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1、第一章 计算机概论,1.1 了解现代计算机的发展史 1.2 了解计算机基础知识,1.3 了解微型计算机硬件系统,冯诺伊曼体系结构计算机中的数据表示方式、形式,教学内容,多种多样用途广泛,1.计算机的发展,世界上第一台电子管计算机ENIAC,1946年2月14日，世界上第一台电脑ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator)在美国宾夕法尼亚大学诞生 发明人：莫奇来和爱克特 5000次加法/秒体重28吨占地170m218,000多只电子管1500个继电器功率150KW,1954年在贝尔实验室研制成功 发明人：肖克利和他的助手们,世界上第
2、一台全晶体管计算机TRADIC,世界上第一台集成电路计算机 IBM360,1962年1月，IBM公司研制的双极型集成电路计算机,1971年美国Intel 公司研制 发明人：工程师马西安 霍夫（M. E. Hoff）研制成功了一片4位微处理器 Intel 4004集成了2250个晶体管,世界上第一台大规模集成电路计算机,现在的计算机,多种多样用途广泛,（1）巨型机（Super Computer）（2）大型机（Mini super Computer）（3）中型主机（Mainframe）（4）小型机（Mini Computer或Minis）（5）工作站（Workstation）（6）个人计算机（Pe
3、rsonal Computer，PC）,2.计算机的分类,3.计算机的特点,3.计算机的特点,4.计算机的发展趋势,5.计算机的应用,1.2.1 计算机系统的组成与工作原理,1.2 计算机基础知识,冯诺依曼1903年 -1957年,计算机是自动化的信息处理装置，它采用了“存储程序”工作原理。这一原理是1946年由美籍匈牙利数学家冯诺伊曼提出的，故称为冯诺伊曼原理，其主要思想如下：计算机硬件由五个基本部分组成。采用二进制。存储程序的思想，即程序和数据一样，存放在存储器中。,一、计算机硬件系统的组成与工作原理,1、冯诺依曼结构框图,1、指令:是指计算机完成某个基本操作的命令。2、指令系统:一台计算
4、机所能执行的全部指令的集合。3、指令的执行过程示意图:,2、计算机指令,3,+,5,输入命令,3,3,5,5,+,+,取加法指令,取操作数,加法运算,8,存储结果,输出命令,8,8,实例：计算机如何完成3+5=8运算的,软件 = 程序 + 数据 + 文档,二、计算机软件系统,一、数制与数制间转换二、数的机器码表示三、信息编码,1.2.2 计算机中的数制和编码系统,1、为什么在计算机中采用二进制数来表示呢？二进制运算规则简单（逢二进一）。二进制编码在物理上最容易实现；自然界中具有两个固定状态的物理量很多，例如：电流的有无、电压的高低、开关、二极管的导通与截止等。逻辑量与数字量共存（只有0、1）。
5、,2、计算机中为什么还有八、十六进制数？因为一个数的二进制表示太长，容易出错，所以用八和十六进制数表示相对短些。,计算机中的数制,十进制: 10个记数符号，0、1、2、9。二进制: 2 个记数符号，0和1。八进制: 8 个记数符号，0、1、2、7。十六进制：16个记数符号；09、A、B、C、D、E、F中AF对应十进制的1015。,一）进位计数制,一、计 数 制 及 转 换,二）不同数制的相互转换,（N )R ( M )10 （N )R =按多项式展开= (M)10,L = mn-1kn-1 +mn-2kn-2 +m0k0+m-1k-1 +m-2k-2 + ,数值,位权,一、计 数 制 及 转
6、换,不同进制之间的相互转换,十进制,二进制,八或十六进制,1,2,3,4,5,6,问题:,1、计算机中使用的二进制数中各位权值如何表示或权值是多少？,课堂练习,1.与十六进制数(BC)16等值的二进制数是_ 。A） 10111011 B） 10111100 C） 11001100 D） 11001011,2.在下列不同进制的四个数中，最小的是_。A）（11011001）2 B）（75）10 C）（37）8 D）（2A）16,B,C,1数值数据的机内表示,“位”（Bit）：是计算机中最小的信息单位。,“字节”（Byte）：是由相连8个位组成的信息存储单位,“字”（Word）：对于CPU字长为32
7、的计算机（以下同），是由相连4个字节（即32位）构成的信息存储单位。,二、 数据在计算机中的表示,2整数在计算机内的表示,真值：带符号位的二进制数 如: ( + 1001110 )2 、 ( - 1001110 )2,机器数：将符号位数字化的二进制数 如: ( 1 1001110 )2 、 ( 0 1001110 )2,二、 数据在计算机中的表示,2整数在计算机内的表示,原 码 反 码 补 码,二、 数据在计算机中的表示,【练习】若机器字长n等于8，则求45的原码、反码和补码,二、 数据在计算机中的表示,小结:,正机器数：符号位用0表示，数值不变。X1原= X1反= X1补,负机器数：原码符号
8、位用1表示，数值不变。反码符号位用1表示，数值按位取反。补码符号位用1表示，数值按位取反+1;或反码+1,二、 数据在计算机中的表示,数制；位、字节、字、双字；字长；,计算机中的单位 1 Byte（B）=8bit（b） 1 kilobit（kB）=1024B 1 Megabit（MB）=1024KB 1 Gigabit（GB）=1024MB 1 Terabyte（T/TB）=1024GB,第二节相关概念的回顾,十进制数转换为二进制数分如下两部分转换:,1）整数部分转换方法,2）小数部分的转换方法,1、十进制数转换为二进制数,1）整数部分转换方法-除2 取余法,例：（97）10 =（ ）2,为了
9、区别不同进制的数，数值用括号括起来，在右下角用一个脚标表示进制数。,？,1100001,余数,97,2,48, 1,2,24, 0,2,12, 0,2,6, 0,2,3, 0,2,1, 1,2,0, 1,高位,低位,总结：整数部分转换方法为：除2 取余法。即反复除2 ，直到商为 0，然后反向取余即可。,2）小数部分的转化方法,例:（0.8125）10 = ( )2,乘2取整法。即：1.将小数乘2后取其整数；2.将剩余的小数重复刚才的过程，直到剩余小数为0或做到规定位数为止。注意：先求得的整数为高位，后求得的整数为低位。,？,0.1101,0.8125,2,X,1.6250, 1,整数,0.62
10、5,2,1.250, 1,0.25,2,0.5, 0,0.5,2,1.0, 1,高位,低位,X,X,X,十进制数转化为二进制数的方法知道了。那么十进制数转化为八进制数、十六进制数或者任意(R)进制数的方法也就知道了。方法为：整数部分转化方法为：除R取余法。小数部分的转化方法为：乘R取整法。,2、十进制数转换为其他(R)进制数,例如：十进制数向八进制数转化,（68.46）10,整数部分的转化,小数部分的转化,= ( ? )8, ( 104.3534 )8,68,8,8, 4,8,1, 0,8,0, 1,低位,高位,0.46,8,X,3.68, 3,整数,0.68,8,5.44, 5,0.44,8
11、,3.52, 3,0.52,8,4.16, 4,高位,低位,X,X,X,余数,0.16,例如：十进制数向十六进制数转化,（68.46）10,整数部分的转化,小数部分的转化,= ( ? )16, ( 44.75C2 )16,余数,16,4, 4,16,0, 4,低位,高位,68,0.46,16,X,7.36, 7,整数,0.36,16,5.76, 5,0.76,16,12.16, 12,0.16,16,2.56, 2,高位,低位,X,X,X,0.56,16,?,?,?,十进制数16所对应的其他进制数为多少？,注意1，2，4，8所对应的二进制数,注意八进制数7和十六进制数F所对应的二进制数,十进制
12、数与二进制数、八进制数、十六进制数对照表,数的加权系数表示法举例:(123.45)10 = 1102+ 2101+ 3100+ 410-1+ 510-2 (1101.01)2 = 123+ 122+ 021+120+ 02-1+12-2 R进制数的加权系数表示法:(D)r = = dn-1rn-1+dn-2rn-2+d0r0 + d-1r-1+d-mr-m其中di为系数,ri为权值,r为基数(进制数),i为位置。,整数部分,小数部分,3、R进制数转换为十进制数,故，R进制数转化为十进制数的方法为： -加权系数法,(1101.01)2 =123+ 122+ 021+120+ 02-1+12-2=
13、(13.25)10,( 104.3534 )8 =182+ 081+480+ 38-1+58-2 + 38-3+48-4(68.46)10,( 44.75C2 )16= 4161+4160+ 716-1+516-2 + 1216-3+216-4 (68.46)10,(1 101 001 011.101 111)2 = ( )8,3,1,5,1,5,7,1513.57,.,00,(11 0100 1011.1011 11)2 = ( )16,B,4,3,B,C,34B.BC,.,00,00,1）二进制数转换为八进制数举例,？,？,2）二进制数转换为十六进制数举例,4、二进制数转换为八进制数或十六
14、进制数,( 1 5 1 3 . 5 7 )8=( )2,八进制数或十六进制数转化为二进制数的方法为： 每一位八进制或十六进制数分解成三位或四位二进制数。注意一定要分足3位或4位，不足时前面补零。,( 3 4 B . B C )16=( )2,1,101,001,011,101,111,.,00,?,11,0100,1011,1011,11,00,?,.,00,5、八进制数或十六进制数转换为二进制数,例如：,X1 = +1010110 X1原= 01010110 X2 = + 0.1010110 X2原= 0.1010110,X1 = - 1010110 X1原= 11010110 X2 = - 0.1010110 X2原= 1.1010110,0的原码表示有两种形式： +0原 = 00000000 -0原 = 10000000,
