大学计算机基础电子课件(刘晓燕)第1章计算机概述

按照计算 机的规模 与性能进 行分类
微型计算机 工作站 服务器
1.5 计算机在信息社会中的应用 1.科学计算 科学计算 2. 数据处理 3. 计算机辅助技术 计算机辅助技术(CAD/CAM/CAI) 4. 过程控制 5.多媒体技术应用 多媒体技术应用 6.人工智能（或智能模拟） 人工智能（ 人工智能 或智能模拟） 7.网络应用 网络应用
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第1章 计算机概述
教学目标
理解计算机的工作原理和特点 理解计算机的发展、 理解计算机的发展、应用及分类 了解计算机中的数制与编码知识 掌握二进制与十进制之间的转换
培养自学能力
教学重点和难点 计算机的工作原理 计算机的特点 计算机的应用及分类 二进制与十进制之间的转换
1.1 计算机的发展 1.1.1 计算机的产生
冯·诺依曼 诺依曼
1.3 计算机的特点 1．自动地运行程序，实现操作自动化 ．自动地运行程序， 2．运算速度快 ． 3．精确度高 ． 4．具有记忆（存储）能力 ．具有记忆（存储） 5．具有逻辑判断能力 ．
1.4 计算机的分类
数字计算机： 数字计算机：
按信息表 示形式和 处理方式 的不同进 行分类 数字计算机内部的信息用数字“ 和 数字计算机内部的信息用数字“0”和“1” 来表示。 来表示。
1.6 数制与编码 1.6.1 计算机为什么采用二进制编码 其主要原因有以下4个方面： 其主要原因有以下 个方面： 个方面 1．电路简单，容易实现 ．电路简单， 2．可靠性强 ． 3．简化运算 ． 4．逻辑性强 ．
1.6.2 数制的概念
人们在生产实践和日常生活中创造了各种表示数的方法， 人们在生产实践和日常生活中创造了各种表示数的方法，这些数的表示 方法和规则称为数制。 方法和规则称为数制。凡是按照进位方式进行计数的数制称为进位计数 个数码（ ， 制。例如，十进制、二进制和十六进制等。R进制数用 R个数码（0， 例如，十进制、二进制和十六进制等。 进制数用 个数码 1，2，…，R-1）表示数值，R称为该数制的基数。 ， ， ， 称为该数制的基数。 ）表示数值， 称为该数制的基数
转换成二进制数。 【实战 1-3】将十进制数 】将十进制数30.345 转换成二进制数。
(30.345)10≈(11110.01011)2 2 2 2 2 2 30 15 7 3 1 0 0 1 1 1 1 0.345 2 0.690 2 1.380 2 0.760 2 1.520 2 1.04
1.6.4 字符数据的编码 1.西文字符的编码 西文字符的编码
(1101.01)2=1x23+1x22+0x21+1x20+ 0x2-1+1x2-2=8+4+0+1+0+0.25=(13.25)10
2．十进制数转换成二进制数 ． 十进制数转换成二进制数时， 十进制数转换成二进制数时，将该十进制数 分成整数部分和小数部分分别转换， 分成整数部分和小数部分分别转换，然后把 转换后的结果拼接起来即可。 转换后的结果拼接起来即可。 整数部分：除以2取余数 直到商为0 取余数， 整数部分：除以 取余数，直到商为 ， 取 余数的逆排序。 余数的逆排序。 小数部分：乘以2取整数 直到小数部分为0 取整数， 小数部分：乘以 取整数，直到小数部分为 或达到所求的精度为止（ 或达到所求的精度为止（小数部分可能永远 不会得到0 ），取整数的顺排序 取整数的顺排序。 不会得到 ），取整数的顺排序。
i=−m n−1
【实战 1-1】将下列的二进制数写成按其权展开 】 的多项式之和。 的多项式之和。 (11101)2 = 1×24 + 1×23 + 1×22 + 0×21 + × × × × 1×20 ×
1.6.3 二进制与十进制之间的转换
1．二进制数转换成十进制数 ． 方法：只要将二进制数按其权展开求和， 方法：只要将二进制数按其权展开求和，计算出结果 即可。 即可。 【实战 1-2】将下列的二进制数转换成十进制数。 】将下列的二进制数转换成十进制数。
578.37=5×102+7×101+8×100 +3×10-1+7×10-2 × × × × ×
数码 基数 权
10i 称为第i项的权。如102 、101 、100分别称为百位、十位、 项的权。 分别称为百位、十位、
个位的权。 个位的权。
R进制数N可表示 为：
( N)R =an−1an−2K 1 0a−1K −m aa a =an−1 ×Rn−1 +an−2 ×Rn−2 +L a1 ×R1 +a0 ×R0 +a−1 ×R−1 +L a−m ×R−m + + = ∑ai ×Ri
1.1.2 计算机的发展阶段 1．计算机的年代划分 ．
年代 特点 第一代 1946—1958 电子管 延迟线 磁鼓、 磁鼓、磁带 几千次/秒至几 几千次 秒至几 万次/秒 万次 秒 机器语言和汇 编语言 军事和科学计 算 第二代 1958—1964 晶体管 磁心 磁带、 磁带、磁盘 几万次/秒至几十万 几万次 秒至几十万 次/秒 秒 汇编语言和高级语 言 扩大到数据处理和 过程控制 第三代 1964—1970 中小规模集成电路 半导体存储器 磁盘 几十万次/秒至几百 几十万次 秒至几百 万次/秒 万次 秒 第四代 1971年至今 年至今 大规模和超大规模集成电 路 集成度很高的半导体存储 器 磁盘、 磁盘、光盘 几百万次/秒至千万亿次 秒 几百万次 秒至千万亿次/秒 秒至千万亿次
模拟计算机： 模拟计算机：
模拟计算机是用连续变化的模拟量来 表示信息的 。
数字模拟混合计算机： 数字模拟混合计算机：
数字模拟混合计算机是综合了上述两 种计算机的长处设计出来的。 种计算机的长处设计出来的。 它既能处理 数字量，又能处理模拟量。 数字量，又能处理模拟量。
通用计算机 按用途分类 专用计算机 巨型计算机 大中型计算机 小型计算机
(3)机内码 机内码
占两个字节， 一个国标码 占两个字节，每个字节最高位 的每个字节的最高位由0变为 变为1， 为0，将国标码 的每个字节的最高位由 变为 ， ， 变换后的国标码 称为汉字机内码。 称为汉字机内码。
汉字 中 华 国标码 (01010110 01010000)B (00111011 00101010)B 汉字机内码 (11010110 11010000)B (10111011 10101010)B
逻辑元件 内存储器 外存储器 运算速度
软件
高级语言不断发展， 高级语言不断发展， 操作系统不断完善， 操作系统不断完善，开发 出现了操作系 了应用软件 统 扩大到企业管理和 辅助设计等领 域 各行各业
应用领域
2．我国计算机的研究成果 ． 我国计算机的研制工作虽然起步较晚， 我国计算机的研制工作虽然起步较晚， 但是发展较快， 但是发展较快，已具备自行研制国际先进 水平超级计算机系统的能力， 水平超级计算机系统的能力，并形成了神 银河、曙光、 威、银河、曙光、联想和浪潮等几个自己 的产品系列和研究队伍。 的产品系列和研究队伍。 2009年11月18日 年 月 日 正式发布的第34届全球超级计算机前 届全球超级计算机前500强 正式发布的第 届全球超级计算机前 强 排行榜上，我国首台千万亿次计算机“ 排行榜上，我国首台千万亿次计算机“天 河一号” 名列世界第五，亚洲第一。 河一号” 名列世界第五，亚洲第一。
换行 回车 空格 ‘0’～‘9’ ～ ‘A’～‘Z’ ～ ‘a’～‘z’ ～ 0AH 0DH 20H 30H～39H ～ 41H～5AH ～ 61H～7AH ～ 10 13 32 48～57 ～ 65～90 ～ 97～122 ～
2.汉字编码 汉字编码
(1) 汉字输入码 音码：以汉语拼音为基础的编码方案，如全拼、 音码：以汉语拼音为基础的编码方案，如全拼、双 拼等。优点是容易掌握，但重码率高。 拼等。优点是容易掌握，但重码率高。 形码：以汉字字形结构为基础的编码方案， 形码：以汉字字形结构为基础的编码方案，如五笔 字型输入法、郑码输入法等。优点是重码少， 字型输入法、郑码输入法等。优点是重码少，但 不容易掌握。 不容易掌握。 音形码：将音码和形码结合起来的编码方案， 音形码：将音码和形码结合起来的编码方案，如智 输入法、 能ABC输入法、自然码输入法等。优点是能减少 输入法 自然码输入法等。 重码率，并提高汉字输入速度。 重码率，并提高汉字输入速度。
帕斯卡的加法机： 帕斯卡的加法机： 1642年，帕斯卡制成了世界上第一台 年 能自动进行加减运算的加法机。 能自动进行加减运算的加法机。 莱布尼兹的乘法机 ：1674年，德国数学家莱布尼兹制成 年 了第一台可以进行加、 除运算的乘法机。 了第一台可以进行加、减、乘、除运算的乘法机。 巴贝奇的差分机和分析机：1822年 巴贝奇的差分机和分析机：1822年，英国人巴贝奇制成了 差分机。所谓“差分” 差分机。所谓“差分”就是把函数表示的复杂算式转化为差 分运算。 分运算。 霍勒瑞斯的穿孔制表机： 霍勒瑞斯的穿孔制表机：1880年由美国统计学家霍勒瑞斯 年由美国统计学家霍勒瑞斯 发明。 发明。穿孔制表机的发明使计算工具开始从机械时代向电子 时代迈进，计算机技术进入萌芽时期。 时代迈进，计算机技术进入萌芽时期。 1946年2月由宾州大学研制的 月由宾州大学研制的ENIAC标志着电子计算机 年 月由宾州大学研制的 标志着电子计算机 时代的到来 。
计算机中常用的几种进位计数制： 计算机中常用的几种进位计数制：
进 十进制 二进制 八进制 十六进制 制 数 码 进位规则 逢十进一 逢二进一 逢八进一 逢十六进一 基 10 2 8 16 数 0，1，2，…，9 ， ， ， ， 0，1 ， 0，1，2，…，7 ， ， ， ， 0，1，2，…，9，A， ， ， ， ， ， ， B，…，F ， ，
(2) 汉字国标码(GB2312－80) 汉字国标码 －