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1、第一章 计算机文化概念,1.1 计算机的发展史,1.2 计算机的特点、应用及分类,1.4 计算机的基本运算,1.3 计算机与信息社会,1.5 计算机内部的信息表示,1.1计算机的发展史,一、第一台数字电子计算机,二、计算机的发展过程,三、计算机的发展趋势,四、未来计算机,上一页,一、第一台数字电子计算机,ENIAC(埃尼阿克）：1946年诞生在美国宾夕法尼亚大学，元器件为：18000支电子管、70000个电阻、10000支电容，性能为重30吨，耗电150千瓦，速度5000次加减运算/秒；用途：火炮弹道计算。该计算机不具备“存储程序”的功能。 冯.诺依曼结构： 采用二进制表示数据或指令 计算机的
2、硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成 指令存储在计算机内且能自动执行,二、计算机的发展过程,第一代 电子管，磁鼓、磁芯，几千几万次，数据处理、科学计算，机器语言和汇编语言 第二代 晶体管，磁芯、磁盘，几十万几百万次，科学计算、数据处 理、工业控制，高级语言FORTRAN、COBOL、ALGOL60等 第三代 中、小规模集成电路，半导体存储器，几百万千万次，应用在各个领域，在硬件设计上实现了系列化、通用化和标准化，软件形成了操作系统、编译系统和应用程序 第四代 大规模和超大规模集成电路，半导体存储器，几万亿十万亿次，出现了微型计算机，应用到各行各业，正向多媒体计算机和计算机网络发
3、展,三、计算机的发展趋势,巨型化： 存储容量为几百MB、运算速度为数万亿次/秒 微型化： 操作简便、使用方便、物美价廉的微型计算机 网络化 ： 用通信技术和计算机技术把分散的计算机互联在一起，达到软硬件资源和数据资源共享的目的。目前开发的三网合一是指电信网、计算机网和有线电视网合为一体 智能化： 能模拟人的思维和感官，具有识别声音、图像的能力，有推理、联想学习的功能,四、未来计算机,神经网络计算机：用数据处理单元模拟人脑的脑细胞（神经元） 生物计算机：使用由蛋白分子为主要原料的生物芯片，具有巨大的存储能力，且以波的形式传输信息。由于蛋白分子具有自我组合的特性，故使生物计算机有自我调节能力、自修
4、复能力和自再生能力。 光子计算机：利用光子代替电子，以光互连代替导线互连，即以光硬件代替电子硬件，光运算代替电运算，从而使运算速度大大提高。,1.2计算机特点、应用及分类,一、计算机的特点,二、计算机的应用,三、计算机的分类,上一页,一、计算机的特点,运算速度快 计算精度高 具有记忆和逻辑判断功能 高度自动化 支持人机交互,上一页,科学计算(数值计算) 计算数学、计算物理等 数据处理(非数值计算)采集,分析,存储,传送,检索 过程控制(实时控制) 计算机辅助系统 CAD - 计算机辅助设计 CAM - 计算机辅助制造 CAI - 计算机辅助教学 CBE - 计算机辅助教育 CAT - 计算机辅
5、助测试 人工智能(智能模拟) 机器人,专家系统,模式识别 网络应用,上一页,二、计算机的应用,三、计算机的分类,1. 按计算机的用途分类,2. 按计算机的规模分类,通用计算机 专用计算机,上一页,1. 按计算机的用途分类,2. 按计算机的规模分类(IEEE),主机 小型机 巨型机 小巨型机 工作站,上一页,下一页,个人计算机,台式微型计算机 便携式计算机 手持个人计算机 单片微型计算机,个人计算机,上一页,1.3 计算机与信息社会,一、信息、信息化和信息化社会 二、信息化与计算机 三、信息高速公路,1.4 计算机的基本运算,一、算术运算：加、减、乘、除、乘方 二、关系运算：大于、大于等于、小于
6、、 小于等于、等于、不等于 三、逻辑运算：与、或、非、异或 注：逻辑数据值为“真”和“假”,1.5计算机内部的信息表示,一、计算机中的数制,二、计算机中的数值型数据,三、计算机中的字符型数据,一、计算机中的数制,1. 进位计数制的特点 每种进位计数制都有固定的数码 按基数进位或借位 用位权来计数 2. 进位计数制的基数 每种进位计数制中数码的个数称为基数。 如:十进制中有数码 0、1、2、3、9 共十个数码,上一页,下一页,3.位权值,在进位记数制中数码所处的位置不同,代表的数值大小也不同 位权与基数的关系是:位权的值等于基数的若干次幂 例:十进制1234.5可以展开为下面多项式的和 1234
7、.5=1103 +2 102+3 101+4 100+5 10-1,上一页,下一页,4. 进制的概念,十进制 R=10， 可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 二进制 R=2 ， 可使用0,1 八进制 R=8 ， 可使用0,1,2,3,4,5,6,7 十六进制 R=16 ，可使用0,9,A,B,C,D,E,F,“逢 R 进 一，借 一 当 R”,上一页,下一页,5. 不同的进位计数制,十进制 二进制 八进制 十六进制 0 0 0 0 1 1 1 1 2 10 2 2 3 11 3 3 4 100 4 4 5 101 5 5 6 110 6 6 7 111 7 7 8 1000 10 8
8、 9 1001 11 9 10 1010 12 A 11 1011 13 B 12 1100 14 C 13 1101 15 D 14 1110 16 E 15 1111 17 F 16 10000 20 10,上一页,下一页,6. 不同进位计数制之间的相互转换, 十进制与二、八、十六进制间的转换, 二、八、十六进制与十进制间的转换, 二进制与八、十六进制间的转换, 在计算机中常用数制的书写形式,上一页,下一页,规则：整数部分-除R取余法 小数部分-乘R取整法, 十进制转换为二进制、 八进制、十六进制,上一页,下一页,例：( 9.6875 ) 10 = ( ? ) 2,上一页,下一页,用除2取
9、余法求出整数9对应的二进制,0.68752=1.375 取出整数1 0.3752=0.75 取出整数0 0.752=1.50 取出整数1 0.52=1.00 取出整数1 （0.6875）1 0 =（0.1011）2,(9.6875)10=(1001.1011)2,用乘2取整法求出小数部分0.6875的二进制, 二、八、十六进制与十进制间的转换,（a na 1 a 0 . a -1a -m ) r = a n r n + a 0 r 0 + a -1 r -1 + a -m r -m (10101) 2=2 4+2 2+2 0=21 (101.11) 2 =2 2+2 0+2 -1+2 -2=5
10、.75 (101) 8 = 8 2+8 0=65 (101A) 16= 16 3+16 1+10= 4122, 二进制与八、十六进制间的转换,八进制、十六进制转换为二进制 每位八进制可用3位二进制数表示 每位十六进制可用4位二进制数表示,三位二进制数可用一位八进制数表示 四位二进制数可用一位十六进制数表示,二进制转换为八进制、十六进制,上一页, 在计算机中常用数制的书写形式, 把数字用圆括号括起来加写下标,D - 表示十进制 567D B - 表示二进制 1011B O - 表示八进制 345O H - 表示十六进制 5ADH, 数字后面加写相应的英文字母作标识,(567)10 (1011)2
11、 (345)8 (5AD)16,二、计算机中的数值型数据,1.机器数的概念,2.定点数和浮点数,1. 机器数的概念,机器数 : 在机器内存放的正、负号数码化的数 计算机内部只有0和1两种形式,上一页,下一页,信息的存储单位,K 字节 1K = 1024 byte M（兆）字节 1M = 1024 K G（京） 字节 1G = 1024 M T（垓）字节 1T = 1024G,上一页,2. 定点数和浮点数,上一页,下一页,上一页,下一页,注:尾数的位数决定数的精度,阶码的位数决定数的范围,上一页,下一页,三、计算机中的字符型数据,上一页,下一页,ASCII码是美国信息交换标准代码 ( Ameri
12、can Standard Code for Information Interchange ) 包括09十个数字，大小写英文字母及专用符号等95种可打印字符和33种控制符,6 5 4 3 2 1 0,上一页,下一页,ASCII码,2. BCD码,又称二 十进制编码,用来解决二进制数表示十进制数问题。二 十进制编码方法很多 , 有8421码, 5421码, 余3码等. 最常用的是 8421编码,每位十进制数用四位二进制数编码表示,上一页,下一页,3. 汉字的编码,汉字的编码有四类:汉字输入码、汉字交换码、汉字内码、汉字字形码, 汉字输入码（外码） 数字编码（顺序码）如：区位码、电报码 字音编码（
13、音 码） 如：拼音码、自然码 字形编码（形 码）如：五笔字型码、表形码 音形编码 如：双拼码,上一页,下一页, 汉字交换码,汉字交换码是汉字信息处理系统之间或通信系统之间传输信息时所使用的编码，即国标码,国标码：国家标准信息交换用汉字编码（GB2312-80）。国标码采用双字节的编码方式，每个字节的最高位为0。,国标码 收入6763个汉字，其中常用的一级汉字3755个，按汉语拼音字母顺序排列；二级汉字3008个，按偏旁部首顺序排列。另外还有682个西文字符、图符，共7445个字符，构成9494的矩阵，即排列成94行94列，形成汉字编码表。每一行为“区”，每一列为“位”，这就是国标区位码,上一页
14、,下一页, 汉字机内码,机内码：是设备和汉字信息处理系统内部存储、处理、传输汉字而使用的编码。机内码：最高位为1,上一页,下一页, 汉字字形码,字形码：用于显示或打印汉字时产生字型，是通过点阵形式产生的,点阵：1616、2424、3232、4848,上一页,下一页,汉字信息的数字化,上一页,第二章 计算机系统,上一页,下一页,中央处理器 主机 内存储器 外存储器 外部设备 计算机系统 系统软件（操作系统、数据库系统等） 应用软件（字处理、计算机辅助设计等）,硬件系统,软件系统,输入设备,输出设备,控制器,运算器,系统,上一页,下一页,2.1计算机硬件系统,一、冯诺依曼计算机的基本组成 冯诺依曼存储程序原理的思想： 计算机由五个基本部分组成：运算器、控 制器、 存储器、输入设备、输出设备 程序和数据均存放在存储器中 机器采用二进制,上一页,下一
