计算机基础概述

2007-10-9
大学计算机基础
二进制数的运算（续）
或运算的运算规则是（或运算用“＋”表示）： 0＋0＝0 0·0＝0 0＋1＝1 0·1＝0 1＋0＝1 1·0＝0 1＋1＝1 1·1＝1 与运算的运算规则是（与运算用“· ”表示）： 非运算的运算规则是（非运算用数字上加横杠 表示）： 1＝0 0 ＝1
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二进制信息的计量单位
（1）位（bit，缩写为b） 二进制信息的每一 位（“0”或“1”），是二进制信息的最小计量 单位。 （2）字节（Byte，缩写为B） 一个字节由8 位二进制代码组成，它们用下列符号表 示： b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
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二进制数的运算
对二进制数的运算有两种：算术运算 和逻辑运算。由于二进制中只有0和1两个 数码，所以运算规则简单。
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二进制数的运算（续）
（1）算术运算 二进制加法运算的规则是： 0＋0＝0 0＋1＝1 1＋0＝1 （逢二进一） 二进制减法运算的规则是： 0－0＝0 1－1＝0 1－0＝1 （借一当二）
＝(207.25)10
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数制的概念 （续）
十六进制数N，可以表示成按权展开的多项 式： N＝dn×16n＋dn-1×16n-1＋…＋d1×161 ＋d0×160
∑d
i=n
−m
i
＋d-1×16-1 ＋…＋d-m×16-m ×16i
＝
如：(3C5.4)16＝3×162+12×161+5×160+4×16－1 ＝ (965.25)10
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数制之间的转换 （续）
再将十进制小数部分0.875转换成二进制 小数：将0.875逐次乘以2，将每次乘得的积 的整数部分取出，小数部分继续乘以2，乘 到积为0或达到所要求的精度为止，将每次 得到的整数从上往下读取，即为对应二进 制小数的高位到低位。
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数制之间的转换 （续）
整数部分 0．875 × 2 [1].750 ………… 1 × 2 [1].500 ………… 1 × 2 [1].000 ………… 1 所以(0.875)10＝(0.111)2
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（高位）
（低位）
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数制之间的转换 （续）
最后将转换得到的二进制整数与二进 制小数合并在一起得： (57.875) 10＝(111001.111)2
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3)计算机的工作原理
预先把需要计算机执行的指令序列（即程 序）及执行过程中所需的数据通过一定方 式输入并存储在计算机的存储器中，计算 机执行时能自动地逐一取出程序中的每条 指令进行分析，并执行规定的操作。
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4)计算机分类
根据计算机所处理数据的特点进行划分，将计算 机分为：数字电子计算机、模拟电子计算机和数 字模拟混合式计算机。 根据计算机的用途进行划分，将计算机划分为： 通用计算机和专用计算机。 根据计算机的规模和处理能力划分，将计算机分 为6大类：巨型计算机、大型主机、小巨型计算 机、小型计算机、工作站和微型计算机。
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数制之间的转换 （续）
（3） 八进制数与十进制数的相互转换 八进制数转换为十进制数只需将八进制 数的各位数码乘以该位的权值（基数为8） 再求和即可。 十进制数转换为八进制数时，整数部分 采用除8
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数制之间的转换 （续）
⑷ 十六进制数与十进制数的相互转换 十六进制数转换为十进制数只需将十 六进制数的各位数码乘以该位的权值（基 数为16）再求和即可。 十进制数转换为十六进制数时，整数 部分采用除16
计算机的诞生是20世纪人类最伟大的 发明创造之一。自1946年第一台电子计算 机问世以来，计算机技术得到迅猛的发 展。计算机在科学研究、工农业生产、国 防建设以及社会的各个领域都得到越来越 广泛的应用，计算机已经是各行各业必不 可少的一种基本工具。
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计算机的发展简史
1946年2月，世界上第一台电子计算机 在美国宾夕法尼亚大学诞生，取名为 ENIAC，即Electronic Numerical Integrator And Calculator的缩写，全称为“电子数值积 分和计算机”。
计算机基础概述
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本章内容
1. 2. 3.
概述 计算机中数据表示 计算机系统
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1.概述
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1.概述
1) 2) 3) 4) 5)
计算机的产生和发展 计算机的特点 计算机的工作原理 计算机分类 计算机的应用领域
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1)计算机的产生和发展
1)数据与信息
数据 国际标准化组织（ISO）对数据所下的定义 是：“数据是对事实、概念或指令的一种特殊的表 达形式，这种特殊的表达形式可以用人工的方式 或自动化的装置进行通信、翻译和转换或者进行 加工处理。”因此，通常意义下的数字、文字、图 画、声音、活动图像等都可以认为是数据。 计算机内部通常又把数据分为数值型数据和 非数值型数据。
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1＋1＝10
0－1＝1
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二进制数的运算（续）
二进制乘法运算的规则是： 0×0＝0 0÷1＝0 0×1＝0 1÷1＝1 1×0＝0 1×1＝1 二进制除法运算的规则是：
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二进制数的运算（续）
（2）逻辑运算 基本的逻辑运算有三种：或运算（也 称逻辑加）、与运算（也称逻辑乘）和非 运算（也称取反）
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计算机的发展趋势
当前，计算机的发展表现为5种趋向 巨型化 微型化 多媒体化 网络化 智能化
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2)计算机的特点
从计算机的发展历史中可以看出，计算机已 从早期的数值计算发展成为能进行信息处理的智 能设备，计算机具有以下特点： 运算速度快 计算精度高 记忆能力强 具有逻辑判断能力 具有自动执行程序的能力
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计算机的发展简史(续）
人们一般根据计算机所采用的主要物理器 件，将计算机的发展划分成几个阶段，习惯上一 个阶段称为一代，每个阶段都意味着计算机技术 的新突破以及计算机性能的质的飞跃。 第一代（约1946～1957年） 电子管计算机时代 第二代（约1957～1964年） 晶体管计算机时代 第三代（约1965～1972年） 中小规模集成电路 计算机时代 第四代（1972年起） 大规模集成电路和超大规 模集成电路计算机时代
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信息化
信息化是指社会经济的发展从以物质与能量 为经济结构的重心，向以信息与知识为经济结构 的重心转变的过程。在这个过程中，不断地采用 现代技术装备国民经济各部门和社会各领域，从 而极大地提高社会劳动生产力。 信息化三大任务是：加强现代信息基础设施 建设；广泛应用信息技术；加快发展电子信息产 业。
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数制之间的转换 （续）
（5） 二进制数与八进制数之间的转换 因为二进制数的基数是2，八进制数的基数是 8，而23 ＝8，所以三位二进制数与一位八进制数 相对应，这样，二进制数与八进制数之间的相互 转换是非常方便的。 二进制数转换为八进制数的方法是：整数部 分从低位到高位，每3位为一组，最高位不足3位 时，高位补0；小数部分从高位到低位每3位为一 组，最低位不足3位时，低位补0，然后将每组二 进制数用一位等值的八进制数代替即可。
−m
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数制的概念 （续）
二进制数N，可以表示成按权展开的多项 式： N＝dn×2n＋dn-1×2n-1＋…＋d1×21 ＋d0×20 ＋d-1×2-1 ＋…＋d-m×2-m −m ＝ ∑ d i ×2i i =n 如：(110.11)2＝1×22+1×21+0×20 +1×2－1+1×2－2＝(6.75)10
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信息
信息是指对人有用的数据，这些数据 将可能影响到人们的行为和决策。 计算机信息处理是指计算机进行数据 处理的过程，即通过数据采集将数据输入 到计算机中，由计算机对数据进行相应的 转换、合并、加工、分类、计算、统计、 汇总、传送等处理操作，最后将处理得到 的有用信息提供给人们。
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大学计Baidu Nhomakorabea机基础
数制的概念 （续）
八进制数N，可以表示成按权展开的多项 式：
N＝dn×8n＋dn-1×8n-1＋…＋d1×81 ＋d0×80 −m ＋d-1×8-1 ＋…＋d-m×8-m ∑ di ＝i = n ×8i 如：(317.2)8＝3×82+1×81+7×80+2×8－1
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微型计算机的发展
1971年，美国Intel公司把组成中央处理单元 CPU（Central Processing Unit）的运算器 ALU(Arithmetic Logic Unit)和逻辑控制器 CU(Control Unit)集成在一块芯片上，研制 出了第一批微处理器Intel 4004，微型计算 机从此诞生 。
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微型计算机的发展（续）
1977 年 美 国 APPLE 公 司 的 个 人 计 算 机 问 世。 1981年美国IBM公司推出IBM-PC个人计算 机。 微型计算机的发展非常迅速，以2～3 年的速率更新换代，如今的微型计算机在 某些方面可以和以往的大型计算机相媲 美。
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2)数制及运算
计算机不仅能对数值型数据进行处 理，而且能对文字、图画、声音、活动图 像等非数值型数据进行处理。但这些数据 输入计算机之前，必须转换为二进制编码 形式，才能由计算机进行存储、处理和传 输。
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数制的概念
十进制数N，可以表示成按权展开的多 项式： N＝dn×10n＋dn-1×10n-1＋…＋d1×101 ＋ d0×100 ＋d-1×10-1 ＋…＋d-m×10-m ＝ ∑ d i ×10i i=n 如：333.3=3×102+3×101+3×100+3×10－1
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数制之间的转换
（1）二进制数转换成十进制数 二进制数转换为十进制数只需将二进 制数按权展开求和，即将二进制数的各位 数码乘以该位的权值（基数为2）再求和。 例 求与(11011.11)2等值的十进制数。 (11011.11)2 ＝ 1×24 ＋ 1×23 ＋ 0×22 ＋ 1×21 ＋1×20＋1×2－1＋1×2－2＝(27.75)10
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数制之间的转换 （续）
（2）十进制数转换成二进制数 十进制数转换为二进制数时，需要将 整数部分采用除2取余法转换为二进制整 数，小数部分采用乘2取整法转换成二进制 小数，再将两部分结果合并在一起。
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数制之间的转换 （续）
例 将(57.875)10转换为二进制数 先将十进制整数部分57转换成二进制 整数：将57逐次除以2，除到商为0时为 止，将每次得到的余数从下往上读取，即 为对应二进制整数的高位到低位。
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数制之间的转换 （续）
（6） 二进制数与十六进制数之间的转换 进制数转换为十六进制数的方法是：整数部 分从低位到高位，每4位为一组，最高位不足4位 时，高位补0；小数部分从高位到低位每4位为一 组，最低位不足4位时，低位补0，然后将每组二 进制数用一位等值的十六进制数代替即可。 十六进制数转换为二进制数的方法是：将每 一位十六进制数用四位等值的二进制数代替即 可。
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5)计算机的应用领域
科学计算 信息处理 自动控制与人工智能 辅助设计和辅助教学 办公自动化
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2.计算机中数据表示
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2.计算机中数据表示
1) 2) 3)
数据与信息 数制及运算 计算机中信息表示
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数制之间的转换 （续）
2│ 2│ 2│ 2│ 2│ 2│ 57 28 14 7 3 1 余数 ……………… 1 ……………… 0 ……………… 0 ……………… 1 ……………… 1 ……………… 1 （低位）
（高位）
0 所以(57)10＝(111001)2
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