第一章计算机与信息技术精选PPT.ppt
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1、第一章计算机与信息技术第1页,本讲稿共34页1.1.1 计算机的发展历程计算机的发展历程n1946年年2月,世界上第一台电子计算机在美国宾夕法尼月,世界上第一台电子计算机在美国宾夕法尼亚大学问世,取名为亚大学问世,取名为ENIAC,运算速度为每秒,运算速度为每秒5000次,次,重达重达30吨。吨。n根据计算机所使用的电子器件,将计算机的发展划分为根据计算机所使用的电子器件,将计算机的发展划分为四代四代。第2页,本讲稿共34页第一代(第一代(1946年到年到20世纪世纪50年代中期)是年代中期)是电子管计算机电子管计算机。内存储器先采用延。内存储器先采用延迟线,后采用磁鼓和磁芯,外存储器主要使用
2、磁带。程序方面,用机器语言迟线,后采用磁鼓和磁芯,外存储器主要使用磁带。程序方面,用机器语言和汇编语言编写程序。其特点:和汇编语言编写程序。其特点:体积庞大、运算速度低体积庞大、运算速度低、成本高、可靠性差、成本高、可靠性差、内存容量小。内存容量小。第二代(第二代(20世纪世纪50年代中期到年代中期到20世纪世纪60年代中期)是年代中期)是晶体管计算机晶体管计算机。主存储器。主存储器采用磁芯,外存储器使用磁带和磁盘。软件方面开始使用管理程序,后期使用操采用磁芯,外存储器使用磁带和磁盘。软件方面开始使用管理程序,后期使用操作系统并出现了作系统并出现了FORTRAN、COBOL、ALGOL等一系列
3、高级程序设计语言等一系列高级程序设计语言。计计算机的运行速度已提高到每秒几十万次,体积已大大减小,可靠性和内存容算机的运行速度已提高到每秒几十万次,体积已大大减小,可靠性和内存容量也有较大的提高。量也有较大的提高。1.1.1 计算机的发展历程计算机的发展历程第3页,本讲稿共34页第三代(第三代(20世纪世纪60年代中期到年代中期到20世纪世纪70年代初期)是年代初期)是集成电路计算机集成电路计算机。用半导。用半导体存储器代替了磁芯存储器,外存储器使用磁盘。软件方面,操作系统进一体存储器代替了磁芯存储器,外存储器使用磁盘。软件方面,操作系统进一步完善,高级语言数量增多,出现了并行处理、多处理机、
4、虚拟存储系统以步完善,高级语言数量增多,出现了并行处理、多处理机、虚拟存储系统以及面向用户的应用软件。及面向用户的应用软件。计算机的运行速度也提高到每秒几十万次到几百万次,计算机的运行速度也提高到每秒几十万次到几百万次,可靠性和存储容量进一步提高,外部设备种类繁多,计算机和通信密切结合起来。可靠性和存储容量进一步提高,外部设备种类繁多,计算机和通信密切结合起来。第四代(第四代(20世纪世纪70年代初期至今)是年代初期至今)是大规模和超大规模集成电路计算机大规模和超大规模集成电路计算机。存储器采用半导体存储器,外存储器采用软磁盘、硬磁盘,并开始引入光盘、优存储器采用半导体存储器,外存储器采用软磁
5、盘、硬磁盘,并开始引入光盘、优盘。软件方面,操作系统不断发展和完善,同时发展了数据库管理系统、通信软盘。软件方面,操作系统不断发展和完善,同时发展了数据库管理系统、通信软件等。件等。计算机的运行速度可达到每秒上千万次到万亿次,计算机的存储容量和可计算机的运行速度可达到每秒上千万次到万亿次,计算机的存储容量和可靠性又有了很大提高,功能更加完备。靠性又有了很大提高,功能更加完备。1.1.1 计算机的发展历程计算机的发展历程第4页,本讲稿共34页1.1.2 计算机的特点计算机的特点n运算速度快运算速度快n计算精确度高计算精确度高n具有存储和逻辑判断能力具有存储和逻辑判断能力n有自动控制能力有自动控制
6、能力n采用二进制表示数据采用二进制表示数据第5页,本讲稿共34页1.1.3 计算机的分类计算机的分类n按工作原理分类按工作原理分类电子数字计算机电子数字计算机(采用数字技术,处理离散量采用数字技术,处理离散量)电子模拟计算机电子模拟计算机(采用模拟技术,处理连续量采用模拟技术,处理连续量)n按用途分类按用途分类n通用计算机通用计算机n专用计算机专用计算机n按功能分类按功能分类n巨型机巨型机(Supercomputer)n小巨型机小巨型机(Minisupercomputer)n大型主机大型主机(Mainframe)n小型机小型机(Minicomputer)n工作站工作站(Workstation)
7、n个人计算机个人计算机(Personal Computer)第6页,本讲稿共34页1.1.4 计算机的应用计算机的应用n科学计算(数值计算)科学计算(数值计算)例如,人造卫星轨迹的计算,房屋抗震强度的计算,火箭、宇宙飞船的研究设计都离不开计算机的例如,人造卫星轨迹的计算,房屋抗震强度的计算,火箭、宇宙飞船的研究设计都离不开计算机的精确计算。精确计算。n数据处理和信息管理数据处理和信息管理 目前计算机的信息管理应用已非常普遍,如人事管理、库存管理、财务管理、图书资料管理、目前计算机的信息管理应用已非常普遍,如人事管理、库存管理、财务管理、图书资料管理、商业数据交流、情报检索、办公自动化、车票预售
8、、银行存款取款等。商业数据交流、情报检索、办公自动化、车票预售、银行存款取款等。n自动控制自动控制 目前计算机被广泛用于操作复杂的钢铁企业、石油化工业、医药工业等生产中。还在国防和航空航目前计算机被广泛用于操作复杂的钢铁企业、石油化工业、医药工业等生产中。还在国防和航空航天领域中起决定性作用,例如,无人驾驶飞机、导弹、人造卫星和宇宙飞船等飞行器的控制,都是天领域中起决定性作用,例如,无人驾驶飞机、导弹、人造卫星和宇宙飞船等飞行器的控制,都是靠计算机实现的。靠计算机实现的。n计算机辅助功能计算机辅助功能 目前目前CAD技术已应于飞机设计、船舶设计、建筑设计、机械设计、大规模集成电路设计等。技术已
9、应于飞机设计、船舶设计、建筑设计、机械设计、大规模集成电路设计等。n人工智能人工智能 n计算机通信与网络应用计算机通信与网络应用 第7页,本讲稿共34页1.1.5 计算机的发展趋势计算机的发展趋势n巨型化巨型化n微型化微型化n网络化网络化n智能化智能化n多媒体化多媒体化第8页,本讲稿共34页 1.2.1 什么是信息什么是信息n信息信息n数据:数据:信息的符号化信息的符号化 数据可以是文字、数字、图像或声音,是信息的具体表示形式,是数据可以是文字、数字、图像或声音,是信息的具体表示形式,是信息的载体。信息的载体。n信号:信号:数据的电或光脉冲编码,是各种实际通信系统中适合信数据的电或光脉冲编码,
10、是各种实际通信系统中适合信道传输的物理量道传输的物理量 信号可以分为模拟信号(随时间而连续变化的信号)和数字信号(在信号可以分为模拟信号(随时间而连续变化的信号)和数字信号(在时间上的一种离散信号)。时间上的一种离散信号)。第9页,本讲稿共34页1.2.2 什么是信息技术什么是信息技术n信息技术是用于获取信息、传递信息、处理并再生信息的一类技信息技术是用于获取信息、传递信息、处理并再生信息的一类技术。至今人类历史上已经发生了术。至今人类历史上已经发生了4次信息技术革命。次信息技术革命。第第1次信息革命是文字的使用。次信息革命是文字的使用。第第2次信息革命是印刷术的发明。次信息革命是印刷术的发明
11、。第第3次信息革命是电话、广播和电视的使用。次信息革命是电话、广播和电视的使用。第第4次信息革命,这就是当今的电子计算机与通信相结合的信息技术。次信息革命,这就是当今的电子计算机与通信相结合的信息技术。n现代信息技术是应用信息科学的原理和方法,有效地使用信息资源的现代信息技术是应用信息科学的原理和方法,有效地使用信息资源的技术体系,它以计算机技术、微电子技术和通信技术为特征。微电子技术体系,它以计算机技术、微电子技术和通信技术为特征。微电子技术是信息技术的基础,集成电路芯片是微电子技术的结晶,是计算技术是信息技术的基础,集成电路芯片是微电子技术的结晶,是计算机的核心;通信技术的发展加快了信息传
12、递的速度和广度。机的核心;通信技术的发展加快了信息传递的速度和广度。第10页,本讲稿共34页1.2.3 计算机中信息的表示计算机中信息的表示n计算机中的信息均采用计算机中的信息均采用二进制二进制表示。任何信息必须转换成二进表示。任何信息必须转换成二进制编码后才能由计算机进行处理、存储和传输。制编码后才能由计算机进行处理、存储和传输。n二进制数二进制数 一种进位数制,它具有下列两个基本特性:一种进位数制,它具有下列两个基本特性:(1)二进制数由二进制数由0和和1两个不同的数字符号组成。两个不同的数字符号组成。(2)逢二进一。逢二进一。例如,二进制数例如,二进制数110110可表示成可表示成 12
13、5+124+023+122+121+020=32+16+4+2=54 注:一般用注:一般用()角标角标表示不同的进制数。例如,表示不同的进制数。例如,()2表示二进制数,表示二进制数,()10表示十进表示十进制数。也可以在数字的后面,用特定的字母表示该数的进制。例如:制数。也可以在数字的后面,用特定的字母表示该数的进制。例如:B二进制二进制 D十十进制进制 O八进制八进制 H十六进制十六进制 第11页,本讲稿共34页n八进制数八进制数 (1)八进制数由八进制数由8个不同的数字符号个不同的数字符号0、1、2、3、4、5、6、7组成。组成。(2)逢八进一。逢八进一。例如,例如,(126)8=182
14、+281+680=86n十六进制数十六进制数 (1)十六进制数具有十六进制数具有16个不同的数字符号个不同的数字符号0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F,其中,其中A、B、C、D、E、F分别表示分别表示10、11、12、13、14、15。(2)逢十六进一。逢十六进一。例如,例如,(28F)16=2162+8161+F160=655 四位二进制数与其对应的十进制数、八进制数、十六进制数对照表见书中表四位二进制数与其对应的十进制数、八进制数、十六进制数对照表见书中表1-1。八进制数八进制数/十六进制数十六进制数第12页,本讲稿共34页 “除除2取余法取余法”:把被转换的:
15、把被转换的十进制数反复地除以十进制数反复地除以2,直到,直到商为商为0,所得的余数(从最后,所得的余数(从最后得到的余数读起)就是这个得到的余数读起)就是这个数的二进制表示。数的二进制表示。例如例如 (214)10=(11010110)2 214107 53 26 13 6 3 1 02222222011010112余数 所以,十进制数转成八进制数就是所以,十进制数转成八进制数就是“除除8取余法取余法”,十进制数转成十六,十进制数转成十六进制数就是进制数就是“除除16取余法取余法”。十进制整数转成二进制整数十进制整数转成二进制整数第13页,本讲稿共34页 方法:方法:将二进制数按权展开求和将二
16、进制数按权展开求和 例如,例如,(10110011)2=127+026+125+124+023+022+121+120=128+32+16+2+1=179 非十进制数转换成十进制数的方法是,把各个非十进制数按权展开求和即非十进制数转换成十进制数的方法是,把各个非十进制数按权展开求和即可可 二进制数转成十进制数二进制数转成十进制数第14页,本讲稿共34页 方法:将二进制数从小数点开始,整数部分从右向左方法:将二进制数从小数点开始,整数部分从右向左3位一组,小数部分位一组,小数部分从左各右从左各右3位一组,不足位一组,不足3位用位用0补足即可补足即可 例如,将例如,将(10111101.1011)
17、2转成八进制数的方法如下示,结果转成八进制数的方法如下示,结果(275.54)8010111101101100 2 7 5 5 4二进制数转成八进制数二进制数转成八进制数第15页,本讲稿共34页 方法:将每一位八进制数用相应的方法:将每一位八进制数用相应的3位二进位二进制数取代。制数取代。例例如如,将将(467.52)8转转换换成成二二进进制制数数的的方方法法如下。如下。(467.52)8=(100110111.10101)2 100110111101010 4 6 7 5 2八进制数转成二进制数八进制数转成二进制数第16页,本讲稿共34页(1)二进制数转成十六进制数二进制数转成十六进制数 方
18、方法法:将将二二进进制制数数从从小小数数点点开开始始,整整数数部部分分从从右右向向左左每每4位位一一组组,小小数数部部分分从从左左向向右每右每4位一组,不足位一组,不足4位用位用0补足,每组对应一位十六制数。补足,每组对应一位十六制数。例如,例如,(1010111101000111.101101)2=(AF47.B4)16(2)十六进制数转成二进制数十六进制数转成二进制数 方法:每一位十六进制数用相应的方法:每一位十六进制数用相应的4位二进制数取代。位二进制数取代。(3DA9.68)16=(0011110110101001.01101000)2=(11110110101001.01101)2
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