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计算机应用基础教程第一章计算机基础知识实践训练中心第一章计算机基础知识1.1计算机的发展、分类与应用1.1.1计算机的发展1、计算机的出现与分代◆1946年第一台电子计算机ENIAC(电子数字积分计算机）诞生于美国宾夕法尼亚大学。占地面积：170平方米；重30余顿；耗电140千瓦；运算速度5000次/秒；使用了18000多个电子管、1500多个继电器、10000多只电容和7000多个电阻。第一章计算机基础知识1.1计算机的发展、分类与应用1.1.1计算机的发展1、计算机的出现与分代◆计算机的发展分代是根据电子元器件的发展而划分：【电子管(1946-1957)】【晶体管1957-1964】【集成电路1965-1970】【大规模集成电路1971~】第一章计算机基础知识1.1计算机的发展、分类与应用1.1.1计算机的发展1、计算机的出现与分代◆计算机的发展分代（根据电子元器件的发展）：（1）第一代：电子管计算机时代（1946~1957年）采用电子管作为运算和逻辑元件，使用机器语言和汇编语言。运算次数达到5000~30000次/秒。IBM705电子计算机第一章计算机基础知识1.1计算机的发展、分类与应用1.1.1计算机的发展1、计算机的出现与分代◆计算机的发展分代（根据电子元器件的发展）：（2）第二代：晶体管计算机时代（1957~1964年）采用晶体管作为运算和逻辑元件，具有主存储器和外存储器，使用高级编程语言（FORTRAN、COBOL）。运算次数达到几万次~几十万次/秒。并被广泛应用于数据处理领域。CDC6600电子计算机第一章计算机基础知识1.1计算机的发展、分类与应用1.1.1计算机的发展1、计算机的出现与分代◆计算机的发展分代（根据电子元器件的发展）：（3）第三代：中、小规模集成电路计算机时代（1965~1970年）采用集成电路代替分立元件，采用半导体存储器，中央处理器采用微程序技术；拥有较完善的操作系统；出现了并行技术、多处理机、虚拟存储系统等技术。运算速度达到几十万次~几百万次。IBM360第一章计算机基础知识1.1计算机的发展、分类与应用1.1.1计算机的发展1、计算机的出现与分代◆计算机的发展分代（根据电子元器件的发展）：（4）第四代：大规模集成电路和超大规模集成电路计算机时代（1971~）采用大规模和超大规模集成电路为主要功能部件，采用更高集成度的半导体存储器，出现了磁盘、光盘、鼠标、图像扫描仪、数码照相机和高分辨率彩色显示器以及高质量的打印机和绘图仪。IBM-PC第一章计算机基础知识1.1计算机的发展、分类与应用1.1.1计算机的发展2、微型机的发展阶段20世纪70年代后，出现了微处理器和微型计算机。微处理器（Microprocessor）：以单片大规模集成电路制成的具有运算和控制功能的处理器。以微处理器作为中央处理器(CPU)的计算机通称为微型计算机。第一阶段（1971-1972）：计算机指令长为4位或8位。采用机器语言或汇编语言。第二阶段（1973-1977）：计算机指令长为8位。集成度较高，采用汇编语言和高级编程语言，并出现了操作系统。第三阶段（1978-1981）：计算机指令长为16位。具有丰富的指令系统、多种数据处理方式。第四阶段（1981-）：90年代出现了由32位微处理器构成的微型机。2001年出现了64位微处理器(Itanium)。第一章计算机基础知识1.1计算机的发展、分类与应用1.1.2计算机的分类分类标准：计算机的速度、存储量、同时容纳的用户数以及价格。(1)、巨型计算机也称为超级计算机，其占地最大，价格最贵，功能最强，其运算速度最快，每秒万亿次。目前多用于军事、气象预报、科学研究等领域。银河巨型计算机第一章计算机基础知识1.1计算机的发展、分类与应用1.1.2计算机的分类(2)、大型计算机速度低于巨型机，容量稍小于巨型机，价格低于巨型机。能够支持上百个用户工作，一般用于处理中度复杂的问题。IBM大型计算机第一章计算机基础知识1.1计算机的发展、分类与应用1.1.2计算机的分类(3)、小型计算机容量小于大型机，价格较便宜，同时容纳30~60多个用户。随着计算机硬件的发展，已有用微型机代替小型机的发展趋势。小型机第一章计算机基础知识1.1计算机的发展、分类与应用1.1.2计算机的分类(4)、微型计算机又称“个人计算机”（PC），俗称“电脑”。价格便宜，功能齐全，广泛应用于家庭、学校、办公等。主要类型有台式的、笔记本式等。目前市场上主要流流行的是“双核”CPU的计算机。微型机第一章计算机基础知识1.1计算机的发展、分类与应用1.1.2计算机的分类(5)、工作站是一种高档的微型机，介于小型机和微型机之间。与普通PC机的区别是：配有高分辨率大屏幕、容量很大的内存储器存和外存储器、有较强的信息处理和高性能的图形图像以及联网功能。适用于CAD/CAM等。网络中的“工作站”泛指联网用户的结点，以区别于网络服务器，常由一般的PC机充当。工作站第一章计算机基础知识1.1计算机的发展、分类与应用1.1.3计算机的特点(1)、处理速度快(2)、计算精度高(3)、具有记忆能力(4)、具有逻辑判断能力(5)、支持人机交互第一章计算机基础知识1.1计算机的发展、分类与应用1.1.5计算机的发展趋势(1)、高度集成化(2)、网络化(3)、智能化①、智能机器人②、专家系统③、模式识别④、多媒体技术⑤、面向对象的程序设计方法第一章计算机基础知识1.2数制与数制转换1.2.1二进制及二进制的运算规则2、采用二进制的原因⑴电路简单计算机是由逻辑电路组成的，逻辑电路只有两种状态：如开关的接通和断开、晶体管的饱和与截止、电压的高电平与低电平等。⑵运算简单二进制运算法则简单⑶工作可靠二进制运算规则简单、状态少，数字的存储、传输和处理不易出错⑷逻辑性强二进制的0和1正好与逻辑代数的“真”与“假”相匹配。第一章计算机基础知识1.2数制与数制转换1.2.2八进制与十六进制1、八进制◆八进制有八个数码：0、1、2、3、4、5、6、7；进位基数为8；加法运算为“逢八进一”；减法运算为“借一为八”。◆八进制的数按权展开表示法：D=Qn-1.8n-1+Qn-2.8n-2+…+Q0.80+Q-1.8-1+…+Q-m.8-m如：(317)8=3×82＋1×81＋7×80＝(207)10第一章计算机基础知识1.2数制与数制转换1.2.2八进制与十六进制2、十六进制◆十六进制有16个数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F；进位基数为16；加法运算为“逢十六进一”；减法运算为“借一为十六”。其中：A－10、B－11、C－12、D－13、E－14、F－15◆十六进制的数按权展开表示法：D=Qn-1.16n-1+Qn-2.16n-2+…+Q0.160+Q-1.16-1+…+Q-m.16-m如：(3C4)16=3×162＋12×161＋4×160＝(964)10第一章计算机基础知识1.2数制与数制转换1.2.2八进制与十六进制◆各进制数的区别表示：十进制：在数字后加D或不加字母，512D或512；二进制：在数字后加B，1011B；八进制：在数字后加Q，126Q；十六进制：在数字后加H，A804H；第一章计算机基础知识1.2数制与数制转换1.2.3各进制数之间的转换1、二进制数与十进制数的相互转换⑴二进制数转换为十进制数：将二进制数按权展开相加即可。二进制的数按权展开的表示法：D=Dn-1.2n-1+Dn-2.2n-2+…+D0.20+D-1.2-1+…+D-m.2-m如：(1011.01)2=1×23+0×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2=8+0+2+1+0.25=(11.25)10第一章计算机基础知识1.2数制与数制转换1.2.3各进制数之间的转换1、二进制数与十进制数的相互转换⑵十进制数转换为二进制数：①整数的转换将十进制数反复除以2，直至商为0，然后把第一次相除得到的余数作为最低位K0，最后一次得到的余数作为最高位Kn－1，将每次相除所得的余数按次序排列起来，Kn-1Kn-2…K0，即为所求的二进制数。第一章计算机基础知识1.2数制与数制转换1.2.3各进制数之间的转换1、二进制数与十进制数的相互转换⑵十进制数转换为二进制数：①整数的转换例：将(121)10转换为二进制数2121…余数为1(K0)60…余数为0(K1)2302…余数为0(K2)15…余数为1(K3)27…余数为1(K4)23…余数为1(K5)21…余数为1(K6)20低位高位(121)10=K6K5K4K3K2K1K0=(1111001)2第一章计算机基础知识1.2数制与数制转换1.2.3各进制数之间的转换1、二进制数与十进制数的相互转换⑵十进制数转换为二进制数：②纯小数的转换乘二取整法：将十进制的小数乘以2，取乘积的整数部分，作为相应二进制小数点后最高位K-1，然后反复取小数部分乘以2取整数部分，得到K-2K-3…K-m，直至乘积的小数部分为零或二进制小数点后的位数达到精度为止，所得的序列0.K-1K-2K-3…K-m就是转换后得到的二进制小数。第一章计算机基础知识1.2数制与数制转换1.2.3各进制数之间的转换1、二进制数与十进制数的相互转换⑵十进制数转换为二进制数：②纯小数的转换例：将(0.8125)10转换为二进制数：0.8125×2＝1.6250…整数部分为1(K-1)0.6250×2＝1.2500…整数部分为1(K-2)0.2500×2＝0.5000…整数部分为0(K-3)0.5000×2＝1.0000…整数部分为1(K-4)(0.8125)10=0.K-1K-2K-3K-4=(0.1101)2高位低位第一章计算机基础知识1.2数制与数制转换1.2.3各进制数之间的转换1、二进制数与十进制数的相互转换⑵十进制数转换为二进制数：②纯小数的转换例：将(0.5773)10转换为二进制数，保留到小数点后6位：0.5773×2=1.1546整数部分为1(K-1)0.1546×2=0.3092整数部分为0(K-2)0.3092×2=0.6184整数部分为0(K-3)0.6184×2=1.2368整数部分为1(K-4)0.2368×2=0.4736整数部分为0(K-5)0.4736×2=0.9472整数部分为0(K-6)(0.5773)10=0.K-1K-2K-3K-4K-5K-6=(0.100100)2高位低位第一章计算机基础知识1.2数制与数制转换1.2.3各进制数之间的转换1、二进制数与十进制数的相互转换⑵十进制数转换为二进制数：③对于既有整数又有小数的十进制数，可将其整数部分和小数部分分别转换成二进制数，然后加起来即可。例：将(25.25)10转换为二进制数：整数部分：(25)10＝(11001)2小数部分：(0.25)10=(0.01)2故:(25.25)10=(11001.01)2第一章计算机基础知识1.2数制与数制转换1.2.3各进制数之间的转换2、八进制、十六进制和十进制数之间的转换⑴八进制数转换为十进制数：以8为基数按权展开并相加。⑵十进制数转换为八进制数：整数部分除以8取余，小数部分乘以8取整。例：将(207.321)10转换为八进制数，保留小数后4位：0.321×8=2.568整数部分为20.568×8=4.544整数部分为40.544×8=4.352整数部分为40.352×8=2.816整数部分为2高位低位8207余数为7825余数为183余数为30低位高位(207.321)10=(713.2442)8第一章计算机基础知识1.2数制与数制转换1.2.3各进制数之间的转换2、八进制、十六进制和十进制数之间的转换⑶十六进制数转换为十进制数：以16为基数按权展开并相加。⑷十进制数转换为十六进制数：整数部分除以16取余，小数部分乘以16取整。例：将(207.321)10转换为16进制数，保留小数后4位：0.321×16=5.136整数部分为50.136×16=2.176整数部分为20.176×16=2.816整数部