第一章 计算机基础知识

第一章计算机基础知识

1.1 计算机概述

1.电子计算机的发展

世界上第一台名为ENIAC的数字电子计算机于1946年诞生在美国宾夕法尼亚大学，在半个世纪的飞速发展过程中经历了4个时代。

2.微型计算机的发展

1971年由美国Intel公司的工程师马西安·霍夫（M·E·Hoff）设计了世界上第一台名为MCS-4的4位微型计算机。该机是由一片4位微处理器Intel 4004 、一片320位（40字节）的随机存取存储器、一片256字节的只读存储器和一片10位的寄存器通过总线连接起来的。

3.计算机的分类

4.计算机的应用

(1) 科学计算

如：计算量大、数值变化范围大的天文学、量子化学、空气动力学、核物理学和天气预

报等领域中的复杂运算。

(2) 数据处理

是计算机应用的一个重要方面，如：办公自动化、企业管理、事务管理、情报检索等非

数值计算的领域。

(3) 过程控制

如：冶金、石油、化工、纺织、水电、机械、航天等现代工业生产过程中的自动化控制。

(4) 计算机辅助系统

计算机辅助设计CAD：如飞机、船舶、建筑、机械、大规模集成电路等的设计。

计算机辅助制造CAM：用计算机进行生产设备的管理、控制和操作。

计算机辅助教育CBE：如计算机辅助教学CAI、计算机辅助测试CAT、计算机管

理教学CMI

(5) 人工智能 AI

是计算机应用研究的前沿学科。

(6) 信息高速公路（此即“国家信息基础设施”NII的俗称）

我国已建立的大型计算机应用工程��"金"字工程：

金桥工程(全国经济信息网)

金卡工程(金融信息网)

金关工程(外贸海关信息网)

金智工程(教育科研信息网)

(7)电子商务

利用国际互联网Internet 进行网上商务活动，始于1996年，现已发展迅速，全球已有许多企业先后开展了“电子商务”活动。

2.1 信息在计算机内的表示

1. 基本概念

数据：是对事实、概念或指令的一种特殊表达形式，这种特殊的表达形式可以用人工的方式或用自动化的装置进行通信、翻译转换或者进行加工处理。

它包括数字、文字、图画、声音、活动图象等。

数据处理：是对数据进行加工、转换、存储、合并、分类、排序与计算的过程。

信息：是对人有用的数据。

媒体：是承载信息的载体。

包括：感觉媒体、表示媒体、存储媒体、表现媒体、传输媒体。

2. 数制

（1）计算机中常用的几种进制一览表

基数r=2 r=8 r=10 r=16

数符0，1 0，1，…，7 0，1，…，9 0，1，…，9，A，B，C，D，E，F

权2i8i10i16i 形式表示 B O D H

（2）不同进制之间的转换

转换方式示例

(3) 计算机中采用二进制码的原因

·二进制码在物理上最容易实现

·二进制数的编码、记数、加减运算规则简单

·二进制码的两个符号“1”和“0”正好与逻辑命题的两个值“是”和“否”相对应，便于计算机实现逻辑运算。

（4）二进制数的运算

运算规则一览表

（5）计算机中带符号数的表示

计算机中规定一个数的最高位代表符号，该位为0表示正，该为为1表示负。

例： 00110100 代表 +52 被称作机器数

10110100 代表 -52

而： +0110100 代表十进制数 +52 被称作机器数的真值

-0110100 代表十进制数 -52

机器数的三种表示法

引进补码的目的：

在二进制的算术运算中，乘法采用加法和移位来完成，除法采用减法和移位来完成。

而在计算机中为节省设备，只设加法器，故引进补码运算来将减法运算转换成加法运算。

计算机中，凡是涉及带符号数都一定是用补码表示的，运算的结果也用补码表示。

（6）二进制数的表示范围

3. 常用的信息编码

二进制编码的由来：由于计算机需要处理各种数据，而它只能识别二进制数，故对字符要用若干位二进制码来表示。

（1）二- 十进制码�� BCD码（二进制编码的十进制）

定义：用二进制编码来表示十进制数的编码。

特点：保留了十进制的权，而数字用0和1的组合来表示。

最常用的BCD码是8421码。

8421码：用4位二进制数来表示1位十进制数，且逢十进位。

如：（0110）BCD=（6）D，（0001 0101）BCD=（15）D

命名由来：因4位二进制数中从左至右的各位的权分别为：23=8，22=4，21=2，

20=1，即权重依次为8，4，2，1，故被称为8421 BCD码。

注意不能与二进制数混淆起来。

例：（0100 0111）BCD =（47）D（01000111）B=（71）D

（2）美国标准信息交换码 ASCII

ASCII码是目前计算机中用得最普遍的字符编码。每个字符用7位二进制编码表示，在计算机中用一个字节（8位）来表示一个ASCII码，其第8位除在传输中作奇偶校验用外，一般保持为0。

ASCII码是由128个字符组成的字符集，其中编码值0～31（0000000～0011111）不对应任何可印刷字符，常称为控制符，用于计算机中的通信控制或对计算机设备的功能控制；编码值32（0100000）是空格字符SP；编码值127（1111111）是删除控制DEL；其余94个字符称为可印刷字符。

（3）汉字的编码

数字编码：用一串数字表示一个汉字的输入。常用的有国标区位码（GB3212-80），它将6763个两级汉字分成94个区，每个区94

输入码：位，区码和位码各两位十进制数字，即每个汉字用4位数字表示。

拼音码：以汉语读音为基础的输入方法。如：全拼、双拼

字形编码：以汉字的形状确定的编码。如：五笔字形、表形码

内部码：在设备和信息处理系统内部存储、处理、传输汉字用的代码。一般用两个字节（2个8位码）来存放一个汉字机内码，且最高位均为1。WIN95中现采用中西文统一编码“Unicode”（2字节编码），支持2万多汉字，我国确定为GB13000。为兼容GB2312，又推出了“国标汉字扩充码”GBK。

字形码：用点阵、矢量函数等方式表示的汉字字形的字模码。由于一个16×16点阵的汉字就要占用32个字节，故字模点阵只能用来构成字库，而不能用于机内存储。

各种代码之间的关系：

1．3 计算机系统

1. 计算机系统的组成