专升本计算机基础知识.ppt
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1、+计算机基础知识 4学时+操作系统 2学时+Word 2学时+Excel 2学时+Powerpoint 2学时+Internet网络基础 2学时+习题练习 8学时121.1 计算机的发展与分类1.2 计算机的应用1.3 计算机系统的组成与工作原理1.4 数制转换及运算 1.5 数据在计算机中的表示 1.6 微型计算机硬件系统 1.7 计算机的软件系统318121812年差分机年差分机 查尔斯查尔斯.巴贝奇巴贝奇 1834年设计的分析机年设计的分析机 1.1.1近代计算机近代计算机由许多轮子组成的保存数据的存储库;由许多轮子组成的保存数据的存储库;运算装置;运算装置;能对操作顺序进行控制,并选择
2、所需能对操作顺序进行控制,并选择所需处理的数据以及输出结果的装置。处理的数据以及输出结果的装置。计算机的发展计算机的发展4现代计算机体系结构现代计算机体系结构冯冯诺依曼机:诺依曼机:“存储程序存储程序”的概的概念念五十多年来,计算机系统基本结构五十多年来,计算机系统基本结构没有变。没有变。英国科学家艾兰英国科学家艾兰.图灵图灵建立图灵机(建立图灵机(Turing machineTuring machine)模)模型,奠定了可计算理论的基础;型,奠定了可计算理论的基础;提出图灵测试,阐述了机器智能的提出图灵测试,阐述了机器智能的概念概念。美籍匈牙利数学家冯美籍匈牙利数学家冯.诺依曼诺依曼5194
3、6年年2月由宾州大学月由宾州大学研制成功的研制成功的ENIAC电子计算机时代的到来电子计算机时代的到来 Electronic Numerical Integrator And Calculator电子数字积分计算机电子数字积分计算机:重达重达30吨吨:占地占地250m2:启动工耗启动工耗150000瓦瓦:18000个电子管个电子管:保存保存80个字节个字节6时代时代年份年份器件器件软件软件应用应用一一 46-58电子管电子管机器语言汇编语言机器语言汇编语言 科学计算科学计算二二58-64晶体管晶体管操作系统和高级语言操作系统和高级语言数据处理工业控制数据处理工业控制 三三64-71集成电路集成
4、电路结构化程序设计语言结构化程序设计语言文字处理图形处理文字处理图形处理四四71年迄今年迄今大规模集大规模集成电路成电路引入光盘、数据库、引入光盘、数据库、网络等网络等社会的各个领域社会的各个领域7按综合性能按综合性能指标分类指标分类巨型机巨型机:速度最快、处理能力最强:速度最快、处理能力最强例如:曙光例如:曙光4000L644GB4000L644GB内存,浮点运算达每秒内存,浮点运算达每秒3 3万亿次万亿次 大型、通用、较快、较强大型、通用、较快、较强大型机大型机:作作“客户机客户机/服务器服务器”的服务器的服务器 作作“终端终端/主机主机”的主机的主机 小型机小型机:规模小,结构简单,设计
5、试制周期短规模小,结构简单,设计试制周期短 工艺先进、使用维护简单工艺先进、使用维护简单 工作站工作站:介于介于PCPC与小型机之间与小型机之间 高分辨率、大容量内外存,图形功能较强高分辨率、大容量内外存,图形功能较强微型计算机微型计算机:小、巧、轻、使用方便、价格便宜小、巧、轻、使用方便、价格便宜中央处理器:一个芯片中央处理器:一个芯片网络计算机网络计算机:基于:基于JavaJava技术的瘦客户机系统技术的瘦客户机系统 运算速度快运算速度快计算精度高计算精度高具有具有“记忆记忆”和逻辑判断能力和逻辑判断能力自动处理自动处理 通用性强通用性强891.科学计算:气象预报数据的计算等科学计算:气象
6、预报数据的计算等2.数据处理:财务统计、图书检索等数据处理:财务统计、图书检索等3.电子商务电子商务4.过程控制:控制过程的执行过程控制:控制过程的执行5.CAD/CAM6.多媒体技术多媒体技术 7.虚拟现实虚拟现实8.人工智能人工智能10系统软件系统软件应用软件应用软件计计算算机机系系统统分分为为:硬硬件件+软软件件硬硬 件件软软 件件11输入设备:输入设备:键盘、鼠标、扫描仪键盘、鼠标、扫描仪 输出设备:输出设备:显示器、打印机显示器、打印机 外外 存:软、硬盘、光盘、闪存存:软、硬盘、光盘、闪存 网络设备:网卡、调制解调器等网络设备:网卡、调制解调器等计计算算机机系系统统软件软件外部设备
7、外部设备系统软件系统软件应用软件应用软件硬件硬件运算器运算器寄存器寄存器控制器控制器主机主机内存内存CPU随机存储器随机存储器(RAM)只读存储器只读存储器(ROM)高速缓冲存储器高速缓冲存储器 操作系统:操作系统:WindowsWindows、UnixUnix、LinuxLinux语言处理程序:语言处理程序:C C、PascalPascal、VBVB等等 实用程序:诊断程序、排错程序等实用程序:诊断程序、排错程序等 办公软件包、数据库管理系统办公软件包、数据库管理系统 12计算机硬件包括主机和外设计算机硬件包括主机和外设主机主机外设外设输入设备输入设备输出设备输出设备外存设备外存设备网络设备
8、网络设备13冯冯.诺依曼思想诺依曼思想:二进制二进制程序与数据一样存程序与数据一样存放在内存放在内存五大模块五大模块存储器数据流数据流控制流控制流运算器外存储器输出设备内存储器输入设备控制器14处处理理器器控制器控制器运算运算器器控制整个计算机控制整个计算机所有部件的工作所有部件的工作执行算术运算执行算术运算和逻辑运算和逻辑运算15存储器存储器是计算机存储是计算机存储数据和程序数据和程序的记忆单元集合,的记忆单元集合,每个记忆单元由每个记忆单元由8 8位二进制位组成,可读写其中的数据。位二进制位组成,可读写其中的数据。存储器存储器存储器通常分为内存储器和外存储器存储器通常分为内存储器和外存储器
9、存放大量信息存放大量信息的外存储器的外存储器信息交流中心信息交流中心内存储器内存储器16每个记忆单元由每个记忆单元由8 8位二进制位组成。位二进制位组成。1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB1TB=210GB=1024GB字节字节BYTEBYTE7 6 5 4 3 2 1 0位位BitBit17常用输入设备:常用输入设备:键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。常用输出设备:显示器、打印机、绘图仪等。常用输出设备:显示器、打印机、绘图仪等。18指令是能被计算机识别并执行的的二进制代码,完成一种操作。指令
10、是能被计算机识别并执行的的二进制代码,完成一种操作。操作码操作码 操作数操作数 数据传送指令数据传送指令数据处理指令数据处理指令程序控制指令程序控制指令输入输出指令输入输出指令其它指令其它指令 If Goto And OrCPU内存I/O设备主机对计算机的硬件进行管理等对计算机的硬件进行管理等指令指令 结构结构分分类类操作码操作码 要完成的操作类型或性质要完成的操作类型或性质操作数操作数 操作的内容或所在的地址操作的内容或所在的地址 19指令的执行过程分为以下指令的执行过程分为以下4个步骤:个步骤:取取指指令令 按按照照指指令令计计数数器器中中的的地地址址,从从内内存存储储器器中中取取出出指指
11、令令,并并送送往指令寄存器。往指令寄存器。分分析析指指令令 对对指指令令寄寄存存器器中中存存放放的的指指令令进进行行分分析析,由由译译码码器器对对操操作作码码进进行行译译码码,将将指指令令的的操操作作码码转转换换成成相相应应的的控控制制电电位位信信号号;由由地地址址码码确定操作数地址。确定操作数地址。执执行行指指令令 由由操操作作控控制制线线路路发发出出完完成成该该操操作作所所需需要要的的一一系系列列控控制制信信息,去完成该指令所要求的操作。息,去完成该指令所要求的操作。一一条条指指令令执执行行完完成成,指指令令计计数数器器加加1 或或将将转转移移地地址址码码送送入入程程序序计计数数器,然后回
12、到器,然后回到。20N=aN=an-1n-1r rn-1n-1a an-2n-2r rn-2n-2a a0 0r r0 0a a-1-1r r-1-1a a-m-mr r-m-mr进制数进制数N可表示可表示为:为:R进制进制数用数用 r个基本符号(例如个基本符号(例如0,1,2,r-1)表示数值)表示数值基数基数权权数码数码678.34=6102+7101+8100+310-1+410-221r 进制转化成十进制进制转化成十进制r 进制转化成十进制:数码乘以各自的权的累加进制转化成十进制:数码乘以各自的权的累加 例:例:10101(B)=24+22+1=21 101.11(B)=22+1+2-
13、1+2-2=5.75 101(O)=82+1=65 71(O)=78+1=5 101A(H)=163+16+104106进制表示符号进制表示符号B 二进制二进制O八进制八进制D十进制十进制H十六进制十六进制22整数部分整数部分:除以:除以 r取余数,直到商为取余数,直到商为0,余数从右到左排列。,余数从右到左排列。小数部分小数部分:乘以:乘以 r取整数,整数从左到右排列。取整数,整数从左到右排列。100(D)=144(O)=64(H)例例 100.345(D)=1100100.01011(B)1.3800.34520.69022 0.760 2 1.520 2 1002502252122623
14、2100010011 1.04八进制八进制100812818044110016604616十六进制十六进制2364(H)=0110 0100(B)6 4144(O)=001 100 100(B)1 4 41 101 101 110.110 101(B)=1556.65(O)1 5 5 6 6 511 0110 1110.1101 01(B)=36F.D4(H)3 6 F D 4一位八进一位八进制数对应三位二进制数制数对应三位二进制数一位一位十六进制数对应四位二进制数十六进制数对应四位二进制数二进制转化成八二进制转化成八(十六十六)进制进制)整数部分:从右向左按三整数部分:从右向左按三(四四)位
15、进行分组位进行分组 小数部分:从左向右按三小数部分:从左向右按三(四四)位进行分组位进行分组 不足补零不足补零24 八进制八进制 对应二进制对应二进制 十六进制十六进制对应二进制对应二进制 十六进制十六进制 对应二进制对应二进制0000000008100010011000191001201020010A1010301130011B1011410040100C1100510150101D1101611060110E1110711170111F111125逻辑非逻辑非运算运算 逻辑非的真值表逻辑非的真值表AF=A0110逻辑逻辑与与运算运算 逻辑与的真值表逻辑与的真值表ABF=AB00001010
16、0111专升本计算机基础知识专升本计算机基础知识26逻辑逻辑或或运算运算 逻辑逻辑或或的真值表的真值表ABF=A+B00001110111127二进制优点二进制优点:物理上容易实现,运算简单,可靠性、通用性强 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 128符号位 “0”表示正、“1”表示负 定点整数定点整数 符号数的机器数表示符号数的机器数表示 1 10 01 10 01 11 10 00 0S小数点无符号位S小数点 定点小数定点小数 29110.011(B)=1.100112+10=11001.12-10=0.1100112+11阶码阶码数符数符阶符阶符尾数尾数11001
17、10011N=数符数符尾数尾数2阶符阶符阶码阶码尾数尾数的位数决定的位数决定数的精度数的精度阶码阶码的位数决定的位数决定数的范围数的范围 规格化的形式:尾数的绝对值大于等于0.1并且小于1,从而唯一地规定了小数点的位置。定点整数定点整数定点小数定点小数30西文字符西文字符 ACSII码码(American Standard Code for Information Interchange)128个常用字符,个常用字符,用用7位二进制编码位二进制编码,从,从0到到127 控制字符:控制字符:032,127;普通字符:;普通字符:94个。个。例如:例如:“a”字符的编码为,对应的十进制数是字符的编
18、码为,对应的十进制数是97;换行换行 0AH 10 回车回车 0DH 13 空格空格 20H 32 09 30H39H 4857 AZ 41H5AH 6590 az 61H7AH 9712231(1)汉字输入码汉字输入码音码类音码类 全拼、双拼、微软拼音、全拼、双拼、微软拼音、自然码和智能自然码和智能ABC等等 形码类形码类 五笔字型法、郑码输入法等五笔字型法、郑码输入法等。(2)汉字国标码汉字国标码(GB231280)每个汉字占两个字节。每个汉字占两个字节。一级汉字:一级汉字:3755个;二级汉字:个;二级汉字:3008个。个。汉字分区,每个区汉字分区,每个区94个汉字。个汉字。(3)机内码
19、机内码汉字在设备或信息处理系统内部最基本的表达形式。汉字在设备或信息处理系统内部最基本的表达形式。汉字汉字 国标码国标码 汉字内码汉字内码 中中 8680(01010110 01010000)B (11010110 11010000)B 华华 5942(00111)B (10111)B 区号区号区中位置区中位置32(4)汉字字形码汉字字形码点阵:点阵:汉字字形点阵的代码汉字字形点阵的代码 有有1616、2424、3232、4848等等编码、存储方式简单、无需转换直接输出编码、存储方式简单、无需转换直接输出放大后产生的效果差放大后产生的效果差矢量:矢量:存储的是描述汉字字形的轮廓特征存储的是描述
20、汉字字形的轮廓特征 矢量方式特点正好与点阵相反矢量方式特点正好与点阵相反(5 5)汉字地址码)汉字地址码每个汉字字形码在汉字字库中的相对位移地址每个汉字字形码在汉字字库中的相对位移地址地址码和机内码要有简明的对应转换关系地址码和机内码要有简明的对应转换关系33组组平面平面行行 字位字位最高位为0基本多文种平面(基本多文种平面(BMP):):0组组0平面,包含字母、音节及表意文字平面,包含字母、音节及表意文字等。等。例如:例如:A 41H(ASCII)00000041H(UCS)大大 3473H(GB2312)00005927H(UCS(6)其他汉字编码其他汉字编码UCS码、码、Unicode码
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