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1、计算机应用基础,S,主讲 杨善红,第1章电子计算机基础知识,1.1 电子计算机的概念和特点,1.4 数制基础,1.3 电子计算机的分类及应用,1.2 电子计算机的产生与发展,1.5 计算机中数据与信息的表示方法,1.1 电子计算机概念和特点,电子计算机是什么？,计算机是一种能够存储数据并可完成一定功能的电子设备，它由一系列物理元件 组成。,电子计算机的特点,1.1 电子计算机概念和特点,运行高度自动化有记忆特性运算速度快运算精度高可靠性高,世界上第1台电子计算机,1.2 电子计算机的产生和发展,1946年2月，世界上第一台电子计算机 ENIAC 在美国宾夕法尼亚大学问世。它的出现，开创了一个计
2、算机时代，引发了一场由工业化社会发展到信息化社会的新技术产业革命浪潮，从此揭开了人类历史发展的新纪元。,1.2 电子计算机的产生和发展,ENIAC 档案,世界上的一台电子计算机 ENIAC,体积庞大重达30吨启动电力150000瓦含18000个电子管仅能保存80个字节服役期：1946.21955.10,冯.诺依曼型计算机,1.采用二进制来表示各种指令和数据,采用二进制的优点为：容易表示在物理上最容易实现，可以使用任何具有两个不同稳定状态的元件来表示。如:晶体管的导通与截止、电流的有无、电平的高低运算简单编码及运算规则都比较简单。“1”和“0”与“真”和“假”对应，易于逻辑判断。传输和处理时不容
3、易出错，可保障计算机的高可靠性。,冯.诺依曼型计算机,2.采用存储程序的工作原理使计算机自动运行,3.计算机的组成：计算机由控制器、运算器、存储器、输入、输出设备五个部分组成,第一代（19461956）电子管5千4万（次/秒）,第二代（19571964）晶体管几十万百万（次/秒）,第三代（19651970）小规模集成电路百万几百万（次/秒）,第四、五代（1971?）超大规模集成电路几百万几亿（次/秒）,电子计算机的发展阶段及特点以采用的逻辑元件作为划分标准其余数据见表11,1.3 电子计算机分类及应用,国际上根据计算机的性能指标和应用对象将计算机分为六大类,1、巨型机：,其运算速度达到每秒10
4、亿次上、价格在200万至2000万美元之间。,2、小巨型机：,运算速度在几千万次左右。,4、小型机：,运算速度在几百万次左右。,5、个人计算机：,又称PC机，具有体积小，功耗低、可靠性高价格低，对使用环境要求不高等特点。,3、大型机：,其性能与巨型机接近，但体积大大减小，费用仅为巨型机的1/10.,6、工作站：,工作站是一种功能强大的的台式计算机，常用于图形图形处理或局域网服务器,计算机的应用,1、科学计算2、数据处理3、实时控制4、计算机辅助系统5、智能模拟与神经网络计算机技术6、在人类生活中的应用,4、计算机辅助系统,计算机辅助设计 CAD（Computer-Aided Design）计算
5、机辅助制造CAM（Computer-Aided Manufacturing）计算机辅助教育CBE（Computer-Based Education）计算机辅助教学CAI(Computer-Aided Instruction)、计算机辅助测试CAT(Computer-Aided Test)计算机管理教学CMI(Computer-Management Instruction)。,5、人工智能,人工智能即用计算机模拟人的思维。具体应用：机器人（工业机器人、智能机器人）定理证明模式识别（图形识别、语音识别）专家系统（自然语言处理、机器翻译、智能检索）,1.4数制基础,一：数制(进位计数制）的概念,数制
6、：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。,R进制：如果用R个基本符号来表示数目，则 称其为R进制,十六进制,数符,0,1,9,下标,B,0，1,D,0,1,7,O,0,1,9,A,B,C,D,E,F,H,基数：,r=16,十进制,进位制,二进制,八进制,r=10,基数,r=2,r=8,所使用的不同基本符号的个数。,R进制它的基数是R,位权：一个与位有关的常数，称为该位的位权,(121)D,(101.11)B,(121)D=1 100+2 101+1 102,(101.11)B=1 20+0 21+1 22+1 2-1+1 2-2,进位制 二进制 八进制 十进制 十六进制,规则
7、 逢二进一 逢八进一 逢十进一 逢十六进一基数 r=2 r=8 r=10 r=16数符 0，1 0,1,7 0,1,9 0,1,9,A,B,C,D,E,F位权 2i 8i 10i 16i下标 B O D H,表：计算机中常用进制数的表示,十进制数,非十进制数,非十进制数,十进制数,二、八、十六进制之间的转换,二：常用数制的转换,（一）十进制数转换成非十进制数,1 整数部分的转换,除r取余,从末位取起,把一个十进制的整数不断 除以所需要的基数r，取 其余数（除r取余法），直 到商为0，然后将其余数从 下而上排列,余数 2|2171(最低位)2|108 0 2|54 0 2|27 1 2|13 1
8、 2|6 0 2|3 1 2|1 1(最高位)0结论：(217)10(1101100 1)B,例如：(217)10()B,乘2取整：整数部分 0.625 2 1.250 1 2 0.500 0 2 1.000 1结论：(0.625)D=(0.101)B,2 小数部分转换,将十进制小数不断地乘以r，并取整，当积为0或达到所要求的精度时，将整数 部分由上而下排列。,乘r取整，顺序取起,例如：(0.625)D=()B,例如(0.6876)D=()B,0.6876 2=1.3752 取出整数 10.3752 2=0.7504 取出整数 00.7504 2=1.5008 取出整数 10.5008 2=1
9、.0016 取出整数 10.0016 2=0.0032 取出整数 00.0032 2=0.0064 取出整数 0.,(0.6876)D=(0.101100)B,作业(0.625)D=()O(0.625)D=()H,注意：,如果十进制数包含整数和小数两部分，则必须将十进制小数点两边的整数和小数部分分开，分别完成相应的转换，然后，再把r进制整数和小数部分组合在一起。,练习：(217.625)10=()2,(217)10(1101100 1)2,(0.625)10=(0.101)2,(217.625)10=(1101100 1.101)2,(二）非十进制转换成十进制,位权法：把各非十进制数按权展开求
10、和,(1101100 1.101)2=,1100+0 101+0 102+1 103+1 104+0 105+1 106+1 107+110-1+010-2+1 10-3,=,(217.625)10,(1A0.B)16=()10,(三）二进制、八进制的相互转换,二进制转换到八进制：只要将二进制数从小数点开始，整数部分从右向左3位一组，小数部分从左向右3位一组（不足3位补零），根据表完成转换。,(12.34)O=(001 010.011 100)B,=,(1 010.011 1)B,把八进制数转换成二进制数只是上述方法的逆过程,(110 110.001 1)B(110 110.001 100)B
11、(66.14)O,（四）二进制、十六进制之间的相互转换方法,二进制转换到十六进制：只要将二进制数从小数点开始，整数部分从右向左4位一组，小数部分从左向右4位一组（不足4位补零），根据表完成转换。,把十六进制数转换成二进制数只是上述方法的逆过程,(101 0111)B=(0101 0111)B=(57)H,(10A1)H=(0001 0000 1010 0001)B,=,(1000010100001)B,二进制 八进制 二进制 十六进制 二进制 十六进制,000 0 0000 0 1000 8 001 1 0001 1 1001 9 010 2 0010 2 1010 A 011 3 0011
12、3 1011 B 100 4 0100 4 1100 C 101 5 0101 5 1101 D 110 6 0110 6 1110 E 111 7 0111 7 1111 F,表：二进制、八进制和十六进制之间的关系,1.4.3 二进制的运算规则,（1）二进制的算术运算规则加法进位规则：逢二进一。加法运算法则：0000111011110(进位)例：二进制数11011010？1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1练习：求二进制数之和。10001111+01100001=？减法同理。,答案：11110000,（3）乘法运算法则：0 000 101 001 11（4）除法运算法则：0 0
13、00 101 0（无意义）1 11,2、二进制的逻辑运算逻辑变量之间的运算称为逻辑运算对二进制数的1和0赋予逻辑含义，它们可以表示“真”与“假”、“是”与“否”、“有”与“无”逻辑运算包含三种基本运算：逻辑加法：又称逻辑“或”逻辑乘法：又称逻辑“与”逻辑否定：又称逻辑“否”,1.5 计算机中数据与信息的表示方法,计算机中的信息单位,1、位（bit)：,位是计算机中最小的信息单位，一个位表示一位二进制数，单位符号为b。它能表示“0”和“1”两种状态,2、字节（byte)：,字节是基本信息单位，单位符号为B它表示8位二进制数的长度，它能表示256种状态。,千字节（KB）,兆字节（MB）和吉字节（G
14、B）,1MB1024KB220次方1GB1024MB230次方,3、字长：,长是计算机存储、传送、处理数据的信息单位。用计算机一次操作的二进制们最大长度来描述。如8位、16位、32位等。,1.5.1数据与信息的概念,1、正负数的表示方法计算机中的数通常用一个数的最高位来表示，称袒裼裸裎为符号位。一般规定符号位用“0”表示正数，用“1”表示负数。,例：十进制数56在字长为八位计算机中表示为：,00111000,符号位,数值部分,1.5.2计算机中数的表示方法,2、定点数与浮点数的表示方法见教材11页3、原码、反码与补码：见教材12页,1.5.3计算机中信息编码,ASCII码是美国信息交换标准代码
15、。(American Standard Code for Information Interchange)包括09十个数字，大小写英文字母及专用符号等95种可打印字符。,Computer,01000011 01101111 0110110101110000 01110101 0111010001100101 01110010,2、汉字的编码,是我国于1980年制定的国家标准，代号为GB231280。它规定汉字在机器内的编码。在国标码的字符集中，包括了一级汉字3755个，二级3008个，一个汉字对应一个区位码，由四位数字组成，前两位数字为区码（094），后两位数字为位码（094）,（1）信息交换
16、用汉字编码字符集.基本集,是指汉字在计算机内部中进行存取操作所使用的编码。汉字的机内码占两个字节，分别称为高位字节与低位字节,（2）汉字的机内码,是为了将汉字通过键盘输入计算机而设计的代码。,汉字输入编码方法分为三类：数字编码数字编码就是用数字串代表一个汉字的输入，常用的有国际区位码。如：“中”5448、“”0113拼音码 拼音码是以汉语读音为基础的输入方法。常用的有智能全拼、微软拼音、紫光拼音、智能狂拼等。字形编码 字形编码是以汉字的形状确定的编码。常用的有五笔字形、表形码等。,（3）汉字的输入码,汉字字形码是表示汉字字形的字模数据，也称字模码，是用点阵表示的汉字字形代码，它是汉字的输出形式。,例：1616点阵的汉字，每个字有16行，每行有16个点，每个汉字共256个点，一个点占一个二进制位，则存储时要用256/8个字节。,（4）汉字的字形码,
