ch01_计算机基础知识
ch01系统基础信息模块详解
ch01系统基础信息模块详解第1章系统基础信息模块详解1.1 系统性能信息模块 psutil解决VMWare在Windows10的安装问题: 安装VC Redistributable 2017解决虚拟机的上⽹问题：修改VMWare 的⽹络设置解决PuTTY连接不上虚拟机的问题：修改VMnet8的IPv4地址在Centos7安装pip在Centos7安装psutil模块#1、以root⾝份登陆CentOS依次执⾏以下命令：wget https:///packages/source/p/psutil/psutil-2.1.3.tar.gz --no-check-certificatetar zxvf psutil-2.1.3.tar.gzcd psutil-2.1.3/python setup.py install#2、在执⾏以上命令最后的安装命令时，遇到以下问题psutil/_psutil_linux.c:12:20: fatal error: Python.h: No such file or directory这样的错误提⽰,表⽰缺少Python-dev的依赖环境,直接安装Python-devel即可yum -y install python-devel*安装完后,再执⾏ python setup.py install 即可安装完成提⽰:Installed /usr/lib64/python2.7/site-packages/psutil-2.1.3-py2.7-linux-x86_64.eggProcessing dependencies for psutil==2.1.3Finished processing dependencies for psutil==2.1.31.1.1 获取系统性能信息(1) CPU信息>>> import psutil/usr/lib64/python2.7/site-packages/psutil-2.1.3-py2.7-linux-x86_64.egg/_psutil_linux.py:3: UserWarning: Module _psutil_linux was already imported from /usr/lib64/python2.7/site-packages/psutil-2.1.3-py2.7-linux-x86_64.egg/_psutil_linux.pyc, but >>> psutil.cpu_times()scputimes(user=46.0, nice=0.27, system=87.6, idle=10040.74, iowait=52.76, irq=0.0, softirq=9.79, steal=0.0, guest=0.0, guest_nice=0.0)>>> psutil.cpu_times().user46.03>>> psutil.cpu_count()2>>> psutil.cpu_count(logical=False)2>>>(2)内存信息>>> mem = psutil.virtual_memory()>>> memsvmem(total=1907970048L, available=1505476608L, percent=21.1, used=915431424L, free=992538624L, active=423669760, inactive=202493952, buffers=2134016L, cached=510803968)>>> mem.total1907970048L>>> mem.free992538624L>>> psutil.swap_memory()sswap(total=2147479552L, used=0L, free=2147479552L, percent=0.0, sin=0, sout=0)>>>(3)磁盘信息>>> psutil.disk_partitions()[sdiskpart(device='/dev/sda3', mountpoint='/', fstype='xfs', opts='rw,seclabel,relatime,attr2,inode64,noquota'), sdiskpart(device='/dev/sda1', mountpoint='/boot', fstype='xfs', opts='rw,seclabel,relatime,attr2,inode64,noquota')]>>> psutil.disk_usage('/')sdiskusage(total=19001245696, used=4522000384, free=14479245312, percent=23.8)>>> psutil.disk_io_counters()sdiskio(read_count=14186, write_count=8265, read_bytes=432613888, write_bytes=230467072, read_time=225143, write_time=59109)>>> psutil.disk_io_counters(perdisk=True){'sr0': sdiskio(read_count=18, write_count=0, read_bytes=1052672, write_bytes=0, read_time=761, write_time=0), 'sda2': sdiskio(read_count=54, write_count=0, read_bytes=2527232, write_bytes=0, read_time=335, write_time=0), 'sda3': sdiskio(r >>>(4)⽹络信息>>> _io_counters()snetio(bytes_sent=1227849, bytes_recv=34910887, packets_sent=12412, packets_recv=29882, errin=0, errout=0, dropin=0, dropout=0)>>> _io_counters(pernic=True){'lo': snetio(bytes_sent=14274, bytes_recv=14274, packets_sent=144, packets_recv=144, errin=0, errout=0, dropin=0, dropout=0), 'ens33': snetio(bytes_sent=1216087, bytes_recv=34904091, packets_sent=12290, packets_recv=29824, errin=0, >>>(5)其他系统信息>>> ers()[suser(name='root', terminal='tty1', host='', started=1597921920.0), suser(name='root', terminal='pts/0', host='192.168.135.1', started=1597933824.0), suser(name='chenjo', terminal='pts/1', host='192.168.135.1', started=1597923712.0)]>>> import datetime>>> psutil.boot_time()1597925932.0>>> datetime.datetime.fromtimestamp(psutil.boot_time()).strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")'2020-08-20 20:18:52'>>>1.1.2 系统进程管理⽅法(1)进程信息>>> import psutil>>> psutil.pids()[1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 36, 37, 38, 39, 47, 48, 49, 50, 51, 53, 66, 97, 638, 649, 655, 664, 666, 805, 810, 1678, 1683, 1824, 1828, 2876, 2877, 2887, 2890, 2893, 2894, 2895, 2896, >>> p = psutil.Process(17557)>>> <bound method of <psutil.Process(pid=17557, name='python') at 139991911690768>>>>> p.exe()'/usr/bin/python2.7;5f3e6c2d'>>> p.cwd()'/tmp'>>> p.status()'stopped'>>> p.create_time()1597928634.08>>> p.uids()puids(real=0, effective=0, saved=0)>>> p.gids()pgids(real=0, effective=0, saved=0)>>> p.cpu_times()pcputimes(user=0.01, system=0.0)>>> p.cpu_affinity()[0, 1]>>> p.memory_percent()0.27350031021032045>>> p.memory_info()pmem(rss=5218304, vms=133287936)>>> p.io_counters()pio(read_count=118, write_count=9, read_bytes=0, write_bytes=0)>>> p.connections()[]>>> p.num_threads()1>>>(2)popen类的使⽤import psutilfrom subprocess import PIPEp = psutil.Popen(["/usr/bin/python", "-c", "print('hello')"], stdout=PIPE)()ername()p.cpu_times()municate()#p.cpu_times()[root@ansible mycode]# pythonPython 2.7.5 (default, Apr 2 2020, 13:16:51)[GCC 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-39)] on linux2Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.>>> import psutil>>> from subprocess import PIPE>>> p = psutil.Popen(["/usr/bin/python", "-c", "print('hello')"], stdout=PIPE)>>> ()'python'>>> ername()'root'>>> p.cpu_times()pcputimes(user=0.01, system=0.0)>>> municate()('hello\n', None)>>>参考提⽰1.1.1节⽰例参考https:///giampaolo/psutil1.1.1节模块说明参考官⽹/en/latest1.2 实⽤的IP地址处理模块IPyCentos7上安装ipy>>> from IPy import IP>>> IP('10.0.0.0/8').version()4>>> IP('::1').version()6>>>>>> ip = IP('192.168.0.0/16')>>> print ip.len()65536>>> for x in ip:... print(x)...192.168.0.0192.168.0.1192.168.0.2192.168.0.3...>>> print(IP('192.168.1.0').make_net('255.255.255.0'))192.168.1.0/24>>> print(IP('192.168.1.0/255.255.255.0', make_net=True))192.168.1.0/24>>> print(IP('192.168.1.0-192.168.1.255', make_net=True))192.168.1.0/24>>>wantprefixlen 的取值及含义：wantprefixlen = 0，⽆返回，如192.168.1.0。
ch01 第一章 简介.
MCS-51 單晶片的比較 8052 系單晶片
8 位元 8KB 最大可擴充至 64KB 256 bytes 最大可擴充至 64KB 有 可位元定址，4 組 (P0、P1、P2、P3) 3 組 (T0、T1、T2) 6組 (INT0、INT1、T0~T2、RXD 或 TXD) 1 組全雙工 UART
8051 系單晶片
第一章 简介
1.1 微电脑基本结构 1.2 单芯片微电脑 1.3 MCS-51 单芯片微电脑
1
1.1 微电脑基本结构
微电脑基本结构
記憶體單元
輸入單元
算術邏輯單元
輸出單元
資料匯流排 控制匯流排
控制單元
2
1.2 单芯片微电脑
单芯片微电脑
体积小
使用简单 硬件接线容易 扩充性佳
3
1.3 MCS-51 单芯片微电脑
MCS-51 单芯片微电脑
无ROM型单芯片 PROM型单芯片 EPROM 型单芯片 Flash ROM 型单芯片
4
1.3 MCS-51 单芯片微电脑
表1-1 項目
控制晶片 內部程式記憶體 外部程式記憶體 內部資料記憶體 外部資料記憶體 布林運算能力 I/O 埠 計時/計數器 中斷源 串列埠 8 位元 4KB 最大可擴充至 64KB 128 bytes 最大可擴充至 64KB 有
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5
物联网创新中心
National Taiwan University of Science and Technology
台 湾 科 技 大 学
6
可位元定址，4 組 (P0、P1、P2、P3) 2 組 (T0、T1) 5組 (INT0、INT1、T0、T1、RXD 或 TXD) 1 組全雙工 UART
ch01计算机中的数和码
2、OV：溢出标志。专为判断带符号数运 算是否发生溢出而设置。OV=1，有溢出； OV=0，未溢出。
PSW PSW.7 PSW.6 PSW.5 PSW.4 PSW.3 PSW.2 PSW.1 PSW.0
（D0H） CY AC F0 RS1 RS0 OV
-
P
运算对标志的影响举例
0000 0011 3 +0000 1100 +12
转十进制 并冠以“+”
结束
例1-7
求11100101
+46
补码的运算：
通过引进补码，可将减法运算转换为加 法运算。规则如下：
[X+Y]补=[X]补+[Y]补
[X-Y]补=[X]补- [Y]补= [X]补+[-Y]补
其中X，Y为正负数均可，符号与数值统一编码参与运 算。
内容提要
1.有限字长的二进制数 2.十进制与二进制的转换 3.带符号二进制数的表示及其运算 4.溢出及运算的有效性 5.BCD码 6.ASCII码
1、有限字长的二进制数
二进制记数法 二进制数：用0和1两个数码来表示的数。 如果数的后面有后缀“B”，表示二进制数
n1
NB Bi 2i im
例1-1：101B = 5
0 ≤ X ≤ 2n-1 ；
带符号整数的二进制表示
具有三种表示方法 原码
反码
补码
原码以最高位为符号位，“0”表示正，“1”表 示负；其余的位是绝对值；
1字节时，绝对值为7位，数值范围是 ±0~±127；2字节时，绝对值为15位，数值 范围是±0~±32767；
原码表示中“0”有“+0”和“-0”；
补码的表示范围: -2n-1< x <+2n-1-1
《计算机基础知识》
计算机基础知识计算机基础知识是每个使用计算机的人都应该了解的内容。
无论你是一名程序员、学生、还是普通用户，了解计算机的基础知识都将有助于你更好地使用计算机，提高效率，避免出现一些常见的问题。
本文将介绍计算机基础知识的几个重要方面。
计算机硬件计算机的硬件部分包括了各种物理设备，如中央处理单元（CPU）、内存、硬盘、显示器、键盘等。
CPU是计算机的大脑，负责执行所有的计算任务；内存用于存储临时数据；硬盘用于永久存储数据；显示器用于显示图形界面；键盘用于输入。
了解这些硬件设备的功能和作用，可以帮助你更好地理解计算机是如何工作的。
计算机软件计算机软件是指安装在计算机上的各种程序，包括操作系统、应用程序等。
操作系统是控制计算机硬件和软件的核心程序，如Windows、MacOS、Linux等；应用程序则是运行在操作系统上的各种应用软件，如Microsoft Office、Photoshop等。
了解计算机软件的种类和功能，可以帮助你选择合适的软件，提高工作效率。
计算机网络计算机网络是多台计算机通过网络连接在一起，共享资源和信息。
常见的网络类型包括局域网（LAN）、广域网（WAN）、互联网等。
了解计算机网络的基本知识，如IP地址、子网掩码、路由器等，可以帮助你更好地理解网络通信的原理，解决网络问题。
计算机安全计算机安全是保护计算机系统和数据不受未经授权的访问、破坏或泄露的过程。
常见的安全威胁包括病毒、木马、勒索软件等。
了解计算机安全的基本概念和方法，如防火墙、杀毒软件、强密码等，可以帮助你保护个人计算机和数据的安全。
总结计算机基础知识涵盖了计算机硬件、软件、网络和安全等方面。
了解这些基础知识可以帮助你更好地理解计算机的工作原理，提高使用效率，保护个人数据安全。
希望本文能够帮助你更好地了解计算机基础知识，提升技能水平。
ch01命题逻辑(第一讲)
命题2：今天下雨 “今天是星期五且今天下雨”怎么表示？ “今天是星期五或者今天下雨”怎么表示？ 例如：“如果今天下雨，我们就不去踢球”怎么表示？
03:06:43
9
➢ 否定词“¬”（或“”）
否定词（Negation） 是一元联结词。相当于自 然语言中的“非”、“不”等， 真值表如右图。
命题的真值是具有客观性质的，而不是由人的主观
决定的。
03:06:43
3
命题与真值
1.1 命题与联结词
命题的真值：作为命题的陈述句所表示的判断结果称为命题的 真值。
真值的取值：真值只取两个值：真或假。通常用1（或字母T） 表示真，用0（或字母F）表示假。
真命题与假命题：凡是与事实相符的陈述句是真命题，而与事 实不符合的陈述句是假命题。
数理逻辑概述
➢ 数理逻辑是用数学的方法研究思维规律的一门学 科。由于它使用了一套符号，简洁的表达出各种 推理的逻辑关系，因此数理逻辑一般又称为符号 逻辑。
➢ 数理逻辑和计算机的发展有着密切的联系，它为 机器证明、自动程序设计、计算机辅助设计等计 算机应用和理论研究提供必要的理论基础。
03:06:43
1
(2) 2 + 2 ＝ 4 当且仅当 3 是偶数.
0
(3) 2 + 2 ＝ 4 当且仅当 太阳从东方升起.
1
(4) 2 + 2 ＝ 4 当且仅当 美国位于非洲.
0
(5) 函数 f (x) 在 x0 可导的充要条件是 它在 x0 连续.
0
03:06:43
24
1.2 合式公式及分类
1.命题变元
在命题逻辑中，又有命题常元和命题变元之分。如果 P代表一个确定的具体的命题，称P为命题常元；若 P代表一个不确定的泛指的任意命题，称P为命题变 元。显然，命题变元P不是命题，只有用一个特定的 命题或一个真值取代P才能成为命题。这时也说对P 指派或解释，记为I(P)。
ch1计算机基础知识
《计算机应用教程》（第5版）
第1 章 §1.1
P4
PAN XIAONAN
1.1.2 计算机的分类与主要应用领域
计算机的分类
巨型机（supercomputer） 大型主机（mainframe） 小巨型机（minisupercomputer） 小型机（minicomputer 或Minis） 工作站（workstation ） 微机（microcomputer）
《计算机应用教程》（第5版）
第1 章 §1.4
P 19
PAN XIAONAN
1.4.3 微型机的硬件构成（2）
微机硬件体系基本结构示意图：
显示器 光盘驱动器 打印机
软盘驱动器
机箱
音响
键盘 鼠标
《计算机应用教程》（第5版）
第1 章 §1.4
P 20
PAN XIAONAN
1.4.3 微型机的硬件构成（3）
《计算机应用教程》（第5版）
第1 章 §1.4
P 15
PAN XIAONAN
控制器 主机 中央处理单元 （CPU） 运算器、寄存器等 只读存储器（ROM） 主（内）存储器 随机存储器（RAM） 高速缓冲存储器(Cache) 硬件 系统 输入设备（键盘、鼠标、光笔、图形扫描仪、触摸屏、 数字化仪、条形码读入器、摄像机等) 外设 电子计算机 系统结构 系统 软件 输出设备（显示器、打印机、绘图仪等） 辅助（外）设备（软盘、硬盘、光盘、磁带、数码相机等） 其它：网络设备（网卡、调制解调器等）、声卡、显示卡等 操作系统（DOS,Unix,OS/2,Windows,Linux,Macintosh等） 程序设计语言（及其语言、汇编语言、高级语言----BASIC语言、C语言、 JAVA语言„„）和语言处理程序（语言便已和解释系统） 数据库管理系统 网络软件 系统服务程序（界面工具程序、编辑程序、连接装配程序、诊断程序等） 应用 软件 字处理、电子表格、绘图、课件制作、网络通信等软件及用户程序， 如Word,Excel,PowerPoint,Outlook Express等
Ch1-计算机基础知识-1
进位数制的特点
(1) 数制的基数确定了所采用的进位计数制。表示一个数字时所
用的数字符号的个数称为基数（Radix）。如十进制数制的
基数为10；二进制的基数为2。对于N进位数制。有N个数 字符号。 (2) 逢N进一。如十进制中逢10进1；八进制中逢8进1；二进制 中逢2进1；十六进制中逢16进1。如下表中所示。
X1= +1010101 和X2= -1010101，
其原码记作：
[X1]原 = [+1010101]原 = 01010101
[X2]原 = [ -1010101]原 = 11010101
原码机器数的表示范围因字长而定，采用8位二进制原码表 示时，其真值的表示范围为：[-127,127]，即二进制的取值
【例】
已知 X1= +1010101 和X2= +0011101，通过其补码表示法 计算X1 - X2的值。
解：X1 - X2 = X1 + (- X2 )
[X1]补=[ [+1010101]原 ]补 = [ 01010101 ]补 = 01010101 [-X2]补=[ [ -0011101]原 ]补 = [ 10011101 ]反 +1 = 11100010+1 = 11100011 [X1-X2]补=[X1]补 + [-X2]补 = 01010101+11100011 = 00111000（超出字长的进位丢弃） 因此， [ [X1-X2]补 ]原 = [ 00111000 ]原 = 00111000
对于数值数据，有定点表示和浮点表示两种表示方法，采用 定点表示的数称为定点数，采用浮点表示的数称为浮点数。
1．定点数
数的定点表示是指数据字中小数点的位置固 定不变。一般用来表示一个纯小数（不含整 数位的数或者整数。 当表示一个纯小数时， 小数点固定在符号位之后。当表示一个整数 时，小数点固定在数据字最后一位之后。例 如字长为16时，数据“-2-15‖和“+32767‖表 示如图所示。
第一章计算机基础知识
网络攻击防护
要点一
总结词
了解常见的网络攻击手段和防护方法，如防火墙、入侵检 测系统等，加强网络安全意识，不轻易泄露个人信息。
要点二
详细描述
随着网络的普及，网络攻击也日益增多。常见的网络攻击 手段包括拒绝服务攻击、钓鱼攻击、恶意软件感染等。为 了防止网络攻击，需要采取有效的防护措施，如使用防火 墙、入侵检测系统等安全设备，加强网络安全意识，不轻 易泄露个人信息。
互联网计算机时代
总结词
互联网计算机时代始于20世纪90年代，主 要特点是计算机网络技术的发展和应用。
详细描述
互联网计算机时代始于1991年的World Wide Web（万维网），它使得互联网成为 一个全球性的信息共享平台。随着互联网的 普及和深入应用，人们的生活、工作、学习 等方面都发生了深刻的变化。同时，互联网 技术的发展也催生了许多新的产业和商业模 式，如电子商务、在线教育等。
自动控制是指利用计算机对生产过程、机械装置等进行自动化控制，以提高生产效率、减少人工干预的过程。
详细描述
自动控制广泛应用于工业生产、航空航天、交通运输等领域。通过自动控制，可以实现精确控制、快速响应和高 效生产，提高生产效率和产品质量。
辅助设计
总结词
辅助设计是指利用计算机进行产品设计、工程制图、虚拟仿真等过程，以提高设计效率和设计质量。
数据备份与恢复
总结词
定期备份重要数据，并采取多种方式进行备份，确保数 据安全。同时，了解数据恢复的方法和步骤，以应对数 据丢失的情况。
详细描述
数据备份是保护数据安全的重要措施。为了防止数据丢 失或损坏，需要定期备份重要数据，并采取多种方式进 行备份，如本地备份、云备份等。同时，了解数据恢复 的方法和步骤，以应对数据丢失的情况。在数据备份和 恢复的过程中，需要注意数据的完整性和可用性，确保 数据的安全可靠。
《计算机应用基础》ch1计算机基础
计算机的分类
服务器
主要用于存储和处理大量数据的 高性能计算机。
笔记本电脑
轻便的移动计算机，适合在不同 场合使用。
智能手机
结合了计算、通信和娱乐功能的 便携式设备。
计算机的发展历程
第一代计算机
使用真空管和打孔卡片作为存储介质。
第三代计算机
使用集成电路，进一步降低了计算机的体积和 功耗。
第二代计算机
《计算机应用基础》ch1 计算机基础
计算机基础对于每个人都是至关重要的。本节课将介绍计算机的核心组成部 分、工作原理、分类和应用范围，以及培训需求。
计算机基础的重要性
了解计算机基础是每个现代人必须掌握的技能。它不仅可以帮助我们更好地 理解计算机工作原理，还可以提高我们的科技素养。
计算机的核心组成部分
中央处理器(CPU)
作为计算机的大脑，负责执行各种计算和运算 任务。
输入和输出设备
通过输入设备将数据输入到计算机中，通过输 出设备将计算机处理的结果显示出来。
内存
存储计算机正在使用的数据和程序。
硬盘
作为计算机的永久存储器，存储操作系统、应 用程序和用户数据。
计算机的工作原理
计算机工作的基本原理是执行一系列的算术和逻辑操作。它通过输入设备接 收指令和数据，使用中央处理器进行计算和处理，最后通过输出设备将结果 呈现给用户。
计算机基础的培训需求
1
开放在线课程
提供免费或付费的在线计算机基础课程，适合自学。
2
专业培训机构
有机构提供专业的计算机基础培训，包括理论和实践教学。
3
公司内部培训
许多公司为员工提供计算机基础培训，以提高他们的技术能力。
采用晶体管技术，尺寸更小、性能更好。
CH01总论
主要内容
1.重点和难点 信息；信息管理；信息管理职能体系 2.知识点 •信息、信息资源、信息技术、信息社会 •信息管理的定义、信息管理的特征、信息管理的分类 •信息管理学的研究对象、理论体系、理论流派、研究方法 •信息管理的原则：系统原则、整序原则、激活原则、共享原则、搜索原则 •信息管理的职能体系
2020/11/13
信息管理学
1.1 信息资源与信息社会
(2)信息的定义
定义之一：信息是客观世界中各种事物的运动状态和变化 的反映，是客观事物之间相互联系和相互作用的表征，表现 的是客观事物运动状态和变化的实质内容。
定义之二：信息是从记录客观事物(物质和精神)的运动状 态和方式的数据中提取出来的，对人们的决策提供有益帮助 的一种特定形式的数据。
知识 信息
知识（语用信息）：通过对数据的加 工、提取形成的有重要应用前景、能
数据
反映过去经验、具有价值性的数据。
2020/11/13
信息管理学
1.1 信息资源与信息社会
(5)信息的特征
客观性 普遍性 价值性 依附性 时效性 可传递性
可Hale Waihona Puke 储性可扩散性 共享性 可加工性 可增值性
2020/11/13
信息管理学
(4)数据、信息、知识的关系
数据（语法信息）：是对物质、事件、活动和事务的客观记录、分类和
存储，它不被用来传递任何特定意义。构成数据的内容可以是数值、字
符(串)、图、声音、图像/图片等。
信息（语义信息）：是被组织起来、 对接受者有特定意义的数据。它包含
抽象程度
一些接受者可能知道，也可能令接受 者大吃一惊的预先未知的内容，接受 者自己能够解释这种意义。
CH1-计算机基础知识-1
1.2 微型计算机系统的基本组成
1.2.1 计算机硬件系统
1.2.2 计算机软件系统
1.3 1.2.3 多媒体计算机系统 微型计算机的主要性能指标
6
第1章 计算机基础知识(续)
1.4 常用输入/输出设备及其使用
1.4.1 常用外围设备 1.4.2 磁盘存储器 1.4.3 U盘存储器
第1个发展时期： 1946年～1957年，以电子管计算机为特征 第2个发展时期
1958年～1964年，以晶体管计算机为特征
第3个发展时期 1965年～1970年，以中小规模集成电路计算机为特征
第4个发展时期 1971年至今，以大、超大规模集成电路计算机为特征
10
从软件角度看： • 第1个发展时期主要是用由二进制代码组成的各种指令（称 为机器语言）来编写程序，后期开始使用由符号指令代码 组成的各种指令（称为汇编语言）来编写程序。 • 在第2个发展时期，开始使用像FORTRAN，ALGOL等高级程序 语言来编写计算机程序，产生了初级的操作系统。 • 在第3个发展时期，计算机普遍使用各种高级程序设计语言 编程，操作系统日渐成熟并取得了长足的发展。出现了计 算机网络与计算机系统，随之也就产生了网络操作系统。 人们开始在多用户的环境下利用计算机的软件、硬件资源， 实现资源共享。
8
• 1946年，世界上第一台电子计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Computer，电子数值积分 计算机）在美国宾夕法尼亚大学研制成功。
算盘－－机械计算机－－继电器计算机－－电子计算机
9
根据计算机所采用的物理器件，可将计算机的发展分为4 个阶段：
计算机基础应用
主编：徐立新等 电子工业出版社
ch01_面向对象分析与设计
沟通
机器语言
0,1 寄存器，内存 有意义的变量，函数
汇编语言
高级语言
OO语言
提供描述现实事物的能力
市场
产品演化能力 软件变更的能力 抢占市场
市场
产品演化能力
为了促销…等需求，发布同一软件的不同应用版本
市场
软件变更能力
市场
强占市场
迅迭 速代 推增 向量 市开 场发 ， 使 你 的 产 品
Grady Booch
UML的统一(5)
UML的统一(6)
致力于并推动 UML 发展的一些重要公司有
Hewlett – Packard Microsoft Oracle IBM Unisys
UML特性与发展现状
The Unified Modeling Language is a visual language for specifying, constructing and documenting the artifacts of systems。
什么是分析
强调的是对问题和需求的调查研究，而不是解决 方案。 “分析”一个含义广泛的词汇。在软件开发中， 我们关注两种类型的分析。
需求分析：调查研究系统要成功所必须满足的需求。 面向对象分析：调查研究领域对象以发现重要信息来 满足需求。
什么是设计
设计强调的是满足需求的概念上的解决方案（在 软件或硬件方面）。设计不是实现，虽然一个好 的设计在完成后可以被（编程）实现。 “设计”一词含义也很广泛，应加以限定，如：
ZD微机原理Ch01_补充运算基础(第二次)
任何有模的计量器，均可化减法为加法运算。 n位单片机计量范围：0~2n-1，模2n 。|X真值|+X补码= 2n
4
已知补码求真值： ℡ 已知正数的补码求真值 与原码相同，只要将符号位的0变为＋（正号），即 得到它的真值。 ℡ 已知负数的补码求真值 方法 1 ： 将负数补码的数值位按位取反再加 1 ，将符 号位的1变为－（负号），即得到它的真值。 方法2：用公式：X=-(2 -[X]补) 已知 补码为 01111111B,其真值为+1111111B=+7FH 已知 补码为 11111111B,其真值为: 10000000B+1= 10000001B,其真值为—01H 或：X= —（ 2 — 11111111B)= —(00H-FFH)= —1
19
二进制编码
z 计算机Hale Waihona Puke 理的信息：数值、字符(字母、汉字等)
z 各字符在计算机中由若干位的二进制数表示 z 二进制数与字符之间一一对应的关系，称字符 的二进制编码。
20
计算机编码
ASCII码
二进制编码 的十进制数
字符编码 汉字编码
国 标 码 （7445）
BCD码
（余三码 / 8421码）
21
二-十进制(BCD)码
2、机器数与真值 真值： 直接用 “+”和 “–”表示符号的二进制数，不能在机器使用。 机器数：将符号数值化了的二进制数，可在机器中使用。
原码： 正数符号位用“ 0”表示，负数符号用“1”表示，这种表示法称为原码。 3、带符号数的原码、反码、补码 反码：正数反码--表示与原码相同；
负数反码--表示为负数原码的符号位不变，尾数按位取反。
18
思考：计算机能自动识别无符号数和符号数吗? 但是，由于引入了补码概念，使得计算机在进行无符号数 和有符号数的运算时能够实现操作的一致性，且结果合理。 例如，将无符号数 1FH(00011111) 与 D0H(11010000) 相加，或 是将符号数1FH与D0H相加，其结果都是EFH。 编制无符号数加法程序的用户则会将该结果的真值认为是 239，即31+208。 而编制符号数加法程序的用户则会将该结果的真值认为是 17，即31+（-48）。
计算机基础知识范文
计算机基础知识范文计算机基础知识涵盖了计算机的基本原理、组成部分、工作原理、数据表示和存储、操作系统等方面的知识。
了解计算机的基础知识对于现代社会日益普及的计算机技术至关重要。
下面是一份计算机基础知识的概述，包括计算机的四个基本组成部分、计算机的工作原理、数据的表示和存储以及操作系统。
计算机的四个基本组成部分：1.中央处理器（CPU）：中央处理器是计算机的核心部件，用于执行指令、处理数据和控制计算机的运行。
它包括算术逻辑单元（ALU）和控制单元（CU）。
ALU负责算术和逻辑运算，而CU负责指令的执行和控制信息的传输。
2.存储器：存储器用于存储计算机运行所需的数据和指令。
常见的存储器有随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM是易失性存储器，用于临时存储数据和指令。
ROM是非易失性存储器，用于存储固定的数据和指令。
3.输入设备：输入设备用于将外部数据输入计算机。
常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪和摄像头等。
4.输出设备：输出设备用于将计算机处理后的结果展示给用户。
常见的输出设备包括显示器、打印机和音频设备等。
计算机的工作原理：计算机的工作原理可以简单概括为输入、处理和输出。
用户通过输入设备将数据输入计算机，中央处理器对输入的数据进行处理，然后将处理结果通过输出设备展示给用户。
具体而言，计算机的工作原理包括以下几个步骤：1.取指令（IF）：从内存中获取下一条待执行的指令。
2.执行指令（ID）：解析指令并执行相应的操作，可能涉及算术运算、逻辑运算、数据传输等。
3.访问存储器（MEM）：将需要的数据从内存中读取出来或写入内存。
4.写回结果（WB）：将执行结果写入寄存器或存储器。
数据的表示和存储：计算机中的数据是以二进制形式存储和表示的。
二进制由0和1两个数字组成，可以表示计算机中的所有数据。
按照不同的数据类型和存储需求，计算机中的数据可以采用不同的表示方式，比如整数和浮点数等。
计算机中数据的存储是通过存储器实现的，常见的存储器包括RAM和ROM。
CH01_1 微机原理 第1章绪论
主要应用： 嵌入式应用。广泛嵌入到 工业、农业、 航 空、航天、军事、通信、能源、交通 IT、 IT、金融、仪器仪 金融、仪器仪 表、保安、医疗、办公设备、娱乐 休闲、健身、体育竞 表、保安、医疗、办公设备、娱乐休闲、健身、体育竞 赛、服务领域等的产品中，已成为现代电子系统中重要的 赛、服务领域等的产品中，已成为现代电子系统中重要的 智能化工具。 学习重要性：单片机已成为电子系统中最普遍的应用手 段，除了单独设课程外，在涉及的许多实践环节，如课程 设计、毕业设计乃至研究生论文课题中，单片机系统都是 最广泛的应用手段之一。近年来，在高校中大力推行的各 种电子设计竞赛中，采用单片机系统解决各类电子技术问 题已成为主要方法之一。 请稍微留心一下我们的周围，看看周围由于应用单片机 请稍微留心一下我们的周围，看看周围由于应用单片机 后发生了什么变化？
掌握微处理器、微型机和单片机的概念及组成； 掌握计算机中常用数制及数制间的转换；(补充内 容) 掌握计算机中常用的编码BCD码和ASCII码；(补 充内容) 掌握数据在计算机中的表示方法，原码、反码及 补码。(补充内容)
第一章 基本内容：
1.1 什么是单片机 1.2 单片机的历史及发展概况 1.3 8位单片机的主要生产厂家和机型 1.4 单片机的发展趋势 1.5 单片机的应用 1.6 MCS－51系列单片机
微处理器 MPU 核心 MicroProcessor Unit
器件
微控制器 MCU MicroController Unit
embedded
微处理器 微型计算机 微型计算机系统
3、微型计算机系统
硬件系统 软件系统
微型计算机 微处理器：运算器、控制器 内存储器 ROM：ROM、PROM、 EPROM、E2PROM、Flash ROM RAM：SRAM、DRAM、iRAM 、NVRAM I/O接口：并行、串行、中断接 口、DMA接口 系统总线：数据、地址、控制总 线（DB、AB、CB） 外围设备 输入/输出设备 A/D 、D/A转换器 开关量输入/输出 终端
计算机基础知识第二课
计算机基础知识第二课
计算机基础知识的第二课通常涵盖了计算机的内部结构和组成
部分、数据存储和处理、操作系统和软件等内容。
在这一课程中，
学生通常会学习到计算机的内部构造，包括中央处理器（CPU）、内存、输入/输出设备等的功能和作用。
他们还会了解到数据是如何在
计算机中存储和处理的，包括不同的存储介质和数据处理方法。
此外，学生还会学习操作系统的基本概念和功能，以及常见的应用软
件和系统软件的区别与作用。
从硬件方面来看，学生会了解计算机内部各个组件的作用和相
互之间的连接方式，比如CPU是如何执行指令，内存是如何存储数据，硬盘是如何进行数据读写等。
他们还会学习到计算机的工作原
理和基本的数据传输方式，比如串行传输和并行传输的区别。
在软件方面，学生会学习到操作系统的基本功能，比如进程管理、文件管理、内存管理、设备管理等。
他们还会了解到不同类型
的软件，比如系统软件和应用软件的区别，以及常见的操作系统和
应用软件的特点和用途。
此外，学生还可能会学习到计算机网络的基本概念和组成部分，
比如局域网和广域网的区别，以及常见的网络协议和网络安全知识。
总的来说，计算机基础知识的第二课涵盖了计算机的内部结构
和组成、数据存储和处理、操作系统和软件等内容，为学生打下了
扎实的计算机基础知识。
ch1计算机基础知识
1.2.1 数制及其转换
1．数制
按进位的原则进行计数，称为进位计数制，简称 数制。数制的特点：①逢N进一 ②位权表示法 计算机中常使用二进制、十进制、八进制、十六进 制等。
①十进制数
十进制数的数码为0、1、2、3、4、5、6、7、8、 9共10个，进数规则为逢十进一，借一当十。
第1章
计算机基础知识
第1章
计算机基础知识
十进制数、二进制数、八进制数和十六进制数的 对应关系如表所示。
十进制 二进制 八进制 十六进制 十进制 二进制 八进制 十六进制
2.数制转换
0
1 2 3 4 5 6 7
0
1 10 11 100 101 110 111
0
1 2 3 4 5 6 7
0
1 2 3 4 5 6 7
9
10 11 12 13 14 15 16
第1章
计算机基础知识
第1章
计算机基础知识
（2）ASCII码 目前，国际上使用的字母、数字和 符号的信息编码系统是采用美国标准信息 交换码 （American Standard Code for Information Interchange ） ， 简 称 为 ASCII码。它有7位码版本和8位码版本两 种。
第1章
计算机基础知识
1.1.3
计算机的分类
第1章
计算机基础知识
1.按信息的表示方式划分
（1）模拟计算机 用连续变化的模拟量即电压来表示信息，其基本运算部件 是由运算放大器构成的微分器、积分器、通用函数运算器等运 算电路组成。模拟计算机解题速度极快，但精度不高、信息不 易存储、通用性差。 （2）数字计算机 用不连续的数字量即“0”和“1”来表示信息，其基本运算 部件是数字逻辑电路。数字计算机的精度高、存储量大、通用 性强，能胜任科学计算、信息处理、实时控制、智能模拟等方 面的工作。 （3）数模混合计算机 数字模拟混和式电子计算机是综合了数字和模拟两种计算 机的长处设计出来的。它既能处理数字量，又能处理模拟量。
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• 八进制
基数：8 数码：0,1,2,3,4,5,6,7 进位规则：逢8进1 位权如： 1775.121=1×83+7×82+7×81+5×80+1×8-1 +2×8-2+1×8-3
• 十六进制
基数：16 数码：0,1,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F 进位规则：逢16进1 位权如： 3A6B.FC5=3×163+A×162+6×161+B×160+F× 16-1+C×16-2+5×16-3
第一章 计算机基础知识
1.1 概述（了解）
1 计算机诞生及其发展历程 2 计算机的特点 3 计算机的分类 4 计算机的应用
1.2 计算机中的信息表示（掌握）
1 数制及其转换 2 数值数据的计算机表示 3 字符数据的计算机表示
1.1 概述
1 计算机的产生
• 1642年，法国物理学家帕斯卡发明了机械的齿 轮式加减法器，这是现存最早的一台机械式计 算器。
（19)10＝（10011）2 （0. 125)10＝（0.001）2 故： （19.125）10=（10011.001）2
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• 注意：并非所有的十进制小数都能用有限位的 二进制小数来表示。例4. 将(0.63)10转换为 二进制
（高位）
×
2 1. 26 × 2 0. 52 × 2 1 . 04 × 2 0 . 08
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2
• 英国发明家查里斯· 巴贝齐(Charles Babbage)在 十九世纪三四十年代设计的差分机和分析机。 企图采用机械方式去实现一般意义下的计算过 程。
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3
• 1946年2月，标志人类计算工具历史性变革的 计算机器：世界上第一台电子数字积分式计算 机ENIAC（电子数值积分计算机“恩尼亚克”） 在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院诞生了。 • 重达30吨，占地面积170平方米，内装18000个 电子管，耗电150千瓦。
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• 二进制与十六进制间的转换
(1110 0101 1010 . 1011 1001)2 E 5 A . B 9 ＝（E5A.B9）16
(4C.2E)16＝(0100 1100 . 0010 1110)2 4 C . 2 E ＝(1001100.0010111)2
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（低位）
（0.63)10＝(0.1010)2
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• 二进制与八进制之间的转换 (011 110 111 . 100 010 101)2＝(367.425)8 3 6 7 . 4 2 5
(16.327)8＝(001 110 . 011 010 111)2 ＝(1110.011010111)2
• 国标码规定，每个汉字用二个字节表示，每 个字节仅用低7位，最高位为0 。 GB18030-2000 • 2000年颁布的《信息技术信息交换用汉字编 码字符集基本集的扩充》。
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Unicode编码
• “Unicode”--Windows95和 Windows/NT操 作系 统(中文版)中也已采用了中西文统一 编码，收集了中、日、韩三国常用的约2万 汉字.
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5 字符的编码
• ASCII码
ASCII(American Standard Code for Information Interchange)是美国信息交换标准代码，也是国际 上通用的英文字符编码。 每个字符用7位二进制数（D6D5D4D3D2D1D0） 表示，以一个字节（8位）来存储（最高位D7为 0）。 表示128个不同的字符，其中包含95个可打印字 符和33个控制字符。
2011-09
4
2 计算机的发展阶段
•
第一代：电子管计算机（1946～1957年）
使用电子管作为逻辑元件，体积大、可靠性差、耗电 量大、维护较难且价格昂贵，寿命较短。主要用于科 学计算方面。
•
第二代：晶体管计算机（1958～1964年）
1954年，贝尔实验室制成了第一台部分使用晶体管的 计算机——TRADIC ； 1957年，美国研制成功了全部使用晶体管的计算机； 体积减小、重量减轻、耗能降低，计算机的可靠性和 运算速度得到提高，同时成本也有所下降 ； 除了科学计算外，还用于数据处理、事务处理和生产 过程控制等
• 根据微处理器芯片的位数分类
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6 计算机的应用
• • • •
科学计算（数值计算） 信息处理（数据处理） 过程控制（实时控制） 辅助过程
计算机辅助设计（CAD） 计算机辅助制造（CAM） 计算机辅助教学（CAI）
• • • •
人工智能和系统仿真 计算机通信（电子邮件、IP电话等） 电子商务 休闲娱乐
• 对于任意的R进制数：dndn-1…d1d0.d-1d-2…d-m， 均可按权展开为（即按权展开式）： • dn×Rn-1+dn-1×Rn-2+…+d1×R1+d0×R0+d-1× R-1+d-2×R-2+…+d-m×R-m
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2 数制间的转换
• 二、八、十六进制转换成十进制
（1010101)2=1×26＋0×25＋1×24＋0×23＋ 1×22＋ 0 ×21＋1×20 =64＋16＋4＋1＝(85)10
•
前沿
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6
3 计算机的概念
• 计算机是进行信息处理的工具。 • 计算机是通过预先编好的存储程序来自 动完成数据的加工处理。
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7
4 计算机的特点
• • • • • 运算速度快 精确度高 超强的记忆能力 逻辑判断能力 自动运行程序
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5 计算机的分类
汉字输入编码与汉字机内码、国标码是完全不同 的概念
2011-09 30
汉字字型码 • 存储每个汉字的字形信息； • 在计算机中预存字形信息库，简称字库(font) • 通常都是点阵字形库 （16*16 24*24 32*32）
• 思考：
一个32＊32点阵的字形码需要多少字节的存储空 间，64＊64点阵的呢？ 大点阵相对于小点阵，主要的优缺点是什么？
5
2011-09
•
第三代：集成电路计算机（1965～1969）
1962年1月，IBM公司采用双极型集成电路，生 产了IBM360系列计算机 ；
•
第四代：大规模、超大规模集成电路计算 机（1970年至今）
出现了微机（PC）
智能计算机、生物计算机 计算机正向巨型化、微型化、网络化和智能化 等方向发展。
(16A.B)16＝(1×162＋6×161＋10×160 ＋11×16-1)10 ＝((34.6)8= ?
2011-09
17
• 十进制数转换成二进制数
纯整数部分的转换
• 方法： “除2取余”
2 2
19 9 2 2 2 4 2 1 0
（低位）
2011-09
13
• 为什么计算机使用二进制：
二进制只需用两种状态表示数字，物理容易 实现 ；表示数据的单个1或0称之为“位” （bit）； 二进制的运算规则简单； 用二进制容易实现逻辑运算; 二进制的缺点是位数太多，但是由于计算机 的速度特别快，这个缺点现在相对来说已经 解决。
2011-09
2011-09
15
• 一般的，对R进制
数基：R 数码：0,1,…… 进位规则：逢R进1 位权：
• 以基数R为底的幂表示，并且规定：小数点左边第1位的 位权为R0，第2位的位权为R1，……，第i位的位权为 Ri-1；小数点右边第1位的位权为R-1，第2位的位权为 R-2……，第i位的位权为R-i。
2011-09
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• 汉字编码
国标码（汉字交换码）
• 汉字采用《信息交换用汉字编码字符集》 (GB2312－80)。该标准称为“国标码”。 • 国标字符集有6763个常用汉字，包括：
字母、数字和各种符号，共687个； 一级常用汉字，共3755个，按汉语 拼音排列； 二级常用汉字，共3008个，按偏旁部首排列。
11
2011-09
1.2 计算机中的信息表示
1 数制的概念
• 数码
构成数的符号的集合。 构成数的符号的个数。
• 基数
• 进位规则 • 位权
以基数为底，数码所在位置为幂的值。
12
2011-09
• 计算机中用二进制表达信息
数码：0、1 基数：2 进位规则：逢2进1 位权：
• 如：1 0 1 . 1 1 • 22 21 20 2-1 2-2
余1 余1 余0 余0 余1
（高位）
故：(19)10＝(10011)2
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纯小数部分的转换
• 方法：“乘2取整”
0.125 × 2 0 .250 × 2 0. 500 2 × 1 . 000
（高位）
（低位）
故：(0.125)10＝(0.001)2
2011-09
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例
将（19.125)10转换成二进制数。
3 负数的计算机表示
• 数值型数据通常以二进制补码的形式存 储的； • 补码的计算
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根据补码求原码