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1、+计算机基础知识 4学时+操作系统 2学时+Word 2学时+Excel 2学时+Powerpoint 2学时+Internet网络基础 2学时+习题练习 8学时121.1 计算机的发展与分类1.2 计算机的应用1.3 计算机系统的组成与工作原理1.4 数制转换及运算 1.5 数据在计算机中的表示 1.6 微型计算机硬件系统 1.7 计算机的软件系统318121812年差分机年差分机 查尔斯查尔斯. .巴贝奇巴贝奇 1834年设计的分析机年设计的分析机 1.1.1近代计算机近代计算机由许多轮子组成的保存数据的存储库；由许多轮子组成的保存数据的存储库；运算装置；运算装置；能对操作顺序进行控制，并
2、选择所需能对操作顺序进行控制，并选择所需处理的数据以及输出结果的装置。处理的数据以及输出结果的装置。计算机的发展计算机的发展4现代计算机体系结构现代计算机体系结构冯冯诺依曼机：诺依曼机：“存储程序存储程序”的概的概念念五十多年来，计算机系统基本结五十多年来，计算机系统基本结构没有变。构没有变。 英国科学家艾兰英国科学家艾兰. .图灵图灵建立图灵机（建立图灵机（Turing machineTuring machine）模型，奠定了可计算理论的基础；模型，奠定了可计算理论的基础；提出图灵测试，阐述了机器智能的提出图灵测试，阐述了机器智能的概念概念 。美籍匈牙利数学家冯美籍匈牙利数学家冯. .诺依曼
3、诺依曼51946年年2月由宾州大学月由宾州大学研制成功的研制成功的ENIAC电子计算机时代的到来电子计算机时代的到来 Electronic Numerical Integrator And Calculator电子数字积分计算机电子数字积分计算机:重达重达30吨吨:占地占地250m2:启动工耗启动工耗150000瓦瓦:18000个电子管个电子管:保存保存80个字节个字节6时代时代年份年份器件器件软件软件应用应用一一 46-58电子管电子管机器语言汇编语言机器语言汇编语言 科学计算科学计算二二58-64晶体管晶体管操作系统和高级语言操作系统和高级语言数据处理工业控制数据处理工业控制 三三64-7
4、1集成电路集成电路结构化程序设计语言结构化程序设计语言文字处理图形处理文字处理图形处理四四71年迄今年迄今大规模集大规模集成电路成电路引入光盘、数据库、引入光盘、数据库、网络等网络等社会的各个领域社会的各个领域7按综合性能按综合性能指标分类指标分类巨型机巨型机：速度最快、处理能力最强：速度最快、处理能力最强例如：曙光例如：曙光4000L644GB4000L644GB内存，浮点运算达每秒内存，浮点运算达每秒3 3万亿次万亿次 大型、通用、较快、较强大型、通用、较快、较强大型机大型机：作作“客户机客户机/ /服务器服务器”的服务器的服务器 作作“终端终端/ /主机主机”的主机的主机 小型机小型机：
5、规模小，结构简单，设计试制周期短规模小，结构简单，设计试制周期短 工艺先进、使用维护简单工艺先进、使用维护简单 工作站工作站：介于介于PCPC与小型机之间与小型机之间 高分辨率、大容量内外存，图形功能较强高分辨率、大容量内外存，图形功能较强微型计算机微型计算机：小、巧、轻、使用方便、价格便宜小、巧、轻、使用方便、价格便宜中央处理器：一个芯片中央处理器：一个芯片网络计算机网络计算机：基于：基于JavaJava技术的瘦客户机系统技术的瘦客户机系统 运算速度快运算速度快计算精度高计算精度高具有具有“记忆记忆”和逻辑判断能力和逻辑判断能力自动处理自动处理 通用性强通用性强891. 科学计算：气象预报数
6、据的计算等科学计算：气象预报数据的计算等2. 数据处理：财务统计、图书检索等数据处理：财务统计、图书检索等3. 电子商务电子商务4. 过程控制：控制过程的执行过程控制：控制过程的执行5. CAD/CAM6. 多媒体技术多媒体技术 7. 虚拟现实虚拟现实8. 人工智能人工智能10系统软件系统软件应用软件应用软件计算机系统分为：硬件计算机系统分为：硬件+软件软件硬硬 件件软软 件件11输入设备：输入设备：键盘、鼠标、扫描仪键盘、鼠标、扫描仪 输出设备：输出设备：显示器、打印机显示器、打印机 外外 存：软、硬盘、光盘、闪存存：软、硬盘、光盘、闪存 网络设备：网卡、调制解调器等网络设备：网卡、调制解调
7、器等计计算算机机系系统统软件软件外部设备外部设备系统软件系统软件应用软件应用软件硬件硬件运算器运算器寄存器寄存器控制器控制器主机主机内存内存CPU随机存储器随机存储器(RAM)只读存储器只读存储器(ROM)高速缓冲存储器高速缓冲存储器 操作系统：操作系统：WindowsWindows、UnixUnix、LinuxLinux语言处理程序：语言处理程序：C C、PascalPascal、VBVB等等 实用程序：诊断程序、排错程序等实用程序：诊断程序、排错程序等 办公软件包、数据库管理系统办公软件包、数据库管理系统 12计算机硬件包括主机和外设计算机硬件包括主机和外设主机主机外设外设输入设备输入设备
8、输出设备输出设备外存设备外存设备网络设备网络设备13冯冯.诺依曼思想诺依曼思想： 二进制二进制程序与数据一样存程序与数据一样存放在内存放在内存五大模块五大模块存储器数据流数据流控制流控制流运算器外存储器输出设备内存储器输入设备控制器14处处理理器器控制器控制器运算运算器器控制整个计算机控制整个计算机所有部件的工作所有部件的工作执行算术运算执行算术运算和逻辑运算和逻辑运算15存储器存储器是计算机存储是计算机存储数据和程序数据和程序的记忆单元集合，的记忆单元集合，每个记忆单元由每个记忆单元由8 8位二进制位组成，可读写其中的数据。位二进制位组成，可读写其中的数据。存储器存储器存储器通常分为内存储器
9、和外存储器存储器通常分为内存储器和外存储器存放大量信息存放大量信息的外存储器的外存储器信息交流中心信息交流中心内存储器内存储器16每个记忆单元由每个记忆单元由8 8位二进制位组成。位二进制位组成。1KB=210B=1024B1MB= 210KB= 1024KB1GB= 210MB= 1024MB1TB= 210GB= 1024GB字节字节BYTEBYTE7 6 5 4 3 2 1 0位位BitBit17常用输入设备：常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。18指令是
10、能被计算机识别并执行的的二进制代码，完成一种操作。指令是能被计算机识别并执行的的二进制代码，完成一种操作。操作码操作码 操作数操作数 数据传送指令数据传送指令数据处理指令数据处理指令程序控制指令程序控制指令输入输出指令输入输出指令其它指令其它指令 If Goto And OrCPU内存I/O设备主机对计算机的硬件进行管理等对计算机的硬件进行管理等指令指令 结构结构分分类类操作码操作码 要完成的操作类型或性质要完成的操作类型或性质操作数操作数 操作的内容或所在的地址操作的内容或所在的地址 19指令的执行过程分为以下指令的执行过程分为以下4个步骤：个步骤： 取指令取指令 按照指令计数器中的地址，从
11、内存储器中取出指令，并送按照指令计数器中的地址，从内存储器中取出指令，并送往指令寄存器。往指令寄存器。 分析指令分析指令 对指令寄存器中存放的指令进行分析，由译码器对操作对指令寄存器中存放的指令进行分析，由译码器对操作码进行译码，将指令的操作码转换成相应的控制电位信号；由地址码码进行译码，将指令的操作码转换成相应的控制电位信号；由地址码确定操作数地址。确定操作数地址。 执行指令执行指令 由操作控制线路发出完成该操作所需要的一系列控制信由操作控制线路发出完成该操作所需要的一系列控制信息，去完成该指令所要求的操作。息，去完成该指令所要求的操作。 一条指令执行完成，指令计数器加一条指令执行完成，指令
12、计数器加1 或将转移地址码送入程序计数或将转移地址码送入程序计数器，然后回到。器，然后回到。20N=aN=an-1n-1r rn-1n-1a an-2n-2r rn-2n-2a a0 0r r0 0a a-1-1r r-1-1a a- -m mr r-m-mr进制数进制数N可表示可表示为：为：R进制进制数用数用 r个基本符号（例如个基本符号（例如0，1，2，r- -1）表示数值）表示数值基数基数权权数码数码678.34=6102+7101+8100 +310-1+410-221r 进制转化成十进制进制转化成十进制r 进制转化成十进制：数码乘以各自的权的累加进制转化成十进制：数码乘以各自的权的累
13、加 例：例： 10101(B)=24+22+1=21 101.11(B)=22+1+2-1+2-2=5.75 101(O)=82+1=65 71(O)=78+1=5 101A(H)=163+16+104106进制表示符号进制表示符号B 二进制二进制O八进制八进制D十进制十进制H十六进制十六进制22整数部分整数部分：除以：除以 r取余数，直到商为取余数，直到商为0，余数从右到左排列。，余数从右到左排列。小数部分小数部分：乘以：乘以 r取整数，整数从左到右排列。取整数，整数从左到右排列。100(D)=144(O)=64(H)例例 100.345(D)=1100100.01011(B)1.3800.
14、34520.69022 0.760 2 1.520 2 10025022521226232100010011 1.04八进制八进制100812818044110016604616十六进制十六进制2364(H)=0110 0100(B) 6 4144(O)=001 100 100(B) 1 4 41 101 101 110.110 101(B)= 1556.65(O)1 5 5 6 6 511 0110 1110.1101 01(B)=36F.D4(H) 3 6 F D 4一位八进一位八进制数对应三位二进制数制数对应三位二进制数一位一位十六进制数对应四位二进制数十六进制数对应四位二进制数二进制转
15、化成八二进制转化成八(十六十六)进制进制) 整数部分：从右向左按三整数部分：从右向左按三(四四)位进行分组位进行分组 小数部分：从左向右按三小数部分：从左向右按三(四四)位进行分组位进行分组 不足补零不足补零24 八进制八进制 对应二进制对应二进制 十六进制十六进制对应二进制对应二进制 十六进制十六进制 对应二进制对应二进制0000000008100010011000191001201020010A1010301130011B1011410040100C1100510150101D1101611060110E1110711170111F111125逻辑非逻辑非运算运算 逻辑非的真值表逻辑非的真
16、值表AAF = A0110逻辑逻辑与与运算运算 逻辑与的真值表逻辑与的真值表ABF = AB00001010011126逻辑逻辑或或运算运算A 逻辑逻辑或或的真值表的真值表ABF = A+B00001110111127二进制优点二进制优点：物理上容易实现，运算简单，可靠性、通用性强 数值 十二进制转换 西文 ASCII 码 汉字 输入码机内码转换 声音、图像 模数转换 二十进制转换 西文字形码 汉字字形码 数模转换 内存 输入设备 输出设备 数值 西文 汉字 声音、图像 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 128符号位 “0”表示正 、 “1”表示负 定点整数定点整数 符号数的机器数表示符号数的机器数表示 1 10 01 10 01 11 10 00 0S小数点无符号位S小数点 定点小数定点小数 29110.011(B)=1.100112+10=11001.12-10=0.1100112+11阶码阶码数符数符阶符阶符尾数尾数1100110011N= 数符数符尾数尾数2阶符阶符阶码阶码尾数尾数的位数决定的位数决定数的精度数的精度阶码阶码的位数决定的位数决定数的范围
