計算機第一章

第一章

計算機概論2023/9/2811.1信息與信息技術(shù)

1.2計算機技術(shù)概述1.3計算機中信息的表示1.4計算機系統(tǒng)第一章計算機概論21.1.1信息與數(shù)據(jù)1.1.2信息技術(shù)1.1.3信息社會

1.1信息與信息技術(shù)1.1.4計算機文化

3

信息是在自然界、人類社會和人類思維活動中普遍存在的一切物質(zhì)和事物的屬性。

數(shù)據(jù)是信息的具體表現(xiàn)形式，是信息的載體，信息是數(shù)據(jù)所表示的含義。1.1.1信息與數(shù)據(jù)41.1.2信息技術(shù)信息技術(shù)（InformationTechnology,IT）是指利用電子計算機和現(xiàn)代通信手段實現(xiàn)信息的獲取、存儲、處理、傳遞、顯示、分配等的相關(guān)技術(shù)。信息技術(shù)主要包括以下幾個方面：51.感測與識別技術(shù)2.信息傳遞技術(shù)3.信息處理與再生技術(shù)

4.信息施用技術(shù)1.1.2信息技術(shù)6信息社會是經(jīng)過工業(yè)化社會以后，信息起主要作用的社會。1.1.3信息社會71.1.4計算機文化計算機文化是指以計算機為核心，集網(wǎng)絡(luò)文化、信息文化、多媒體文化于一體，并對社會生活和人類行為產(chǎn)生廣泛、深遠(yuǎn)影響的新型文化。81.2.1計算機的起源與發(fā)展

1.2.2計算機的特點

1.2.4計算機的應(yīng)用

1.2.5計算機的發(fā)展趨勢

1.2計算機技術(shù)概述

1.2.3計算機的分類

9

計算機（Computer）是一種能夠接收和存儲信息，并按照存儲在其內(nèi)部的程序（這些程序是人們意志的體現(xiàn)）對輸入的信息進(jìn)行加工、處理，得到人們所期望的結(jié)果，然后把處理結(jié)果輸出的高度自動化的電子設(shè)備。下一頁1.2.1計算機的起源與發(fā)展10計算工具發(fā)展:算籌→算盤→機械式計算機→電子計算機猿人使用石塊、貝殼與動物計數(shù)中國人在唐朝發(fā)明的算盤17世紀(jì)英國發(fā)明計算尺手搖和電動計算機1946美國發(fā)明電子計算機ENIAC11年代名稱元件語言應(yīng)用第一代1946年～1957電子管計算機電子管

機器語言

匯編語言

科學(xué)計算

第二代1958～1964晶體管計算機

晶體管

高級程序設(shè)計語言

數(shù)據(jù)處理

第三代1965～1970集成電路計算機

中小規(guī)模集成電路

高級程序設(shè)計語言

廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域

第四代

1971年～1991

集成電路計算機

大規(guī)模集成電路

面向?qū)ο蟮母呒壵Z言網(wǎng)絡(luò)時代

第五代

1992年～現(xiàn)在集成電路計算機超大規(guī)模集成電路面向?qū)ο蟮母呒壵Z言網(wǎng)絡(luò)時代

計算機的發(fā)展12計算機的特點

運算速度快計算精度高具有記憶和邏輯判斷能力可靠性高，通用性強1.2.2計算機的特點13計算機的分類巨型機小巨型機主機小型機工作站個人計算機下一頁1.2.3計算機的分類14科學(xué)計算

2.數(shù)據(jù)處理3.過程控制4.計算機輔助系統(tǒng)：CAD,CAM5.人工智能下一頁1.2.4計算機應(yīng)用

15多極化2.網(wǎng)絡(luò)化

3.多媒體化

4.智能化1.2.5計算機的發(fā)展趨勢

161.3.1數(shù)制及其轉(zhuǎn)換

1.3.2信息的編碼1.3計算機中信息的表示171.常用的進(jìn)位計數(shù)制

2.數(shù)制的轉(zhuǎn)換3.二進(jìn)制的運算規(guī)則1.3.1數(shù)制及其轉(zhuǎn)換18常用的進(jìn)位計數(shù)制數(shù)碼：一組用來表示某種數(shù)制的符號。如：1、2、3、4、A、B、C、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等?；鶖?shù)：數(shù)制所使用的數(shù)碼個數(shù)稱為“基數(shù)”或“基”，常用“R”表示，稱R進(jìn)制。如二進(jìn)制的數(shù)碼是：0、1，基為2。位權(quán)：指數(shù)碼在不同位置上的權(quán)值。在進(jìn)位計數(shù)制中，處于不同數(shù)位的數(shù)碼，代表的數(shù)值不同。19數(shù)制基權(quán)表示數(shù)碼特點10o，101，102，…十進(jìn)制數(shù)0~910逢十進(jìn)一二進(jìn)制數(shù)0~122o，21，22，…逢二進(jìn)一八進(jìn)制數(shù)0~788o，81，82，…逢八進(jìn)一十六進(jìn)制數(shù)0~9,A~F,a~f1616o，161，162，…逢十六進(jìn)一十進(jìn)制：4956=4103+9102+5101+610o二進(jìn)制：1011=123+022+121+12o十六進(jìn)制：81AE=8163+1162+10161+1416o八進(jìn)制：4275=483+282+781+58o2023/9/2820十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制之間的對應(yīng)關(guān)系十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制0123456780110111001011101111000012345671001234567891011121314151617100110101011110011011110111110000100011112131415161720219ABCDEF101121各種進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制方法：按權(quán)相加<>語言程序設(shè)計第二章數(shù)據(jù)描述C22十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制原理：方法：整數(shù)部分連續(xù)除以基數(shù)，從低到高記錄余數(shù)，直至商為0，余數(shù)倒排。例把十進(jìn)制數(shù)59轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)5922921427232120(59)10=(111011)2110111111011余余余余余余例把十進(jìn)制數(shù)159轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)1598198280(159)10=(237)8237余7余3余2例把十進(jìn)制數(shù)459轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)4591628161160(459)10=(1CB)161CB余11余12余123十進(jìn)制小數(shù)部分轉(zhuǎn)化為二、八、十六進(jìn)制數(shù)

小數(shù)部分采用乘R取整法，即逐次乘以R，從每次乘積的整數(shù)部分得到R進(jìn)制數(shù)各位的數(shù)碼，直至整數(shù)部分為0。0.125(D)轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制(B)：0.1252=0.250…….00.252=0.5…….00.52=1.0…….10.125D=0.001B0.125(D)轉(zhuǎn)化成八進(jìn)制(O)：0.1258=1.0…….10.125D=0.1O0.125(D)轉(zhuǎn)化成十六進(jìn)制(H)：0.125

16=2.0…….20.125D=0.2H24二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制：從右向左，每3位一組（不足3位左補0），轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制八進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制：用3位二進(jìn)制數(shù)代替每一位八進(jìn)制數(shù)例(1101001)2=(001,101,001)2=(151)8例(246)8=(010,100,110)2=(10100110)2000~0001~1010~2011~3100~4101~5110~6111~7<>語言程序設(shè)計第二章數(shù)據(jù)描述C二進(jìn)制與八進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換25二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制：從右向左，每4位一組（不足4位左補0），轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制。十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制：用4位二進(jìn)制數(shù)代替每一位十六進(jìn)制數(shù)。例(11010101111101)2=(0011,0101,0111,1101)2=(357D)16例(4B9E)16=(0100,1011,1001,1110)2=(100101110011110)20000~00001~10010~20011~30100~40101~50110~60111~71000~81001~91010~A1011~B1100~C1101~D1110~E1111~F<>二進(jìn)制與十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換26二進(jìn)制的運算規(guī)則算術(shù)運算規(guī)則：加法規(guī)則：0+0=0；0+1=1；1+0=1；1+1=10（向高位有進(jìn)位）減法規(guī)則：0-0=0；10-1=1（向高位借位）；1-0=1；1-1=0乘法規(guī)則：0×0=0；0×1=0；1×0=0；1×1=1除法規(guī)則：0/1=0；1/1=1271.計算機中數(shù)據(jù)的單位2.計算機中有符號數(shù)的表示3.字符在計算機中的表示

1.3.2信息的編碼281）位（bit）

2）字節(jié)（Byte）

3）字（Word）

1.

計算機中數(shù)據(jù)的單位29位（bit）、字節(jié)（Byte）、字（word）位，簡記為b，也稱為比特，是計算機存儲數(shù)據(jù)的最小單位。一個二進(jìn)制位只能表示一個0或1。字節(jié)是存儲信息的基本單位。8個位構(gòu)成一個字節(jié)。計算機處理數(shù)據(jù)時，CPU通過數(shù)據(jù)總線一次存取、加工和傳送的數(shù)據(jù)稱為字，計算機的運算部件能同時處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，稱為字長。301）符號位的表示

2.計算機中有符號數(shù)的表示2）原碼

3）反碼

4）補碼

311）符號位的表示數(shù)的正負(fù)號也用“0”和“1”表示。通常規(guī)定一個數(shù)的最高位作為符號位，“0”表示正，“1”表示負(fù)。把在機器內(nèi)存放的正負(fù)號數(shù)碼化后的數(shù)稱為機器數(shù)；把在機器外存放的由正負(fù)號表示的數(shù)稱作真值。322）原碼表示形式：符號位用0表示正，用1表示負(fù)；數(shù)值部分與該數(shù)二進(jìn)制真值的數(shù)值部分相同。例如：+8的原碼是00001000B-8的原碼是10001000B注意：0的原碼有兩種形式+0的原碼是00000000B-0的原碼是

10000000B333）反碼表示形式：正數(shù)的反碼與原碼相同；負(fù)數(shù)的反碼，符號位為1，數(shù)值位為原碼的數(shù)值位按位取反。例如：+8的原碼、反碼都是00001000B-8的原碼是10001000B-8的反碼是

11110111B注意：0的反碼也有兩種形式+0的反碼與原碼都是00000000B-0的原碼是

10000000B-0的反碼是

11111111B344）補碼表示形式：正數(shù)與0的補碼與原碼相同；負(fù)數(shù)的補碼為反碼的末位加1。例如：+8的原碼、反碼、補碼都是00001000B-8的原碼是10001000B-8的反碼是

11110111B-8的補碼是

11111000B注意：0的補碼只有一種形式0的補碼、原碼都是00000000B351）字符編碼

2）漢字編碼

3.字符在計算機中的表示361）字符編碼ASCII碼，是AmericanStandardCodeforInformationInterchange的縮寫（美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼。ASCII碼是一種西文機內(nèi)碼，有7位ASCII碼和8位ASCII碼兩種，7位ASCII碼稱為標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼，8位ASCII碼稱為擴展ASCII碼。7位標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼用一個字節(jié)（8位）表示一個字符，并規(guī)定其最高位為0，實際只用到7位，因此可表示128個不同字符。同一個字母的ASCII碼值小寫字母比大寫字母大32。372）漢字編碼輸入碼

交換碼

內(nèi)碼字形碼38漢字機內(nèi)碼輸入編碼顯示碼打印碼16點陣字模24點陣字模漢字國標(biāo)碼自動轉(zhuǎn)換輸出39漢字交換碼是指具有漢字處理功能的計算機系統(tǒng)之間在交換漢字信息時所使用的代碼標(biāo)準(zhǔn)。由于漢字?jǐn)?shù)量極多，一般用連續(xù)的兩個字節(jié)（16個二進(jìn)制位）來表示一個漢字。1980年，我國頒布了第一個漢字編碼字符集標(biāo)準(zhǔn)，即GB2312-80《信息交換用漢字編碼字符集基本集》，該標(biāo)準(zhǔn)編碼簡稱國標(biāo)碼，是我國大陸地區(qū)及新加坡等海外華語區(qū)通用的漢字交換碼。GB2312-80收錄了6763個漢字，以及682個符號，共7445個字符，奠定了中文信息處理的基礎(chǔ)。40漢字機內(nèi)碼國標(biāo)碼GB2312不能直接在計算機中使用，以為它沒有考慮與基本的信息交換代碼ASCII碼的沖突。為了能區(qū)分漢字與ASCII碼，在計算機內(nèi)部表示漢字時把交換碼（國標(biāo)碼）兩個字節(jié)最高位改為1，稱為“機內(nèi)碼”。這樣，當(dāng)某字節(jié)的最高位是1時，必須和下一個最高位同樣為1的字節(jié)合起來，代表一個漢字。41漢字字形碼所謂漢字字形碼實際上就是用來將漢字顯示到屏幕上或打印到