《大学计算机基础》第1章计算机基础知识

大学计算机基础

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

第1章计算机基础知

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

本章要点

1.1计算机概述

1.2微型计算机的组成

1.3数据在计算机中的表示

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

1.1计算机概述

•计算机分代

•计算机的分类和应用

•计算机系统组成

•计算机基本工作原理

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

一、计算机的分代

时代器件软件

电子管机器语言汇编语

高级语言数

畛------------------------------------

文

71年迄今大规模集成社

电路

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

电子计算机的问世......电子计算机时代的到来

1946年2月由宾

研制成功的E

Q重达30吨

H占地170m2

Q18000个电

B保存80个字

哈尔滨师范大学恒需嗥.N电,黑辞皤⅞擘凡.r..

二、计算机的分类和应用

♦按用途和按性能指标分类

♦应用到社会各个领域

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

计算级系统分为：硬件+软件

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

计算机系统的层次

用户«

哈尔滨师范大学恒星学院

计算机系统的组成

CPU------寄存器

控制器

I—随机存储

内存-J—只读存储

1一高速缓冲存

计输入设备：键盘

算输出设备：显不

机外部设备

外存：软、硬盘

系

统网络设备：网卡

—操作系统：Window

系统软件——语言处理程序：C、

软件—实用程序：诊断程

应用软件——办公软件包、数据

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

四、计算机的基本工作原理

•指令

•指令的执行过程

•程序的执行过程

•计算机基本工作原理

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

1.2微型计算机的组成

•微型计算机的系统组成

•微型计算机主要性能指标

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

一、微型计算机的系统组成

♦系统主板（又称母板）

♦CPU（中央处理器）

♦存储器（内存）

♦硬盘驱动器

♦DVD-RoM驱动器（光驱）

♦软盘驱动器（软驱）

♦电源

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

2、微处理器（CPU）

•运算器、控制器和一组寄存器，合在一个芯片上称

ralProcessingUnit)

CPU

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

3、主存与辅存

♦ROM（只读存储器）

数据只能读出，断电不丢失。

♦RAM（随机存取存储器）

既允许写入也允许读出，断电信息丢失。

♦外存储器（辅存）

a.软磁盘存储器：软磁盘、软磁盘驱动器、软磁

配卡

b.硬磁盘存储器：硬磁盘、硬磁盘驱动器、硬磁

配卡

c∙光盘存储器：光盘盘片、光盘驱动器

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

内存与夕卜存的比较

项目ROMRAM软盘硬盘

造价同Γ∏J低++低

速度快快慢++慢

容量小+小

断电有无有有

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

4、高速缓冲存储器（CaChe）

功能：是介于CPU和内存之间的一种可高速

的芯片，是CPU和RAM之间的桥梁，用于解

存之间的速度冲突问题。

工作过程:

CPUL二CaCheK一工R

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

存储器层次结构

ZALU\

/寄存器\

CaChe存储器

/主存储器（RAM）-\

辅助存储器（软盘、硬盘、光盘）

后援存储器（磁带库、光盘库）

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

二、微型计算机的主要性能指标

•字长：计算机一次能直接处理的二进制数据的位

长计算机运算速度越强

•运算速度：计算机每秒内执行指令的数目

•主频：CPU的时钟频率

•内存容量：1KB=1O24B

1MB=1O24KB

1GB=1O24MB

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

1.3数据在计算机中的表示

•进位计数制

•数制转换

•字符的表示

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

一、进位计数制

所谓进位计数制是指按进位的原则

数。进位计数制有两个基本特点：

〃・逢R进一

•米用位权表小法

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

・逢R进一

R是指进位计数制表示一位所需要的符号数目

例如十进制数是由

字符号组成，基数为10,逢十进一。二进制数

数字符号组成，基数为2,逢二进一。

•采用位权表示法

处在不同位置上的数字所代表的值不同，一

固定位置上所代表的值是确定的，这个固定

位权。位权与基数的关系是，各进位制中位

基数的若干次幕。

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

因此，任何一种数制表示的数都可以写成按位权

式之和。［按权值展开】

［例1］在十进制数中，3058.72可

3058.72==3X103+0X102+5×10

7X101+2X10=2

［例2］在二进制数中，10111.01

10111.01==1X24+0×23+1X22+1

2o+OX21+1

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

常用数制及表示

・二进制：用表示如：10

•八进制：用表示如：5

•十进制：用或不加任何字母

如：98或98

•十六进制：用表示如：A

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

数制基本符号基值

十进制0—910

二进制0、12

八进制0—78

0—9

十六进制16

A、B、C、D、E、F

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

表1.1十进制、二进制、八进制、十六进制数的常用

OOOOO00101010

1000111111011

2001022121100

3001133131101

4010044141110

501015515Illl

6OllO661610000

7Olll77

81000108

哈尔港师范;1:学，蹴学院119计算机教研室

二、各种进制数之间的相互转换

♦R(R=2,8,16)进制数转换为十进制数

♦十进制数转换为R(R=2,8,16)进制数

♦二、八、十六进制之间的转换

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

1、R进制数转换为十进制数

•使用按权展开相加法：即各位R进制系数乘

应的权相加求和即为与之相对应的十进制数

/步骤：1）确定权值

2）系数乘以所在位相应权

3）相加求和

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

［例］求(1100101.101)2的等值十进制

(iiooioi.ιoι)2

=1×26+1×25+0×24+0X23+1×22+0X21+1X2

×2-2+1X2-3

=64+32+0+0+4+0+1+0.5+0.125

=(101.625)10

即(Π00101.101)2=(101.625)

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

练国(IOllOl)b=()d

解：=1*26-1+1*24-1+1*23"+1

=32+8+4+1=45D

练[2](267)o=()d

解：=2*83-1+6*82"+7*8I"

=2*64+6*8+7*1=128+48+7=18

练[3](ICA)H=()D

解；=1*163"+12*162"+10*16μι

=1*256+12*16+10*1=458D

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

2、十进制数转换为R进制数

1）整数的转换

除R取余法倒着写

2）小数部分的转换

乘R取整法正着写

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

［例4］求(66.625)io的二进制数

解先求(66)io的等值二进制数

2660

2331

2160

280

240

220

211

0

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教屈(66)I。=(1

再求（0.625）I。的等值二进制数

•0.625×2=1.2501

•0.250×2=0.5000

•0.500×2=1.0001

•即(0.625)10=(0.101)2

•所以,(66.625)Io=(1000010.1

注：十进制小数不一定都能转换成完

的二进制小数.

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

O低位

0

0

0

0

0

0

1高位

所以：128D=IooOOOOOB

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

3、二、八、十六进制之间的转换

①二进制数和八进制数之间的转换

一位八进制数就相当于3位二进制数

♦二到八进制：以小数点为分界线，分别向左

二进制数写成相应的一位八进制数

♦八到二进制：每一位八进制数写成相应的三

数，即3位二进制数取代每一位八进制数。

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

［例5］把(IOn(HOI.01101)2转换为八进制数

二进制数：Oio110101.Oll010

八进制数：265.3

(10110101.01101)2=(265.3

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

［例6］把（345∙23"转换成二进制数

八进制数：3452

II

进制数：On100101010

(345.23)8=(11100101.0100

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

练[5]11011.01101B=()D

O11O11.O11O1=Oil111.010=37.2D

练[6]563.25D=()B

563.25=101IlO011.010IOlB

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

②二进制数和十六进制数之间的转换

一位十六进制数就相当于4位二进制数

♦十六进制到二进制：每一位十六进制数写成相应的

即4位二进制数取代每一位十六进制数。

♦二到十六进制：以小数点为分界线，分别向左右每

写成相应的一位十六进制数

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

[例7]将IOlIlOlOlUlOLlOlUB=(

二进制数：0010111010111101.

]]]]]

十六进制数：2EBD

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

[例8]将（3A8C.9D）]6转换成二进制数。

十六进制数：

3A8C.

OOll101010001100•1001

二进制数：

•(3A8C.9D)lfi=(11101010001100.10011101)2

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

三、字符的表示

］、西文字符

⑴ASCH码：全称"美国信息交换标

采用7位二进制编码，

「非图形字符（控制字符）：O〜32和1

［图形字符（普通字符）：33-126,共

哈尔滨师范大学恒星学院计算机教研室

寸

寸

n

b

d

Z

X

Z

S

v

^^≡

岂

口

一

>

O

U

O

V

P

B

*

J

O

Z

q

K

S

K

M

f

A

X

n

*

Z

I

d

>

O

S

r—I

K

O

O

P

K

I

P

S

©

w

N

H

o

O

CQ

U

M

四

口

C

f

I

⅛

O

^

r

∙

P

e

E

∙

P

s

寸S

^

∙

•Λ

V

9

g

E

Z

O-.