计算机概述

授课教师：xxx电子计算机的发展计算机的编码与数据计算机病毒与防治计算机系统的组成和基本结构1.1电子计算机的发展1.计算机的诞生与发展2.计算机概述3.21世纪的计算机计算机的诞生与发展计算机的诞生计算机发展的关键人物计算机的发展计算机发展的趋势与展望计算机基础知识计算机的诞生与发展世界上第一台计算机是在1946年诞生的，该机一共使用了18000个电子管、1500个继电器、机重约30t、占地约170m2、耗电150kW、每秒钟可做5000次加减法或400次乘法运算。当这个庞然大物诞生时，人们可能没有想到计算机会有如此迅猛的发展和如此巨大的作用。第一台计算机现代计算机体系结构冯·诺依曼机：“存储程序”的概念五十多年来，计算机系统基本结构没有变。英国科学家阿兰.图灵•建立图灵机（Turingmachine）模型，奠定了可计算理论的基础；•提出图灵测试，阐述了机器智能的概念。美籍匈牙利数学家冯.诺依曼计算机的诞生与发展理论计算机的奠基人：阿兰·图灵（AlanMathisonTuring），1912年6月23日出生于英国伦敦，是20世纪最著名的数学家之一。1931年图灵进入剑桥大学国王学院（King’sCollege），毕业后到美国普林斯顿大学攻读博士学位，二战爆发后回到剑桥。图灵于1954年6月7日去世，当时年仅41岁。计算机发展历史人物计算机的诞生与发展计算机奠基人：冯·诺依曼（JohnVonNeumann），1903年12月28日生于匈牙利布达佩斯的一个犹太人家庭，是著名美籍匈牙利数学家。冯·诺依曼是普林斯顿大学、宾夕法尼亚大学、哈佛大学、伊斯坦堡大学、马里兰大学、哥伦比亚大学和慕尼黑高等技术学院等校的荣誉博士。他是美国国家科学院、秘鲁国立自然科学院和意大利国立林且学院等院的院士。1951年至1953年任美国数学会主席，1954年任美国原子能委员会委员。冯·诺依曼于1957年2月8日在华盛顿去世，终年54岁。计算机发展历史人物电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路计算机的发展基于冯诺依曼思想设计的计算机硬件核心由五部分组成采用二进制程序存储发展特点：发展：计算机的诞生与发展计算机发展历程表计算机的诞生与发展从第一代到第四代，计算机的体系结构都是相同的，即都是由控制器、存储器、运算器、输入输出设备组成，称为冯.诺依曼体系结构。计算机的诞生与发展•巨型化是指计算机的存储容量更大、运算速度更快、功能更强。•微型化是以微处理器的发展为特征的。•网络化是把分散在不同地方的计算机联结成一个大规模、功能强的系统，使众多的计算机可以互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。•多媒体化是能综合处理数值、文字、声音、图形、图像、视频和音频等信号。•智能化是要求计算机具有人工智能，即让计算机能够进行图像识别、定理证明、研究学习、探索、联想、启发和理解人的语言等，是新一代计算机要实现的目标。计算机发展趋势与展望计算机概述计算机的定义计算机的分类计算机的应用与特点计算机基础知识计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子装置。计算机概述计算机的定义计算机的分类数字计算机模拟计算机数模混合计算机按处理对象按使用范围通用计算机专用计算机按规模……巨型计算机大/中型计算机小型计算机微型计算机工作站或服务器计算机概述（1）巨型机（超级计算机）巨型机又称超级计算机，它是目前运算速度最高、存储容量最大、处理能力最强、工艺技术性能最先进的通用超级计算机，主要用于复杂的科学计算和军事等专用领域。我国研制的银河机、曙光机均属于巨型机。（2）大/中型机大/中型机又称大/中型计算机。广泛地应用于科学和工程计算、信息的加工处理、企事业单位的事务处理等方面。这类计算机具有极强的综合处理能力和极广泛的性能覆盖面，通用性强。（3）小型机小型机规模较小，结构简单、价格便宜、维修使用方便、易于操作维护、设计试制周期短、软件开发成本低、便于及时采用先进工艺技术。它们已广泛应用于工业自动控制、大型分析仪器、测量设备、企业管理、大学和科研机构等，同时也可以作为大型与巨型计算机系统的辅助计算机。（4）工作站工作站是介于小型机与PC（PersonalComputer，个人计算机）之间的一种高档的微型机。其运算速度比微型机快，且有较强的联网功能。主要用于特殊的专业领域，如图像处理、辅助设计等。（5）微型计算机微型计算机简称微机，是当今最为普及的机型。它体积小、功耗低、功能强、可靠性高、结构灵活，对使用环境要求低，性能价格比明显地优于其他类型的计算机。（6）服务器服务器是在网络环境下为多用户提供服务的共享设备，一般分为文件服务器、计算服务器、通信服务器和打印服务器等，该设备连接在网络上网络用在通信软件的支持下远程登录，共享各种服务。（7）网络计算机一种在网络环境下使用的终端设备，内存容量大、通信功能强，但本机中不一定配置外存，所需要的程序和数据存储在网络的服务器中。计算机的应用科学计算数据处理过程检测和控制人工智能（AI）计算机辅助系统(CASE/CAD/CAM/CAI)信息高速公路电子商务娱乐计算机概述计算机的特点运算速度快精确度高具有记忆和逻辑判断能力计算机内部自动化操作计算机概述21世纪的计算机计算机技术的新发展网络时代的计算机应用技术计算机基础芯片技术并行处理技术网格技术蓝牙技术嵌入技术中间件技术计算机技术的新发展21世纪计算机传统局域网应用的Client/Server（客户机/服务器）计算模式面向应用的Browser/Server（浏览器/服务器）计算模式B/S与C/S混合计算模式网络时代的计算机应用技术21世纪计算机1.2计算机的编码与数据1.数制及其转换2.计算机中信息的表示方法数制及其转换数字化信息编码的概念进位计数制不同进制之间的转换计算机基础知识编码就是采用少量的基本符号，选用一定的组合原则，以表示大量复杂多样的信息。基本符号的种类和这些符号的组合规则是一切信息编码的两大要素。在计算机中，广泛采用的是只用0和1两个基本符号组成的基2码，或称为二进制码。二进制码在物理上最容易实现。二进制码用来表示的二进数及其编码、计数、加减运算规则简单。二进制码的两个符号与逻辑命题的两个值相对应。按进位的原则进行计数逢r进1采用位权表示法进位计数制的基本概念定义进位计数制中的两个要素：位权；基数。每一种数制都有固定的符号集。都是用位置表示法：即处于不同位置的数字所代表的值不同，与它所在位置的权值有关。任何一种进位计数制表示的数都可以写出按其权展开成多项式之和，任意一个r进制数N可表示为：其中：Ｄi为该数制采用的基本数符，ri是位权，r是基数，表示不同的进制数；m为整数部分的位数，k为小数部分的位数。数制的共同特点例子十进制数5555.555可表示为：5555.555=5×103+5×102+5×101+5×100+5×10-1+5×10-2+5×10-3进位制二进制八进制十进制十六进制规则逢二进一逢八进一逢十进一逢十六进一基数r=2r=8r=10r=16数符0,10,1---70,1---90,1---9,A---F位权2i8i10i16i形式表示BODH计算机中常用的几种进制数的表示数制间的转换十进制数非十进制数非十进制数十进制数二、八、十六进制之间的转换由一种数制转换成另一种数制87538918110结果为：113余数法：除基数取余数、由下而上排列。示例：十进制整数非十进制整数进位法：用十进制小数乘基数，当积为0或达到所要求的精度时，将整数部分由上而下排列。示例：0.625╳21.250整数=1╳20.50整数=0╳21.0整数=1小数值=0结果为：101十进制小数非十进制小数位权法：把各非十进制数按权展开求和转换公式：(N)D=a1×rn-1+a2×rn-2+...+am-1×r1+am×r0+am+1×r-1+...示例：(1011.1)B=1×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1=8+0+2+1+0.5=(11.5)D非十进制数十进制数二进制十六进制二进制八进制二、八与十六进制之间的转换一位拆三位一位拆四位三位并一位四位并一位整数从右向左小数从左向右例子：010100101.010111010二进制数245.272八进制数(10100101.01011101)B=(245.272)O二、八与十六进制之间的转换000110110111.0100(1B7.4)16示例：100110110111.010100(4667.24)8计算机中信息的表示方法信息和数据数字化信息编码计算机基础知识信息信息同物质和能源一样，是人们赖以生存与发展的重要资源。人类通过信息认识各种事物，借助信息的交流沟通人与人之间的联系，互相协作，从而推动社会前进。可传递性和共享性信息必须依附于载体信息的可处理性信息的主要特征信息概述数据是表达现实世界中各种信息的一组可以记录、可以识别的记号或符号。它是信息的载体，是信息的具体表现形式，可以是字符、符号、表格、声音、图像等。位（bit）字节（Byte）字（Word）数据的单位：数据概述计算机中的最小的数据单位二进制的一个数位，称为比特位，简称位，用b(bit)表示。相邻８位组成一字节，用Ｂ表示。是计算机中用来表示存储容量大小的基本单位。１B=8b1KB=210B=1024B1MB=220B=1024KB1GB=230B=1024MB1TB=240B=1024GB字是在计算机中作为一个整体被存取、传送、处理的二进制数位。每个字中二进制位数的长度称为字长。字长所占位数及其所表示的数的范围：字长：８，数据范围：-128~127,即-27~(27-1)字长：16，数据范围：-32768~32767,即-215~(215-1)字长：32，数据范围：-2147483648~2147483647,即-231~(231-1)……位（bit）字长字节（Byte）数据存储的组织结构BCD码ASCII码汉字交换码（国标码）区位码数字化信息编码将十进制数的每一位写成二进制形式的十进制编码，使其成为二--十进制编码的十进制数叫做BCD码（BinaryCodedDecimal）。8421BCD码，四位二进制数的权分别为8，4，2，1。十进制数8421码十进制数8421码000008100010001910012001010000100003001111000100014010012000100105010113000100116011014000101007011115000101018421BCD码编码图例子：写出十进制数471的BCD码。471010001110001ASCII码（AmericaStandardCodeforInformationInterchange）是美国标准信息交换码。国际通用的是7位ASCII码，它包括大、小写英文字母、阿拉伯数字、标点符号及控制符等特殊符号编码，共128个字符。汉字交换码（国标码）是以国家标准局1980年颁布的《信息交换用汉字编码字符集基本集》规定的汉字交换码作为国家标准汉字编码。国标码（即交换码）机外码（输入码）机内码（内码）字型码（文字输出编码）汉字编码将所有的国标码汉字及符号组成一个94╳94的方阵，每一行称为一个区，每一列称为一个位。一个汉字所在的区号和位号的组合就构成了该汉字的区位码。高两位为区号，低两位为位号。汉字或字符与区位码是一一对应的。区位码和国标码相对应，区位码是十进制的国标码，国标码是十六进制表示的区位码。分组1~15区：图形符号区16~55区：一级汉字区56~87区：二级汉字区88~94区：自定义汉字区计算机中数据的表示法机器数与真值符号被数值化了的数称为机器数，把原来的用正负号和绝对值来表示的数值称为机器数的真值。如，真值为+0.101，机器数为0.101；真值为-0.101，机器数为1.