信息技术与计算机文化课件

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1、计算机文化基础,第一章 信息技术与计算机文化,1.1 信息与信息技术,信息是在自然界、人类社会和人类思维活动中普遍存在的一切物质和事物的属性 数据是指存储在某种媒体上可以加以鉴别的符号资料。 数据是信息的具体表现形式，是信息的载体，而信息是对数据进行加工得到的结果 计算机文化就是以计算机为核心，集网络文化、信息文化、多媒体文化于一体，并对社会生活和人类行为产生广泛、深远影响的新型文化。,1.1 计算机的基本知识,计算机的出现，是二十世纪科学技术最卓越的成就之一，是科技和生产发展的必然产物，是人类智慧的结晶。它的出现，又促进了科技和生产的高速发展，使人类进入了一个新时代计算机时代。目前，计算机已

2、经直接或间接地影响着我们的整个生活，改变着我们生活方式。只有了解了什么是计算机，我们才能更充分地理解计算机在我们生活中的影响。,计算机是一种能快速而高效地完成信息处理的数字化电子设备，它能按照人们编写的程序对原始输入数据进行加工处理、存储或传送，以便获得所期望的输出信息，从而利用这些信息来提高社会生产率并改善人民的生活质量。,1.2 计算机技术概述,人类追求的计算工具,Charles Babbage,1822 差分机,1833 分析机,MARK I,ENIAC,电子计算机时代,一、第一台电子计算机的诞生,世界上第一台数字电子计算机ENIAC,5000次加法/秒 体重30吨 占地140m2 18

3、800只电子管 1500个继电器 功率174KW,1946年2月在宾夕法尼亚大学正式投入使用 这台计算机是为计算弹道和射击表而设计的，它的主要元器件采用的是电子管。它的诞生标志着人类进入了一个崭新的信息革命时代。,二、计算机之父-查尔斯巴贝奇(Charles Babbage,1791-1871) 和他研制的差分机和分析机,四、计算机的发展历程,（1）第一代计算机 194620世纪50年代末，电子管时代计算机。 主要特点： 采用电子管作为计算机的主要逻辑部件。体积大，耗电量大，寿命短，可靠性差，成本高。 采用电子射线管、磁鼓存储信息，容量很小。 输入输出装置落后，主要使用穿孔卡片，速度慢，容易出

4、错，使用不方便。 软件上，使用机器语言和汇编语言编程。 这一时期的典型机器： 国外的：ENIAC 、UNIVAC。,2）第二代计算机 19581964年，晶体管计算机时代 主要特点： 采用晶体管作为计算机的主要逻辑部件，体积减小， 重量减轻，成本下降，能耗降低，可靠性和运算速度得到了提高。 采用磁芯作主存储器，磁盘、磁鼓作外存储器。 软件方面有了系统软件（监控程序），提出了操作系 统的概念，出现了高级语言，如FORTRAN，ALG0L60等。 这一时期的典型机器： 国外的：IBM7090等,（3）第三代计算机 19641972年，集成电路计算机时代。 主要特点： 采用中、小规模集成电路做主要逻

5、辑部件，从而使计算机体积更小，重量更轻，耗电更省，寿命更长，成本更低，运算速度有了更大的提高。 采用半导体存储器做主存储器，存储容量和存储速度有了大幅度的提高，增强了系统的处理能力。 软件方面，系统软件有了很大的发展，出现了分时操作系统，多用户可以共享计算机资源。 在程序设计方法上，采用了结构化程序设计，为研制更加复杂的软件提供了技术上的保证。 这一时期的典型机器：国外IBM-360等。,（4）第四代计算机 1972年至今，大规模、超大规模集成电路计算机时代。 主要特点： 采用大规模、超大规模集成电路作基本逻辑部件，使计算机体积、重量和成本大幅度的降低，运算速度和可靠性大幅度的提高。 作为主存

6、储器的半导体存储器，其集成度越来越高，容量越来越大；外存储器除了广泛地使用软、硬磁盘外，还引进了光盘。 各种使用方便的输入输出设备相继出现，如鼠标、图像扫描仪、纯平及液晶显示器、激光打印机、绘图仪等。 各种实用软件层出不穷，极大地方便了用户。 多媒体技术崛起，计算机集图像、图形、声音与文字处理于一体，在信息处理领域掀起了一场革命。,计算机的特点,（一）速度快 （二）存储容量大 （三）通用性强 （四）工作自动化：按程序执行 （五）精确度高,计算机的分类,针对不同场合对计算机有不同的分类方法,一、按处理的对象划分 数字计算机 模拟计算机 数模混合计算机,二、按计算机的用途划分 1.通用计算机 2.

7、专用计算机,三、按计算机规模 划分 巨型计算机 大型计算机 小型计算机 微型计算机 工作站,计算机的应用,（一）科学计算 （二）信息管理 （三）过程控制 （四）计算机辅助系统 （五）人工智能 （六）计算机网络与通信,1.1.5计算机的发展趋势,巨型化 微型化 网格化（网络化） 智能化,1.3 计算机中信息的表示 使用二进制的原因,（1）技术上容易实现，可靠性强。 （2）运算规则简单。 （3）实现逻辑运算容易,与逻辑代数中的逻辑值“真”，“假”相吻合。 （4）与其他数制转换方便。,二进制与十进制、八进制、十六进制,1数制的概念,数制也叫“进位计数制”，一般指用一组固定的数字符号线性排列，按照由低

8、位向高位进位计数的规则来表示数目的方法。例如：二进制、十进制、八进制等。,数码：一组用来表示某种数制的符号 基数：数制所使用的数码个数 位权：指数码在不同位置上的权值,计算机中常用的各种数制表示,任意进制转换成十进制 任意进制转化成十进制的方法：数码乘以各自的权的累加,例1 将二进制数(1001.101)B转换成十进制数 (1001.101) B = 1 23 + 0 22 + 0 21 + 1 20 + 1 21 + 0 22 +1 23 = 8 + 1 + 0.5 + 0.125 = (9.625)D,例2 将八进制数(215.46)O转换成十进制数 (215.46)O = 2 82 +

9、1 81 + 5 80 + 4 81 + 6 82 = 128 + 8 + 5 + 0.5 + 0.09375 = (141.59375)D,例3 将十六进制数(B2A.D)H转换成十进制数 (B2A.D)H = 11 162 + 2 161 + 10 160 + 13 161 = 2816 + 32 + 10 + 0.8125 = (2858.8125)D,十进制转化成 二进制,整数部分用除基取余法转换，小数部分用乘基取整法转换。,例4 将十进制整数(83)D转换为二进制整数。 十进制整数 余数 二进制数码 位序 2 4 1 1 d1 = 1 次低位 2 2 0 0 d2 = 0 2 1 0

10、 0 d3 = 0 2 5 1 d4 = 1 2 2 0 d5 = 0 2 1 1 d6 = 1 最高位 0 商为0，结束 最后结果为：(83)D = (d6d5d4d3d2d1d0)B = (1010011)B,2 8 3 1 d0 = 1 最低位,例5 将十进制小数(0.8125)D转换为二进制小数。 十进制小数 积的整数部分 二进制数码 位序 0.8125 2 1.6250 1 d1 = 1 最高位 0.625 2 1.250 1 d2 = 1 次高位 0.25 2 0.50 0 d3 = 0 2 1.0 1 d4 = 1 最低位 0.0 纯小数为0，结束 最后结果为：(0.8125)D

11、 = (0.d1d2d3d4)B = (0.1101)B,二进制与八进制相互转换,二进制数与八进制数的对应关系,例6 将二进制数(1010011.1101)B转换成八进制数。 (1010011.1101)B = ( 0 0 1 0 1 0 0 1 1 . 1 1 0 1 0 0 )B 高位补0 低位补0 1 2 3 . 6 4 最后结果为：(1010011.1101)B = (123.64)O,例7 将八进制数 (36.57)O转换成二进制数。,最后结果为：(36.57)O = (11110.101111)B,二进制与十六进制相互转换,十六进制数与十进制数、二进制数的对应关系,例8 将二进制数

12、(1011011.1101)B转换成十六进 (1011011.1101)B = ( 0 1 0 1 1 0 1 1 . 1 1 0 1 )B 高位补0 5 B . D 最后结果为：(1011011.1101)B = (5B.D)O,例9 将十六进制数 (3A.7C)H转换成二进制数。,最后结果为：(3A.7C)H = (111010.011111)B,八进制与十六进制相互转换,例10 将十六进制数 (2A.5C)H 转换成八进制数。,最后结果为：(2A.5C)H = (52.27)O,二进制的运算规则,加、减、乘、除 除法规则：0/1=0；1/1=1 与、或、非、异或,信息的编码,计算机中数据

13、的单位 位(bit)：计算机存储数据的最小单位 字节(Byte)：字节是存储信息的基本单位 字：计算机处理数据时，CPU通过数据总线一次存取、加工和传送的数据称为字。,数值的表示,机器数 一般用0表示正数，1表示负数,例如，真值数(0110101)B，其机器数为10110101，机内表示如下：, 数符,通常，把数值在计算机中的二进制表示形式称为机器数， 而把他所代表的一般数学意义上用正负号和数符表示的实数值称为真值。,文字信息的表示,1字符编码,对于西文字符，最常用的字符编码是ASCII码,128个常用字符，用7位二进制编码，从0到127 控制字符：032；普通字符：94个 例如：“a”字符的

14、编码为1100001，对应的十进制数是97； 换行 0AH 10 回车 0DH 13 空格 20H 32 09 30H39H 4857 AZ 41H5AH 6590 az 61H7AH 97122,汉字编码 汉字交换码 一般用连续的两个字节来表示一个汉字 汉字机内码 机内码是真正的计算机内部用来存储和处理汉字信息的代码 汉字字形码 用来将汉字显示到输出设备上所需要的图形数据 汉字输入码 将汉字通过键盘输入到计算机采用的编码。,1.4 计 算 机 系 统,计算机系统的基本组成,计算机系统,硬件系统,软件系统,主机,外部设备,系统软件,应用软件,中央处理器,内存储器,输入设备,输出设备,外存储器,

15、操作系统,网络软件,编译软件,诊断软件,系统服务程序,程序设计语言,办公软件包、数据库应用系统,运算器,控制器,冯诺依漫计算机的基本思想： 计算机由五大部件构成： 运算器、控制器、存储器、 输入/输出设备 程序和数据以同等地位存放在存储器中，并要按地址寻访。 程序和数据以二进制表示,计算机的硬件系统,John von Neumann 冯诺依曼,计算机硬件是指计算机系统中由电子、机械和光电元件等组成的各种计算机部件和计算机设备,输入设备：从计算机外部向计算机内部传送信息的装置。 运算器：又称算术逻辑单元（ALU），主要进行算术运算和逻辑运算。 控制器：计算机的神经中枢和指挥中心 存储器：具有记忆功能，用来保存信息，如数据、指令和运算结果等。又分为内存储器和外存储器 输出设备：将计算机的处理结果传送到计算机外部供计算机用户使用的装置,存储器,存储器分内存储器（主存储器）和外存储器（辅助存储器）两大类，简称内存与外存 内存：RO