《计算机基础知识》PPT课件.ppt
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1、 课程简介课程简介 1.1 计算机概述计算机概述 1.2 计算机中的数据计算机中的数据 1.3 信息编码技术信息编码技术 1.4 微机系统的组成及工作原理微机系统的组成及工作原理 1.5 计算机安全与病毒计算机安全与病毒 1.6 多媒体计算机多媒体计算机关 闭本章首页1.1 计算机概述计算机概述 1.1.1 计算机的概念计算机的概念 1.1.2 计算机的发展计算机的发展 1.1.3 计算机的分类计算机的分类 1.1.4 计算机的应用计算机的应用 1.1.5 微型计算机微型计算机上一页下一页1.1.1 1.1.1 计算机的概念计算机的概念1什么是计算机什么是计算机 计算机是指由电子器件组成的具有
2、逻辑判断和记忆计算机是指由电子器件组成的具有逻辑判断和记忆能力,能在给定的程序控制下,快速、高效、自动完成能力,能在给定的程序控制下,快速、高效、自动完成信息加工处理、科学计算、自动控制等功能的现代数字信息加工处理、科学计算、自动控制等功能的现代数字化电子设备。化电子设备。 计算机的特点:计算机的特点: 数字化;数字化; 具有记忆和逻辑判断能力;具有记忆和逻辑判断能力; 高速度、高精度;高速度、高精度; 自动控制。自动控制。本节首页上一页下一页1.1.1 1.1.1 计算机的概念计算机的概念2. 世界上的第一台计算机 19461946年年2 2月,月,ENIACENIAC在美国的宾夕法尼在美国
3、的宾夕法尼亚大学诞生。亚大学诞生。 普雷斯特普雷斯特 埃克特、和约翰埃克特、和约翰 毛奇莱研毛奇莱研制,耗时三年。制,耗时三年。ENIACENIAC计算机与计算机与PentiumPentium计算机的性能比较计算机的性能比较(点击此处查看点击此处查看)。)。本节首页上一页下一页1.1.2 1.1.2 计算机的发展计算机的发展 计算机的最终诞生是众多科学家几百年共同努力 的结果(点击此处查看详情)。 冯诺依曼的贡献:1. 硬件组成结构硬件组成结构运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分。2. 计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理存储程序技术(存储程序、自动执行程序)。本节首页上一页
4、下一页1 1计算机的发展阶段计算机的发展阶段 代别代别年代年代逻辑部件逻辑部件运算速度运算速度内存容量内存容量编程语言编程语言第一代第一代电子管时代19461957每秒几千次到几万次几千个字机器语言或汇编语言第二代第二代 晶体管时代19581964每秒几十万次几十万个字FORTRAN、ALGOL、COBOL第三代第三代 中小规模集成电路时代19651970每秒几十万次到几百万次64K2M操作系统第四代第四代 大规模超大规模IC时代1971现在每秒几百万次到上亿次1M64G数据库系统、网络和分布式操作系统1.1.2 1.1.2 计算机的发展计算机的发展本节首页电子管电子管晶体管晶体管集成电路集成
5、电路大规模及超大大规模及超大规模集成电路规模集成电路上一页下一页新一代计算机新一代计算机:超级计算机(智能计算机),超级计算机(智能计算机),具有知识表示和逻辑推理能力,具有人具有知识表示和逻辑推理能力,具有人-机通机通信能力。是把信息采集、存储、处理、通信和信能力。是把信息采集、存储、处理、通信和人工智能相结合的计算机系统。人工智能相结合的计算机系统。新一代计算机的系统结构研究目标是要改变传新一代计算机的系统结构研究目标是要改变传统冯统冯诺伊曼机的概念,采用全新的物理器件。诺伊曼机的概念,采用全新的物理器件。目前,人们仍在不懈努力,力争有所突破。目前,人们仍在不懈努力,力争有所突破。1.1.
6、2 1.1.2 计算机的发展计算机的发展本节首页上一页下一页2 2计算机的发展趋势计算机的发展趋势 计算机第一定律计算机第一定律摩尔定律摩尔定律 早期计算机大约每隔810年速度提高10倍,成本、体积缩小10倍;近年来,大约每隔3年,计算机性能提高近4倍,成本下降50%。1.1.2 1.1.2 计算机的发展计算机的发展本节首页上一页下一页2 2计算机的发展趋势计算机的发展趋势 巨型化巨型化: 发展高速、大存储容量和功能更强大的巨型计算机发展高速、大存储容量和功能更强大的巨型计算机 微型化微型化: 体积小、重量轻、价格低、功能强的微型计算机体积小、重量轻、价格低、功能强的微型计算机 网络化网络化:
7、 网络技术是计算机和通信技术相结合的产物。世界网络技术是计算机和通信技术相结合的产物。世界算机技术重要的一个分支。算机技术重要的一个分支。 智能化智能化: 使用计算机模拟人的感觉和思维过程使用计算机模拟人的感觉和思维过程 多媒体化多媒体化: 使用计算机更有效的处理文字、图形、图像音频使用计算机更有效的处理文字、图形、图像音频等多媒体信息等多媒体信息 1.1.2 1.1.2 计算机的发展计算机的发展本节首页上一页下一页1.1.3 1.1.3 计算机的分类计算机的分类按处理的信息类型分类:按处理的信息类型分类: 模拟计算机、数字计算机和混合计算机模拟计算机、数字计算机和混合计算机按使用范围分类:按
8、使用范围分类: 专用型和通用型专用型和通用型按规模分:按规模分: 巨型机巨型机、大型机大型机、中型机中型机、小型机小型机、 工作站工作站和和微型机微型机。本节首页上一页下一页1.1.4 1.1.4 计算机的应用计算机的应用计算机的应用领域如下:计算机的应用领域如下:科学计算科学计算数据处理数据处理过程控制过程控制计算机辅助工程计算机辅助工程人工智能人工智能本节首页上一页下一页1.1.5 1.1.5 微型计算机微型计算机 1 1微机发展的时代划分微机发展的时代划分 起迄年份起迄年份代代 别别位位 数数典典 型型 芯芯 片片19711977第一代第一代48位位Intel4004、intel8008
9、19781984第二代第二代16位位intel8086、80286,Z8000,MC6800019851992第三代第三代32位位Intel80386、8048619932003第四代第四代32位多流水线结构位多流水线结构Pentium、Pentium、Pentium、Pentium2004今今第五代第五代64位位Itanium系列系列本节首页上一页下一页2 2微机中使用的微处理器芯片微机中使用的微处理器芯片 CPU的分类:可分为Intel系列和非Intel系列。Intel系列:80X86系列,Pentium系列。其兼容厂家生产的有AMD、Cyrix系列。非Intel系列:主要有Motorol
10、a公司生产的MC68000系列,苹果电脑公司生产的Apple-Macintosh系列微机所使用的power PC等。1.1.5 1.1.5 微型计算机微型计算机本节首页上一页下一页微处理器的性能指标微处理器的性能指标字长:字长:计算机一次能并行处理的二进制计算机一次能并行处理的二进制位数。位数。主频:主频:微处理器运行的时钟频率微处理器运行的时钟频率二级缓存二级缓存总线频率总线频率1.1.5 1.1.5 微型计算机微型计算机本节首页本章首页1.2 计算机中的数据计算机中的数据 1.2.1 数制与进位计数制数制与进位计数制 1.2.2 二进制数的运算二进制数的运算 1.2.3 数制转换数制转换
11、1.2.4 数据在计算机中的表示数据在计算机中的表示 上一页下一页1.2.1 1.2.1 数制与进位计数制数制与进位计数制进位计数制进位计数制: 是指按进位的规则进行计数的方法。是指按进位的规则进行计数的方法。进位计数制三要素:进位计数制三要素: 数位:数位:指数码在一个数中所处的位置,用指数码在一个数中所处的位置,用n表表示;示; 基数:基数:指在某种计数制中,每个数位上所能使指在某种计数制中,每个数位上所能使用的数码的个数,用用的数码的个数,用R表示;表示; 位权:位权:指在某种计数制中,每个数位上数码指在某种计数制中,每个数位上数码“1”所代表的数值的大小。所代表的数值的大小。1 1进位
12、计数制的基本概念进位计数制的基本概念 本节首页上一页下一页2 2进位计数制的基本特点进位计数制的基本特点 逢逢R进一进一采用位权表示采用位权表示例例1:十进制数:十进制数3058.72可表示为:可表示为:(3058.72)10 = 3103 + 0102 + 5101 + 8100 + 710-1 + 210-2例例2:二进制数:二进制数10111.01 可表示为:可表示为:(10111.01)2 = 124 +023 +122 +121 +120 +02-1 +12-2例例3:十六进制数:十六进制数3AB.65可表示为:可表示为: (3AB.653AB.65)1616= 3= 316162
13、2 + A+ A16161 1 + B+ B16160 0 + 6+ 61616-1 -1 + 5+ 51616-2-21.2.1 1.2.1 数制与进位计数制数制与进位计数制本节首页上一页下一页2 2数制的表示方法数制的表示方法 后缀表示法后缀表示法下标表示法下标表示法 1101B 327Q八进制数八进制数123123D D十进制数十进制数3B73B7H H十六进制数十六进制数二进制数二进制数(1101)2 (327)8八进制数八进制数(123)(123)1010十进制数十进制数(3B7)(3B7)1616十六进制数十六进制数二进制数二进制数1.2.1 1.2.1 数制与进位计数制数制与进位
14、计数制本节首页上一页下一页常用进位计数制的对应关系常用进位计数制的对应关系十进制十进制二进制二进制(B)八进制八进制(Q)十六进制十六进制(H)十进制十进制二进制二进制(B)八进制八进制(Q)十六进制十六进制(H)000000081000108100011191001119200102210101012A300113311101113B401004412110014C501015513110115D601106614111016E701117715111117F1.2.1 1.2.1 数制与进位计数制数制与进位计数制本节首页上一页下一页1.2.2 1.2.2 二进制数的运算二进制数的运算信息信
15、息编码编码二进制数二进制数电子器件的状态电子器件的状态二进制数的基本特点:二进制数的基本特点: 可行性;可行性; 简易性;简易性; 逻辑性;逻辑性; 可靠性。可靠性。1 1二进制与计算机二进制与计算机本节首页上一页下一页2 2二进制数的算术运算二进制数的算术运算 (1)二进制加法二进制加法 二进制加法运算的运算规则如下:二进制加法运算的运算规则如下: 0+0=0; 0+1=1; 1+0=1; 1+1=0(进位为(进位为1)。)。 【例【例1.3】完成下面八位二进制数的加法运算。】完成下面八位二进制数的加法运算。 解:二进制加法运算的竖式运算过程如下:解:二进制加法运算的竖式运算过程如下: 00
16、001010+ 11010001 11011011 10010010+ 01010011 11100101 0010010被加数加数进位和数1.2.2 1.2.2 二进制数的运算二进制数的运算本节首页上一页下一页2 2二进制数的算术运算二进制数的算术运算(2)二进制减法二进制减法 二进制减法运算的运算规则如下:二进制减法运算的运算规则如下:0-0=0; 1-0=1; 1-1=0; 0 -1=1 (有借位时借有借位时借1当当2)。 【例【例1.4】完成下面八位二进制数的减法运算。】完成下面八位二进制数的减法运算。解:竖式运算过程如下:解:竖式运算过程如下:11110010-11000000 00
17、110010 10010010-01010011 00111111 1111111减数被减数借位差数1.2.2 1.2.2 二进制数的运算二进制数的运算本节首页上一页下一页2 2二进制数的算术运算二进制数的算术运算 (3)二进制乘法二进制乘法 运算规则如下:运算规则如下: 0 0 = 0; 01= 0; 1 0 = 0; 1 1 = 1。 (4)二进制除法二进制除法 运算规则如下:运算规则如下: 01 = 0; 11 = 1; 00 和和 10均无意义。均无意义。 1.2.2 1.2.2 二进制数的运算二进制数的运算本节首页上一页下一页2 2二进制数的算术运算二进制数的算术运算【例【例1.5】
18、完成下面二进制数的乘法和除法运算。】完成下面二进制数的乘法和除法运算。 解:完成二进制乘解:完成二进制乘/除法运算的竖式运算过程如下:除法运算的竖式运算过程如下:1101000011010000110110000010 1010被乘数被乘数乘数乘数乘积乘积部分积部分积10111011101111011101110110商商余数余数被除数被除数除数除数00011.2.2 1.2.2 二进制数的运算二进制数的运算本节首页上一页下一页3 3二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算 二进制数的逻辑运算包括二进制数的逻辑运算包括“与与”、“或或”、“非非”、“异异或或”等,逻辑运算的基本特点是按位操作。即根
19、据两操作数等,逻辑运算的基本特点是按位操作。即根据两操作数对应位的情况确定本位的输出,而与其它相邻位无关。对应位的情况确定本位的输出,而与其它相邻位无关。 (1)“或或”逻辑运算逻辑运算 “或或”逻辑也叫逻辑加,运算符为逻辑也叫逻辑加,运算符为“+”或或“”。运算规则如下:。运算规则如下: 00=0, 01=1,10=1,11=1。 即:即:“见见1为为1,全,全0为为0”。 (2)“与与”逻辑运算逻辑运算 “与与”逻辑也叫逻辑乘,运算符为逻辑也叫逻辑乘,运算符为“”或或“”。运算规则如下:。运算规则如下:00=0, 01=0,10=0,11=1。即:即:“见见0为为0,全,全1为为1”。1.
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