2022年第一章计算机应用基础知识 .pdf
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1、第一章 计算机应用基础知识第一节计算机概述一、计算机的产生和发展(一)产生1、世界上第一台计算机ENIAC :诞生于 1946 年 2 月美国宾夕法尼亚大学特点: 5000 次加减法 / 秒、占地 170 平方米、重 30 吨、电子管 18800 、继电器 1500、耗资 40 万美元。2、 1946 年 6 月美籍匈牙利数学家冯 . 诺依曼提出“存储程序”原理,其设计思想有以下3 点:计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五部分组成计算机内部采用二进制数将指令和数据都存储起来,由程序控制计算机自动执行,即“存储程序、程序控制”原理。(二)发展根据计算机采用的电子元器件不同而划分为
2、四代。阶段时间逻辑器件应用范围第一代1946-1958电子管时代(出现机器语言或汇编语言)科学计算、军事研究第二代1959-1964晶体管时代(出现系统软件、高级语言,数据处理、事物处理提出操作系统,磁芯作为主存)第三代1965-1970中小规模集成电路(出现分时操作系统、包括工业控制的各个领域主存采用半导体)超大规模集成电路(主存采用半导体、第四代1971 年至今计算机技术与通信技术相结合,形成计应用到了社会的各个领域算机网络)(三)计算机分类1、按计算机工作原理分类: 数字式计算机、模拟式电子计算机、数字模拟混合式计算机2、按计算机用途分类: 通用计算机和专用计算机3、按计算机性能分类:巨
3、型机、小巨型机、大型机、小型机、工作站、个人计算机巨型机: 运算速度在亿次以上的计算机,由多个CPU 组成。应用领域:高科技领域。如:航天航空、天气预报、医药等尖端科学研空和战略武器研制中的复杂计算机。小巨型机:允许相当多的用户同时使用,也有很高的运算速度和大的存储容量,价格相对于巨型机便宜。应用领域:同巨型机大型机:一般用作网络服务器,可连几百到上千个终端。应用领域:大型商业、银行、科研、高校的计算中心。小型机:运算速度在几百万次左右,一般用作主机,可连几十个终端。应用领域:小型商业、科研机构。1名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - -
4、 - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 14 页 - - - - - - - - - 工作站:接入网络的计算机个人计算机:简称 PC 机、微机。4、按样式分:台式机和便携式两种,台式机又分为立式和卧式两种;5、按生产厂家分:原装机和兼容机;6、按中央处理芯片分:286、 386、 486、 586 等机型;7、按字长分:8 位、 16 位、 32 位、 64 位二、计算机特点1、运算速度快:主频越高,运算速度越快衡量运算速度的指标(MIPS ):每秒钟所能执行百万条加减法指令2、运算精度高:字长越长,运算精度越高3、存储容量大:4、可靠性高:指标:平均无故障
5、时间(年)5、具有逻辑判断能力6、支持人机交互三、计算机应用领域1、科学计算:是计算机应用最早的领域,天气预报、水文预报、航空、航天、人造卫星轨道计算等2、数据处理:是计算机最广泛的应用(80%)如:工资管理、财务管理、物资管理、仓库管理、帐目计算、信息检索等3、计算机辅助技术:指利用计算机帮助人们完成各种任务计算机辅助设计(CAD ):是指使用计算机的计算、逻辑判断等功能,帮助人们进行产品和工程设计。计算机辅助测试(CAT ):已广泛应用于建筑工程设计、服装设计、机械制造设计、船舶设计等行业。计算机辅助制造( CAM ):是指利用计算机通过各种数值控制生产设备,完成产品的加工、装配、 检测、
6、包装等生产过程的技术。计算机辅助教学(CAI):是指将教学内容、教学方法以及学生的学习情况等存储在计算机中,帮助学生轻松地学习所需要的知识。4、过程控制:实现对工业生产过程自动检测、自动调节和自动控制,如:冶金、石油、化工、机械,采集炉温等5、人工智能:用计算机模拟人脑的思维过程6、多媒体应用7、计算机网络提问: 人和计算机下棋属于什么应用领域?利用ATM 机取款属于什么应用领域? 计算机的工作核心是什么?四、计算机的发展趋势巨型化、微型化、网络化、智能化。2名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - -
7、- - - - - 第 2 页,共 14 页 - - - - - - - - - 第二节数制与数据存储单位一、数制(一)概念1、数制:用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数目的方法叫数制2 、进位计数制:按照进位方式计数的数制进位计数制三要素:数位 :数码在一个数中所处的位置。基数 :某种进位计数制中数码的个数称为该进位计数制的基数。例:八进制基数为8,二进制基数为2位权 :在某种进位计数制中,每个数位上数码所代表的数值的大小等于在这个数位上的数码乘上一个固定的值,这个固定的值就是这种进位制中该数位上的位权。3、数制的表示方法1)数字后加英文字母表示该数所在的数制。二进制: B八进制:O十进
8、制:D十六进制:H2)将数字用括号括起来,并将其所在数制的基数写在右下角。( 16 )16(27)8(1011 )2( 123)10十进制( Decimal notation)特点:( 1)有 10 个数码: 0、 1、2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9。( 2)基数: 10。( 3)逢十进一(加法运算),借一当十(减法运算)。( 4)按权展开式。例:将十进制数456.24 写成按权展开式形式为:210-1-2456.24=4 10 5 10 6 10 210 4 10特点:( 1)有两个数码:0、 1。( 2)基数: 2。( 3)逢二进一(加法运算),借一当二(减法运算)。八进制(
9、 Octal notation)特点:( 1)有 8 个数码: 0、 1、 2、 3、 4、5、 6、 7。( 2)基数: 8。( 3)逢八进一(加法运算),借一当八(减法运算)。十六进制( Hexadecimal notation)特点:( 1)有 16 个数码: 0、 1、2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 A、 B、 C、 D、 E、 F。( 2)基数: 16。( 3)逢十六进一(加法运算),借一当十六(减法运算)。( 4)按权展开式。3名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - -
10、- - - - 第 3 页,共 14 页 - - - - - - - - - 在 16 个数码中, A、 B、 C、 D、E 和 F 这 6 个数码分别代表十进制的 10、 11、 12、13、14 和 15,这是国际上通用的表示法。例:十六进制数(4C4D )16 代表的十进制数为:4 163 C 16 24 161 D160=( 19533 )10二进制数与其他数之间的对应关系如表1-1 所示。表 1-1 几种常用进制之间的对照关系十进制二进制八进制十六进制0000000100011120010223001133401004450101556011066701117781000108910
11、0111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F二、数制转换计算机采用二进制数的原因:1)运算简单:二进制的计算规则非常简单。以加法为例:0+0=0 、 1+0=1 、0+1=1 、 1+1=102)硬件容易实现:由元器件自身的状态所决定的,电子元器件的开和关,导通和截止正好用1 或 0表示。3)可靠性高:二进制数在进行加工处理、传送、运算时不易出错。4)逻辑性强:二进制中的0 和 1 正好分别表示逻辑代数中的假和真,容易实现逻辑运算。1、二、八、十六进制数转换为十进制数方法:按权展开,逐项相加例:( 1101100.111
12、 ) 2=1 26 1 25 1 23 122 1 2-1 1 2-2 1 2-3=64 32 8 4 0.5 0.25 0.125 = ( 108.875 ) 10( 652.34 )8=6 825 81 2 80 3 8-1 48-2=384 402 0.375 0.0625= ( 426.4375 ) 10( 19BC.8 ) 16=1 163 9162 B 161 C 160 8 16-1=4096 2304 176 12 0.5 = (6588.5 )104名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理
13、- - - - - - - 第 4 页,共 14 页 - - - - - - - - - 2、十进制数转换为二、八、十六进制数2126?余0( K0)方法:除以基数,取余法,自下而上取263?余1( K1)例:将( 126 ) 10 转换成二进制数。231?余1( K2)126D=1111110 B215?余1( K3)27?余1( K4)128D= 10000000 B= 200 O= 80 H23?余1( K5)97D=1100001B=141O=61H21?余1( K6)173D=10101101B=255O=AD H03、二、八、十六进制的互换1)二进制转换八进制方法:从小数点开始分别
14、向左、右方向,采用“3 位并一位”方法。例: 11010110B=326 O11101010011.10111B=3523.56 O2)二进制转换十六进制方法:从小数点开始分别向左、右方向,采用“四位并一位”方法例: 1111101011011.10111B=1F5B.B8 H101101 B=2D H3)八进制转换二进制方法:“一位拆成三位”例: 3740.562 O=11111100000.10111001 B4)十六进制转换二进制方法:“一位拆成四位”例: AE H=10101110 B练习:97D=1100001B13D=1101B43D=101011B156D=10011100B11
15、111111B=255D010111B=23D1100100B=100D10110101B=181D275D=100010011B78D=1001110B45.25D=101101.01B136 O=94D35A H=858D9B28 H=1001101100101000B457 O=100101111B=12F H3C4 H=1111000100B=1704 O低高第三节数据单位及字符编码一、数据单位及存储形式1、数据单位1)位( bit )每个二进制数称为一位,其值为“ 0”或“ 1”,单位是 bit ,简写为 b,是计算机内表示数据的最小单位。例: 101101 为 6 位二进制数。n说
16、明: n 位二进制数可以表示2 种状态。5名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 14 页 - - - - - - - - - 例: 2 位二进制数可表示:00 、 01、 10、 11,即 2 位二进制数有 22种状态提问: 4 位二进制数有多少种进制状态?2)字节 (Byte)8 位二进制数为一个字节,字节是计算机中数据存储的基本单位。单位是Byte ,简写为 B。说明:常见的单位有KB、MB、 GB、TB,换算关系为:1B=8b101KB=1024B=2 B
17、201MB=1024KB=1024*1024B=2 B301GB=1024MB=1024*1024*1024B=2 B401TB=1024GB=1024*1024*1024*1024B=2 B提问: 1 个字节能表示最大十六进制数?一个字节能表示的十六进制数的范围是?八位二进制数表示的最大十进制数是? 1 个字节的最高位权是?二进制数 1011010 ,右起第 5 位的权值是?3)字 (Word)是指计算机一次所能存取、加工、运算、传递的二进制数据的长度,单位是Word ,简写为 W。说明: 一个字通常由一个或若干个字节组成。字长决定了计算机处理数据的速率,是衡量计算机性能的一个重要指标。 字
18、的长度通常与微处理器芯片的型号有关二、字符编码说明: 一切数据(数字、字母、标点符号、运算符号等)在计算机内部都采用二进制数 计算机输入、输出时采用十进制。1、西文字符编码ASCII 码:美国国家标准信息交换码,每个字符的ASCII 码采用 7 位二进制编码,在计算机内部存储时占用 1 个字节(即 8b) ,7 位编码的 ASCII 码共包含了 27=128 个字符。说明: ASCII 码大小比较:小写字母大写字母 数字 控制字符字符的 ASCII 码就是它的内部码 A 的码值是 65, a 的码值是 97,大写字母与小写字母之间相差32。提问: 小写英文字母“ b”的十进制数ASCII码值是
19、98,则小写英文字母“ f ”的十六进制ASCII值是?英文字母 m 的 ASCII 码值为 109 ,那么英文字母i 的 ASCII 码值是?已知字符 8 的十六进制 ASCII 码是 38H ,则二进制数0110101 是字符的 ASCII 码。2、汉字编码汉字信息处理系统中,有输入码、交换码、内部码和字形码四种编码。1)输入码(即外码):输入汉字时使用的汉字编码,归纳有:数字编码、拼音码、字形码和音形码。说明:五笔字型、智能ABC 等都是属于输入码2)交换码(即国标码):用于汉字外码和内码的交换。6名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -
20、- - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 14 页 - - - - - - - - - 说明:国标码是双字节码,即一个汉字编码用二个字节来表示。两个字节的最高为“0”。3)内部码(即内码):是汉字在计算机内的基本表现形式,是计算机对汉字进行识别、存储、处理和传输所使用的编码。说明: 内部码是双字节码,两个字节的最高位为“1”。 计算机信息处理系统根据字符编码的最高位是“1”还是“ 0”来区分汉字字符和ASCII 码字符。4)字形码:表示汉字字型信息的编码,用来实现计算机对汉字的输出。说明: 字形码常用的表示方式是点阵形式,有16*16 点阵、 32*32
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- 2022年第一章计算机应用基础知识 2022 第一章 计算机 应用 基础知识
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