计算机基础知识

1.28
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第1章
计算机基础知识
1.2.2 进制之间的转换
十进制整数转换二进制方采用除2取余法： 将十进制数除以2,得到一个商数和一个余数;再将商数除以 2,又得到一个商数和一个余数;继续这个过程，直到商数等于
零为止。每次得到的余数(必定是0或1)就是对应二进制数的各
位数字。 但必须注意：第一次得到的余数为二进制数的最低位，最后一 次得到的余数为二进制数的最高位。
第1章
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1.2.1 数制的概念
数制是人们用一组统一规定的符号和规则来表示数的方法。 进位计数制，简称“进制”是按进位的原则进行计算的数制。 进制的特点： （1）数制的基数确定了所采用的进位计数制。
数码是一组用来表示各种数制的数字符号，如十进制数码为0~9。所用的数字 符号的个数称为基数。如十进制数制的基数为10；二进制的基数为2。对于N进位数 制，有N个数字符号。如十进制中有10个数字符号：0~9；二进制有2个符号：0和1； 八进制有8个符号：0~7；十六进制共有16个符号：0~9、A~F。
人工智能（AI）
模拟人类智力活动
机器人研究，专家系统，模式识别，智能检索， 自然语言处理，机器翻译，定理自动证明
多媒体技术
网络与通讯
对文本、图像、声音、视频、动画 应用软件 等综合信息处理
计算机技术与通信技术的结合
互联网、即时通讯软件
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1.22
第1章
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23
1.1.5 计算机发展方向
第1章
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1.1.2 计算机的特点
（4）自动化程度高，逻辑判断能力强
计算机采用“存储程序”方式工作，即是计算机能 够按照存储在其中的程序自动运行。一旦程序启动，控 制单元就顺序地访问存储器，读出指令，逐条解释执行 指令，这个过程不需人工干预。另外计算机逻辑判断能 力强，能完成各种复杂问题的分析，可以自动完成各种
(101.101)2 = 1×22 + 0×21+1×20 + 1×2-1 + 0×2-2+1×2-3 = 5.625
任务1-5 将八进制数(521.14)8转换为十进制数。
(521.14)8 = 5×82 + 2×81 + 1×80 +1×8-1 + 4×8-2 = 337.187 5
1.30
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“万亿条指令/ 秒”，微机已达到“亿条指令/ 秒”。
1.13
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1.1.2 计算机的特点
（2）运算精度高
由于计算机是采用二进制码来表示信息的，所以运 算的精度取决于机器的字长，字长越长，其运算精度越 高。计算机的字长有8位（1个字节）、16位（2个字节 ） 、32位（4个字节） 、64位（8个字节）甚至更高。 对于类似天气预报等计算复杂、时间性强的工作，没有
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1.2.2 进制之间的转换
任务1-6 将十六进制数(A1.C)16转换为十进制数。
(A1.C)16 = 10×161+1×160 + 12×16-1 = 161.75
2.十进制转换为N进制
任务1-7 将十进制数124.532转换成二进制数，小数部分 精确到5位。
整数部分的转换：
（4）数据的表示： 可以用数据后加一个特定的字母来表示它所采用的进制：字母D表示数据 为十进制（也可以省略）；字母B表示数据为二进制；字母O表示数据为八进 制；字母H表示数据为十六进制。例如：567.17D（十进制的567.17）、110.11 （十进制的110.11，省略了字母D）、110.11 B（二进制的110.11）、245O（八 进制的245）、234.5BH（十六进制的234.5B）。
计算机进行数据的处理，人工是无法完成的。
1.14
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1.1.2 计算机的特点
（3）存储量大，记忆力强
计算机内部的存储器是计算机不但能够保存大量的 信息，而且还能准确、快速的写入或读出信息，并且十 分容易复制传输。目前一般计算机存储容量已经进入 “TB”时代。
1.15
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1.26
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1.2.1 数制的概念
进制 十进制 二进制 八进制 十六进制 原始数 923.45 1101.1 572.4 3B4.4 按位权展开 9×102+2×101+3×100+4×10-1+5×10-2 1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1 5×82+7×81+2×80+4×8-1 3×162+B×161+4×160+4×16-1 对应十进制数 923.45 13.5 378.5 948.25
（1）巨型化：尖端科学技术 - 专业化
（2）微型化：笔记本、平板计算机 - 通用化
（3）网络化：资源共享（硬件、软件、数据资源共享）- 互通化
（4）智能化：智能机器人 - 人性化
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1.2 计算机信息表示 数制的概念 进制之间的转换
英文编码
1.24
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（3）逢R进一。 如十进制中逢10进1；八进制中逢8进1；二进制中逢2进1；十六 进制中逢16进1。
“逢R进一，借一当R”
十进制 二进制 八进制 十六进制 R=10，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 R=2 ，可使用0,1 R=8 ，可使用0,1,2,3,4,5,6,7 R=16 ，可使用0,……,9,A,B,C,D,E,F
任务，实现自动控制。
1.16
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1.1.4计算机的分类
• 巨型机
称为超级计算机。
功能最强，运算速度最
快，储存容量最大。 应用：国家级 军事、科研、气象、空 间技术等。
1.17
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1.1.3 计算机的分类
• 大型机
称为通用计算机。
具有很强的通用型和综
1.31
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1.2.2 进制之间的转换
小数部分的转换：
1.32
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1.2.2 进制之间的转换
任务1-8 将十进制数1 228.258转换成八进制数，小数部分精 确到3位。
整数部分的转换：
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世界上第一台电子数字计算机
1.5
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世界上第一台电子数字计算机
50年代的编程方法
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世界上第一台电子数字计算机
1.7
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世界上第一台电子数字计算机
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1.11
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1.1.1 计算机的起源与发展
发展：
电子管、晶体管、集成电路
大规模集成电路和超大规模集成电路
体积越来越小
发展特点：
运算速度越来越快
性价比越来越高
应用范围越来越广泛
1.12
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1.1.2 计算机的特点
（1）运算速度快
运算速度是衡量计算机性能的一项重要指标。通常 所说的计算机运算速度（平均运算速度），是指每秒钟 所能执行的指令条数，一般用“MIPS=百万条指令/ 秒 ”来描述。微机一般采用主频来描述运算速度，主频越 高，运算速度就越快。当今计算机系统运算速度已达到
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1.1.4 计算机的应用
应用 科学计算 数据处理 自动控制
特点
举例
计算机辅助
数值计算,计算量大,数值变化范 围广 对大量数据进行收集、分类、排 信息管理系统（MIS），决策支持系统，专家 序、存储、计算、传输和制表等加 系统（ES），办公自动化（OA） 工处理 实时性和高可靠性 生产过程的自动控制 具有设计性质的过程都可以让计 计算机辅助教学（CAI） 算机帮助实现部分或全部工作 计算机辅助设计(CAD) 计算机辅助制造(CAM) 计算机辅助测试(CAT)
ENIAC的特点：
– 采用十进制 – 20 个10位的累加器 – 用开关手动编程 – 18,000个电子管 – 重30 吨 – 占地170平方米 – 耗电140 KW – 5,000次/秒加法运算
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1.1.1 计算机的起源与发展
代 别 第 一 代 起迄 年份 1964 ~ 1957 硬件
合处理能力。 应用：政府、大型企业 大型数据管理、高密度 自动化等。
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1.1.3 计算机的分类
• 小型机
称为专用计算机。
规模小，结构简单，专用硬件设备
应用：中小型企业
科学计算、数据处理、自动化控制等
1.19
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第1章
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1.1.3 计算机的分类
1.29
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1.2.2 进制之间的转换
1.N进制转换为十进制
转换的方法是：将N进制D（二、八、十六进制）按权展开为多项式 求和表达式，然后按十进制运算规律对多项式各项数值求和，得到 多项式的值，即为N进制的数D所对应的十进制数值。
任务1-4 将二进制数(101.101)2转换为十进制数。
• 微型机
称为个人计算机。
内核设备是一颗微处理器，价格低
廉、体积小、性能高、功耗低。 应用：日常生活 社会生活各领域。
1.20
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1.1.3 计算机的分类
• 工作站
介于小型机和微型机之间的高档微型机。
具有较强的数据处理能力和高性能的图形处理。
应用：中小型企业、个人
图像处理、计算机辅助设计等。
逻辑元件
主存储器
其他
软件
应用领域
电子管
水银延迟线、 磁鼓、磁芯
输入输出主要 采用穿孔卡片
机器语言、 汇编语言
科学计算
第 二 代
1958 ~ 1964
晶体管
普遍采 用磁芯
外存开始采用 磁带、磁盘
高级语言、管 理程序、监控 程序、简单的 操作系统
科学计算、数据 处理、事务管理
第 三 代
1965 ~ 1970
பைடு நூலகம்1.3
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4
世界上第一台电子数字计算机的诞生
ENIAC (1946)第一台计算机(美国)
诞生地：宾夕法尼亚大学 主机电子元件：电子管 目的：为解决二战中弹道高速计算 ENIAC：计算机的鼻祖，标志了 电子计算机时代的到来，它的出 现具有划时代的伟大意义。
1.4
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集成 电路
磁芯、半导体
外存普遍采用 磁带、磁盘
多种功能较强 的操作系统、 会话式语言 可视化操作系 统、数据库、 多媒体、网络 软件
实现标准化系列 化，应用于各个 领域
第 四 代
1970 至今
超大规模 集成电路
半导体
各种专用外设 ，大容量磁盘 、光盘等普遍 使用
广泛应用于所有 领域
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1.10
项目1
计算机基础知识
讲课人：陈嘉奇
QQ:945401948
第1章
计算机基础知识
教学目的
•了解计算机的发展简史、特点、分类、应用 •掌握计算机中数据单位、数制与数制转换 •掌握计算机系统的组成及基本工作原理
1.2
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第1章
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1.1 计算机概述
计算机的起源与发展
计算机的特点 计算机的分类 计算机的应用 计算机发展方向
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第四代计算机
微处理器的发展：Intel 4004
• 1971年1月，Intel公司的霍夫研制成功世界上第一块4位 芯片Intel 4004，标志着第一代微处理器问世，微处理器 和微机时代从此开始。 • 1971年11月，Intel推出MCS-4微型计算机系统（包括 4001 ROM芯片、4002 RAM芯片、4003移位寄存器芯 片和4004微处理器）
1.27
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第1章
计算机基础知识
1.2.1 数制的概念
任务1-1 写出十进制数123.45按权展开。 123.45 = 1×102 + 2×101 + 3×100 + 4×10-1 + 5×10-2 任务1-2 写出二进制数(110101.101)2按权展开。 (110101.101)2 = 1×25 +1×24+0×23+1×22+0×21+1×20+1×21+0×22+1×2-3 任务1-3 写出十六进制数(56AB.C9)16按权展开。 (56AB.C9)16 = 5×163 + 6×162 + 10×161 + 11×160 + 12×16-1 + 9×16-2
（2）采用位权表示方法。
数位指数码在数中 的位置，如个位、十位、百位等，处在不同数位上的相同数 码所代表的值不同，一个数码在某个数位上所表示的实际数值等于该数值乘以所在 数位有关的常数，这个常数称为位权。
位权与基数的关系是：位权的值恰是基数的整数次幂。
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第1章
计算机基础知识
1.2.1 数制的概念