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1、、计算机发展、巴贝奇 英国提出通用计算机的设计思想(符号运算),编 写第1部关于计算机的著作。2、香农美国人信息论的创始人。信息技术:T信息进行符号化处理。数据是信息的载体。计算机理论的提出早于实现。计算机并没有全部实现计算机理论中所有功能。3、艾兰图灵:英国数学家,计算机基本思想的创始人和人工 智能理论基础的奠基人。(AI)图灵机:希望将数学中的数学问题求解过程,用计算机来完 成(模拟人来完成数学问题求解过程的书写。)人工智能的计算机:理想中能够实现人脑可以做到所有的事 情。(阿尔法狗)在现在的人工智能的计算机上,并没有完成实现我们理想化 (曾经设置过的些问题的求解)。为了纪念他,图灵奖:计
2、算机界的诺贝尔奖。4、冯诺依曼匈牙利的美籍,数学家计算机之父,(他没有直接参与世界上第1台电子式计算 机的发明与创造。)。页报告。提出: 大部件组成:运算器、控制器、存储器、输入设备和 输 出设备。运算器:主要是实现逻辑运算和算术运算。(ALU:算术逻 辑运算单元)。运算器的组成:算术逻辑运算单元,累加器,状态寄存器,通用寄存器等组成。Register控制器:存储器:内存和外存程序和数据在计算机中采用二进制进行表示。为什么提出二进制:因为计算机的物理元器件,比如:电流导通和断开、电压有高低、功率大小.运算法则简单(少):将理论用于实际计算机:EDVAC 存储程序、程序控制(核心)新: 华为手机
3、计算机等设备。云操作系统。二、发展的计算机世界上第!台机械式计算机: 帕斯卡,6位以内加减,8位、世界上的第1台电子式计算机1946.2.14美国宾法尼 亚大学莫克利,埃克特ENIAC关于其参数:ENIAC长30.48米,宽6米,高2.4米,占地面积约170平方 米,30个操作台,重达30英吨,耗电量150千瓦,造价48万 美元。它包含了 17,468根真空管(电子管)7,200根晶体极 管,1,500个中转,70,000个电阻器,10,000个电容器, 1500个继电器,6000多个开关,计算速度是每秒5000次加法 或400潑,是使用继电器运转的机电式计算机的1000倍、 手工计算的20万
4、倍。(没有实现存储程序,采用的是十进制进 世界上第1台采用二进制进行数据表示的计算机是EDVAC.2、世界上第1台采用按照存储程序和程序控制设计的计算机EDVAC 1946-1950,美国。3、世界上第1台实现了存储程序和程序控制的计算机EDS AC 1947-1949,英国。在中国计算机的发展:1、1956,计算机理论2、1958,第1台电子管计算机(真空管计算机)名:DJS-13、1964,第1台晶体管计算机4、1971,第1台集成电路计算机5、2014,亿亿次每秒运算能力的计算机,天河2号(当时世界上运算速度排名第1,内存!.4PB)2016. 6神威太湖之光和天河2号是世界上首台峰值计
5、算速度超过十亿亿次的超级计算机,其峰 值计算速度达每秒12.54亿亿次。计算机名称研制成功时间运行速度备注银河I1983 年每秒1亿次银河!!1994 年每秒10亿次银河一皿1997 年每秒130亿次银河-IV2000 年每秒1万亿次银河-V未知未知军用天河一号2009 年每秒1206万亿次(2009年)每秒2566亿万次(2010年及以后)闭天河二号2014 年每秒3.39亿亿次曙光一号1992 年每秒6.4亿次曙光一10001995 年每秒25亿次曙光一1000A1996 年每秒40亿次曙光一2000 I1998 年每秒200亿次曙光一2000 n1999 年每秒1117亿次曙光一3000
6、2000 年每秒4032亿次曙光一4000L2003 年每秒4.2万亿次曙光一4000A2004 年每秒1I万亿次曙光一5000A2008 年每秒230万亿次曙光一星云2010 年每秒1271万亿次曙光一60002011 年每秒1271万亿次采用曙光星云系统神威一!1999 年每秒3840亿次神威3000A2007 年每秒18万亿次神威一n在研每秒300万亿次军用神威太湖之光2016 年每秒9.3亿亿次目前世界第一深腾18002002 年每秒1万亿次深腾68002003 年每秒5.3万亿次深腾70002008年每秒106.5万亿次深腾X在研每秒1000万亿次2019年全世界超级计算机排名第一
7、summit美国。排名第二sierra排名第三神威太湖之光排名第四天河-2A机器语言:计算机可以直接识别,因为它只有。和工汇编语言:要通过编译之后才能计算机识别高级语言:JAVA C+ C# C VBVF BASIC PASCALHTML PHPJSPASP 等必须通过编译或者解释CJAVA编译:将程序全部翻译成。或者之后执行解释:逐字逐行的翻译,并执行(边翻译边执行)按照计算机的基本电子元器件分类:(1)第1代(19494957)电子管(真空管),机器语言、 汇编语言(低级语言),没有操作系统,主要应用在科 学计算、军事领域 第2代(1958T964)晶体管,出现了髙级程序设计 语言,主要应
8、用在数据处理和实时控制。6) 第3代(964T969)小规模、中规模集成电路 (SSI, MSI)出现了操作系统(DOS系统,内存采用 的半导体) 第4代(1970至今)大规模、超大规模集成电路 (LSI, VLSI)(应用:网络技术、多媒体技术)。个人计算机PC微机。世界上第1台PC生产于美国BM公司BM360 未来计算机的发展 硬件方向:生物计算机、量子计算机、光学计算机等(2) 技术:巨型化、微型化、网络化、智能化。计算机分类: 按照信息形式:数字计算机、模拟计算机(VR)、数字 模拟混合计算机 按照用途:通用式计算机、专用计算机。按照功能:a)个人计算机b)小型机(终端:POS机、AT
9、M机 输入与输出)c)中型机d)大型机e)巨型机(超级计算机)f)工作站:比PC机功能更强大。(图形、图像、视频等处 理)三、计算机的特点和应用、特点: 运算速度快、处理速度快 (与CPU相关)计算机精度高(与字长64位:每次计算机可以 识别和处理的数据二进制位数)存储能力强(内存、外存,区别于其他计算机器)(4)具有逻辑判断能力(借助:软件) 支持人机交互(借助:软件)(6)运行自动化(借助:软件。游戏中使用外挂。)扩展:windows1。系统加入了功能:防作弊。(7)处理信息的工具2、应用: 科学计算:应用最早。地震预测、天气预报、航天技 术、业设计、导弹等。 数据处理:信息处理,应用最广
10、。财务管理系统、OA 办公自动化、信息检索(论文查询:知网)、电子商务系统(淘宝、京东等)、企业内部管理系统(人事管理系统)辅助工程CAD:计算机辅助设计CAI:计算机辅助教学CAM:计算机辅助制造CAT:计算机辅助测试CBE:计算机辅助教育CMI:计算机辅助教学管理CIMS:计算机辅助集成制造(4) 人工智能AI模拟人类的感知、推理、学习和理解。应用:机器人、模式识别(语音识别、人脸识别等)、智能学 习系统等。 网络应用云计算、物联网(智能家居、智能家电:空调)。RFID(6) 过程控制 多媒体应用视频、音频、图像等方面。补充:单片机:将CPU、存储器、输入设备、输出设备等集成在 个芯片上或
11、者个主板上。(例如:电子手表、手机,GPS 导航系统,abs防抱死系统,制动系统,电饭煲、洗衣机、 电冰箱、空调机、彩电功率计,示波器,各种分析仪等) 四、信息的表示和存储工、计算机中所有数据和程序都是采用二进制进行表示(采用 二进制的原因:物理元器件、计算简单)2个个位数的十进制数据进行+运算是!00种2个 个位数的二进制数据进行+运算是4种2、分类二进制(有效数值:0和1)基数是2,位权2j十进制(有效值: ! 2.9)基数是10,位权10j例如:123 等价于 1*100+2*10+3*1等价于 l*102+2*101+3*10八进制(有效值0 1 27)基数是8,位权&十六进制(有效值
12、019ABCDEF) 基数是16,位权16i注意:在实际表示中二进制:(101101) 2AJ4制:(7135) 8,或者是 71350十进制:123或者(123) 10或者123D十六进制:(12ff7c) 16 或者 12ff7cH 或者 0xl2ff7c3、进制转换4、信息存储存储单位:位bit:计算机中信息表示和存储的最小单位bps或者b/s 字节Byte:计算机中信息表示和存储的基本单位KB/s,MB/s 字长:计算机中一次性传输、运算或者处理的二进制位数。2bit,4bit, 8bit, 16bit, 32bit, 64bit由处理器对外同路的数据总线决定。存储单位的转换1 Byt
13、e (B) = 8 bit1 Kilo Byte (KB) = 1024B 1 Mega Byte (MB) = 1024 KB IGigaByte (GB) = 1024MB ITeraByte (TB) = 1024GB 1 Peta Byte (PB) = 1024 TB lExaByte (EB) =1024PB IZettaByte (ZB) =1024EB lYottaByte (YB) =1024ZB IBrontoByte (BB) =1024YB INonaByte (NB) =1024BB 1 DoggaByte (DB) =1024NB 1 Corydon Byte (C
14、B) =1024DB IXeroByte (XB) =1024CB 说明:在实际生活中,按约等于1。来计算。 5、信息编码 概念:信息编码(Information Coding)是为了方便信息的存储、 检索和使用,在进行信息处理时赋予信息元素以代码的过程。 即用不同的代码与各种信息中的基本单位组成部分建立 对应的关系。信息编码必须标准、系统化,设计合理的编码系统 是关系信息管理系统生命力的重要因素。数字编码BCD码(Binary-Coded Decimal)亦称二进码十进数或二 十进制代码。用4位二进制数来表示!位十进制数中的09这 10 个数码。是种二进制的数字编码形式,用二进制编码的十进
15、制代码。BCD 码这种编码形式利用了四个位元来储存个十进制 的数码,使二进制和十进制之间的转换得以快捷的进行。8421 BCD码是最基本和最常用的BCD码,它和四位自 然二进制码相似,各位的权值为8、4、2、1,故称为有权BCD码。 和四位自然二进制码不同的是,它只选用了四位进制码中前 10组代码,即用0001001分别代表它所对应的十进制数, 余下的六组代码不用。有权 BCD码,如:8421(最常用)、2421、5421 无权BCD码,如:余3码、格雷码(注意:格雷码并不是BCD码)十进数 8421-BCD码余3BCD码(MIO) DCBA 0- 0 0 001 - 00012- 0 0 1
16、03- 00 114- 0 1 005- 01016- 0 1 107- 0 111C3C2C1C0 / 00 1 1 / /0100/ /0101/ /01 10/ /0111/ / 1 000/ /1001/ /10 10/24213 码 a3a2ala00000000 100 1000 11010010 110 1100 111/1011/71100/1110mi8- 10009- 1001 字符编码ASCII (American Standard Code for Information Interchange, 美国信息交换标准代码)是基于拉丁字母的套电脑编码系统, 主要用于显示现代
17、英语和其他西欧语言。它是现今最通用的单字 节编码系统,并等同于国际标准ISOEC 646。ASCI!码使用指定的7位或8位二进制数组合来表示128 或256种可能的字符。标准ASCI!码也叫基础ASCII码,使用 7位二进制数(剩下的1位二进制为0)来表示所有的大写和 小写字母,数字到9、标点符号,以及在美式英语中使用 的特殊控制字符。其中:31及27(共33个)是控制字符或通信专用字符(其余 为可显示字符),如控制符:LF (换行)、CR (回车)、FF (换页)、 DEL (删除)、BS (退格)、BEL (响铃)等;通信专用字符:SOH (文头)、EOT (文尾)、ACK (确认)等;A
18、SCI!值为8、9、10 和13分别转换为退格、制表、换行和回车字符。它们并没有 特定的图形显示,但会依不同的应用程序,而对文本显示有不同 的影响。32126(共95个)是字符(32是空格),其中4857为0 到9十个阿拉伯数字。6590为26个大写英文字母,97122号为26个小写英 文字母,其余为些标点符号、运算符号等。后!28个称为扩展ASCI!码。许多基于X86的系统都支 持使用扩展(或“高”)ASCI扩展ASCI!码允许将每个字符 的第8位用于确定附加的128个特殊符号字符、外来语字母 和图形符号。a.标准表覇Bin(二进 制)Oct(八进制)Dec(十 进制)Hex(十六进 制)缩
19、写/字符解释0000 00000000NUL(null)空字符0000 00011101SOH(start of headline)标题开始0000 00102202STX (start of text)正文开始0000 00113303ETX (end of text)正文结束0000 01004404EOT (end of transmission)传输结束0000 01015505ENQ (enquiry)请求0000 01106606ACK (acknowledge)收到通知0000 01117707BEL (bell)响铃0000 100010808BS (backspace)退格0
20、000 100111909HT (horizontal tab)水平制表符0000 101012100ALF (NL line feed, new line)换行键0000 101113110BVT (vertical tab)垂直制表符0000 110014120CFF (NP form feed, new page)换页键0000 110115130DCR (carriage return)回车键0000 111016140ESO (shift out)不用切换0000 111117150FSI (shift in)启用切换0001 0000201610DLE (data link esc
21、ape)数据链路转 义0001 0001211711DC1 (device control 1)设备控制10001 0010221812DC2 (device control 2)设备控制20001 0011231913DC3 (device control 3)设备控制30001 0100242014DC4 (device control 4)设备控制40001 0101252115NAK (negative acknowledge)拒绝接收0001 0110262216SYN (synchronous idle)同步空闲0001 0111272317ETB (end of trans. b
22、lock)结束传输块0001 1000302418CAN (cancel)取消0001 1001312519EM (end of medium)媒介结束0001 101032261ASUB (substitute)代替0001 101133271BESC (escape)换码(溢出)0001 110034281CFS (file separator)文件分隔符0001 110135291DGS (group separator)分组符0001 111036301ERS (record separator)记录分隔符0001 111137311FUS (unit separator)单元分隔符0
23、010 0000403220(space)空格0010 0001413321!叹号0010 0010423422*1双引号0010 0011433523#井号0010 0100443624$美元符0010 0101453725%百分号0010 0110463826&和号0010 0111473927*闭单引号0010 1000504028(开括号0010 1001514129)闭括号0010 101052422A*星号0010 101153432B+加号0010 110054442C逗号0010 110155452D-减号/破折号0010 111056462E句号0010111157472F/
24、斜杠001100006048300数字。001100016149311数字1001100106250322数字2001100116351333数字3001101006452344数字4001101016553355数字5001101106654366数字6001101116755377数字7001110007056388数字8001110017157399数字90011101072583A冒号0011101173593B*分号0011110074603C大于0011111177633F?问号010000001006440电子邮件符 号010000011016541A大写字母A010000101
25、026642B大写字母B010000111036743C大写字母C010001001046844D大写字母D010001011056945E大写字母E010001101067046F大写字母F010001111077147G大写字母G010010001107248H大写字母H010010011117349I大写字母I01001010112744AJ大写字母J01001011113754BK大写字母K01001100114764CL大写字母L01001101115774DM大写字母M01001110116784EN大写字母N01001111117794F0大写字母010100001208050P
26、大写字母P010100011218151Q大写字母Q010100101228252R大写字母R010100111238353S大写字母S010101001248454T大写字母T010101011258555U大写字母u010101101268656V大写字母V010101111278757W大写字母w010110001308858X大写字母X010110011318959Y大写字母Y01011010132905AZ大写字母Z01011011133915B开方括号01011100134925C反斜杠01011101135935D闭方括号01011110136945EA脱字符0101111113
27、7955F一下划线011000001409660开单引号011000011419761a小写字母a011000101429862b小写字母b011000111439963c小写字母C0110010014410064d小写字母d0110010114510165e小写字母e0110011014610266f小写字母f0110011114710367g小写字母g0110100015010468h小写字母h0110100115110569i小写字母i011010101521066Aj小写字母j011010111531076Bk小写字母k011011001541086CI小写字母I01101101155
28、1096Dm小写字母m011011101561106En小写字母n011011111571116Fo小写字母0111000016011270P小写字母P0111000116111371q小写字母q0111001016211472r小写字母r0111001116311573s小写字母s0111010016411674t小写字母t0111010116511775U小写字母u0111011016611876V小写字母V0111011116711977W小写字母W0111100017012078X小写字母X0111100117112179y小写字母y011110101721227Az小写字母Z0111
29、10111731237B(开花括号011111001741247CI垂线011111011751257D闭花括号011111101761267E波浪号011111111771277FDEL (delete)删除b.大小规则数字的ASCII码大写字母的ASCII码小写字母的ASCII码。查询ASCII技巧,方便查询ASCII码对应的字符:新建一 个文本文档,按住ALT+要查询的码值(注意,这里是十进制), 松开即可显示出对应字符。例如:按住ALT+97,则会显示出a。 c,键盘常用ASCII码ESC 键VK_ESCAPE(27)回车键:VK_RETURN(13)TAB 键:VK_TAB(9)Ca
30、psLock 键:VK_CAPITAL(20)Shift 键:VK_SH I FT(16)Ctrl 键:VK_C0NTR0L(17)Alt 键:VK一MENU(18)空格键:VK_SPACE(32)退格键:VK_BACK(8)左徽标键:VK_LWIN(91)右徽标键:VK.RWIN(92)鼠标右键快捷键:VK_APPS(93)Insert 键:VK_INSERT(45)Home 键:VK.HOME(36)PageUp: VK_PRI0R(33)PageDown: VK_NEXT(34)End 键:VK_END(35)Delete 键:VK-DELETE(46)方向键():VK.LEFT(37)
31、方向键(T): VK_UP(38)方向键(T): VK_RIGHT(39)方向键(】): VK-DOWN(40)F1 键:VK_F1(112)F2 键:VK_F2(113)F3 键:VK_F3(114)F4 键:VK_F4(115)F5 键:VK_F5(116)F6 键:VK_F6(117)F7 键:VK_F7(118)F8 键:VK_F8(119)F9 键:VK_F9(120)F10 键:VK_F10(121)F11 键:VK_F11(122)F12 键:VK_F12(123)NumLock 键:VK_NUMLOCK(144)小键盘 0: VK_NUMPAD0(96)小键盘 1: VK_NU
32、MPAD1(97)小键盘 2: VK_NUMPAD2(98)小键盘 3: VK.NUMPAD3(99)小键盘 4; VK_NUMPAD4(100)小键盘 5: VK_NUMPAD5(101)小键盘 6: VK_NUMPAD6(102)小键盘 7: VK_NUMPAD7(103)小键盘 8: VK_NUMPAD8(104)小键盘 9: VK_NUMPAD9(105)小键盘。:VK_DECIMAL(110)小键盘: VK_MULTIPLY(106)小键盘+: VK_ADD(107)小键盘:VK_SUBTRACT(109)小键盘/: VK_DIVIDE(111)PauseBreak 键:VK_PAU
33、SE(19)ScrolILock 键:VK_SCR0LL(145)(4)汉字编码a,外码(输入码)外码也叫输入码,是用来将汉字输入到计算机中的组键盘 符号。常用的输入码有拼音码、五笔字型码、自然码、表形码、 认知码、区位码和电报码等,种好的编码应有编码规则简单、易学好记、操作方便、重码率低、输入速度快等优点, 每个人可根据自己的需要进行选择。所谓汉字输入码就是用于使用西文键盘输入汉字的编码。 每个汉字对应组由键盘符号组成的编码,不同的汉字输入法 其输入码不同。汉字输入码也称外码。常见的汉字输入编码方案 可分为如下4类:1)数码:用数字组成的等长编码,典型代表有区位码、电报码。2)拼音码:根据汉
34、字的读音组成的编码,典型代表有全拼码和 双拼码。3)字形码:根据汉字的形状、结构特征组成的编码,典型代表有 五笔字型、表形码。(前3种输入法,输入的时候汉字显示不是唯一的!)4)音形码:音形码,简单理解就是拼音+字根二字的打字方式, 拼音,双拼,都是音码,五笔,郑码都是形码。典型代表有自然 码、首尾拼音码。(输入的时候汉字是唯一的!)b,交换码(国标码)计算机内部处理的信息,都是用二进制代码表示的,汉字也 不例外。而二进制代码使用起来是不方便的,于是需要采用信息 交换码。中国标准总局!98I年制定了中华人民共和国国家标 准GB2312-80信息交换用汉字编码字符集一基棚,即国标码。区位码是国标
35、码的另一种表现形式,把国标GB231280 中的汉字、图形符号组成一个94X94的方阵,在此矩阵中, 每一行称为个“区”,每一列称为个“位”。于是构成了一 个有94个区(194区),每个区有94个位(0194个位)的 汉字字符集。区码与位码组合在起就形成了 “区位码”,唯 一地确定某汉字或符号。94个区中位置总数=94X94=8836 个,其中7445个汉字和图形字符中的每个占个位置后, 还剩下!39I个空位,这1391个位置空下来保留备用。在计算机中一个汉字通常用两个字节的编码表示,我国制 定了 “中华人民共和国国家标准信息交换汉字编码字符集(基本 集GB23121980)”,简称国标码,是
36、计算机进行汉字信息处理 和汉字信息交换的标准编码。在该编码中,共收录汉字和图 形符 号7445个,其中一级常用汉字3755个(按汉语拼音字母 顺序排列),二级常用汉字3008个(按部首顺序排列),图形符 号682个。区位码的分布规则如下。1)0109区:图形符号区。2)115区:自定义符号区。3) 1655区:级汉字区,按汉字拼音排序,同音字按笔画顺 序。4)5687区:二级汉字区,按偏旁部首、笔画排序。5)8894区:自定义汉字区。C机内码(内码)根据国标码的规定,每个汉字都有了确定的二进制代码, 在微机内部汉字代码都用机内码,在磁盘上记录汉字代码也使 用 机内码。注意:国标码=区位码+20
37、20H注意:机内码=国标码+8080H例如:区位码、国标码与机内码的转换关系方法:(1)区位码先转换成十六进制数表示(2)(区位码的十六进制表示)+2020H =国标码;(3)国标码+8080H=机内码例!:以汉字“大”为例,“大”字的区位码为2083解:(1)区号为20,位号为83 将区位号2083转换为十六进制表示为1453H(3) 1453H + 2020H = 3473H,得至国标码 3473H(4) 3473H + 8080H = B4F3H,得至机内码为 B4F3H补充例子已知某汉字的区位码是!703要求计算出国标码和机内码拆 17032 组合 16+12+13翻译00010001
38、000000114拆000100010000 00115翻译11036 加 20202020得31237 加 80808080得B1A3例2:设某字的区位码为:3891,求其国标码,机内码1 .首辘 3891分成38和91两部分转换成16进制38转换成十六进制是2691转换成十六进制是5B所以3891按要求转换后为265B2,然后运用公式:区位码+2020Hu国标码(H代表!6进制,不多解释)265B+2020=4676所以国标码为467B3.计算机内码,运用 国标码+8080H=机内码或 区位码+A0A0H=机内码由区位码265B +AOAO=C6FBd ,汉字的字形码字形码,点阵代码的种。
39、为了将汉字在显示器或打印机上 输出,把汉字按图形符号设计成点阵图,就得到了相应的点阵代 码(字形码)。用于显示的字库叫显示字库。显示个汉字一般采用16 X16点阵或24X24点阵或48X48点阵。已知汉字点阵的 大小,可以计算出存储个汉字所需占用的字节空间。例:用16X16点阵表示一个汉字,就是将每个汉字用16 行,每行16个点表示,个点需要工位二进制代码,16个点 需用!6位二进制代码(即2个字节),共16行,所以需要16 行X2字节/行二32字节,即16X16点阵表示个汉字,字形 码需用32字节。即:字节数二点阵行数X点阵列数/8。中文字模0 0000000000000 00位代码0 0 0 10 00 00 00 00 11 00 00 00 00 00 10 00 00 00 00 1 0 11 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 11 0 0 0 0 0 0 0 0 10001000000000001u 0 01 0 01 1111 1111 0IJ 00 10 00 00 00 00 00 0I 001 00 001 000 00 0000000011011000000010110100000000字模信息、0x08, 0x800x08, 0x08, 0x1
限制150内