《專轉(zhuǎn)本計算機》PPT課件

1、21世紀高等院校計算機科學(xué)與技術(shù)規(guī)劃教材大學(xué)計算機基礎(chǔ)1編輯課件ppt第一章 計算機基礎(chǔ)知識計算機是20世紀人類歷史上最重大的科學(xué)技術(shù)發(fā)明之一。計算機已經(jīng)把人類帶入了一個全新的信息化時代。我們生活在物質(zhì)世界，也面對著信息的世界，信息高速公路，數(shù)字電視、機器人醫(yī)生等高新產(chǎn)品，其中有著計算機核心技術(shù)支持，計算機已不再只與計算有關(guān)，它決定著我們信息社會中數(shù)字化生存。2編輯課件ppt1.1計算機概述計算機的定義計算機（Computer）是一種能接收和存儲信息，并按照存儲在其內(nèi)部的程序（這些程序是人們意志的體現(xiàn)）對輸入的信息進行加工、處理，然后把處理結(jié)果輸出的高度自動化的電子設(shè)備。3編輯課件ppt1.1

2、.1計算機的產(chǎn)生與發(fā)展1 計算機的產(chǎn)生產(chǎn)生的原因計算機的奠基人是英國科學(xué)家圖靈4編輯課件ppt1.1.1計算機的產(chǎn)生與發(fā)展1 計算機的產(chǎn)生世界上第一臺電子數(shù)字計算機1946年2月，美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生了 “埃尼阿克”（ENIACElectronic Numerical Integrator And Calculator 電子數(shù)字積分計算機）5編輯課件ppt1.1.1計算機的產(chǎn)生與發(fā)展1 計算機的產(chǎn)生第一臺電子計算機產(chǎn)生的意義ENIAC奠定了電子計算機的發(fā)展基礎(chǔ)，在計算機發(fā)展歷史上具有劃時代的意義，它的問世標志著電子計算機時代的到來。6編輯課件ppt2計算機的發(fā)展第一代 電子管計算機（1946

3、 1957年）7編輯課件ppt2計算機的發(fā)展第二代 晶體管計算機（1958 1964年）8編輯課件ppt2計算機的發(fā)展第三代 集成電路計算機（1965 1970年）9編輯課件ppt2計算機的發(fā)展第四代 大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計算機（1971年 現(xiàn)在）10編輯課件ppt 計算機發(fā)展各階段示意表 器件年代電子器件主存儲器外部輔助存儲器處理方式運算速度第一代1946-1957 電子管磁芯、磁鼓磁帶、磁鼓機器語言匯編語言5千3萬次/秒第二代1958-196晶體管磁芯、磁鼓磁芯、磁鼓、半導(dǎo)體存儲器監(jiān)控程序連續(xù)處理作業(yè)高級語言編譯幾十萬百萬次/秒第三代1965-1970中、小規(guī)模集成電路磁帶、磁鼓磁帶、

4、磁鼓、磁盤多道程序?qū)崟r處理百萬幾百萬次/秒第四代1971-至今大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路半導(dǎo)體存儲器磁帶、磁盤、光盤實時、分時處理網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)幾百萬幾百萬億次/秒11編輯課件ppt1.1.2計算機的特點運算速度快計算精度高具有超強記憶和邏輯判斷能力實現(xiàn)自動控制并且具備人機交互功能可靠性高跨地域信息資源共享12編輯課件ppt1.1.3計算機的分類1按計算機規(guī)模分類（1）巨型機生產(chǎn)巨型機的公司有美國的Cray公司、IBM公司，日本的富士通公司、日立公司等。中國的銀河計算機（III型），運算速度為每秒130億次，基本字長64位，全系統(tǒng)內(nèi)存容量為9.15GB。藍色基因/P是由IBM公司與美國能源部國家核

5、安全局(NNSA)聯(lián)合開發(fā)的，每秒鐘的運算次數(shù)可達千萬億次。13編輯課件ppt1.1.3計算機的分類1按計算機規(guī)模分類（2）大型機典型產(chǎn)品有美國Convex公司的C-1，C-2，C-3等；Alliant公司的FX系列等。（3）中型機IBM公司一直在大中型主機市場處于霸主地位，DEC、富士通、日立、NEC也生產(chǎn)大中型主機。14編輯課件ppt1.1.3計算機的分類1按計算機規(guī)模分類（4）小型機60年代DEC推出一系列小型機，如PDP-11系列、VAX-11系列。HP有1000、3000系列等。15編輯課件ppt1.1.3計算機的分類1按計算機規(guī)模分類（5）微型機使用Intel芯片386、486、5

6、86以及奔騰等， 使用AMD 公司生產(chǎn)的芯片的兼容機；使用IBMAppleMotorola聯(lián)合研制的PowerPC芯片的機器，蘋果公司的Macintosh已有使用這種芯片的機器；DEC公司推出使用它自己的Alpha芯片的機器。16編輯課件ppt1.1.3計算機的分類1按計算機規(guī)模分類（6）單片型機2按處理對象計算機分類（1）電子數(shù)字計算機（2）電子模擬計算機（3）數(shù)模混合計算機17編輯課件ppt1.1.3計算機的分類3按照計算機用途分類（1）通用計算機（2）專用計算機18編輯課件ppt1.1.4計算機的應(yīng)用1.科學(xué)計算3.過程控制5.人工智能7. 多媒體技術(shù)9. 教育2.數(shù)據(jù)處理4.計算機輔助

7、系統(tǒng)6. 文字處理8. 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息高速公路10. 軍事19編輯課件ppt1.1.5計算機的未來發(fā)展方向1巨型化2 微型化3 網(wǎng)絡(luò)化4 智能化20編輯課件ppt1.2計算機中信息的表示1.2.1數(shù)制（計數(shù)制）數(shù)制是用一組固定的數(shù)字和一套統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)值的方法。按照進位方式計數(shù)的數(shù)制叫進位計數(shù)制。進位計數(shù)制就是把數(shù)劃分為不同的位數(shù)，逐位累加，加到一定數(shù)量之后，再從零開始，同時向高位進位。21編輯課件ppt1.2計算機中信息的表示1.2.1數(shù)制（計數(shù)制）進位計數(shù)制有三個要素：數(shù)碼、進位基數(shù)和位權(quán)。我們熟悉的十進制采用逢十進一，生活中也常常遇到其它進制。例如六十進制（每分鐘60秒、每小時60分

8、鐘，即逢60進1），十二進制，十六進制等。十進制（Decimal）：基數(shù)為10，10個記數(shù)符號，0、1、2、9。 每一個數(shù)碼符號根據(jù)它在這個數(shù)中所在的位置（數(shù)位），按“逢十進一”來決定其實際數(shù)值。22編輯課件ppt1.2計算機中信息的表示1.2.1數(shù)制（計數(shù)制）二進制（Binary）：基數(shù)為2，2個記數(shù)符號，0和1。每個數(shù)碼符號根據(jù)它在這個數(shù)中的數(shù)位，按“逢二進一”來決定其實際數(shù)值。八進制（Octal）：基數(shù)為8，8個記數(shù)符號，0、1、2、7。每個數(shù)碼符號根據(jù)它在這個數(shù)中的數(shù)位，按“逢八進一”來決定其實際的數(shù)值。十六進制（Hexadecimal）：基數(shù)為16，16個記數(shù)符號，09，A，B，C，

9、D，E，F(xiàn)。其中AF對應(yīng)十進制的1015。每個數(shù)碼符號根據(jù)它在這個數(shù)中的數(shù)位，按“逢十六進一”決定其實際的數(shù)值。23編輯課件ppt例1.1：十進制數(shù)23589.35的值為： （23689.35）1021043103610281019100310-1510-2 小數(shù)點左邊：從右向左，每一位對應(yīng)權(quán)值分別為100、101、102、103、104 小數(shù)點右邊：從左向右，每一位對應(yīng)的權(quán)值分別為10-1、10-224編輯課件ppt例1.2：二進制數(shù) （100101.01）212502402312202112002-112-2小數(shù)點左邊：從右向左，每一位對應(yīng)的權(quán)值分別為20、21、22、23、24小數(shù)點右邊

10、：從左向右，每一位對應(yīng)的權(quán)值分別為2-1、2-2不同的進制由于其進位的基數(shù)不同權(quán)值是不同的。位置計數(shù)法小結(jié)：一般而言，對于任意的R進制數(shù)an-1an-2a1a0a-1a-m （其中n為整數(shù)位數(shù)，m為小數(shù)位數(shù)），可以表示為以下和式:an-1Rn-1an-2Rn-2a1R1a0R0a-1R-1a-mR-m （其中R為基數(shù)）。25編輯課件ppt1.2.2 二進制1 計算機采用二進制的原因（1）可行性 （2）簡易性 （3）邏輯性 26編輯課件ppt2二進制代碼和二進制數(shù)碼二進制代碼是把0和l兩個符號按不同順序排列起來的一串符號。二進制數(shù)碼有兩個基本特征：第一，用0、l兩個不同的符號組成的符號串表示數(shù)量

11、；第二，相鄰兩個符號之間遵循“逢2進l”的原則，即左邊的一位所代表的數(shù)目是右邊緊鄰?fù)环査淼臄?shù)目的2倍。二進制代碼和二進制數(shù)碼是既有聯(lián)系又有區(qū)別的兩個概念27編輯課件ppt3. 數(shù)的二進制表示和二進制運算（1）數(shù)的二進制表示例1.3： 265用十進制數(shù)碼可以表示為（265）10 2102十6101十5100（100001001）2 l28027026025024123022021l20 2560000800l （265）1028編輯課件ppt（2）計算機中的算術(shù)運算 二進制數(shù)的加法運算 例1.4：求（1011101）2與（0010011）2之和。 步驟如下: 1011101 001001

12、1 111000029編輯課件ppt（2）計算機中的算術(shù)運算 二進制數(shù)的乘法運算 例1.5：求（1101）2與（0101）2的乘積。 1101 * 0101 1101 0000 1101 0000 100000130編輯課件ppt（3）計算機中的邏輯運算邏輯“與”運算規(guī)則如下：000 010 100 111 即兩個邏輯位進行“與”運算，只要有一個為“假”，邏輯運算的結(jié)果為“假”。 例1.6：如果A1001111，B（1011101），求AB 步驟如下： 1001111 1011101 1001101 結(jié)果： AB1001111101101100110131編輯課件ppt（3）計算機中的邏輯運算

13、邏輯“或”運算規(guī)則如下： 000 011 101 111 即兩個邏輯位進行“或”運算，只要有一個為“真”，邏輯運算的結(jié)果為“真”。 例1.7：如果A1001111，B（1011101）；求 AB 步驟如下: 1001111 1011101 1011111 結(jié)果：AB100111110111011011111邏輯“非” 運算規(guī)則：0 ， 1 ，即對邏輯位求反。32編輯課件ppt1.2.3進制間的轉(zhuǎn)換不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換采用基數(shù)乘除法。基數(shù)乘除方法：假設(shè)將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為R進制數(shù)：整數(shù)部分和小數(shù)部分須分別遵守不同的轉(zhuǎn)換規(guī)則：對整數(shù)部分：除以R取余法，即整數(shù)部分不斷除以R取余數(shù)，直到商為0為止，最先得到的

14、余數(shù)為最低位，最后得到的余數(shù)為最高位。33編輯課件ppt1.2.3進制間的轉(zhuǎn)換對小數(shù)部分：乘R取整法，即小數(shù)部分不斷乘以R取整數(shù)，直到小數(shù)為0或達到有效精度為止，最先得到的整數(shù)為最高位（最靠近小數(shù)點），最后得到的整數(shù)為最低位。1 十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)例1.8： 將（105.25）10轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)。34編輯課件ppt1.2.4計算機中的數(shù)據(jù)及編碼1 數(shù)據(jù)的概念數(shù)據(jù)（Data）是表征客觀事物的、可以被記錄的、能夠被識別的各種符號，包括字符、符號、表格、聲音和圖形、圖像等。數(shù)據(jù)有兩種形式。 35編輯課件ppt1.2.4計算機中的數(shù)據(jù)及編碼2 數(shù)據(jù)的單位（1）位（Bit）計算機中最小的數(shù)據(jù)單位是二

15、進制的一個數(shù)位，簡稱為位（Bit，讀音為比特）。計算機中最直接、最基本的操作就是對二進制位的操作。36編輯課件ppt1.2.4計算機中的數(shù)據(jù)及編碼2 數(shù)據(jù)的單位（2）字節(jié)（Byte）字節(jié)簡寫為B，為了表示人讀數(shù)據(jù)中的所有字符（字母、數(shù)字以及各種專用符號，大約有128256個），需要7位或8位二進制數(shù)。因此，人們采用8位為1個字節(jié)。1個字節(jié)由8個二進制數(shù)位組成。37編輯課件ppt1.2.4計算機中的數(shù)據(jù)及編碼（2）字節(jié)（Byte）字節(jié)是計算機中用來表示存儲空間大小的基本容量單位。例如，計算機內(nèi)存的存儲容量，磁盤的存儲容量等都是以字節(jié)為單位表示的。除用字節(jié)為單位表示存儲容量外，還可以用千字節(jié)（KB

16、）、兆字節(jié)（MB）以及十億字節(jié)（GB）等表示存儲容量。38編輯課件ppt1.2.4計算機中的數(shù)據(jù)及編碼2 數(shù)據(jù)的單位（2）字節(jié)（Byte）1B8bit1KB 1024B 210 B 1KB 1024字節(jié)， “K”的意思是“千”1MB 1024KB 210KB 220 B 10241024B 1MB 1024KB字節(jié)，“M”讀“兆”1GB 1024MB 210MB 230 B 10241024KB 1GB 1024MB字節(jié)，“G”讀“吉” 1TB 1024GB 210GB 240 B 10241024MB 1TB 1024GB字節(jié)，“T”讀“太”注意位與字節(jié)的區(qū)別：位是計算機中最小數(shù)據(jù)單位，字節(jié)

17、是計算機中基本信息單位。39編輯課件ppt1.2.4計算機中的數(shù)據(jù)及編碼2 數(shù)據(jù)的單位（3）字（Word）注意字與字長的區(qū)別，字是單位，而字長是指標，指標需要用單位去衡量。40編輯課件ppt1.2.4計算機中的數(shù)據(jù)及編碼3常用的數(shù)據(jù)編碼（1）BCD碼（2）ASCII編碼ASCII碼（American Standard Code for Information Interchange美國標準信息交換碼）ASCII碼已為世界公認，并在世界范圍內(nèi)通用。41編輯課件ppt1.2.4計算機中的數(shù)據(jù)及編碼3常用的數(shù)據(jù)編碼（3）漢字編碼 漢字的輸入碼（外碼）編碼方案大致可以分為：以漢字發(fā)音進行編碼的音碼，例如全拼碼、簡拼碼、雙拼碼等；按漢字書寫的形式進行編碼的形碼，例如五筆字型碼。也有音形結(jié)合的編碼，例如自然碼。42編輯課件ppt1.2.4計算機中的數(shù)據(jù)及編碼3常用的數(shù)據(jù)編碼（3）漢字編碼 信息交換用漢字編碼字符集漢字集要存放在計算機中，需要將經(jīng)常使用的漢字存放在計算機中，信息交換用漢字編碼字符集基本集是我國于1980年制定的國家標準GB2312-80，代號為國標碼，是國家規(guī)定的用于漢字信息處理使用的代碼的依據(jù)。43編輯課件ppt1.2.4計算機中的數(shù)據(jù)及編碼3常用的數(shù)據(jù)編碼（3）漢字編碼 漢字的機內(nèi)碼漢字的機內(nèi)碼是供計算機系統(tǒng)內(nèi)部進行存儲、加工處理、傳輸統(tǒng)一使用的代碼，又稱為漢字內(nèi)部