第一章 计算机基础概述

365(o)= 3
(B)
举 例
AE5（H）=
A
E
6
5
= 1010 1110 0101
=011 110 101
1.2.2 计算机内英文符号的表示
ASCII码—美国信息交换标准代码（128个字符编码）
有34个是控制字符（00H~20H和7FH） 94个字符编码（10个数码、52个英文字母、32个通用字 符）（21H~7EH）
2.进位（计数）制：按进位方式计数的数制。 3.基数：一个计数制所包含的数字符号的个数。 4.权值：基数R的i次幂Ri。
任何一个R进制都是由一串数码表示的， 其中每一位数码所表示的实际大小，除了数 码本身的数值以外，还与它所住的位置有关， 由位置决定的值称为位值（或权值）。
常用R来表示， 例如：二进制 的R为2，十进 制的R为10等等
二、数制的种类
表1-2 十进制、二进制、八进制和十六进制对照表
十进制 二进制 八进制 十六进制 十进制 二进制
0 1 2 3 4 5 6 7 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
信息数字化,找到 算法设计程序
应用领域
计算机不能做什么
信息不能数字化 不能找到处理数据的算法 计算时间过长，复杂度过高
1.2 计算机内如何表示信息
信息
是事物存在的方式、运动状态以及这些方式、状态及 其变化的直接和间接的表达
信息处理
即信息加工 包括信息的获取、存储、变换、传输、检测、使用
信息技术的核心技术
2016年4月
学习目标
理解计算机工作原理和冯•诺伊曼体系结构 了解计算机的特点、分类和应用领域 掌握计算机各种数制之间的转换关系 了解计算机硬件的组成部分及各个部分的功能 了解微型计算机软件系统的构成和基本配置
第一章计算机基本知识
计算机的工作原理
1.1 1.2 1.3 1.4
=(205.345)10
十进制转化为N进制: 整数部分除N取余，逆序排列, 小数部分乘N取整，顺序排列。
例2:十进制转化为二进制, （205.345）10=?
2
2 2 2 2 2 2 2
除到商为0止
205
102 51 25 12 6 3 1 0
余数
1 0 1 1 0 0 1 1
低位
0.345 2 0.690 2 1.380
计算机技术 通讯技术 控制技术
3C
计算机为什么采用二进制编码?
计算机表示信息采用二进制编码而不是 人们熟知的十进制或其他进制：
受制于元器件（其基本元器件选用晶体管） 二进制的运算规则很简单（减乘除法运算都 具有两个完全不一样的状态 可以转换成加法运算，简化 cpu设计） 状态很稳定
状态转换很容易 物理上容易实现数据的存储 晶体管的特点：
首先按下开机键后，电源开始给设备供电，CPU开始初始 化，执行指令，跳到系统BIOS中的启动代码，系统开始加 电自检（Power-On Self Test，缩写为POST），自检 情况一般通过PC喇叭发出的响铃声予以表达。接着系统会 调用显卡BIOS初始化显卡，这个时候电脑有了第一个画面， 简单显示显卡的主要信息，然后系统再利用其它设备的 BIOS来完成相应初始化，之后开始显示系统的启动信息。
科学计算
二
1958-1964
晶体管
数据处理工 业控制 文字处理图 形处理 社会的各个 领域
三
1965-1971 1972年迄今
集成电路 大规模集成 电路
操作系统
四
数据库、 网络等
2.计算机大家庭家谱
用离散的二进制 用连续变化的模 代码串表示信息 拟量表示信息 既有数字量又有 模拟量
按照信息的表示和处理方式划分
便于逻辑判断（是或非）
体积小、功耗小 价格低廉
状态转换速度非常快
1.2.1 计算机内如何表示数值
进制的基本概念 数制的种类 不同进制间的相互转换 整数、实数的表示方法（补充内容） 原码、反码与补码（补充内容）
一、基本概念
1.数制：表示数的方法和规则。
比如：十进制 方法：用0~9十个数字 字符表示数的大小 规则：逢十进一，借 一当十
数据在计算机中的表示最终以二进制的形式存在，使 用二进制，可以更直观地解决问题，但二进制数太长、 书写麻烦、容易出错、很难记忆，进制越小，数的表 达长度也就越长（100用二进制表示1100100），用 16进制或8进制可以解决这个问题 。 二进制与八（十六）进制之间转换简单，2、8、16， 分别是2的1次方，3次方，4次方，这一点使得三种进 制之间可以非常直接地互相转换。 八进制或十六进制缩短了二进制数，但保持了二进制 数的表达特点 。
=∑ai×10i
i=0
n
基数
其中：ai为数字字符0~9中的一个，10i为第i项的权值
二、数制的种类
十进制：基数为10，数字符号为0~9 二进制：基数为2，数字符号为0、1 八进制：基数为8，数字符号为0~7 十六进制：基数为16，数字符号为0~9、A、B、 C、D、E、F
规则：逢N进一，借一当N
引入八、十六进制
高性能大型计算机： 第一代微机： 1970年4月由美 运算速度快、存储量 国英特尔公司研制成功。 大、功能强、可靠性 发展方向： 好，已经成为科学研 小型化、轻量化、高性能 究的必备工具 发展核心：操作简单
1.1.4 计算机的能与不能
计算机能做什么
数据：被处理的对象属性值 程序：指示计算机如何工作的一连串指令
高位
0.760 2 1.520 2 1.04
2
高位
低位
因此:(205.345)10=(11001101.01011)2
二进制转换为八（十六）进制
转换规则：
以小数点为基点，向左右两个方向 三（四）位并为一组，位数不足用0 补齐，按对应关系表示。
左补001
三（四）位一并法
例： (1 101 101 110.110 101)2= (1556.65)8 1 5 5 6 6 5 (11 0110 1110.1101 01)2=(36E.D4)16 3 6 E D 4 右补0100
2343
(o)=
4E3
(H)
011 100 3 4 1110 E
011 教你一招 3 数值较大的十进
制数转换为二进制 0011 数，可以先转化为 十六进制。再转化 3 为二进制，这样可 减少长除法的步数。
011110101
八（十六）进制→二进制 ：
AE5（H）=
101011100101
(B)
5
365(o)=
AMI（美国安迈） Award（惟尔科技） Phoenix（美国凤凰科技）
根据BIOS中设置的启动顺序启动设备（软盘、光驱、硬 盘），到了硬盘时，系统BIOS读取硬盘上的主引导记录， 主引导记录从分区表中找到第一个活动分区，并执行该分 区中的分区引导记录，分区引导记录开始读取执行最基本 的系统文件，之后就是重要的系统数据初始化进入到我们 熟悉的蓝天白云操作系统界面。
1.1.3 从史前恐龙到现代宠物
1946年2月由美国宾州大学 研制成功的ENIAC 电子计算机时代的到来
重达30吨 占地170m2 启动工耗140000瓦 18000个电子管 保存80个字节
第一台计算机
Electronic Numerical Integrator And Calculator
电子数字积分计算 机
1.从第一代计算机到第四代计算机
电子管计算机时代 晶体管计算机时代
计算机的跨越 式发展，按照 构成计算机的 电子元器件， 可以分为四个 年代
集成电路计算机时代
大规模、超大规模集成计算 机时代
根据元器件的不同，可以分为四代：
时代
一
年份
1946-1957
器件
电子管
软件
机器语言 汇编语言 高级语言
应用
八进制
10 11 12 13 14 15 16 17
十六进制
8 9 A B C D E F
N进制（2、8、16）与十进制的转换
从小数点开始往 N进制转化为十进制: 左或往右开始计 按权展开相加即可 数. 76543210 从0开始 例1（11001101.01011）2=?
（11001101.01011）2=127+ 126 + 025 + 0 2 4 + 1 2 3 + 1 2 2 + 0 2 1 + 1 2 0 + 02-1 + 12-2 + 02-3 + 12-4 + 12-5
八（十六）进制转换为二进制
转换规则
一位八进制数对应三位二进制数 一位十六进制数对应四位二进制数
一分为三（四）法
例： (144)8=(001 100 100)2 1 4 4 (64)16=(0110 0100) 2 6 4
二进制→八（十六）进制：
举例 （ 10011100011）2=
10011100011（B）= 010 = 2 10011100011（B）= 0100 = 4
对计算机你知道多少？ 计算机内如何表示信息 计算机如何实现计算 计算机的系统如何组成
重点、难点
1.1.1计算机是如何启动的
"启动" boot pull oneself up by one's bootstraps 拽着鞋带把自己拉起来 Power 键 ☜ 最早的时候，工程师们用它来比喻，计算机启动是一个 很矛盾的过程：必须先运行程序，然后计算机才能启动， 但是计算机不启动就无法运行程序 计算机启动（引导）过程可概括为 ：加电自检和启动