第01章+计算机基础知识
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
18
(2) 第二代——晶体管计算机
时间：1957-1964年 标志：基本电子元件是晶体管 内存：磁芯存储器(几十万字) 外存：磁盘、磁带等 速度：每秒百万次基本运算 软件：ALGOL60/FORTRAN/COBOL等 特点(与第一代相比）：体积小/耗电少/成本低/功 能强 /使用方便 代表机型：IBM1401 / 7090/ 7094/7044 / UNIVACII/ 贝尔TRADIC 等
二进制 1 1 1 0 1. 0 1 1
各位权 24 23 22 • 二进制权的展开式
21
20
2-1
2-2 2-3
(10101.01)2=1×24 +0×23 +1×22 +0×21 +1×20 ＋0×2－1＋1×2－2
39
3. 八进制(Octonal)的特点
• 基本数字：0~7 基数：8 • 进(借)位规则为：逢八进一(借一为八)
5
各位权 103 102 101 100 10-1 10-2 10-3 • 权的展开式 (978.3)10 =9×102 +7×101 +8×100 +3×10-1
38
2.二进制(Binary)的特点
• 基本数字：0，1 基数：2 • 进(借)位规则：逢二进一(借一为二)
• 权：在二进制数中，各位的权分别如下
计算机能够根据各种条件来进行判断和分析，从而决 定以后的执行方法和步骤。还能够对文字、符号、数字的 大小、异同等进行判断和比较，从而决定怎样处理这些信 息。
具有自动运行能力
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。只要把包含一连串指令的处理程序输入计 算机，计算机便会依次取出指令，逐条执行，完成各种规
33
4.计算机的发展趋势
* 巨型化
主要指运算速度、存储容量和功能而言
* 微型化
主要指从台式向便携机、膝上机、掌上机发展
* 网络化
信息时代离了开网络，共享资源
* 智能化
越来越具有人的智能
* 多媒体化
34
1.2 计算机中数据的表示
1.2.1 数的表示
• 数制的定义：
数制是以表示数值所用的数字符号的个数来命名 的，并按一定进位规则进行计数的方法。
大学计算机基础
主讲人: 车银超 办公室: 工508 Email: cheyinchao@qq.com
1
参考书
• 《大学计算机基础》，翁梅、王丽娟， 中国农业出版社
• 《大学计算机基础》学习与实验指导， 王丽娟、翁梅，中国农业出版社
2
课程内容
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 计算机基础知识 Windows操作系统 字处理软件 Word 表格处理软件 Excel 网络基础及Internet 计算机安全常识
19
IBM公司于1958年制成 的1401及后续系列计算 机，是第二代计算机中 的代表，用户在当时可 以以每月2500美元的价 格租用IBM 1401
20
(3) 第三代——集成电路计算机
时间：1965-1970年 标志：基本电子元件是中小规模集成电路 内存：磁芯/半导体存储器 外存：磁盘、磁带等 速度：每秒几十万次到几百万次基本运算 软件：出现了高级语言BASIC等 特点：体积缩小/价格降低/功能增强/应用广泛 代表机型：IBM360系列/HONEYWELL6000系列/ 富士通F230系列
晶 体 管 数
百 万 条 每 秒
/
每18个月芯片能力增长一倍。
24
25
电子计算机发展阶段划分及各阶段特征表
26
1.1.2 计算机的分类及应用
2. 计算机的分类
1989.11美国电子电气工程师协会（IEEE）根据计算 机种类演变过程和发展趋势，分为4大类：
个人计算机(Personal Computer)，又称个人电脑，简称PC， 即通常我们所说的微型计算机（Microcomputer）； 小型机（Minicomputer）结构简单、成本较低、易于维护；
• 基数与位权：
– 数制使用的基本数字的个数称为基数。 – 数制每一位所具有的值称为位权。
35
“逢R进一，借一当R”
十进制 R=10，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
二进制
八进制
R=2 ，可使用0,1
R=8 ，可使用0,1,2,3,4,5,6,7
十六进制
R=16 ，可使用0~9,A,B,C,D,E,F
计算机辅助教学(Computer Aided Instruction，CAI)、计算机辅助工 程(Computer Aided Engineering，CAE)等。
32
5、人工智能
主要表现在以下三个方面： 机器人。“工业机器人”和“智能机器人”两类。前者用于完成重复 性的规定操作，通常用于代替人进行某些作业(海底、井下、高空作业)； 后者具有某些智能，具有感知和识别能力，能“说话”和回答问题。 专家系统。计算机具有某些方面专家的专门知识，使用这些知识来处 理这方面的问题。例如，医疗专家系统能模拟医生分析病情、开出药 方和假条。 模式识别。重点研究图形识别和语音识别。例如，机器人的视觉器官 和听觉器官，公安机关的指纹分析器，识别手写邮政编码的自动分信 机等，都是模式识别的应用。
11
12
13
14
15
16
wk.baidu.com
17
“埃德瓦克”( EDVAC)：电子离散变量计算机
第一个按照存储程序原理设计的计算机
“埃德沙克”( EDSAC)：电子延迟存储自动计算
机
第一台投入运行的存储程序计算机 1949年
“尤尼瓦克”(UNIVAC)：通用自动计算机
第一台投入运行的商品计算机 1951年
大型机（Mainframe） 具有大容量存储器、多种类型的I/O通 道，能同时支持批处理和分时处理多种工作方式；
巨型机(Supercomputer)，又称超级计算机、超级电脑。
27
（小 服型 务计 器算 ）机
巨型计算机 大 型 计 算 机
微 型 计 算 机
28
微型机：
29
通俗分类
服务器(Server)它有强大的处理能力、很大容量的存储器、以及快 速的输入输出通道和联网能力。 工作站(Workstation) 与高端微机的差别主要表现在工作站通常有 一个屏幕较大的显示器，以便显示设计图、工程图和控制图等。 台式机(Desktop PC)，它就是通常所说的微型机，由主机箱、 CRT显示器、键盘、鼠标等组成。 便携机(Mobile PC)或称笔记本(Notebook)，它的功能与台式机不 相上下，但体积小、重量轻。
特点：体积大/耗电多/速度低/造价高/使用不便 代表机型：ENIAC/EDVAC等
10
“埃尼亚克”(ENIAC 即Electronic Numerical
Integrator And Calculator)：电子数值积分计算机
世界上第一台电子计算机 1946年2月、在美国宾夕法尼亚大学，由美国陆军 阿伯丁实验室出资，由莫尔学院的莫奇莱(John W Mauchly)教授和埃克特(J Presper Eckert)博士等人设 计制造。
21
蓝色巨人
IBM于1964年研制出计算机历史上最成功的机型IBM S/360。
并因此得名。 IBM进一步巩固了自己在业界的地位，“蓝色巨 人”IBM几乎成为计算机的代名词。
22
通用性好，适用于各方面的用户，具有“360度”全方位的特点，
(4) 第四代——大规模集成电路计算机
时间：1971-至今 标志：基本电子元件是大规模、超大规模集成电路 内存：半导体存储器 外存：磁盘、磁带等
6
1.1 计算机发展与应用
• 电子计算机(Electronic Computer)
是一种高速、高精度、自动的具有记忆 和逻辑判断能力的信息处理电子设备。 代替人的部分脑力劳动，又称电脑。
7
计算机的特点
运算速度快 （1000万亿次/秒）
计算机的运算部件采用的是电子器件，其运算速度远非其他计算 工具所能比拟，而且，由电子管升级到晶体管，再升级到小规模集成电 路、中规模集成电路、大规模集成电路等，其运算速度还以每隔几年提 高一个数量级的水平不断发展。
定的操作，直到得出结果为止。
9
1.1.1 计算机的发展历史
计算机发展经历四个阶段
(1) 第一代——电子管计算机
时间：1946-1956年 标志：基本电子元件是电子管 内存：水银延迟线 外存：磁鼓、纸带、卡片、磁带 速度：每秒几千到几万次基本运算
软件：二进制的机器语言/汇编语言
3
课程特点：
• 各个部分自成系统 • 不要求复杂的理论 • 注重应用与实践
4
怎样学：
• 自觉学习，投入足够时间和精力 • 重视上机课的训练及课后练习实践 • 注重零散知识的积累 • 遇到问题及时解决
5
第一章 计算机基础知识
1.1 计算机的发展与应用 1.2 计算机中数据的编码 1.3 计算机系统的结构与组成
计算精度高
由于计算机是根据事先编好的程序自动、连续地工作，可以避免 人工计算可能因疲劳、粗心而产生的各种错误。 例如，圆周率π的计算，历代科学家采用人工计算只能算出小数点 后500位。1981年日本人曾利用计算机算到小数点后200万位，而目前已 计算到小数点后近2.7万亿位。
8
具有“记忆”和逻辑判断能力
36
进制的表示方法（书写规则）
1. 加圆括号，右下方注明基础：2，8，10 ，16
2. 在数的后面加字母来注明：
二进制 B；八进制 O；
十进制 D；十六进制 H；
(1101.11)2 = 1101.11B (A5.C)16 = A5.CH
37
1.十进制(Decimal)的特点
• 基本数字：0，1，…，9 基数：10 • 进(借)位规则为：逢十进一(借一为十) • 权：在十进制数中，各位的权分别如下 十进制 1 9 9 8. 2 1
4. 十六进制(Hexadecimal)的特点
• 数字符号：0~9及A~F
• 基数：16 • 进(借)位规则为：逢十六进一 (借一为十六)
40
数制间的转换
一、R进制转换为十进制
R进制转换为十进制按位权展开即可 • 二进制转换为十进制 (1101.101)2= 1×23＋ 1×22＋ 0×21＋ 1×20 ＋ 0×2－1＋1×2－2＋ 1×2－3= (13.175)10 • 八进制转换为十进制 (234.52)8= 2×82＋3×81＋4×80＋5×8－1 ＋2×8－2= (156.65625)10 • 十六进制转换为十进制 (C2D.9)16= C×162＋2×161＋D×160＋9×16－1 = (3117.5625)10
速度：每秒几百万次甚至上亿次的基本运算
软件：操作系统不断完善，应用软件已成一个产业 特点：体积小/耗电少/成本低/功能强/使用方便
代表机型：Intel微处理器系列/IBM4300系列/3080系
列/3090系列/最新的IBM9000系列
23
计算机第一定律——摩尔定律
单 位 时 间 执 行 的 指 令 数
手持机(Handheld PC)或称亚笔记本(Sub-notebook)，亚笔记本比 笔记本更小，更轻。其他手持设备则和电视机遥控器相仿。
30
3.计算机的应用
1、科学计算
科学计算是计算机最早的应用领域，计算机高速、高精确的运算 是人工计算望尘莫及的。现代科学技术中有大量复杂的数值计算，如 军事、航天、气象、地震探测等，都离不开计算机的精确计算。计算 机的应用大大节约了人力、物力和时间。
2、数据处理
数据处理也称为事务处理。使用计算机可对大量的数据进行分类、
排序、合并、统计等加工处理，例如人口统计、人事、财务管理、银
行业务、图书检索、仓库管理、预订机票、卫星图像分析等。数据处 理已成为计算机应用的一个重要方面。
31
3、过程控制
过程控制也称为实时控制，主要是指计算机在工业和军事方面的
41
二、十进制转换为二进制
• 整数的转换：辗转相除。除2取余，至商为零；余数倒 序排列
42
• 纯小数的转换：辗转相乘。乘2取整，达到精
应用。计算机能及时采集检测数据并按最优方案实现自动控制，如炼 钢过程的计算机控制、导弹自动瞄准系统、飞行控制调动等。
4、计算机辅助系统
计算机辅助系统包括计算机辅助设计(Computer Aided Design，
CAD)、计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing，CAM)、
(2) 第二代——晶体管计算机
时间：1957-1964年 标志：基本电子元件是晶体管 内存：磁芯存储器(几十万字) 外存：磁盘、磁带等 速度：每秒百万次基本运算 软件：ALGOL60/FORTRAN/COBOL等 特点(与第一代相比）：体积小/耗电少/成本低/功 能强 /使用方便 代表机型：IBM1401 / 7090/ 7094/7044 / UNIVACII/ 贝尔TRADIC 等
二进制 1 1 1 0 1. 0 1 1
各位权 24 23 22 • 二进制权的展开式
21
20
2-1
2-2 2-3
(10101.01)2=1×24 +0×23 +1×22 +0×21 +1×20 ＋0×2－1＋1×2－2
39
3. 八进制(Octonal)的特点
• 基本数字：0~7 基数：8 • 进(借)位规则为：逢八进一(借一为八)
5
各位权 103 102 101 100 10-1 10-2 10-3 • 权的展开式 (978.3)10 =9×102 +7×101 +8×100 +3×10-1
38
2.二进制(Binary)的特点
• 基本数字：0，1 基数：2 • 进(借)位规则：逢二进一(借一为二)
• 权：在二进制数中，各位的权分别如下
计算机能够根据各种条件来进行判断和分析，从而决 定以后的执行方法和步骤。还能够对文字、符号、数字的 大小、异同等进行判断和比较，从而决定怎样处理这些信 息。
具有自动运行能力
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。只要把包含一连串指令的处理程序输入计 算机，计算机便会依次取出指令，逐条执行，完成各种规
33
4.计算机的发展趋势
* 巨型化
主要指运算速度、存储容量和功能而言
* 微型化
主要指从台式向便携机、膝上机、掌上机发展
* 网络化
信息时代离了开网络，共享资源
* 智能化
越来越具有人的智能
* 多媒体化
34
1.2 计算机中数据的表示
1.2.1 数的表示
• 数制的定义：
数制是以表示数值所用的数字符号的个数来命名 的，并按一定进位规则进行计数的方法。
大学计算机基础
主讲人: 车银超 办公室: 工508 Email: cheyinchao@qq.com
1
参考书
• 《大学计算机基础》，翁梅、王丽娟， 中国农业出版社
• 《大学计算机基础》学习与实验指导， 王丽娟、翁梅，中国农业出版社
2
课程内容
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 计算机基础知识 Windows操作系统 字处理软件 Word 表格处理软件 Excel 网络基础及Internet 计算机安全常识
19
IBM公司于1958年制成 的1401及后续系列计算 机，是第二代计算机中 的代表，用户在当时可 以以每月2500美元的价 格租用IBM 1401
20
(3) 第三代——集成电路计算机
时间：1965-1970年 标志：基本电子元件是中小规模集成电路 内存：磁芯/半导体存储器 外存：磁盘、磁带等 速度：每秒几十万次到几百万次基本运算 软件：出现了高级语言BASIC等 特点：体积缩小/价格降低/功能增强/应用广泛 代表机型：IBM360系列/HONEYWELL6000系列/ 富士通F230系列
晶 体 管 数
百 万 条 每 秒
/
每18个月芯片能力增长一倍。
24
25
电子计算机发展阶段划分及各阶段特征表
26
1.1.2 计算机的分类及应用
2. 计算机的分类
1989.11美国电子电气工程师协会（IEEE）根据计算 机种类演变过程和发展趋势，分为4大类：
个人计算机(Personal Computer)，又称个人电脑，简称PC， 即通常我们所说的微型计算机（Microcomputer）； 小型机（Minicomputer）结构简单、成本较低、易于维护；
• 基数与位权：
– 数制使用的基本数字的个数称为基数。 – 数制每一位所具有的值称为位权。
35
“逢R进一，借一当R”
十进制 R=10，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
二进制
八进制
R=2 ，可使用0,1
R=8 ，可使用0,1,2,3,4,5,6,7
十六进制
R=16 ，可使用0~9,A,B,C,D,E,F
计算机辅助教学(Computer Aided Instruction，CAI)、计算机辅助工 程(Computer Aided Engineering，CAE)等。
32
5、人工智能
主要表现在以下三个方面： 机器人。“工业机器人”和“智能机器人”两类。前者用于完成重复 性的规定操作，通常用于代替人进行某些作业(海底、井下、高空作业)； 后者具有某些智能，具有感知和识别能力，能“说话”和回答问题。 专家系统。计算机具有某些方面专家的专门知识，使用这些知识来处 理这方面的问题。例如，医疗专家系统能模拟医生分析病情、开出药 方和假条。 模式识别。重点研究图形识别和语音识别。例如，机器人的视觉器官 和听觉器官，公安机关的指纹分析器，识别手写邮政编码的自动分信 机等，都是模式识别的应用。
11
12
13
14
15
16
wk.baidu.com
17
“埃德瓦克”( EDVAC)：电子离散变量计算机
第一个按照存储程序原理设计的计算机
“埃德沙克”( EDSAC)：电子延迟存储自动计算
机
第一台投入运行的存储程序计算机 1949年
“尤尼瓦克”(UNIVAC)：通用自动计算机
第一台投入运行的商品计算机 1951年
大型机（Mainframe） 具有大容量存储器、多种类型的I/O通 道，能同时支持批处理和分时处理多种工作方式；
巨型机(Supercomputer)，又称超级计算机、超级电脑。
27
（小 服型 务计 器算 ）机
巨型计算机 大 型 计 算 机
微 型 计 算 机
28
微型机：
29
通俗分类
服务器(Server)它有强大的处理能力、很大容量的存储器、以及快 速的输入输出通道和联网能力。 工作站(Workstation) 与高端微机的差别主要表现在工作站通常有 一个屏幕较大的显示器，以便显示设计图、工程图和控制图等。 台式机(Desktop PC)，它就是通常所说的微型机，由主机箱、 CRT显示器、键盘、鼠标等组成。 便携机(Mobile PC)或称笔记本(Notebook)，它的功能与台式机不 相上下，但体积小、重量轻。
特点：体积大/耗电多/速度低/造价高/使用不便 代表机型：ENIAC/EDVAC等
10
“埃尼亚克”(ENIAC 即Electronic Numerical
Integrator And Calculator)：电子数值积分计算机
世界上第一台电子计算机 1946年2月、在美国宾夕法尼亚大学，由美国陆军 阿伯丁实验室出资，由莫尔学院的莫奇莱(John W Mauchly)教授和埃克特(J Presper Eckert)博士等人设 计制造。
21
蓝色巨人
IBM于1964年研制出计算机历史上最成功的机型IBM S/360。
并因此得名。 IBM进一步巩固了自己在业界的地位，“蓝色巨 人”IBM几乎成为计算机的代名词。
22
通用性好，适用于各方面的用户，具有“360度”全方位的特点，
(4) 第四代——大规模集成电路计算机
时间：1971-至今 标志：基本电子元件是大规模、超大规模集成电路 内存：半导体存储器 外存：磁盘、磁带等
6
1.1 计算机发展与应用
• 电子计算机(Electronic Computer)
是一种高速、高精度、自动的具有记忆 和逻辑判断能力的信息处理电子设备。 代替人的部分脑力劳动，又称电脑。
7
计算机的特点
运算速度快 （1000万亿次/秒）
计算机的运算部件采用的是电子器件，其运算速度远非其他计算 工具所能比拟，而且，由电子管升级到晶体管，再升级到小规模集成电 路、中规模集成电路、大规模集成电路等，其运算速度还以每隔几年提 高一个数量级的水平不断发展。
定的操作，直到得出结果为止。
9
1.1.1 计算机的发展历史
计算机发展经历四个阶段
(1) 第一代——电子管计算机
时间：1946-1956年 标志：基本电子元件是电子管 内存：水银延迟线 外存：磁鼓、纸带、卡片、磁带 速度：每秒几千到几万次基本运算
软件：二进制的机器语言/汇编语言
3
课程特点：
• 各个部分自成系统 • 不要求复杂的理论 • 注重应用与实践
4
怎样学：
• 自觉学习，投入足够时间和精力 • 重视上机课的训练及课后练习实践 • 注重零散知识的积累 • 遇到问题及时解决
5
第一章 计算机基础知识
1.1 计算机的发展与应用 1.2 计算机中数据的编码 1.3 计算机系统的结构与组成
计算精度高
由于计算机是根据事先编好的程序自动、连续地工作，可以避免 人工计算可能因疲劳、粗心而产生的各种错误。 例如，圆周率π的计算，历代科学家采用人工计算只能算出小数点 后500位。1981年日本人曾利用计算机算到小数点后200万位，而目前已 计算到小数点后近2.7万亿位。
8
具有“记忆”和逻辑判断能力
36
进制的表示方法（书写规则）
1. 加圆括号，右下方注明基础：2，8，10 ，16
2. 在数的后面加字母来注明：
二进制 B；八进制 O；
十进制 D；十六进制 H；
(1101.11)2 = 1101.11B (A5.C)16 = A5.CH
37
1.十进制(Decimal)的特点
• 基本数字：0，1，…，9 基数：10 • 进(借)位规则为：逢十进一(借一为十) • 权：在十进制数中，各位的权分别如下 十进制 1 9 9 8. 2 1
4. 十六进制(Hexadecimal)的特点
• 数字符号：0~9及A~F
• 基数：16 • 进(借)位规则为：逢十六进一 (借一为十六)
40
数制间的转换
一、R进制转换为十进制
R进制转换为十进制按位权展开即可 • 二进制转换为十进制 (1101.101)2= 1×23＋ 1×22＋ 0×21＋ 1×20 ＋ 0×2－1＋1×2－2＋ 1×2－3= (13.175)10 • 八进制转换为十进制 (234.52)8= 2×82＋3×81＋4×80＋5×8－1 ＋2×8－2= (156.65625)10 • 十六进制转换为十进制 (C2D.9)16= C×162＋2×161＋D×160＋9×16－1 = (3117.5625)10
速度：每秒几百万次甚至上亿次的基本运算
软件：操作系统不断完善，应用软件已成一个产业 特点：体积小/耗电少/成本低/功能强/使用方便
代表机型：Intel微处理器系列/IBM4300系列/3080系
列/3090系列/最新的IBM9000系列
23
计算机第一定律——摩尔定律
单 位 时 间 执 行 的 指 令 数
手持机(Handheld PC)或称亚笔记本(Sub-notebook)，亚笔记本比 笔记本更小，更轻。其他手持设备则和电视机遥控器相仿。
30
3.计算机的应用
1、科学计算
科学计算是计算机最早的应用领域，计算机高速、高精确的运算 是人工计算望尘莫及的。现代科学技术中有大量复杂的数值计算，如 军事、航天、气象、地震探测等，都离不开计算机的精确计算。计算 机的应用大大节约了人力、物力和时间。
2、数据处理
数据处理也称为事务处理。使用计算机可对大量的数据进行分类、
排序、合并、统计等加工处理，例如人口统计、人事、财务管理、银
行业务、图书检索、仓库管理、预订机票、卫星图像分析等。数据处 理已成为计算机应用的一个重要方面。
31
3、过程控制
过程控制也称为实时控制，主要是指计算机在工业和军事方面的
41
二、十进制转换为二进制
• 整数的转换：辗转相除。除2取余，至商为零；余数倒 序排列
42
• 纯小数的转换：辗转相乘。乘2取整，达到精
应用。计算机能及时采集检测数据并按最优方案实现自动控制，如炼 钢过程的计算机控制、导弹自动瞄准系统、飞行控制调动等。
4、计算机辅助系统
计算机辅助系统包括计算机辅助设计(Computer Aided Design，
CAD)、计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing，CAM)、