第1章计算机基本知识

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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

第1章计算机基础知识

* 自行开发的软件---自行开发的软件包、通用软件基础上开发的二次软件。
1.4
2 . 二进制
数制的概念
1 . 数的进位计数制
3 . 十进制与二、八、十六进制的转换
4 . 二进制与其他进制的转换
5 . 二、八、十六进制数字对照表
1 . 数的进位计数制
进位计数制是一种计数的方法，在日常生活中，人们最习惯使用十进制数，而实际上存在着多种进位制数。

⑤多媒体声光艺术品的创作
2.多媒体计算机系统
1)多媒体计算机系统组成 2)多媒体创作工具
1)多媒体计算机系统组成

(1)主机
1995年6月多媒体计算机市场协会（现已更名为多媒体PC 工作组）公布的MPC3标准对主机的要求是： ①处理器为Pentium,75MHz或更高的微处理器； ②主存（RAM）8MB以上； ③显示系统为VGA或更好的显示器，（65K MPEG1） 640×480,65535色。
1. 键盘
2. 键盘指法
副键盘区
1.7 多媒体基础
1.多媒体技术的基本特点
2.多媒体计算机系统
3.多媒体信息的数字化和压缩技术
4.多媒体素材制作
5.
Flash动画制作
1.多媒体技术的基本特点

1)多媒体概述
2)多媒体技术的特性

3)多媒体信息的类型
4)多媒体信息处理的关键技术 5)多媒体技术的应用领域及发展
图1-1 将十进制数转变成二进制数
2）十六进制与十进制的相互转换 • 十六进制数与十进制数相互转换时，可以分成两步完成：将待转换的十六进制数转换成二进制，然后再将二进制数转换成十进制。

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现代计算机不仅用来进行计算，还能综合处理声音、图像、文字、视频和音频信号。
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

第一章计算机与信息技术§1．1计算机概述一、计算机的发展历程1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生第一台计算机ENIAC1．第一代：1946年—50年代中，电子管时代，有机器语言和汇编语言。

2．第二代：50年代中—60年代中，晶体管时代，使用操作系统，出现Fortran、COBOL、ALGOL 高级语言。

3．第三代：60年代中—70年代初：中小规模集成电路时代，用半导体存储器代替了磁芯存储器，使用了磁盘。

4．第四代：70年代初至今：大规模集成电路时代，开始引入光盘、优盘。

二、计算机的特点1．运算速度快2．计算机精确度高3．具有存储和逻辑判断能力4．有自动控制能力5．采用二进制表示数据三、计算机的分类1．按工作原理分类：电子数字计算机、电子模拟计算机2．按用途分类：通用计算机和专用计算机。

3．按规模分类：巨型机、小巨型机、大型主机、小型机、工作站、PC机四、计算机的应用1．科学计算2．数据处理和信息管理3．自动控制4．计算机辅助功能CAD：计算机辅助设计CIMS：计算机集成制造系统CAI：计算机辅助教学5．人工智能五、计算机的发展趋势巨型化、微型化、网络化、智能化和多媒体化。

§1．2信息与信息技术一、什么是信息信息就是收信者事先不知道的报道，数据是信息的具体表示形式，是信息的载体。

二、什么是信息技术信息技术是用于获取信息、传递信息、处理并再生信息的一类技术。

第一次信息革命是文字的使用，第二次信息革命是印刷术的发明，第三次革命是电话、广播、电视的使用，第四次革命是电子计算机与通信相结合的现代信息技术。

三、计算机中信息的表示1．二进制只有0、1逢二进一2．八进制3．十六进制B—二进制D—十进制O—八进制H—十六进制4．不同进制数据之间的转换5．西文字符的编码计算机系统中有两种重要的西文字符编码：ASCII和EBCDIC码（IBM大型机用）普通采用的是ASCII（美国信息交换标准代码），用一个字节表示一个字符，一个字节为8个二进制位，最高位为0，共有128个字符EBCDIC采用8位二进制表示256个字符6．汉字编码（1）国标码GB2312-80国标码收录了6763个汉字和682个字符，其中一级汉字3755个，按拼音顺序排列，二级汉字3008个，按部首顺序排列，所有汉字和字符组成一个94行（区号）和94列（位）的矩阵，第一个字对应的行号和列号合起来叫区位码。

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巨型机又称超级计算机，是所有计算机类型中价格最高、功能最强的一类。其运算速度快、精确度高、存储容量大、功能强大、结构复杂，主要用于国防等国家尖端科学领域。
1.1
1.1.4 计算机的分类
3．按照性能分类
（1）巨型机（2）大型机（3）小型机（4）工作站（5）微型机
大型机又称大型主机，具有高可靠性、高可用性、高服务性的特点。又称为“企业级”计算机，因具有很强的数据处理和I/O（输入/输出）能力，以及很高的稳定性和安全性，所以主要用于大型企业，特别是银行、电信等商业领域。
1．科学计算 2．数据处理 3．计算机辅助 4．过程控制 5．人工智能 6．网络通信 7．嵌入式系统
1.1
1.1.4 计算机的分类
1．按照所处理的数据类型分类
（1）模拟计算机（2）数字计算机
2．按照用途分类
（1）专用计算机（2）通用计算机
1.1
1.1.4 计算机的分类
3．按照性能分类
（1）巨型机（2）大型机（3）小型机（4）工作站（5）微型机
4位和8位低档微处理器时代 1971~1973 8位中高档微处理器时代 16位微处理器时代 32位微处理器时代奔腾系列微处理器时代（32/64位）酷睿系列微处理器时代（64位）
1.1
1 MHz 2～5 MHz 5～25 MHz 12～100 MHz
1974~1977 1978~1984 1985~1992
的程序，自动、高速地进行大量数
值计算和各种信息处理的现代化智
能电子设备。
程序就是指令的集合。指令是让计算机动作的命令。
1.1
1.1.1 计算机的发展
1．计算机的诞生
美籍匈牙利科学家冯· 诺依曼又提出了

第1章计算机基础知识

第一章计算机基础知识1.1 计算机系统的组成硬件系统和软件系统1.11计算机的发展阶段1946-1957年电子管计算机1958-1964年晶体管计算机1965-1970年集成电路计算机1971年以后大规模集成电路计算机1.12“储存程序”工作原理计算机使用储存程序工作原理1.13 计算机指令系统（1）计算机指令系统的发展系列计算机复杂指令系统计算机精简指令系统计算机（2）指令的类型数据传送类指令MOV算术逻辑类指令ADD判定控制类指令CMP（3）指令的寻址方式立即寻址指令中带操作数寄存器寻址指令中带寄存器编号,寄存器中存操作数直接寻址指令中带操作数的地址寄存器间接寻址指令中带寄存器的编号，寄存器中带操作数的地址寄存器相对寻址基址寄存器中的地址加上指令中的地址为操作数的地址1.14 计算机的硬件组成运算器控制器存储器输入设备输出设备运算器和控制器成为中央处理器1.15 微处理器具有中央处理器功能的大规模集成电路分为：通用微处理器嵌入式微处理器数字信号处理器1.16 总线Cpu-内存总线i/o总线有：PCI总线usb 通用串行总线1394 高速串行总线Firewire1.17 计算机的软件组成A : 系统软件包括：程序设计语言处理；操作系统；数据库管理软件；服务性程序机器语言汇编语言翻译为机器语言（目标程序）执行高级语言高级语言(源程序) 编译为机器语言（目标程序）执行或者边解释边执行B: 应用软件1.18 计算机的配置和技术指标运算速度与主频存取周期以及何种指令系统有关主频字长决定了可处理的指令的长度存储容量数据传输率1.19 计算机的应用领域科学和工程计算数据和信息处理过程控制计算机辅助系统工程辅助设计（CAD）辅助制造（CAM）辅助测试（CAT）辅助教学（CAI）人工智能逻辑推理；理解自然语言，辅助疾病诊断等网络应用1.2 计算机中的信息表示1.21 计算机中的信息单位二进制1.22 基本的二进制运算1.23 数据在计算机中的表达方式原码反码补码1.24 计算机中的非数值信息一个字节的ASCII码1.3 计算机网络基础1.31 网络的基本概念（1）网络的形成与发展（2）计算机网络的主要特征计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享（资源共享）互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机”联网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议网络协议三要素：语法，语义，时序语法：规定了用户数据与控制信息的结构与格式语义：规定了用户控制信息的意义以及完成控制的动作与相应时序：是对事件实现顺序的详细说明1.32 网络的分类根据传输技术分为：广播式网络点—点式网络需要通过路由选择算法根据覆盖范围分为：局域网，城域网，广域网广域网（远程网）：主要使用分组交换技术X.25网：建立在速率较低，误码率较高的电缆传输介质上，包括了差错控制，流量控制，阻塞控制等功能。

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。

第一章计算机基础知识

和链接等。
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。

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章计算机基础知识第一讲

1.1 计算机概述
计算机系统
（1）完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成（2）硬件系统：又称硬件或硬设备，指构成计算机的物理装置。（3）软件系统：又称软件或软设备，指使计算机硬件系统进行工作的各种程序、数据和文档资料的集合。（4）两者关系：相辅相成，缺一不可。（5）裸机缺少软件系统的计算机
14
第15页/共76页
天河1号A型
15
第16页/共76页
1.1 计算机概述
计算机的特点及主要应用领域
1.计算机的特点
计算机具有存储容量大、处理速度快、工作全自动、计算精度和可靠性高、逻辑推理和判断能力强等特点。
16
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1.1 计算机概述
2.计算机的主要应用领域
（1）科学计算（2）数据处理（3）过程控制（4）计算机辅助工程（5）人工智能
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第28页/共76页
1.1 计算机概述
（2）应用软件为解决用户的具体问题，面向某个领域而设计的软件。如：财
务管理软件、学习软件、游戏软件、Office、WPS等
28
第29页/共76页
1.1 计算机概述
计算机工作原理
指令指示计算机如何工作的命令，是计算机能实现的基本操作，每一个计算机系统都有它的指令集。指令是由一串二进制代码表示，通常由操作码和地址码两个部分组成。
7．BIOS
38
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1.2 微型计算机硬件构成
39
第40页/共76页
1.2 微型计算机硬件构成
CPU（Central Processing Unit）即中央处理单元，是微机系统的核心，也是整个系统最高的执行单位。它负责整个系统指令的执行，数学与逻辑的运算，数据的存储与传送，以及对内对外输入与输出的控制。

第1章计算机基础知识1

2.应用软件：
为了解决实际问题而设计的程序系统称为应用软件，从服务对象上可分为：通用软件、专用软件。
1.3 数制与编码
1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.3.5 数制数制之间的转换二进制数的运算计算机中数的表示文字信息在计算机内部的表示
1.3.1 数制 ——十进制
【例1.1】 1999可表示成： 1×1000＋9×100＋9×10＋9×1 ＝1×103＋9×102＋9×101＋9×100 式中每个数字符号的位置不同，它所代表的数值大小也不同，这就是经常所说的个位、十位、百位、千位、..的意思。由数的位置不同决定的值称为位值，或称 “权”。二进制数也是一种进位计数制，但它的基数是2。数中0和1的位置不同，它所代表的数值也不同。
计算机应用基础
郑州科技学院
课程介绍
计算机基础知识计算机硬件系统计算机操作系统 Word2003 Excel2003 PowerPoint2003 网络与多媒体
学习目标
了解计算机的发展史和计算机的应用领域掌握数制的基本概念及进制的转换掌握计算机中信息的编码掌握计算机系统的基本组成及各组成部分的功能与技术指标了解计算机硬件安全和信息安全知识
1.3.3 二进制数的运算
1．二进制数的算数运算：加减、乘除法运算 0+0=0 0+1= 1 1+0=1 1+1=10 0-0 =0 0-1=1 1-0=1 1-1= 0 0*0=0 0*1=0 1*0=0 1*1=1 2．二进制数的逻辑运算：与（AND）、或（OR）、非（NOT)
0∧0=0 0∨0=0
补充：二进制数和八进制数互换
（１）二进制数转换成八进制数
转换方法：二进制数转换成八进制数时，只要从小数点位置开始，向左或向右每三位二进制划分为一组（不足三位时可补 0 ），然后写出每一组二进制数所对应的八进制数码即可。【例1.6】将二进制数（10110001.111）转换成八进制数： 010 110 001. 111 2 6 1 . 7 （10110001.111）2=（261.7）8。（２）八进制转换为二进制转换方法：将每位八进制数分别用三位二进制数表示，就可完成八进制数和二进制数的转换。【例1.7】：将（741.566）8转换成为二进制数解（741.566）8=（111 100 001.101 110 110）2

第1章计算机基础知识

1. 计算思维概念
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、（11010101）2=（）16
(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。

计算机基础-第一章-计算机发展

第一章计算机基础一、计算机的发展1.计算机的发展ENIAC（电子数字积分计算机）：1946年2月诞生于美国宾夕法尼亚（州立）大学。

是世界上第一台电子计算机，ENIAC也被称为“埃尼阿克”，它占地170平方米，重达30吨。

运算速度为每秒5000次加法或者400次乘法。

EDVAC（离散变量自动电子计算机）：首次提出的第一台采用二进制的冯.诺依曼计算机，一条加法指令约为864微秒，乘法指令2900微秒（2.9毫秒），于1949年8月交付于弹道研究实验室。

EDSAC（存储程序式计算机）：是世界上第一台投入使用的采用二进制的冯.诺伊曼计算机，它属于程序存储式计算机，1949年5月6日首次运行成功。

103型电子数字计算机：我国第一台小型计算机，1958年由中科院研究成功109丙计算机：被称为我国的“功勋机”（“两弹”实验中发挥了重要作用）天河2号：是世界上最快的计算机，2013年6月由国防科技大学研制成功我国高性能计算机：银河、神威、天河、星云、曙光（都是巨型机）2.相关人物事迹计算机之父：冯.诺伊曼（首次提出程序存储控制思想，发明了第一台具有存储功能的计算机EDSAC）。

计算机科学之父、人工智能之父”：阿兰.麦席森.图灵我国计算机发展奠基人：华罗庚和钱三强（泰斗）。

1956出台《十二年科学技术发展规划》，1957以华罗庚为代表筹建了我国第一个计算机研究所。

3.计算机的发展历程是按照电子元器件划分的，如下表所示发展阶段电子元器件——运算速度主存储器软件第一代1946-1957电子管—毫秒（ms）磁鼓和磁芯机器语言、汇编语言第二代1958-1964晶体管—微秒（us）磁芯高级语言、操作系统第三代1965-1971集成电路—纳秒（ns）半导体高级语言、操作系统第四代1972-至今大/超大规模集成电路—皮秒（ps）半导体DBMS、NOS 第一代提出“人工智能”理念（1956年），第二代出现高级程序设计语言和鼠标（1964年）。

第1章计算机基础知识

机器人是计算机人工智能的典型例子，其核心就是计算机。第一代机器人是机械手；第二代机器人对外界信息能够反馈，有一定的触觉、视觉和听觉；第三代机器人是智能机器人，具有感知和理解周围环境，使用语言、推理、规划和操纵工具的技能，能模仿人完成某些动作。机器人不怕疲劳，精确度高，适应力强，已开始用于搬运、喷漆、焊接和装配等工作中。机器人还能代替人在危险工作环境中劳动，如在有放射线、污染有毒、高温、低温、高压和水下等环境中工作。
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”。

计算机背诵资料第一章

第一章计算机基础知识电子计算机奠基人：英国科学家艾兰·图灵和美籍匈牙利科学家冯·诺依曼。

图灵在1936年提出了图灵机的理论模型，发展了可计算性理论。

冯·诺依曼首先提出了在电子计算机中储存程序的概念，从而确立了现代计算机的基本结构——冯·诺依曼结构（即电子计算机由控制器、运算器、储存器、输入和输出等5部分组成）。

美国宾夕法尼亚大学教授莫奇莱和学生埃克特在1946年退出了世界首台电子计算机——ENIAC。

电子器件：计算机时代划分标志。

计算机已经经历了电子管、晶体管、集成电路、超大规模集成电路四代。

计算机的性能指标：运算速度、储存容量、功能强弱、规模大小以及软件系统的配置程度。

一般将计算机分为巨型计算机、大型机、中型机、小型机、微型机等类型。

现在计算机主要朝着巨型化、微型化、网络化、智能化方面发展。

微机:它是随着集成电路集成度不断提高和位处理器的出现而产生的。

它是由美的设想，弗金于1971年11月实现，构成了CPU（中央处理器）即四位微处理器Intel4004。

CPU人们又习惯称为微处理器。

微机的升级换代一般都是按CPU的集成度来划分的。

微机的主要技术指标就是：字节、主频、运算速度、内存容量等。

字节即运算器能并行处理的二进制数的位数。

运算速度不仅与主频有关，而且还取决于指令执行周期，也常用单位时间内执行多少条指令来表示。

内存容量表示计算机储存信息的能力，由当时的1MB发展到现在的512MB。

科学计算（最早的应用领域）：也称数值计算，主要涉及复杂的数学问题。

例如：宇宙火箭、人造卫星、宇宙飞船的研究和发射。

信息处理（最广泛的应用领域）：信息处理也称数据处理或事务处理。

它不涉及复杂的数学问题，只是处理的数据量大、实践性强。

例如：人事管理、生产管理、库存管理、金融业务处理、财务处理、电子商务、情报信息检索、图书资料以及报表统计等。

自动控制：也称过程控制、实时控制，是指不需要人工干预的控制。

第1章计算机基础知识

第1章计算机基础知识
1.1 计算机的概述 1.2 计算机的基本组成 1.3 计算机的启动和关闭
1.1 计算机的概述
计算机是当代社会人们生活中不可缺少的一种电子设备。计算机的问世，对人类社会的生产和生活产生了深远的影响，极大地促进了生产力的发展和社会的进步。它标志着人类又开始了一个新的信息革命时代。
6．可靠性强随着科学技术的不断发展，电子技术也发生着很大的变化，电子器件的可靠性也越来越高。在计算机的设计过程中，通过采用新的结构可以使其具有更高的可靠性。
1.1.4 计算机的应用
随着计算机技术的发展，计算机在越来越多的领域中得到广泛的应用，主要包括科学计算、数据处理、自动控制、辅助功能、网络通信、人工智能等方面。 1．科学计算科学计算也称为数值计算，是计算机最早的应用领域，高速度、高精度的运算是人工运算所望尘莫及的。现代科学技术中有大量复杂的数值计算，例如在地震预测、气象预报、工程设计、火箭和卫星发射等尖端科技领域，都离不开计算机的精确计算，从而大大节省了人力、物力和时间。
针式打印机
喷墨打印机图1.2.8 打印机
激光打印机
5．扫描仪和数码相机扫描仪和数码相机是常见的外部输入设备。扫描仪可以将照片、文字、图像等扫描到计算机中，并以图片的格式保存在计算机中，如图1.2.9所示。数码相机可以通过自身携带的感光器件将外部图像转化为数字信号并输入到计算机中，然后借助于计算机的处理手段，根据需要和想象对图像进行处理，如图1.2.10所示。
图1.2.3 计算机硬件组成
图1.2.4 主机
2．显示器显示器是计算机必不可少的输出设备，它是人机交流的主要部件，用于显示文字、图表等各种信息。计算机的显示系统主要由显示器和显卡构成。显卡用于控制字符与图形在显示器屏幕上的输出，而显示器只是将显卡输出的信号显示出来。显示器的显示内容和显示质量的高低主要由显卡的性能决定，常见有阴极射线管（CRT）显示器和液晶（LCD）显示器两种，如图1.2.5所示。

第1章计算机基础知识

（1）巨型计算机。（2）大型计算机。（3）小型计算机。（4）微型计算机。
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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）。

第1章计算机基础_文字素材

第1章计算机基础知识电子计算机（Computer）是一种能自动、高速地处理信息的电子设备，又称“电脑”，简称“计算机”。

它是20世纪人类最伟大的科学技术发明之一。

由于它提高了人类对信息的利用水平，引发了信息技术革命，极大地推动了人类社会的进步与发展。

在未来，它还会更深入地与其他学科相结合，对科学技术的进步产生极大的影响。

因此计算机知识也就成为21世纪人类知识结构中不可缺少的组成部分。

本章主要介绍计算机的发展及应用、信息表示方式、系统组成、微型计算机的基本配置及其选购和计算机安全知识等内容。

1.1 计算机的发展及应用1.1.1 计算机的产生和发展1．计算机的产生世界上第一台电子数字计算机诞生于1946年，取名为ENIAC（埃尼阿克）。

ENIAC是英文Electronic Numerical Integrator and Calculator（电子数字积分计算机）的缩写。

这台计算机主要是为了解决弹道计算问题而研制的，由美国宾夕法尼亚大学莫尔电气工程学院的J.W.Mauchly （莫奇莱）和J.P.Eckert（埃克特）主持研制的。

ENIAC计算机（如图1-1所示）使用了18000 多个电子管，10000多个电容器，7000个电阻，1500多个继电器，耗电150千瓦，重量达30吨，占地面积为170平方米。

它的加法速度为每秒5000次。

ENIAC不能存储程序，只能存20个字长为10位的十进制数。

ENIAC计算机的问世，宣告了电子计算机时代的到来。

1944年7月，美籍匈牙利科学家冯·诺依曼博士在莫尔电气工程学院参观了正在组装的ENIAC 计算机。

这台计算机的成功和不足，促使他开始构思一个更完整的计算机体系方案。

1946年，他撰写了一份《关于电子计算机逻辑结构初探》的报告。

该报告首先提出了“存储程序”的全新概念，奠定了存储程序式计算机的理论基础，确立了现代计算机的基本结构，称为冯·诺依曼体系结构。

第1章计算机基础知识

1.3 计算机的基本工作原理
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1.3.2 程序与软件程序是为使计算机完成某项特定的任务而编写的一个有
序的命令和数据的集合。这些命令可以是计算机指令，也可以是某种汇编语言或高级语言的词句。
软件是为方便用户，提高计算机效能而编制的各种程序的总称。从软件工程学的观点来看，软件是程序的完善和发展，它是经过严格的正确性检验和实际试用，并具有相对稳定的文本和完整的文档资料的程序。
(5) 人工智能。用计算机来模拟人的智能，包括模式识别、景物分析、语言识别、机器翻译、专家系统、博弈、机器人。
(6) 网络应用。例如，电子商务、网上购物、远程教学。
1.2 计算机的组成
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一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成
硬件系统由主机和外部设备组成（各种物理设备）。软件系统由系统软件和应用软件组成，是运行、管理和维护计算机的各类程序和文档的总称。
操作系统的功能：存储器管理、CPU管理、设备管理、文件管理和作业管理。
1.3 计算机的基本工作原理
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1.3.1 计算机的基本工作原理
冯·诺依曼计算机的工作原理可概述为
要点：
“存储程序” + “程序控制”
1．以二进制表示数据和指令（程序）。
2. 先将程序存入存储器中，再由控制器自动读取并执行。
1.3 计算机的基本工作原理
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存储程序与程序控制
存储程序是指人们必须事先把计算机的执行步骤序列（即程序）及运行中所需的数据，通过一定的方式输入并存储在计算机的存储器中。
程序控制是指计算机运行时能自动地逐一取出程序中一条条指令，加以分析并执行规定的操作。
指令是指计算机完成某个基本操作的命令。指令能被计算机硬件理解并执行。一条指令就是计算机机器语言的一个语句，是程序设计的最小语言单位。一条计算机指令是用一串二进制代码表示的。

第1章计算机基本知识

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第1章 计算机基础知识

计算机基础知识

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第1章 计算机基础知识

第1章 计算机基础知识

第一章计算机基础知识

第1章计算机基础知识

第1章计算机基础知识第一讲

第1章计算机基础知识1

第1章计算机基础知识

计算机基础知识

计算机基础-第一章-计算机发展

第1章计算机基础知识

计算机背诵资料第一章

第1章 计算机基础知识

第1章 计算机基础知识

第1章计算机基础_文字素材

第1章计算机基础知识

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