计算机应用第一次课.ppt

1、计算机应用基础,计算机基础知识,1.1信息与信息技术 1.2计算机技术概述 1.3计算机中信息的表示 1.4计算机系统 1.5 微型计算机系统,1.1信息与信息技术,1.1.1 信息与数据 1.1.2 信息技术 1.1.3 信息社会 1.1.4 “计算机文化”的内涵,1.1.1 信息与数据,信息是现代社会中广泛使用的一个概念，关于信息的定义众说纷纭 。 一般认为：信息是在自然界、人类社会和人类思维活动中普遍存在的一切物质和事物的属性。 所谓数据，是指存储在某种媒体上可以加以鉴别的符号资料。 这里所说的符号，不仅指文字、字母、数字，还包括了图形、图像、音频与视频等多媒体数据。由于描述事物的属性必

2、须借助于一定的符号，所以这些符号就是数据的形式。 同一个信息也可以用不同形式的数据表示，例如，同样是星期日，英文用“Sunday”表示。,信息与数据的区别与联系： 在一般用语中，信息与数据并没有严格的区分。但是，从信息科学的角度来看，它们是不等同的。数据是信息的具体表现形式，是信息的载体，而信息是对数据进行加工得到的结果，它可以影响到人们的行为、决策，或对客观事物的认知。,1.1.2 信息技术,在现代信息处理技术中，传感技术、计算机技术、通信技术和网络技术为主导技术。其中计算机起到了关键作用，它首先是一种信息处理机，通过计算机可以高速度、高质量地完成信息的整理、加工、分析和存储等工作；其次，通

3、常计算机也是其他技术中的关键设备。 在现代通信技术中计算机更是起到核心的作用，而网络技术则是计算机技术的进一步延伸。所以说信息处理过程的每一个环节都是由计算机直接或间接参与完成的。,信息社会也称信息化社会，是继工业化社会以后，以信息活动为社会发展的基本活动的新型社会形态。 在信息社会中，信息成为与物质和能源同等重要的第三资源，网络已成为人们生活的基础条件。以信息的收集、加工、传播为主要经济形式的信息经济在国民经济中占据主导地位，并构成社会信息化的物质基础。 在信息社会中，信息经济为主导经济形式，信息技术为物质和精神产品生产的技术基础，信息文化导致了人类教育理念和方式的改变，导致了生活、工作和思

4、维模式的改变，也导致了道德和价值观念的改变。,1.1.4“计算机文化”的内涵,一、文化的定义 对于文化的定义，尽管众说纷纭，但有一点得到公认，即都认为文化是人类社会的特有现象。 所谓文化，即人类行为的社会化，是人类创造功能和创造成果的最高和最普遍的社会形式。 文化的核心是: 观念和价值。 二、文化具有的基本属性 广泛性：既涉及全社会的每一个人、每一个家庭，又涉及全社会的每一个行业、每一个应用领域。 传递性：这种事物应当具有传递信息和交流思想的功能。 教育性：这种事物应能成为存储知识和获取知识的手段。 深刻性：不是给社会某一方面带来变革，而是给整个社会带来全面、深刻的根本性变革。,三、计算机文化

5、 所谓计算机文化就是以计算机为核心，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。 计算机文化是人类文化发展的四个里程碑之一（前三个分别为：语言的产生、文字的使用与印刷术的发明）。 计算机文化的真正内涵是具有计算机信息处理能力。,1.2计算机技术概述,1.2.1计算机的起源与发展 1.2.2计算机的特点及分类 1.2.3计算机的应用 1.2.4计算机的发展趋势,1.2.1.1计算机的起源,1. 埃尼克ENIAC：第一台真正意义上的数字电子计算机，是Electronic Numerical Integrator And Calculator的缩写。于

6、1946年2月在美国的宾夕法尼亚大学正式投入运行 ，ENIAC共使用了约18 800个真空电子管，重达30吨，功率174千瓦，占地约140平方米，用十进制计算，每秒运算5 000次加法。它没有今天的键盘、鼠标等设备，人们只能通过扳动庞大面板上的无数开关向计算机输入信息。 ENIAC的诞生奠定了电子计算机的发展基础，开辟了信息时代，把人类社会推向了第三次产业革命的新纪元。（参见下图）,1.2.1.2 计算机的发展,1.2.2.1计算机的特点,1）运算速度快:在2009年6月公布的国际超级计算机前500强中，10名的 峰值运算速度都超过了300万亿次，其中IBM公司制造的“Roadrunner”更

7、是 达到了1 456万亿次/秒的极高的运算速度。 2）存储容量大：计算机的存储性是计算机区别于其他计算工具的重要 特征。 3）通用性强：通用性是计算机能够应用于各种领域的基础，任何复杂 的任务都可以分解为大量的基本的算术运算和逻辑操作。 4）工作自动化：计算机内部的操作运算是根据人们预先编制的程序自 动控制执行的。 5）精确性高：计算机的可靠性很高，差错率极低，一般来讲只在那些 人工介入的地方才有可能发生错误。 6）逻辑判断能力 :借助于逻辑运算，可以让计算机作出逻辑判断，分析 命题是否成立，并可根据命题成立与否采取相应的对策。,1.2.2.2计算机的分类,1.2.3计算机的应用,1. 科学计

8、算 科学计算是指科学和工程中的数值计算。它与理论研究、科学实验一起成为当代科学研究的三种主要方法。 主要应用在航天工程、气象、地震、核能技术、石油勘探和密码解译等涉及复杂数值计算的领域。 2. 信息管理 是指非数值形式的数据处理，是指以计算机技术为基础，对大量数据进行加工处理，形成有用的信息。被广泛应用于办公自动化、事务处理、情报检索、企业管理和知识系统等领域。信息管理是计算机应用最广泛的领域。 3. 过程控制 又称实时控制，指用计算机及时采集检测数据，按最佳值迅速地对控制对象进行自动控制或自动调节。目前已在冶金、石油、化工、纺织、水电、机械和航天等部门得到广泛应用。 4. 计算机辅助系统 指

9、通过人机对话，使计算机辅助人们进行设计、加工、计划和学习等工作。 如计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机辅助教育CBE、计算机辅助教学CAI 、 计算机辅助教学管理CMI 。另外还有计算机辅助测试CAT和计算机集成制造系统CIMS等。,5. 人工智能 人工智能（AI，Artificial Intelligence）是研究怎样让计算机做一些通常认为需要智能才能做的事情，又称机器智能，主要研究智能机器所执行的通常是人类智能的有关功能，如判断、推理、证明、识别、感知、理解、设计、思考、规划、学习和问题求解等思维活动。人工智能是计算机当前和今后相当长的一段时间的重要研究领域 。 6. 计

10、算机网络与通信 利用通讯技术，将不同地理位置的计算机互联，可以实现世界范围内的信息资源共享，并能交互式地交流信息。正所谓“一线联五洲”，Internet的建立和应用使世界变成了一个“地球村”，同时深刻地改变了我们的生活、学习和工作方式。,1.2.4计算机的发展趋势,1.巨型化 指不断研制速度更快的、存储量更大的和功能更强大的巨型计算机。主要应用于天文、气象、地质和核技术、航天飞机和卫星轨道计算等尖端科学技术领域，研制巨型计算机的技术水平是衡量一个国家科学技术和工业发展水平的重要标志。 2. 微型化 指利用微电子技术和超大规模集成电路技术，把计算机的体积进一步缩小，价格进一步降低。计算机的微型化

11、已成为计算机发展的重要方向，各种笔记本电脑和掌上电脑的大量使用，是计算机微型化的一个标志。 3. 网格化 网格（Grid）技术可以更好地管理网上的资源，它把整个互联网虚拟成一台空前强大的一体化信息系统，犹如一台巨型机，在这个动态变化的网络环境中，实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源的全面共享，从而让用户从中享受可灵活控制的、智能的、协作式的信息服务，并获得前所未有的使用方便性和超强能力。、 4. 智能化 计算机智能化是指使计算机具有模拟人的感觉和思维过程的能力。智能化的研究包括模拟识别、物形分析、自然语言的生成和理解、博弈、定理自动证明、自动程序设计、专家系统、学习系

12、统和智能机器人等等。目前已研制出多种具有人的部分智能的“机器人”，可以代替人在一些危险的工作岗位上工作。据专家预测，机器人将是继电脑普及后，下一个普及到家庭的电器产品。,1.3计算机中信息的表示,1.3.1数制及其转换 1. 常见的进位计数制 2. 数制的转换 3. 二进制的运算规则 1.3.2计算机中信息的表示 1. 数据的单位 2. 数值的表示 3. 文字信息的表示,1.3.1数制及其转换,一、基本概念 1. 进位计数制：即用进位的方法进行计数，简称进制 。 2. 数码：一组用来表示某种数制的符号。如：1、2、3、4、A、B、C、等。 3. 基数：数制所使用的数码个数。常用“R”表示，称R

13、进制。如二进制的数码是：0、1，那么基数便为2。 4. 位权：指数码在不同位置上的权值。在进位计数制中，处于不同数位的数码代表的数值不同。例如十进制数111，个位数上的1权值为100，十位数上的1权值为101，百位数上的1权值为102。以此推理，第n位的权值便是10 n-1 ,如果是小数点后面第m位，则其权值为10 m 。 对于一般数制，某一整数位的位权是基数（位数-1），某一小数位的位权则是基数-位数 。,二、常见的几种进位计数制 1. 十进制（Decimal ）：由0、1、2、8、9十个数码组成，即基数为10。特点为：逢十进一，借一当十。 用字母D表示。 2 . 二进制（Binary ）：

14、由0、1两个数码组成，即基数为2。二进制的特点为：逢二进一，借一当二。 用字母B表示。 3. 八进制（Octal ）：由0、1、2、3、4、5、6、7八个数码组成，即基数为8。八进制的特点为：逢八进一，借一当八。 用字母O表示。 4. 十六进制（Hexadecimal）：由0、1、2、9、A、B、C、D、E、F十六个数码组成，即基数为16。十六进制的特点为：逢十六进一，借一当十六。 用字母H表示。,十进制、二进制、八进制、十六进制之间的对应关系,三、数制的转换 1. 二进制、八进制、十六进制数转化为十进制数 对于任何一个二进制数、八进制数、十六进制数，均可以先写出它的位权展开式，然后再按十进制

15、进行计算即可将其转换为十进制数。 例如： （1111.11）2= 123+ 122+ 121 + 120 + 12-1 + 12-2 = 15.75 （A10B.8）16= 10163 + 1162 + 0161 + 11160 + 816-1 = 41 227.5 注意：在不至于产生歧义时，可以不注明十进制数的进制，如上例。 2.十进制数转化为二进制数 十进制数的整数部分和小数部分在转换时需作不同的计算，分别求值后再组合。 整数部分采用除2取余法，即逐次除以2，直至商为0，得出的余数倒排，即为二进制各位的数码。小数部分采用乘2取整法，即逐次乘以2，从每次乘积的整数部分得到二进制数各位的数码。

16、 (参见下例),由上得出，100D = 1100100B,步骤一：先对整数100进行转换：,例：将十进制数100.125转化为二进制数。,步骤二：对小数部分0.125进行转换： 0.1252 = 0.250整数0 a-1 0.252 = 0.5整数0 a-2 0.52 = 1整数1 a-3 由上得出，0.125D = 0.001B。 将整数和小数部分组合，得出： 100.125D = 1100100.001B。,例：将十进制数100.125转化为二进制数。,3. 二进制数与八进制数的相互转换 二进制数转换成八进制数的方法是：将二进制数从小数点开始，对二进制整数部分向左每3位分成一组，不足3位的

17、向高位补0凑成3位；对二进制小数部分向右每3位分成一组，不足3位的向低位补0凑成3位。每一组有3位二进制数，分别转换成八进制数码中的一个数字，全部连接起来即可。,例：把二进制数11111101.101转化为八进制数。,所以，11111101.101B = 375.5O。,将八进制数转换成二进制数，只要将每一位八进制数转换成相应的3位二进制数，依次连接起来即可。,4. 二进制数与十六进制数的相互转换 二进制数转换成十六进制数，只要把每4位分成一组，再分别转换成十六进制数码中的一个数字，不足4位的分别向高位或低位补0凑成4位，全部连接起来即可。 十六进制数转换成二进制数，只要将每一位十六进制数转换

18、成4位二进制数，然后依次连接起来即可。,例：将10110001.101B转换为十六进制数。,所以，10110001.101 B = B1.AH。,四、二进制的运算规则 1.算术运算规则 加法规则：0 + 0 = 0； 0 + 1 = 1； 1 + 0 = 1； 1 + 1 = 10（向高位有进位）； 减法规则：0 - 0 = 0； 10- 1 = 1 （向高位借位）； 1 - 0 = 1； 1 - 1 = 0; 乘法规则：00 = 0； 01 = 0； 10 = 0； 11 = 1 除法规则：0 / 1 = 0； 1 / 1 = 1 2.逻辑运算规则 与运算（AND）： 00 = 0； 01

19、= 0； 10 = 0； 11 = 1; 或运算（OR）： 00 = 0； 01 = 1； 10 = 1； 11 = 1; 异或运算（XOR）：00=0； 01=1； 10=1； 11=0;,1.3.2 信息的编码,1.计算机中数据的单位 1）位（bit） 简记为b，也称为比特，是计算机存储数据的最小单位。一个二进制位只能表示0或1。 2）字节（Byte） 字节来自英文Byte，简记为B。字节是存储信息的基本单位。规定1B=8bit。 1 KB = 210 B，1 MB = 220 B，1 GB = 230 B， 1 TB = 240 B 3）字（Word） 一个字通常由一个字节或若干个字节组

20、成。字长是计算机一次所能处理的实际位数长度，字长是衡量计算性能的一个重要指标。,2.数值的表示 通常规定一个数的最高位作为符号位，“0”表示正，“1”表示负。采用二进制表示形式的连同数符一起代码化了的数据称为机器数；而与机器数对应的用正、负符号加绝对值来表示的实际数值称为真值。例如作为有符号数，机器数01111111的真值是+1111111，也就是+127。为了在计算机的输入输出操作中能直观迅速地与常用的十进制数相对应，习惯上用二进制代码表示十进制数，这种编码方法简称BCD码或8421编码。例如，对于(239)10的编码如下：,1.3.2 信息的编码,3.文字信息的表示 1）字符编码： 目前采

21、用的字符编码主要是ASCII码，它是American Standard Code for Information Interchange的缩写（美国标准信息交换代码），已被国际标准化组织ISO采纳，作为国际通用的信息交换标准代码。ASCII码是一种西文机内码，有7位ASCII码和8位ASCII码两种，7位ASCII码称为标准ASCII码，8位ASCII码称为扩展ASCII码。7位标准ASCII码用一个字节（8位）表示一个字符，并规定其最高位为0，实际只用到7位，因此可表示128个不同字符。同一个字母的ASCII码值小写字母比大写字母大32（20H）。 2）汉字编码 A. 汉字交换码：由于汉字数量极多，一般用连续的两个字节（16个二进制位）来表示一个汉字。1980年，我国颁布了第一个汉字编码字符集标准，即GB2312-80信息交换用汉字编码字符集基本集，该标准编码简称国标码，是我国大陆地区及新加坡等海外华语区通用的汉字交换码。GB2312-80收录了6763个汉字，以及682符号，共7445个字符，奠定了中文信息处理的基础。 B. 汉字机内码：国标码GB2312不能直接在计算机中使用，以为它没有考虑与基本的信息交换代码ASCII码的冲突。比如