机能识别的二进制数存放到内存中。键盘一般称标准输入设备输出设备：用于将存放在内存中由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式显示器一般称标准输出设备。一、以二进制为运算基础采用二进制的优点为：1.二进制码在物理上最容易实现。2.二进制码用来表示的二进制数及其编码、计数、加减运算规则简单。3.二进制码的两个符号“1”和¨0”正好与逻辑命题的两个值“是”和“否”相对应。4.与电子部件的二态性相对应。返回

1.2.2存储程序工作原理基本工作原理：“冯.诺依曼”思想二、计算机采用"存储程序"方式工作，并且进一步明确指出了整个计算机的结构应由五个部分组成：运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置。控制器运算器输出设备存储器输入设备指令流控制流数据流返回

计算机的软件系统1、系统软件：是管理、监护和维护计算机资源的软件2、应用软件：是为解决用户实际问题而设计的软件②各种程序设计语言及其解释程序和编译程序语言翻译系统①操作系统④数据库管理系统③服务程序：机器的监控管理程序、调试程序、故障检测和诊断程序、①科学计算②工程设计③数据处理④过程控制1.2.3计算机的软件系统1.3计算机中信息表示1.3.1进位计数制1.3.2机器中数的表示1.3.3字符的表示1.3.4多媒体信息的表示1.3.1数制基础1数制的概念数制是用一组固定的数字符号和一套统一的规则来表示数目的方法。如果用R个基本符号来表示数目，则称其为R进制，R称为该数制的基数。返回

进位制二进制八进制十进制十六进制规则逢二进一逢八进一逢十进一逢十六进一基数r=2 r=8r=10r=16数符0，10,1,…,70,1,…,9

0,1,…,9,A,B,C,D,E,F位权2i8i10i16i下标BQDH表：计算机中常用进制数的表示返回

2各种数制的转化进位计数制的三个相关概念：数码：用不同的数字符号来表示一种数制的数值，这些数字符号称为“数码”。如在R进制中，数码为0，1，2，…R－1共R个。基数：数制所使用的数码个数称为“基数”。如在R进制中，基数为R返回

位权：某种数制的每一位所具有的固定系数称为“位权”。如在R进制中，第n位数的位权为Rn-1例：(824)10=8×102+2×101+4×100(110)2=1×22+1×21+0×20返回

常用进位计数制的特点

十进制数（Decimai）

一个十进制数具有以下三个特征：·有十个不同的数码，即0、1、3、4、5、6、7、8、9；·基数为10,计数规律为“逢十进位,借一当十”；·位权关系为10i（其中:i=n-1，n-2…1，0.-1，-2…-m）。返回

二进制数（Binary）一个二进制数具有以下三个特征：·有两个不同的数码，即0和1；·基数为2,计数规律为“逢二进位,借一当二”；·位权关系为2i（其中:i=n-1，n-2…1，0.-1，-2…-m）。返回

八进制数（Octal）一个八进制数具有以下三个特征：·有八个不同的数码，即0、1、3、4、5、6、7；·基数为8,计数规律为“逢八进位,借一当八”；·位权关系为8i（其中:i=n-1，n-2…1，0.-1，-2…-m）。返回

十六进制（Hexadecimal）一个十六进制数具有以下三个特征：·有十六个不同的数码，即0、1、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F；·基数为16,计数规律为“逢十六进位,借一当十六”；·位权关系为16i（其中:i=n-1，n-2…1，0.-1，-2…-m）。返回

其它数制（R数制）转换为十进制：按权展开相加即只要把二进制中出现1的位数权相加即可。【例】：将(110101.101)2转换为十进制。(110101.101)2=1×25＋1×24＋0×23＋1×22＋0×21＋1×20＋1×2-1＋0×2-2＋1×2-3=32＋16＋0＋4＋0＋1＋0.5＋0.125=(53.625)10返回

各进制之间的转换例如：(156)10＝()2余数2|1560(最低位)2|7802|3912|1912|912|402|20 2|11(最高位) 0结论：(156)10＝(10011100)2十进制→R进制1）整数部分的转换方法一：除以r取余,从末位取起

即：除以R取余数，直到商为0，得到的余数即为二进数各位的数码，余数从下到上排列。返回

方法二：降幂法292827262524232221205122561286432168421

101100100(356)10=256+64+32+4=28+26+25+22=(101100100)2

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十进制转换成二进制的几个特例：256D255D127D等等=28=100000000B=28–1=11111111B=27–1=1111111B返回

例如：(0.625)D=()B

乘2取整：

整数部分

0.625

×2

1.2501

×2

0.5000

×2

1.0001结论：(0.625)D=(0.101)B2）小数部分转换乘以r取整，按顺序取数即：乘以R取整数，得到的整数即为二进数各位的数码，整数从上到下排列。★循环数根据要求取数。返回

混小数的转换对于既有整数部分又有小数部分的十进制数的转换，可以将两部分的转换分开进行，最后再将结果合并在一起即可。【例】：十进数156.625转换成二进制数为10011100.101B

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二进制八进制二进制十六进制二进制十六进制000 0 0000010008001100011100190102001021010A0113001131011B1004010041100C1015010151101D1106011061110E1117011171111F表：二进制、八进制和十六进制之间的关系返回

二进制、十六进制的相互转换1）二进制数转换成十六进制数的方法是：“四位合一位”法：以小数点为界，整数向左，小数向右，四位一格，不足补零，格内变为十进制

【例】：将1110101.11B转换成十六进制数。01110101．1100↓↓↓75.C转换结果为1110101.11B=75.CH返回

2）十六进制数转换成二进制数方法，正好与二进制数转换成十六进制数的方法相逆，即“一位扩展四位”法：一位变四位，不足前补零，最后截去首尾空零。将每位十六进制数化成4位二进制数书写，便可得到转换结果。

【例】：将3A6.C5H转换成二进制数。3A6.C5↓↓↓↓↓001110100110.11000101转换结果为3A6.C5H=1110100110.11000101B。返回

二进制、八进制的相互转换1）二进制数转换成八进制数的方法是：“三位合一位”法:以小数点为界，整数向左，小数向右，三位一格，不足补零，格内变为十进制。

【例】：将1110101.11B转换成十六进制数。

001110101．110↓↓↓↓165.6转换结果为1110101.01B=165.6O。返回

2）八进制数转换成二进制数方法，正好与二进制数转换成八进制数的方法相逆，即“一位扩展三位”法：一位变三位，不足前补零，最后截去首尾空零。每位八进制数化成3位二进制数书写，便可得到转换结果

【例】：将145.6Q转换成二进制数。

145.6↓↓↓↓001100101.110转换结果为145.6Q=1100101.11B。

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3、二进制的运算规则二进制的算术运算规则加法进位规则：逢二进一。加法运算法则：0+0=00+1=1+0=11+1=0（向高位进位）

例：二进制数1101＋1010＝？ 1101

＋101010111返回

减法运算法则：

0-0=1-1=01-0=10-1=1（向高位借位）例：二进制数11101-1010＝？

１1101

-101010011返回

乘法运算法则：

00＝0 01＝0 10＝0 11＝1除法运算法则：

0÷0＝（无意义）

0÷1＝0 1÷0＝（无意义） 1÷1＝1返回

二进制的逻辑运算逻辑变量之间的运算称为逻辑运算对二进制数的1和0赋予逻辑含义，它们可以表示“真”与“假”、“是”与“否”、“有”与“无”逻辑运算的基本运算：逻辑加法(“或”运算∨)：0∨0=00∨1=1∨0=1∨1=1逻辑乘法(“与”运算∧)：0∧0=0∧1=1∧0=01∧1=1逻辑否定(“非”运算)：0=11=0异或⊕：0⊕0=1⊕1=00⊕1=1⊕0=1返回

计算机中的信息单位1、位（bit)：位是计算机中最小的信息单位，一个位表示一位二进制数，单位符号为b。它能表示两种状态2、字节（byte)：字节是基本信息单位，单位符号为B，它表示8位二进制数的长度，它能表示256种状态。千字节（KB）兆字节（MB）和吉字节（GB）1MB＝1024KB＝220次方1GB＝1024MB＝230次方3、字长：它是计算机作为一个整体进行数据存储、传输和处理的单位。如8位、16位、32位等。返回

1、正负数的表示方法平时我们用“＋”表示正，“－”表示负，在计算机中数的符号通常用二进制数的最高位的一位数来表示符号：“0”表示正数，“1”表示负数。例：十进制数＋37在字长为八位计算机中表示为：00100101符号位数值部分1.3.2计算机中数的表示方法返回

例：十进制数－37在字长为八位计算机中表示为：１0100101符号位数值部分这种符号位用0、1表示的二进制数，称为机器数。而实际数值（如＋37，－37）称为机器数的真值。返回

2、定点数与浮点数的表示方法

3、原码、反码与补码：

返回

浮点数在机器内表示时，尾数用原码，阶码用补码表示。原码：用最高位表示数值的符号，其他各位表示该数的绝对值反码：正数反码与原码相同；负数为原码除符号位外各位“按位求反”补码：正数补码与原码相同；负数为原码除符号位外各位“按位求反”，在最低位加1。1.3.4字符的表示ASCII码是美国信息交换标准代码。(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)包括0~9十个数字，大小写英文字母及33个标点符号和33个控制。Computer0100001101101111001110000011101010011001010返回

基本ASCII码表的排列规则如下：先是32为控制码，后为0～9十个数字，再为A～Z26个大写字母，其后为a～z26个小写字母；其中相同类型的字母顺序排放，如：大写字母C的ASCII码：对应于字符C的位置，找出其横坐标D6D5D4和纵坐标D3D2D1D0，依D6D5D4D3D2D1D0的顺序排列出来，再在最高位补以0，即得C的ASCII码为01000011。根据C字母的ASCII码，可推出E字母的ASCII码为01000101，A字母的ASCII码为01000001。返回

汉字的编码

是我国于1980年制定的国家标准，代号为GB2312－80。它规定汉字在机器内的编码。在国标码的字符集中，包括了一级汉字3755个，二级3008个，一个汉字对应一个区位码，由四位数字组成，前两位数字为区码（0－94），后两位数字为位码（0－94）（1）《信息交换用汉字编码字符集.基本集》是指汉字在计算机内部中进行存取操作所使用的编码。汉字的机内码占两个字节，分别称为高位字节与低位字节（2）汉字的机内码返回

是为了将汉字通过键盘输入计算机而设计的代码。汉字输入编码方法分为三类：数字编码 数字编码就是用数字串代表一个汉字的输入，常用的有国际区位码。如：“中”5448、“…”0113拼音码拼音码是以汉语读音为基础的输入方法。常用的有智能全拼、微软拼音、紫光拼音、智能狂拼等。字形编码字形编码是以汉字的形状确定的编码。常用的有五笔字形、表形码等。（3）汉字的输入码返回

字形存储码是指供计算机输出汉字（显示或打印）用的二进制信息，也称字模

例：16×16点阵的汉字，每个字有16行，每行有16个点，每个汉字共256个点，一个点占一个二进制位，则存储时要用256个字节。（4）汉字的字形码返回

1.4.1主机1.4.2辅助存储器1.4.3输入/输出设备1.4.4微机系统性能指标1.4微型计算机系统概述1.4.1主机1、主板：主板（MotherBoard，MainBoard，SystemBoard）是一台PC的主体所在，主板要完成电脑系统的管理和协调，支持各种CPU、功能卡和各总线接口的正常运行，它是PC机的“总司令部”.1）BIOS（基本输入输出系统）芯片2)总线：数据总线：用来传输数据信息地址总线：用来传送CPU发出的地址信息控制总线：用来传送控制信号、时序信号和状态信号3).扩展槽：是外围输入/输出设备的连接端口，上面常插一些外设控制电路板（如显卡、声卡）实现对PC机系统性能的扩充4).南北桥芯片：决定主板支持哪种CPU、内存，控制了所有总线与CPU之间的沟通。微型计算机的中央处理器(CPU)，是微型计算机的核心，又称为微处理器（MPU)。它主要由运算器和控制器组成。主机运算器控制器存储器输出设备输入设备主机又称算术逻辑单元ALU，是能完成各自、各种算术运算和逻辑运算的装置2.微处理器运算器：它主要对二进制数码进行算术运算和逻辑运算控制器：主要由指令寄存器、译码器、程序计数器和操作控制器等组成，用来控制计算机各部件协调工作1、内存（主存）：（指CPU可以直接存取信息的存储器）③随机存储（RAM）：开机后，用户可以向其中写入、取出信息，关机后其中的信息消失，再次通电也不能恢复。②可擦除的只读存储（EPROM）：2、高速缓冲存储器：（Cache):用来存储主存中马上就要执行的指令和数据或经常被CPU访问的那部分执行程序。速度是DRAM的10倍左右①只读存储器（ROM）：是用户只能读出不能写入的存储器，所存的信息能永久保存。高速高性能的动态存储器3、内部存储器4、总线数据总线：用来传输数据信息地址总线：用来传送CPU发出的地址信息控制总线：用来传送控制信号、时序信号和状态信号5、时钟电路与电源并口串口IDE接口SCSI接口USB接口6、输入/