第1节计算机概述
第一节 计算机基础知识讲义
第一节计算机的发展与应用复习目的：1、了解计算机的发展分类2、掌握计算机的工作原理、应用、病毒、操作系统3、要求对知识能熟练掌握之处，对重点内容能达到理解应用复习重点：1、计算机的工作原理2、计算机的发展、分类、应用3、计算机的病毒4、操作系统复习难点：计算机的性能指标的理解和应用高考指南：这部分主要题型是用于单选题，多选主要在病毒和操作系统。
计算机专业词汇测试也在这一章节复习过程及内容：一、计算机的工作原理1、概念：计算机是一种能接收和存储信息，并按照存储在其内部的程序对输入的信息进行加工、处理，然后把处理结果输出的高度自动化电子设备。
2、计算机工作原理也称冯.诺会依曼原理（称存储程序原理）[典型题型分析]1、世界上第一台电子计算机是（）年，由美国科学家（）发明的，其代号为ENIAC。
A、1945B、1946C、1947D、1948E、图灵F、福雷斯特G、莫奇里H、冯.诺依曼2.简述冯诺依曼原理的基本思想？（2004年高考题）二、计算机的发展按电子计算机所采用的元器件将其划分为四代（具体见P2页表1-1），从第四代的大、超大规模集成电路的出现进入微机时代（具体见P2页表1-2）[典型题型分析]1、第二代电子计算机的主要元件器件是（）A、电子管B、晶体管C、小规模集成电路D、大规模集成电路相对应的第一代、第三代、第四代的电子元件必须记下。
2、微型计算机的分代是根据（）划分的。
A、体积B、速度C、微处理器D、内存三、计算机的特点○1处理速度快：用MIPS（每秒执行多少百万条指令）来衡量○2计算精度高：用二进制码数来决定○3记忆能力强○4可靠的逻辑判断能力○5可靠性高，通用性强[典型题型分析]1、下列数据都表示为计算机处理数据的位数，（）的精度最高A、16位B、32位C、64位D、128位2、下列哪些是属于计算机的特点的是（）（多选）A、处理速度快B、可靠性高，通用性强C、连续性D、计算精度高F、信息管理四、计算机的性能指标○1主频：是指计算机CPU在单位时间内输出的脉冲数，定了计算机的运行速度，单位为MHZ。
计算机概述
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第1章
计算机概述
计算机的基本硬件结构
外（辅助）存储器
参见P8
数据、程序
输入设备
内（主）存储器
输出设备
处理结果
运 算 器
控 制 器
CPU 主机
说明： 表示控制流
表示数据流
图 8 上一页 下一页 返回首页 返本节
第1章
计算机概述
3.计算机的工作过程 通常把运算器和控制器做在一块半导体芯片上，称 为中央处理器(微处理器)，简称 CPU (Center Processing Unit)。 4.计算机的性能指标 1)主频 2)字长 3)内存容量 4)运算速度 5)存取周期
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第1章
计算机概述
天河一号 2009年10月底，由国防科技大学成功研制出峰值性能为每秒１２０６万亿次的“天河一号”超 级计算机。 每秒钟1206万亿次的峰值速度和每秒563．1万亿次的Linpack实测性能，使这台名为“天河一号” 的计算机位居同日公布的中国超级计算机前100强之首，也使中国成为继美国之后世界上第二个能 够研制千万亿次超级计算机的 国家。 这个速度意味着，如果 用“天河一号”计算一天， 一台当前主流微机得算160年。 “天河一号”的存储量，则相当于 4个国家图书馆藏书量之和。
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第1章
计算机概述
智能化 目前的计算机已能够部分地代替人的脑力劳动因此 也常称为“电脑”。但是人们希望计算机具有更多的类 似人的智能，比如：能听懂人类的语言、能识别图形、 会自行学习等等这就需要进一步进行研究。 近年来通过进一步的深入研究发现，由于电子电路的局 限性，理论上电子计算机的发展也有一定的局限，因此 人们正在研制不使用集成电路的计算机例如：生物计算 机、量子计算机、超导计算机等。
计算机
第一章计算机基础知识第一节计算机概述一、计算机的发展从1946年第一台电子计算机问世以来，根据表示计算机信息逻辑元件的不同，将计算机的发展分成４代。
1946年2月，世界上第一台计算机于美国宾州大学诞生，取名电子数字积分计算机，简称ENIAC。
这台机器使用了近18000个电子管、10000只电容和7000个电阻，总重30吨，功率150千瓦，占地170平方米，是花了近3年才完成的一项庞大工程。
它的原设计目的是为美国陆军弹道实验室计算弹道特性表。
虽然当时达到的速度仅有每秒5000次加、减运算，但它把计算一条发射弹道的时间从台式计算器所需的7～10小时缩短到30秒以下，使弹道实验室的近200名工程师从此摆脱了繁重的计算劳动。
ENIAC虽然只使用了九年多就停止使用，并且在我们今天看来它有诸多不够理想的方面，但是它的问世，表明了电子计算机时代的到来，它的出现具有划时代的意义。
（一）第一代计算机（1946～1956年）它的主要特征如下：①采用电子管作为逻辑开关元件，体积大、耗电量大、成本高，每秒运算速度仅为几千次。
②程序设计使用机器语言或汇编语言，还没有操作系统。
③ 存储容量小，初期用水银延迟线或静电存储器，容量仅有数千字节(KB)，后期采用磁鼓与磁心，容量有较大提高。
第一代计算机体积庞大，造价很高，仅限于军事和科学研究工作。
（二）第二代计算机（1955～1964年）①采用半导体晶体管作为逻辑开关元件，体积减小、重量减轻、能耗降低、速度加快，每秒运算速度达几十万次。
②程序采用汇编、高级语言设计，出现FORTRAN、COBOL、ALGOL等语言。
③存储容量增加，使用磁心作为主存储器，辅助存储器采用磁盘和磁带。
第二代计算机体积小、成本低、功能强、可靠性大大提高。
除了科学计算外，还用于数据处理和事务处理。
（三）第三代计算机（1964～1970年）① 采用中、小规模集成电路作为逻辑开关元件，从而使体积、重量进一步减小；运算速度和可靠性有了进一步提高，每秒运算速度达几十万次到几百万次。
计算机的基础知识
作者:蔡凤
5.计算机软件系统的组成
软件系统分为系统软件和应用系统软件 1>系统软件 功能:启动计算机,存储,加载和执行应用程 序,对文件惊醒排序,检索,将程序语言翻 译成机器语言等.
<1>操作系统 操作系统是控制和管理机算机软硬，软盘的程 序系统。是直接运行在计算机硬件上最基本的 系统软件，是系统软件的核心。方便使用计算 机，是用户和机算机的接口。 操作系统的5大功能模块: 1>处理器管理.当多个程序同时运行时,解决处 理器(cpu)时间的分配问题. 2>作业管理 3>存储器管理.为每个程序及其使用的数据分 配存储空间,并保证它们互不干扰. 4>文件管理 5>设备管理
1、十进制转换成二进制
2 2 64 32 0 0 0 0 0
8
8 8
64
8 1 0
0 0 1
2
2 2
16
8 4
2
2
2
1 0
4、八进制转换成十进制
100（8）=1×82+0×81+0×80 =64（10）
0
1
3、二进制转换成十进制
1000000（2）=1×26+0×25+0×24+0×23+0×22+0×21+0×20 =64（10）
DVD-ROM DVD-R/RW
应用软件 Word、Photoshop、3ds MAX…….
作者:蔡凤
3.计算机的五个基本部件
分为：运算器，控制器，存储器，物质输出 输入设备
作者:蔡凤
4.计算机的硬件及其功能
1)运算器的核心是加法器。 2）控制器是计算机的神经中枢，由它指挥全机各 个部件自动、协调地工作。 2)存储器：主要用来保存程序和数据，存储器应该 具备存数和取数功能。 3)输入设备是用来向计算机输入命令，程序、数据、 文本、图形、图像、等信息的。如：用键盘输入 数据，鼠标等。 4)输出设备：主要功能是将计算机处理后的各种内 部格式的信息转换为人们能识别的形式。如：将 内部用打印机, 绘图仪，显示器
计算机应用基础全部教案
计算机应用基础全部教案第一节：计算机基础知识概述计算机应用基础教案 011. 教学目标通过本课教学，学生应能够：- 理解计算机的定义及其基本组成部分；- 掌握计算机的工作原理，包括输入、处理、输出和存储；- 了解计算机的发展历程及其在社会中的广泛应用。
2. 教学重点- 计算机的定义和基本组成部分；- 计算机的工作原理。
3. 教学难点计算机的基本组成部分和其工作原理的深入理解。
4. 教学过程（1）引入计算机在现代社会中扮演着至关重要的角色，它们无处不在，并且在各个行业和领域发挥着作用。
那么，你知道计算机是如何工作的吗？本课将带领我们一起了解计算机应用基础知识。
（2）计算机的定义计算机是一种用于处理和存储数据的电子设备。
它由硬件和软件两部分组成。
硬件包括中央处理器、内存、输入设备、输出设备和存储设备等组件。
软件则包括操作系统、应用软件和编程语言等。
（3）计算机的基本组成部分- 中央处理器（CPU）：负责执行指令和进行数据处理的核心部件。
- 内存（Memory）：用于临时存储数据和程序的地方。
- 输入设备：用于将外部数据输入到计算机中，如键盘、鼠标等。
- 输出设备：用于将计算机处理后的数据输出到外部，如显示器、打印机等。
- 存储设备：用于永久保存数据和程序的设备，如硬盘、光盘等。
（4）计算机的工作原理- 输入：通过输入设备将外部数据输送到计算机中。
- 处理：中央处理器对输入的数据进行处理和计算。
- 输出：将处理后的数据通过输出设备展示给用户。
- 存储：将重要的数据和程序保存到存储设备中，以备后续使用。
（5）计算机的发展历程和应用计算机在过去几十年里取得了巨大的进步和发展。
第一台计算机只能进行简单的计算任务，而现在的计算机拥有强大的处理能力和巨大的存储容量。
计算机已广泛应用于各个行业和领域，包括科学研究、商业管理、医疗保健等。
5. 小结通过本节课的学习，我们对计算机的定义、基本组成部分和工作原理有了初步的了解，同时也了解到计算机在社会中的广泛应用。
信息技术基础知识
信息技术根底知识第一节计算机系统概述所谓计算机，是一种能接收、存储和处理数据，并能在存储指令程序控制下产生输出结果的快速、精确的符号加工系统，这一系统是在存储指令程序控制下工作的。
计算机系统由硬件和软件构成。
硬件是计算机系统中的实际装置，是系统的根底和核心(称为硬核)，一般由中央处理器〔CPU〕、存储器、输入/输出设备等组成，它以机器语言提供给程序员使用。
软件指的是操作系统、文本编辑程序、调试程序、汇编程序、编译程序、数据库管理系统、文字处理系统、视窗(Windows)软件、网络软件以及其它各种应用程序等，其中较低层次的程序〔如操作系统、汇编程序〕与硬件密切有关，而用户在使用高级语言或第四代语言编写程序时，根本上已与硬件的实现无关，但是硬件的结构和性能对程序处理的速度影响极大。
计算机软件和硬件在逻辑功能上是等效的，即某些操作可以用软件，也可以用硬件实现，因此软、硬件之间没有固定不变的分界面，而是受实际应用的需要以及系统性能价格比所支配。
从使用人员来看，机器的速度、可靠性、可维护性是主要的硬件技术指标。
具有相同功能的计算机系统，其软、硬件之间的功能分配可以有很大差异。
回忆计算机的开展历史可以看出，在早期，由于硬件昂贵，所以计算机的硬件比拟简单，尽量让软件完成更多的工作。
但是随着组成计算机的根本元器件的开展，其价格不断下降，性能不断提高，因而硬件本钱不断下降。
与此同时，随着应用的不断开展，软件本钱在计算机系统中所占的比例不断上升，这就造成了软、硬件之间的分界面的推移，即将某些由软件完成的工作交给硬件去完成，同时还提高了计算机实际运行速度。
第二节计算机硬件一、计算机的硬件组成组成计算机的根本部件有中央处理器〔CPU〕、存储器和输入/输出〔I/O〕设备。
图2-1是计算机硬件的根本组成。
图2-1 计算机硬件的根本组成二、输入/输出设备输入/输出设备一般由两局部组成，一局部是设备本身，另一局部是设备接口，用来控制并实现设备与主机之间的信息传送。
计算机应用基础 第一章 计算机基础概论
电子管计算机
早期使用大规模及超大规模 集成电路的微型计算机
晶体管计算机
中小规模集成电路计算机
当代的超级计算机
第一章 计算机基础知识
1.1 走进计算机世界--计算机的特点
• 高速、精确的运算能力 • 计算精度高 • 存储容量大 • 可靠性 • 具有逻辑判断功能 • 自动化程度高，通用性强
每秒上万亿次 小数点后200万位的π值 海量、可靠、速度快 连续无故障可达到几十万小时以上
设想：若现在世界上所有计算机有一个月不能正常运行，世界将变成什么样子？
第一章 计算机基础知识
1.1 走进计算机世界
计算机发展历程： 第一台计算机名叫 ENIAC，于1946年2月 在美国宾夕法尼亚大学诞生。
名字：ENIAC（埃尼阿克） 研制目的：军事上的需要 诞生时间：1946年 运算速度：5000次加法/秒 采用元器件：电子管（18,800个） 1500个继电器；30吨重；占地170平方米 意义：宣布了电子计算机时代的到来
13.6875 = （1101.1011）2
第一章 计算机基础知识
1.2 数制与编码--字符的二进制编码
• 目前计算机中字符编码普遍采用的是ASCII码 （美国标准信息交换码）。 • 一个ASCII码由 7位 二进制数组成，共能表示 128个 字符数据。 • 为了方便计算机处理，人们一般将ASCII码的最高位前增加一位0，凑成一个字节，便于
编语言 高级语言
操作系统
数据库、网络
巨型化、微型 化、网络、智 能、多媒体
应用范围
科学计算
科学计算、数据处理、 工业控制
科学计算、数据处理、 工业控制、文字处理、
图片处理
各个领域
第一章 计算机基础知识
计算机应用基础全套电子课件教案(完整版)
至今）
规模集成电路 统
通信及社会的各
网络操作系统 领域
三：计算机的特点
运算速度快 运算精度高 存储容量大 进行逻辑运算 可靠性高能 支持人机交互
四：计算机的分类
1：按性能分 巨型机、小巨型机、大型机、小型机、工作站和个 人计算机
2：按用途分 通用计算机和专用计算机
五：计算机的应用
科学计算 数据处理 辅助设计与制造
4、输入设备
输入设备是用来接收用户提供给计算机的原始数据，如 文字、图形、图像、声音等。常用的输入设备有键盘、 鼠标、扫描仪、光笔等。
5、输出设备
输出设备用于将存放在内存中由计算机处理 的结果以人们能接受的形式输出。常用的输 出设备有显示器、打印机、绘图仪等。
三、计算机的软件系统
计算机软件是指在计算机上运行的程序及其使用和维 护的文档。计算机软件分为系统软件和应用软件 1：系统软件 系统软件主要用于计算机系统内部的管理、控制和 维护计算机的各种资源的软件。如Windows XP操作 系统及其中的设备驱动程序等。 2、应用软件 应用软件是指计算机提供相应指令并实现某种用途 的软件，它们是为解决各种实际问题而专门设计的 程序。
（计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM） 教育信息化
（计算机辅助教学CAI、计算机辅助测试CAT） 电子商务 人工智能 网络通信 过程控制
六：计算机的发展趋势
巨型化 微型化 网络化 智能化 多功能化
第五代计算机的发展方向：智能化
第二节 计算机系统
1、计算机的组成 2、计算机的硬件系统 3、计算机的软件系统 4、计算机硬件系统和软件系统的关系
第三节 认识微型计算机
一、认识微型计算机的组成 二、认识主板系统单元 三、认识主板与外部设备的接口 四、认识外存储器
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
计算机基础及使用
目前使用最广泛的操作系统包括DOS，Windows和UNIX。 其中DOS属于(shǔyú)单用户单任务磁盘操作系统，曾是世界上最流
行的操作系统；Windows属于多用户多任务操作系统，它的窗口 式工作方式为用户提供了良好的工作界面，从而使用户更加简单、 方便地使用计算机。
第十六页，共一百一十页。
（6）信息高速公路。21世纪是一个信息时代，为了便于大
量信息快速交流，各国都在建设高速传递信息的通信骨干网络，并 且组成互联网，国际互联网（Internet）就是其中之一。任何人都 可以利用计算机辅助教学和通过计算机网络在家里听著名(zhùmíng) 教授讲课，也可以查阅世界各国部分图书馆的电子音像资料，以 及和其他人进行各种学术交流、传递信件和网上聊天等。
第二页，共一百一十页。
一、计算机的发展史 1946年2月，第一台电子计算机ENIAC（Electronic
Numerical Integrator And Computer）即“电子数字计算机”在 美国加州研制成功。这台计算机的诞生标志着电子计算机时代 (shídài)的到来，它的出现具有划时代(shídài)的意义。
处理器、存储器和输入/输出设备组成。
第二十一页，共一百一十页。
1．中央处理器 中央处理器简称为CPU，它是整个计算机的核心部分，由
运算器和控制(kòngzhì)器两个部件组成。运算器负责对数据进行算 术和逻辑运算；控制(kòngzhì)器负责对程序所规定的指令进行分析， 控制(kòngzhì)并协调输入、输出操作或对内存的访问。
第二十九页，共一百一十页。
2．应用软件 应用软件是除了系统软件以外的其他所有软件，它是用户利用计算 机及其提供的系统软件为解决各种实际问题而编制的计算机程序。由于 计算机已广泛应用于多个领域，因此，应用软件的种类也是各种各样(ɡè
《计算机基础知识》PPT课件
本节首页
微处理器的性能指标
字长：计算机一次能并行处理的二进制位数。 主频：微处理器运行的时钟频率 二级缓存 总线频率
1.1.5 微型计算机
本节首页
1.2 计算机中的数据
1.2.1 数制与进位计数制 1.2.2 二进制数的运算 1.2.3 数制转换 1.2.4 数据在计算机中的表示
(327)8
八进制数
(123)10
十进制数
(3B7)16
十六进制数
二进制数
1.2.1 数制与进位计数制
本节首页
常用进位计数制的对应关系
十进制
二进制 （B）
八进制 （Q）
十六进制（H）
十进制
二进制 （B）
八进制 （Q）
十六进制（H）
0
0000
0
0
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1000
10
8
1
0001
1
1
9
1001
11
9
2
0010
转换方法：按权展开求和。 即：将非十进制数写成按位权展开的多项式之和的形式，然后以十进制的运算规则求和。
【例1.10】将十六进制数2FE.8H转换为十进制数。 解：2FE.8H =2×162+F×161+E×160+8×16-1 =512+240+14+0.5=766.5
1.2.1 数制与进位计数制
进位计数制: 是指按进位的规则进行计数的方法。 进位计数制三要素： ① 数位：指数码在一个数中所处的位置，用±n表示； ② 基数：指在某种计数制中，每个数位上所能使用的数码的个数，用R表示； ③ 位权：指在某种计数制中，每个数位上数码“1”所代表的数值的大小。
计算机概述-教案
➢ 电子商务交易等）
小结总结，课堂测试
1.世界上第一台计算机是 1946 年在美国研制成功的，其英文缩写名为（）
A．EDSAC B．ENIAC C．EDVAC D．UNIVAC-I
2.1946 年首台电子数字计算机 ENIAC 问世后，冯.诺依曼（Von Neumann．在 找学生回答+
2.视频教学法：知识讲授部分使用微课视频，吸引学生自主学习，了解计算机 概述相关知识。
3．小组教学法：组织学生分小组讨论解决问题，通过讨论引导学生参与课堂， 应用知识，进而针对性地引导启发学生，发展学生的合作能力及探究能力。
三、时间分配
1.课程介绍（20 分钟） 2.引入新课（5 分钟） 3.计算机概述（50 分钟） 4.课堂测试（10 分钟） 机动（5 分钟）
每小时 150 千瓦，使用了 18800 多个电子管，内存容量为 16 千字节，字长为 12
位，运行速度仅有每秒 5000 次，且可靠性差。
➢ 第一代计算机（1946-1957）
元件：电子管
特点：体积大、造价高、速度慢
OS：无
语言：低级语言
应用领域：军事、科研
➢ 第二代计算机（1958-1964）
元件：晶体管
➢ 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。
其工作原理的核心是“程序存储”和“程序控制”，就是通常所说的“顺序存
授课教案附页
教学设计
说明
储程序”概念。
（3）总线结构
总线是连接微型计算机系统中各个部件的一组公共信号线，是计算机中传送
数据、信息的公共通道。
➢ 数据总线 DB：用于微处理器、存储器和输入/输出设备之间传送数据。
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
第17页/共76页
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
27
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
第39页/共76页
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
第二章第1节认识计算机(共16张PPT)
外存：长期存储程序和数据，容量大。主要有三种：软盘、硬盘和光盘。硬盘是一种硬质圆形磁表面存储媒体，不但存储量大，而且速度快，是目前计算机主要的存储设备。按光盘读/写功能来分：只读（CD-ROM）、一写多读（CD-R）和可擦型光盘。
存储容量：基本单位是字节（Byte）,一个字节由八位二进制数（Bit）组成。为了表示方便，还有千字节（KB）、兆字节（MB）、吉字节（GB）。 换算关系：1KB=210B=1024B 1MB=210KB=1024KB 1GB=210MB=1024MB
计算机系统结构
控制器、运算器
控制器：指挥、控制计算机运行的中心。作用：从存储器中取出信息进行分析，根据指令向计算机各个部分发出各种控制信息，使计算机按要求自动、协调地完成任务。 说明：中央处理器（CPU）是运算器和控制器的合称，是微型计算机的核心，习惯上用CPU型号来表示计算机的档次。例：80286、386、486、Pentium、PⅡ、PⅢ、P4、酷睿双核。
第二章 管理计算机
第1节 认识计算机
一、计算机的发展简史
计算机的发展分成四个阶段
世界上第一台电子计算机 ENIAC 1946年2月15日诞生于美国宾州大学
第一代计算机：电子管计算机 1946年～1957年
第二代计算机：晶体管计算机 1958年～1964年
第三代计算机：中小规模集成电路计算机 1965年～1970年
输入设备
输入设备：使计算机从外部获得信息的设备，包括文字、图像、声音等信息。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、话筒、手写汉字输入设备，数码相机、触摸屏等。
输出设备
输出设备：计算机中把信息处理的结果以人们能够识别的形式表现出来的设备。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪。
计算机基础知识
第一章计算机基础知识第一节计算机概述一、计算机的产生和发展1、定义：电子计算机是一种能够根据程序指令自动进行数据运算和逻辑判断的电子设备，简称计算机，俗称电脑，英文名称是computer。
2、产生：1946年2月，美国，ENIAC ，用于计算子弹道轨迹计算，主要组成元器件是电子管。
ENIAC只能进行简单的数据运算，其功能远远比不上现在的一台普通计算机。
3、发展：随着电子技术的发展，计算机的发展突飞猛进，不断更新换代，其体积是越来越小，功能越来越强，价格越来越低。
计算机的发展经历了电子管、晶体管、集成电路和大规模集成电路四个时代。
二、计算机的特点（多选）1、运算速度快2、精确度高3、具有存储记忆和逻辑判断能力（判断）计算机不仅能够进行判断，还可以把数据、程序等信息储备起来，以供调用。
4、具有智能化特点5、具有高度的可靠性、通用性和广泛的兼容性。
计算机种类比较多，不同厂家、型号的计算机可以通用，软件的兼容性也逐步提高。
三、计算机的应用（多选）1、科学计算：科学计算是计算机最早应用的领域例如“航天飞机、人造卫星、天气预报2、数据处理：指计算机对数据进行记录、整理、统计、加工、利用、传播等一系列活动的总称。
（多选）企业利用计算机实现财务管理、人事工资管理、仓储管理、销售管理等管理信息系统；银行的通存通兑3、办公自动化4、自动控制5、计算机辅助设计6、人工智能四、计算机的分类（流程）巨型机、大型机、小型机、微型机（又称微机或PC,是我们目前所常用的）、便携机、手持机第二节计算机系统的组成原理一、计算机系统的组成1、计算机系统的组成一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。
计算机硬件系统是构成计算机的所有实体。
（多选）计算机软件是指挥计算机进行工作的各种程序的集合,包括程序、数据和有关的文档资料。
二者的关系（判断）：计算机硬件是计算机系统运行的物质基础，软件是计算机的灵魂。
硬件配置再好，没有软件难以发挥作用，而软件也必须在硬件的支持下才能发挥作用。
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数制转换
2. 十进制转化成 r 进制
整数部分：除以 r取余数，直到商为0，余数从右 到左排列。 小数部分：乘以 r取整数，整数从左到右排列。
整数部分：除以 r取余数，直到商为0，余数从右 到左排列。 小数部分：乘以 r取整数，整数从左到右排列。
例 100.345=110~0100.01011B
2 100
0 11 0
110011
N= 数符尾数2阶符阶码
尾数的位数决定数的精度
阶码的位数决定数的范围
带符号数的表示
(2)反码 [X]反=
0X 0<=X +7： 00000111
1|X| X<=0 0X 0<=X 1|X| X<=0
- 7： 10000111 +7： 00000111 -7：11111000
128个常用字符，用7位二进制编码，从0到127
控制字符：0～32，127；普通字符：94个。例如：
“a”字符的编码为1100001，对应的十进制数是97；
换行
0AH
10
回车
0DH
13
空格 ‘0’～‘9’ ‘A’～‘Z’ ‘a’～‘z’
20H 30H～39H 41H～5AH 61H～7AH
32 48～57 65～90 97～122
21世纪高等学校计算机科学与技术规划教材
大学计算机科学基础
课件改编：江汉大学 2012.8.
第一章 计算机概述
1.1 计算机发展史 1.2 计算机基本功能 1.3 数制 1.4 数据在计算机中的表示与存储
什么是现代计算机？
计算机是一种无须人工干预，能对各种信 息进行存储和快速处理的电子设备。
现代计算机是电子驱动的，其本质特征是 存储控制，即将事先编好的“程序”（指令 和数据）存入“存储器”中，然后计算机就 可以按照程序步骤自动连续执行。
下一代计算机
(1) 智能计算机：它是一种有知识、会学习、能推理的计算机， 具有能理解自然语言、声音、文字和图像的能力，它可以利 用已有的和不断学习到的知识，进行思维、联想、推理，并 得出结论，能解决复杂问题，具有汇集、记忆、检索有关知 识的能力。
超导计算机：
超导计算机：是使用超导体元器件的高速计算机。所谓 超导，是指有些物质在接近绝对零度(相当于-269摄氏度) 时，电流流动是无阻力的。这种电脑的耗电量仅为用半 导体器件制造的电脑所耗电量的几千分之一，它执行一 个指令只需十亿分之一秒，比半导体元件快10倍。
存储程序工作原理
计算机的两个基本能力：一是能够 存储程序，二是能够自动地执行程序。
计算机是利用“存储器”（内存）
来存放所要执行的程序的，而称之为
CPU的部件可以依次从存储器中取出程
序中的每一条指令，并加以分析和执行，
直至完成全部指令任务为止。
John von Neumann 冯•诺依曼
冯·诺依曼结构框图
为纪念图灵对计算机的贡献， 美国计算机博物馆于1966年 设立了“图灵奖”
计算机的体系结构
➢ 冯·诺依曼结构（程序存储式电子数字自 动计算机方案）— 计算机硬件体系结构 由五个基本部件：输入器、输出器、控 制器、运算器和存储器组成。
➢ “二进制”表示数据和指令,采用”程序 存储”的控制方式.
冯·诺依曼理论要点
年份 1946~1953 1954~1964 1965~1970
1971~今 新一代
电路 电子管 晶体管
特点 磁鼓、磁带 磁芯、磁盘
集成电路
终端访问
大、超大规模 集成电路
个人计算机
突破冯·诺依曼式的计算机结构
未来新一代计算机
➢ 超导计算机 ➢ 量子计算机 ➢ 光子计算机 ➢ 生物计算机 ➢ 神经计算机
2C1D(H)=0010 1100 0001 1101(B) 2 C1 D
7123(O)=111 001 010 011(B) 7123
数制转换
4. 二进制转化成八进制和十六进制 整数部分：从右向左进行分组。 小数部分：从左向右进行分组。 转化成八进制三位一组。 转化成十六进制四位一组，不足补零。 11 0110 1110.1101 01(B)=36F.D4(H) 36 F D4 1 101 101 110.110 101(B)= 1556.65(O) 15 5 6 6 5
十六进制(H)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
数制
在表述数制的时候，通常我们采用如下方法。 1、在数字的后面，用特定字母表示该数的进制。
二进制B，十进制D(可省略)，八进制Q或O， 十六进制H。如16，10000B，20Q，10H。
2、也可以用( )基数的形式表示不同进制的数， 如(16)10，(10000)2，(20)8，(10)16。
ASCII码
注意： ⑴十进制数字的ASCII码与它们的二进制值的区
别； ⑵已知某字符的ASCII码，求另一字符的ASCII
码。
1.4.3 汉字的表示方法
汉字编码包括： 国标码 机内码 输入码 字形码
国标码
1980年我国颁布了《信息交换用汉字编码字 符集·基本集》代号为( GB2312－80)，是国 家规定的用于汉字信息处理使用的代码依据， 这种编码称为国标码。
2 50 0
2 25 0
2 12
1
26
0
23
0
1
1
0
1
0.345 2
0.690 2
1.380 2
0.760 2
1.520
2 1.04
8 100
8 12
4
81
4
0
1
16 100
16 6
4
0
6
100=144Q=64H=1100100B
数制转换
3. 八进制和十六进制转化成二进制 每一个八进制数对应二进制的三位。 每一个十六进制数对应二进制的四位。
使用两个字节长度的编码，即用两个ASCII码 表示一个汉字 。
共收录了6763个常用汉字和682个非汉字字
符(图形、符号)，其中一级汉字3755个，以
约瑟夫逊超导元件，使用铌系列超导材料
生物计算机
科学家发现，蛋白质有开 关特性，用蛋白质分子 作元件制成集成电路， 称为生物芯片。使用生 物芯片的计算机称为蛋 白质电脑，或称为生物 电脑。用蛋白质制造的 电脑芯片，存储量可以 达到普通电脑的10亿倍。 生物电脑元件的密度比 大脑神经元的密度高 100万倍，传递信息的 速度也比人脑思维的速 度快100万倍
1.4 数据在计算机中的表示
1. 数值数据的表示 2. 西文字符数据的表示 3. 汉字的表示 4. 多媒体数据的表示
1.4.1 数值数据的表示（简）
纯二进制数形式，如定点数、浮点数、 机器数（原码、反码、补码）等等。
BCD码 即1个十进制位用4个二进制位表述。 如50D=0101 0000B
思考：计算器和计算机的区别。
1.1 计算机发展史
1. 早期计算工具的发展 2. 现代计算机的产生 3. 现代计算机的发展
早期人类追求的计算工具
加法器
Charles Babbage
1642 Blaise Pascal 1822 差分机
电子计算机时代
ENIAC
MARK I
1833 分析机
早期计算机
微处理器集成度发展示意图
晶 体 管 数 目
2,300
420,000,000
0.18微米芯片
0.10微米芯片4004
奔腾4
1.2 计算机基本功能
1. 计算机的主要应用领域 2. 计算机的分类
1.2. 1 计算机的主要应用领域
科学计算 数据处理，如管理信息系统（MIS），资源规划
系统（MRP）和电子信息交换系统（EDI）等。 自动控制 计算机辅助工程 ，如计算机辅助设计(CAD ) ，
数值
带符号数的定点数表示 1 0 1 0 1 1 0 0
小数点 定点小数
S 定点整数
符号位 “0”表示正 、 “1”表示 S负
小数点
无符号位
浮点数表示
阶符 阶码 数符 尾数
定点整数
定点小数
规格化的形式：尾数的绝对值 大于等于0.1并且小于1，从而 唯一地规定了小数点的位置。
110.011(B)==0.110011×2+11
经过特殊培养后制成的生物芯片
神经网络计算机
模仿人的大脑判断能 力和适应能力，并具 有可并行处理多种数 据功能的神经网络计 算机。
它本身可以判断对象的 性质与状态，并能采 取相应的行动，而且 它可同时并行处理实 时变化的大量数据， 并引出结论。
大规模神经集成电路进行检测
摩尔定理
单
晶 体 管 数
位
时
程序+ 数据
反 馈 信 号
输入 设备
请响 求应 信信 号号
运算器
存 取数 数
（内）存储器
指 地令 址
控制器
数据流
操
控制流
作
命
令
输出 处理 设备 结果
响请 应求 信信 号号
1.1.2 现代计算机的发展
1. 现代计算机发展的5个时代 2. 微机的产生
现代计算机发展的5个时代
时代 第一代 第二代 第三代 第四代 第五代
计算机是使用相应的程序来完成任何设定好 的任务。
需要：
图灵机是一种思想模型，
（1）存储器，用于贮存它计由算三结部果分；组成：
（2）一种语言，表示运一算个和控数制字器；，一条可以无限延
(3)扫描；
伸的带子和一个在带子上左右
（4）计算意向，即在计移算动过的程读中写下头一。步打算做什么；
（5）执行下一步计算