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大学计算机基础

大学计算机基础. 教师：聂文龙 数信学院计算机系 6304 Email:wlnie@sina.com Tel:13750634805 / 664805 （ 工作时间）. 第 1 章 计算机基础知识. 本章主要内容： ★计算机的概述。 ★ 数据与信息。 ★ 数制与编码。 ★硬件系统与软件系统。 ★计算机的安全。 ★软件知识产权与计算机道德。. 【 计算机 】 是一种能够 储存 ，并能 自动 、 高速 、 精确处理数据 的电子机器。. 运算器. 存储器. 输入. 输出. 控制器. 1.1 计算机概述.

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  1. 大学计算机基础 教师：聂文龙 数信学院计算机系 6304 Email:wlnie@sina.com Tel:13750634805 / 664805 （工作时间）

  2. 第1章 计算机基础知识 本章主要内容： ★计算机的概述。 ★ 数据与信息。 ★ 数制与编码。 ★硬件系统与软件系统。 ★计算机的安全。 ★软件知识产权与计算机道德。

  3. 【计算机】是一种能够储存，并能自动、高速、精确处理数据的电子机器。【计算机】是一种能够储存，并能自动、高速、精确处理数据的电子机器。 运算器 存储器 输入 输出 控制器 1.1 计算机概述 工作原理：存储程序和程序控制。即，冯·诺依曼体系结构。

  4. 1.1 电子计算机的发展简史 世界上的第一台电子计算机 1946年2月，世界上第一台电子计算机 ENIAC 在美国宾夕法尼亚大学问世。 它的出现，开创了一个计算机时代，从此揭开了人类历史发展的新纪元。它主要从事军事方面的研究

  5. 世界上的一台电子计算机 ENIAC ENIAC 档案 • 体积庞大重达30吨 • 启动电力150000瓦 • 含18000个电子管 • 仅能保存80个字节 • 服役期：1946.2～1955.10

  6. 第一代 （1946～1956） 电子管 5千~4万（次/秒） 第二代 （1957～1964） 晶体管 几十万~百万（次/秒） 第三代 （1965～1970） 小规模集成电路 百万~几百万（次/秒） 第四、五代 （1971～?） 超大规模集成电路 几百万~几亿（次/秒） 电子计算机的发展简史 －－以采用的逻辑元件作为划分标准

  7. 计算机的分类 按规模分： • 巨型机 • 大中型机 • 小型机 • 微型机 • 按工作原理分： • 电子数字计算机 • 电子模拟计算机 • 混合式计算机 • 按应用分： • 通用计算机 • 专用计算机

  8. 计算机的特点 • 运算速度快（MIPS） • 计算精度高（位长64位） • 具有记忆功能（存储容量） • 具有强大的逻辑判断功能 • 能自动运行，通用性强

  9. 1.2 数据与信息 数据：人类用来表达、描述或记录现实实物的工具。例如，在计算机中表达信息，数据是二进制数。 信息：是经过加工，并对人类社会实践和生产经营 管理活动产生决策影响的数据。 信息的多种表现形式： 1）数字 2）文本 3）语音 4）图形 5）图像 6）图表 7）视频

  10. 信息系统 【信息系统】（Information System）是与信息加工、信息传递、信息存储以及信息利用等有关的系统。 信息系统主要包括数据处理系统、管理信息系统（Management Information System，MIS）、决策支持系统（Decision Support System，DSS）和办公自动化系统。

  11. 信息系统 4个特点： 1）涉及数据量大。数据一般需存放在辅助存储器中，内存用于暂存数据。 2）绝大部分数据是持久的，不随程序运行的结束而消失，即数据需存储。 3）数据被多个应用程序，或多个单位，或更大范围内共享。 4）除具有数据采集、传输、存储和管理等基本功能外，还可向用户提供信息检索、统计报表、事务处理、规划、设计、指挥、控制、决策、报警、提示、咨询等信息服务。

  12. 信息系统 4个层次： 1）硬件、操作系统和网络层，是开发信息系统的支撑平台。 2）数据管理层，是信息系统的基础，包括数据的采集、传输、存取和管理，一般以数据库管理系统（DataBase Management Information System，DBMS）为核心。 3）应用层，包括各种应用程序，例如分析、统计、报表、规划和决策程序等。 4）用户接口层，是信息系统提供给用户的界面。信息系统是一个向单位或部门提供全面信息服务的人机交互系统。由于用户多数为非计算机专业人员，因此，用户界面友好十分重要。

  13. 信息技术 信息技术主要包括以下几方面内容： 1）感测与识别技术。 2）信息传递技术。 3）信息处理与再生技术。 4）信息运用技术。 信息技术也被称为“3C”———— Computer、Communication、Control （计算机） （通信） （控制）

  14. 数据的单位 一、基本存储单位 位（bit）：比特，计算机存储信息的最小单位。 字节（byte）：计算机信息处理和存储分配的基本单位，由8位二进制位组成，简称B。 二、扩展存储单位 KB：千字节。 1KB=210B=1024B MB：兆字节。 1MB=210KB=1024*1024B GB：吉字节。1GB=210MB=220KB=1024*1024*1024B TB：太字节。 1TB=210GB=220MB=230KB

  15. 数制与编码 一、数制 二、数制的相互转换 三、二进制编码 四、汉字编码

  16. 表1 计算机中常用进制数的表示 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 = 2 r = 8 r = 10 r = 16 数符 0，1 0,1,…,7 0,1,…,9 0,1,…,9,A,B,C,D,E,F 位权 2i 8i 10i 16i 下标 B O D H • 基数：所使用的不同基本符号的个数。 • 位权：处于该位的数字所代表的值的大小。

  17. 一、数制 1．十进制数 十进数制由0，1，…，9等10个符号组合表示不同数值，称为数码。十进制的基数为10，数码处在不同位置代表不同意义。如：3768.54，小数点左边从右到左，分别是个位、十位、百位和千位，小点右边从左到右，分别是十分之一位、百分之一位，该数可写成下面的形式： 对于具有n位整数m位小数的十进制数N，可用以下通式表示：

  18. 一、数制 2．二进制数 二进制由0和1等两个数码组成，基数为2，运算规则为“逢二进一，借一当二”。 二进制数可以展开成基数为2，降幂排列的多项式形式，如：

  19. 一、数制 3．八进制 八进制由0，1，…，7等8个数码组成，运算规则为“逢八进一，借一当八”。 八进制数可以展开成基数为8，降幂排列的多项式形式，如：

  20. 一、数制 4．十六进制 十六进制由0，1，…，9，A，B，C，D，E和F等16个数码组成，运算规则为“逢十六进一，借一当十六”。 十六进制数可以展开成基数为16，降幂排列的多项式形式，如：

  21. 二、数制的相互转换 1．二进制和八进制的相互转化 （1）二进制→八进制 从二进制数小数点位置分别往右或往左，三位一组进行分组转换（当整数部分不足三位时，可在最左边添零补足；小数部分不足三位时，可在最右边添零补足三位）。 【例1.1】 解： 因此：

  22. 二、数制的相互转换 1．二进制和八进制的相互转化 （2）八进制→二进制 每位八进制数对应三位二进制数进行转换即可。 【例1.2】 解: 因此：

  23. 二、数制的相互转换 ２．二进制和十进制的相互转化 （1）二进制→十进制 采用“乘模相加”法，将二进制数按基数为2降幂排列展开相加。 【例1.3】 解：

  24. 二、数制的相互转换 ２．二进制和十进制的相互转化 （2）十进制→二进制 1）整数部分的转换。 采用“除2余数法”，规则为：除以2，取其余数，倒排列。 2）小数部分的转换。 采用“乘2取整法”，规则为：乘以2，取其整数，顺排列。

  25. 二、数制的相互转换 2）小数部分的转换。 1）整数部分的转换 【例1.5】 【例1.4】 (精确到小数后第6位)。 解: 解:

  26. 二、数制的相互转换 3．十六进制与二进制的相互转换 由于存在等式：24=161，且将二进制数与十六进制数一一对应，能得到： 4位二进制数←→一位十六进制数 因此，可由小数点处分别向左或向右每4位一组（不足4位的分别补零），分别转换即可。方法与八进制类似。

  27. 三、二进制编码 由于计算机内部只能处理二进制。输入的各种符号都必须用特定的二进制数代表，即每个符号必须和一个二进制数一一对应，称为二进制编码。 ASCII码（American Standard Code for Information Interchange，美国标准信息交换代码）是目前最常用的二进制编码之一。标准ASCII码使用一个字节中的低7位对各种符号进行编码。空余的最高位，一般保持为0，在数据传输时可用作奇偶校验。

  28. 表. 7位ASCII码

  29. 表. 7位ASCII码（续）

  30. 四、汉字编码 同其他符号一样，汉字在计算机中也只能以二进制形式出现。它的编码分为4类，分别是输入码、交换码、内码和字型码，如图所示：

  31. 四、汉字编码 1．输入码 汉字输入码是用键的不同组合编码，完成汉字输入。 2．交换码 在计算机中，不同系统间进行汉字数据交换所使用的编码，就是汉字交换码。 3．内码 汉字内码是汉字在设备和信息处理系统内部存储、处理、传输的代码。计算机英文系统中没有交换码和内码之分。 4．字形码 汉字字形码用于输出汉字时产生汉字字形。该码通过点阵产生汉字。

  32. 表1 计算机中常用进制数的表示 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 = 2 r = 8 r = 10 r = 16 数符 0，1 0,1,…,7 0,1,…,9 0,1,…,9,A,B,C,D,E,F 位权 2i 8i 10i 16i 下标 B O D H • 基数：所使用的不同基本符号的个数。 • 位权：处于该位的数字所代表的值的大小。

  33. 不同进位制之间的转换 1、r进制→十进制:按权展开相加 例如： (101)B= 1×22 + 0 ×21 + 1 ×20 =4+0+1= (5)D (101)O=1×82 + 0 ×81 + 1 ×80= 64+0+1=(65)D (101)H=1×162 + 0×161 +1×160=256+0+1=(257)D

  34. 1）整数部分的转换 除r取余,从末位取起 即：把一个十进制的整数不断除以所需要的基数r，取其余数（除r取余法），就能够转换成以r为基数的数。 2、十进制 → r进制 例如：(100)D＝( )B 2| 100 余数 2| 50 0(最低位) 2| 25 0 2| 12 1 2| 6 0 2| 3 0 2| 1 1 0 1 (最高位) 结论：(100)D＝( 1100100 )B

  35. 2）小数部分转换 例如：(0.625)D=( )B 乘2取整： 整数部分 0.625 × 2 1 .250 1 (最高位) × 2 0 .500 0 × 2 1 .000 1 (最低位) 结论：(0.625 )D = ( 0.101 )B • 乘r取整，顺序取起 • 即：将一个十进制小数转换成r进制小数时，将十进制小数不断地乘以r，并取整，这称为乘r取整法。

  36. 表 2 二进制、八进制和十六进制之间的关系 二进制 八进制 二进制 十六进制 二进制 十六进制 000 0 0000 0 1000 8 001 1 0001 1 1001 9 010 2 0010 2 1010 A 011 3 0011 3 1011 B 100 4 0100 4 1100 C 101 5 0101 5 1101 D 110 6 0110 6 1110 E 111 7 0111 7 1111 F

  37. 字符的编码 第三节文本信息在计算机中的表示 • 西文字符的编码 （P10） ASCII码（美国国家标准信息交换码） • 汉字编码 • 输入码 • 交换码 (国标码) • 内部码 • 字型码 (输出码)

  38. 微型计算机系统 一、硬件系统 二、软件系统 多媒体微型计算机

  39. 音频视频输入 音频输出 耳机 音箱 MIDI设备 摄像机/录像机CD/VCD/DVD 电视信号线 显示器触摸式显示器 音频输入 音频视频输出 话筒MIDI设备 录像机 CD/DVD-RW 电视机 计算机 适配卡 视频 音频 图形 压缩 网络适配卡 网卡 调制解调器 操纵杆 键盘 鼠标 多媒体计算机系统的组成

  40. 硬 件 系 统

  41. 主机箱

  42. 主板

  43. 接口适配卡

  44. 微处理器（CPU） RAM

  45. 鼠标器和键盘 显示器和打印机

  46. 一、软件系统 1．系统软件 （1）操作系统 1）单用户操作系统。 2）多用户操作系统 3）网络操作系统 （2）程序设计语言和语言处理程序 1）机器语言 2）汇编语言 3）高级语言 4）语言处理程序 （3）服务性程序 1）编辑程序。 2）连接装配程序。 3）测试、诊断程序。

  47. 一、软件系统 2．应用软件 （1）文字处理软件 （2）电子表格软件 （3）计算机辅助工程软件

  48. 教学案例——学生用计算机配置 • 一、配置计算机的原则 • 二、计算机配置参考

  49. 一、配置计算机的原则 计算机功能分类： 第一类：入门学习型。 第二类：大众化用户型。 第三类：潮流型。 计算机配置的基本原则： 1）不能只强调CPU的档次，而忽视主板、内存、显示卡等重要部件，配置的不均衡将会造成好的部件不能充分发挥其作用的后果。 2）购买计算机不可能一步到位，因为计算机配件更新换代很快，只需留有适当的升级余地即可。

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