《计算机基础知识》PPT课件.ppt

第一章、计算机基础知识,计算机应用基础,1.1 计算机概述,1.1.1 计算机发展简史展 1946年2 月，世界上第一台计算机在美国宾夕法尼亚大学诞生，名字叫埃尼阿克（ENIAC）。这台计算机的主要元件是电子管，它由1.88万个电子管组成，体积庞大，占地约为170平方米，重达30吨，它能在一秒钟内完成5000次运算，耗电总量超过174千瓦/小时。,图1-1 第一台计算机ENIAC,2020年7月21日,3,1.1 计算机概述,依据计算机主要组成部件来分，它的发展经历了发下4个阶段： 小常识：计算机之父-冯诺依曼 冯诺依曼（Von Neumann）（19031957），美籍匈牙利科学家，是计算机科学的创始人之一。他不仅在计算机方面，而且在教学、逻辑、物理等领域都做出了巨大的贡献，他的杰出成就成为科学上的巨人，被誉为“计算机之父”。,2020年7月21日,4,计算机基础教研室,1.1.2.计算机的分类,计算机的种类很多，通常根据计算机系统规模的大小和功能强弱不同，将计算机分为：巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机等，如下图所示：,图1-2 巨型机,图1-3 大型机,2020年7月21日,5,图1-4 微型机(台式机) 图1-5 便携机(笔记本电脑) 图1-6 掌上电脑,2020年7月21日,6,Company Logo,7,1.1.3 计算机的特点与性能指标,1.计算机的主要特点 （1）运算速度快。现在的电子计算机可以达到每秒几万亿次，甚至更高。 （2）运算精度高。计算机的计算精度是其他计算工具无法相比的。 （3）有记忆能和逻辑判断能力。 （4）存储容量大。 （5）可靠性高和通用性强。,2020年7月21日,7,2. 计算机的性能指标 1）字长 字长是指计算机的运算部件能够同时处理的二进制数据的位数。字长决定了计算机的精度、寻址速度和处理能力。一般情况下，长越长，计算精度越高，处理能力越强。微型机按字长可分为：8位，16位，32位和64位。 2）主频 主频是指CPU的时钟频率，通常以时钟频率来表示系统的运算速度。 3）存取周期 存取周期是指完成一次读（取）或写（存）信息所需时间。存取周期是反应内存储器性能的一项重要技术指标，直接影响计算机的速度。,2020年7月21日,8,4）存储容量 存储容量指微型机新配置的内存总字节数。它决定计算机能否运行较大程序，并直接影响运行速度，在系统中直接与CPU交换数据。5）外部设备配置 为主机配置合理的外设，也是衡量一台机器综合性能的重要指标。微型计算机的最基本外设包括键盘、显示器、打印机、软盘驱动器、硬盘驱动器、鼠标等。,2020年7月21日,9,1.1.4 计算机的应用,（1）计算机的传统应用领域：科学计算、信息处理、过程控制。 （2）计算机的现代应用领域：A.计算机辅助系统：CAD、CAM、CAE、CIMS、CAT、CS B.办公自动化（OA） C.娱乐休闲 计算机游戏、计算机多媒体、网上冲浪等。,2020年7月21日,10,1.2 计算机的数制和编码,1.2.2 数值的基本概念 数制的概念 数制是数的表示及计算方法。 任何一种数制，都具有以下3个要点： 1) 数制使用的数码。十进制10个数码：09；二进制2个数码：0、1等。 2) 进位规则。十进制逢十进一；二进制逢二进一。 3) 每一位数位上数码所具有的权。二进制数码各位的权是以2为底的幂。,2020年7月21日,11,计算机基础教研室,由于不同的位置的权值不同，因此同一数码在不同的位置上，其表示的值也不同。每个数位上值等于该位置上的数码与位置权值的乘积，相邻数位中高位权与低位权之比即是该进制的基数。每种进制的基数即为该进制的本身。可用下面的通式（按权展开式）表示： N= 上式中，R表示基数（或称底），a表示某数制的数码， 表示数位的权，m和n为正整数。只要按上式展开计算，可以将任意进制转换为十进制。,2020年7月21日,12,计算机基础教研室,十进制、二进制、十六进制的3 种数制对照表：,2020年7月21日,13,计算机基础教研室,1.2.3不同计数制之间的转换,（1）二进制、八进制和十六进制数转换为十进制 转换原则：按权展开，相加之和 例1.将二进数10111转换为十进制数。 (10111)2=124+023+122+121+120=16+4+2+1=(23)10 例2.将八进数136转换为十进制数。 (136)8=182+381+680=64+24+6=(94)10 例3.将十六进数35A转换为十进制数。 (35A)16=3162+5161+10160=768+80+10=(858)10,2020年7月21日,14,计算机基础教研室,2）十进制转换为二进制、八进制或十六进制 转换原则：整数：除以基数（2，8，16）取其余数，倒排列； 小数：乘以基数（2，8，16）取其整数，顺排列。 例.将十进制数(45.25)10转换为二进制数。,2020年7月21日,15,计算机基础教研室,(3)二进制数与八进制、十六进制数的相互转换 二进制转换为八进制 转换原则：三位一组法，3位二进制 1位八进制 二进制转换成十六进制 转换原则：四位一组法，4位二进制 1位十六进制,2020年7月21日,16,计算机基础教研室,八进制转换成二进制 转换原则：一分为三法,2020年7月21日,17,计算机基础教研室,十六进制转换成二进制 转换原则：一分为四法 八进制与十六进制之间的相互转换 八进制与十六进制之间不能直接转换，它们之间是通过二进制间接来实现的。,2020年7月21日,18,计算机基础教研室,1.3 计算机中的数据表示,1.3.1计算机中的数据单位 数据泛指一切可以被计算机接受并处理的符号，包括数值、文字、图形、图像、声音、视频等各种信息。计算机中数据的常用单位有位、字节和字。 1) 位（Bit） 位又称比特，是计算机表示信息的数据编码中的最小单位。1位二进制的数码用0或1来表示。 2) 字节（Byte） 字节是计算机存储信息的最基本单位，因此也是信息数据的基本单位。一个字节用8位进制数表示。通常计算机以字节为单位来计算内存容量。,2020年7月21日,19,计算机基础教研室,计算机中字节与容量的换算： 1B=8bit 1KB=210B=1024B 1MB=220 B=1024KB 1GB=230B=1024MB 3) 字（Word） 计算机一次存储、传输或操作时的一组二进制数称为字。一个字由若干个字节组成，用于表示数据或信息的长度。,2020年7月21日,20,计算机基础教研室,1.3.2 数值型数据的表示,计算机中的数的编码是数在字节中的存放形式。以8位编码（一个字节）为例，规定最高位为符号位（正数的最高位为0，负数的最高位为1）其余为数值位，这种符号被数值化后的数可以在计算机中表示，称为机器数，机器数的编码有原码、反码和补三种。正数的3 种码与该数的二进制数的形式一致，而负数的3种码的最高位总是1，数值位则按原、反（0变1，1变0）、补（加1）的规则。 当计算机处理减法运算时，把减号连同其后的数一起当作负数，使用补码“做加法”。,2020年7月21日,21,计算机基础教研室,数值数据：能进行算术运算的数据 真值：计算机外部表示数值数据的方法 用+、-号表示正、负数值 机器数：计算机内部表示数值数据的方法 机器数的范围 机器数的符号 小数点的位置,2020年7月21日,22,计算机基础教研室,最高位为符号位，“0”为正， “ 1 ”为负。 寄存器有8、16、32、64位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 1 . N=11000001B （真值） . N=-0.101100000000000B （真值）,2020年7月21日,23,计算机基础教研室,机器数中小数点的位置,定点整数：在最低位的后面 定点小数：在最高位的前面 浮点数：位置是浮动的 N=S2J 其中： N、J、S均为二进制数。 N=110.011=1.100112+10 =0.110011 2+11 阶 符 阶 码 数 符 尾 数 0 11 0 110011,2020年7月21日,24,计算机基础教研室,1.3.3 非数值数据的表示,计算机中，对非数值的文字和其它符号进行处理时，要对文字和符号进行数字化处理，即用二进制编码来表示文字和符号。字符编码就是规定用怎样的二进制编码来表示文字和符号。 1BCD码（二、十进制编码） 人们习惯于使用十进制数，而计算机内部多采用二进制数表示和处理数值数据，因此在计算机输入和输出数据时，就要进行由十进制到二进制和从二进制到十进制的转换处理，这是多数应用环境的实际情况。,2020年7月21日,25,计算机基础教研室,BCD编码方法很多，通常采用的是8421编码。这种编码较为自然、简单。其方法是用四位二进制数表示一位十进制数，自左至右每一位对应的位权分别是8，4，2，1。值得注意的是，四位二进制数有00001111十六种状态，这里我们只取了00001001十种状态。而10101111六种状态在这种编码中没有意义。 这种编码的另一特点是书写方便、直观、易于识别。例如十进制数864，其二、十进制编码为：,2020年7月21日,26,十进制数与8421码的对照表,2020年7月21日,27,计算机基础教研室,2ASCII码 在将用汇编语言或各种高级语言编写的程序输入到计算机中时，人与计算机通信所用的语言，已不再是一种纯数学语言了，而多为符号式语言。因此，需要对各种符号进行编码，以使计算机能识别、存储、传送和处理。 ASCII码有7位版本和8位版本两种。国际上通用的是7位版本。7位版本的ASCII码有128个元素，其中通用控制字符34个，阿拉伯数字10个，大、小写英文字母52个，各种标点符号和运算符号32个。7位版本ASCII码只需用7个二进制位(27=128)。,2020年7月21日,28,计算机基础教研室,8位ASCII码需用8位二进制数进行编码。当最高位为0时，称为基本ASCII码（编码与7位ASCII码相同），当最高位为1时，形成扩充的ASCII码，它表示数的范围为128255，可表示128种字符。通常各个国家都把扩充的ASCII码作为自己国家语言文字的代码。,2020年7月21日,29,计算机基础教研室,3.汉字编码 我国用户在使用计算机进行信息处理时，一般都要用到汉字，因此，必须解决汉字的输入、输出以及汉字处理等一系列问题。当然，关键问题是要解决汉字编码的问题。由于汉字是象形文字，数目很多，常用汉字就有30005000个，加上汉字的形状和笔画多少差异极大，因此，不可能用少数几个确定的符号将汉字完全表示出来，或像英文那样将汉字拼写出来。每个汉字必须有它自己独特的编码。1）信息交换用汉字编码字符集基本集 信息交换用汉字编码字符集基本集是我国于1980年制定的国家标准GB231280，代号为国标码，是国家规定用于汉字信息交换使用的代码依据。,2020年7月21日,30,计算机基础教研室,2）汉字的机内码 汉字的机内码是供计算机系统内部进行存储、加工处理、传输统一使用的代码，又称为汉字内部码或汉字内码。 3）汉字的输入码（外码） 汉字输入码是为了将汉字通过键盘输入计算机而设计的代码。汉字输入编码方案很多，其表示形式大多用字母、数字或符号。 4）汉字的字形码 汉字字形码是汉字字库中存储的汉字字形的数字化信息，用于汉字的显示和打印。,2020年7月21日,31,计算机基础教研室,1.4 计算机系统的组成及其工作原理,1.4.1 计算机系统的硬件 硬件系统：是组成计算机系统的各种物理设备的总称。,2020年7月21日,32,计算机基础教研室,硬件系统的基本组成： 运算器：用于各种算术运算和逻辑运算。 控制器：起着统一指挥管理计算机各部件协调工作。 输入设备：输入和转换。 常用的输入设备有：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。 输出设备：输出和转换。 常用的输出设备有：显示器、打印机、绘图仪等。 存储器：用于存储各种程序和数据。,2020年7月21日,33,计算机基础教研室,1.4.2 计算机的基本工作原理,计算机是如何工作的？,CPU,2020年7月21日,34,计算机基础教研室,Company Logo,软件分类,系统软件,操作系统,语言处理程序,连接程序,诊断程序,数据库系统,应用软件,文字处理软件,表格处理软件,辅助设计软件,实时控制软件,软件 = 程序 + 数据+文档,1.4.3 计算机系统的软件,2020年7月21日,35,功能：为发挥计算机效能的程序 （1）操作系统(Operating System) 它起着指挥、控制、协调内存与外设的工作，是计算机所有资源的管理者 和组成织者，是辅助应用程序的开发和执行者，也是其它软件运行时所必须 的依赖基础。,常用操作系统：,Windows 3.x/95/98,Windows NT/2000/xp,UNIX/Linux,DOS,任务：1. 管理好计算机的所有资源。 2. 担当 人和机器的接口。,系统软件,2020年7月21日,36,计算机基础教研室,(2) 语言处理程序和联接程序,源程序,可执行程序,目标程序,编辑程序,汇编或编译程序,联接程序,机器语言,高级语言,汇编语言,2020年7月21日,37,计算机基础教研室,常用的服务程序有： 编辑程序：能提供方便的编辑环境，使用户通过简单的操作 就可建立、修改程序或其它文件。 连接装配程序：可以把几个分别编译的目标程序连接成一个 目标程序，并在必要时和系统提供的库程序相连 接，得到一个可执行程序。 测试程序 ：能检查出程序中的某些错误，方便用户对错误的 排除。 诊断程序：能检测计算机硬件故障并对故障定位，方便用户 对计算机维护。,(3) 常用服务程序,现代计算机系统提供多种服务程序，它们可供用户共享， 方便用户使用计算机和管理人员维护管理计算机。,2020年7月21日,38,数据库(DB),数据库应用程序,用户,DBMS,DB,数据库 应用程序,DBS,(4) 数据库系统(DBS）,数据库管理系统(DBMS) FoxBASE、 FoxPro、VFP等。,2020年7月21日,39,计算机基础教研室,功能：为解决实际问题而编制的程序。 (1) 文字处理软件 用来编辑各类文件，对文件进行排版、存储、传送、打印等。 常用的有： WPS、Word等。 (2) 表格处理软件（电子表格软件） Excel、Lotus 1-2-3等。 (3) 辅助设计软件 具有建立图形、编辑图形、输出图形 等功能。常用的有： AutoCAD (4) 实时控制软件 (5) 图形处理软件:photoshop、coreldraw等。,应用软件,2020年7月21日,40,计算机基础教研室,Thank You !,