A班-第1章 计算机基础概述

晶体管计算机
晶体管
数据处理 广泛应用到 各个领域
网络时代
第三代
1965～1970 第四代 1971年～现在 第五代
集成电路计算机
中小规模
集成电路
大规模集成电 路 光子、量子、 DNA等
高级程序
设计语言 面向对象的 高级语言
集成电路计算机
未来计算机
1.1.3 计算机的特点及分类
1）运算速度快: 浪潮的“天梭”系列高性能计 算机，其运算速度已达到1.0752万亿次/秒。 2）计算精度高：目前计算机的字长有32位、64 位、128位等。数值的计算精度达到小数点后 几十位是很容易的。 3）存储容量大：计算机的存储性是计算机区别 于其他计算工具的重要特征。 4）可靠性高：计算机在数据的计算及加工处理 上差错率极低，除非程序设计有问题或硬件 出现故障，一般不会出现差错。
注意：在不至于产生歧义时，可以不注明十进 制数的进制。
2. 十进制数转化为二进制数、八进制、十六进 制数 十进制数的整数部分和小数部分在转换时需 作不同的计算，分别求值后再组合。
十进制数转化为二进制数：整数部分采用除 2取余法，即逐次除以2，直至商为0，得出的余 数倒排，即为二进制各位的数码。小数部分采用 乘2取整法，即逐次乘以2，从每次乘积的整数部 分得到二进制数各位的数码。(参见下例)
1.1.3 计算机的特点及分类
5）自动化程度高：能够在人们预先编制好的程 序的控制下自动工作，不需要人工干预。
6）具有逻辑判断能力：计算机不仅能够进行算 术运算，还具有逻辑判断能力，使得计算机 可以进行逻辑推理和定理证明等具有逻辑加 工方面的工作。 7）适用范围广，通用性强：计算机采用数字化 信息来表示各类信息，采用逻辑代数作为相 应的设计手段，既能进行算术运算又能进行 逻辑判断。
1.1 计算机的概念
1.1.1 计算机的起源
1.1.2 计算机的发展
1.1.3 计算机的特点及分类 1.1.4 计算机的应用 1.1.5 计算机的发展趋势
1.1.1 计算机的产生及发展 人类计算工具发展主要成果： 1642年 帕斯卡 齿轮式加法器
16源自文库2年
莱布尼茨
能进行四则运算的 机械式计算器
设计了蒸汽机为动 力的差分机和分析 机 制造成功Mark I计 算机 世界上第一台电子 数字计算机ENIAC
4. 计算机辅助系统
通过人机对话，使计算机辅助进行设计、加 工、计划和学习等工作。计算机辅助设计CAD、 计算机辅助制造CAM、计算机辅助工程CAE、计算 机辅助教学CAI、计算机辅助教学管理CAI。
几个常用缩写术语
CAD (Computer Aided Design )计算机辅助 设计 CAM (Computer Aided Manufacturing )计 算机辅助制造
4. 智能化
指使计算机具有模拟人的感觉和思维过程的 能力。智能化的研究包括模拟识别、物形分析、 自然语言的生成和理解、博弈、定理自动证明、 自动程序设计、专家系统、学习系统和智能机器 人等等。目前已研制出多种具有人的部分智能的 机器人，可以代替人在一些危险的工作岗位上工 作。
1.2
1.2.1
计算机中信息的编码表示
进位计数制
1.2.2
1.2.3 1.2.4
数值在计算机中的表示
计算机系统中数据的单位 计算机中字符的表示
1.2.1 进位计数制
1.2.1 进位计数制 所谓进位计数制，是指按照某种由低位到高 位进位的方法进行计数的数制，简称进制。进位 计数制是一种计数方法。在一般情况下，人们习 惯用十进制来表示数。在计算机科学中，不同情 况下允许采用不同数制表示数据。在计算机内用 二进制数码表示各种数据，但是在输入、显示或 打印输出时，人们习惯用十进制计数。
十进制和非十进制之间的转换
1、十进制转为非十进制 （1）整数部分：除以基数（非十进制）取 余数法 （2）小数部分：乘以基数（非十进制）取 整数法 2、非十进制转为十进制 非十进制数的每位数码乘以对应位权（非十 进制基数为底数，数位为指数），然后求和。
注意：
1位八进制 1位十六进制
3位二进制 4位二进制
1.1.3 计算机的特点及分类
根据处理的信息划分 模拟计算机、数字计算机 和混合计算机 专用计算机和通用计算机 巨型机、大型机、中型机
根据用途划分
根据综合性能划分
小型机、工作站
微型机
1.1.4 计算机的应用
1. 科学计算
指科学和工程中的数值计算。与理论研究、 科学实验称为当代科学研究三种主要方法。应用 在航天工程、气象等涉及复杂数值计算的领域。 2. 数据处理
一、常见的几种进位计数制 1. 十进制（D）： 0、1…9，基数为10。逢十进一，借一当十。 2. 二进制（B）： 0、1，基数为2。逢二进一，借一当二。 3. 八进制（O）： 0、1、2、3、4、5、6、7，基数为8。 逢八进一，借一当八。 4. 十六进制（H）： 0、1…9、A、B、C、D、E、F，基数为16。 逢十六进一，借一当十六。
第1章
计算机基础概述
1.1 计算机的概念
1.2 计算机中信息的编码表示
1.3 计算机系统 1.4 1.6 微型计算机系统的组成 计算机病毒 1.5 多媒体技术基础
1.1 计算机的概念
计算机是一种能快速接收和存储信息，并能 按其内部程序对输入的信息进行加工、处理，把处 理结果输出的高度自动化的电子设备。它主要由一 些机械的、电子的器件组成，配以适当的程序和数 据，能按照人们编写的程序对原始输入数据进行处 理、存储和传送，以使人们获得所期望的输出信息， 从而提高社会生产率，改善人们的生活质量，解决 某些实际问题。
二进制3位分组 转换为八进制数 011 3 111 7 101． 5． 101 5
所以，11111101.101B = 375.50。 将八进制数转换成二进制数，只要将每一位 八进制数转换成相应的3位二进制数，依次连接 起来即可。
4. 二进制数与十六进制数的相互转换 二进制数转换成十六进制数，只要把每4位 分成一组，再分别转换成十六进制数码中的一个 数字，不足4位的分别向高位或低位补0凑成4位， 全部连接起来即可。 十六进制数转换成二进制数，只要将每一位 十六进制数转换成4位二进制数，然后依次连接 起来即可。
第一台电子计算机（ENIAC埃里阿克）
5000次加法/秒 重量28吨 占地170M2
18800只电子管
1500个继电器 耗电150KW
1.1.2 计算机的发展
年代
第一代 1946～1957 第二代 1958～1964
名称
电子管计算机
元件
电子管
语言
机器语言 汇编语言 高级程序 设计语言
应用
科学计算
3. 二进制数与八进制数的相互转换
二进制数转换成八进制数的方法： 将二进制数从小数点开始，对二进制整数部 分向左每3位分成一组，不足3位的向高位补0； 对二进制小数部分向右每3位分成一组，不 足3位的向低位补0凑成3位。每一组有3位二进制 数，分别转换成八进制数码中的一个数字，全部 连接起来即可。
例：二进制数11111101.101转化为八进制数。
数位
数码在一个数中所处的位臵。
基数
数制所使用的数码个数称为“基数”或“基”， 常用“N”表示，称N进制。一般而言，N进制数 的基数为J，可供选用的基本数字符号有N个，分 别为0～（N-1），每个数位满J就向高位进1，即 “逢N进一”，如二进制的数码是0、l，基为二， 逢二进一。
位权
指数码在不同位臵上的权值。在进位计数制中， 处于不同数位的数码代表的数值不同。例如十进制 数321，个位数上的1权值为100，十位数上的2权值 为101，百位数上的3权值为102。以此推理，第n位 的权值便是10n-1 ，如果是小数点后面第m位，则其 权值为10–m 。 对于一般数制，某一数位的位权是基数数位。
例：将十进制数100.125转化为二进制数。
步骤一：先对整数100进行转换：
余数 低
高
由上得出，100D = 1100100B
步骤二：对小数部分0.125进行转换： 0.125×2 = 0.250 整数……0→a-1
0.25×2 = 0.5
0.50×2 = 1
整数……0→a-2
整数……1→a-3
7
101 110
111
5 6
7
0101 0110
0111
D E
F
1101 1110
1111
二、数制的转换
1. 二进制、八进制、十六进制数转化为十进制数 先写出位权展开式，再按十进制进行计算。
（1111.11）2= 1×23 + 1×22 + 1×21 + 1×20 + 1×2-1 + 1×2-2 = 15.75 （A10B.8）16= 10×163 + 1×162 + 0×161 + 11×160 + 8×16-1 = 41 227.5
CAI (Computer Assisted instruction )计算 机辅助教学
CAT (Computer Aided Test)计算机辅助测试 CAE(Computer Aided Engineering)计算机 辅助工程
5. 人工智能（AI: Artificial Intelligence ）
3. 网格化（网络化）
网格（Grid）技术可以更好地管理网上的资 源，它把整个互联网虚拟成一台空前强大的一体 化信息系统，犹如一台巨型机，在这个动态变化 的网络环境中，实现计算资源、存储资源、数据 资源、信息资源、知识资源、专家资源的全面共 享，从而让用户从中享受可灵活控制的、智能的、 协作式的信息服务，并获得前所未有的使用方便 性和超强能力。
由上得出，0.125D = 0.001B。 将整数和小数部分组合，得出： 100.125D = 1100100.001B。
2. 十进制转化成r进制
转换规则：
1）整数部分:（竖式）除以r取余数，直到 商为0，余数从下到上排列，从高位到低位。 2）小数部分:（竖式）小数部分乘以r取整 数，整数从上到下排列，从高位到低位。
计算机基础
主讲：邓飞
Email:2868646118@qq.com
第1章
计算机基础概述
现代计算机的诞生是科学技术发展史上的重要 里程碑，也是20世纪人类最伟大的发明创造之一。 计算机技术的普及程度和应用水平已成为衡量一个 国家或地区现代化程度的重要标志。 本章主要介绍计算机的概念、特点及其应用， 计算机中数的表示及数制转换，计算机的组成与工 作原理，微型计算机的组成及其硬件配臵，微型计 算机的主要技术指标，计算机多媒体技术，计算机 病毒特点和防治等方面的知识。
1822、1833年
查尔斯•巴贝奇
1944年 1946年
霍德华•艾肯 美国宾夕法尼亚大 学
加法器 1642 Blaise Pascal
1822 差分机
1833 分析机
1944 MARK I 第一台数字式 自动计算机
ENIAC埃尼阿克
注： ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator Computer ）电子数字积分计算机的简称
八进制、二进制、十六进制的关系
八进制 对应二进制 十六进制 对应二进制 十六进 对应二 制 进制
0 1 2 3 4 000 001 010 011 100 0 1 2 3 4 0000 0001 0010 0011 0100 8 9 A B C 1000 1001 1010 1011 1100
5 6
又称机器智能，主要研究智能机器所执行的通 常是人类智能的功能，如判断、推理、证明、识 别、感知、理解、设计思考、规划、学习和问题 求解等思维活动。
6. 计算机网络与通信
利用通讯技术，将不同地理位臵的计算机互联， 可以实现世界范围内的信息资源共享，并能交互 式地交流信息。Internet的建立和应用使世界变 成了一个“地球村”。
2.1.5 计算机的发展趋势
1. 巨型化
是指研制速度更快的、存储量更大的和功能 更强大的巨型计算机。主要应用于天文、气象、 地质和核技术、航天飞机和卫星轨道计算等尖端 科学技术领域。 2. 微型化 是指利用微电子技术和超大规模集成电路技 术，把计算机的体积进一步缩小，价格进一步降 低。各种笔记本电脑和PDA的大量面世和使用， 是计算机微型化的一个标志。
也称非数值计算，指以计算机技术为基础， 对大量数据进行加工处理，形成有用的信息。目 前数据处理已广泛应用于办公自动化、事务处理、 情报检索等方面。
3. 过程控制
又称实时控制，指用计算机及时采集检测数 据，按最佳值迅速地对控制对象进行自动控制或 自动调节。目前已在冶金、石油、化工、纺织、 水电、机械和航天等部门得到广泛应用。