《计算机基础教程 教学课件 ppt 作者 郑轶鹏 第1章 初识计算机》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机基础教程 教学课件 ppt 作者 郑轶鹏 第1章 初识计算机（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1章 初识计算机,第1章 初识计算机,2,【学习目标】 1）了解计算机产生到发展至今的历程。 2）了解计算机的类型、特点和作用。 3）熟悉计算机的信息表示法和计算方式。 4）掌握数字进制转换的计算方法。,第1章 初识计算机,3,1.1 计算机产生的历史背景和发展历程,1.1.1 计算机产生的历史背景 1946年2月15日， 世界上第一台电子数字计算机“埃尼阿克“（ENIAC）宣告研制成功，这是一台为了军事目的而诞生的计算机，但它强大的计算能力在当时为军事安全所起的作用已非常突出。然而，计算机将会在不久之后会对整个世界人们的生活带来翻天覆地的变化。,第1章 初识计算机,4,1.1.2 计算机的
2、发展历程,1. 第一代计算机 (19461957) 图1-1 世界上第一台计算机ENIAC 1946年2月14日，标志现代计算 机诞生的“埃尼阿克”在费城公诸于世， 它是由美国宾夕法尼亚大学莫尔电工学 院研制，其全称为电子数字积分计算机 （Eleotronic Numerical Integrator and Calculator ENIAC），简称“埃尼阿克” （ENIAC）。,第1章 初识计算机,5,图1-1 世界上第一台计算机ENIAC,第1章 初识计算机,6,2. 第二代计算机（19581964） 1956年，晶体管在计算机中使用，晶体管和磁芯存储器导致了第二代计算机的产生。第二代计算
3、机体积小、速度快、功耗低、性能更稳定 ，由于第二代计算机以晶体管作为基本电子元件，故称为计算机的“晶体管时代”。,第1章 初识计算机,7,3第三计算机（19651975） 1958年发明了集成电路(IC)，将三种电子元件结合到一片 小小的硅片上。科学家使更多的元件集成到单一的半导体 芯片上。于是，计算机变得更小，功耗更低，速度更快。 称为计算机的 “集成电路时代”。,第1章 初识计算机,8,图1-3 集成电路计算机,第1章 初识计算机,9,4第四代计算机（1975年至今） 1972年，第一部真正的个人计算机诞生了。所使用的微处理器内包含了2300个“晶体管”，可以一秒内执行 60,000 个指
4、令，体积也缩小很多。而世界各国也随着“半导体”及“晶体管”的发展去开拓计算机史上新的一页。 因第四代计算机以大规模集成电路作为基本电子元件，称为计算机的“大规模集成电路时代”。,第1章 初识计算机,10,图1-4 早期的第四代计算机,第1章 初识计算机,11,5新一代计算机 新一代计算机的概念在20世纪80年代已经提出，目前已有智能计算机、神经计算机、生物计算机以及光子计算机等各种设想和发展蓝图，并在实际研制过程中取得了一些重要进展,第1章 初识计算机,12,1.2 计算机的分类,按照计算机的运行速度、储存容量、软件配置和价格等综合指标可以将计算机大致分为： 巨型机、大型机、小型机、微型机、小
5、巨型、工作站以及计算机网络系统等几大类。,第1章 初识计算机,13,1巨型机,巨型机是功能最强、造价最昂贵的一种计算机，主要用于大规模的科学计算，如原子能、弹道导弹技术、航天飞机、天气预报、石油勘探等领域。巨型机的生产和研制具有很高要求，是衡量一个国家经济实力和科技水平的重要标志。,第1章 初识计算机,14,2大型机,大型计算机也称为主干机，它具有大型、通用、综合处理能力强、性能覆盖面广等特点，主要应用于一些高端的企业或研究机构，如银行、政府部门、制造企业等。,第1章 初识计算机,15,3小型机,小型机规模小、结构简单，设计周期短，生产量大，硬件成本低；再加上容易操作、容易维护和可靠性高等特点
6、，使得管理机器和编制程序都比较简单，因而得以迅速推广，并在20世纪80年代占据了大量的计算机市场。,第1章 初识计算机,16,4微型机,微型机简称微机，是进入21世纪后世界上使用最广泛、产量最大的一类计算机。 微型计算机是第四代计算机的典型代表。构成微型计算机的核心部件是微处理器，也叫中央处理器或中央处理单元（Central Processing Unit，简称CPU）。,第1章 初识计算机,17,5小巨型机,20世纪80年代，古德伊尔公司为美国宇航局（NASA）研制了一台处理卫星图像的计算机系统MPP，该机由16 384个微处理器组成128 128的方阵。这种采用并行处理技术的多处理器系统是
7、巨型机发展的一个重要方面。,第1章 初识计算机,18,图1-5 我国第一台小巨型电子计算机NS1000（左）和计算机工作站主体结构（右）,第1章 初识计算机,19,6工作站,工作站是20世纪80年代兴起的介于微型机和小型机之间的面向广大工程技术人员的计算机系统，一般具有高分辨率显示器、交互式的用户界面和功能齐全的图形软件，可集中应用于各种工程方面的计算机辅助设计，如集成电路设计、机械设计、土木建筑设计等。,第1章 初识计算机,20,7计算机网络系统,计算机网络就是利用通信设备和线路 将地理位置分散的、功能独立的自主计算 机系统或由计算机控制的外部设备连接起 来，在网络操作系统的控制下，按照约定
8、 的通信协议进行信息交换，实现资源共享 的系统。计算机资源包括计算机硬件、软 件和数据，资源共享是计算机网络的主要 目的,第1章 初识计算机,21,图1-6 计算机网络系统控制台,第1章 初识计算机,22,1.3 计算机信息的表示和计算方式,1.3.1 计算机中数据与信息的概念 使用过计算机的人都知道，计算机可以处理大量的数据和信息，那么我们肯定想知道：到底计算机的设计者是怎么让计算机去识别输入到计算机里的数据和信息的呢？,第1章 初识计算机,23,1.数据,数据是记录信息的按一定规则排列组合的物理符号，可以是数字、文字、图像，在当代也可以是计算机代码。在计算机科学中，数据是指所有能输入到计算
9、机并被计算机程序处理的符号的总称，也是用于输入电子计算机进行处理，具有一定意义的数字、字母、符号和模拟量等的通称。,第1章 初识计算机,24,2.信息,在计算机领域中，信息特指输入到计算机内的数据经加工后得到的有价值的正确知识。对信息的接收始于对数据的接收，对信息的获取只能通过对数据背景的解读 。 数据转化为信息，可以用公式可表示为“数据+背景=信息”。,第1章 初识计算机,25,3.信息的量化,计算机是一种数字化的设备，一般被设计为只能识别数字0和1（只含有0和1的进制运算我们成为二进制）；因此，在计算机进行数据存储、传输和交换时处理的都是转化为只含有0和1的代码的信息流。,第1章 初识计算
10、机,26,现在常用的计算机信息量化单位有：,位（bit）：是计算机中最小的信息单位，它是一个二进制的一个数位，可简记为b 字节（Byte）：是表示信息存储容量大小最基本的单位，也被认为是计算机中最基本的信息单位，简记为B 字（word）和字长(word length):同一种计算机所具有固定长度的二进制串成为字，其二进制的位数成为字长,第1章 初识计算机,27,1.3.2 信息编码的基本概念,信息编码是为了方便信息的存储、检索和使用，在进行信息处理时赋予信息元素以代码的过程。即用不同的代码与各种信息中的基本单位组成部分建立一一对应的关系。在计算机中，一般用“0”表示低电位，而“1”表示高电位，
11、再使用“0“和“1“两个基本符号组成的二进制码（亦称为基二码）来表示数据实现信息处理控制。,第1章 初识计算机,28,理由是基于二进制码有如下优点：,（1） 二进制码在物理上最容易实现，即容易找到具有两个稳定状态且能方便地控制状态转换的物理器件；可以用两个状态分别表示基本符号“0“和“1“； （2） 用二进制码表示的二进制数，其编码、计数和算术运算规则简单，容易用开关电路实现，为提高计算机的运算速度和降低实现成本奠定了基础； （3） 二进制码的两个基本符号“0“和“1“，能方便地与逻辑命题的“否“ 和“是“，或称“假“和“真“相对应，为计算机中的逻辑运算和程序中的逻辑判断提供了便利条件。,第1
12、章 初识计算机,29,1.3.3 进位计数制和不同进位数制的相互转换,1.进位计数制 数制（Number System）是指用一组固定的数字符号和一套统一的规则来表示数目的方法。比如用R个数字符号来表示数目则成为R进制，R被成为基数，R进制的数符为0，1，R-1共R个，R进制数的每一位所具有的固定系数称为数权（Nunber Weight），,第1章 初识计算机,30,为识别起见，二进制数尾加B作标识；十进制加D或省略；八进制加Q；十六进制则加H,下面定义计算机中常用的进位计数制： 二进制 R = 2 基本符号 0，1 八进制 R = 8 基本符号 0，1，2，3，4，5，6，7 十进制 R =
13、 10 基本符号 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9 十六进制 R = 16 基本符号 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F 其中，十六进制中的数符AF字母，分别对应十进制的1015,第1章 初识计算机,31,2进位计数制间的相互转换,1）二进制、八进制、十六进制数转换为十进制数 二进制、八进制或十六进制数转换成十进制数的方法是将被转换的数按权展开后，将各乘积项相加，即转换规则为“按权相加”。 例1-1 将10101011.11 B转换为十进制数。 10101011.11 B = 27 + 25 + 23 + 21 +20 + 21 + 22 = 128 + 32
14、+ 8 + 2 + 21+0.5 + 0.25 = 202.75 D,第1章 初识计算机,32,2）十进制数转换为二进制、八进制或十六进制数,整数部分转换将十进制数连续用基数R去除，直到商数到零为止，每次除得的余数依次为R进制数由低到高的各位值，简称“除R取余”法。 小数部分转换把被转换的十进制小数乘以基数R，所得乘积的整数部分即为R进制小数的最高位数字，将前次计算所得的乘积的小数部分再乘以基数R，取乘积的整数部分，重复此步骤，直到乘积的小数部分为0或求得所要求的位数为止，简称“乘R取整”法。,第1章 初识计算机,33,例1-4 将39D转换为二进制数。 方法：把要转换的十进制数的整数部分不断
15、除以2，并记下余数，直到商为0为止。 39/2 商19余1 （a0 = 1） 19/2 商 9余1 （a1 = 1） 9/2 商4余1 （a2 = 1） 4/2 商2余0 （a3 = 0） 2/2 商1余0 （a4 = 0） 1/2 商0余1 （a5 = 1） 所以，39 D = 100111 B。,第1章 初识计算机,34,3）二进制数与八进制、十六进制数之间的转换,由于八进制数和十六进制数是从二进制数演变而来的，由3位二进制数组成一位八进制数，4位二进制数组成一位十六进制数。因此，转换时将二进制数分组：转换成八进制时3位为一组，转换成十六进制数时4位为一组；然后按数之间的对应关系直接转换。
16、并且分组时应遵循如下规则：整数部分应从最低（最右）位开始，小数部分应从最高（最左）位开始分组；最后一组若位数不足，整数部分在左边补0，小数部分在右边补0。,第1章 初识计算机,35,例1-7 把10100111.1001 B转换为八进制数。 10100111.1001 B =（010）（100）（111）.（100）（100）B 2 4 7 . 4 4 即10100111.1001 B = 255.54 Q。,第1章 初识计算机,36,1.3.4 二进制数的运算,计算机用二进制码来存储和处理各种数据，那么为了满足需要在计算机内部二进制码本身有哪些计算方法呢？ 二进制数有两种不同类型的运算：算术运算和逻辑运算。,第1章 初识计算机,37,1二进制数的算术运算,（1）二进制数的加法 根据“逢二进一”规则，二进制数加法的法则为： 000 01101 110 （进位为1） 1111 （进位为1） （2）二进制数的减法 根据“借一有二”的规则，二进制数减
