第一章 计算机基础知识

第一章计算机基础知识

[目的要求]

1、掌握计算机的定义、用途、特点、发展历史、分类，熟练掌握计算机系统的基本组成、

结构和常用外设的使用。

[课时安排]

本章总教学课时为8节，其中理论课时6节，上机课时2节。

[教学手段]

使用计算机多媒体设备进行教学，使用计算机设备进行实践训练。

[教学内容]

1.1 计算机概述

1.1.1 计算机的概念

计算机是一种能够高速且自动地执行算术运算和逻辑运算的数字化电子设备，它能够按照人们预先编写的程序高效准确地处理信息。

1.1.2 计算机的发展

世界上第一台电子计算机称为ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator)，即电子数字积分计算机，它于1946年诞生于美国。

计算机”是一种非冯·诺伊曼型计算机，其目标是使计算机具有人工智能，使其能模拟甚至替代人的智能，具有人—机自然交流的能力。

1.1.3未来计算机的发展趋势

1．巨型化

2．微型化

3．网络化

4．智能化

1.1.4 计算机的特点

1.记忆能力强

2.运算速度快且精度高

3.具有逻辑判断能力

4.在程序控制下自动完成各种操作

1.1.5 计算机的分类

电子计算机是一种通过电子线路对信息进行加工处理以实现其计算功能的机器，按照不同的原则可以有多种分类方法。

1.按信息在计算机内的表示形式划分

2.按计算机的大小、规模、性能划分

3.按计算机使用范围来划分

4.按计算机的字长位数来划分

1.1.6 计算机的应用

1. 科学计算

2. 数据处理

3.辅助技术CAI、CAD、CAM等。

4.自动控制

5.人工智能

6.网络应用

7.多媒体技术

1.2 数制与编码

1.2.1 计算机中的进位计数制

在生产实践和日常生活中人们创造了多种表示数的方法，这些数的表示规则就称为数制。为区分不同的数制本书约定对于任一R进制的数N记作：（N）R。如：(1100)2表示二进制数1100，(567)8表示八进制数567，(ABCD)16表示十六进制数ABCD。不用括号及下标的数默认为十进制数。此外，还有一种表示数制的方法，即在数字的后面使用特定的字母表示该数的进制，具体方法是：D(Decimal)表示十进制，B(Binary)表示二进制，O(Octal)表示八进制，H(Hex)表示十六进制。若某数码后面没加任何字母默认为十进制数。

1.进位计数制

数制是人们对数量计数的一种统计规律。将数字符号按顺序排列成数位，并遵照某种从低位到高位的进位方式计数来表示数值的方法称为进位计数制，简称计数制。

基数：指某种进位计数制中允许使用的基本数字符号的个数。在基数为R的计数制中，包含0、1、…、R-1共R个数字符号，进位规律是“逢R进一”，称为R进位计数制，简称R进制。

位权：是指在某一种进位计数制表示的数中，用于表明不同数位上数值大小的一个固定常数。不同数位有不同的位权，某一个数位的数值等于这一位的数字符号与该位对应的位权相乘。R进制数的位权是R的整数次幂。例如，十进制数的位权是10的整数次幂，其个位

的位权是100，十位的位权是101。

总之，可总结R进制的特点如下：

● 有0、1、┄、R-1共R个数字符号；

● “逢R进一”；

● 任何数位上的位权是R的整数次幂。

2.二进制

基数R=2的进位计数制称为二进制。

二进制数中只有0和1两个基本数字符号；

进位规律是“逢二进一”；

二进制数的位权是2的整数次幂。

二进制数的运算规则如下：

3.八进制

基数R=8的进位计数制称为八进制。

八进制有0、1、…、7共8个基本数字符号；

进位规律是“逢八进一”；

八进制数的位权是8的整数次幂。例如，一个八进制数127可作如下表示：(127)8=1×82+2×81+7×80=(87)10

4.十六进制

基数R=16的进位计数制称为十六进制。

十六进制数中有0、1、…、9、A、B、C、D、E、F共16个数字符号，其中，A～F分别表示十进制数的10～15。

进位规律为“逢十六进一”;

十六进制数的位权是16的整数次幂。例如，一个十六进制数2AB可以表示成：

(2AB)16=2×162+10×161+11×160=(683)10

1.2.2 不同进制之间的转换

（1

R进制数用 R个基本符号表示，R进制数N转换成十进制数可表示为数码乘以各自的权的累加，即：

(N)R=a n-1×R n-1＋a n-2×R n-2＋…＋a0×R0＋a-1×R-1＋…＋a-m×R-m

（2）十进制转换成R进制（二进制、八进制和十六进制）

整数部分：除以R取余数，直到商为0，余数从下到上排列。

小数部分：乘以R取整数，整数从上到下排列。

1.2.3 计算机中的信息与数据

1．信息与数据

从计算机应用的角度，通常将信息看作人们进行各种活动所用到的各种知识，即人们对客观世界的认识。数据是一组可以识别的记号或符号，它通过各种组合来代表客观世界中的各种信息。信息和数据的区别：数据是信息的表现形式，信息是数据所表达的含义。

2．数据的单位

（1）位

二进制的一个数位简称为位（bit，比特，简写为b），是计算机中最小的数据单位。一位只能用来存放一位二进制数，即0或1。

（2）字节

通常将相邻的8位二进制数组成一个字节（Byte，拜特，简写为B），是计算机中用以衡量容量大小的最基本的单位。

（3）字

字是作为一个整体被存取和处理的运算单位，它由若干个字节组成，也就是说它是字节的整数倍。

1.2.4 计算机中常见的信息编码

1．BCD码

2．ASCII码

3．汉字编码