计算机基础知识教案

1.2 数制与编码(10)
4.计算机采用二进制的原因 ⑴电路简单：计算机是由逻辑电路组成， 而逻辑电路通常只有两个状态。 ⑵可靠性高：两个状态表示的二进制两个 数码，数字传输和处理不容易出错。 ⑶运算简单：二进制运算法则简单。 ⑷逻辑性强 计算机工作原理是建立在逻辑运算基础上 的，逻辑代数是逻辑运算的理论依据。
1.1 计算机概述(5)
3.计算机的发展阶段
代别 电子器件 存储器 运算速度 处理方式 应用领域 典型机种 第四代 1970-现在 大规模和超大 电子管 晶体管 集成电路 规模集成电路 延迟线,磁鼓 磁芯,磁鼓 半导体存储器 半导体存储器 磁带,纸带 磁带,磁盘 磁带,磁盘 磁盘,光盘 5000-几万 几十万-百万 百万-几百万 几百万-几亿 次/秒 次/秒 次/秒 次/秒 机器语言 监控程序 实时处理 分时处理 汇编语言 编译语言 操作系统 网络操作系统 科学计算 ～数据处理 ～过程控制 各行各业 ENIAC EDVAC IBM7090 CDC6600 IBM360 PDP-11 VAX-11 IBM-PC 第一代 1946-1957 第二代 1958-1964 第三代 1965-1969
1.2 数制与编码(9)
②十六进制数转换成二进制数
可概括为一位拆四位。即把一位十六进制 数写成对应的四位二进制数，然后按权连接即 可。例如： (123.EF)16=(?)2 1 2 3 . E F (十六进制) 0001,0010,0011.1110,1111 (二进制) (123.EF)16=(100100011.11101111)2 十进制数:512D或512 二进制数:1011B 八进制数:127Q 十六进制数:A8H
电子管:18800只 电阻:70000个 电容:10000只 继电器:1500个 耗电:140kW/h 占地:170m2 重量:30吨 速度:5000次/秒
1.1 计算机概述(3)
ENIAC的主要任务是分析炮弹轨迹。 当ENIAC公开展出时,一条炮弹的轨道用20 秒就能算出来，比炮弹本身的飞行速度还快。
3.乘法运算 法则：0×0=0 1×0=0 0×1=0 1×1=1 例如：(1011.01)2×(101)2=(111000.01)2 二进制乘法运算可归结为加法与移位。 4.除法运算 法则：0÷0=0 1÷0=(无意义) 0÷1=0 1÷1=1 例如：(100100.01)2÷(101)2=(111.01)2 二进制除法运算可归结为减法与移位。
0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17
十六进制
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
1.2 数制与编码(5)
3.不同进制之间的转换 ⑴二进制数与十进制数的互换 ①二进制数转换成十进制数 采用按权展开式求和，就可把二进制数转 换成十进制数。例如：
1.1 计算机概述(6)
4.计算机的发展趋势 ⑴巨型化(功能巨型化) 巨型化是指具有高速运算、大存储容量和 功能强大的巨型计算机系统。如ILLIAC-IV、银 河机。 ⑵微型化(体积微型化) 包括台式微机、笔记本电脑、掌上电脑。 ⑶网络化(资源网络化) 网络化是指利用通信技术和计算机技术， 把分散在不同地点的计算机互联起来，按照网
1.2 数制与编码(4)
几种进位计数制的对应wenku.baidu.com系
十进制
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
二进制
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
八进制
1.1 计算机概述(4)
冯· 诺依曼(Von Neumann)与计算机结构理论
①1946年6月发表“电子计算机装置逻辑 结构初探”论文 ②采用电子元件的计算机应使用二进制 ③程序应保存在存储器中(存储程序) ④EDVAC(离散变量自动电子计算机)
图灵(Turing)与现代计算机的设计思想
①1936年提出“理想计算机”，论文题目 是论可计算数及其在判定问题的应用 ②加、减和比较运算能完成许多数学计算 ③通用图灵机是现代通用数字计算机的数 学模型，它把程序和数据都以数码形式存 储，属“存储程序”型计算机
1.2 数制与编码(11)
二、二进制的算术运算 1.加法运算 法则：0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10(逢二进一) 例如：(1011011)2+(1010.11)2=(?)2 1011011 +) 1010.11 1100101.11 (1011011)2+(1010.11)2=(1100101.11)2
1.2 数制与编码(14)
三、二进制的逻辑运算 1.什么是逻辑运算 逻辑是指条件与结论之间的关系，因此逻 辑运算是指对因果关系进行分析的一种运算。 逻辑运算的结果并不表示数值大小，而是 表示一种逻辑概念，若成立用真或1表示,若不 成立用假或0表示。 2.三种基本逻辑运算 ⑴与运算(逻辑乘法) 两个二进制数进行与运算是按位进行的。
1.1 计算机概述(11)
五、计算机的应用领域 1.科学计算 它是指利用计算机来完成科学研究和工程 技术中提出的数学问题的计算。 2.信息处理 信息处理是指对各种信息进行收集、存储 、整理、分类、统计、加工、利用和传播等一 系列活动的统称。 3.过程检测与控制 它是指用计算机及时采集检测数据，按最
二、计算机的发展简史 1.早期的计算工具 东方的创造：算筹、算盘 西方的灵感：机械式计算工具 机械-电动式计算机 2.电子计算机的诞生 1946年2月,美国宾夕法尼亚大学物理学家 莫克利和电气工程师埃克特研制成功了世界上 第一台通用电子数字计算机(ENIAC)。
1.1 计算机概述(2)
ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator) 电子数值积分计算机
1.1 计算机概述(8)
三、计算机的特点 1.运算速度快(每秒数万亿次) 2.计算精度高(理论上不受限制) 3.存储能力强(中等规模图书馆) 4.具有逻辑判断能力 (算术运算、逻辑运算、判断比较) 5.具有自动执行能力(无需人工干预)
1.1 计算机概述(9)
四、计算机的分类 1.按计算机用途分类 ⑴通用计算机：它是为了能解决多种类型 的问题，具有较强的通用性而设计的计算机。 ⑵专用计算机：它是为了解决一个特定的 问题而专门设计的计算机。 2.按计算机性能分类 ⑴巨型机(Giant Computer) 它是指运算速度超过每秒1亿次的高性能计 算机，如Cray系列机、银河系列机。
1.2 数制与编码(8)
⑶二进制数与十六进制数的互换 ①二进制数转换成十六进制数 可概括为四位并一位。即以小数点为基准 ，整数部分从右到左，小数部分从左到右，每 四位一组，不足四位添0补足,然后把每组的四 位二进制数按权展开相加，得到相应的一位十 六进制数码，再按权的顺序连接即得相应的十 六进制数。例如：(1011110.00011)2=(?)16 (0101,1110.0001,1000)2=(5E.18)16 5 E . 1 8
0 -1
十六进制 0,1,„,9, A,B,C,D,E,F 16 逢十六进一 借一当十六 i 16 Hexadecimal
-m
注：①i 为整数 ②(N)R=an-1R +an-2R +„+a1R +a0R +a-1R +„ +a-mR 其中：R 表示基数，a 表示某进制的数码
③几种进位计数制的对应关系
第1章 计算机基础知识
1.1 计算机概述
一、什么是计算机 计算机是一种能对各种信息进行存储和高 速处理的工具或电子机器。 对上述定义要强调两点： ①计算机不仅是一个计算工具，而且还是 一个信息处理机。 ②计算机不同于其它任何机器，它能存储 程序，并按程序的引导自动存取和处理数据。
1.1 计算机概述(1)
1.1 计算机概述(7)
络协议相互通信，以使所有用户均可共享软件 、硬件和数据资源的目的。如Internet。 ⑷智能化(处理智能化) 智能化就是要求计算机能模拟人的感觉和 思维能力。如专家系统和智能机器人。 5.未来计算机的展望 ⑴神经网络计算机：神经元 ⑵生物计算机：生物芯片 ⑶光子计算机：光子代替电子
(101.1)2=1*22+0*21+1*20+1*2-1=(?)10
②十进制数转换成二进制数 十进制数有整数和小数两部分。在转换时, 整数部分采用除2取余法,小数部分采用乘2取整 法。例如： (105.625)10=(?)2
1.2 数制与编码(6)
⑵二进制数与八进制数的互换 ①二进制数转换成八进制数 可概括为三位并一位。即以小数点为基准 ，整数部分从右到左，小数部分从左到右，每 三位一组，不足三位添0补足,然后把每组的三 位二进制数按权展开相加，得到相应的一位八 进制数码，再按权的顺序连接即得相应的八进 制数。例如:(1011100.00101011)2=(?)8 (001,011,100.001,010,110)2=(134.126)8 1 3 4 . 1 2 6
1.2 数制与编码(12)
2.减法运算 法则：0-0=0 0-1=1(借一当二) 1-0=1 1-1=0 例如：(1010110)2-(1111.11)2=(?)2 1010110 -) 1111.11 1000110.01 (1010110)2+(1111.11)2=(1000110.01)2
1.2 数制与编码(13)
1.2 数制与编码(15)
与运算规则： 0∧0=0 0∧1=0 1∧0=0 1∧1=1 例如：10111001∧11110011 = ? 10111001 ∧) 11110011 10110001 10111001∧11110011 = 10110001
1.2 数制与编码(2)
任何进位计数制的要素： ①基数：它是指各种进位计数制中允许选 用基本数码的个数。例如十进制的数码有： 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 则十进制的基数为10。 ②权值：每个数码所表示的数值等于该数 码乘以一个与数码所在位置相关的常数，这个 常数叫做权值。例如： 123.4=1×102+2×101+3×100 +4×10-1
1.1 计算机概述(10)
⑵大型机(Large-Scale Computer) 它是指运算速度在每秒100万次～几千万次 的计算机,如IBM,DEC,日立等都是大型机厂商。 ⑶中型机(Medium-Scale Computer) ⑷小型机(Minicomputer) DEC PDP-11, VAX-II, DJS-130 ⑸微型机(Microcomputer) IBM PC/XT/AT,386,486,Pentium,苹果机 IEEE-1989：巨型机、小巨型机、大型机、 小型机、工作站、个人计算机六大类。
1.1 计算机概述(12)
优值迅速地对控制对象进行自动调节或控制。 4.辅助技术与制造 ⑴计算机辅助设计--CAD ⑵计算机辅助制造--CAM CIMS--计算机集成制造系统 ⑶计算机辅助教学--CAI 5.人工智能 人工智能是用计算机来模拟人的感应、判 断、理解、学习、问题求解等人类智能活动。 6.网络应用
1.2 数制与编码(7)
②八进制数转换成二进制数 可概括为一位拆三位。即把每一位八进制 数写成对应的三位二进制数，然后按权连接即 可。例如： (123.67)8=(?)2 1 2 3 . 6 7 (八进制) 001,010,011.110111 (二进制) (123.67)8=(1010011.110111)2
1.2 数制与编码(1)
一、数制及其转换 1.什么是进位计数制 ⑴非进位计数制 其特点是：表示数值大小的数码与它在数 中的位置无关。典型的非进位计数制是罗马数 字，例如,罗马数字中:Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,┄,Ⅹ ⑵进位计数制 其特点是：表示数值大小的数码与它在数 中的位置有关。例如，十进制数 123.45
1.2 数制与编码(3)
2.几种进位计数制
数制 数码个数 基数 规则 权 形式表示 十进制 0,1,„,9 10 逢十进一 借一当十 i 10 Decimal
n-1 n-2
二进制 0,1 2 逢二进一 借一当二 i 2 Binary
1
八进制 0,1,„,7 8 逢八进一 借一当八 i 8 Octal