計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)第1章課件

計(jì)算機(jī)信息技術(shù)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)信息部1課程要求課程性質(zhì)：非集中考試課教材及參考書萬(wàn)珊珊等,大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ),中國(guó)鐵道出版社,2011年6月成績(jī)?cè)u(píng)定：平時(shí)30%（考勤、作業(yè)、單元測(cè)試、上機(jī)作業(yè)）期末非集中考試70%授課學(xué)時(shí)：課堂講授24學(xué)時(shí)，機(jī)房上機(jī)32學(xué)時(shí)上機(jī)要求：上機(jī)按學(xué)號(hào)坐上機(jī)不允許玩游戲、聊天、戴耳機(jī)、在機(jī)房吃東西、打電話上機(jī)安排：每周三5-6節(jié)基礎(chǔ)樓B座201-2032課程要求課前準(zhǔn)備：移動(dòng)存儲(chǔ)器（U盤或移動(dòng)硬盤）學(xué)習(xí)目標(biāo)：總體目標(biāo)：認(rèn)識(shí)以計(jì)算機(jī)為核心的信息技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)和現(xiàn)代文化中的地位和作用，提高信息素養(yǎng)具體目標(biāo)：了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成與基本工作原理了解操作系統(tǒng)的功能與其中一些重要概念了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)、多媒體等技術(shù)基本概念、相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域、掌握計(jì)算機(jī)基本應(yīng)用技能學(xué)習(xí)要求：做好預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、筆記從簡(jiǎn)、加強(qiáng)上機(jī)練習(xí)。3課程內(nèi)容：第一章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)第二章微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)第三章計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)第四章文字處理軟件word2003第五章電子表格處理軟件Excel2003第六章演示文稿制作軟件PowerPoint2003第七章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用第八章數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)基礎(chǔ)第九章多媒體應(yīng)用基礎(chǔ)第十章信息安全*第十一章程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與算法4上課與催眠5短暫的課間休息6槍手與考試技巧7幾家歡喜幾家愁8導(dǎo)論自從1946年第一臺(tái)計(jì)算機(jī)誕生以來(lái)，已經(jīng)經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)，計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用已經(jīng)滲透到社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了整個(gè)信息化社會(huì)的發(fā)展。在21世紀(jì)，掌握以計(jì)算機(jī)為核心的信息技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用能力，是現(xiàn)代大學(xué)生必備的基本素質(zhì)。9第一章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)1.1計(jì)算機(jī)的概述計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生計(jì)算機(jī)的分代與分類計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用1.2計(jì)算機(jī)中信息的表示與編碼數(shù)制的概念數(shù)制的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的組織形式計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的運(yùn)算計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示101.1.1計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生手工到機(jī)械自動(dòng)史前時(shí)期：我們的祖先就采用石塊和貝殼記數(shù)；唐代時(shí)期：開始使用算盤；1622年：英國(guó)數(shù)學(xué)家奧特瑞德設(shè)計(jì)了計(jì)算尺；1642年：法國(guó)數(shù)學(xué)家Pascal發(fā)明了世界上第一臺(tái)只能完成加法運(yùn)算的加法器；1673年：德國(guó)數(shù)學(xué)家萊布尼茨設(shè)計(jì)了能進(jìn)行加、減、乘、除和開方的計(jì)算器1822年：英國(guó)數(shù)學(xué)家巴貝奇提出了自動(dòng)計(jì)算機(jī)的基本概念，設(shè)計(jì)出差分機(jī)和分析機(jī)；11近代計(jì)算機(jī)1812年差分機(jī)1834年設(shè)計(jì)：分析機(jī)

由許多輪子組成的保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)庫(kù)；運(yùn)算裝置；能對(duì)操作順序進(jìn)行控制，并選擇所需處理的數(shù)據(jù)以及輸出結(jié)果的裝置。1812年設(shè)計(jì)：差分機(jī)查爾斯.巴貝奇12近代計(jì)算機(jī)機(jī)械計(jì)算到電動(dòng)計(jì)算1884年：美國(guó)工程師霍雷斯創(chuàng)造了第一臺(tái)電動(dòng)計(jì)算機(jī)，用于人口普查；1944年，美國(guó)哈佛大學(xué)數(shù)學(xué)教授霍華德?艾肯提出設(shè)計(jì)思想，由IBM承建，設(shè)計(jì)出“MARKⅠ”計(jì)算機(jī)。機(jī)電全自動(dòng)到電子數(shù)字1946年，第一臺(tái)數(shù)字式計(jì)算機(jī)ENIAC誕生在美國(guó)，從此人類社會(huì)進(jìn)入以計(jì)算機(jī)為主導(dǎo)的信息時(shí)代。13英國(guó)科學(xué)家艾蘭.圖靈計(jì)算機(jī)科學(xué)的奠基人：英國(guó)科學(xué)家艾蘭.圖靈建立圖靈機(jī)（Turingmachine）模型，奠定了可計(jì)算理論的基礎(chǔ)；提出圖靈測(cè)試，闡述了機(jī)器智能的概念。近代計(jì)算機(jī)圖靈獎(jiǎng)：美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)于1966年創(chuàng)立了“圖靈獎(jiǎng)”；計(jì)算機(jī)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的諾貝爾獎(jiǎng)。14近代計(jì)算機(jī)另一個(gè)計(jì)算機(jī)之父：美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮.諾依曼研制成人類第二臺(tái)電子計(jì)算機(jī)：EDVACElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer(電子數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī))馮·諾依曼機(jī)：以“存儲(chǔ)程序”的概念為基礎(chǔ)的各類計(jì)算機(jī)。美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮.諾依曼五十多年來(lái)，雖然計(jì)算機(jī)系統(tǒng)從性能指標(biāo)、運(yùn)算速度、工作方式、應(yīng)用領(lǐng)域等方面于當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)有很大的差別，但基本結(jié)構(gòu)沒(méi)有改變，都屬于馮·諾依曼機(jī)。15每秒只能做5000次加減運(yùn)算重達(dá)30噸占地250m2啟動(dòng)功耗150000瓦18000個(gè)電子管沒(méi)有存儲(chǔ)器電子計(jì)算機(jī)的問(wèn)世第一臺(tái)計(jì)算機(jī)：ENIAC1946年2月由賓州大學(xué)研制成功，用于軍事目的。電子計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來(lái)

ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)16電子計(jì)算機(jī)的問(wèn)世

耗電量大；維護(hù)費(fèi)用高；操作困難17電子計(jì)算機(jī)的問(wèn)世ENIAC的發(fā)明僅僅表示計(jì)算機(jī)的問(wèn)世，對(duì)以后研制的計(jì)算機(jī)沒(méi)有什么影響。EDVAC的發(fā)明才為現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)和工作原理奠定了基礎(chǔ)。第一款商用計(jì)算機(jī)：UNIVAC（通用自動(dòng)計(jì)算機(jī)）UNIVAC:UniversalAutomaticComputer1951年開始生產(chǎn)用于公眾領(lǐng)域的數(shù)據(jù)處理共生產(chǎn)了近50臺(tái)奠定了計(jì)算機(jī)工業(yè)的基礎(chǔ)18電子計(jì)算機(jī)所謂電子計(jì)算機(jī)，是一種能預(yù)先存儲(chǔ)程序，自動(dòng)的、高速的、精確的進(jìn)行信息處理的現(xiàn)代電子設(shè)備。191.1.2計(jì)算機(jī)的分代按照計(jì)算機(jī)所采用的物理器件，一般將計(jì)算機(jī)分成4個(gè)階段：第一代：1946-1958 電子管計(jì)算機(jī)第二代：1958-1964 晶體管計(jì)算機(jī)第三代：1964-1971 集成電路計(jì)算機(jī)第四代：1971年迄今 大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)20電子管計(jì)算機(jī)采用電子管作為計(jì)算機(jī)的邏輯元件數(shù)據(jù)表示主要是定點(diǎn)數(shù)用機(jī)器語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言編寫程序運(yùn)算速度慢：每秒僅幾千次內(nèi)存容量?。簬譑B體積龐大；造價(jià)高應(yīng)用領(lǐng)域：軍事、科研代表機(jī)型：IBM650（小型）、IBM709（大型）電子管21晶體管計(jì)算機(jī)采用晶體管作為計(jì)算機(jī)的邏輯元件內(nèi)存使用器件：磁心存儲(chǔ)器外存：有了磁盤、磁帶運(yùn)算速度：每秒幾十萬(wàn)次內(nèi)存容量：幾十KB體積??；造價(jià)低可靠性大大提高應(yīng)用領(lǐng)域：科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、事務(wù)處理代表機(jī)型：IBM7090、CDC7600磁心存儲(chǔ)器晶體管計(jì)算機(jī)22集成電路計(jì)算機(jī)采用小規(guī)模集成電路（SSI）和中規(guī)模集成電路（MSI）作為計(jì)算機(jī)的邏輯元件運(yùn)算速度：每秒幾十萬(wàn)次到幾百萬(wàn)次體積更??；造價(jià)更低計(jì)算機(jī)向標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化、通用化、機(jī)種系列化發(fā)展軟件更完善：高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言有了很大的發(fā)展；出現(xiàn)了操作系統(tǒng)、會(huì)話式語(yǔ)言應(yīng)用領(lǐng)域：各種領(lǐng)域代表機(jī)型：IBM360集成電路一臺(tái)百萬(wàn)次集成電路計(jì)算機(jī)23大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)采用大規(guī)模集成電路（LSI）和超大規(guī)模集成電路（VLSI）作為計(jì)算機(jī)的邏輯元件半導(dǎo)體存儲(chǔ)器代替了磁心存儲(chǔ)器運(yùn)算速度：高達(dá)每秒幾十萬(wàn)億次軟件更完善：操作系統(tǒng)更加完善。出現(xiàn)了各種類型的應(yīng)用軟件，應(yīng)用軟件已成為現(xiàn)代工業(yè)的一部分。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速發(fā)展應(yīng)用領(lǐng)域：現(xiàn)在社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域LSI和VLSI24我們一直在努力第一代第二代第三代第四代25按處理方式數(shù)字計(jì)算機(jī)：非連續(xù)變化的數(shù)據(jù)，時(shí)間上是離散的。其運(yùn)算精度高、通用性強(qiáng)。模擬計(jì)算機(jī)：處理和顯示的是連續(xù)的物理量，用連續(xù)變化的模擬信號(hào)來(lái)表示。通用性不強(qiáng)，但解題速度快，主要用于過(guò)程控制和模擬仿真。數(shù)?；旌嫌?jì)算機(jī)：兼有數(shù)字和模擬兩種計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，既能接受、輸出和處理模擬量，又能接受、輸出和處理數(shù)字量。計(jì)算機(jī)的分類按處理的方式26按用途分類通用機(jī)：指為解決各種問(wèn)題而設(shè)計(jì)的有較強(qiáng)通用性的計(jì)算機(jī)。該機(jī)具有通用性強(qiáng)，綜合能力強(qiáng)，能解決各種問(wèn)題等特點(diǎn)。適用于一般的科學(xué)計(jì)算、學(xué)術(shù)研究、工程設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理等廣泛領(lǐng)域。專用機(jī)：為適應(yīng)某種特殊應(yīng)用而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)具有運(yùn)行效率高、速度快、精度高等特點(diǎn)。一般用在過(guò)程控制中，如智能儀表、飛機(jī)的自動(dòng)控制、導(dǎo)彈的導(dǎo)航系統(tǒng)等。特殊配置，功能單一，解決特定問(wèn)題。計(jì)算機(jī)的分類按用途27計(jì)算機(jī)的分類按綜合性能指標(biāo)分類巨型機(jī)：速度最快、處理能力最強(qiáng)例如：曙光5000A

大型、通用、較快、較強(qiáng)大型機(jī)：作“客戶機(jī)/服務(wù)器”的服務(wù)器 作“終端/主機(jī)”的主機(jī)

小型機(jī)：規(guī)模小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)試制周期短 工藝先進(jìn)、使用維護(hù)簡(jiǎn)單

工作站：專長(zhǎng)處理某類事務(wù)的獨(dú)立計(jì)算機(jī)；介于PC與小型機(jī)之間；高分辨率；大容量?jī)?nèi)外存，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)；圖形功能強(qiáng)微型計(jì)算機(jī)(PC):小、巧、輕、使用方便、便宜 中央處理器：一個(gè)芯片服務(wù)器：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下為多用戶提供服務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

如文件、數(shù)據(jù)庫(kù)、打印服務(wù)器等28網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)NC（NetworkComputer）是一種專用于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境下的客戶機(jī)。應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在服務(wù)器上，不需硬盤、軟盤、光驅(qū)等外部存儲(chǔ)器，是一種無(wú)噪音、微型、高性價(jià)比的網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備。與PC比，廉價(jià)（PC的一半），安全、易維護(hù)。NC結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：只有主板（PC的一半大）、CPU、顯卡。291.1.3計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)巨型化：高速、大存儲(chǔ)容量、強(qiáng)功能。

標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)水平微型化：小體積、低價(jià)格（例如，筆記本電腦）

標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的科學(xué)普及程度網(wǎng)絡(luò)化：計(jì)算機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)，以實(shí)現(xiàn)資源共享智能化：使計(jì)算機(jī)具有模擬人的感覺(jué)和思維能力（例如專家系統(tǒng)等）多媒體化：指處理文本、視頻圖像、圖形、聲音等多種媒體的計(jì)算機(jī)30計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)非馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)1．光子計(jì)算機(jī)利用光子取代電子進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算、傳輸和存儲(chǔ)。超高速；強(qiáng)大的并行處理能力；大存儲(chǔ)量；強(qiáng)抗干擾能力。2．生物計(jì)算機(jī)（分子計(jì)算機(jī)）采用生物芯片(由生物工程技術(shù)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)分子構(gòu)成)運(yùn)算速度快；耗能低；巨大的存儲(chǔ)能力；高智能。3．量子計(jì)算機(jī)指利用處于多現(xiàn)實(shí)態(tài)下的原子進(jìn)行運(yùn)算的計(jì)算機(jī)，這種多現(xiàn)實(shí)解題速度快；存儲(chǔ)量大；搜索能力強(qiáng)；安全性高等態(tài)是量子力學(xué)的標(biāo)志。31計(jì)算機(jī)的新技術(shù)1.嵌入式技術(shù)將計(jì)算機(jī)作為一個(gè)信息處理部件，嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中的一種技術(shù)，即將軟件固化集成到硬件系統(tǒng)中，將硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)一體化。2.網(wǎng)格計(jì)算利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的電腦組織成一個(gè)“虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)”，其中每一臺(tái)參與計(jì)算的計(jì)算機(jī)就是一個(gè)“節(jié)點(diǎn)”，而整個(gè)計(jì)算是由成千上萬(wàn)個(gè)“節(jié)點(diǎn)”組成的“一張網(wǎng)格”，這種計(jì)算方式叫網(wǎng)格計(jì)算。優(yōu)勢(shì)：數(shù)據(jù)處理能力超強(qiáng)；能充分利用網(wǎng)上的閑置處理能力。

3.中間件技術(shù)介于應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)之間的系統(tǒng)軟件。是通用的，基于某種標(biāo)準(zhǔn)，可以被重用。32信息技術(shù)概述以計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)為核心的現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了人類社會(huì)由工業(yè)社會(huì)逐步進(jìn)入信息社會(huì)?？v觀人類社會(huì)發(fā)展史和科學(xué)技術(shù)史，信息技術(shù)在眾多的科學(xué)技術(shù)群體中越來(lái)越顯示出強(qiáng)大的生命力。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種高新技術(shù)層出不窮，日新月異，但最主要的、發(fā)展最快的仍然是信息技術(shù)。33信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)信息技術(shù)InformationTechnology聯(lián)合國(guó)教科文組織對(duì)信息技術(shù)的定義應(yīng)用在信息加工和處理中的科學(xué)、技術(shù)與工程的訓(xùn)練方法和管理技巧；上述方面和技巧和應(yīng)用；計(jì)算機(jī)及其與人、機(jī)的相互作用；與之相應(yīng)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和文化等諸種事物。34信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)1.信息與數(shù)據(jù)信息：是各種事物的變化和特征的反映，又是事物之間相互作用和聯(lián)系的表征。數(shù)據(jù)：信息的載體。如數(shù)值、文字、語(yǔ)言、圖形、圖像等都是不同形式的數(shù)據(jù)。信息于數(shù)據(jù)的區(qū)別：信息是有意義的，數(shù)據(jù)則沒(méi)有意義。例如：病歷卡上記載病人的體溫39oC是數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)39oC本身是沒(méi)有意義的。當(dāng)數(shù)據(jù)以某種形式經(jīng)過(guò)處理、描述或與其它數(shù)據(jù)比較時(shí)，才能成為信息。某個(gè)病人的體溫是39oC，這才是信息，信息是有意義的。35信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)2.信息技術(shù)：InformationTechnology，IT指信息的采集、加工、存儲(chǔ)、傳輸和利用過(guò)程中的每一種技術(shù)，一般指一系列與計(jì)算機(jī)等相關(guān)的技術(shù)。

信息技術(shù)不僅包括現(xiàn)代信息技術(shù)，還包括在現(xiàn)代文明之前的原始時(shí)代和古代社會(huì)中與那個(gè)時(shí)代相對(duì)應(yīng)的信息技術(shù)，這里主要討論現(xiàn)在信息技術(shù)。36現(xiàn)代信息技術(shù)的內(nèi)容1.信息基礎(chǔ)技術(shù)

微電子技術(shù)：當(dāng)今世界新技術(shù)革命的基石光電子技術(shù)：采用光子作為信息的載體

2.

信息系統(tǒng)技術(shù)信息獲取技術(shù)：傳感技術(shù)、遙測(cè)技術(shù)和遙感技術(shù)信息處理技術(shù)：計(jì)算機(jī)技術(shù)成為現(xiàn)代信息技術(shù)的核心信息傳輸技術(shù)：光纖通信技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)等信息控制技術(shù)：利用信息傳遞和反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的控制信息存貯技術(shù)：縮微品、磁盤、光盤

通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)合稱為3C（Communication、Computer和Control）技術(shù)。3C技術(shù)是信息技術(shù)的主體。3.

信息應(yīng)用技術(shù)針對(duì)各種應(yīng)用目的，如信息管理、信息控制、信息決策而發(fā)展起來(lái)的具體的技術(shù)群類。如工廠自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化等。

37現(xiàn)代信息技術(shù)的特點(diǎn)1.數(shù)字化當(dāng)信息被數(shù)字化并經(jīng)由數(shù)字網(wǎng)絡(luò)流通時(shí)，一個(gè)擁有無(wú)數(shù)可能性的全新世界便由此揭開序幕。大量信息可以被壓縮，并以光速進(jìn)行傳輸。許多種信息形態(tài)能夠被結(jié)合，被創(chuàng)造。2.多媒體化文字、聲音、圖形、圖像、視頻等信息媒體與計(jì)算機(jī)集成在一起，以接近于人類的工作方式和思考方式來(lái)設(shè)計(jì)與操作。3.高速度、網(wǎng)絡(luò)化、寬頻帶許多國(guó)家都在進(jìn)行最新一代的信息基礎(chǔ)建設(shè)，即建設(shè)高頻、高速信息公路（下一代的Internet技術(shù)）。4.智能化在超媒體的世界里，可以使用“軟件代理”代替人們完成許多工作。381.1.3計(jì)算機(jī)在信息社會(huì)中的應(yīng)用1.主要應(yīng)用領(lǐng)域

工商：電子商務(wù)、CAD/CAM教育：多媒體教育、遠(yuǎn)程教育醫(yī)藥：CAT、MRI、遠(yuǎn)程醫(yī)療政府：電子政府娛樂(lè)：虛擬現(xiàn)實(shí)、電影特技科研：數(shù)據(jù)采集、計(jì)算分析家庭：家庭信息化391.3計(jì)算機(jī)在信息社會(huì)中的應(yīng)用2.應(yīng)用類型科學(xué)計(jì)算數(shù)據(jù)處理電子商務(wù)過(guò)程控制CAD/CAM/CIMS多媒體技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)人工智能40思考題1.計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了哪幾個(gè)階段？各階段的主要特征是什么？2.按綜合性能指標(biāo)，計(jì)算機(jī)一般分為哪幾類？3.信息與數(shù)據(jù)的區(qū)別是什么？4.什么是信息技術(shù)？

5.為什么說(shuō)微電子技術(shù)是整個(gè)信息技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)？6.信息處理技術(shù)具體包括哪些內(nèi)容？3C的含義是什么？7.試述當(dāng)代計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用。41第一章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)1.1計(jì)算機(jī)的概述計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生計(jì)算機(jī)的分代與分類計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用1.2計(jì)算機(jī)中信息的表示與編碼數(shù)制的概念數(shù)制的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的組織形式計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的運(yùn)算計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次關(guān)系422/3/2023云計(jì)算2/3/2023一切在云端移動(dòng)電話PCsTVsPDAsGPS導(dǎo)航汽車電子設(shè)備智能家電iPhoneDCs傳感器。。。2/3/2023物聯(lián)網(wǎng)2/3/20232/3/20232/3/2023泛在網(wǎng)2/3/2023數(shù)字城市2/3/2023智慧地球輸入設(shè)備內(nèi)存輸出設(shè)備十/二進(jìn)制轉(zhuǎn)換數(shù)值A(chǔ)SCII碼西文輸入碼/機(jī)內(nèi)碼漢字模/數(shù)轉(zhuǎn)換聲像二/十進(jìn)制轉(zhuǎn)換數(shù)值西文字形碼西文漢字字形碼漢字?jǐn)?shù)/模轉(zhuǎn)換聲像圖文聲像統(tǒng)一用0、1表示，易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化各類數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的轉(zhuǎn)換51計(jì)算機(jī)為何采用二進(jìn)制?可行性只有0，1兩個(gè)數(shù)碼，采用電子器件很容易物理上實(shí)現(xiàn)?？煽啃灾挥袃煞N狀態(tài)，在傳輸和處理時(shí)不容易出錯(cuò)，工作可靠，抗干擾能力強(qiáng)。簡(jiǎn)易性二進(jìn)制的運(yùn)算法規(guī)簡(jiǎn)單，使得計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，控制簡(jiǎn)單。邏輯性0、1兩種狀態(tài)代表邏輯運(yùn)算中的“假”和“真”，易于用邏輯代數(shù)作為工具研究邏輯線路。111111111

0

10010152

1與0，一切數(shù)字的神奇淵源。這是造物的秘密美妙的典范，因?yàn)?，一切無(wú)非都來(lái)自上帝。德國(guó)圖靈根著名德郭塔王宮圖書館保存著一份萊布尼茨珍貴的手稿，其標(biāo)題：從中國(guó)八卦圖參悟出二進(jìn)制數(shù)之真諦二進(jìn)制的發(fā)明者萊布尼茨萊布尼茨（1646-1716），德國(guó)偉大的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、唯心主義哲學(xué)家。１７００年，系統(tǒng)提出二進(jìn)制的運(yùn)算法則。531.2.1進(jìn)位計(jì)數(shù)制一、數(shù)制的基本概念１．?dāng)?shù)制（NumberSystem）所謂數(shù)制，是指用一組固定數(shù)字和一套統(tǒng)一的規(guī)則來(lái)表示數(shù)目的方法。

巴比倫人創(chuàng)造的60進(jìn)位制測(cè)定角度和時(shí)間。阿拉伯?dāng)?shù)碼和記數(shù)方法公元前三世紀(jì)發(fā)明于印度。1英尺是12英寸，1先令是12便士，1英寸是12英分，鐘有12個(gè)小時(shí)，一年有12個(gè)月。電子計(jì)算技術(shù)中使用的主要有十進(jìn)計(jì)數(shù)制、二進(jìn)計(jì)數(shù)制、八進(jìn)計(jì)數(shù)制、十六進(jìn)計(jì)數(shù)制等幾種。542．?dāng)?shù)碼、基數(shù)與位權(quán)數(shù)碼和數(shù)位數(shù)碼是指表示每一位數(shù)字可能使用的符號(hào)。數(shù)碼在數(shù)字中所占的位置叫數(shù)位?；鶖?shù)（base）數(shù)制所包含的數(shù)碼的個(gè)數(shù)。位權(quán)(PlaceValue)任何一個(gè)數(shù)都是由一串?dāng)?shù)碼表示的，每一位所表示的值除其本身的數(shù)值外，還與它所處的位置有關(guān)，由位置決定的值就叫權(quán)。5554145.14510410310010110210-310-210-1萬(wàn)位千位個(gè)位十位百位千分位百分位十分位讀作:五萬(wàn)四千一百四十五位碼位權(quán)數(shù)碼權(quán)基數(shù)例如：十進(jìn)制數(shù)54154.14556十進(jìn)制（D）二進(jìn)制（B）八進(jìn)制（O）十六進(jìn)制（H）000011112102231133410044510155611066711177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F數(shù)碼計(jì)算機(jī)技術(shù)中常用的四種進(jìn)制數(shù)57數(shù)碼權(quán)基數(shù)進(jìn)位制十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制規(guī)則逢十進(jìn)一逢二進(jìn)一逢二進(jìn)一逢十六進(jìn)一基數(shù)102816數(shù)學(xué)符號(hào)0~90,10~70~9,A~F位權(quán)10i2i8i16i表示形式DBOH1.2.2數(shù)制的轉(zhuǎn)換58r進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制——按權(quán)展開十進(jìn)制數(shù)1232.25=1×103+2×102+3×101+2×100+2×10-1+5×10-2二進(jìn)制數(shù)10110.101=1×24+0×23+1×22+1×21+0×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3=16+0+4+2+0+0.5+0+0.125=22.625八進(jìn)制數(shù)127.21=1×82+2×81+7×80+2×8-1+1×8-2=64+16+7+0.25+0.15625=87.265625十六進(jìn)制數(shù)1AF.C=1×162+A×161+F×160+C×16-1=1×256+10×16+15+12×0.0625=256+160+15+0.75=431.7559常用進(jìn)制數(shù)的表示方法(101.11)10(101.11)2(101.11)8(101.11)16

101.11D101.11B101.11O101.11H

101.11(D)101.11(B)101.11(O)101.11(H)

D（Decimal） 十進(jìn)制

B（Binary） 二進(jìn)制

O（Octal） 八進(jìn)制

H（Hexadecimal） 十六進(jìn)制120.01 678.05 3AE.0B 肯定不是二進(jìn)制數(shù)肯定不是二進(jìn)制數(shù)和八進(jìn)制數(shù)只能是十六進(jìn)制數(shù)60十進(jìn)制轉(zhuǎn)化成r進(jìn)制——取余、分離整數(shù)整數(shù)部分：除r取余，商0為止，首次取得的余數(shù)最右，依次從右至左排列。小數(shù)部分：乘r取整，自定精度，首次取得的整數(shù)最左，依次從左至右排列。61整數(shù)部分除2取余小數(shù)部分乘2取整【例】100.345(D)=110010001011(B)10025022521226232102010111.0401.3800.34520.690220.76021.5202繼續(xù)×××××.0100110余數(shù)法分離整數(shù)1.十化二62【例】100(D)=1008128180441100166046163.十化十六144(O)64(H)除八取余倒序排列除16取余倒序排列2.十化八【例】

100(D)

=63二、八、十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換1.整數(shù)轉(zhuǎn)換每一個(gè)八進(jìn)制數(shù)碼對(duì)應(yīng)三位二進(jìn)制數(shù)。每一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)四位二進(jìn)制數(shù)。從右向左分組，不足為位可以補(bǔ)0。2C1D(H)

10

1100

0001

1101(B) (162)2C1D17123(O)

1

111

001

010

011(B)(82)171236401不足4位后邊補(bǔ)兩個(gè)零變?yōu)?100!二、八、十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換2.實(shí)數(shù)的轉(zhuǎn)換整數(shù)部分：從右向左進(jìn)行分組。小數(shù)部分：從左向右進(jìn)行分組，轉(zhuǎn)化成八進(jìn)制三位一組,不足補(bǔ)零。轉(zhuǎn)化成十六進(jìn)制四位一組，不足補(bǔ)零。

11

0110

1111.1101

0100(B)=36F.D4(H)36F.D4=36F.d1(H)

1

101

101

110.110

101(B)=1556.65(O)155665(0011

0110

1111

0111.1100

0100)2=(36F7.C4)1665數(shù)制轉(zhuǎn)換小結(jié)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成r進(jìn)制數(shù)r進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制r進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換練習(xí)661.2.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的組織形式位一個(gè)二進(jìn)制代碼稱為一位，記為bit（讀為比特)。計(jì)算機(jī)中最直接、最基本的操作就是對(duì)二進(jìn)制位的操作。字節(jié)以8位二進(jìn)制代碼為一個(gè)單元存放在一起，稱為一個(gè)字節(jié)，記為Byte。67字CPU在單位時(shí)間內(nèi)能一次處理的一組二進(jìn)制數(shù)成為字。字長(zhǎng)這組二進(jìn)制的位數(shù)就是字長(zhǎng)。386、486機(jī)的字長(zhǎng)為32位，Pentium機(jī)的字長(zhǎng)可達(dá)64位。容量單位計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器的容量常用B(byte,字節(jié))、KB、MB、GB、TB表示1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB6832位和64位操作系統(tǒng)的區(qū)別所謂的32位（bit）處理器是指只能處理32位，而64位處理器一次能處理64位。64位CPU擁有更大的尋址能力，最大支持16GB內(nèi)存，而32位只能支持4GB內(nèi)存，同時(shí)64位CPU一次可提取64位數(shù)據(jù)，比32位提高了一倍，理論上性能會(huì)提升一倍但這是建立在64位操作系統(tǒng)和64位軟件的基礎(chǔ)上的。對(duì)于一般個(gè)人用戶來(lái)說(shuō)，64位版操作系統(tǒng)在功能上與32位版本軟件差別不大，只是在性能上有所差距，而且64位主要面向企業(yè)用戶。69Windows764位的系統(tǒng)在進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算的時(shí)候，優(yōu)勢(shì)明顯。如果軟件是原生64位，內(nèi)存又足夠大，可以使運(yùn)算速度比起32位的軟件快很多?？墒?，一般我們個(gè)人使用電腦時(shí)，不需要去計(jì)算復(fù)雜問(wèn)題（明天的天氣，計(jì)算太陽(yáng)的黑子，模擬原子彈的爆炸。。）就用不到64位?，F(xiàn)在的確有一些64位原生的軟件，比如解壓縮的7-zip。但是，5秒解壓縮時(shí)間和5.2秒的解壓縮時(shí)間，用戶根本感覺(jué)不到任何變化。更重要的是，連cpu的利用率都還沒(méi)有完全達(dá)到。又何談"快"呢。一般的個(gè)人計(jì)算機(jī)，日常的運(yùn)用，不可能突破32位的限制的。安裝64位系統(tǒng)，占用一大塊的空間，還又能能造成種種硬件驅(qū)動(dòng)的不兼容（因?yàn)?4位還未普及，很多驅(qū)動(dòng)僅僅支持32位系統(tǒng)）得不償失。64位系統(tǒng)中，win7兼容32位程序，可以安裝32位普通程序運(yùn)行。701.2.4二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算1.二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算2.二進(jìn)制數(shù)的減法運(yùn)算加法運(yùn)算法則0+0=00+1=1+0=11+1=0【進(jìn)位】※1101+111011011減法運(yùn)算法則0-0=1-1=01-0=10-1=1【借位】※11011-11101?10171二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算3.二進(jìn)制數(shù)的乘法運(yùn)算4.二進(jìn)制數(shù)的減法運(yùn)算乘法運(yùn)算法則0×0=00×1=1×0=01×1=1減法運(yùn)算法則0÷0=00÷1=01÷1=11101×1010000011010000+110110000010

101101111101110111111101110072二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算邏輯非運(yùn)算邏輯非的真值表 AF=A0110邏輯與運(yùn)算邏輯與的真值表 ABF=A×B00001010011173二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算邏輯或運(yùn)算邏輯或的真值表ABF=A+B000011101111740符號(hào)位00000010101100115141312111098765432101.2.5計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示１．機(jī)器數(shù)一個(gè)數(shù)，包括其正、負(fù)號(hào)，在計(jì)算機(jī)中的數(shù)字化（0和1)表示。２．真值機(jī)器數(shù)所表示數(shù)的計(jì)算機(jī)外部表示?！纠?345（D）在字長(zhǎng)為2字節(jié)中的機(jī)器數(shù)：75小數(shù)點(diǎn)符號(hào)位s15141312111098765432100111111111111111+215-1=327671000000000000000-215=-32768二、整數(shù)和實(shí)數(shù)1.整數(shù)整數(shù)可以看做小數(shù)點(diǎn)在最右邊的定點(diǎn)數(shù)。整數(shù)是精確的，分為帶符號(hào)整數(shù)和無(wú)符號(hào)整數(shù)兩類。假設(shè)采用2個(gè)字節(jié)表示整數(shù):76|N|<1隱含小數(shù)點(diǎn)符號(hào)位s1514131211109876543210２．實(shí)數(shù)(1)定點(diǎn)小數(shù)(2)浮點(diǎn)數(shù)日常的科學(xué)計(jì)算中，對(duì)于絕對(duì)值較大或較小的數(shù)，采用科學(xué)計(jì)數(shù)法：±尾數(shù)×10±階碼6.375=0.06375×102=637.5×10-2=0.6375×101小數(shù)點(diǎn)位置是浮動(dòng)的。77階碼數(shù)符階符尾數(shù)小數(shù)點(diǎn)規(guī)格化尾數(shù)為[0.1，1)范圍內(nèi)的小數(shù)。階碼的位數(shù)決定數(shù)的范圍，采用整數(shù)。-6.375=-110.011(B)=-0.110011×2+11規(guī)格化尾數(shù)[0.1,1)唯一確定小數(shù)點(diǎn)位置1110110011小數(shù)點(diǎn)科學(xué)計(jì)數(shù)法在計(jì)算機(jī)中，為了擴(kuò)大數(shù)的表示范圍，采用科學(xué)計(jì)數(shù)法：實(shí)數(shù)分為尾數(shù)和階碼兩部分尾數(shù)的位數(shù)決定數(shù)的精度，78三、帶符號(hào)數(shù)的表示下面的論述中，假定一個(gè)整數(shù)x在機(jī)器中占用8位。

原碼：最高位為符號(hào)位，數(shù)值部分為原數(shù)的絕對(duì)值。0X1|X|0<=XX<=0＋7：00000111＋0：00000000－7：10000111－0：10000000[X]原=0的表示不唯一不便于進(jìn)行加減運(yùn)算1000010100000100+10001001-5的原碼結(jié)果為-94的原碼－5+4＝？79(2)反碼：正數(shù)的反碼和原碼相同；負(fù)數(shù)的反碼是對(duì)其原碼除符號(hào)位外的部分求反。0X1|X|0<=XX<=0＋7：00000111＋0：00000000－7：11111000－0：11111111[X]反=0的表示不唯一不便于進(jìn)行加減運(yùn)算1111101011110110+111110000-5的反碼結(jié)果為-15-9的反碼-5-9＝？1+11111000180(3)補(bǔ)碼：正數(shù)的補(bǔ)碼和原碼相同，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是在其反碼的最后一位上加1。0X1|X|+10<=XX<=0＋7：00000111＋0：00000000－7：11111001－0：00000000[X]補(bǔ)=0的表示唯一正確進(jìn)行加減運(yùn)算，加減法統(tǒng)一為加法。811111101100000100+11111111-5的補(bǔ)碼結(jié)果為補(bǔ)碼，其原碼為-14的補(bǔ)碼1111101111110111+11110010-5的補(bǔ)碼結(jié)果為補(bǔ)碼，其原碼為-14-9的補(bǔ)碼1溢出丟失?。?+4＝？√-5-9＝？82原碼、反碼、補(bǔ)碼小結(jié)原碼反碼補(bǔ)碼練習(xí)轉(zhuǎn)換練習(xí)83字符的表示編碼是從一個(gè)編碼字符集到一個(gè)位序列的映射西文美國(guó)ACSII碼IBMEBCDIC碼歐洲語(yǔ)系的ISO8859漢字大陸、新加坡國(guó)標(biāo)碼(GB2312－80)港臺(tái)地區(qū)BIG5碼GBK和GBK2KUCS84他的汽車牌照為“德克薩斯ASCII”一、西文字符出現(xiàn)ASCII之前，計(jì)算機(jī)中西文編碼方式有60多種，IBM的設(shè)備中就使用了9種。電腦之間的信息無(wú)法交換。1963年，ASCII之父,IBM的鮑勃·比默爾制定了ASCII，1968年才成為美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。85ACSII碼ACSII碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)(美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼），亦稱ANSIX3.47位編碼，編碼范圍0－127每個(gè)字符占一個(gè)字節(jié)，最高位為0，需要時(shí)用作奇偶校驗(yàn)。控制字符：0～32和127；其余94個(gè)為普通字符：空格 20H 320－9 30H～39H 48～57A－Z 41H～5AH 65～90a－z 61H～7AH 97～122