1、1,计算机技术和基础知识，计算机软硬件组成的基本概念、基本原理,1.1 计算机概述 1.2 计算机系统 1.3 数据编码和进制转换,1.1 计算机概述,什么是计算机 计算机的发展 计算机的分类 计算机的主要应用,计算机全称电子数字计算机，指能根据预先设计好的操作顺序(即程序)自动地对数据进行快速、精确地处理的电子设备。 计算机又被称为“电脑”，英文名称Computer。,一、什么是计算机 （1）,一、什么是计算机 （2）,二、计算机的发展 （1）,1第一台计算机和计算机之父第一台计算机ENIAC即“电子数字积分计算机”，它诞生于1946年2月，由美国宾夕法尼亚大学莫希莱和埃克等人研制出并使用，
2、直至1955年10月，服务9年多。ENIAC是一个庞然大物：占地170平方米，重30吨，使用了18000个电子管、7000个电阻、10000个电容和6000个开关，耗电150千瓦，每秒钟完成5000次加法运算。但是它的出现在当时是一个伟大的、了不起的创举，至此，人类开始步入信息时代。ENIAC是第一台正式投入运行的计算机，但它还不具备现代计算机在内存储程序的主要特征。,冯.诺依曼提出计算机的基本体系主要表现： 1）硬件思想：由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五个部分组成。 2）软件思想：计算机中程序和数据均以二进制数的形式存放在同一个存储器中。在计算机已经发展了半个世纪的今天，计算机
3、的基本体系结构和基本作用机制仍然沿袭着这种构思和设计，因此人们把冯.诺依曼称为计算机之父。,二、计算机的发展 （2）,2、计算机发展的四个阶段根据电子计算机所采用的物理器件的不同，将计算机的发展分为四个阶段。,二、计算机的发展 （3）,3计算机技术发展的趋势 巨型化：适应于尖端科学需要，发展高速度、大存储容量和强功能的超大型计算机。 高性能：指高性能硬件平台、操作系统的开发和缩小化技术。 开放式：指保证计算机软、硬件的兼容性。 多媒体化：实现计算机综合信息处理，包括声、图、文等。 智能化：能自动进行图像识别、语音识别、定理证明、研究学习、探索、联想、推理判断、学习、启发和理解人的思维等。 网络
4、化：通过计算机技术与通迅技术的结合，使分布在不同地区的用户能够共享网络中的软、硬件及信息资源。,二、计算机的发展 （4）,三、计算机的分类,1根据计算机规模大小分类巨型计算机大型计算机小型计算机微型计算机 2根据计算机的用途分类通用计算机专用计算机,四、计算机的主要应用,1科学计算 2数据处理 3、计算机控制 4、计算机辅助系统 5、人工智能 6、办公自动化系统中的应用,计算机硬件系统 计算机软件系统,1.2 计算机系统的组成,计算机系统由硬件和软件两部分组成，两者相辅相成，构成一个统一体。,计算机系统的组成,Linux,SQL Server, Access,一、计算机硬件系统 （1）,1硬件
5、系统组成由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。运算器中央处理器 CPU控制器只读存储器（ROM） 硬件系统 内存存储器 读写/随机存储器（RAM）外存 （如软盘、硬盘、磁带、光盘等）输入设备 （如键盘、鼠标、扫描仪等）输出设备 （如显示器、打印机、绘图仪等）,主 机,外 设,一、计算机硬件系统 （2）,2中央处理器CPU运算器和控制器合称为中央处理单元,简称CPU。CPU的作用是处理数据、存取数据或指令、协调各部件工作等。 常见的CPU的型号：Intel公司：Intel 8086/8088、80286、80386、80486、Pentium、Pentium MMX、Penti
6、um Pro、Pentium 、Pentium 、 Pentium IV等（如图）。,一、计算机硬件系统 （3）, AMD公司：AMD386、486、K5、K6、K7等。 Cyrix公司：Cyrix PR、GX、M、Cyrix 等（如图）。,Cyrix 和AMD-K6 CPU 及Socket-7 CPU插座,一、计算机硬件系统 （4）,3. 存储器存储器用于保存数据和程序。1）存储器的分类ROM(只读存储器)内部存储器(内存/主存)RAM(读写/随机存取存储器) 存储器 软盘外部存储器(外存/辅存):常用外存 硬盘光盘磁带,移动存储器,一、计算机硬件系统 （5）,只读存储器ROM随机存取存储器
7、RAM存放指令、数据和计算结果，RAM既能读出又能写入数据。,72pin EDO DRAM 168pin SDRAM,一、计算机硬件系统 （6）,软盘,一、计算机硬件系统 （7）,软盘是按磁面、磁道、扇区的结构来存储数据的。 磁面是指磁盘的磁性盘面； 磁道是指磁盘磁面上的同心圆； 扇区是指将每个磁道划分成的若干个扇形的区域。 软盘容量的计算方法： 软盘容量 = 磁盘面数（2） 磁道数每磁道扇区数每扇区字节数（512B） 3.5英寸软盘容量 =2 8018512B = 1474560 B 1.44 MB,一、计算机硬件系统 （8）,硬盘 硬盘速度快且容量大，是计算机中最重要的外部存储设备。,硬盘
8、是由磁道、扇区、柱面和磁头组成的。盘片上面被分成若干个同心圆磁道，每个磁道被分成若干个扇区， 每扇区通常是512字节。硬盘的磁道数一般介于3003000之间，每磁道的扇区通常有63个。硬盘由很多个磁片叠在一起组成的，柱面指的就是多个磁片上具有相同编号的磁道，它的数目和磁道数目是相同的。硬盘容量 =磁头数柱面数扇区数每扇区字节数,一、计算机硬件系统 （9）,光盘存储器光盘是利用光的反射来表示二进制信息的一种大容量外存储器。 光盘的种类： CD-ROM：只读型光盘，光驱有1倍速 （150KB/S），24倍速（24150KB/S = 3.6 MB/S），50倍速等。 CD-R：一次性写入光盘。 CD
9、-RW：可重写光盘。 DVD-ROM：是CD-ROM的后继产品， 向下兼容，速度快，容量以G为单位。,移动存储器,目前人们比较熟悉的移动存储器主要有： 移动硬盘， 闪盘 （或称闪存、优盘、U盘）移动硬盘通过相关设备将IDE转换成USB或Firewire接口连接到计算机，从而完成读写数据的操作。 闪盘是近两年来发展比较迅速的小型便携式存储器，具有体积小、使用方便和安全可靠、没有机械运动等优点。现在的闪存盘都支持USB2.0标准，最高传输速度480Mbit/s,一、计算机硬件系统 （10）,一、计算机硬件系统 （11）,2）数据的度量单位及其换算 位是指二进制数中的一个数位，是存储数据的最小单位，
10、称为比特(bit)，其值为0或1。字节由8位二进制数组成，它是数据多少的最小的计量单位，记为Byte或B，1Byte = 8 bit。数据的度量单位有：字节（Byte或B）、千字节(KB或K)、兆字节(MB或M)、吉字节（GB或G）等。 它们之间的换算关系如下：2101024210220210220230,一、计算机硬件系统 （12）,4输入设备常见输入设备有：键盘、鼠标、游戏杆、图形输入仪、扫描仪等。键盘是计算机标准的输入设置，使用较多。目前，计算机中普遍使用的是101键键盘或104键分离式键盘。,一、计算机硬件系统 （13）,5输出设备 常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等，其中显示器
11、是标准的输出设备。1）显示器的类型：CRT显示器、LCD液晶显示器、2）打印机的类型 针式打印机：有9针、16针、24针打印机等。 喷墨打印机：体积小、重量轻、噪音低、打印效果好，适合办公室环境使用。 激光打印机：噪音低、速度快、打印质量高，适用于高质量的打印和印刷。,二、计算机软件系统 （1）,二、计算机软件系统 （2）,1.系统软件系统软件是计算机系统配置、运行所需要的通用软件，包括操作系统、语言处理程序、实用程序、数据库系统等。1）操作系统操作系统：是管理和控制计算机的全部硬件、软件资源的程序。 主要功能有：用户与计算机硬件的接口、硬件功能的扩充、计算机系统的控制及管理等。 目前常用操作
12、系统有：DOS（磁盘操作系统）Windows 95/98/2000/Me/NT/XP/VistaUNIX LINUX,二、计算机软件系统 （3）,2) 语言处理程序机器语言汇编语言高级语言：Basic语言、Pascal语言、 C语言、C+、 Java语言等。3）实用程序一些公用的工具性程序，如：编辑程序EDIT，调试程序DEBUG，诊断程序等。4）数据库系统按数据模型的不同分为三种类型：层次、网状、关系。目前比较流行的数据库系统有 FoxPro、Access、Oracle、SQL Server 等。,二、计算机软件系统 （4）,2应用软件指在各个应用领域中，为解决各类问题而编写的程序。常用的应
13、用软件有：1）文字处理软件2）表格处理软件3）辅助设计软件4）互联网软件5）多媒体软件,1.3 数据编码和进制转换,计算机数据的编码 常用进制及有关概念,一、计算机数据的编码,编码指采用少量的基本符号按照一定原则，用以表示大量的、 复杂多样的信息。 字符编码字符编码采用的是“ASCII码”，即美国标准信息交换代码。 ASCII码是用一个8位二进制数（1个字节）表示， 每个字符只占用了7位，基本ASCII码最高位恒为0。 7位ASCII码可以表示27128种字符。 当编码最高位为0时，称为基本ASCII码，当最高位为1时，形成扩充的ASCII码，它表示范围为128255，可表示128种字符。,数
14、字0的ASCII码是48 字符a的ASCII码是97 字符A的ASCII码是65，回车键的ASCII码是13,一、计算机数据的编码,GB2312 又称为GB2312-80字符集，全称为信息交换用汉字编码字符集基本集，是中国国家标准的简体中文字符集。它所收录的汉字已经覆盖99.75%的使用频率，基本满足了汉字的计算机处理需要。包括6763个汉字 。 GBK字符集 是GB2312的扩展，GBK1.0收录了21886个符号，它分为汉字区和图形符号区，汉字区包括21003个字符。GBK字符集主要扩展了繁体中文字的支持。 Unicode字符集编码 Universal Multiple-Octet Cod
15、ed Character Set，通用多八位编码字符集的简称，支持世界上超过650种语言的国际字符集。Unicode允许在同一服务器上混合使用不同语言组的不同语言。支持现今世界各种不同语言的书面文本的交换、处理及显示。Unicode是一种在计算机上使用的字符编码。它为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码，以满足跨语言、跨平台进行文本转换、处理的要求。,二、常用进制及有关概念 （1）,1进制基础1）常用进制,二、常用进制及有关概念 （2）,2）主要概念 基：某种数制所使用的全部符号的集合。 基数：基的个数。 位：每个符号在数中的位置。 权：每个数位对应的单位值。 3）不同进制数的表
16、示方法：( 数 )下标 例：二进制数 (101100111)2 或(101100111)B 十六进制数 (A4889)16 或(A4889)H 八进制数 (4889)8 或(4889)O 十进制数 (1489)10 或(1489)D 或1489,二、常用进制及有关概念 （3）,4）不同进制数的分解表示法数 = 基权 例: (1101.11)2 =123 +122 +021 +120 +12-1 +12-2 (17.8)10 =1101 +7100 + 810-1 (17.8)16 =1161 +7160 +816-1,二、常用进制及有关概念 （4）,2非十进制转换为十进制 求和法 对非十进制数
17、按权展开求累加和即可。 例: (1101.11)2 =123 +122 +021 +120 +12-1 +12-2=8+4+0+1+0.5+0.25=13.75 (F6.5)16 =15161 + 6160 + 516-1 = 1516 + 6 + 5/16 = 246.3125,二、常用进制及有关概念 （5）,3十进制转换为非十进制 例：将十进制数105.125转换成二进制。 1)整数部分 取余法 整数部分的转换方法为除以基数（2、8、16）取余法，直到商为0,取其余数 。最先取得的余数为转换后的最低位，最后得到的余数是转换后的最高位。,二、常用进制及有关概念 （6）,第一步：将十进制数10
18、5转换成相应的二进制（或十六进制、八进制）。2 105 余数 16 105 余数 8 105 余数 2 52 1 16 6 9 8 13 1 2 26 0 0 6 8 1 5 2 13 0 0 1 2 6 1 2 3 0 2 1 1 0 1,所以 (105)10 =(1101001)2 =(69)16 =(151)8,二、常用进制及有关概念 （7）,2)小数部分取整法小数部分采用乘以基数取整法，将此十进制数小数部分乘以基数取结果的整数部分，依次写在小数部分右边，再将结果小数部分乘以基数取结果的整数部分，一直到小数部分为0或者达到所要求的精度为止。 第二步：将十进制数0.125转换成相应的二进制
19、。0125 取整 20250 0 20500 0 2100 1,（0.125）10=（0.001）2 所以 (105.125)10=(1101001.001)2,二、常用进制及有关概念 （8）,4. 非十进制之间的转换1)二进制 十六进制2)二进制 八进制,二、常用进制及有关概念 （9）,1) 二进制十六进制 观察十六进制数基与二进制数之间的对应关系。,结论 1) 十六进制的每个字符都可以用一个四位二进制数表示；2) 任一个四位二进制数都惟一对应着十六进制的每一个基(数字)。,二、常用进制及有关概念 （10）,十六进制 二进制例: (F6)16 =(1111 0110)2 (B5A3)16 =
20、(1011 0101 1010 0011)2 (1F)16 =(0001 1111)2 =(11111)2 二进制 十六进制对二进制数从小数点开始分组，整数部分从右向左每四位一组，左边不足四位在左边补0；小数部分从左向右每四位一组，最后一组不足四位时补0，每组用其对应的十六进制的数字表示即可。 例:(10 0111 0110.0011 0111 01)2 =(0010 0111 0110.0011 0111 0100)2=(276.374)16 (10 0000 1111 1111.0101 0101 1)2 =(20FF.558)16,二、常用进制及有关概念 （11）,2）二进制 八进制转换方法与上同。八进制数基与二进制数之间的对应关系。,整数部分：从右向左每三位分一组，每小组用八进制的基表示。 小数部分：从左向右每三位分一组，每小组用八进制的基表示。 （1 101 101 110.110 101）2 =（001 101 101 110. 110 101 ）21 5 5 6 6 5= (1556.65)8,
