第1章计算机基础知识

2016/5/16
第1章计算机概论——1.2 数据和信息编码
1.2.4常见的信息编码
ASCII码：美国信息交换标准码，由7位二进制数对字符进行编码，用
0000000~1111111共128种不同的数码串分别表示常用的128个字符，其中
包括10个数字、英文大小写字母各26个、32个标点和运算符号、34个控
2016/5/16
第1章计算机概论——1.2 数据和信息编码
1.2.1数制的概念
数制：又称计数法，是人们用一组统一规定的符号和规则来表示数的方法。
基数：是进行进位计数制中所用的数字符号的个数。
位权：基数的若干次幂 运算法则： 加法 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=1 乘法 0*0=0 0*1=0 1*0=0 1*1=1 常用数制书写规则： 二进制：B（binary） 八进制：O（octonary） 十进制：D（decimal） 十六进制：H（hexadecimal）
微型化：芯片的集成度越来越高，计算机的元器件越来越小，而使得计算机 的计算速度快、功能强、体积小、价格低。 网络化： 在一定的地理区域内，将分布在不同地点的不同机型的计算机和 外部设备由通信线路互联组成一个规模大、功能强的网络环境，在网络软件 的协调下，可以共享信息、数据及系统资源。 多媒体化 ：多媒体是“以数字技术为核心的图象、声音与计算机、通信 等融为一体的信息环境”的总称，使计算机以更接近人的自然方式与我们交 换信息 智能化 ：让计算机来模拟人的感觉、行为、思维过程，使计算机具备听、 视、语言、行为、思维、推理，学习、证明等能力。包括模式识别、专家系 统、智能机器人。
2016/5/16
第1章计算机概论——1.3 个人计算机
1.3.1个人计算机的硬件组成
存储器 分为两大类， 一类是内存储器（简称内存或主存），主要是临时存放当前运 行的程序和所使用的数据；另一类是外存储器（简称外存或辅存），主要是 用于永久存放暂时不使用的程序和数据。程序和数据在外存中以文件的形式 存储，一个程序需要运行时，首先从外存调入内存，然后在内存中运行。 内存储器可分为：随机访问存储器（Random Access Memory，简称 RAM）、只读存储器（Read Only Memory，简称ROM）等。
（5）性能价格比
2016/5/16
第1章计算机概论——1.4 计算机网络基础
1.4.1计算机网概述
计算机网络概念：指分布在不同地理位置上的具有独立功能的一群计算
机，通过通信设备和通信线路连接起来，在通信软件的支持下实现数据 传输和资源共享的系统。
计算机网络的主要功能：资源共享、快速通信
计算机网络的分类：局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网 （WAN）、互联网（internetworking） 计算机网络拓扑结构：星状结构、环状结构、总 线状结构、树状结构和 网状结构。 计算机网络体系结构：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、 表示层、应用层。
（2）语言处理程序 （3）数据库管理系统 （4）网络管理软件 （5）常用的服务程序 2）应用软件 应用软件是在计算机硬件和系统软件的支持下，为解决各 类专业和实际问题而设计开发的一类软件。如文字处理、电子 表格、多媒体制作工具、各种工程设计和数学计算软件、模拟 过程、辅助设计和管理程序等。
2016/5/16
2016/5/16
第1章计算机概论——1.3 个人计算机
1.3.2个人计算机的主要性能指标
要全面衡量一台微型机的性能，必须用系统的观点来综合考虑。除了前
面已经介绍的CPU类型、主频、字长、存储容量这些主要的性能指标外，还
应该考虑以下指标。 （1）运算速度 （2）外部设备配置 （3）软件配置
（4）可靠性
Numerical Integrator And Calculator的缩写，读作“埃尼阿克”）。 1. 第一代计算机（1946-1957） 2. 第二代计算机（1958-1964） 3. 第三代计算机（1965-1971） 4. 第四代计算机（1972至现在）
2016/5/16
第1章计算机概论——1.1 计算机概述
2016/5/16
第1章计算机概论——1.2 数据和信息编码
1.2.2不同数制间的转换
二 进制 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 八 进制 0 1 2 3 4 5 6 7 10 十 进制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 十六 进制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 二 进制 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 1000 0 1000 1 八 进制 11 12 13 14 15 16 17 20 21 十 进制 9 10 11 12 13 14 15 16 17 十六 进制 9 A B C D E F 10 11
2016/5/16
第1章计算机概论——1.4 计算机网络基础
1.4.2数据通信基础知识
1、基本术语 信号：通信系统中数据的表现形式。 信道：计算机网络中通信双方之间传递信号的通路，由传输介质及其两端的
信道设备共同构成。（有线信道、无线信道、卫星信道）
调制与解调：要在模拟信道上传输数字信号，首先必须在发送端再将将数字 信号转换成模拟信号，此过程称调制；然后在接收端再将模拟信号还原成数 字信号，这个相反的过程为解调。 2、通信协议基本概念 TCP/IP（传输控制协议/因特网协议）协议 3、网络传输介质：有线介质（同轴电缆、双绞线、光缆、电话线）、无线 介质（微波、无线电波、红外线） 4、传输效果
0.3125=0.0101B
0.3125×2=0.625………………………0 0.625×2=1.25 ………………………1 0.25×2=0.5 ………………………0 0.5×2=1.0 ………………………1
十进制小数转换成二进制小数
采用“乘2取整，顺序排列”法。
十进制整数转换为二进制整数 采用“除2取余，逆序排列”法。
息时代；形成了一个新产业——信息产业；产生了一门新学科——计算
机科学与技术；开创了一种新的科研方法——计算方法；孕育了一种新 的文化——计算机文化。
2016/5/16
第1章计算机概论——1.1 计算机概述
1.1.1 计算机的发展
世界上第一台电子计算机诞生于1946年2月，它是美国军方为了计算炮
弹的弹道轨迹而委托美国宾夕法尼亚大学研制的，取名为ENIAC（Electronic
第1章计算机概论——1.1 计算机概述
1.1.3 计算机的工作原理
冯· 诺依曼原理：
指令及其执行过程
一条指令的执行过程可以分为下面4步： （1）计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个 ① 取出指令 把要执行的指令从内存取到CPU中； 基本部分组成。 ② 分析指令 把指令送到指令译码器中进行分析； （2）采用二进制形式表示计算机的指令和数据。 ③ 执行指令 根据指令译码器的译码结果向各个部件发出相应的控制信 （3）将程序和数据存放在存储器中，并让计算机自动执行程序。 号，完成指令规定的操作功能； ④ 形成下条指令的地址，为执行下条指令做好准备。 程序的执行过程 程序是由若干条指令构成的指令序列。
2016/5/16
第1章计算机概论——1.2 数据和信息编码
1.2.2不同数制间的转换——将十进制转换为二进制
(302) 10=(100101110) 2
302/2 = 151 151/2 = 75 75/2 = 37 37/2 = 18 18/2 = 9 9/2 = 4 4/2 = 2 2/2 = 1 1/2=0 ``` 故二进制为100101110 余0 余1 余1 余1 余0 余1 余0 余0 余1
二进制数与八进制数之间的转换： 以小数点为界，分别向左右每三 位二进制数合成一位八进制数， 或每一位八进制数展成三位二进 制数，不足三位者补0。 二进制数与十六进制数之间转换：
以小数点为界，分别向左右每四
位二进制合成一位十六进制数， 或每一位十六进制数展成四位二
进制数，不足四位者补0
2016/5/16
制符。
汉字编码：汉字输入码（外码）、汉字交换码、汉字机内码、汉字字形
码。
2016/5/16
第1章计算机概论——1.3 个人计算机
1.3.1个人计算机的硬件组成
机箱 机箱一般包括外壳、支架、面板上的各种开关、指示灯等。外壳用钢板和塑 料结合制成，硬度高，主要起保护机箱内部元件的作用；支架主要用于固定 主板、电源和各种驱动器。 主板 主板(Main Board)又称为系统主板（System board），用于连接计算机的多个 部件，它安装在主机箱内，是微型计算机最基本、最重要的部件之一。 中央处理器是“Central Processing Unit”的缩写，即CPU，它一 般由逻辑运算单元、控制单元和存储单元组成。
大、超大规模集 运算速度达到 100 亿/秒；耗电少、体积小、可靠性 成电路 高、适应性强；机器语言、汇编语言、高级语言；
第四代
1972 至今
数值计算、实时处理、社会管理、多媒体及网络通 信等。
2016/5/16
第1章计算机概论——1.1 计算机概述
巨型化：发展高速、大存储容量和强大功能的超大型计算机。用于核反应、 天文、气象、宇宙工程、生物工程等尖端科学及新兴科学。
阶段
第一代 第二代
经历时间
1946-1957 1958-1964
逻辑元件
电子管
主要特点
第三代
1965-1971
运算速度 5 千~4 万次/秒，体积庞大；机器语言；数 值计算； 晶体管 运算速度 10 万次~300 万次/秒；体积缩小，功耗降 低，寿命延长；机器语言、汇编语言、数值计算、 管理 小、中规模集成 运算速度达到 1000 万次/秒；体积更小，功耗及价 电路 格下降，寿命更长；机器语言、汇编语言、高级语 言；数值计算、管理、实时处理
银河Ⅱ
2016/5/16
第1章计算机概论——1.1 计算机概述
1.1.2 计算机系统的组成
2016/5/16
第1章计算机概论——1.1 计算机概述
1.1.2 计算机系统的组成
计算机软件系统：分为系统软件和应用软件
1）系统软件
（1）操作系统 WINDOWS 、 UNIX、 Linux、 MAC OS等
外存储器常用的外存储器有硬盘、光盘、U盘和移动硬盘等。由于外存
储器设置在计算机外部，所以也可归属计算机外部设备。
2016/5/16
第1章计算机概论——1.3 个人计算机
1.3.1个人计算机的硬件组成
输入/输出设备
输入设备负责将数字、文字、符号、图形、图像、声音等形式的信息输
入到计算机中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。 输出设备负责将主机内的信息转换成数字、文字、符号、图形、图像、 声音等形式进行输出。常用的输出设备有显示器、打印机等。
2016/5/16
Biblioteka Baidu
第1章 计算机概论
电子计算机是20世纪最伟大的发明之一，半个世纪的发展，电子计 算机早已家喻户晓，计算机的应用遍及人类社会的各个领域，极大地推 动了人类社会的进步与发展。由计算机技术和通信技术相结合而形成的
信息技术是现代信息社会最重要的技术支柱，对人类的生产方式、生活
方式及思维方式都产生了极其深远的影响。 把计算机的发展可以概括为五个“一”：开辟了一个新时代——信
1TB=1024GB=210GB=240B 字: word计算机一次存取、运算、加工和传送数据的长度，是计算机处理信息 的基本单位，一个字由若干个字节组成，通常将组成一个字的位数称为字长。 字长：计算机性能的一个重要指标，是CPU一次能直接传输、处理的二进制数 据位数，字长越长，计算机运算速度越快、精度越高，性能就越好。
第1章计算机概论——1.2 数据和信息编码
1.2.3信息存储单位
位：bit是二进制数中的一个数位，可以是1或0，是计算机中数据的最小单位。
字节：byte 是计算机中数据的基本单位，1B=8 bit。
1KB=1024B=210B 1MB=1024KB=210KB=220B
1GB=1024MB=210MB=230B
世界上第一台计算机名叫埃尼 阿克（ENIAC） 1946年2月诞生于美国的宾夕 法尼亚大学。
18000个电子管 占地167平方米 重达30吨 耗电140千瓦 保存80个字节 每秒5千次加、减法运算 价值40万美元
2016/5/16
第1章计算机概论——1.1 计算机概述
按采用的电子器件划分：