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计算机应用基础──Windows7+Office20102014-2-28第一章计算机基础知识1问题？学习本课程的意义课程的主要内容学习后有什么收获如何学习好这门课程可编辑22014-2-28第一章计算机基础知识可编辑32014-2-28本章内容提要了解计算机基本运行机理二进制概念了解计算机中数据的表示和存储方式计算方式和编码等可编辑42014-2-281.1计算机的发展历程计算工具经历了由简单到复杂、从低级到高级的不同阶段，每一阶段都促进了生产力的发展，本节简单介绍计算机的发展历程，从而了解人类对客观世界的认知过程。可编辑52014-2-281.1.1早期计算的工具算盘、计算尺手摇计算机程序控制计算机器可编辑62014-2-281.1.2第一台电子计算机可编辑7ENIAC（ElectronicNumericalAndCalculator中文名：埃尼阿克）2014-2-281.1.3数字电子计算机采用二进制思想“存储程序控制”工作原理由五部分组成（存储器、运算器、控制器、输入和输出设备）被称为冯•诺依曼型计算机数字电子计算机发展阶段可编辑82014-2-281.1.4微型计算机发展以大规模集成电路为基础核心部件集成CPU（运算器、控制器）有代表性的发展阶段可编辑92014-2-28微型计算机发展阶段第1阶段(1971—1973年)4-8位低档微处理器时代，第2阶段（1971—1977年）是8位中高档微处理器时代，第3阶段（1978—1984年）是16位微处理器时代第4阶段（1985—1992年）是32位微处理器时代，第6阶段（2005年至今）是酷睿（core）系列微处理器时代第5阶段（1993-2005年）是奔腾（pentium）系列微处理器时代可编辑102014-2-28了解计算机应用领域能开阔视野，了解计算机发展趋势捕捉应用先机。可编辑112014-2-281.2.1计算机的应用领域可编辑12科学计算信息管理过程控制辅助技术应用人工智能多媒体应用电子商务电子政务2014-2-281.2.2计算机发展前景可编辑13巨型化微型化网络和移动化人工智能化云计算2014-2-281.3计算机中信息的表示与存储本节对信息在计算机中的表示、处理和存储方法作介绍，初步了解计算机的运行机理，为将来更深入了解计算机其它复杂信息表示方法打下基础。可编辑142014-2-281.3.1计算机中的数据数字计算机是由数字电路芯片构成数字电路两种状态“低”“高”电平数学上抽象为“0”、“1”两个数码计算机中只有“0”、“1”两种状态。计算机数据运算用“0”、“1”实现。信息储存、表示均用“0”“1”实现可编辑152014-2-281.3.2数制1.十进制数•十进制数是由0，1，2.…，9共十个不同符号来表示数值，也称为阿拉伯数字。特点是“逢十进一”；•数字所处的位置决定了值和权。如223.45可以看成为：223.45=2×102+2×101+3×100+4×10-1+5×10-2•10是十进制的基数，每个位置的数是不一样的，都有权重，以小数点为界左边从0开始编号，右边从-1开始编号，第i位的“权”是10i。可编辑162014-2-28数制2.二进制数由0、1两个数字组成，基数为2，特点是“逢二进一”，如1+1=10。例如二进制数1101.1可表示为：(1101.1)2=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1=(13.5)10可编辑172014-2-28数制3.八进制数由0、1、2…、7八个数字组成，基数为8，特点是“逢八进一”如：(123.4)8=1×82+2×81+3×80+4×8-1=(83.5)10可编辑182014-2-28数制4.十六进制数由0、1、2…、9、A、B、C、D、E、F十六个数字字符组成，基数为16,特点是“逢十六进一”，如：9+1=A，F+1=(10)16。例：(4F8A)16=4×163+F×162+8×161+A×160=(20362)10可编辑192014-2-28数制5.十进制、与其它进制对应关系可编辑20十进制二进制八进制十六进制十进制二进制八进制十六进制000000008100010810001011910011192001002210101012A3001103311101113B4010004412110014C5010105513110115D6011006614111016E7011107715111117F2014-2-28数制不同的数制可以表示相同的数量；不同数制表示同一个数值时，基数越大，使用的位数越少；八进制和十六进制与二进制有一一对应的关系，3位二进制数可以与1位八进制数对应，4位二进制数与1位十六进制数对应。二进制与十六进制的对应关系是常用的，请熟记。可编辑212014-2-28数制二进制数转换为十六进制数方法是：从小数点开始向左、右每4位为一组，不足4位用0补齐，然后对照表1-1每组直接转换。例1：（10110010101110）2=0010010010101110=28AE反过来也是这样如：（1B07）16=（0001101100000111）2=（6919）10例2：(11010.01101)2=(00011010.01101000)2=(1A.68)16二进制数转八进制数是：从小数点开始向左、右每3位为一组，不足3位用0补齐，然后对照表1-1每组直接转换。可编辑222014-2-28数制转换1).任意进制数转换为十进制数任意进制数转换为十进制数可按“权”展开求和。(1101.1)2=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1=(13.5)10(123.4)8=1×82+2×81+3×80+4×8-1=(83.5)10(4F8A)16=4×163+F×162+8×161+A×160=(20362)10有些书籍，对二进制数给后缀B标识，八进制数用后缀O标识，十进制数用后缀D标识或不标识，十六进制数用后缀H标识。如：1101.1B，123.4O，4F8AH,85.5。可编辑232014-2-28数制转换2).十进制数转换为任意进制数要将十进制数的整数部分和小数部分分别进行转换，小数点位置不变。整数部分规则：除以基数取余数，先余为低位，后余为高低小数部分规则：乘以基数取整，先整为高低，后整为低位可编辑242014-2-28数制转换—整数部分可编辑25例如：求（105）10的二进制数。例如：求(3456)10的十六进制数结果是：(3456)10=（D80）162014-2-28数制转换—小数部分可编辑26例如：将(0.3)10变为二进制数。0.3×2=0.6……积的整数部分为00.6×2=1.2……积的整数部分为10.2×2=0.4……积的整数部分为00.4×2=0.8……积的整数部分为00.8×2=1.6……积的整数部分为10.6×2=1.2……积的整数部分为1……结果是(0.3)10=（0.010011）2例如：将(0.3)10变为十六进制数0.3×16=4.8……积的整数部分为40.8×16=12.8……积的整数部分为12(C)160.8×16=12.8……积的整数部分为12(C)160.8×16=12.8……积的整数部分为12(C)16……可以看出还可以不断进行下去，因此只能取一定精度。结果是(0.3)10=（0.4CCC）162014-2-28数制转换—结论不同的数制的数表现形式不一样，但表现客观世界数量关系是没有分别的。人类习惯了十进制数，而现代的数字电子计算机更擅长于二进制数进行运算。在表示数量时两个数制之间没有本质区别。可编辑272014-2-281.3.3计算机信息存储单位1.位（bit）“位”是二进制度量的最小的单位。数字电路组成的计算机中一位能表示的数只有“0”，“1”两种如（1101）2是由4位二进制数组成。可编辑28比特币（bitcoin）2014-2-281.3.3计算机信息存储单位2.字节（Byte）将8位二进制数字构成一组被称为称一个字节（1Byte=8bit）字节是信息组织和存储的基本单位。在计算机中8位（8bit，b）称为一个字节（Byte，B）存储单元。可编辑29信息存储单位及之间的关系：1B=8b（bit）1KB=1024B=210B千字节1MB=1024KB=220B兆字节1GB=1024MB=230B吉字节1TB=1024GB=240B太字节2014-2-281.3.3计算机信息存储单位3.字长计算机一次能并行处理的二进制位称为该机器的字长，或简称“字”。早期的计算机字长只有8位刚好是一字节。（如苹果公司早期的Apple微型计算机就是8位计算机。而现在PC计算机可以同时运算64位（bit）二进制数，因此我们称字长是64位。）字长是计算机中的重要指标，直接反映了计算机中的计算机能力。通常字长越长表示计算机的数据处理能力越强。可编辑302014-2-281.3.4计算机中数的表示本节将简单介绍数值在计算机是怎么表示，如何存放，怎么进行运算。从而加深对计算机中的二进制数理解。可编辑312014-2-281.3.4计算机中数的表示1.无符号整数整数的表示都是字节的倍数。（一字节称为短整数，两字节称为整数，四字节称为长整数。无符号整数，存储单元可表示数的范围为：无符号短整数（shortint）最大表示的整数是：FFH=255；无符号整数（int）最大表示的整数是：FFFFH=65535；无符号长整数（shortint）最大表示的整数是：FFFFFFFFH=4294967295；可编辑322014-2-281.3.4计算机中数的表示可编辑33在计算机中二进制数的长度有存储单元的限制，每个有长度限制的存储单元可以表示的数是有限的。如1个字节能表示的数是，0，1，2，…，254，255，如果想在最大数值中再加1会出现什么情况？请举例说明。2014-2-281.3.4计算机中数的表示2有符号整数在计算机中如果要表示数值的符号仍需用二进制位来表示。通常将数的最高位作为符号位，约定：0表示正数，1表示负数。例如：对于一个字节的有符号整数（01111111）2=+127，（11111111）2=-127。例如：对于一个字的有符号整数（0000000001111111）2=+127；（1000000011111111）2=-255。为了使计算机快捷运算，将减法运算变为有符号数的加法运算，会把有符号数会进一步用三种表示方法：原码、补码、反码。本书篇幅所限，将不涉及计算机CPU内部运算机制，感兴趣请自行参阅相关书籍可编辑342014-2-281.3.4计算机中数的表示可编辑353小数与浮点数在计算机中要存放小数或在一个固定长度的存储单元中要表示更大范围的数就要用定点数或浮点数来表达。一般而言，任意大小二进制数可以用下列格式表示：1阶符阶码数符尾数阶码：是以2为底的二进制指数；阶符：是指数的符号；尾数：是以二进制表示的纯小数，数符：是尾数的符号，符号位同样可以约定“0”表示正数，“1”表示负数。2014-2-281.3.4计算机中数的表示假定浮点数需要2个字节（即16位）存储单元，其中指数部分占8位（含阶符和阶码），小数部分占8位（含数符和尾数）。例1：将16位二进制数浮点数（0000001011110000）2转换为十进制数。解：根据上述规则，把题目中的16位二进制数看成是浮点数应表示为：即210×(-0.111)2=（4）10×(-0.875)10=(-3.5)10例2：将16位浮点数（0111111101111111）2转换为十进制数。解：根据上述规则，把按题目中的16位二进制数看成是高精度浮点数应表示为：即21111111×(0.1111111)2=(2127)10×(0.1111111)2≈(1.701×1038)10×(0.992)10≈（1.688×1038）10可编辑36000000101111000001111111011111112014-2-281.3.4计算机中数的表示在计算