搜索
计算机公共基础北方民族大学基础部张欣前言•本课程的主要研究对象•本课程的教学目的•课时与进度安排•考核情况研究对象－计算机•计算机正在以前所未有的能力改变世界•计算机是什么？•计算机如何进行运算与控制？•我们应该如何看待计算机？•我们应该如何更好的利用计算机？教学目的•基本了解计算机的硬件组成•了解与掌握计算机操作系统的功能•熟练掌握Office套件中Word、Excel等软件的操作•了解多媒体的结构与应用•了解与掌握初步的网络知识第1章计算机基础知识1.1计算机概述1.1.1计算机的发展计算工具：用于对数字进行记录和运算的工具。例如：结绳计数，算筹，算盘，计算尺，加法机，差分机等。运行方式：手动，机械，电子1946年，世界第一台电子计算机诞生，它的名字叫做ENIAC（TheElectronicNumercialIntegratorAndComputer，电子数值积分计算机）。各种参数•体积：30×3×1M3•重量：130吨•耗电量：150KW•速度：5000次/秒•元件：18800个电子管•占地面积：170M2计算机发展的代别：代别年代逻辑元件代表软件第一代1946～1958电子管机器语言、汇编语言第二代1959～1964晶体管批处理系统第三代1965～1970中、小规模集成电路分时操作系统第四代1971～大、超大规模集成电路数据库，网络系统1.1.2计算机的特点（1）有逻辑判断能力逻辑判断与加工能力是计算机的一大特点，逻辑判断即判断对与错、真与假。（2）存储容量大信息的海量存储意味着处理能力的提高。（3）运算速度快从诞生至今，计算机的运算速度已从每秒5000次增长到了每秒运算数百亿次（加法运算）。（4）通用性强具有处理各种信息的能力。还具有精度高技术密集等特点。1.1.3计算机的分类按照处理能力来分类：（1）巨型计算机（2）小巨型计算机（3）大型主机（4）小型计算机（5）个人计算机（PC）（6）工作站大型计算机小型计算机微型计算机1.1.4计算机的基本工作原理1.冯·诺伊曼的设计思想•计算机硬件设备由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备5大部件组成。•计算机内部采用二进制数码来表示指令和数据，一条指令由一个操作码和一个地址码构成。•编制好的程序（由若干条相应的指令构成）保存在计算机的存储器中，计算机工作时，自动从存储器中逐条取出指令并执行。2.基本工作原理输入设备存储器输出设备运算器控制器程序数据结果指令和数据控制信号1.1.5计算机应用简介计算机是人脑的扩展和延伸。主要应用于以下几个方面：（1）科学与工程计算速度快，精度高（2）自动控制逻辑判断，精度高（3）数据处理逻辑判断，速度快，存储容量大（4）各种计算机辅助系统通用性强，精度高（5）多媒体技术与应用通用性强，存储容量大（6）计算机网络与应用速度快，存储容量大1.2二进制与信息数字化1.2.1认识二进制1.十进制•有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共10个基本数码•逢十进一•每个数位的位值，或称“权”，均是基数10的某次幂按权展开式：4×102＋6×101＋9×100＋2×10-2＋4×10-1469.42＝＝400＋60＋9＋0.4＋0.022.二进制•只有0、1共2个基本数码•逢二进一•每个数位的位值，或称“权”，均是基数2的某次幂按权展开式：1×23＋0×22＋1×21＋0×2-1＋1×20（1011.01）2＝＝8＋0＋2＋1＋0＋0.25＋1×2-2＝（11.25）10如上，将二进制数转化为十进制数3.二进制的特点（1）表示容易充分利用了物理器件的物理特性，通或断，明或暗，高电压或低电压等。（2）运算简单只有0、1两种基本数码，运算方法简单。（3）工作可靠只有两种状态，在表示、传输和处理过程中不易出错。（4）逻辑性强两种状态刚好表示出了真、假两个逻辑值，有利于逻辑判断。二进制的基本运算数学加法：验证：10110.10＝1×24＋0×23＋1×22＋1×21＋0×20＋1×2-1＋0×2-2＝16＋0＋4＋2＋0＋0.5＋0＝22.5注意：逢二进一0＋0＝01＋0＝10＋1＝11＋1＝10加以引申：1011.01（11.25）+1011.01（11.25）10110.10（22.50）1.2.2二进制与十进制的转换1.二进制转换为十进制按权展开(11011.101)2=(1×24+1×23+0×22+1×21+1×20+1×2－1+0×2－2+1×2－3）10=(16+8+0+2+1+0.5+0+0.125)10=(27.625)102.十进制转换为二进制（1）十进制整数转换为二进制整数通常采取“除以2取余”的方法。即对该十进制整数逐次除以2，直至商数为0，逆向取每次得出的余数，就可得到该十进制数对应的二进制数。例：将十进制数89和225分别转换为二进制数8921122521225011228561473440122222210012201112222221110000余数余数逆向逆向即：（89）10＝（1011001）2即：（225）10＝（11100001）2此时整数部分＝0运算结束。3.十进制小数转换为二进制小数通常采取“乘以2取整”的方法。即对该十进制小数逐次乘以2，直至乘积的小数部分为0，正向取每次乘积的整数部分，即为该十进制小数对应的二进制小数。注意：每次相乘只有小数部分参与运算。例：十进制小数0.34375转换为二进制小数0.34375×21.375000.687500.750001.50000×2×2×2×21.00000整数部分＝0整数部分＝1整数部分＝0整数部分＝1整数部分＝1正向即：（0.34375）10＝（0.01011）2此时小数部分＝0运算结束。综上所述，十进制数字转换为二进制数字时，可将整数部分与小数部分分开来进行转换，转换完成后再将整数部分和小数部分相加合并。需要注意的是，整数的转换可以完全转换，而对于小数的转换，大部分的十进制小数无法用有限位的二进制小数表示。例如：0.4×20.8整数部分＝0×21.6整数部分＝1×21.2整数部分＝1×20.4整数部分＝0陷入了无穷循环。结果（0.4）10＝（0.0110011001100110……）2对于这样的转换结果，可以取其近似值。即（0.4）10≈（0.011011）2＝（0.390625）101.2.3八进制与十六进制二进制虽然很符合计算机对数字的要求，但是由于进制太小，导致了表示数字的位数较长。例如：（64）10＝（1000000）2，（256）10＝（100000000）2二进制的这个特性对于计算机的用户的记忆和书写来说是非常不方便的，所以在实际工作中，人们往往采用八进制和十六进制作为二进制的缩写形式对二进制数字进行描述，这样就大大简化了记忆和书写的难度。还是上面的例子：（64）10＝（100）8＝（40）16，（256）10＝（400）8＝（100）16由上面的例子就可以看出，八进制和十六进制对于简化二进制有着很重要的作用。1.八进制数同十进制与二进制一样：•有0、1、2、3、4、5、6、7共8个基本数码•逢八进一•“权”均是8的某次幂八进制数转换为十进制数，依然是按权展开式：（137）8＝（1×82＋3×81＋7×80）10＝（64＋24＋7）10＝（95）10十进制数转换为八进制数，同二进制一样，整数部分与小数部分分开转换，只是将整数部分的“除以2取余”改为“除以8取余”，小数部分的“乘以2取整”改为“乘以8取整”2.十六进制数由于十进制只有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个基本数码，所以用A、B、C、D、E、F来代表10、11、12、13、14、15：•有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F共16个基本数码•逢十六进一•“权”均是16的某次幂十六进制数转换为十进制数，依然是按权展开式：（137）16＝（1×162＋3×161＋7×160）10＝（256＋48＋7）10＝（311）10（1EA）16＝（1×162＋14×161＋10×160）10＝（256＋224＋10）10＝（490）10十进制数转换为十六进制数，同二进制一样，整数部分与小数部分分开转换，只是将整数部分的“除以2取余”改为“除以16取余”，小数部分的“乘以2取整”改为“乘以16取整”3.八进制与二进制之间的转换（1）八进制转换为二进制由于8是2的3次方，八进制的1位数码对应的就是二进制的3位数码。例：八进制数37.416转换为二进制数37.416（八进制）011111.100001110（二进制）即：（37.416）8＝（11111.10000111）2（2）二进制转换为八进制将二进制数以小数点为基准，向两边三位三位分开（不足三位的用0补齐），每3位二进制数码转换为1位八进制数码。例：二进制数1010110.00110101转换为八进制数001010110.001101010（二进制）126.152（八进制）即：（1010110.00110101）2＝（126.152）84.十六进制与二进制之间的转换（1）十六进制转换为二进制由于16是2的4次方，十六进制的1位数码对应的就是二进制的4位数码。例：十六进制数5D.F9转换为二进制数5D.F9（十六进制）01011101.11111001（二进制）即：（5D.F9）16＝（1011101.11111001）2（2）二进制转换为十六进制将二进制数以小数点为基准，向两边四位四位分开（不足四位的用0补齐），每4位二进制数码转换为1位十六进制数码。例：二进制数101011000100.00010110转换为十六进制数101011000100.00010110（二进制）AC4.16（十六进制）即：（101011000100.00010110）2＝（AC4.16）8数十进制二进制八进制十六进制零0000一1111二21022三31133四410044五510155六611066七711177八81000108九91001119十10101012A十一11101113B十二12110014C十三13110115D十四14111016E十五15111117F十六16100002010思考•（100）10－1＝•（100）2－1＝•（100）8－1＝•（100）16－1＝？？？？（99）10（11）2（77）8（FF）16＝（99）10＝（3）10＝（63）10＝（255）10以上的四个数字（100）10、（100）2、（100）8、（100）16，哪个数字最大？所以（100）2（100）8（100）10（100）16，由此可见，数字表现一样的，进制数越大则数值本身越大。1.2.4字符ASCII码计算机所处理的不仅仅是数字，要面对用户，就必须能够处理文字字符。为了实现这个目的，在计算机中广泛使用了ASCII码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange，美国标准信息交换代码），ASCII码用一组7位的二进制码来表示最常用的字符和符号以及控制码，由于7位的二进制码（0000000－1111111）转换为十进制是（0－127），所以最多只能表示出128个上述符号。ASCII码被国际标准化组织认定为国际标准，在世界范围内通用。其中包括34个控制码、10个阿拉伯数字、26个大写英文字母、26个小写英文字母以及32个标点符号和运算符，共128个。除了34个控制码不可打印输出外，其余的字符和符号都可以印刷或通过打印机输出。通常，用8位二进制码来存储和表示ASCII码。当最高位（最左边）为“0”时，表示的是标准ASCII码（0－127），当最高位为“1”时，表示的是扩展ASCII码（128－255），用于表示其他一些西文文字和特殊符号。1.2.5汉字信息的编码计算机自从出现，一直在西方主要是美国发展，所以英文在计算机中占主导地位，各种软件，包括操作系统，各种应用软件（除了国内厂商生产的软件），绝大部分是英文版，或者先有英文版再有中文版。这种情况对于中国或其他非英语国家的计