計算機基礎(chǔ)教案教材

阿蘭·麥席森·圖靈（AlanMathisonTuring，1912—1954），英國數(shù)學(xué)家、邏輯學(xué)家，被稱為計算機科學(xué)之父、人工智能之父。重要貢獻(xiàn)：提出了有限狀態(tài)自動機也就是圖靈機（不是一種具體的機器，而是一種思想模型）的概念，圖靈機被公認(rèn)為現(xiàn)代計算機的原型；對于人工智能，提出了重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)“圖靈測試”。人們?yōu)榱思o(jì)念這位偉大的科學(xué)家將計算機界的最高獎定名為“圖靈獎”。4．計算機分類：

(1)．巨型機：◆特點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運算速度快（每秒5000萬次以上）、精度高、成本高、體積大。◆實例：外國（CRAY-1，CRAY-2，速度1000億次），我國（銀河I,銀河II，速度上百億次）。◆應(yīng)用：天氣預(yù)報、天文研究、尖端科學(xué)、軍事等領(lǐng)域。巨型機

(2)．大型機：◆特點：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、運算速度較快（每秒數(shù)百億次）、精度較高、成本較高、體積較大、分時功能極強。◆實例：IBM-360、IBM-370。◆應(yīng)用：商業(yè)、金融、通訊、政府部門等領(lǐng)域。大型機

(3)．小型機：◆特點：所有性能介于大型機與微機之間，對環(huán)境的適應(yīng)能力強?！魧嵗篜DP-11,VAX-11。◆應(yīng)用：科學(xué)研究、建設(shè)系統(tǒng)、工程分析、過程監(jiān)控等領(lǐng)域。小型機

(4)．微型計算機（PC機）：◆特點：體積小、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、適合終端用戶需要?！魧嵗?088/8086、80286、80386、80486、Pentiun、PentuinII、

PentuinIII、PentuinⅣ

等?！魬?yīng)用：[1].文字處理[2].決策支持[3].數(shù)據(jù)庫管理[4].繪圖[5].通信[6].應(yīng)用開發(fā)[7].工程應(yīng)用[8].個人與家庭微型機

5．計算機的應(yīng)用領(lǐng)域：

A、科學(xué)計算（數(shù)值計算），如：工程設(shè)計、地震預(yù)測、氣象預(yù)報、火箭發(fā)射等。

B、數(shù)據(jù)處理（信息管理），計算機數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)分組、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)檢索和數(shù)據(jù)排序等。如：檔案管理、銀行業(yè)務(wù)、情報檢索、企業(yè)管理等。

C、過程控制（實時控制），如：生產(chǎn)流水線、導(dǎo)彈發(fā)射等。

D、輔助工程，如：輔助設(shè)計（CAD）、輔助制造（CAM）、輔助教學(xué)（CAI）、輔助測試（CAT）、輔助出版（CAP）等。E、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，如：數(shù)據(jù)檢索、電子郵件、電子商務(wù)、網(wǎng)上教育、網(wǎng)絡(luò)游戲、網(wǎng)上聊天等。第二節(jié)數(shù)制與編碼一、進(jìn)位計數(shù)制：1．?dāng)?shù)制的概念：用一組固定的符號和統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)值的方法。按進(jìn)位的方法進(jìn)行計數(shù)的方法稱為進(jìn)位計數(shù)制。2．進(jìn)位計數(shù)制的三要素：數(shù)位、基數(shù)、位權(quán)。

數(shù)位：數(shù)碼在一個數(shù)中所處的位置。

基數(shù)：在進(jìn)位計數(shù)制中，每個數(shù)位上所能使用的數(shù)碼個數(shù)。

位權(quán)：在進(jìn)位計數(shù)制中，每個數(shù)位上的數(shù)碼所代表的數(shù)值的大小等于在這個數(shù)位上的數(shù)碼乘上一個固定的數(shù)值，這個固定的數(shù)值就是這種進(jìn)位數(shù)制中該位上的位權(quán)?；鶖?shù)權(quán)二、幾種常用的進(jìn)位計數(shù)制：1．十進(jìn)制（Decimal，D）：基數(shù)符號：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9表示方法：(2004)10或2004D2．二進(jìn)制（Binary，B）：基數(shù)符號：0、1表示方法：(1011)2

或1011B3．八進(jìn)制（Octal，O）：基數(shù)符號：0、1、2、3、4、5、6、7表示方法：(721)8

或721O4．十六進(jìn)制（Hexadecimal，H）：基數(shù)符號：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F

表示方法：(1CF)16

或1CFH三、不同數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換：1．十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)：

(1)方法：整數(shù)部分與小數(shù)部分分開轉(zhuǎn)換。整數(shù)部分除2取余數(shù)；小數(shù)部分乘2取整數(shù)；

(2)例題：將(254.56)10轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)(保留6位小數(shù))解：整數(shù)部分：不斷除2直到商為0

商：2541276331157310

余：01111111

所以，整數(shù)部分結(jié)果為：(11111110)2

小數(shù)部分：不斷乘2取整(對于循環(huán)小數(shù)，注意保留其位數(shù))

小數(shù)：0.560.120.240.480.960.920.84…整數(shù)：100011…所以，整數(shù)部分結(jié)果為：(100011)2

因此，最后轉(zhuǎn)換結(jié)果為：(11111110.100011)22．二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換八進(jìn)制數(shù)：

(1)方法：從小數(shù)點向左右以3位二進(jìn)制位為一組分組。不夠3位時，整數(shù)部分在最左邊添0；小數(shù)部分在右邊添0。然后將每組分別轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)。

(2)例題：將(10111000.1011)2轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的八進(jìn)制數(shù)解：分組

10

111

000.101

1添0010

111

000.101

100轉(zhuǎn)換270.54

因此，最后轉(zhuǎn)換結(jié)果為：(270.54)83．二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換十進(jìn)制數(shù)：

(1)方法：首先將每一二進(jìn)制位的權(quán)算出，然后將非0二進(jìn)制位的值相加即可。

(2)例題：將(10111000.1011)2轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)解：0位對應(yīng)的權(quán)

644210.25

10111000.1011非0位對應(yīng)的權(quán)128321680.50.1250.0625

因此，最后轉(zhuǎn)換結(jié)果為：128+32+16+8+0.5+0.125+0.0625=(184.6875)104．二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制數(shù)：

(1)方法：從小數(shù)點向左右以4位二進(jìn)制位為一組分組。不夠4位時，整數(shù)部分在最左邊添0；小數(shù)部分在右邊添0。然后將每組分別轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。

(2)例題：將(10111000.101)2轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)解：分組

1011

1000.101添01011

1000.1010轉(zhuǎn)換B8.A

因此，最后轉(zhuǎn)換結(jié)果為：(B8.A)165．八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)：

(1)方法：將每一八進(jìn)制位轉(zhuǎn)換成一組二進(jìn)制數(shù)，然后組合成二進(jìn)制數(shù)即可。注意：一位八進(jìn)制位必須轉(zhuǎn)換成3位二進(jìn)制數(shù)，不夠3位左邊添0。

(2)例題：將(701.02)8轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)解：701.02

111

000

001.000

010

因此，最后轉(zhuǎn)換結(jié)果為：(111000001.00001)26．八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換十進(jìn)制數(shù)：

(1)方法1：將每一八進(jìn)制位對應(yīng)的權(quán)算出，然后將非0八進(jìn)制位對應(yīng)的數(shù)相加即可。方法2：將八進(jìn)制數(shù)首先轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，然后將該二進(jìn)制數(shù)再轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。

(2)例題：將(701.02)8轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)解：首先轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)

701.02

111

000

001.000

010

3216842然后轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)111000001.00001

256128641.0.03125因此，最后轉(zhuǎn)換結(jié)果為：256+128+64+1+0.03125=(449.03125)107．八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制數(shù)：

(1)方法：將八進(jìn)制數(shù)首先轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，然后將該二進(jìn)制數(shù)再轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。

(2)例題：將(701.02)8轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)解：首先轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)

701.02

111

000

001.000

010然后轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)0001

1100

0001.0000

1000

1C1.08因此，最后轉(zhuǎn)換結(jié)果為：(1C1.08)168．十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換八進(jìn)制數(shù)：

(1)方法：首先將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，然后將該二進(jìn)制數(shù)再轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)。

(2)例題：參見教材9．十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制數(shù)：

(1)方法：首先將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，然后將該二進(jìn)制數(shù)再轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。

(2)例題：參見教材10．十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)：

(1)方法：將每一十六進(jìn)制位轉(zhuǎn)換成一組二進(jìn)制數(shù)，然后組合成二進(jìn)制數(shù)即可。注意：一位十六進(jìn)制位必須轉(zhuǎn)換成4位二進(jìn)制數(shù)，不夠4位左邊添0。

(2)例題：將(70A.02)16轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)解：70A.02

0111

0000

1010.0000

0010

因此，最后轉(zhuǎn)換結(jié)果為：(11100001010.0000001)211．十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換八進(jìn)制數(shù)：

(1)方法：首先將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，然后將該二進(jìn)制數(shù)再轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)。

(2)例題：參見教材12．十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換十進(jìn)制數(shù)：

(1)方法：首先將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，然后將該二進(jìn)制數(shù)再轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。

(2)例題：參見教材

進(jìn)制轉(zhuǎn)換小結(jié)二進(jìn)制八進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)制四、計算機采用二進(jìn)制的原因：1．物理元件性能所致：二進(jìn)制0、1分別對應(yīng)高、低電平2．運算簡單：0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=10