《大学计算机基础教程》第1章.ppt
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1、高等院校“十一五”规划教材 大学计算机基础教程 第一章第一章计算机基础知识计算机基础知识本章主要内容本章主要内容1了解计算机的发展及应用。了解计算机的发展及应用。2了解计算机中信息的表示与存储单位。了解计算机中信息的表示与存储单位。3了解计算机系统组成与微机基本配置。了解计算机系统组成与微机基本配置。1.1计算机的发展与应用1 1、计算机的产生、计算机的产生、计算机的产生、计算机的产生世界上第一台电子计算机于世界上第一台电子计算机于世界上第一台电子计算机于世界上第一台电子计算机于19461946年年年年2 2月在美国的宾西月在美国的宾西月在美国的宾西月在美国的宾西法尼亚大学研制成功,取名法尼亚
2、大学研制成功,取名法尼亚大学研制成功,取名法尼亚大学研制成功,取名ENIACENIAC(埃尼阿克)(埃尼阿克)(埃尼阿克)(埃尼阿克)重达重达重达重达3030吨吨吨吨启动电力启动电力启动电力启动电力140140千瓦千瓦千瓦千瓦1880018800个电子管个电子管个电子管个电子管保存保存保存保存8080个字节个字节个字节个字节占地占地占地占地170170平方米平方米平方米平方米每秒可进行每秒可进行每秒可进行每秒可进行50005000次运算次运算次运算次运算ENIAC1.1.1计算机的产生和发展计算机的产生和发展2计算机的发展阶段计算机的发展阶段按主要采用的电子元器件来看:按主要采用的电子元器件来
3、看:按主要采用的电子元器件来看:按主要采用的电子元器件来看:第一代第一代第一代第一代电子管计算机电子管计算机电子管计算机电子管计算机第二代第二代第二代第二代晶体管计算机晶体管计算机晶体管计算机晶体管计算机第三代第三代第三代第三代集成电路计算机集成电路计算机集成电路计算机集成电路计算机第四代第四代第四代第四代超大规模集成电路计算机超大规模集成电路计算机超大规模集成电路计算机超大规模集成电路计算机计算机发展简表大大 规规 模模、超超大大规规模模集成电路集成电路代次代次起止年起止年份份所用电子所用电子元器件元器件数据处理数据处理方式方式运算速运算速度度应用领应用领域域第第 一一代代19461957电
4、子管电子管汇汇编编语语言言、代码程序代码程序5千千3万次万次/秒秒国国 防防 及及高科技高科技第第 二二代代19581964晶体管晶体管高高级级程程序序设计语言设计语言数十万数十万几百万次几百万次/秒秒工工程程设设计计、数据处理数据处理第第 三三代代19651970中中、小小规规模模集集成成电电路路结结构构化化、模模块块化化程程序序设设计计、实实时时处处理理数数百百万万几几 千千万次万次/秒秒工工 业业 控控制制、数数据处理据处理第第 四四代代1970今今分分时时、实实时时数数据据处处理理、计算机网络计算机网络上上亿亿条条指令指令/秒秒工工 业业、生生 活活 等等各方面各方面微型计算机发展简表
5、微型计算机发展简表3微型计算机的发展微型计算机的发展代次代次代次代次起止年份起止年份起止年份起止年份CPUCPUCPUCPU数据位数数据位数数据位数数据位数主频(主频(主频(主频(MHZMHZMHZMHZ)第一代第一代第一代第一代1971-19721971-19721971-19721971-1972Intel4004Intel4004Intel4004Intel4004、80088008800880084 4 4 4位、位、位、位、8 8 8 8位位位位1 1 1 1第二代第二代第二代第二代1973-19771973-19771973-19771973-1977Intel8080Intel8
6、080Intel8080Intel80808 8 8 8位位位位2 2 2 2第三代第三代第三代第三代1978-19801978-19801978-19801978-1980Intel8086Intel8086Intel8086Intel808616161616位位位位5555第四代第四代第四代第四代1981-19921981-19921981-19921981-1992Intel80386Intel80386Intel80386Intel80386、8048680486804868048632323232位位位位25252525第五代第五代第五代第五代1993-19981993-199819
7、93-19981993-1998PentiumPentiumPentiumPentium及及及及Pentium ProPentium ProPentium ProPentium Pro64646464位位位位60400604006040060400第六代第六代第六代第六代1999-20001999-20001999-20001999-2000PentiumPentiumPentiumPentium64646464位位位位450800450800450800450800第七代第七代第七代第七代2001-2001-2001-2001-今今今今Pentium 4Pentium 4Pentium 4P
8、entium 464646464位位位位 130038001300380013003800130038004计算机的发展趋势计算机的发展趋势巨型化(或功能的巨型化)巨型化(或功能的巨型化)微型化(或体积的微型化)微型化(或体积的微型化)网络化(或资源的网络化)网络化(或资源的网络化)智能化(或处理的智能化)智能化(或处理的智能化)1.1.2计算机的特点和类型计算机的特点和类型1计算机的特点计算机的特点运行高度自动化运行高度自动化运行高度自动化运行高度自动化 若干条有序指令的顺序执行,可若干条有序指令的顺序执行,可若干条有序指令的顺序执行,可若干条有序指令的顺序执行,可使计算机高度自动化运行使计
9、算机高度自动化运行使计算机高度自动化运行使计算机高度自动化运行记忆能力强记忆能力强记忆能力强记忆能力强由计算机内各存储器支持由计算机内各存储器支持由计算机内各存储器支持由计算机内各存储器支持运算速度快运算速度快运算速度快运算速度快以计算机每秒运算多少次来表示,高性以计算机每秒运算多少次来表示,高性以计算机每秒运算多少次来表示,高性以计算机每秒运算多少次来表示,高性能计算机每秒超过能计算机每秒超过能计算机每秒超过能计算机每秒超过1010亿次亿次亿次亿次计算精度高计算精度高计算精度高计算精度高由于采用二进制数字进行运算,可以满由于采用二进制数字进行运算,可以满由于采用二进制数字进行运算,可以满由于
10、采用二进制数字进行运算,可以满足各种计算精度足各种计算精度足各种计算精度足各种计算精度可靠性高可靠性高可靠性高可靠性高随着工艺与技术以及集成度的提高,稳定随着工艺与技术以及集成度的提高,稳定随着工艺与技术以及集成度的提高,稳定随着工艺与技术以及集成度的提高,稳定性高的元器件,使得计算机可以无故障运行很长时间性高的元器件,使得计算机可以无故障运行很长时间性高的元器件,使得计算机可以无故障运行很长时间性高的元器件,使得计算机可以无故障运行很长时间2、计算机的类型、计算机的类型按表示信息的方式分类按表示信息的方式分类按表示信息的方式分类按表示信息的方式分类l l数模混合计算机数模混合计算机l l模拟
11、计算机模拟计算机l l数字计算机数字计算机按用途可分为按用途可分为专用计算机专用计算机通用计算机通用计算机巨型机巨型机微型机微型机大型机大型机工作站工作站小型机小型机服务器服务器(按计算机的规模分)(按计算机的规模分)1.1.3计算机的应用领域计算机的应用领域1.科学计算科学计算2.数据处理数据处理3.辅助技术辅助技术计算机辅助设计计算机辅助设计(ComputerAidedDesign,简称简称CAD)计算机辅助制造计算机辅助制造(ComputerAidedManufacturing,简称简称CAM)计算机辅助教学计算机辅助教学(ComputerAidedInstruction,简称简称CAI
12、)4.过程控制过程控制5.人工智能人工智能6.网络应用网络应用1.1.4信息化社会信息化社会1信息高速公路信息高速公路2信息化社会信息化社会3计算机文化计算机文化1.2计算机中信息的表示计算机中信息的表示1.2.1计算机中的数制计算机中的数制1进位计数制进位计数制所谓进位计数,就是在该进位数制中,可所谓进位计数,就是在该进位数制中,可以使用的数字符号个数。以使用的数字符号个数。R进制数的基数为进制数的基数为R,能用到的数字符号个数为能用到的数字符号个数为R个,即个,即0、1、2、R-1。2二、八、十六进制二、八、十六进制计算机中常用到二、八、十和十六进制,它们计算机中常用到二、八、十和十六进制
13、,它们的基本符号集如下表所示。的基本符号集如下表所示。进进进进 制制制制计数原则计数原则计数原则计数原则基基基基 本本本本 符符符符 号号号号二进制二进制二进制二进制逢二进一逢二进一逢二进一逢二进一0 0,1 1八进制八进制八进制八进制逢八进一逢八进一逢八进一逢八进一0 0,1 1,2 2,3 3,4 4,5 5,6 6,7 7十进制十进制十进制十进制逢十进一逢十进一逢十进一逢十进一0 0,1 1,2 2,3 3,4 4,5 5,6 6,7 7,8 8,9 9十六进制十六进制十六进制十六进制逢十六进一逢十六进一逢十六进一逢十六进一 0 0,1 1,2 2,3 3,4 4,5 5,6 6,7 7
14、,8 8,9 9,A A,B B,C C,D D,E E,F F注:十六进制的数符注:十六进制的数符AF分别对应十进制的分别对应十进制的1015。1.2.2各计数制的相互转换各计数制的相互转换1、十进制数转换成二进制数、十进制数转换成二进制数(1)整数部分)整数部分把十进制整数转换成二进制整数就是把十进制整数转换成二进制整数就是“除除2取取余余”,即:将十进制数除以,即:将十进制数除以2,得到一个商数和,得到一个商数和余数;再将其商数除以余数;再将其商数除以2,又得到一个商数和余,又得到一个商数和余数;以此类推,直到商数等于零为止。每次所数;以此类推,直到商数等于零为止。每次所得的余数得的余数
15、(0或或1)就是对应二进制数的各位数字。就是对应二进制数的各位数字。在最后得到二进制数时,将第一次得到的余数在最后得到二进制数时,将第一次得到的余数作为二进制数的最低位,最后一次得到的余数作为二进制数的最低位,最后一次得到的余数作为二进制数的最高位。作为二进制数的最高位。例:将十进制整数例:将十进制整数45转换成二进制数。转换成二进制数。十进制数十进制数45的二进制数是的二进制数是101101(2)小数部分)小数部分把十进制小数转换成二进制小数的方法是把十进制小数转换成二进制小数的方法是“乘乘2取整取整”。即对十进制小数乘。即对十进制小数乘2得到的数分为整数得到的数分为整数和小数两部分,取出整
16、数就是转换的结果,再用和小数两部分,取出整数就是转换的结果,再用2乘以去掉整数后的小数部分乘以去掉整数后的小数部分,又得到一个由整数和又得到一个由整数和小数组成的新数,取其整数部分。如此不断重复,小数组成的新数,取其整数部分。如此不断重复,直到小数部分为直到小数部分为0或达到精度要求为止。第一次所或达到精度要求为止。第一次所得到整数为最高位,最后一次得到为最低位。得到整数为最高位,最后一次得到为最低位。例:将十进制数例:将十进制数0.8125转换成二进制数。转换成二进制数。(小数部分为(小数部分为0,转换结束),转换结束)十进制数十进制数0.8125转换成二进制数为转换成二进制数为0.1101
17、2十进制数转换成八进制数十进制数转换成八进制数将十进制整数转换成八进制数则采用将十进制整数转换成八进制数则采用“除除8取余取余”。八进制数计数的原则是。八进制数计数的原则是“逢八进一逢八进一”,因此,因此在八进制数中不可能出现数字符号在八进制数中不可能出现数字符号8和和9。例:将十进制数例:将十进制数62转换成八进制数。转换成八进制数。十进制数十进制数62转换成八进制数是转换成八进制数是76。3十进制数转换成十六进制数十进制数转换成十六进制数将十进制整数转换成十六进制整数采用将十进制整数转换成十六进制整数采用“除除16取余取余”。十六进制数计数的原则是。十六进制数计数的原则是“逢十六进一逢十六
18、进一”,在十六进制数中,用在十六进制数中,用A表示表示10,B表示表示11,C表示表示12,D表示表示13,E表示表示14,F表示表示15。例:将十进制数例:将十进制数94转换成十六进制数。转换成十六进制数。十进制数十进制数94转换成十六进制数是转换成十六进制数是5E。4将二进制数转换成十、八与十六进制数将二进制数转换成十、八与十六进制数将二进制数转换成十进制数将二进制数转换成十进制数例:将二进制数例:将二进制数100101转换成十进制数。转换成十进制数。将二进制数将二进制数100101转换成十进制数的方法如下:转换成十进制数的方法如下:二进制数二进制数100101转换成十进制数是转换成十进制
19、数是37。将二进制数转换成八进制数将二进制数转换成八进制数将一个二进制整数转换为八进制数的方法是:将一个二进制整数转换为八进制数的方法是:将该二进制数从右向左每三位分成一组,组间用逗号将该二进制数从右向左每三位分成一组,组间用逗号分隔。每一组代表一个分隔。每一组代表一个07之间的数。下表表示二进之间的数。下表表示二进制数与八进制数的对应关系。制数与八进制数的对应关系。二进制数二进制数二进制数二进制数八进制数八进制数八进制数八进制数0000000 00010011 10100102 20110113 31001004 41011015 51101106 6例:将二进制数例:将二进制数100101
20、转换成八进制数。转换成八进制数。将二进制数将二进制数100101转换成八进制数的方法如下:转换成八进制数的方法如下:二进制数二进制数100101转换成八进制数是转换成八进制数是45。将二进制数转换成十六进制数将二进制数转换成十六进制数将一个二进制数转换为十六进制数的方法是将一个二进制数转换为十六进制数的方法是:将将该二进制数从右向左每四位分成一组,组间用逗号该二进制数从右向左每四位分成一组,组间用逗号分隔。每一组代表一个分隔。每一组代表一个09、A、B、C、D、E、F之间的数。之间的数。下表中列出了二进制数与十六进制数的对应关系。下表中列出了二进制数与十六进制数的对应关系。二进制数二进制数二进
21、制数二进制数十六进制数十六进制数十六进制数十六进制数二进制数二进制数二进制数二进制数十六进制数十六进制数十六进制数十六进制数000000000 0100010008 8000100011 1100110019 9001000102 210101010A A001100113 310111011B B010001004 411001100C C010101015 511011101D D011001106 611101110E E011101117 711111111F F例:将二进制数例:将二进制数10101001001转换成十六进制数。转换成十六进制数。二进制数二进制数10101001001
22、转换成十六进制数是转换成十六进制数是549。5八、十六进制数转换成十进制数八、十六进制数转换成十进制数将将R进制数转换成十进制的方法是进制数转换成十进制的方法是“按权位展开按权位展开”。例:例:将八进制数将八进制数517转换成十进制数转换成十进制数将八进制数将八进制数517转换成十进制数的方法如下:转换成十进制数的方法如下:八进制数八进制数517的十进制数为的十进制数为335。例:将十六进制数例:将十六进制数4B50转换成十进制数。转换成十进制数。将十六进制数将十六进制数4B50转换成十进制数的方法如下:转换成十进制数的方法如下:十六进制数十六进制数4B50的十进制数为的十进制数为19280。
23、6、二进制数的逻辑运算、二进制数的逻辑运算逻辑运算是指对因果关系进行分析的一种运逻辑运算是指对因果关系进行分析的一种运算。逻辑运算的结果并不表示数值大小,而是表算。逻辑运算的结果并不表示数值大小,而是表示一种逻辑概念,若成立用真或示一种逻辑概念,若成立用真或1表示,若不成表示,若不成立用假或立用假或0表示。二进制数的逻辑运算有表示。二进制数的逻辑运算有“与与”、“或或”、“非非”、“异或异或”和和“同或同或”等,常见等,常见的有前三种。的有前三种。“与与”运算(运算(AND)“与与”运算又称逻辑乘,用符号运算又称逻辑乘,用符号“?”或或“”来来表示。运算规则如下:表示。运算规则如下:00=00
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