大学计算机基础课件-计算机基础.ppt

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第一章计算机基础知识第一章计算机基础知识1.1计算机概述1.1.1计算机的产生和发展1.1.2计算机的分类1.1.3计算机的特点1.1.4计算机的应用1.2数据在计算机中的表示1.2.1数制1.2.2各进制数间的转换第一章计算机基础知识1.2.3非数值数据的表示1.2.4计算机中的信息单位1.3计算机系统的组成1.3.1计算机系统的组成概述1.3.2计算机的硬件系统1.3.3计算机的主要性能指标1.3.4计算机的软件系统1.1.1计算机的产生和发展计算机的产生和发展1.1.1计算机的产生和发展o1.计算机的产生世界上第一台电子计算机ENIAC5000次加法次加法/秒秒重重28吨吨占地占地170m218800只电子管只电子管1500个继电器个继电器功率功率150KW价值价值40万美元万美元1.1.1计算机的产生和发展o2.计算机的发展冯诺伊曼理论体系：

（1）计算机由5个基本部分组成：

运算器运算器、控控制器制器、存储器存储器、输入设备输入设备和输出设备输出设备；

（2）采用二进制形式表示计算机的指令和数据；（3）将程序（由一系指令组成）和数据存放在存储器中，并让计算机自动地执行程序这就是“存储程序存储程序”思想的基本定义。

1.1.1计算机的产生和发展|按硬件划分硬件划分计算机年代（四代电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模及超大规模集成电路）第一代第一代（19461958）电子管电子管5千千4万（次万（次/秒）秒）第二代第二代（19591964）晶体管晶体管几十万几十万百万（次百万（次/秒）秒）第三代第三代（19651970）集成电路集成电路百万百万几百万（次几百万（次/秒）秒）第四代第四代（1971至今）至今）集成电路集成电路几百万几百万几亿（次几亿（次/秒）秒）1.1.1计算机的产生和发展o3.计算机的发展趋势、巨型化：

超级计算机1975年世界上第一台超级计算机年世界上第一台超级计算机“Cray-I”中国早期的超级计算机：

中国早期的超级计算机：

国防科技大学研制的国防科技大学研制的“银河银河1号号”、“银河银河2号号”和和“银河银河3号号”国家职能计算机中心推出的国家职能计算机中心推出的“曙光曙光1000”、“曙光曙光200I”和和“曙光曙光3000”超级计算机应用：

天气预报、地震机理研究、石油和地超级计算机应用：

天气预报、地震机理研究、石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计算的高科技领域。

质勘探，卫星图像处理等大量科学计算的高科技领域。

1.1.1计算机的产生和发展计算机的产生和发展2014年6月，比较全球超级计算机性能的专家机构“TOP500组织”发布计算速度的最新排行榜，中国国防科学技术大学研发的“天河2号”实现三连冠。

IBM蓝色基因日本日本“京京”计算机计算机1.1.1计算机的产生和发展o3.计算机的发展趋势2、微型化随着微电子技术的进一步发展，微型计算机将发展得更加迅速，其中笔记本型、掌上型等微型计算机必将以更优的性能价格比受到人们的欢迎。

智能手机就是计算机微型化的典型代表。

1.1.1计算机的产生和发展o3.计算机的发展趋势3、多媒体化多媒体技术融计算机、声音、文本、图像、动画、视频和通信等多种功能于一体，借助日益普及的高速信息网，可实现计算机的全球联网和信息资源共享，因此被广泛应用在咨询服务、图书、教育、通信、军事、金融、医疗等诸多行业，并正潜移默化地改变着我们生活的面貌。

1.1.1计算机的产生和发展o3.计算机的发展趋势4、智能化计算机智能化就是要求计算机能模拟人的感觉和思维能力，也是第五代计算机要实现的目标。

智能化的研究领域很多，其中最有代表性的领域是专家系统和机器人。

目前已研制出的机器人可以代替人从事危险环境的劳动，运算速度为每秒约十亿次的“深蓝”计算机在1997年战胜了国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫。

DeepblueDeepblueGarryKasparovGarryKasparov1.1.1计算机的产生和发展o3.计算机的发展趋势55、网、网络络化化网络化是指利用通信技术和计算机技术，把分布在不同地点的计算机及各类电子终端设备互联起来，按照一定的网络协议相互通信，以达到所有用户都可以共享软件、硬件和数据资源的目的。

1.1.2计算机的分类按处理数据的方式分类：

模拟计算机和数字计算机；按应用范围分类：

专用计算机和通用计算机；按规模分类：

根据计算机规模和性能，可以将计算机分为以下几类：

o1巨型计算机o2.大型计算机o3.中型计算机o4.小型计算机1.1.2计算机的分类o5工作站工作站实际上是一台高档微机。

它的运算速度通常比微机快，配有大容量的存储器和大屏幕显示器，并有较强的网络通信功能。

它主要用在计算机图像处理和计算机辅助设计等专业领域。

o6微型计算机微型计算机也称为个人计算机，简称微机、PC机。

随着计算机技术的发展，各类机器之间的差别越来越不明显。

近几年的高档微机，其速度、性能甚至超过了前几年的小型计算机。

1.1.3计算机的特点1、运算速度快、运算速度快2、计算精度高算精度高3、记忆能力能力强计算机中拥有容量很大的存储设备，不仅可以存储所计算机中拥有容量很大的存储设备，不仅可以存储所需的数据信息，还可以存储指挥计算机工作的程序，同时需的数据信息，还可以存储指挥计算机工作的程序，同时可以保存大量的文字、图像、声音等信息资料。

可以保存大量的文字、图像、声音等信息资料。

4、逻辑判断能力判断能力计算机的逻辑判断能力是实现计算机自动化和具备人计算机的逻辑判断能力是实现计算机自动化和具备人工智能的基础，是计算机基本的、也是重要的功能工智能的基础，是计算机基本的、也是重要的功能5、自、自动控制能力控制能力计算机是自动化电子装置，在工作中无需人工参计算机是自动化电子装置，在工作中无需人工参与，能自动执行存放在存储器中的程序。

人们事与，能自动执行存放在存储器中的程序。

人们事先编好程序后，向计算机发出指令，计算机即可先编好程序后，向计算机发出指令，计算机即可帮助人类完成那些枯燥乏味的重复性劳动。

帮助人类完成那些枯燥乏味的重复性劳动。

1.1.3计算机的特点1.1.4计算机的应用1、科学、科学计算算科学计算是计算机最早的应用领域，计算机高速、高精确的科学计算是计算机最早的应用领域，计算机高速、高精确的运算是人工计算望尘莫及的。

现代科学技术中有大量复杂的运算是人工计算望尘莫及的。

现代科学技术中有大量复杂的数值计算，如数值计算，如军事军事军事军事、航天航天航天航天、气象气象气象气象、地震探测地震探测地震探测地震探测等，都离不开计等，都离不开计算机的精确计算。

计算机的应用大大节约了人力、物力和时算机的精确计算。

计算机的应用大大节约了人力、物力和时间。

间。

2、数据、数据处理理数据处理也称为事务处理。

使用计算机可对大量的数据进行数据处理也称为事务处理。

使用计算机可对大量的数据进行分类、排序、合并、统计等加工处理，例如人口统计、人事、分类、排序、合并、统计等加工处理，例如人口统计、人事、财务管理、银行业务、图书检索、仓库管理、预订机票、卫财务管理、银行业务、图书检索、仓库管理、预订机票、卫星图像分析等。

数据处理已成为计算机应用的一个重要方面。

星图像分析等。

数据处理已成为计算机应用的一个重要方面。

1.1.4计算机的应用3、过程控制程控制过过程程控控制制也也称称为为实实时时控控制制，主主要要是是指指计计算算机机在在工工业业和和军军事事方方面面的的应应用用。

计计算算机机能能及及时时采采集集检检测测数数据据并并按按最最优优方方案案实实现现自自动动控控制制，如如炼炼钢钢过过程程的的计计算算机机控控制制、导导弹弹自自动动瞄瞄准准系系统统、飞飞行行控制调动等。

控制调动等。

4、计算机算机辅助系助系统计算机辅助设计计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，CAD）计算机辅助制造计算机辅助制造（ComputerAidedManufacturing，CAM）计算机辅助教学计算机辅助教学（ComputerAidedInstruction，CAI）计算机辅助工程计算机辅助工程（ComputerAidedEngineering，CAE）1.1.4计算机的应用机器人。

机器人。

机器人。

机器人。

主要分为主要分为“工业机器人工业机器人”和和“智能机器人智能机器人”两类。

两类。

前者用于完成重复性的规定操作，通常用于代替人进行某些前者用于完成重复性的规定操作，通常用于代替人进行某些作业作业（如如海底海底海底海底、井下井下井下井下、高空作业高空作业高空作业高空作业等等）；后者具有某些智能，具；后者具有某些智能，具有感知和识别能力，能有感知和识别能力，能“说话说话”和回答问题。

和回答问题。

专家系统。

专家系统。

专家系统。

专家系统。

计算机具有某些方面专家的专门知识，使用这计算机具有某些方面专家的专门知识，使用这些知识来处理这方面的问题。

例如，些知识来处理这方面的问题。

例如，医疗专家系统能模拟医医疗专家系统能模拟医医疗专家系统能模拟医医疗专家系统能模拟医生分析病情生分析病情生分析病情生分析病情、开出药方和假条开出药方和假条开出药方和假条开出药方和假条。

模式识别。

模式识别。

模式识别。

模式识别。

重点研究图形识别和语音识别。

例如，重点研究图形识别和语音识别。

例如，机器人机器人机器人机器人的视觉器官和听觉器官的视觉器官和听觉器官的视觉器官和听觉器官的视觉器官和听觉器官，公安机关的指纹分析器公安机关的指纹分析器公安机关的指纹分析器公安机关的指纹分析器，识别手写识别手写识别手写识别手写邮政编码的自动分信机邮政编码的自动分信机邮政编码的自动分信机邮政编码的自动分信机等，都是模式识别的应用。

等，都是模式识别的应用。

5、人工智能、人工智能十进制十进制RR=10，可使用，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9二进制二进制RR=2，可使用，可使用0,1八进制八进制RR=8，可使用，可使用0,1,2,3,4,5,6,7十六进制十六进制RR=16，可使用，可使用0,9,A,B,C,D,E,F“逢逢R进进一一，借，借一一当当R”1.2.1数制数制表表1.2各进制之间各进制之间数值的对应关系数值的对应关系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000091001119111110101012A2102211101113B3113312110014C41004413110115D51015514111016E61106615111117F711177161000020108100010817100012111十进制数转换成二进制数具体规则如下：

十进制数转换成二进制数具体规则如下：

除除2取余，直到商为取余，直到商为0；先取的余数在低位，后取的余；先取的余数在低位，后取的余数在高位。

数在高位。

1、十进制转换成二进制数1.2.2各进制数之间的转换各进制数之间的转换2、二、二进制数制数转换成十成十进制数制数1.2.2各进制数之间的转换各进制数之间的转换十进制数转换成八进制数和十六进制数与转换成二进制数相十进制数转换成八进制数和十六进制数与转换成二进制数相似，具体规则如下：

似，具体规则如下：

除以除以8（或或16）取余，直到商为取余，直到商为0；先取的余数在低位，后取的余；先取的余数在低位，后取的余数在高位。

数在高位。

3、十进制数转换成八进制数和十六进制数4、八、八进制数和十六制数和十六进制数制数转换成十成十进制数制数八八进进制制数数和和十十六六进进制制数数转转换换成成十十进进制制数数，只只需需以以8（或或16）为为基基数数，按按权权展展开求和即可。

开求和即可。

1.2.2各进制数之间的转换各进制数之间的转换二进制数转换成八进制数的方法是：

二进制数转换成八进制数的方法是：

从低位向高位每从低位向高位每3位一组，高位不足位一组，高位不足3位用位用0补足补足3位，然后每组分别按权展开求和即可。

位，然后每组分别按权展开求和即可。

二进制数转换成十六进制数的方法是：

二进制数转换成十六进制数的