《计算机基础实用教程》

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1、计算机基础与实训教材系列计算机基础与实训教材系列计算机基础实用教程计算机基础实用教程第第 一一 章章计算机基础知识计算机基础知识学学 习习 目目 标标计算机在当今生活中占有非常重要的地位，给人们的学习计算机在当今生活中占有非常重要的地位，给人们的学习 、工作、娱乐和生活带来了极大的方便。本章主要介绍与计算、工作、娱乐和生活带来了极大的方便。本章主要介绍与计算 机相关的一些基础知识包括计算机的发展史、计算机的工作原机相关的一些基础知识包括计算机的发展史、计算机的工作原 理、计算机的系统构成和计算机的应用等。理、计算机的系统构成和计算机的应用等。 本本 章章 重重 点点uu 计算机的发展史与应用领

2、域计算机的发展史与应用领域uu 计算机的系统构成计算机的系统构成uu 计算机的主要组成部件计算机的主要组成部件uu 数制在计算机中的表示方法数制在计算机中的表示方法uu 数制之间的相互转换数制之间的相互转换1.1 1.1 计算机的发展与应用计算机的发展与应用随着社会的进步和科学技术日新月异的发展，作为这个时代的标志随着社会的进步和科学技术日新月异的发展，作为这个时代的标志 计算机在人们的日常生活中扮演着越来越加不可替代的作用，计算机正作为计算机在人们的日常生活中扮演着越来越加不可替代的作用，计算机正作为 一种工具慢慢的走进我们的生活，改变着我们的工作和学习方式。一种工具慢慢的走进我们的生活，改

3、变着我们的工作和学习方式。uu 计算机的发展史计算机的发展史 uu 计算机的特点计算机的特点 uu 计算机的分类计算机的分类 uu 计算机的应用领域计算机的应用领域 1.1.1 1.1.1 计算机的发展史计算机的发展史 电子计算机的发展阶段通常以构成计算机的电子器件来划分，至今已经电子计算机的发展阶段通常以构成计算机的电子器件来划分，至今已经 历了四代，目前正在向第五代过渡。每一个发展阶段在技术上都是一次新的历了四代，目前正在向第五代过渡。每一个发展阶段在技术上都是一次新的 突破，在性能上都是一次质的飞跃。突破，在性能上都是一次质的飞跃。 1. 1.第一代第一代电子管计算机（电子管计算机（19

4、46194619571957年）年）2. 2.第二代第二代晶体管计算机（晶体管计算机（1958195819641964年）年）3. 3.第三代第三代集成电路计算机（集成电路计算机（1965196519691969年）年）4. 4.第四代第四代大规模、超大规模集成电路计算机（大规模、超大规模集成电路计算机（19711971年至今）年至今） 5. 5.微型计算机的发展微型计算机的发展1.1.2 1.1.2 计算机的特点计算机的特点 计算机是一种可以进行自动控制、具有记忆力功能的现代化计算工具和计算机是一种可以进行自动控制、具有记忆力功能的现代化计算工具和 信息处理工具。它有以下信息处理工具。它有以

5、下6 6个方面的特点。运算速度快、计算精度高、存储个方面的特点。运算速度快、计算精度高、存储 能力强、具有逻辑判断能力、具有自动执行程序的能力、可靠性高，通用性能力强、具有逻辑判断能力、具有自动执行程序的能力、可靠性高，通用性 强。强。 1.1.3 1.1.3 计算机的分类计算机的分类 根据计算机的性能指标，如机器规模的大小、运算速度的高低、主存储根据计算机的性能指标，如机器规模的大小、运算速度的高低、主存储 容量的大小、指令系统性能的强弱以及机器的价格等，可将计算机分为巨型容量的大小、指令系统性能的强弱以及机器的价格等，可将计算机分为巨型 机、大型机、中型机、小型机、微型机和工作站。机、大型

6、机、中型机、小型机、微型机和工作站。 1.1.4 1.1.4 计算机的应用领域计算机的应用领域 计算机的快速性、通用性、准确性和逻辑性等特点，使它不仅具有高速计算机的快速性、通用性、准确性和逻辑性等特点，使它不仅具有高速 运算能力而且还具有逻辑分析和逻辑判断能力。这不仅可以大大提高人们的运算能力而且还具有逻辑分析和逻辑判断能力。这不仅可以大大提高人们的 工作效率，而且可以部分替代人的脑力劳动，所以其应用领域非常广泛，它工作效率，而且可以部分替代人的脑力劳动，所以其应用领域非常广泛，它 已渗透到人们生活和工作的各个层面中。已渗透到人们生活和工作的各个层面中。 1.2 1.2 计算机的系统构成计算

7、机的系统构成计算机是一种能够按照指令对各种数据和信息进行自动加工和处理的电计算机是一种能够按照指令对各种数据和信息进行自动加工和处理的电 子设备。计算机有许多部件组成，但总的来说一个完整的计算机系统由两大子设备。计算机有许多部件组成，但总的来说一个完整的计算机系统由两大 部分组成，即硬件系统和软件系统部分组成，即硬件系统和软件系统。 uu 计算机的硬件系统计算机的硬件系统 uu 计算机的软件系统计算机的软件系统 uu 计算机的主要组成部件计算机的主要组成部件 1.2.1 1.2.1 计算机的硬件系统计算机的硬件系统计算机的硬件系统指的是组成一台计算机的各种物理装置，是整个计算计算机的硬件系统指

8、的是组成一台计算机的各种物理装置，是整个计算 机系统进行工作的基础，也是决定计算机性能的主要因素。机系统进行工作的基础，也是决定计算机性能的主要因素。计算机的硬件系统主要包括：中央处理器（计算机的硬件系统主要包括：中央处理器（CPUCPU）、存储器、输入设备）、存储器、输入设备 和输出设备等。和输出设备等。1.2.2 1.2.2 计算机的软件系统计算机的软件系统计算机的软件系统指的是在硬件设备上运行的各种程序、数据以及有关计算机的软件系统指的是在硬件设备上运行的各种程序、数据以及有关 的资料，它包括系统软件和应用软件两种，系统软件包括操作系统、语言处的资料，它包括系统软件和应用软件两种，系统软

9、件包括操作系统、语言处 理系统、数据库系统、分布式软件系统等，应用软件主要指的是针对某项工理系统、数据库系统、分布式软件系统等，应用软件主要指的是针对某项工 作专门开发的一组程序，例如作专门开发的一组程序，例如OfficeOffice系列软件等。系列软件等。1.2.3 1.2.3 计算机的主要组成部件计算机的主要组成部件计算机的主要组成部件包括主板、计算机的主要组成部件包括主板、CPUCPU、硬盘、内存、显卡、声卡、网、硬盘、内存、显卡、声卡、网 卡，光驱，机箱、电源和一些外部设备等。这些部件有机的组合在一起来完卡，光驱，机箱、电源和一些外部设备等。这些部件有机的组合在一起来完 成计算机的各项

10、功能。成计算机的各项功能。1.3 1.3 数制及信息在计算机中的表示数制及信息在计算机中的表示数据是计算机处理的对象。在计算机内部，各种信息都必须经过数字化数据是计算机处理的对象。在计算机内部，各种信息都必须经过数字化 编码后才能被传送、存储和处理，而在计算机中采用什么数制，如何表示数编码后才能被传送、存储和处理，而在计算机中采用什么数制，如何表示数 的正负和大小，是学习计算机首先遇到的一个重要问题的正负和大小，是学习计算机首先遇到的一个重要问题 。u 计算机采用二进制数的原因计算机采用二进制数的原因 uu 进制在计算机中的表示进制在计算机中的表示 uu 数制之间的转换数制之间的转换 uu 二

11、进制数的算术运算二进制数的算术运算 uu 二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算 uu 计算机中的数据计算机中的数据 uu 计算机中的常用编码计算机中的常用编码1.3.1 1.3.1 计算机采用二进制数的原因计算机采用二进制数的原因二进制并不符合人们的使用习惯，但是计算机内部却采用二进制表示信二进制并不符合人们的使用习惯，但是计算机内部却采用二进制表示信 息，其主要原因有以下息，其主要原因有以下4 4点。点。 uu 电路简单：计算机是由逻辑电路组成的，逻辑电路通常只有两个状态。例电路简单：计算机是由逻辑电路组成的，逻辑电路通常只有两个状态。例 如：开关的接通与断开，电压电平的高与低等。这两种状态

12、正好用二进制的如：开关的接通与断开，电压电平的高与低等。这两种状态正好用二进制的 0 0和和1 1来表示。若采用十进制，则要求处理来表示。若采用十进制，则要求处理1010种电路状态，相对于两种状态的种电路状态，相对于两种状态的 电路来说，是很复杂的。电路来说，是很复杂的。 uu 工作可靠：两个状态代表两个数据，数字传输和处理不容易出错，因而电工作可靠：两个状态代表两个数据，数字传输和处理不容易出错，因而电 路更加可靠。路更加可靠。 uu 简化运算：二进制运算法则简单。例如，求和法则有简化运算：二进制运算法则简单。例如，求和法则有3 3个，求积法则有个，求积法则有3 3个个 。 uu 逻辑性强：

13、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。二进制只有两个数码，正好代表逻辑代数中的运算的理论依据。二进制只有两个数码，正好代表逻辑代数中的“ “真真” ”与与“ “假假” ” 。1.3.2 1.3.2 进制在计算机中的表示进制在计算机中的表示在计算机中必须采用某一方式来对数据进行存储或表示，这种方式就是在计算机中必须采用某一方式来对数据进行存储或表示，这种方式就是 计算机中的数制。数制，即进位计数制，是人们利用数字符号按进位原则进计算机中的数制。数制，即进位计数制，是人们利用数字符号按进位原则进 行数

14、据大小计算的方法。通常是以十进制来进行计算的。另外，还有二进制行数据大小计算的方法。通常是以十进制来进行计算的。另外，还有二进制 、八进制和十六进制等。、八进制和十六进制等。1.3.3 1.3.3 数制之间的转换数制之间的转换不同进制之间进行转换应遵循转换原则。其转换原则是：如果两个有理不同进制之间进行转换应遵循转换原则。其转换原则是：如果两个有理 数相等，则有理数的整数部分和分数部分一定分别相等。也就是说，若转换数相等，则有理数的整数部分和分数部分一定分别相等。也就是说，若转换 前两数相等，则转换后仍必须相等。前两数相等，则转换后仍必须相等。1.3.4 1.3.4 二进制数的算术运算二进制数

15、的算术运算二进制数的算术运算包括加法运算、减法运算、乘法运算和除法运算。二进制数的算术运算包括加法运算、减法运算、乘法运算和除法运算。1.3.5 1.3.5 二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算逻辑变量之间的运算称为逻辑运算，它是逻辑代数的研究内容，也是计逻辑变量之间的运算称为逻辑运算，它是逻辑代数的研究内容，也是计 算机需要的基本操作。二进制数算机需要的基本操作。二进制数1 1和和0 0在逻辑上可代表在逻辑上可代表“ “真真” ”与与“ “假假” ”、“ “是是” ”与与“ “ 否否” ”、“ “有有” ”与与“ “无无” ”。这种具有逻辑属性的变量就称逻辑变量。由此可见，逻。这种具有逻辑属

16、性的变量就称逻辑变量。由此可见，逻 辑运算是以二进制数为基础的。辑运算是以二进制数为基础的。计算机的逻辑运算区别于算术运算的主要特点是：逻辑运算是按位进行计算机的逻辑运算区别于算术运算的主要特点是：逻辑运算是按位进行 的，位与位之间不像加减运算那样有进位或借位的关系。的，位与位之间不像加减运算那样有进位或借位的关系。逻辑运算主要包括逻辑运算主要包括3 3种基本运算：逻辑加法种基本运算：逻辑加法( (又称又称“ “或或” ”运算运算) )、逻辑乘法、逻辑乘法( ( 又称又称“ “与与” ”运算运算) )和逻辑否定和逻辑否定( (又称又称“ “非非” ”运算运算) )。此外，。此外，“ “异或异或” ”运算也很有用。运算也很有用。1.3.6 1.3.6 计算机中的数据计算机中的数据数据是指能够输入计算机并被计算机处理的数字、字母和符号的集合。数据是指能够输入计算机并被