《电子计算机基础》PPT课件.ppt

1、计算机应用基础,S,主讲 杨善红,第1章电子计算机基础知识,1.1 电子计算机的概念和特点,1.4 数制基础,1.3 电子计算机的分类及应用,1.2 电子计算机的产生与发展,1.5 计算机中数据与信息的表示方法,1.1 电子计算机概念和特点,电子计算机是什么？,计算机是一种能够存储数据并可完成一定功能的电子设备，它由一系列物理元件 组成。,电子计算机的特点,1.1 电子计算机概念和特点,运行高度自动化 有记忆特性 运算速度快 运算精度高 可靠性高,世界上第1台电子计算机,1.2 电子计算机的产生和发展,1946年2月，世界上第一台电子计算机 ENIAC 在美国宾夕法尼亚大学问世。 它的出现，开

2、创了一个计算机时代，引发了一场由工业化社会发展到信息化社会的新技术产业革命浪潮，从此揭开了人类历史发展的新纪元。,1.2 电子计算机的产生和发展,ENIAC 档案,世界上的一台电子计算机 ENIAC,体积庞大重达30吨 启动电力150000瓦 含18000个电子管 仅能保存80个字节 服役期：1946.21955.10,冯.诺依曼型计算机,1.采用二进制来表示各种指令和数据,采用二进制的优点为： 容易表示 在物理上最容易实现， 可以使用任何具有两个不同稳定状态的元件来表示。 如:晶体管的导通与截止、电流的有无、电平的高低 运算简单 编码及运算规则都比较简单。 “1”和“0”与“真”和“假”对应

3、，易于逻辑判断。 传输和处理时不容易出错，可保障计算机的高可靠性。,冯.诺依曼型计算机,2.采用存储程序的工作原理使计算机自动运行,3.计算机的组成： 计算机由控制器、运算器、存储器、输入、输出设备五个部分组成,第一代 （19461956） 电子管 5千4万（次/秒）,第二代 （19571964） 晶体管 几十万百万（次/秒）,第三代 （19651970） 小规模集成电路 百万几百万（次/秒）,第四、五代 （1971?） 超大规模集成电路 几百万几亿（次/秒）,电子计算机的发展阶段及特点 以采用的逻辑元件作为划分标准 其余数据见表11,1.3 电子计算机分类及应用,国际上根据计算机的性能指标和

4、应用对象将计算机分为六大类,1、巨型机：,其运算速度达到每秒10亿次上、价格在200万至2000万美元之间。,2、小巨型机：,运算速度在几千万次左右。,4、小型机：,运算速度在几百万次左右。,5、个人计算机：,又称PC机，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。,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.,6、工作站：,工作站是一种功能强大的的台式计算机，常用于图形图形处理或局域网服务器,计算机的应用,1、科学计算 2、数据处理 3、实时控制 4、计算机辅助系统 5、智能模拟与神经网络计算机技术 6、在人类生活中的应用,4、计算机辅助系统

5、,计算机辅助设计 CAD（Computer-Aided Design） 计算机辅助制造CAM（Computer-Aided Manufacturing ） 计算机辅助教育CBE（Computer-Based Education） 计算机辅助教学CAI (Computer-Aided Instruction)、 计算机辅助测试CAT(Computer-Aided Test) 计算机管理教学CMI (Computer-Management Instruction)。,5、人工智能,人工智能即用计算机模拟人的思维。 具体应用： 机器人（工业机器人、智能机器人） 定理证明 模式识别（图形识别、语音识别

6、） 专家系统（自然语言处理、机器翻译、智能检索）,1.4数制基础,一：数制(进位计数制）的概念,数制：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。,R进制：如果用R个基本符号来表示数目，则 称其为R进制,十六进制,数符,0,1,9,下标,B,0，1,D,0,1,7,O,0,1,9,A,B,C,D,E,F,H,基数：,r = 16,十进制,进位制,二进制,八进制,r = 10,基数,r = 2,r = 8,所使用的不同基本符号的个数。,R进制它的基数是R,位权：一个与位有关的常数，称为该位的位权,(121)D,(101.11)B,(121)D=1 100+ 2 101 + 1 102

7、,(101.11)B=1 20+ 0 21 + 1 22+1 2-1 + 1 2-2,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 = 8 r = 10 r = 16 数符 0，1 0,1,7 0,1,9 0,1,9,A,B,C,D,E,F 位权 2i 8i 10i 16i 下标 B O D H,表： 计算机中常用进制数的表示,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,二 ：常用数制的转换,（一）十进制数转换成非十进制数,1 整数部分的转换,除r取余,从末位取起,把一个十进制的整数不断 除以所需要的

8、基数r，取 其余数（除r取余法），直 到商为0，然后将其余数从 下而上排列,余数 2| 2171 (最低位) 2| 108 0 2| 54 0 2| 27 1 2| 13 1 2| 6 0 2| 3 1 2| 1 1 (最高位) 0 结论：(217)10( 1101100 1 )B,例如：(217)10( )B,乘2取整： 整数部分 0.625 2 1 .250 1 2 0 .500 0 2 1 .000 1 结论：(0.625 )D = ( 0.101 )B,2 小数部分转换,将十进制小数不断地乘以r，并取整，当积为0或达到所要求的精度时，将整数 部分由上而下排列。,乘r取整，顺序取起,例如

9、：(0.625)D=( )B,例如 (0.6876)D=( )B,0.6876 2=1.3752 取出整数 1 0. 3752 2=0.7504 取出整数 0 0.7504 2=1. 5008 取出整数 1 0. 5008 2=1.0016 取出整数 1 0. 0016 2=0.0032 取出整数 0 0.0032 2=0.0064 取出整数 0 . . .,(0.6876)D=( 0.101100 )B,作业 (0.625)D=( )O (0.625)D=( )H,注意：,如果十进制数包含整数和小数两部分，则必须将十进制小数点两边的整数和小数部分分开，分别完成相应的转换，然后，再把r进制整数

10、和小数部分组合在一起。,练习： (217.625)10 = ( )2,(217)10( 1101100 1 )2,(0.625 )10 = ( 0.101 )2,(217.625)10 = (1101100 1. 101 )2,(二）非十进制转换成十进制,位权法：把各非十进制数按权展开求和,(1101100 1. 101)2=,1100+0 101+0 102+1 103 +1 104+0 105+1 106 +1 107 +110-1+010-2 +1 10-3,=,(217.625)10,(1A0.B)16=( )10,(三）二进制、八进制的相互转换,二进制转换到八进制：只要将二进制数从小

11、数点开始，整数部分从右向左3位一组，小数部分从左向右3位一组（不足3位补零），根据表完成转换。,(12.34)O = ( 001 010.011 100 )B,=,(1 010.011 1 )B,把八进制数转换成二进制数只是上述方法的逆过程,(110 110.001 1 )B (110 110.001 100 )B( 66.14 )O,（四）二进制、十六进制之间的相互转换方法,二进制转换到十六进制：只要将二进制数从小数点开始，整数部分从右向左4位一组，小数部分从左向右4位一组（不足4位补零），根据表完成转换。,把十六进制数转换成二进制数只是上述方法的逆过程,(101 0111)B =(0101

12、 0111)B = ( 57 )H,(10A1)H = ( 0001 0000 1010 0001 )B,=,(1000010100001 )B,二进制 八进制 二进制 十六进制 二进制 十六进制,000 0 0000 0 1000 8 001 1 0001 1 1001 9 010 2 0010 2 1010 A 011 3 0011 3 1011 B 100 4 0100 4 1100 C 101 5 0101 5 1101 D 110 6 0110 6 1110 E 111 7 0111 7 1111 F,表 ：二进制、八进制和十六进制之间的关系,1.4.3 二进制的运算规则,（1）二进

13、制的算术运算规则 加法进位规则：逢二进一。 加法运算法则： 000011 1011110(进位) 例：二进制数11011010？ 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 练习：求二进制数之和。 10001111+01100001=？ 减法同理。,答案：11110000,（3）乘法运算法则： 0 000 10 1 001 11 （4）除法运算法则： 0 00 0 10 1 0（无意义） 1 11,2、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” 逻辑运算包含三种基本运算： 逻辑加法：又称逻

14、辑“或” 逻辑乘法：又称逻辑“与” 逻辑否定：又称逻辑“否”,1.5 计算机中数据与信息的表示方法,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“0”和“1”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）,1MB1024KB220次方1GB1024MB230次方,3、字长：,长是计算机存储、传送、处理数据的信息单位。用计算机一次操作的二进制们最大长度来描述。 如8位、16位、32位等。,1.5.1数据与信息的概

15、念,1、正负数的表示方法 计算机中的数通常用一个数的最高位来表示，称袒裼裸裎为符号位。一般规定符号位用“0”表示正数，用“1”表示负数。,例：十进制数56在字长为八位计算机中表示为：,00111000,符号位,数值部分,1.5.2计算机中数的表示方法,2、定点数与浮点数的表示方法 见教材11页 3、原码、反码与补码： 见教材12页,1.5.3计算机中信息编码,ASCII码是美国信息交换标准代码。 (American Standard Code for Information Interchange) 包括09十个数字，大小写英文字母 及专用符号等95种可打印字符。,Computer,01000

16、011 01101111 01101101 01110000 01110101 01110100 01100101 01110010,2、汉字的编码,是我国于1980年制定的国家标准，代号为GB231280。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（094），后两位数字为位码（094）,（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,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