学习情境1：计算机基础知识

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1、,计算机应用基础,2,一、学习（开设）本课程的目的和意义,为什么要学习本课程？,3,时代要求,4,专业学习要求,5,自身发展要求,6,思考,计算机在社会各领域的应用有哪些？,7,结论：,必须的！,8,二、本课程学习内容,9,三、如何学习,对于计算机，你的现状是？,10,问题：你有无考取计算机等级证书的需求？,11,教学要求：,12,学习资源：,13,考核方式：,14,一切皆有可能！,老鸟是怎样练成的,15,16,目录,数的表示与符号编码,17,算盘是人类最早的手动计算工具，机械式计算机则是在此之后出现的一种用机械技术来实现数学运算的计算工具。,18,1642年，法国数学家帕斯卡采用与钟表类似的

2、齿轮传动装置，制成了最早的十进制加法机。 德国著名的数学家莱布尼兹于1673年发明了乘法机，这是第一台可以运行完整的四则运算的计算机。,帕斯卡机,19,英国数学家巴贝齐在1822年发明差分机，专门用于航海和天文计算。这是最早采用寄存器（齿轮式装置）来存储数据的计算机，体现了早期程序设计思想的萌芽。1834年，巴贝奇设计了一种程序控制的通用分析机。,巴贝奇和他发明的差分机,20,1888 美 霍勒瑞斯 机电式穿孔卡系统制表机，将机械设计原理与信息自动比较和分析方法结合起来的统计分析机 1896 创办制表机公司 1911年组建计算机制表记录公司 1924年改为国际商用机器公司IBM,21,1946

3、年2月15日是计算机发展史上值得纪念的一个日子。这一天在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院举行了人类历史上第一台通用数字电子计算机的揭幕典礼。这台机器名为“电子数字积分计算机”（Electronic Numerical Integrator and Calculator，ENIAC，中文名“埃尼阿克”）是世界上第一台真正意义上的通用电子数字计算机。它的问世，标志着人类计算工具发生了历史性的变革，人类从此进入了电子计算机的新时代。,世界上第一台电子计算机,22,ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator) 电子数值积分计算机,电子管:1880

4、0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,J.Mauchiy,J.Eckert,23,存贮程序式计算机 冯诺依曼机 （EDSAC Electronic Delay Storage Automatic Calculator) 美籍匈牙利人冯偌依曼（John Von Neumann）教授于1946年6月提出了“存贮程序”的设想： 将组成解题程序的一条条指令，象数据一样采用二进制编码方式事先存入计算机中，运行时只须顺序取出这些指令，经译码后执行相应的操作即可。从而可以实现真正的全自动运算。 1949.

5、5 第一台EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer离散变量自动电子计算机)诞生在英国剑桥大学。,24,图灵(Turing)与现代计算机的设计思想,1946年6月发表“电子计算机装置逻辑结构初探”论文 采用电子元件的计算机应使用二进制 程序应保存在存储器中(存储程序) EDVAC(离散变量自动电子计算机),1936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 加、减和比较运算能完成许多数学计算 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,冯诺依曼(Von Ne

6、umann)与计算机结构理论,电子计算机是一种能够按照事先存储的程序，自动、高速、精确地进行大量数值计算和各种信息处理（逻辑运算）的电子设备。,什么叫计算机（Computer）？,1、电子管计算机（19451958） 2、晶体管计算机（19581964） 3、中小规模集成电路计算机（19641971） 4、大规模与超大规模集成电路计算机（1971 ）,电子计算机发展至今经历了几代？,电子管,晶体管,大规模集成电路,集成电路,组成元器件：,计算机的发展趋势： 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,百亿次每秒。如ILLIAC-IV、银河机。 微型化(体

7、积微型化) 包括台式微机、笔记本电脑、掌上电脑。 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。 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，“深蓝”战胜卡斯帕罗夫。,未来第五代计算机的展望（基本元件创新） 神经网络计算机：神经元 生物计算机：生物芯片 光子计算机：光子代替电子 超导计算机：超导元件和电路组成,计算机的主要特点： （1）运算速度快 （2）精确度高 （3）具有记忆（存储）能力 （4）具有逻辑判断功

8、能 （5）高度自动化与灵活性,计算机的分类： 计算机在不同的场合有不同的应用，不同的应用领域就有不同的计算机类型，这就是计算机的分类。 （1）按信息的表示和处理方式分为数字计算机、模拟计算机和数字模拟混合计算机。 （2）按计算机用途分为专用计算机和通用计算机。 （3）按计算机规模与性能分为巨型机、大型机、中型机、小型机与微型机五大类。 而国际流行的分类是分为六类：巨型机、小巨型机、大型主机、小型机、工作站和微型机六类。,计算机的应用： （1）科学计算 （2）实时控制 （3）数据处理 （4）计算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机辅助教学（CAI、CAD、CAM） （5）文字处理和办公室自动化（O

9、A） （6）人工智能 （AI） （7） 计算机网络应用,CAD（Computer Aided Design）计算机辅助设计 CAM（Computer Aided Manufacture）计算机辅助制造 CBE（Computer Basic Education） 计算机辅助教育，包括： CAI（Computer Assisted Instruction）计算机辅助教学。 CAT（Computer Aided Test） 计算机辅助测试 CMI（Computer Management Instruction） 计算机辅助教育管理。,日常生活中，人们往往习惯使用十进制，而电子计算机所采用的却是二进制

10、，这是因为： 1、电子计算机元器件限制。 2、二进制的运算规则简单。 3、物理上容易实现数据的存储。 4、便于逻辑判断。,进位计数制 凡是按进位方式计数的数制，都称为进位计数制，简称进位制。如十进制的“逢十进一”、自然，二进制就是“逢二进一”。 十进制数 （D） 有0，1，2，9，共10 个数码 ，低位向高位进位是“逢十进一”，基数为10。任何一个十进制整数都可以用一个多项式来展开。例如： 976=9102+7101+6100, 二进制数 （B） 仅有0、1两个数码，低位向高位进位是“逢二进一”，基数为2。任何一个二进制数也可以用一个多项式展开。例如： 1101=123+122+021+120

11、=13 八进制数（O） 有0，1，2，7共八个数码，低位向高位进位是“逢八进一”，基数为8。任何一个八进制整数可以用一个多项式展开。 1101=183+182+081+180=577, 十六进制数（H） 有0，1，2，9，A，B，C，D，E，F共16个数码，低位向高位进位是“逢十六进一”，基数为16。任何一个十六进制整数可以用一个多项式展开。 3A4F=3163+10162+4161+15160 =14927 这里为什么从10开始用字母表示呢？原因是键盘上只有0，1，9这10个数码，超过9以后就用A，B，F表示了。,数制转换 R进制转换为十进制 D=an x Rn +a1 x R1 +a0 x

12、 R0 +a-1 x R-1 +am x Rm (10110.011)B = 1x24+0 x23+1x22+1x21+0 x20+0 x2-1 +1x2-2+1x2-3 =(22.375)D (635)8 = 682+381+580 = (413)10 (9BF)16 =9162+11161+15160 = (2495)10,十进制转换为R进制： 整数部分 除基数(R)取余, 十进制数转换成二进制数逐次除以取余数，余数按逆序排列。 余数 2 83 2 41 1 2 20 1 2 10 0 2 5 0 2 2 1 2 1 0 0 1 余数逆序排列 所以，(83)10 = (1010011)2,

13、 十进制数转换成八进制数逐次除以取余数，余数按逆序排列。 余数 8 125 8 15 5 8 1 7 0 1 余数逆序排列 所以，(125)10 =(175)8, 十进制数转换成十六进制数逐次除以取余数，余数按逆序排列。 余数 16 397 16 24 D 16 1 8 0 1 余数逆序排列 所以，(397)10 =(18D)16,0,0,例：将0.33转换为二进制，精确到小数后4位,(0.33)D=(0.0101)2,0,高位,低位,1,0,1,0,例：将(0.125)D转换成二进制,(0.225)D=(0.001)2,0,高位,低位,0,1,0,0,0,1,？将(83.225)D转换成二进

14、制,(83.225)D=( )B,思考,二进制数与十六进制数的相互转换,二进制 十六进制 以四换一，即从最右侧开始，每四位二进制数划为一组，用一位十六进制数代替 十六进制二进制 以一换四，每位十六进制数用四位二进制数来替换,0110,例：将二进制1001100011转换为十六进制,10,0110,1011,1011,计算机系统的数据处理与数据单位 （1）位（bit） 位简记为b，也称为比特，是计算机存储数据的最小单位。1个二进制数即1个位，如0，1. （2）字节（Byte） 字节来自英文Byte，简记为B。通常规定1B8b。字节是存储数据的基本单位。,（3）字 Word 一条指令或一个数据信息

15、，称为一个字。字是计算机进行信息交换、处理、存储的基本单元。通常由一个或几个字节组成。 （4）字长 CPU中每个字所包含的二进制代码的位数，称为字长。字长是衡量计算机性能的一个重要指标。,（5）指令 指挥计算机执行某种基本操作的命令称为指令。一条指令规定一种操作，由一系列有序指令组成的集合称为程序。 （6）容量 容量是衡量计算机存储能力常用的一个名词，主要指存储器所能存储信息的字节数。 常用的容量单位有B、KB、MB、GB，TB 1KB=210=1024B 1MB=220=1024KB 1GB=230=1024MB 1TB=240=1024GB,字符编码： 由于计算机是以二进制的形式进行存储、运算、识别和处理的，因此，字母和各种字符也必须按特定的规则转换为二进制编码才能进入计算机。字符编码实际上就是为每一个字符确定一个对应的整数值（以及它对应的二进制编码）。不同的字符对应不同的整数值，反之亦然。为了信息交换中的统一性，人们已经建立了一些字符编码标准，常用的有ASCII字符编码标准及IBM公司提出的EBCDIC代码等。其中以ASCII（American Standard Code of Information Interchange 美国标准信息交换代码 ）编码标准使用最广泛。,ASCII码： 在ASCII码中，采用七个二进制位表示一个字符。为什么采用七个二进制位呢？因为标准