第一章计算机基础知识
第1章计算机基础知识
计算机硬件的发展
电子计算机按其性能分类：
巨型计算机 大型计算机 中型计算机 小型计算机 微型计算机
4
微型计算机是第四代计算机的典型代表
微型计算机的发展
5
发展到以大规模集成电路为主要部件的第四代， 产生了微型计算机 以大规模、超大规模集成电路为主要部件，以 集成了计算机主要部件——控制器和运算器的 微处理器为核心所构造出的计算机系统 微处理器(Microprocessor)/微型计算机 (Microcomputer) 1971年，Intel公司设计了世界上第一个微处 理器芯片Intel4004，开创了一个全新的计算机 时代
同余的概念
同余的性质：
a+M=a(mod M)； a+nM=a(mod M)； 例：以12为模，-4+12=-4 (mod 12) 8= -4 (mod 12) 我们称8与-4对模12来说互为补数。
26
小结：
通过补数，将负数变成正数(减法变成加法) 计算机字长为n时，其模为2n (1 00······00) 计算机的序数是从0开始的，故2n在n位系统中是无 法表示的，它的表示形式与0的表示形式是一样的。
原码
数0的原码有两种不同形式:
[+0]原=00000000B [-0]原=10000000B
21
原码范围：
-127~127 11111111~01111111(0FFH~7FH)
例：8位原码机器数：
真值：x1＝ 84 = +1010100B x2 ＝－84＝－ 1010100B 机器数：[x1]原 = 01010100 [x2]原 = 11010100
符号位 数值位
机器数及真值
当一个数据用16位表示时，用最高位 D15表示符号
计算机导论_基础知识
计算机导论第1章计算机基础知识教学目标1.了解信息技术的相关概念2.了解计算机的发展历程、特点、应用和分类3.掌握计算机系统的组成（重点）4.掌握信息在计算机中的表示形式（重点、难点）第一节计算机概述一、什么是计算机？计算机是一种能够接收和存储信息，并把存储在内部的程序对输入信息进行加工、处理，得到人们所期望的结果，然后把处理结果输出的高度自动化设备。
巴比奇在马洪发明的逻辑演示器的影响下，于1822年开始设计差分机（difference engine），其目标是能计算具有20位有效数字的6次多项式的值。
这是第一台可自动进行数学变换的机器，因此他被称为“计算之父”。
计算理论的奠基人（图灵）●Alan Turing（1912~1954）1936年上研究生时发表的一篇论文中提出了图灵机（Turing Machine），奠定了计算机的理论基础。
●第二次世界大战中，Turing 领导的小组制造出了破译德军Enigma 密码的计算机，并成功地完成了任务。
●Turing 与Church 合作给出了数学证明，断言未来计算机能够象人那样具有思维能力（因而汉语中有了“电脑”）。
●计算机学科的最高荣誉是ACM（美国计算机学会）图灵奖。
●图灵测验：一个人在不接触对象的情况下，进行一系列的提问，如果他根据这些回答无法判断对象是人还是机器，则这种计算机具有与人相当的智力。
世界上第一台电子数字计算机●1946年，在宾夕法尼亚大学Moore 学院，J. Eckert 和J. Mauchly 为实现弹道计算研制成功了ENIAC（“电子数字积分计算机”，Electronic NumericalIntegrator and Computer），它用了19000 个电子管，重30 吨，耗电200 千瓦。
●现在所谓的计算机就是电子数字计算机。
计算机体系结构的创始人（冯·诺依曼）●1946年，John von Neumann（1903~1957）发表了第一篇关于电子计算机程序存储的论文，描述了如何用（可被存储、读出和执行的）数字来表示逻辑操作（程序）。
第一章计算机基础知识
(2)应用软件 在计算机软硬件基础上为某一专门应用目的而设计开发的软件称为应 用软件.应用软件大致可以分为三大类:通用应用软件,用于专门行业的应 用软件和定制软件. 1.2.4 微型计算机系统的硬件组成 1.CPU(Central Processing Unit) CPU即中央处理单元,又称微处 CPU即中央处理单元,又称微处 理器.是一块集成了运 算器和控制器的半导体芯片,是整个计算机系统的 "大脑". 大脑" 2.系统主板(Main board)系统主板又称为母板是微型计算机中最大的一块集 .系统主板(Main board)系统主板又称为母板是微型计算机中最大的一块集 成电路板.
1.2 计算机系统的基本组成及工作原理
1.2.1 计算机系统的组成 一个完整的计算机系统有硬件系统和软件系统两部分组成.
运算器 CPU 控制器 主 机 内存(主存) 硬件系统 计 算 机 系 统 输入设备:键盘,鼠标,扫描仪 输出设备:显示器,打印机,绘图仪
系统软件:操作体统,语言处理程序
软件系统
CMOS ISA 插槽 主板电池 控制芯片 PCI 插槽 串 行/并 口 插 槽 Socket7 插槽 键盘插座 CACHE 内存插槽
3.内存储器 (1)随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM) )随机存取存储器(Random Memory,简称RAM)
(2)只读存储器(Read Only Memory,简称ROM) )只读存储器(Read Memory,简称ROM) 只读存储器简称ROM.CPU从它们中读取信息,而不能写入信息. 只读存储器简称ROM.CPU从它们中读取信息,而不能写入信息. (3)高速缓冲存储器(Cache) )高速缓冲存储器(Cache)
第一章 计算机基础知识
第一章计算机基础知识[目的要求]1、掌握计算机的定义、用途、特点、发展历史、分类，熟练掌握计算机系统的基本组成、结构和常用外设的使用。
[课时安排]本章总教学课时为8节，其中理论课时6节，上机课时2节。
[教学手段]使用计算机多媒体设备进行教学，使用计算机设备进行实践训练。
[教学内容]1.1 计算机概述1.1.1 计算机的概念计算机是一种能够高速且自动地执行算术运算和逻辑运算的数字化电子设备，它能够按照人们预先编写的程序高效准确地处理信息。
1.1.2 计算机的发展世界上第一台电子计算机称为ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator)，即电子数字积分计算机，它于1946年诞生于美国。
计算机”是一种非冯·诺伊曼型计算机，其目标是使计算机具有人工智能，使其能模拟甚至替代人的智能，具有人—机自然交流的能力。
1.1.3未来计算机的发展趋势1．巨型化2．微型化3．网络化4．智能化1.1.4 计算机的特点1.记忆能力强2.运算速度快且精度高3.具有逻辑判断能力4.在程序控制下自动完成各种操作1.1.5 计算机的分类电子计算机是一种通过电子线路对信息进行加工处理以实现其计算功能的机器，按照不同的原则可以有多种分类方法。
1.按信息在计算机内的表示形式划分2.按计算机的大小、规模、性能划分3.按计算机使用范围来划分4.按计算机的字长位数来划分1.1.6 计算机的应用1. 科学计算2. 数据处理3.辅助技术CAI、CAD、CAM等。
4.自动控制5.人工智能6.网络应用7.多媒体技术1.2 数制与编码1.2.1 计算机中的进位计数制在生产实践和日常生活中人们创造了多种表示数的方法，这些数的表示规则就称为数制。
为区分不同的数制本书约定对于任一R进制的数N记作：（N）R。
如：(1100)2表示二进制数1100，(567)8表示八进制数567，(ABCD)16表示十六进制数ABCD。
第1章 计算机基础知识
1.1.3 计算机的分类
1、按规模和综合性能指标分类 1) 巨型机：运算速度快，可达到数百亿次/秒。处理能力最强：航天、
气象等尖端领域。我国的“银河”、“神威”和“曙光” 等
2)大型机：运算速度在100万～几千万次/秒，大型、通用、速度较快、
1.2.1 计算机的基本结构
1．冯·诺依曼型计算机的基本结构 1945年美籍匈牙利科学家冯·诺依曼(Von Neumann)提
出了一个“存储程序”的计算机方案。这个方案包含3个 要点：
⑴采用二进制数的形式表示数据和指令。
⑵将指令和数据存放在存储器中。
⑶计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备和输 出设备5大部分组成。
随机存储器 （RAM）
计
内存储器 （内存）
算 机
外存储器（外存）
只读存储器 （ROM） 软盘
硬盘
系
光盘
统
键盘
外设
结
输入
图
显示器、投影机
输出设备（Output）
打印机
微机计算机系统
操作系统
绘图仪
语言处理程序
数据库管理系统
网络通信管理程序
系统软件 应用软件 软件系统
应用软件包 用户程序
几种类型的CPU（奔腾4、赛扬D、AMD）
Pentium 4 506+ 2.66G 接口类型：LGA 775
CPU主频：2.66 针脚数（Pin）：775
CPU外频： 制作工艺：0.09微米 二级缓存容量：1M CPU类型：台式机
64位技术：支持
Celeron D 346 3.06G 接口类型：LGA 775
计算机基础知识
第一章计算机基础知识1、人类历史上的第一台电子计算机是由美国宾夕法尼亚大学莫克利教授和他的学生埃克特设计，并在1946 年 2 月15 日投入运行，他的名称叫ENIAC（埃尼阿克），是一台电子数值积分式计算机。
2、计算机的发展：第一代到第四代计算机使用的基本元件分别是电子管、晶体管、中小规模的集成电路、大规模和超大规模的集成电路。
3、计算机按处理数据的方式分为：数字计算机（一般所用的计算机指的是数字计算机）模拟计算机（不如数字计算机精确，但解题速度快，主要运用于远程控制和模拟仿真）数模混合计算机（既能接收、输出和处理模拟量，又能接收、输出和处理数字量）。
按计算机的使用用途分：专用计算机（模拟计算机通常都是专用计算机）通用计算机（一般我们使用的个人计算机都是通用计算机）按计算机的处理能力分：巨型机、大型机、小型机、工作站。
微型机（个人计算机）。
4、生物计算机又称为仿生计算机，它的主要原材料是生物工程技术产生的蛋白质分子，并以此作为生物芯片。
5、计算机的发展：我国从1956年开始研制计算机。
1958年研制成功第一台电子管计算机103机。
1959年研制成功运行速度为每秒1万次的104机，是我国研制的第一台大型通用电子数字计算机。
1964年研制成功晶体管计算机，1983年我国第一台被命名为“银河”的亿次巨型电子计算机诞生。
1992年10亿次巨型计算机银河-II研制成功。
1995年5月曙光1000研制成功，这是我国独立研制的第一套大规模并行机系统。
2009年10月29日，我国国防科技大学自主研制的首台千万亿次超级计算机“天河一号”问世，在2010年11月发布的第36届世界超级计算机500强排行榜上，“天河一号”超级计算机系统，以峰值速度每秒4700万亿次，持续速度每秒2566万亿次，首次位居世界第一。
6、计算机的特点：处理速度快、计算精度高、记忆存储能力强、具有自动运行能力、具有逻辑判断能力、支持人机交互。
大学计算机基础-计算机基础知识
例如，已知“中”字的国际码为5650H，则根据上述公式得：
“中”字的内码=“中”字的国际码5650H+8080H=D6D0H 二进制表示： 0101011001010000B+1000000010000000B=1101011011010000B
1.1.6 电子商务
1．狭义电子商务 狭义电子商务（E-Commerce）是指利用互联网进行交易的一种方式。 主要指信息服务、交易和支付。主要内容包括：电子商情广告；电 子选购和交易、电子交易凭证的交换；电子支付与结算等。 2．广义电子商务 广义电子商务（E-Business）是利用Internet能够进行全部的贸易 活动。
第二个特点是易失性。
1.3 计算机硬件系统
（2）只读存储器 CPU对ROM只取不存，里面存放的信息一般由计算机制造厂写入并经 固化处理，用户是无法修改的。
几种常用ROM简介：
①可编程只读存储器（PROM）
②可擦除可编程只读存储器（EPROM）
1.3 计算机硬件系统
（3）内存储器的性能指标 存储器的主要性能指标有两个：容量和速度。 存储容量：指一个存储器包含的存储单元总数，这一概念反映了存 储空间的大小。目前常用的DDR3内存条，存储容量一般为2GB和4GB。 好的主板可以到8G，服务器主板可以到32G。 存取速度：一般用存储周期（也称读写周期）来表示。存取周期就 是CPU从内存储器中存取数据所需的时间（读出或写入）存储器之 间的最小时间间隔。半导体存储器的存取周期一般为60~100ns。
1.1.2 计算机的特点与用途
第一节 计算机基础知识
计算过程在程序控制下自动执行，中间无需人工干预，
每秒可做5000个加法，或500次乘法，或50次除法，工
作一小时完成的计算量相当于100个人用手摇计算机计
算两个月。"埃尼克''被认为是电子计算机的始祖，它开
创了电子计算机的历史。
3
4
▪ 2.计算机的发展
1.1.2 微型计算机的发展 概况
▪1．第一代（1971~1973年）4位型计算机 ▪2．第二代（1974~1978年）8位型计算机 ▪3．第三代（1979~1985年）16位型计算机 ▪4．第四代（1986~1992年）32位型计算机 ▪5．第五代（1993~今）64位型计算机 ▪位：指的是机器的字长，字长越长，其精度 越高。
已达几十亿次。
▪ 我国"银河"计算机
每秒达几亿次。
7
▪ 2 .计算精度高
▪ 一般电子计算机可以有十几位有效数字，有的在百位以上甚至更 高。
▪ 3.有较强的记忆能力
▪ 计算机能自动记忆住进入计算机的数据和程序，记忆的数据可以 达到几千万甚至几亿个。
▪ 4. 具有逻辑判断能力，自动化程度高
▪ 计算机并无自己的意志，它不能自己启动，不会自己寻求问题和 制定求解问题的方案，计算机必须接受人的指令。但是，一旦人 们把求解问题的一串指令输入机器启动后，计算机就能按照程序 自动地进行工作直到完成为止，工作过程中一般不需要的人工干 预。它不但能顺序地逐个执行指令，也能按照程序的规定通过逻 辑判断选定下一步要执行的指令，还可按照程序的规定使某些指 令反复执行若干遍。
大家好
1
第一章 计算机基础知识
2
第一章 计算机基础 1.1计算机概述
计算机基础知识
图1-10 计算机的硬件结构
39
1.3 微型计算机的组成
微型计算机简称“微机”，最常见的微机就是工作与生
活中的PC，这里主要介绍PC的基本硬件组成。
目前流行的微型计算机的基本结构从外观上看都是由主 机、显示器、键盘、鼠标等组成。主机是微型计算机的核心， 主要由系统主板、CPU、内存、硬盘、光盘驱动器(光驱)、 显示器适配器(显卡)、电源等构成，主要部件如图1-11所示。
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1.1.4 计算机的应用 归纳起来分为以下几个方面： 1．科学计算 2．信息处理 3．过程控制 4．辅助技术 5．办公自动化 6．网络通信 7．智能模拟
8．家庭生活
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1.1.5 计算机的发展趋势 1．巨型化 2．微型化
3．网络化
4．智能化 5．多媒体化
21
1.2 计算机系统组成
1.2.1 计算机系统的组成
移动硬盘
31
4．输入设备 输入设备(Input Device)是指从外部获取信息的设备，它 负责将信息(数据和程序)通过人工键入或磁盘自动输入计算
机。常用的输入设备和系统有键盘、鼠标器、语音识别、触
摸屏、扫描仪、光笔等，如图1-8所示分别是图形扫描仪和 条码扫描仪。
32
图1-8 图形扫描仪与条码扫描仪
7
3．第三代计算机(1966—1970年) 第三代计算机主要采用中小规模集成电路作为元器件， 这是一次重大的飞跃，第三代计算机的代表是IBM公司花了
50亿美元开发的IBM 360系列，如图1-3所示。
8
图1-3 第三代计算机IBM 360系列
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应该说集成电路的出现与使用，快速推动了计算机的发 展与普及，也为计算机走入寻常百姓家奠定了基础。第三代 计算机的主要特点是：
第1章 计算机基础知识
第1章计算机基础知识1．1 思考题1．计算机的定义与特点是什么？计算机自1946年诞生以来，哪几件事情对它的普及影响最大？为什么？【答】计算机的定义：现代计算机通常指电子计算机，这是一种能够存储程序和数据、自动执行程序，快速而高效地完成对各种数字化信息处理的电子设备。
它能部分地代替人的脑力劳动，因此也俗称为电脑。
计算机的特点：运行速度快，计算精确度高，可靠性好，记忆和逻辑判断能力强，存储容量大而且不易损失，具有多媒体以及网络功能等。
计算机自1946年诞生以来，以下几个方面的发展对它的普及影响最大：（1）组成计算机的主要电子器件，由电子管到中小规模、大规模和超大规模集成电路的变化，使得计算机的成本不断下降，体积不断缩小，功能不断增强，特别是微型计算机的出现，使得计算机广泛普及进而走进寻常百姓家成为可能。
（2）多媒体技术的快速发展，使得多媒体计算机成为学习、办公和家庭电脑的主流。
（3）网络技术特别是1995年以后网络技术的迅速发展，并进入普通家庭，使计算机的发展进入了网络、微机、多媒体时代，或简称为进入了计算机网络时代，更进一步推动了计算机的普及。
2．什么是计算机的主要应用领域？试分别举例说明。
【答】计算机的主要应用领域有科学计算（也称数值运算）、数据处理（也信息处理）、自动控制（也称是实时控制或过程控制）、人工智能、网络应用、计算机模拟、计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助教育等。
计算机的应用实例随处可见，读者可自行列举生活、工作中的许多例子。
3．计算机的主要类型有哪些？自从1975年到现在的这些年中，PC发生了哪些巨大的变化试用几句话概括这些变化的特点。
【答】计算机的主要类型有巨型机、大型主机（也称大型机）、小巨型机、小型机、工作站和微型机6类。
20世纪70年代中期出现的苹果机和20世纪80年代初期出现的IBM PC，均属卫星计算机（简称微型机或微机）。
IBM PC及其兼容机又简称为PC。
计算机基础知识
第1章 计 算 机 基 础 知 识
1.3.2 各种进制数之间的转换
1. 二进制、八进制、十六进制之间的转换 ⑴ 二进制数转换为八进制、十六进制数 转换规则是以小数点为中心，左右“按位组合”前后不够补0。 即八进制是按三位组合，十六进制是按四位组合。 例：把（11010111.01111）2转换为八进制数、十六进制数。 （11010111.01111）2=（011,010,111.011,110）2=（327.36）8 （11010111.01111）2=（1101,0111.0111,1000）2=（D7.78）16
4．计算机的发展趋势
计算机的发展正朝着如下几方面发展： ⑴ 巨型化 ⑵ 微型化 ⑶ 网络化 ⑷ 智能化 ⑸ 多媒体化
计 算 机 的 产 生 与 发 展
第1章 计 算 机 基 础 知 识
1.1.2 计算机的分类
可以从不同的角度对计算机进行分类。 按照计算机原理可分为：数字式电子计算机、模拟式电子计算 机和混合式电子计算机；
计 算 机 的 产 生 与 发 展
凡按冯·诺依曼思想设计的计算机叫冯·诺依曼型计算机。
第1章 计 算 机 基 础 知 识
3．计算机时代的划分 依据计算机性能和当时软硬件技术（主要根据所使用的电子器 件），将计算机的发展时代划分成以下四个阶段。
计 算 机 的 产 生 与 发 展
第一阶段，1946年～1957年，主要以电子管作为基本电子器件
第1章 计 算 机 基 础 知 识
标 准 ASCII 码 字 符 编 码 表
字 符 的 二 进 制 编 码
第1章 计 算 机 基 础 知 识
2．扩展ASCII码 ASCII码的8位二进制数的最高位（最左边一位）为数字1的称为 扩展ASCII码，扩展部分的范围为128~255，代表128个扩展字符。 8位ASCII码总共代表256个字符。其扩展部分（128~255）在不同的 计算机上可能会有不同的字符定义。例如，中国把ASCII码扩展部 分作为汉字的编码。
第1章计算机基础知识
1.第一台电子计算机是1946年在美国诞生的，该机的英文缩写是ENIAC。
2. 第一台电子数字计算机使用的主要元器件是电子管。
3.人们习惯于将计算机的发展划分为四代，划分的主要依据是计算机所使用的主要元器件。
4.第一台电子数字计算机的运算速度为每秒5000次。
5.第一代计算机的主要应用领域是军事和国防。
6.形成冯.诺伊曼计算机基本结构是在第一代计算机时代，编程采用机器语言和汇编语言。
7.第一代计算机体积大、耗电多、性能低，其主要原因是制约于元器件。
8. 第二代电子计算机的主要元件是晶体管。
9.第二代计算机的运算速度大约为每秒几十万次。
10.计算机发展过程中，提出操作系统概念和开始出现鼠标，并作为输入设备是在第二代计算机的时代。
11.开创计算机处理文字和图形的新阶段是在第二代计算机的时代。
12. 第三代计算机采用的主要电子器件为小规模集成电路。
13. 以集成电路为基本元件的第三代计算机出现的时间为1965-1970。
14. 出现分时操作系统和出现结构化程序设计方法是在第三代计算机的时代。
15. 第三代计算机的运算速度大约是每秒100万次。
16.当前的计算机一般被认为是第四代计算机，它所采用的逻辑元件是大规模、超大规模集成电路。
17.以微处理器为核心组成的微型计算机属于计算机的第四代。
18.LSI的含义是大规模集成电路，VLSI的含义是超大规模集成电路。
19.现代计算机之所以能够自动、连续地进行数据处理，主要是因为具有存储程序的功能。
20.第四代计算机问世的标志是1971年，Intel推出微处理器4004。
21.计算机可分为数字计算机、模拟计算机和混合计算机，这种分类是依据处理数据的方式。
22.以数字量作为运算对象的计算机称为电子数字计算机。
23.用连续变化的模拟量作为运算量的计算机是电子模拟计算机。
24.既可以接收、处理和输出模拟量，也可以接收、处理和输出数字量的计算机是数模混合计算机。
25.将计算机分为通用计算机、专用计算机两类的分类标准是计算机使用范围。
第1章计算机基础知识
计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问 题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖 计算机科学之广度的一系列思维活动。
2. 计算思维的特征
把一个复杂的问题转化为若干简单问题的多次 重复 。
10
1.2 计算机中信息的表示
一、数制的定义
1. 进位计数制 按进位的方式计数的数制称为进位计数制。 在日常生活中存在着多种进位计数制，人们使用最多的 是十进制。在十进制数进位运算中，采用“逢十进一”； 一年有12个月，采用的是十二进制。 2. 位权 位权是指一个数字在某个固定位置上所代表的值，简称 “权”。 例如：十进制数358=3*102+5*101+8*100。 位权的值是基数的若干次幂10n。
整数部分 8 68 8 8 取余 4 0 1 ͯ ͯ 小数部分 0.4375 8 3.50 8 4.0
8 1
0
21
例1-6:将十进制(2347)10转换为十六进制数
整数部分 16 2347 取余 11
16 146
16 9
0
2
9
22
3. 二进制数与十六进制数之间的转换
【例】：将[111101.010111]2 =[0011 1101.0101 1100]2 =[3D.5C]16
• 计算机发展的4个时代
分代 第一代 第二代 第三代 时间 1946~1953 1954~1963 1964~1970 主要电子器件 电子管 晶体管
中小规模
技术特点
穿孔卡片，机器
语言和汇编语言
磁盘，高级语言，
科学计算，中小型 计算机 大型化，集中式计 算，远程终端 超大型化，微机化， 嵌入式，图形用户 界面，多媒体，网 络通信
计算机基础知识
(1 101 101 110. 110 101)2=(1556.65)8
1 5
5
6
6
5
(11 0110 1110. 1101 01)2=(36E.D4)16 3 6 E D 4
第一章 计算机基础知识
4、八进制和十六进制转换成二进制
1.2.3 各种数制间的转换 每一位八进制数对应三位二进制数。
几种进制之间的转换 ： 每一位十六进制数对应四位二进制数。
2 2 2 例 (100.345)10( )2 2 2 (1100100.01011)2 ** 先得到的数总是紧靠小数点。 2 2 ** 不一定能精确转换
1、r 进制转换成十进制(按权展开法) 2、十进制转换成r 进制
100 50 25 12 6 3 1 0
0 0 1 0 0 1 1
0.345 2 0.690 2 1.380 2 0.760 2 1.520 2 1.040
第一章 计算机基础知识
1.2.3 各种数制间的转换
几种进制之间的转换 ：
3、二进制转换成八进制和十六进制 转换成八进制时三位一组。（3合1） 转换成十六进制时四位一组。（4合1 ） 分组方法： 从小数点向两边三（四）位一组， 位数不足整数前补0，小数后补0。
1、r 进制转换成十进制(按权展开法) 2、十进制转换成r 进制 3、二进制转换成八进制和十六进制
第一章 计算机基础知识
1.1 概述
计算机是电子数字计算机的简称，是一种自动地、 高速地进行数值运算和信息处理的电子设备。它主要 由一些机械的、电子的器件组成，再配以适当的程序 和数据。程序及数据输入后可以自动执行，用以解决 某些实际问题。 简言之：计算机是一种能够进行高速运算，具有 存储能力，能按事先编好的程序控制其操作处理过程 的自动化电子设备。
第1章计算机基础知识
(1)
定位
定位是指移动鼠标，将显示在屏幕上的鼠 标光标指向的目标对象或目标位置处。其操作 方法是：握住鼠标，在光滑的桌面或鼠标垫上 随意移动，此时，屏幕上的鼠标光标会随之同 步移动，然后再慢慢指向目标位置。
计算机应用基础知识
(2)
单击
单击又称“点击”，常用于选定对象、打 开菜单或启动程序。单击的操作方法是：先移 动鼠标，让屏幕上的鼠标光标指向某个对象， 然后用食指按下鼠标左键后松开按键，此时鼠 标左键将自动弹起还原。
计算机应用基础知识
光盘驱动器
光盘驱动器（简称光驱），用于读取光盘内容，包括使用光 驱来安装各种软件。
计算机应用基础知识
微型计算机的档次：
从第一代个人计算机问世到今天，CPU芯片已经发 展到第七代产品，对应地产生了7个档次的个人微型机 系列： 1)第一代微机：CPU：8088 诞生于1981年。 2)第二代微机：CPU：80286 诞生于1985年。 3)第三代微机：CPU：80386 诞生于1987年。 4)第四代微机：CPU：80486 诞生于1989年。 5)第五代微机：CPU：80586 诞生于1993年。中文名 “奔腾” 6)第六代微机：CPU：PentiumⅡ、PentiumⅢ、Pentium ４，诞生于1998年。 7)第七代微机：CPU：64位机 诞生于2003年（AMD）， 2005年（Inerl).
计算机应用基础知识
三、微型计算机的输入/输出设备 输入设备——键盘和鼠标
键盘 键盘是电脑中最重要的输入设备之一，通 过键盘上的各按键便可以将用户所需的字符、 数字等信息输入到电脑中。 键盘可根据其按键数分为101键、103键、 104键、107键等，目前最常用的为107键键盘。
计算机应用基础知识
第1章计算机基础知识
目录
1.1 计算机的发展、分类及用途 1.2 计算机中数据的表示与存储 1.3 计算机硬件系统 1.4 计算机软件系统
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1.1 计算机的发展、分类及用途
自从数学发明以来，人类就离不开计数与计算。但 由于人脑的计算和记忆能力有限，因此复杂的计算就只 能借助功能更强大的外部工具来实现。
19世纪，电子技术的发展取得了巨大的进步， 特别是电子管的发明，把电子理论和电子元器件水 平推到了一个新的高度。同时，数理逻辑、脉冲技 术、信息论、控制论等日趋成熟，为电子计算机的 诞生提供了必要的理论基础和技术条件。
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1.1.2 计算机的分类
按处理的信号划分
数字机 所处理的数据都是以0 和1表示的二进制数字，是 不连续的离散数字，具有 运算速度快、准确、存储 量大等优点，因此适宜科 学计算、信息处理、过程 控制和人工智能等，具有 最广泛的用途。
模拟机 所处理的数据是连续 的，称为模拟量。模拟量 以电信号的幅值来模拟数 值或某物理量的大小。模 拟计算机解题速度快，适 合于解高级的微分方程， 在模拟计算和控制系统中 应用较多。
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1.2.2 计算机中的数制
无论使用哪一种进位计数制，数值的表示都包含两个基本要素：基数和各位的“位权”。
第1章计算机基础知识
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常见计算机图片
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1.1.2 计算机的发展
• • • • 1．第一台计算机和计算机之父 2．计算机发展的四个阶段 3．微机的发展 4．计算机技术发展的趋势
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1．第一台计算机和计算机之父
• 第一台计算机ENIAC （Electronic Numerical Integrator And Computer）即“电 子数字积分计算机”， 它诞生于1946年2月， 由美国宾夕法尼亚大学 莫希莱和埃克等人研制 并使用，直至1955年10 月停止使用，服务了9 年多。
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1.2.2 计算机硬件系统
• 运算器 又称为算术逻辑单元，是数据处理装置，其主要功能 是用来完成对数据的算术运算和逻辑运算。 • 控制器 是发布操作命令的装置，其主要功能是控制整个计算 机自动执行程序，指挥和协调计算机各部件的工作。 • 存储器 是计算机记忆信息的装置，其主要功能是保存程序和 数据。存储器可分为内部存储器和外部存储器两大类。 • 输入设备 是将程序、数据和命令转换成计算机能够接收的代 码信息的设备。 • 输出设备 是将计算机处理的中间结果和最终结果，以人们通 常能够识别的字符、表格、图形和图像等形式表示出来的设备。
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1．第一台计算机和计算机之父
• 冯· 诺依曼提出计算机的基本体系主要表现在如下 两方面： • 1）硬件思想：计算机由运算器、控制器、存储器、 输入设备、输出设备等五个部分组成。 • 2）软件思想：计算机中程序和数据均以二进制数 的形式存放在同一个存储器中。
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2．计算机发展的四个阶段
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3．微机的发展
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1.3 微型计算机硬件组成
• • • • • • • 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.3.5 1.3.6 1.3.7 主板 中央处理器CPU 内部存储器 外部存储器 总线和接口 输入设备 输出设备
第1章 计算机基础知识
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第1章 计算机基础知识
1.2 计算机的系统组成
一台完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两部 分组成。硬件与软件结合，计算机才能正常运行。
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第1章 计算机基础知识
1.2.1 计算机的硬件系统
一个完整的计算机硬件系统，主要由运算器、控制器 、存储器（内部存储器和外部存储器）、输入设备和输出 设备五大部件组成。其中，运算器和控制器统称为中央处 理器（CPU——Central Processing Unit），CPU是计算 机的核心部件，由它发号施令协调计算机各个部件有条 不紊地工作。 1. 运算器
7.计算机网络应用
计算机网络的出现，加速了全球的信息化进程。所有的信 息资源连接成一个全球性的大型网络，包括文字、数据、图形 、图像和视频等各种形态的信息都可以在一个大型网络中交互
使用。
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第1章 计算机基础知识
1.1.5
计算机的分类
计算机有多种分类方法，如根据信息的表示和处理方 式，有数字电子计算机、模拟电子计算机和数字模拟混合 电子计算机；根据用途来分，有专用计算机和通用计算 机；根据计算机规模和性能来分，有巨型计算机、大型计 算机、小型计算机和微型计算机。
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第1章 计算机基础知识
3.数据处理
计算机数据处理指对人类社会的生产活动、经济与市场、 我国改革开放的总体规划等大量数据进行处理，对这些数据进 行计划、分析、计算、评估等操作。
4.计算机辅助技术
计算机辅助技术包含计算机辅助设计（CAD——Computer Aided Design）、计算机辅助制造（CAM——Computer Aided Manufacturing）和计算机辅助教学（CAI——Computer Aided Instruction）。
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科学计算、数据处理、计算机控制、计算机辅助系统、人工智能、办公自动化统中的应用
注：记住一些专用名字的缩写
第二讲、计算机系统(1学时)
计算机系统：是由硬件系统和软件系统两部分组成；两者相辅相成，构成计算机系统的统一体。
1、计算机硬件系统
硬件系统组成
由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。
介绍什么是计算机，计算机的特点，计算机的应用与发展：
什么是计算机；计算机的发展；计算机的分类；计算机的主要应用；
计算机硬件系统：
结合具体实例进行讲解；
计算机软件系统：
举例说明计算机的软件系统，使学生对这一抽象概念有较深刻的印象。
详细内容及要求
第一讲、计算机概述(1学时)
1、什么是计算机（概念）
2、计算机发展过程
参阅教材
第一章第一节，第二节
作业
教学后记
该节内容理论2学时，内容略显多一些，时间较紧张；
实验2学时上机练习指法不够用，学生应在课余时间多加练习。
教学对象
教学时间
年月日
教学内容
*字节（）：8个二进制位为一个字节。为了便于衡量存储器的大小，统一以字节（简写为B）为单位。字节是计算机中存储信息的基本单位
*地址：整个内存被分成若干个存储单元，每个存储单元一般可存放8位二进制（字节编址）。每个存储单元可以存放数据或程序代码。为了能有效地存取该单元内的内容，每个单元必须有唯一的编号（称为地址）来标识。
教学重点
1．了解计算机系统的组成以及各部分的主要功能
2．掌握键盘的使用，学会标准指法操作
教学难点
计算机系统的组成及各部分的主要功能
建议学时
理论：2上机：2
教学教具
多媒体教学系统
教学方法
理论：使用多媒体教学方法讲授（）；上机：指导上机实验
演示设计
板书设计
1．1计算机概述
1．2计算机系统
教学过程
程导入
主要内容
（1）操作系统
操作系统：是管理和控制计算机的全部硬件、软件资源的程序。主要功能有：用户与计算机硬件的接口、硬件功能的扩充、计算机系统的控制及管理等。
（2)语言处理程序
机器语言
汇编语言
高级语言：语言、语言、C语言、语言等。
（3）实用程序
一些公用的工具性程序，如：编辑程序，调试程序，诊断程序等。
（4）数据库系统
*字长字长是可以同时处理的二进制数据位数。如64位微处理器，一次能够处理64位二进制数据。常用的有16位、32位、64位微处理器。
3）输入设备
输入设备用来接受用户输入的原始数据和程序，并将它们转变为计算机可以识别的二进制形式存放到内存中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪、麦克风等。
小规模集成电路
操作系统
科学计算、数据处理、工业控制、文字处理、图形处理
第四代
1970至今
大规模集成电路
数据库网络等
各个领域
3、计算机技术发展的趋势
巨型化、高性能、开放式、多媒体化、智能化、网络化
4、计算机的分类：
1）、根据规模大小分类：巨型机、大型机、中型机、小型机、微机、
2）、根据用途分类：通用计算机、专用计算机
*读操作（）：按地址从存储器中取出信息，不破坏原有的内容，称为对存储器进行“读”操作。
*写操作（）：把信息写入存储器，原来的内容被覆盖，称为对存储器进行“写”操作。
*主频主频是衡量运行速度的重要指标。它是指系统时钟脉冲发生器输出周期性脉冲的频率。通常以赫兹（）为单位。目前的奔腾Ⅵ微处理器的主频已高达1.5、2.2。
了解第一台数字电子计算机的三个知识点：时间、年份和英文名称。
现代计算机的发展阶段根据计算机内的主要物理器件将分为四个阶段，分别为：
阶段
年份
物理器件
软件特征
应用范围
第一代
1946-957
电子管
机器语言、汇编语言
科学计算
第二代
1958-1964
晶体管
高级语言
科学计算、数据处理、工业控制
第三代
1965-1970
重点
计算机的发展史和应用领域，计算机软件系统及硬件系统构成，数据在计算机中的表示及编码
难点
计算机基本工作原理，数据在计算机中的表示及编码。
课时分配学时
讲授总4学时、实验2
教学方法
讲授()
教学过程
教学对象
教学时间
年月日
教学内容
第一章计算机基础知识
1．1计算机概述
1．2计算机系统
教学目的
使学生了解计算机基础知识，掌握计算机系统的概念
4）输出设备
输出设备用于将存放在内存中由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式。常用的输出设备有：显示器、打印机、绘图仪、音箱等。
2、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()（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。
1)中央处理器
运算器和控制器合称为中央处理单元,简称。
的作用是处理数据、存取数据或指令、协调各部件工作等。
2)存储器
存储器用于保存数据和程序。
存储器分为内部存储器和外部存储器
内存又分为只读存储器（）和随机存储器()
外存分为软盘、硬盘、光盘、磁带
它们的特点和缺点
存储器的有关术语简述如下：
*位（）：存放一位二进制数即0或1。位是计算机中存储信息的最小单位。
按数据模型的不同分为三种类型：层次型、网状型、关系型。目前比较流行的数据库系统有、、等。
教学小结
这一节最为重要的内容是掌握计算机系统的概念，这一点在教学过程中要注意强调；
对于上机实验的第一节课，要注意强调正确的指法操作。
学习指导
学生在学习这一节内容时，对计算机的概念有了初步的了解；
在上机操作时，要注意强调正确指法的操作。
第一章计算机基础知识
教学
内容
1、了解计算机的发展；
2、了解计算机系统的组成以及各部分的主要功能；
3、掌握键盘的使用，熟练掌握标准指法操作；
4、了解计算机中数据的表示编码。
教学基
本要求
了解计算机的特点、发展史（包括微型计算机的发展史）、类型、应用领域及前景；掌握计算机软件系统及硬件系统构成，了解微机的硬件系统，包括掌握微机系统硬件组成及主要性能指标。了解微机的软件系统，包括掌握机器指令与计算机语言(机器语言，汇编语言，高级语言)的概念、系统软件与应用软件的概念；数据在计算机中的表示及编码，包括了解二进制数概念、计算机内采用二进制数的优点。