20120304第1章 计算机应用基础教程

计算机应用基础教程第一章计算机基础知识授课教师:庞素琳公共管理学院/应急管理学院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1、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。2、二进制二进制有二个数码：0、1；进位基数为2；加法运算为“逢二进一”；减法运算为“借一为二”。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例1：(317)8=3×82＋1×81＋7×80＝(207)10例2：61626364656685421010420176482808187868482818786131072819264566139390把八进制转换成十进制课堂练习•把以下八进制的数转换为十进制的数•34513•1007324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课堂练习•把以下十六进制的数转换为十进制的数•24FA3•1D7C4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8