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1、第1章 计算机入门,本章要点：计算机的发展与应用信息的表示和存储（常用进制的转换）微型计算机系统计算机硬件计算机软件信息安全和法律,1.1 计算机的发展与应用,1.1.1 计算机的定义1、电子计算机：能够自动、高速和精确地进行计算与信息处理的电子设备2、一般中文文献中使用“计算机”作为正式名称，但更为形象的一个词是“电脑”。,1、第一台计算机 ENIAC1946年，美国宾夕法尼亚大学主要发明人:莫克利和埃克特重30多吨，占地约170平方米大约使用了18000个电子管运算速度：5 000次加减法运算/秒存储容量：20个10位的十进制数,1.1.2 计算机的发展,2、计算机的分代(组成器件不同)第
2、一代(1945年至1958年)电子管，几千次/秒第二代(1958年至1964年)晶体管，几十万次/秒第三代(1964年至70年代中期）小规模集成电路，几百万次/秒第四代(70年代中期以后)大规模、超大规模集成电路，上亿次/秒,1.1.2 计算机的发展,2、计算机的分代 第一代(1945年至1958年)电子管，几千次/秒确立了模拟量可变换成数字量进行计算，开创了数字化技术的新时代；形成了电子数字计算机的基本结构：冯诺依曼结构；确定了程序设计的基本方法；首创使用阴极射线管CRT（Cathode-Ray Tube）作为计算机的字符显示器。,1.1.2 计算机的发展,冯诺依曼计算机模型：计算机内采用二
3、进制表示信息。计算机包括运算器、控制器、存储器和输入输出设备。程序存储：把计算步骤（程序）先存入内存，计算机不需要人的干预，会自动执行所存入的程序。,1.1.2 计算机的发展,2、计算机的分代第二代(1958年至1964年)晶体管，几十万次/秒开创了计算机处理文字和图形的新阶段。高级语言已投入使用。开始有了通用机和专用机之分。开始使用鼠标器作为输入设备。,1.1.2 计算机的发展,2、计算机的分代第三代(1964年至70年代中期)小规模集成电路，几百万次/秒运算速度已达到100万次/s以上。操作系统更完善。序列机的推出，较好地解决了“硬件不断更新、而软件相对稳定”的矛盾。机器可根据其性能分成巨
4、型机、大型机、中型机和小型机。,1.1.2 计算机的发展,2、计算机的分代第四代(70年代中期以后)大规模、超大规模集成电路，上亿次/秒微型计算机从4位、8位、16位、32位至64位字长迅速增长，速度越来越快，容量越来越大，其性能已赶上甚至超过70年代中、小型机水平。进入了网络计算机时代，计算机集文字、图形、声音、图像于一体。,1.1.2 计算机的发展,计算机的种类：巨型机：银河、曙光、神火、联想深腾6800、大型机：IBM 4381小型机：IBM AS400微型机：70年代，计算机技术的第二次飞跃工作站：图形工作站网络工作站,1.1.3 计算机的分类,计算机的主要特点计算机具有自动控制能力计
5、算机具有高速运算的能力计算机具有记忆能力计算机具有很高的计算精度计算机具有逻辑判断能力通用性强 计算机能够在各行各业得到广泛的应用,1.1.4 计算机的特点和应用,计算机的主要用途科学计算（数值计算）数据处理（信息处理）自动控制 计算机辅助系统 人工智能多媒体技术,1.1.4 计算机的特点和应用,计算机辅助系统 计算机辅助设计CAD（Computer Aided Design）计算机辅助制造CAM（Computer Aided Manufacturing）计算机辅助工程CAE（Computer Aided Engineering）计算机集成制造系统CIMS（Computer Integrate
6、d Manufacturing System）计算机辅助教学CAI（Computer Aided Instruction）,1.1.4 计算机的特点和应用,1.2.1 数的表示,1.2 计算机中信息的表示,1、概念数制：是指用一组固定的符号和统一的规则来表示 数值的方法，又称计数制。注：计算机是信息处理的工具，任何信息必须转换 成二进制形式数据后才能由计算机进行处理、存储和传输。,1.2.2 数制,1、概念进位计数制中的三要素：数位：是指数码在一个数中所处的位置。基数：是指在某个进位计数制中，每个数位上所能使用的数码的个数。位权：是指在多位数中，处在某一位上的“1”所表示的数值的大小。,1.2
7、.2 数制,2、各种常用数制(1)二进制：0、1 逢二进一(2)十进制：0、19 逢十进一(3)八进制：0、17 逢八进一(4)十六进制：逢十六进一 0、19、A、B F、a、b f,1.2.2 数制,1.2.2 数制,D:十进制 B:二进制 O:八进制 X:十六进制,3、数制的转换(1)二进制十进制:求幂相加法(1011)2=23+21+20=8+2+1=11(1011.11)2=11+2-1+2-2=11+0.5+0.25=11.75,1.2.2 数制,(2)十进制二进制 整数部分：除2取余(269)10=(100001101)2,1.2.2 数制,小数部分：乘2取整,1.2.2 数制,(
8、0.6875)10=(0.1011)2,(3)八进制 二进制 1 位八进制对应 3 位二进制 7 3 6.2 5111 011 110.010 101 1100.0101 001 100.010 100 1 4.2 4,1.2.2 数制,(4)十六进制 二进制 1 位十六进制 对应 4 位二进制 A 3 F.2 B1010 0011 1111.0010 1011,1.2.2 数制,(5)十六进制 八进制 十六进制 二进制 八进制 1AF6-0001 1010 1111 0110 001 101 011 110 110-15366,1.2.2 数制,(6)十进制八进制 整数部分:除8取余；小数部
9、分:乘8取整或十进制二进制八进制(7)十进制十六进制 整数部分:除16取余；小数部分:乘16取整或十进制二进制十六进制,1.2.2 数制,(8)八进制十进制(9)十六进制十进制 求幂相加法(1011)8=83+81+80=512+8+1=521(1011)16=163+161+160=4096+16+1=4113,1.2.2 数制,小结二进制(八进制、十六进制)十进制:求幂相加法十进制二进制(八进制、十六进制)整数部分:除2(8、16)取余;小数部分:乘2(8、16)取整八进制二进制:1位八进制对应3位二进制十六进制二进制:1位十六进制对应4位二进制 十六进制 二进制 八进制,1.2.2 数制
10、,编码：计算机存储和处理信息时，都采用二进制数字形式，即计算机所处理的所有的数、字母、符号都要用二进制编码来表示。字母“a”110 0001(ASCII码)汉字“群”100 1000 011 1010(国标码),1.2.3 信息编码与存储,、BCD码（二十进制编码）BCD码：是用若干个二进制表示一个十进制数的编码。它的编码方法很多，常用的是8421码。8421码：是将十进制数码09中的每个数分别用四位二 进制编码表示。(1209.56)10=(0001 0010 0000 1001.0101 0110)BCD(1001 0010 0011.0101)BCD=(923.5)10=(1110011
11、011.1)2,1.2.3 信息编码与存储,1.2.3 信息编码与存储,2、ASCII码(美国信息交换标准码)字符编码方案，七位二进制码 数字“3”0 011 0011 字母“A”0 100 0001,1.2.3 信息编码与存储,3、汉字的编码 在汉字系统中，每个汉字对应两个英文字符宽度。在汉字的存储、输入和输出中，处理的并不是汉字本身，而是汉字的编码。不同的环境下有不同的汉字编码。如汉字交换码(国标码)、汉字机内码和各种汉字的输入码。,1.2.3 信息编码与存储,1.2.3 信息编码与存储,3、汉字的编码,0 0111100 01001110,1 0111100 1 1001110,3、汉字
12、的编码汉字的存储与字库为了输出汉字，必须存储汉字的字型。(1)矢量化：它由一组指令来描述字符的外形（轮廓）。这种字体也称为轮廓字体（TrueType字体）。(2)点阵图形：将汉字分解为若干个“点”组成的点阵字型方式。,1.2.3 信息编码与存储,1.2.3 信息编码与存储,存储每个汉字的字型信息需要1616个二进制位，共2*16=32字节。,3、汉字的编码,3、汉字的编码汉字字库：汉字字型信息的集合两级字库(国标)：第一级为常用汉字，共3755个第二级为次常用汉字，共3008个对6763个汉字进行编码，至少需要13位二进制才能表示。(因为 212=4096 6763 213=8192)2个字节
13、表示一个汉字信息。,1.2.3 信息编码与存储,3、汉字的编码汉字的输入方法(1)编码输入(键盘输入)(2)手写输入(3)声音输入(4)扫描识别输入,1.2.3 信息编码与存储,1.3.1 系统组成硬件(hardware):机器系统，电子设备软件(software):程序及其文档,1.3 微型计算机系统组成,1.3 微型计算机系统组成,运算器:算术、逻辑运算单元 加减乘除运算用加法器实现控制器:指挥协调计算机整个工作过程中央处理器(CPU)：运算器+控制器计算机的心脏，负责完成各种运算和控制，对微机来说是1块大规模集成电路。,微处理器,存储器:用来存储程序和数据的记忆装置，是计算机 中各种信息
14、的存储和交流中心。存储器的种类内存储器：与CPU直接相连的存放数据的器件，如 随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)。外存储器：不直接与CPU相连的存储介质，如磁盘 等。,1.3.3 存储器,(1)基本概念存储单元：采用字节（byte）作为计算机存储信息的基本计量单位。1个字节由8个二进制位(bit)来组成,可以表示1个英文字母、数字或符号存储单元地址:每个存储单元的编号。,1.3.3 存储器,存储容量：存储设备上可以存储数据的最大数量，通常用字节(Byte)、千字节(KB)、兆字节(MB)和千兆字节(GB)来衡量。存贮一个汉字需要两个字节1 Byte8 bit1 KB1024 Byte1 MB1024 KB1 GB1024 MB 1 MB1024 KB 10241024字节 1 048 576字节(约100万字节，300页的中文书）,1.3.3 存储器,1.3.3 存储器,（2）内存储器(内存、主存)：以半导体为器件，存取数据的速度很快，但价格昂贵，存储容量受到限制。随机存储器(RAM)：可读可写 只读存储器(ROM)：只读不写,
