计算机基础知识概论课件

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1、1计算机的起源与发展计算机的特点与分类计算机的应用领域计算机基础知识1计算机基础知识概论课件81.1计算机的发展1、计算机的起源、计算机的起源2、计算机的发展、计算机的发展8计算机基础知识概论课件“差分机差分机”是一种能进行加减计算和简单函数运算的自动是一种能进行加减计算和简单函数运算的自动计算装置，同时它也可以完成数表编制工作，它的出现大计算装置，同时它也可以完成数表编制工作，它的出现大大缩短了浩繁的计算过程。大缩短了浩繁的计算过程。1822 差分机差分机1822 1822 英国人英国人 巴贝奇巴贝奇 差分机差分机计算机的起源10计算机基础知识概论课件11 他提出：计算机装置应该具他提出：计

2、算机装置应该具有通用性，能解决数学上的各种有通用性，能解决数学上的各种问题，不仅可以进行数字运算，问题，不仅可以进行数字运算，还可以进行逻辑运算。还可以进行逻辑运算。巴贝奇的巴贝奇的分析机同现代计算机一样可以编分析机同现代计算机一样可以编程，而且分析机所涉及到的有关程，而且分析机所涉及到的有关程序方面的概念，也与现代计算程序方面的概念，也与现代计算机一致。机一致。 1834 1834年，巴贝奇又完成了年，巴贝奇又完成了一项新计算装置的构想，把这一项新计算装置的构想，把这种装置命名为种装置命名为“分析机分析机”，它，它是现代数字计算机的前身。是现代数字计算机的前身。1834 分析机分析机1834

3、 英国人 巴贝奇 分析机11计算机基础知识概论课件12 它是一种抽象的计算它是一种抽象的计算模型，用来精确定义可计模型，用来精确定义可计算函数。它是由一个控制算函数。它是由一个控制器，一条可以无限延伸的器，一条可以无限延伸的带子和一个在带子上左右带子和一个在带子上左右移动的读写头组成的。移动的读写头组成的。19361936年年 英国人英国人 阿兰阿兰麦席森麦席森图灵图灵 图灵图灵机机人工智能之父人工智能之父图灵提出该机器应具备一些基本功能：图灵提出该机器应具备一些基本功能：具有存储设备，可以存储数据具有存储设备，可以存储数据具有一种语言，方便编程和运算具有一种语言，方便编程和运算具有输入设备，

4、通过扫描方式具有输入设备，通过扫描方式具有计算意向，即控制程序运行具有计算意向，即控制程序运行能够连续执行指令能够连续执行指令计计算算科科学学之之父父12计算机基础知识概论课件 19461946年年2 2月月, ,世界上第一台数字电子计世界上第一台数字电子计算机算机 ENIACENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator 电子数字积电子数字积分计算机分计算机)在在美国宾夕法尼亚大学美国宾夕法尼亚大学诞生。它的诞生。它的诞生是基于军事的考虑，是为了精确计算复诞生是基于军事的考虑，是为了精确计算复杂的弹道特性和火力射程表。杂的弹道特性和火

5、力射程表。计算机的诞生13计算机基础知识概论课件ENIAC(1946)ENIAC(1946)1800018000个电子管个电子管占地占地170170平方米平方米重达重达3030吨吨耗电耗电150150千瓦千瓦保存保存8080个字节个字节每秒每秒5 5千次加、减千次加、减法运算法运算价值价值4040万美元万美元14计算机基础知识概论课件19491949年，英国剑桥大学完成了第一台年，英国剑桥大学完成了第一台“存储程序存储程序”控制的控制的实验室计算机计算机EDSACEDSAC（延迟存储自动计（延迟存储自动计算机）算机）19511951年，第一台年，第一台“存储程序存储程序”控制的控制的商品化计算

6、计算机机UNIVAC-IUNIVAC-I（通用自动计算机）（通用自动计算机）问世问世19521952年，冯年，冯. .诺依曼领导的研制小组研制成功并诺依曼领导的研制小组研制成功并投入使用了第一台投入使用了第一台“存储程序存储程序”式计算机式计算机EDVACEDVAC( (离散变量自动电子计算机）离散变量自动电子计算机）ENIAC缺点:无存储器、布线接板控制、手工操作15计算机基础知识概论课件n 巴贝奇-差分机和分析机n 图 灵-图灵机n 冯.诺依曼-“存储程序与程序控制”原理计算机的起源16计算机基础知识概论课件17冯诺依曼约翰约翰 冯冯 诺依曼诺依曼（JohnVonNeumann,19031

7、957）美藉匈牙利人，1903年12月28日生于匈牙利的布达佩斯冯诺依曼从小聪颖过人，兴趣广泛，读书过目不忘据说他6岁时就能用古希腊语同父亲闲谈，一生掌握了七种语言他对读过的书籍和论文能很快一句不差地将内容复述出来，而且若干年之后，还能回忆出来。合作发表了第一篇数学论文时冯诺依曼还不到18岁1921年1923年在苏黎世大学学习很快又在1926年以优异的成绩获得了布达佩斯大学数学博士学位，此时冯诺依曼年仅22岁冯诺依曼是普林斯顿大学、宾夕法尼亚大学、哈佛大学、伊斯坦堡大学、马里兰大学、哥伦比亚大学和慕尼黑高等技术学院等校的荣誉博士他是美国国家科学院、秘鲁国立自然科学院和意大利国立林且学院等院的院

8、士1954年他任美国原子能委员会委员；1951年至1953年任美国数学会主席1954年夏，冯诺依曼被发现患有癌症，1957年2月8日，在华盛顿去世，终年54岁17计算机基础知识概论课件18冯冯 诺依曼原理即计算机能自动地完成运算或即计算机能自动地完成运算或处理过程的基础是存储程序和处理过程的基础是存储程序和程序控制。程序控制。 Von Neumann&程序和数据在计算机中用二程序和数据在计算机中用二进制数表示；进制数表示；&计算机的工作过程是由存储计算机的工作过程是由存储程序控制的；程序控制的；18计算机基础知识概论课件 计算机能计算机能自动、正确自动、正确地按人们的意图工作，地按人们的意图工

9、作，是由于人们已事先把计算机如何工作的是由于人们已事先把计算机如何工作的程序和程序和原始数据原始数据通过输入设备送到计算机的通过输入设备送到计算机的存储器存储器中。中。当计算机运行时，控制器就可以把这些指令一当计算机运行时，控制器就可以把这些指令一一从存储器中取出来，加以翻译，并按指令的一从存储器中取出来，加以翻译，并按指令的要求进行相应的操作，直到结束。要求进行相应的操作，直到结束。存储程序与程序控制原理19计算机基础知识概论课件v第一代：第一代：（46-5746-57）逻辑元件电子管逻辑元件电子管，内存延迟线或磁芯，外存纸带、卡片或磁内存延迟线或磁芯，外存纸带、卡片或磁带，工作速度为几千几

10、万次秒，应用带，工作速度为几千几万次秒，应用科学计算，编程语言主要采取机器语言。科学计算，编程语言主要采取机器语言。v第二代第二代: : （58-6458-64）逻辑元件晶体管逻辑元件晶体管，内存磁芯，外存磁带或磁盘，工作速度为内存磁芯，外存磁带或磁盘，工作速度为几十万次秒，应用事务管理及工业控制，几十万次秒，应用事务管理及工业控制，编程语言主要是汇编语言，编程语言主要是汇编语言，fortran,cobolfortran,cobol. .提出了操作系统的概念。提出了操作系统的概念。计算机的发展20计算机基础知识概论课件v第三代第三代: :（64-7064-70）逻辑元件中小规模集成电路逻辑元件

11、中小规模集成电路，内存采用半导体存储器，工作速度为几十万几千内存采用半导体存储器，工作速度为几十万几千万次秒万次秒, ,软件设计中提倡模块化、结构化程序设计软件设计中提倡模块化、结构化程序设计, ,以及对话式的语言。以及对话式的语言。v第四代第四代: : （7171年到今）年到今）逻辑元件（超）大规模逻辑元件（超）大规模集成电路，集成电路，内存内存半导体存储器，半导体存储器，外存外存磁盘和光盘工作磁盘和光盘工作速度几百万几千万次秒，速度几百万几千万次秒，软件软件操作系统和应用软操作系统和应用软件，件，应用应用以计算机网络为特征以计算机网络为特征。出现了面向对象程序。出现了面向对象程序化设计语言

12、。化设计语言。计算机的发展21计算机基础知识概论课件22 第一代 第二代 第三代 第四代名 称电子管计算机晶体管计算机集成电路计算机大,超大规模集成电路计算机存在时间 1946至19571958至19641965至19701971至今代表器件电子管晶体管中、中小规模大、超大规模内存储器水银延迟线或磁鼓磁芯半导体存储器高集成度半导体存储器外存储器磁带磁盘, 磁带高速磁盘大容量磁盘和光盘应用范围数值计算数值计算数据处理数值计算 数据处理(文字图形)信息处理数值计算 数据处理 信息处理代表产品ENIAC IBM-7000系列机IBM-360PDP-11微机, 巨型机和工作站软 件机器语言 汇编语言高

13、级语言提出OS概念QB C 操作系统开始广泛运用数据库、网络等计算机的发展史22计算机基础知识概论课件 1.1. 巨型化巨型化 速度极快速度极快,存储容量很大存储容量很大,功能极强超大型计算机。功能极强超大型计算机。 2. 微型化微型化 性能优越性能优越,集成度高集成度高,体积小体积小,价格便宜价格便宜,使用方便使用方便的微型计算机的微型计算机 3. 网络化网络化 资源共享资源共享 4. 智能化智能化 具有具有“逻辑判断逻辑判断”和和“直感直感”功能功能 计算机的发展趋势23计算机基础知识概论课件计算机发展历史中的著名公司和厂商1 IBM公司公司 国际商用机器公司国际商用机器公司1924年成立

14、年成立2Intel公司公司 全球最大的半导体芯片制造商全球最大的半导体芯片制造商 1968年成立年成立3 AMD 微处理器生产和供应商微处理器生产和供应商 1969年成立年成立4Microsoft公司公司 个人计算机软件供应商，典型操个人计算机软件供应商，典型操作系统的提供公司。作系统的提供公司。1975年成立年成立24计算机基础知识概论课件计算机发展历史中的著名公司和厂商5 Borland公司公司 编程环境生产商编程环境生产商 1983年创建年创建6 Oracle与与Sybase公司公司 编写数据库软件公司编写数据库软件公司公司网址见课本公司网址见课本25计算机基础知识概论课件261.2计算

15、机的特点与分类1、计算机的特点、计算机的特点2、计算机的分类、计算机的分类26计算机基础知识概论课件1.运算速度快运算速度快：高速电子器件，存储程序的设计高速电子器件，存储程序的设计 思想。思想。巨型机运算速度可达万亿次巨型机运算速度可达万亿次/秒，秒，PC机也有数亿次机也有数亿次/秒秒 ： 2.计算精度高计算精度高：计算机内部采用二进制记数，运算精度计算机内部采用二进制记数，运算精度随字长位数增加而提高，目前随字长位数增加而提高，目前PC机的字长已达机的字长已达64位位；3.具有具有“记忆记忆”功能功能：内存内存 硬盘容量飞速递增；硬盘容量飞速递增；4.具有逻辑判断能力具有逻辑判断能力：可以

16、进行逻辑推理和定理可以进行逻辑推理和定理证明。证明。5.具有自动执行程序的能力具有自动执行程序的能力：计算机可以自动完计算机可以自动完成工作成工作 直到完成任务，不需人工干预。直到完成任务，不需人工干预。计算机的特点27计算机基础知识概论课件 1.按所处理的信号分：按所处理的信号分： （1）电子数字计算机：处理数字化信息，并用数字电路对）电子数字计算机：处理数字化信息，并用数字电路对数字信息进行数字处理。数字信息进行数字处理。 （2）电子模拟计算机：以模拟方式处理模拟量的计算机。）电子模拟计算机：以模拟方式处理模拟量的计算机。 （3）数模混合计算机：数字和模拟有机结合的计算机。）数模混合计算机

17、：数字和模拟有机结合的计算机。 2.按用途分：按用途分： （1）专用机：为解决特定问题、实现特殊功能而设计的计）专用机：为解决特定问题、实现特殊功能而设计的计算机。功能单一，适应性差。算机。功能单一，适应性差。 （2）通用机：功能齐全，适应性强。）通用机：功能齐全，适应性强。 计算机的分类28计算机基础知识概论课件3、按、按计算机规模计算机规模分分: (1)(1)巨型计算机巨型计算机: : 主要用于国防顶尖技术主要用于国防顶尖技术及具有超高速大型计算任务的应用领域及具有超高速大型计算任务的应用领域, ,如天如天气预报、材料分析、金融预测等。气预报、材料分析、金融预测等。Eg: Eg: 银河银河

18、I I、IIII、IIIIII代代 ( ( 神威一号神威一号 运算速度达运算速度达12.312.3万亿万亿次次/ /秒秒) ) (2)(2)小巨型计算机小巨型计算机: : (3)(3)大型计算机大型计算机: : 主机，主要用于企业和主机，主要用于企业和政府的大量数据政府的大量数据 存储、管理和处理中。存储、管理和处理中。 (4)(4)小型计算机小型计算机: : 为了满足部门、小企业为了满足部门、小企业使用的计算机使用的计算机计算机的分类29计算机基础知识概论课件 (5)(5)工作站：工作站：建立在建立在RISC/UNIXRISC/UNIX平台上的计算机，平台上的计算机，主要用于图形图象处理和计

19、算机辅助设计中，实际上主要用于图形图象处理和计算机辅助设计中，实际上是一台性能更高的微机。是一台性能更高的微机。 (6)(6)微型计算机微型计算机 ( PC ( PC机机 ) ) 台式微机台式微机 笔记本微机笔记本微机 手持手持PC机机 工控微机工控微机 单片微型计算机单片微型计算机计算机的分类30计算机基础知识概论课件1.1.科学计算：科学计算：目前科学计算仍然是计算机目前科学计算仍然是计算机的主要的应用领域之一。的主要的应用领域之一。2.2.信息处理：信息处理：是计算机最广泛的应用领域，是计算机最广泛的应用领域，决定了计算机应用的主要方向。决定了计算机应用的主要方向。3.3.过程控制：过程

20、控制：用计算机对生产过程进行及用计算机对生产过程进行及时采集检测信息，按最佳值立即对被控时采集检测信息，按最佳值立即对被控制对象进行自动调节和控制。制对象进行自动调节和控制。计算机的应用领域31计算机基础知识概论课件4.4.计算机辅助系统：计算机辅助系统： （1）计算机辅助设计）计算机辅助设计CAD（Computer Aided Design ）：用计算机帮助设计人员进行设计。）：用计算机帮助设计人员进行设计。 （2）计算机辅助制造（）计算机辅助制造（ Computer Aided Manufactory）CAM：用计算机直接控制产品的加：用计算机直接控制产品的加工和生产。工和生产。 （3）计

21、算机辅助教学）计算机辅助教学CAI（Computer Aided Instruction ）：用计算机使用课件来辅助教师教学）：用计算机使用课件来辅助教师教学并帮助学生学习。并帮助学生学习。计算机的应用领域还有辅助测试还有辅助测试CAT辅助工程辅助工程CAE32计算机基础知识概论课件5.5.人工智能：人工智能：用计算机模拟人的感应、判断、用计算机模拟人的感应、判断、理解、学习和问题求解等人类的智能活动。理解、学习和问题求解等人类的智能活动。6.6.网络应用：网络应用：现代计算机技术与通讯技术相现代计算机技术与通讯技术相结合构成了计算机网络，以达到资源共享和结合构成了计算机网络，以达到资源共享和

22、数据传输的目的。数据传输的目的。计算机的应用领域33计算机基础知识概论课件练习1）在计算机的发展史上）在计算机的发展史上_代提出了操作系统的概念。代提出了操作系统的概念。2）ENIAC是按照冯是按照冯 诺依曼原理设计的对吗？诺依曼原理设计的对吗？3）PC机我们一般又称为机我们一般又称为_。4）我们用）我们用word进行文字处理，在计算机的应用领域属于进行文字处理，在计算机的应用领域属于_。5）我们经常用到一个叫）我们经常用到一个叫Auto CAD的软件，这个软件是计算的软件，这个软件是计算机辅助机辅助_软件。软件。6）结构化程序设计语言出现在计算机发展史的第）结构化程序设计语言出现在计算机发展

23、史的第_代。代。7）目前我们的）目前我们的PC机的字长可以达到机的字长可以达到_位。位。8）微机的核心部件是）微机的核心部件是_。第二第二错错微机微机信息处理信息处理设计设计三三64微处理器微处理器34计算机基础知识概论课件计算机中信息的表示计算机能表示和处理的信息包括数值型数据、字符型数据、图形图象计算机能表示和处理的信息包括数值型数据、字符型数据、图形图象和视频数据以及音频数据和视频数据以及音频数据 。信息在计算机内部都是以二进制的形式表现信息在计算机内部都是以二进制的形式表现。数值数值数值数值 十二进制转换十二进制转换十二进制转换十二进制转换西文西文西文西文 ASCII ASCII AS

24、CII ASCII码码码码 中文中文中文中文 输入码机内码转换输入码机内码转换输入码机内码转换输入码机内码转换 声音、图像声音、图像声音、图像声音、图像 模数转换模数转换模数转换模数转换 二十进制转换二十进制转换二十进制转换二十进制转换 西文字形码西文字形码西文字形码西文字形码 汉字字形码汉字字形码汉字字形码汉字字形码 数模转换数模转换数模转换数模转换 内存内存内存内存输入设备输入设备输入设备输入设备 输出设备输出设备输出设备输出设备数值数值数值数值西文西文西文西文中文中文中文中文声音、图像声音、图像声音、图像声音、图像35计算机基础知识概论课件 在日常生活中使用的数制有很多种，但在计算机中通

25、在日常生活中使用的数制有很多种，但在计算机中通常采用二进制。这是因为电子元器件最容易实现的是电路常采用二进制。这是因为电子元器件最容易实现的是电路的通断、电位的高低、电极的正负，而在逻辑学中也常常的通断、电位的高低、电极的正负，而在逻辑学中也常常用到二值逻辑，这都是因为两状态的系统具有稳定性（非用到二值逻辑，这都是因为两状态的系统具有稳定性（非此即彼），以及抗干扰性等特性。此即彼），以及抗干扰性等特性。计算机中使用的数制36计算机基础知识概论课件为什么要使用二进制（1）可行性可行性：物理上容易实现：物理上容易实现（2）逻辑性逻辑性：二进制中的：二进制中的“0”和和“1”刚好可以刚好可以对应逻辑

26、值中的对应逻辑值中的“真真”和和“假假”（3）简易性简易性：二进制运算法则比较简单：二进制运算法则比较简单（4）可靠性：可靠性：二进制只有二进制只有0和和1两个数，传输和两个数，传输和处理时不易出错，使计算机得到高可靠保障处理时不易出错，使计算机得到高可靠保障37计算机基础知识概论课件计算机中常用数制及其表示计算机中常用数制及其表示1 1、十进制数的表示、十进制数的表示数字符号：数字符号：0 0、1 1 8 8、9 9 （基数为（基数为 10 10）；）；位位 权：权：以十为底的幂；以十为底的幂；进位规则进位规则：逢十进一，借一当十；逢十进一，借一当十；用字母用字母D表示表示 例如：例如：1

27、2 3 . 4=1 102 + 2 101+ 3 100 +4 10-1 10210110010-1位权左边的叫做左边的叫做位置计数法，位置计数法，右边的叫做右边的叫做按权展开式。按权展开式。38计算机基础知识概论课件计算机中常用数制及其表示计算机中常用数制及其表示2 2、二进制数的表示、二进制数的表示数字符号：数字符号：0 0、1 1 （基数为（基数为 2 2）；）；位位 权：权：以二为底的幂；以二为底的幂；进位规则进位规则：逢逢二二进一，借进一，借一一当二；当二；用字母用字母B表示表示例如：例如： (1 0 1 1)2 = (1 23+0 22+1 21+1 20)10 23 22 21

28、20 位置计数法按权展开表示十进制数39计算机基础知识概论课件计算机中常用数制及其表示计算机中常用数制及其表示3 3、八进制数的表示、八进制数的表示 数字符号：数字符号：0 0、1 1 、2 2 6 6、7 7（基数为（基数为 8 8）；）； 位位 权：权：以八为底的幂；以八为底的幂； 进位规则进位规则：逢逢八八进一，借进一，借一一当当八八；用用O或者或者Q表示表示例如：例如： (4 5 . 7 6)8 = (4 81+5 80 +78-1+6 8-2 )1081 80 8-1 8-2位置计数法按权展开40计算机基础知识概论课件计算机中常用数制及其表示计算机中常用数制及其表示4 4、十六进制数

29、的表示、十六进制数的表示 数字符号：数字符号：0 0、1 1 8 8、9 9、A A、B B F F（基数为（基数为1616）；）； 位位 权：权：以十六为底的幂；以十六为底的幂； 进位规则进位规则：逢逢十六十六进一，借进一，借一一当当十六十六；用字母用字母H表示表示例如：例如：(3 B E. 6)16 = (3162+11161+14160+616-1 )10162 161 160 16-1位置计数法按权展开41计算机基础知识概论课件数制表示方法名称十进制二进制八进制十六进制基数R102816位权Rk10k2k8k16k数字符号090，10709AF进位规则逢十进一逢二进一逢八进一逢十六进一

30、计算机中数制的表示42计算机基础知识概论课件各数制间的转换各数制间的转换1、R进制转换为十进制2、十进制转换成二进制3、十进制转换成十六进制3、二进制与八进制之间的转换4、二进制与十六进制之间的转换43计算机基础知识概论课件R R进制转换为十进制进制转换为十进制 公式S=anRn+an-1Rn-1+a1R1+a0R0+a-1R-1+a-mR-m例:(1011)2=123+022+121+120=(11)10(145)8=182+481+580=(101)10(145)16=1162+4161+5160=(325)1044计算机基础知识概论课件R R进制转换为十进制进制转换为十进制（10101）

31、2= （21）10（145）8= (101)10（A2F）16= （2607）10练习：练习：45计算机基础知识概论课件十进制转换成二进制十进制转换成二进制方法：方法：将将整数部分和小数部分整数部分和小数部分分别转换分别转换（1 1）整数部分的转换）整数部分的转换 规则：规则：除以二取余，直至商为零，将所得余数除以二取余，直至商为零，将所得余数 用用倒序倒序排列。排列。例如：例如：将十进制的数将十进制的数(26)10转换成二进制的数转换成二进制的数46计算机基础知识概论课件十进制转换成二进制十进制转换成二进制262131=a1余数262321200=a00=a21=a31=a4（26）10=（

32、11010）2至商为零倒序排列47计算机基础知识概论课件十进制转换成二进制十进制转换成二进制练习（整数部分十进制转换成二进制）：练习（整数部分十进制转换成二进制）：（213）10=（11010101）2（32）10=（100000）2（96）10=（1100000）248计算机基础知识概论课件十进制转换成二进制十进制转换成二进制（2）小数部分的转换）小数部分的转换 规则：规则： 乘二取整，直到乘二取整，直到小数部分为零小数部分为零或或达达到要求的精度到要求的精度，所得整数，所得整数顺序顺序排列。排列。 特别注意：特别注意：若题目没有要求精度，则保留若题目没有要求精度，则保留小数点后六位。小数点

33、后六位。 例如：例如：把把(0.56)(0.56)1010转换成二进制数转换成二进制数 ( (精确到小数精确到小数点后五位点后五位) )49计算机基础知识概论课件十进制转换成二进制十进制转换成二进制0.562= 1.12a-1=1整数部分0.122= 0.24a-2=00.242= 0.48a-3=00.482= 0.96a-4=00.962= 1.92a-5=1顺序排列达到精度（0.56）10=（0.10001）2注意整数部分不参加连乘注意整数部分不参加连乘50计算机基础知识概论课件十进制转换成二进制十进制转换成二进制由上面的由上面的 (26)10 =（11010)2 和和 (0.56)10

34、 = （0.10001)2 可以得出可以得出 (26.56)10 = （11010.10001）2试一试：精度达到小数点后试一试：精度达到小数点后4位位(0.23)10=(0.5773)10=(0.0011)2(0.1001)251计算机基础知识概论课件十进制转换成十六进制十进制转换成十六进制方法：方法：和十进制转换成二进制类似，也是将整数部和十进制转换成二进制类似，也是将整数部分和小数部分分别转换。规则为：分和小数部分分别转换。规则为：整数部分：整数部分：“除以除以16取余，取余，直至商为直至商为0”0”；小数部分：小数部分：“乘乘16取整，直到小数部分为零或达取整，直到小数部分为零或达到要

35、求的精度到要求的精度”例如：把例如：把(958.6484375)10转换成十六进制转换成十六进制52计算机基础知识概论课件十进制转换成十六进制十进制转换成十六进制9581659B=a1余数163160E=a03=a2（958)10=（3BE)16至商为零倒序排列整数部分：整数部分：53计算机基础知识概论课件十进制转换成十六进制十进制转换成十六进制0.648437516=10.375a-1=A整数部分0.37516= 6.0a-2=6顺序排列商为0(0.6484375)10=（0.A6)16注意整数部分不参加连乘注意整数部分不参加连乘所以(958.6484375)10 =(3BE.A6)1654

36、计算机基础知识概论课件二进制和八进制数之间的转换二进制和八进制数之间的转换00001001201030114100510161107111八进制八进制二进制二进制 由于由于8 8是是2 2的整数次幂，即为的整数次幂，即为8=28=23 3，所以，所以1 1个个1 1位八进制数就相位八进制数就相当于当于1 1个个3 3位二进制数。位二进制数。55计算机基础知识概论课件二进制和八进制数之间的转换二进制和八进制数之间的转换二进制转换为八进制二进制转换为八进制方法：方法：首先从首先从小数点小数点开始分别向左和向右把整数及开始分别向左和向右把整数及小数部分小数部分每每3 3位分成一组位分成一组。若整数最

37、高位不足若整数最高位不足3 3位，位，则在其最则在其最左边左边加加0 0补足补足3 3位。若小数最高位的一组不位。若小数最高位的一组不足足3 3位，则在其最位，则在其最右边右边加加0 0补足补足3 3位。位。例如：例如：把把（1011.10101)2转换为八进制数转换为八进制数二进制数：二进制数： 001001 011011. .101101 010010译 码 1 3 5 2 所以（1011.10101）2=（13.52）856计算机基础知识概论课件二进制和八进制数之间的转换二进制和八进制数之间的转换八进制转换为二进制八进制转换为二进制方法：方法：用用3位二进制数取代每一位八进制数位二进制数

38、取代每一位八进制数 例如：例如：把把(13.52)8转换为二进制数转换为二进制数 八进制数：1 3 . 5 2001 011 101 010 所以所以(13.52)8 =(1011.10101) 257计算机基础知识概论课件二进制数和十六进制数之间的转换二进制数和十六进制数之间的转换十六进制十六进制 二进制二进制0000081000100019100120010A101030011B101140100C110050101D110160110E111070111F1111与八进制同理，与八进制同理，一位十六进制数一位十六进制数相当于相当于4位二进制位二进制数。数。58计算机基础知识概论课件二进制

39、数和十六进制数之间的转换二进制数和十六进制数之间的转换方法：方法： a. a.分组分组 : :将二进制数分别向左和向右把整将二进制数分别向左和向右把整数及小数部分每数及小数部分每四位四位分成一组，不足四位补足分成一组，不足四位补足四位。四位。 b. b.译码：译码：将分组后相应的二进制数对应相将分组后相应的二进制数对应相应的十六进制数应的十六进制数59计算机基础知识概论课件二进制数和十六进制数之间的转换二进制数和十六进制数之间的转换a.分组：0001 1101 0010.1011 1000 b. 译码： 1 D 2 . B 8(111010010.10111)2=(1D2.B8)16练习：练习

40、：(101111001101.01101)2=(BCD.68)16(1101100.10100101) 2(6C.A5)16=例如例如: : (111010010.10111)2=( ? )1660计算机基础知识概论课件计算机的数据单位1.1.机器数：机器数：“数数”以某种方式存储在计算机中，即以某种方式存储在计算机中，即 称为机器数。一般以二进制的形式存放。称为机器数。一般以二进制的形式存放。2.2.位位(bit)(bit)：指二进制数的一位，是计算机存储数指二进制数的一位，是计算机存储数据的最小单位。据的最小单位。3.3.字节字节(Byte)(Byte)： 8 8位二进制数为一个字节。是最

41、基位二进制数为一个字节。是最基本的数据单位，字节常用大写字母本的数据单位，字节常用大写字母“B”“B”表示。表示。4.4.字字(word):(word):计算机处理数据时，一次存取、加工和计算机处理数据时，一次存取、加工和传送的数据长度成为一个字。由一个字节或多个字节传送的数据长度成为一个字。由一个字节或多个字节组成。组成。61计算机基础知识概论课件计算机的数据单位5.5.字长字长: : 计算机一次所能处理的实际二进制的位计算机一次所能处理的实际二进制的位数。是计算机性能的一个指标。数。是计算机性能的一个指标。6.6.存储容量的单位和换算公式：存储容量的单位和换算公式：存储容量的单位有：存储容

42、量的单位有：KB,MB,GB,TBKB,MB,GB,TB1 1位为位为1 1个二进制数个二进制数0 0或或1 1，1 1字节为字节为8 8位二进制数。位二进制数。1KB=1024B ,1MB=1024KB,1GB=1024MB,1TB=1024GB1KB=1024B ,1MB=1024KB,1GB=1024MB,1TB=1024GB62计算机基础知识概论课件计算机中数据运算基础计算机中数据运算基础1 1、算术运算、算术运算（1）加法运算：“逢2进1” 如： 1 1 0 1 + 1 0 1 0 1 0 1 1 1（2）减法运算：“借1当2” 如： 1 1 0 1 - 1 0 1 0 1 163计

43、算机基础知识概论课件思考题 内存地址编码在内存地址编码在1000H4FFFH范围的存储范围的存储空间有多少空间有多少KB（地址：内存空间的序号，以字节为单位进行编（地址：内存空间的序号，以字节为单位进行编码）码）解：解：4FFFH 1000H + 1 = 4000H4FFFH 1000H + 1 = 4000H = = 01000100 00000000 00000000 00000000 = 214 B = 214 B = 24 KB = 16KB = 24 KB = 16KB64计算机基础知识概论课件计算机中数据运算基础计算机中数据运算基础(3）乘法运算乘法运算：与十进制数类同与十进制数类

44、同 如： 1 0 0 1 * 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 + 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1（4）除法运算除法运算：与十进制类同与十进制类同65计算机基础知识概论课件计算机中数据运算基础计算机中数据运算基础2 2、逻辑运算、逻辑运算ABA与与BA或或BA异或异或B非非A非非B000001101011101001101111100066计算机基础知识概论课件逻辑运算规则逻辑运算规则与运算：与运算：见零为零；见零为零；或运算：或运算：见一为一；见一为一；异或：异或：相同为零，不同为一；相同为零，不同为一；同或：同或：不同为零，相同为一；不同为零，相同

45、为一；67计算机基础知识概论课件1.5.5 数值型信息的表示数值型信息的表示数值型信息分为数值型信息分为 无符号数和有符号数无符号数和有符号数 在计算机当中在计算机当中, ,通常把一个数的最高位作为符号通常把一个数的最高位作为符号位。位。 以以8 8位二进制数为例，即为位二进制数为例，即为 D D7 7D D6 6D D5 5D D4 4D D3 3D D2 2D D1 1D D0 0 D D7 7为符号位，为符号位，D D6 6D D0 0 为数字位。在符号位用为数字位。在符号位用0 0表示正，表示正，用用1 1表示负。表示负。68计算机基础知识概论课件数值型信息的表示例如：例如： X=(0

46、 1011011)2= +57 Y=(1 1011011)2= -57 这样连同一个符号位在一起作为一个数，就这样连同一个符号位在一起作为一个数，就称为称为机器数机器数；而它的数值称为机器数的；而它的数值称为机器数的真值真值。69计算机基础知识概论课件数值型信息的表示计算机对有符号数采用计算机对有符号数采用3 3种表示方法：种表示方法：1 1、原码、原码最高位为符号位：最高位为符号位：0 0表示表示正正数，数，1 1表示表示负负数数 x=(+57)10 ,x原=(00111001)2Y=( -57)10,Y原=(10111001)2特点（特点（8 8位二进制数码）：位二进制数码）： 范围：范围

47、： -127-127 +127+127 （11111111111111110111111101111111） “ “0”0”有两种表示有两种表示 +0原=(00000000)2-0原=(10000000)270计算机基础知识概论课件数值型信息的表示(反码)2. 2. 反码反码正数：正数： 反码反码= =原码（最高位为符号位，用原码（最高位为符号位，用“0”“0”表示，表示，其余为数值位。其余为数值位。 +57原=+57反=(00111001)2负数：负数： 其原码除符号位其原码除符号位“1”“1”外的其他各位外的其他各位按位取按位取反反-57原=(10111001)2-57反=(1100011

48、0)271计算机基础知识概论课件数值型信息的表示(反码)特点特点（8 8位二进制数码）位二进制数码） ：数值范围数值范围 -127+127 -127+127（10000000011111111000000001111111）当一个带符号数用反码表示时，最高位为符号位。当一个带符号数用反码表示时，最高位为符号位。符号位为符号位为“0”“0”（即为正数）时，后面（即为正数）时，后面7 7位为此数位为此数二进制值部分；当符号位为二进制值部分；当符号位为“1”“1”（即为负数）时，（即为负数）时，后面后面7 7位不再表示该负数的数值大小。位不再表示该负数的数值大小。例：-127反=(10000000)

49、2按位取反按位取反= =二进制值二进制值72计算机基础知识概论课件数值型信息的表示(补码)3.补码补码 正数的补码正数的补码的表示与原码和反码相同，即最的表示与原码和反码相同，即最高位为符号位，用高位为符号位，用“0”0”表示。其余为数值位。表示。其余为数值位。 +31+31补补= +31= +31原原= +31= +31反反=(=(0 0 0011111)2 0011111)2 负数的补码负数的补码用其反码且在最后位加用其反码且在最后位加“1”1”形成。形成。 即用即用原码除符号位的各位取反原码除符号位的各位取反+ 1+ 1 。-31原=(10011111)2-31反=(11100000)2

50、末位加1(11100001)2-31补=73计算机基础知识概论课件数值型信息的表示(补码)特点：特点：“0”0”只有一种表现形式只有一种表现形式 +0补=-0补=(00000000)28位二进制补码所能表示的数值范围位二进制补码所能表示的数值范围：-128+127（1000000001111111）一个用补码表示的二进制数一个用补码表示的二进制数, ,最高位为符号位。最高位为符号位。当符号位为当符号位为“0”0”（即正数）时，其余（即正数）时，其余7 7位即为此数位即为此数的二进制值；但若为的二进制值；但若为“1”1”（即负数）时，其余几（即负数）时，其余几位不是此数的二进制值。位不是此数的二

51、进制值。74计算机基础知识概论课件数值型信息的表示(补码) 例：X补=(10010100)2末位减“1” (10010011)2X反=除符号位按位取反 X原=(11101100)2除符号位按位取反(11101011)2末位加“1”= (11101100)2X= -1101100= -(1*26+1*25+1*23+1*22)=( -108)1075计算机基础知识概论课件数值型信息的表示小结： (1)(1)正数：原码正数：原码= =反码反码= =补码补码 (2) (2)负数：补码负数：补码= =反码反码+1+1 (3) (3)引入补码后，使减法统一为加法。引入补码后，使减法统一为加法。 例：例：

52、 X=34-68 = 34+(-68) =（-34） x 补=34补+-68补 +34补=(00100010)2 ； -68补=(10111100)276计算机基础知识概论课件数值型信息的表示 00100010+10111100 11011110结果为补码X=( -34)10 X原=(10100010)2X补=(11011110)277计算机基础知识概论课件解：解： 二进制二进制 十进制十进制最大正数 01111000 120最小正数 00001111 15最小负数 10000111 -121最大负数 11110000 -16实例：灵活运用已知一个数的已知一个数的8位补码由位补码由4个个1和和

53、4个个0组成，问：这个组成，问：这个数所能表示的最大数所能表示的最大(小小)的正（负）数分别是多少？并的正（负）数分别是多少？并写出它们的写出它们的2进制数和进制数和10进制数所表示的大小。进制数所表示的大小。78计算机基础知识概论课件数值型信息的表示4 4、定点数和浮点数、定点数和浮点数 （1 1）定点数：）定点数：小数点位置固定不变，称为定小数点位置固定不变，称为定点数。点数。 （2 2）浮点数：）浮点数：类似于科学计数法。类似于科学计数法。一般形式为：一般形式为：N=N=尾数尾数基数基数阶码阶码( (即即N=S2N=S2PP) )例如例如: :( (69.625)69.625)1010

54、=(+1000101.101) =(+1000101.101)2 2 =(+0.10001011012 =(+0.100010110127 7) )2 279计算机基础知识概论课件移码 移码：就是补码的符号位取反。移码：就是补码的符号位取反。 移码比较特别，移码比较特别，符号位符号位0表示负数，表示负数，1表示正表示正数数。其数值位和补码一样。即求出补码，再把符。其数值位和补码一样。即求出补码，再把符号位求反号位求反 。如：如：5转化为二进制移码：转化为二进制移码：10000101求解过程：求解过程：+5的原码：00000101+5的补码:00000101+5的移码：10000101如：如：5

55、转化为二进制移码：转化为二进制移码：01111011-5原码10000101-5反码11111010-5补码11111011-5移码0111101180计算机基础知识概论课件非数值型信息的编码1、西文字符编码、西文字符编码(ASCII码码) ASCII码全称：码全称：American Standard Code for Information Interchange，即美国标准信，即美国标准信息交换代码息交换代码。 字符型信息包括：数字、字母、汉字、符号。字符型信息包括：数字、字母、汉字、符号。 它们是用一个字节中的低它们是用一个字节中的低7位来表示的，共位来表示的，共128个个不同的字符（不

56、同的字符（ 26字母字母 * 2 + 10数字符号数字符号 + 32字字符及运算符号符及运算符号 + 34控制字符控制字符 ）注：注：A为为65 a为为97 0为为48 回车为回车为13；81计算机基础知识概论课件82ASCII码表NULSOHSTXETXEOTENQACKBELBSHTLFVTFFCRSOSTDLEDC1DC2DC3DC4NAKSYNETBCANEMSUBESCFSGSRSUS0 00001 00012 00103 00114 01005 01016 01107 01118 10009 1001A 1010B 1011C 1100D 1101E 1110F 1111 高高3

57、3位位 0 1 2 3 4 5 6 7低低4 4位位 000 001 010 011 100 101 110 111SP！”()/：;？ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ_/abcdefghijklmnopqrstuvwxyz|DEL82计算机基础知识概论课件汉字信息的数字化数数 字字 码码拼拼 音音 码码字字 形形 码码内部数据处理内部数据处理83计算机基础知识概论课件汉字编码汉字输入码汉字输入码 / / 汉字外部码：汉字外部码： 数字编码数字编码/ /顺序码：区位码顺序码：区位码( (以行以行/ /区、列区、列/ /位来命名位来命名) ) 字音编码：全拼、双拼音码字音编码

58、：全拼、双拼音码 字形码：表字形、五笔字形码字形码：表字形、五笔字形码 音形码：自然码音形码：自然码汉字交换码汉字交换码 / / 国标码国标码 G / GBG / GB：由两个字节表示一个汉字，且由两个字节表示一个汉字，且每个字节的最高位为每个字节的最高位为0 0 GB2313-80GB2313-80基本集中收录了基本集中收录了67636763个汉字，分为个汉字，分为2 2级：第一级级：第一级汉字汉字37553755个，个，按按拼音字母拼音字母排序排序，同音字则再按笔形的横、竖、撇、，同音字则再按笔形的横、竖、撇、点、折来排序；点、折来排序；第二级汉字第二级汉字30083008个，个，按按部首

59、部首排序排序，同画数字则，同画数字则再按笔形的横、竖、撇、点、折来排序。再按笔形的横、竖、撇、点、折来排序。机内码机内码 J J：也是由两个字节表示一个汉字，如果将国标码转换也是由两个字节表示一个汉字，如果将国标码转换为机内码，为机内码，只需将国标码的只需将国标码的2 2个字节的最高位均设定为个字节的最高位均设定为1 184计算机基础知识概论课件汉字信息的数字化国标码国标码：国家标准信息交换用汉字的编码方国家标准信息交换用汉字的编码方式。国标码采用式。国标码采用双字节。双字节。机内码机内码: :为区别为区别ASCIIASCII码而将字节的最高位置码而将字节的最高位置1 1。1 1 国标码第二字

60、节国标码第二字节1 1 国标码第一字节国标码第一字节机内码是计算机内部存储和处理信息的二进制代码机内码是计算机内部存储和处理信息的二进制代码85计算机基础知识概论课件 0 0 1 1 0 0 0 0汉字国标码与机内码 0 0 1 0 0 0 0 1 “啊啊”的国标码的国标码 3021H“ “啊啊”的机内码的机内码 B0A1H“ 第第 一一 字字 节节b b7 7 b b6 6 b b5 5 b b4 4 b b3 3 b b2 2 b b1 1 b b0 0 第第 二二 字字 节节b b7 7 b b6 6 b b5 5 b b4 4 b b3 3 b b2 2 b b1 1 b b0 0所以

61、所以 国标码国标码 3021 H + 8080 H = 机内码机内码 B0A1 H86计算机基础知识概论课件 “啊啊”的区位码的区位码 1601D = 1001H “汉字区位码与机内码 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 第第 一一 字字 节节b b7 7 b b6 6 b b5 5 b b4 4 b b3 3 b b2 2 b b1 1 b b0 0 第第 二二 字字 节节b b7 7 b b6 6 b b5 5 b b4 4 b b3 3 b b2 2 b b1 1 b b0 0 “啊啊”的国标码的国标码 3021H“ “啊啊”的机内码的机内码 B0A1H“所以

62、，所以， 区位码区位码 1601D = 1001 H + 2020 H = 国标码国标码 3021H + 8080 H = 机内码机内码 B0A1 H87计算机基础知识概论课件汉字的字型表示12872占用字节数占用字节数=点阵列数点阵列数88行数行数28888计算机基础知识概论课件举例实例：实例：已知：汉字已知：汉字“大大”的区位码是的区位码是2083，那么它的国标码和，那么它的国标码和机内码分别是多少？（国标码用机内码分别是多少？（国标码用16进制表示）进制表示）解答：解答：1 1、区位码为、区位码为20832083，则区号为，则区号为2020，位号为，位号为83832 2、将区位码、将区位

63、码20832083转换为十六进制表示转换为十六进制表示 20D=14H 83D=53H 20D=14H 83D=53H 得到得到1453H1453H3 3、1453H1453H2020H2020H3473H3473H，得到国标码，得到国标码3473H 3473H 4 4、3473H3473H8080H8080HB4F3HB4F3H，得到机内码为，得到机内码为B4F3H B4F3H 89计算机基础知识概论课件1 1、图形图像信息的表示、图形图像信息的表示矢量图形：用一组指令集合来描述的内容。一般指用计矢量图形：用一组指令集合来描述的内容。一般指用计算机绘制的画面算机绘制的画面图像：指由输入设备捕

64、捉的实际场景画面，或以数字化图像：指由输入设备捕捉的实际场景画面，或以数字化形式存储的任意画面形式存储的任意画面图形图像和视频信息的表示计算机中所有图像都是由排成行列的点计算机中所有图像都是由排成行列的点( (像素像素) )组成组成主要指标：主要指标：分辨率：分辨率：分为屏幕分辨率、图像分辨率分为屏幕分辨率、图像分辨率颜色深度：颜色深度：反映了构成图像的颜色总数目反映了构成图像的颜色总数目90计算机基础知识概论课件912 2、视频信息的表示、视频信息的表示视频文件是由一副副静止的图像组成的序列，因此，视视频文件是由一副副静止的图像组成的序列，因此，视频文件的大小其实就是组成该视频的每张静止图像

65、大小频文件的大小其实就是组成该视频的每张静止图像大小的总和。的总和。 视频容量视频容量= =静止图形容量静止图形容量帧率帧率视频放送时间视频放送时间实例：某人在实例：某人在 640 * 480 640 * 480 的分辨率下使用的分辨率下使用1616位色位色, ,以每秒以每秒1616帧的拍摄速度录制了一段帧的拍摄速度录制了一段3030秒的视频录像，问：秒的视频录像，问：该视频文件在计算机中的存储需要多大空间？该视频文件在计算机中的存储需要多大空间？解：一个静止图像需要解：一个静止图像需要640*480*16 bit 640*480*16 bit 即即(640*480*16) / (8*1024

66、) = 600 KB (640*480*16) / (8*1024) = 600 KB 所以存储这段视频需所以存储这段视频需600*16*30=288000 KB600*16*30=288000 KB 即即288000 / 1024 = 281.25 MB288000 / 1024 = 281.25 MB91计算机基础知识概论课件1 1、声音是模拟信息，这些信息要在计算机中存储，首、声音是模拟信息，这些信息要在计算机中存储，首先应该对它们进行数字化转换，即模数转换。声音的数先应该对它们进行数字化转换，即模数转换。声音的数字化包括采样字化包括采样( (把时间上连续的模拟信号变成离散的样把时间上连

67、续的模拟信号变成离散的样值的信号值的信号) )和量化和量化( (把幅度上连续的模拟信号变成离散的把幅度上连续的模拟信号变成离散的样值的信号样值的信号) )。音频信息的表示采样频率越高，量化位数越小，音频质量越好91793345f 采样采样 量化量化 模拟量模拟量(91 79 33 45)(90 80 35 45)(91 79 33 45)(90 80 35 45)t92计算机基础知识概论课件932 2、数字音频质量参数：、数字音频质量参数： 采样频率（傅立叶变换原理）采样频率（傅立叶变换原理） 量化位数量化位数采样频率：是将模拟声音波形转换为数字时，每采样频率：是将模拟声音波形转换为数字时，每

68、秒所抽取声波幅样本的次数秒所抽取声波幅样本的次数量化数据位：是每个采样点能够表示的数据范围量化数据位：是每个采样点能够表示的数据范围量化数据位数大小决定了采样的数据量化数据位数大小决定了采样的数据93计算机基础知识概论课件943 3、波形文件：多媒体计算机中使用的标准数字音频、波形文件：多媒体计算机中使用的标准数字音频 WAV WAV：该文件记录了对实际声音进行采样的数据：该文件记录了对实际声音进行采样的数据 缺点：产生的文件太大，不适合长时间记录缺点：产生的文件太大，不适合长时间记录 优点：能够较真实反映原声优点：能够较真实反映原声 MIDI MIDI文件文件( (乐器数字接口）：不对音乐进

69、行采样，乐器数字接口）：不对音乐进行采样，而是将每个音符记录为一个数字而是将每个音符记录为一个数字 缺点：缺乏重现真实自然声音的能力缺点：缺乏重现真实自然声音的能力 优点：比较节省空间优点：比较节省空间94计算机基础知识概论课件等考试题等考试题(1) 用8位无符号二进制数能表示的最大十进制数为A) 127 B) 128 C) 255 D) 256 C(2)要存放10个24X24点阵的汉字字模，需要用( )存储空间A、72BB、320BC、720BD、72KB C95计算机基础知识概论课件(3)计算机内部采用的数制是( )A、十进制B、二进制C、八进制D、十六进制 B(4)计算机存储器中，一个字

70、节由( )位二进制组成A、4B、8C、16D、32 B等考试题等考试题96计算机基础知识概论课件等考试题等考试题(5)在微机中，1MB准确等于( )A、1024X1024个字 B、1024X1024个字节C、1000X1000个字节 D、1000X1000个字节 (6)十进制整数100化为二进制数是( )A、01100100B、01101000 C、01100010D、01110100 BA97计算机基础知识概论课件等考试题等考试题(7) 1KB的存储空间能存储（ ）个汉字内码 512(8) 字长为6位的无符号整数，其最大值是十进 制数（ ） 63（9）一个8位二进制整数，采用补码形式，包括4

71、个“0”和4个“1”，能够表示的最大的数是（ ）（注：请用10进制表示）（05年专升本）11098计算机基础知识概论课件等考试题等考试题(10)已知某汉字的区位码是已知某汉字的区位码是3222H3222H，则其国标码是，则其国标码是( ( ) )。A)4252DA)4252DB)5242HB)5242HC)4036HC)4036HD)5524H D)5524H B(11)若已知一汉字的国标码是若已知一汉字的国标码是5E38H5E38H，则机内码是，则机内码是( ( ) )。A)DEB8HA)DEB8HB)DE38HB)DE38HC)5EB8HC)5EB8HD)7E58HD)7E58HA99计算机基础知识概论课件等考试题等考试题12）一个字长为）一个字长为5位的无符号二进制数能表示的位的无符号二进制数能表示的十进制数值范围是十进制数值范围是()。A)132B)031C)131D)032B100计算机基础知识概论课件