第一章計算機文化與信息技術概論

1、二零零七年九月二零零七年九月主講：王廣興主講：王廣興大學計算機基礎課程介紹“金橋”工程金橋金橋建立一個覆蓋全國各省、市、自建立一個覆蓋全國各省、市、自 治區(qū)、治區(qū)、500500個個中心城市與地區(qū)及部門的專用計算機網(wǎng)絡相聯(lián)、與中心城市與地區(qū)及部門的專用計算機網(wǎng)絡相聯(lián)、與國家綜合管理部門信息中心的計算機相聯(lián)并實行與國家綜合管理部門信息中心的計算機相聯(lián)并實行與國際計算機聯(lián)網(wǎng)的公用基干網(wǎng)和網(wǎng)中之網(wǎng)。國際計算機聯(lián)網(wǎng)的公用基干網(wǎng)和網(wǎng)中之網(wǎng)。 “ “金橋金橋”網(wǎng)的建成將為網(wǎng)的建成將為“金關金關”、“金卡金卡”工程工程及各部門建立信息業(yè)務提供一個技術先進經(jīng)濟合理及各部門建立信息業(yè)務提供一個技術先進經(jīng)濟合理的公

2、用信息通道。的公用信息通道?！敖鹂ā惫こ探鹂ń鹂ㄊ且杂嬎銠C、通信、金融與商業(yè)專用電腦等現(xiàn)是以計算機、通信、金融與商業(yè)專用電腦等現(xiàn)代科技為基礎，以各種金融交易卡（信用卡、現(xiàn)金卡代科技為基礎，以各種金融交易卡（信用卡、現(xiàn)金卡等）為介質，通過電子信息轉帳形式實現(xiàn)的一種貨幣等）為介質，通過電子信息轉帳形式實現(xiàn)的一種貨幣流通方式。流通方式。 核心內容核心內容：建立全國統(tǒng)一的金融交易卡發(fā)行體系；：建立全國統(tǒng)一的金融交易卡發(fā)行體系；建立全國性的信用卡和現(xiàn)金卡兩個信息服務中心；建建立全國性的信用卡和現(xiàn)金卡兩個信息服務中心；建立全國統(tǒng)一的金卡專用網(wǎng)，推行兩種統(tǒng)一標準的信用立全國統(tǒng)一的金卡專用網(wǎng)，推行兩種統(tǒng)一標準

3、的信用卡和現(xiàn)金卡，結合我國國情，以現(xiàn)金卡為主，從防偽卡和現(xiàn)金卡，結合我國國情，以現(xiàn)金卡為主，從防偽及技術發(fā)展考慮，以及技術發(fā)展考慮，以icic智能卡為主，以磁卡為過渡。智能卡為主，以磁卡為過渡?！敖痍P”工程 “金關金關”是將海關、外貿、外匯管理和稅務等是將海關、外貿、外匯管理和稅務等部門的業(yè)務專用網(wǎng)絡實行計算機聯(lián)網(wǎng)，以加強和部門的業(yè)務專用網(wǎng)絡實行計算機聯(lián)網(wǎng)，以加強和完善外貿管理、配額許可證管理、進出口收匯結完善外貿管理、配額許可證管理、進出口收匯結匯、進出口貿易統(tǒng)計等信息應用系統(tǒng)，同時開展匯、進出口貿易統(tǒng)計等信息應用系統(tǒng)，同時開展ediedi應用試點，為在全國全面推廣電子數(shù)據(jù)交換業(yè)應用試點，為

4、在全國全面推廣電子數(shù)據(jù)交換業(yè)務和電子郵件業(yè)務、實行通關自動化和無紙貿易務和電子郵件業(yè)務、實行通關自動化和無紙貿易創(chuàng)造條件。創(chuàng)造條件?！敖鸲悺惫こ?“金稅金稅”是全國稅收管理的信息系統(tǒng)，盡可能是全國稅收管理的信息系統(tǒng)，盡可能加強全國的稅收征管，減少稅收流失，使得稅收加強全國的稅收征管，減少稅收流失，使得稅收工作納入信息化、法制化軌道。工作納入信息化、法制化軌道。計算機計算機發(fā)展史發(fā)展史十個手指十個手指 算算 盤盤 分分 析析 機機 差差 分分 機機 eniac1.2.1 1.2.1 計算機的起源計算機的起源 我國早在春秋戰(zhàn)國時期就發(fā)明了算籌法，這使生活在南朝的數(shù)學家祖沖之計算出了當時最精確的圓周

5、率。 唐朝末期，標志著古老東方文明的算盤又在我國誕生。1822 差分機差分機1833 分析機分析機von neumann備譽為電子計算機之父備譽為電子計算機之父并提出了并提出了“存儲程序和程序控制存儲程序和程序控制”這一原理這一原理 8英尺高、3英尺寬、100英尺長16種型號的18000個真空管1500多個繼電器70000多個電阻18000多個電容重30噸占地170平方米19461946年年2 2月月 世界上第一臺數(shù)字電子計算機世界上第一臺數(shù)字電子計算機 eniaceniac(electronic numerical integrator (electronic numerical integ

6、rator and calculator and calculator 電子數(shù)字積分計算機電子數(shù)字積分計算機) )在美國賓夕法尼亞大學賓夕法尼亞大學誕生。它的誕生是基于軍事的考慮，是為了精確計算復雜的彈道特性和火力射程表。c分析：eniac雖為第一臺電子計算機，但由于技術原因它還沒有內存，當時也沒提出存儲程序的想法。 edvac最先設計了存儲程序的方案，但到1952年才實現(xiàn)。 edsac的設計晚于edvac，但它在1949年就投入運行。 univac是第一臺商品化的計算機，也是存儲程序的，但它比edsac晚了兩年。 第一代第一代 電子管電子管 時代時代第二代第二代晶體管晶體管 時代時代第三代第

7、三代 集成集成 電路電路 第四代第四代 大、超大大、超大 規(guī)模集成電路規(guī)模集成電路v 按用途分為按用途分為： （1）專用專用計算機計算機 （2）通用通用計算機計算機1.巨型機巨型機主要用于國防頂尖技術及具有超高速大型計算任務的應用領主要用于國防頂尖技術及具有超高速大型計算任務的應用領域域. .如天氣預報、材料分析、金融預測等如天氣預報、材料分析、金融預測等2.小巨型機小巨型機速度性能約低于巨型，價格是巨型機的十分之一速度性能約低于巨型，價格是巨型機的十分之一3.大型機大型機又叫主機，主要用于企業(yè)和政府的大量數(shù)據(jù)存儲、管理和處又叫主機，主要用于企業(yè)和政府的大量數(shù)據(jù)存儲、管理和處理或作為計算機網(wǎng)絡

8、中心理或作為計算機網(wǎng)絡中心4.小型機小型機幾百萬次幾百萬次/ /秒，一般科研機構、設計機構、普通高校秒，一般科研機構、設計機構、普通高校5.工作站工作站是高檔微機，主要用于圖形圖象處理和計算機輔助設計中是高檔微機，主要用于圖形圖象處理和計算機輔助設計中6.個人計算個人計算機機簡稱簡稱pcpc機，可分為：臺式微型計算機、便捷式計算機、手持機，可分為：臺式微型計算機、便捷式計算機、手持pcpc機、單片微型計算機機、單片微型計算機1. 科學計算科學計算在自然科學，在工程技術中用于的計算工作量是非在自然科學，在工程技術中用于的計算工作量是非常大的常大的2. 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理已廣泛地應用于辦公室自動化、

9、情報檢索、電影電已廣泛地應用于辦公室自動化、情報檢索、電影電視動畫設計、圖書管理、醫(yī)療診斷等各行各業(yè)視動畫設計、圖書管理、醫(yī)療診斷等各行各業(yè)3. 過程控制過程控制微機控制系統(tǒng)除了應用于工業(yè)生產(chǎn)外，還廣泛應用微機控制系統(tǒng)除了應用于工業(yè)生產(chǎn)外，還廣泛應用于交通、郵電、衛(wèi)星通信等于交通、郵電、衛(wèi)星通信等4. 計算機輔助系計算機輔助系統(tǒng)統(tǒng)計算機輔助設計（計算機輔助設計（cadcad）、計算機輔助制造（）、計算機輔助制造（camcam）、）、計算機輔助教學（計算機輔助教學（caicai）5.人工智能人工智能利用計算機模擬人的智能，用于機器人、醫(yī)療診斷利用計算機模擬人的智能，用于機器人、醫(yī)療診斷專家系統(tǒng)、

10、推理證明等各方面專家系統(tǒng)、推理證明等各方面十進制數(shù)的表示 10210110010-1位權二進制數(shù)的表示2322 2120按權展開式位置計數(shù)法八進制數(shù)的表示 8180按權展開位置計數(shù)法十六進制數(shù)的表示碼源為何用a、b、c、d、e、f？161160位置計數(shù)法按權展開eg: (2 a)16 = (2 161 + a 160)10因為只能用一個符號表示數(shù)碼。書寫易分辨:（1123）16(145)8 = 1 8 2 + 4 81 +5 8 0 = (101)10(145)16 = 1 16 2 + 4 161 +5 16 0 = (325)10利用公式：s=anrn+an-1rn-1 + +a1r1 +

11、a0r0 +a-1r-1 + + a-mr-m r進制轉換為十進制練習：練習： r進制轉換為十進制( 10101 ) 2= （ 21 ）10( 0.10011) 2 = ( 0.59375 ) 10( 145 ) 8 =( 101 ) 10( a2f ) 16 = ( 2607 ) 10 十進制轉換成二進制十進制轉換成二進制將整數(shù)部分整數(shù)部分和小數(shù)部分小數(shù)部分分別轉換（1）整數(shù)部分的轉換）整數(shù)部分的轉換 規(guī)則：除以二取余，直至商為零，將所得余數(shù) 用倒序排列。 舉例：(26)10262131=a1余數(shù) 262321200=a00=a21=a31=a4（26）10 =（11010） 2至商為零倒序

12、排列練習（整數(shù)部分十進制轉換成二進制）：練習（整數(shù)部分十進制轉換成二進制）：（213） 10 =（11010101） 2（32） 10 =（100000） 2（96） 10 =（1100000） 20.56 2 = 1.12a-1=1整數(shù)部分0.12 2 = 0.24a-2=00.24 2 = 0.48a-3=00.48 2 = 0.96a-4=00.96 2 = 1.92a-5=1順序排列達到精度（0.56）10 = （0.10001）2試一試：精度達到小數(shù)點后4位 (0.23)10 = (0.5773)10 =(0.0011)2(0.1001)2八進制二進制 二進制和八進制間的轉換 由于8

13、是2的整數(shù)次冪，即為8=23，所以任意一個1位八進制數(shù)都可以用一個3位的二進制數(shù)來表示。二進制轉換為八進制 方法：首先從小數(shù)點開始分別向左和向右把整數(shù)及小數(shù)部分每3位分成一組。若整數(shù)最高位不足3位，則在其最左邊加0補足3位。若小數(shù)最高位的一組不足3位，則在其最右邊加0補足3位。所以（1011.10101）2 =（13.52）8譯 碼 :1352eg：把（1011.10101）2轉換為八進制數(shù) 二進制數(shù)： 001 011.101 010方法：用3位二進制數(shù)取代每一位八進制數(shù)eg：把（13.52）8轉換為二進制數(shù) 八進制數(shù)： 1 3 . 5 2 001 011 101 010 所以（13.52）8

14、 =（1011.10101） 2（四）二進制數(shù)和十六進制數(shù)之間的轉換二進制數(shù)和十六進制數(shù)之間的轉換 與八進制同理，任意一位十六進制數(shù)都可以用一個4位的二進制數(shù)來表示。 方法：a.分組 :將二進制數(shù)分別向左和向右把整數(shù)及小數(shù)部分每四位分成一組，不足四位補足四位。 b.譯碼：將分組后相應的二進制數(shù)對應相應的十六進制數(shù) a. 分組：0001 1101 0010.1011 1000 b. 譯碼： 1 d 2 . b 8(111010010.10111)2= (1d2.b8)16練習：練習：(101111001101.01101)2=(bcd.68)16(0110 1100 . 1010 0101)2(

15、6c.a5)16 =1.5.3 計算機中的數(shù)據(jù)單位1、機器數(shù)：以二進制形式存放在計算機中的數(shù)據(jù)。2、位（bit）：計算機存儲數(shù)據(jù)的最小單位。3、字節(jié)（byte）：最基本的數(shù)據(jù)單位，也就是說數(shù)據(jù)均以字節(jié)的形式存放在計算機當中的。4、字（word）：計算機處理數(shù)據(jù)時，一次存取、加工、傳送數(shù)據(jù)的長度。5、字長：計算機一次所能處理的二進制的位數(shù)。6、存儲容量的常用單位和相互轉換（b、kb、mb、gb、tb）1.5.4 數(shù)據(jù)運算基礎1、算術運算：加、減、乘、除 （ + 、- 、* 、/ ）2、邏輯運算：與、或、非、異或aba與ba或ba異或b非a非b000110111000111000010011010

16、1 分為 無符號數(shù)和有符號數(shù) 在計算機當中,通常把一個數(shù)的最高位作為符號位。 以8位二進制數(shù)為例，即為 d7d6d5d4d3d2d1d0 d7為符號位，d6d0 為數(shù)字位。在符號位用0表示正，用1表示負。 x=(0 1011011)2= +91 y=(1 1011011)2= -91 這樣連同一個符號位在一起作為一個數(shù)，就稱為機機器數(shù)器數(shù)；而它的數(shù)值稱為機器數(shù)的真值。1. 最高位為符號位：0表示正數(shù)，1表示負數(shù) x=(+57)10 , x原 = (00111001)2 y=( -57)10 , y原 = (10111001)2特點（8位二進制數(shù)碼）： 范圍： -127 +127 （111111

17、1101111111） “0”有兩種表示 +0原 = (00000000)2 - 0原 = (10000000)2 按位取反 = 二進制值-31原=(1 0011111)2-31反=(1 1100000)2末位加1 (1 1100001)2-31補=末位減“1” (10010011)2x反=除符號位按位取反 x原=(11101100)2除符號位按位取反(11101011)2末位加“1”= (11101100)2x= -1101100= -(1*26+1*25+1*23+1*22)=( -108)10 例： x=34-68 = 34+(-68) =（-34） x 補=34補+-68補+34補=(

18、00100010)2 ； -68補=(10111100)2結果為補碼x=( -34)10 x原=(10100010)2x補=(11011110)21、字符編碼(asc碼碼) 字符型信息包括：數(shù)字、字母、漢字、符號。 它們是用一個字節(jié)中的低7位來表示的，共128個不同的字符（26*2+10+32+34）2、漢字編碼漢字輸入碼： 數(shù)字編碼、字音編碼、字形碼、音形碼區(qū)位碼q：以行(區(qū))列(位)來命名 交換碼/國標碼g/gb：由兩個字符表示(最高位為0)一個漢字機內碼j：最高位設定為1字形碼：由點陣點陣形式產(chǎn)生1111111111111、圖形圖像信息的表示圖形 ：一般指用計算機繪制的畫面圖像：指由輸入設備捕捉的實際場景畫面，或以數(shù)字化形式存儲的任意畫面。在計算機中，圖像都是由一些排成行列的點（像素）組成的。計算機中圖形和圖像有兩種不同的編碼