大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

1、第1頁,,第1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí),本章概述 本章的學(xué)習(xí)目標(biāo)主要內(nèi)容,第2頁,本章概述,本章概括地介紹了計(jì)算機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用；計(jì)算機(jī)軟、硬件系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)的工作原理；進(jìn)位計(jì)數(shù)制及數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示,第3頁,本章的學(xué)習(xí)目標(biāo),了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展了解信息與信息技術(shù)的概念了解計(jì)算機(jī)在信息社會(huì)中的應(yīng)用熟悉計(jì)算機(jī)軟、硬件系統(tǒng)及工作原理掌握不同進(jìn)位計(jì)數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換理解數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示,第4頁,主要內(nèi)容,1.1 計(jì)算機(jī)與信息社會(huì)1

2、.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.3 數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示,第5頁,1.1 計(jì)算機(jī)與信息社會(huì),學(xué)時(shí)：0學(xué)時(shí) 以自學(xué)為主內(nèi)容：計(jì)算機(jī)的發(fā)展 信息與信息技術(shù)概念 計(jì)算機(jī)在信息社會(huì)的應(yīng)用要求：常識(shí)性了解考核：選擇題,第6頁,計(jì)算機(jī)的問世,,Electronic Numerical Integrator And Calculator,每秒5千次加減運(yùn)算沒有存儲(chǔ)器采用十進(jìn)制,1946年2月世界上第一臺(tái)真正意義上的數(shù)字電

3、子計(jì)算機(jī)ENIAC在美國加州問世,,重達(dá) 30 噸占地 170 平米耗電140 千瓦/小時(shí)18000 個(gè)電子管,第7頁,現(xiàn)代計(jì)算機(jī)鼻祖,主要貢獻(xiàn)： 建立圖靈機(jī)模型，奠定了可計(jì)算理論的基礎(chǔ) 提出圖靈測試，闡述了機(jī)器智能的概念,約翰·馮·諾依曼,艾蘭·圖靈,主要貢獻(xiàn)： 與同事研制人類第二臺(tái)計(jì)算機(jī)EDVAC 提出“存儲(chǔ)程序”概念 馮·諾依曼計(jì)算機(jī) 奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和工作原理,第

4、8頁,計(jì)算機(jī)的分代,第9頁,組成計(jì)算機(jī)的主要電子器件圖片,電子管,晶體管,集成電路,大規(guī)模集成電路,第10頁,計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì),,當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的趨勢(shì)從未改變?cè)絹碓较? 功能巨型化 體積微型化 資源網(wǎng)絡(luò)化 處理智能化方向發(fā)展,目前開發(fā)的三網(wǎng)合一的系統(tǒng)工程，即將計(jì)算機(jī)網(wǎng)、電信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)合為一體。將來通過網(wǎng)絡(luò)能更好的傳送數(shù)據(jù)、

5、文本資料、聲音、圖形和圖像，用戶可隨時(shí)隨地在全世界范圍拔打可視電話或收看任意國家的電視和電影。,第11頁,計(jì)算機(jī)的分類,第12頁,信息與信息技術(shù)概念,通過各種渠道知道的內(nèi)容或消息都通稱信息 能擴(kuò)展人的信息功能的技術(shù)都是信息技術(shù),第13頁,1. 信息基礎(chǔ)技術(shù) ? 微電子技術(shù) ? 光電子技術(shù)

6、2. 信息系統(tǒng)技術(shù) ? 信息獲取技術(shù) 傳感技術(shù)、遙測技術(shù)和遙感技術(shù) ? 信息處理技術(shù) 計(jì)算機(jī)技術(shù)成為現(xiàn)代信息技術(shù)的核心 ? 信息傳輸技術(shù) 光纖通信技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)等 ? 信息控制技術(shù) 利用信息傳遞和反饋來實(shí)現(xiàn) ? 信息存貯技術(shù) 縮微品、磁盤、光盤 3. 信息應(yīng)用技術(shù) 信息管理、信息控制、信息決策,信息技術(shù)內(nèi)容,對(duì)信息技術(shù)以及整個(gè)高科技領(lǐng)域影響最大的,第14頁,計(jì)算機(jī)

7、在信息社會(huì)的應(yīng)用,計(jì)算機(jī)的應(yīng)用類型1. 科學(xué)計(jì)算2. 數(shù)據(jù)處理3. 過程控制 4. 計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)CAI/CAD/CAM 5. 人工智能6. 電子商務(wù),第15頁,1.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng),學(xué)時(shí)：1學(xué)時(shí)內(nèi)容：計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)的工作原理要求：了解計(jì)算機(jī)的軟硬件系統(tǒng)及工作原理考核：選擇題,第16頁,一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成

8、,,第17頁,硬件系統(tǒng)的基本組成,第18頁,計(jì)算機(jī)的五大部件,,第19頁,處理器,,中央處理器,控制器,運(yùn)算器,控制整個(gè)計(jì)算機(jī)所有部件的工作,執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算,第20頁,存儲(chǔ)器是用來存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)的部件 其基本單位是字節(jié)(Byte，B)每個(gè)字節(jié)包含8個(gè)二進(jìn)制位(bit),存儲(chǔ)器,內(nèi)存儲(chǔ)器、外存儲(chǔ)器、高速緩沖存儲(chǔ)器,存儲(chǔ)器的容量1KB=210B=1024B1MB= 210KB= 1024KB1GB= 210MB= 1

9、024MB1TB= 210GB= 1024GB,第21頁,,,,,計(jì)算機(jī)的工作原理示意圖,第22頁,計(jì)算機(jī)的工作原理是存貯程序和程序控制,為了完成某種任務(wù)，人們要明確計(jì)算機(jī)完成任務(wù)的基本操作順序，然后用計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的指令來編排完成任務(wù)的操作順序，這個(gè)操作順序就是程序，把程序和原始數(shù)據(jù)通過輸入設(shè)備輸送到計(jì)算機(jī)的內(nèi)存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)即可按程序編排的順，一步一步地取出指令，自動(dòng)地完成任務(wù)。,第23頁,是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的程序及其文檔程序：

10、 計(jì)算任務(wù)的處理對(duì)象和處理規(guī)則的描述文檔： 為了便于了解程序所需的闡明性資料,計(jì)算機(jī)軟件,,第24頁,計(jì)算機(jī)軟件,軟件分系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件二大類,第25頁,系 統(tǒng) 軟 件,是指控制和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備、支持應(yīng)用軟件的開發(fā)和運(yùn)行的軟件 一般包括操作系統(tǒng)（Windows7）、語言處理程序、系統(tǒng)支持軟件和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。,第26頁,應(yīng) 用 軟 件,是為計(jì)算機(jī)在特定領(lǐng)域中的應(yīng)用而開發(fā)的專用軟件 1. 辦

11、公軟件包（Word、Excel、PowerPoint） 2. 圖形和圖象處理軟件 3. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 4. Internet服務(wù)軟件 5. 娛樂與學(xué)習(xí)軟件,第27頁,計(jì)算機(jī)軟件,第28頁,學(xué)時(shí)：1學(xué)時(shí)內(nèi)容：1、進(jìn)位計(jì)數(shù)制及相互轉(zhuǎn)換 2、數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示 要求：理解使用二進(jìn)制原因 掌握不同進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換 理解數(shù)值型和非數(shù)值型數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)

12、 中的表示考核：選擇題,1.3 數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示,第29頁,在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理都是采用二進(jìn)制數(shù)基數(shù)為2的計(jì)數(shù)制數(shù)被稱為二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)：1、易于物理實(shí)現(xiàn)2、運(yùn)算規(guī)則簡單3、機(jī)器運(yùn)行可靠性高4、通用性強(qiáng)計(jì)算機(jī)內(nèi)部使用是二進(jìn)制數(shù)，而我們使用的是十進(jìn)制數(shù)，因此在計(jì)算機(jī)內(nèi)部要進(jìn)行不同數(shù)制的轉(zhuǎn)換。,1.3.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制及相互轉(zhuǎn)換,第30頁,計(jì)算機(jī)中所說的數(shù)據(jù)數(shù)值型數(shù)據(jù)和非數(shù)值型數(shù)據(jù),1.

13、3.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制及相互轉(zhuǎn)換,第31頁,1.3.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制及相互轉(zhuǎn)換,第32頁,進(jìn)位計(jì)數(shù)制是一種計(jì)數(shù)的方法，在日常生活中，人們最習(xí)慣使用十進(jìn)制數(shù)，而實(shí)際上存在著多種進(jìn)位制數(shù)。 例如，鐘表計(jì)時(shí)以60秒為1分，以60分為1小時(shí)，是六十進(jìn)制；鉛筆包裝以12為一打，這是十二進(jìn)制。 在計(jì)算機(jī)中主要使用二進(jìn)制數(shù)。,1.3.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制及相互轉(zhuǎn)換,由于二進(jìn)制數(shù)太長，不便記憶，在計(jì)算機(jī)中還經(jīng)常使用八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)。,第33頁,1.3.

14、1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制及相互轉(zhuǎn)換,二進(jìn)制數(shù)可表示為,169.6=1×102+6×101+9×100 +6×10-1,十進(jìn)制數(shù)可表示為,169.6=1×102+6×101+9×100 +6×10-1,,,,基數(shù),權(quán),數(shù)碼,169.6=1×102+6×101+9×100 +6×10-1,第34頁,例如：(110111.01)B

15、=32+16+4+2+1+0.25=(55.25)D,N=an-1×rn-1＋an-2×rn-2＋…＋a0×r0＋a-1×r-1＋…＋a-m×r-m,R進(jìn)制數(shù)N可表示 為：,R進(jìn)制數(shù)用 r個(gè)基本符號(hào)（例如0，1，2，…，r-1）表示數(shù)值,1.3.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制及相互轉(zhuǎn)換,第35頁,r 進(jìn)制轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制：數(shù)碼乘以各自的權(quán)的累加例：(11010)B=(1×24+1×2

16、3+0×22+1×21+0×20)D =(16+8+0+2+0)=(26)D(254)O= (2×82+5×81+4×80)D=(128+40+4)D=(172)D(354)H= (3×162+5×161+4×160)D=(768+80+4)D=(852)D,進(jìn)制表示符號(hào)B

17、二進(jìn)制O八進(jìn)制D十進(jìn)制H十六進(jìn)制,1.3.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制及相互轉(zhuǎn)換,第36頁,十進(jìn)制轉(zhuǎn)化成r進(jìn)制：,整數(shù)部分：除 r 逆序取余數(shù)，直到商為0小數(shù)部分：乘 r 順序取整數(shù)，直到小數(shù)部分接近0,,例 100.345 (D) ≈1100100.01011(B),100(D)=144(O)=64(H),,十進(jìn)制轉(zhuǎn)化成r進(jìn)制：,整數(shù)部分：除 r 逆序取余數(shù)，直到商為0小數(shù)部分：乘 r 順序取整數(shù)，直到小數(shù)部分接近0,二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六

18、進(jìn)制數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換,一位八進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)三位二進(jìn)制數(shù)一位十六進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)四位二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制轉(zhuǎn)化成八(十六)進(jìn)制) 整數(shù)部分：從右向左按三(四)位進(jìn)行分組 小數(shù)部分：從左向右按三(四)位進(jìn)行分組 不足位數(shù)補(bǔ)零占位,第39頁,二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換,,001 101 101 110.110 101 (B) = 1556.65(O) 1 5 5 6

19、 6 50011 0110 1110.1101 0100 (B) =36F.D4 (H ) 3 6 F D 4,第40頁,二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)間的關(guān)系,,⒈ 數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示數(shù)值型數(shù)據(jù)是用以表示量的大小、正負(fù)。在計(jì)算機(jī)內(nèi)，數(shù)值是用二進(jìn)制來表示的，也就是說，無論多大的數(shù)，在計(jì)算機(jī)中只能用0和1來表示。⒉ 字符型數(shù)據(jù)的表示包括：西文字符、漢字、聲音、圖像,1.3

20、.2 數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示,第42頁,American Standard Code for Information Interchange(美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼 )128個(gè)常用字符，用7位二進(jìn)制編碼，從0到127 控制字符：0～32，127；普通字符：94個(gè)。 例如：“a”字符的編碼為1100001，對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)是97； 換行 0AH

21、 10 回車 0DH 13 空格 20H 32 ‘0’～‘9’ 30H～39H 48～57 ‘A’～‘Z’ 41H～5AH 65～90 ‘a(chǎn)’～‘z’ 61H～7AH 97～122,西文字符編碼----ASCII碼,第43頁,

22、漢字系統(tǒng)對(duì)每個(gè)漢字規(guī)定了輸入計(jì)算機(jī)的代碼，即漢字的外部碼，鍵盤輸入漢字是輸入漢字的外部碼。計(jì)算機(jī)為了識(shí)別漢字，要把漢字的外部碼轉(zhuǎn)換成漢字的內(nèi)部碼，以便進(jìn)行處理和存儲(chǔ)。為了將漢字以點(diǎn)陣的形式輸出，還要將漢字的內(nèi)部碼轉(zhuǎn)換為漢字的字形碼，確定一個(gè)漢字的點(diǎn)陣。并且，在計(jì)算機(jī)和其它系統(tǒng)或設(shè)備需要信息、數(shù)據(jù)交流時(shí)還必須采用交換碼。,漢字字符編碼,漢字編碼系統(tǒng)主要是解決在漢字處理過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)中漢字的編碼問題。漢字編碼常指漢字的國家標(biāo)準(zhǔn)信息碼、漢

23、字機(jī)內(nèi)碼、輸入編碼和字型編碼。,第44頁,漢字交換碼概念：漢字交換碼是計(jì)算機(jī)與其他系統(tǒng)或設(shè)備間交換漢字信息的標(biāo)準(zhǔn)編碼漢字輸入碼 概念：也稱外碼，是為了將漢字輸入計(jì)算機(jī)而編制的代碼，它是代表某一漢字的一級(jí)鍵盤符號(hào)漢字機(jī)內(nèi)碼 　　概念：漢字機(jī)內(nèi)碼（內(nèi)碼）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中用來存儲(chǔ)和處理中、西方信息的代碼漢字輸出碼 　　輸出碼概念：漢字輸出碼又稱漢字字形碼或漢字字模，它是將漢字字形經(jīng)過點(diǎn)陣數(shù)字化后形成的一串二進(jìn)制數(shù)，用于漢字的顯示和

24、打印。,第45頁,聲音的表示,聲音是一種連續(xù)變化的模擬量，我們可以通過“模/數(shù)”轉(zhuǎn)換器對(duì)聲音信號(hào)按固定的時(shí)間進(jìn)行采樣，把它變成數(shù)字量，一旦變成數(shù)字形式，便可以把聲音存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中并進(jìn)行處理了。,圖像的表示,一幅圖像可以因?yàn)槭怯梢粋€(gè)個(gè)像點(diǎn)構(gòu)成的，每個(gè)像點(diǎn)必須用若干二進(jìn)制位進(jìn)出現(xiàn)實(shí)世界五彩繽紛的顏色。當(dāng)圖像分解為一系列像點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)用若干bit表示時(shí)，這幅圖像數(shù)字化了。數(shù)字圖像數(shù)據(jù)量特別巨大，假定畫上有150000個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)用24個(gè)bit來