1、課程成績(jī)?cè)u(píng)定方法： 1、期末閉卷題庫機(jī)考 50% 2、上機(jī)實(shí)驗(yàn) 30% 3、作業(yè)和課堂考勤 20%,第1章 計(jì)算機(jī)概述,計(jì)算機(jī)的概念,計(jì)算機(jī)是一種在事先存入的程序控制下，能夠接收數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、提供處理結(jié)果的電子設(shè)備。,計(jì)算機(jī)的發(fā)展史,計(jì)算工具的產(chǎn)生 1.中國(guó)唐代的算盤 2.西方的手搖計(jì)算機(jī) 直到20世紀(jì)50年代，手工計(jì)算一直是主要的計(jì)算方法.,計(jì)算機(jī)的發(fā)展史,法國(guó)人帕斯卡于17世紀(jì)制造出一種機(jī)械式加法機(jī)，它成為世界上第一臺(tái)機(jī)械式計(jì)算機(jī)。,計(jì)算機(jī)的發(fā)展史,加法機(jī),這臺(tái)加法機(jī)是利用齒輪傳動(dòng)原理，通過手工操作，來實(shí)現(xiàn)加，減運(yùn)算的。,計(jì)算機(jī)的發(fā)展史,德國(guó)人著名的數(shù)學(xué)家和哲學(xué)家萊布尼茲發(fā)明了

2、乘法計(jì)算機(jī)，他受中國(guó)易經(jīng)八卦的影響最早提出二進(jìn)制運(yùn)算法則。,萊布尼茲,計(jì)算機(jī)的發(fā)展史,乘法計(jì)算機(jī),1774年 ，乘法計(jì)算機(jī)由奧利韋一人裝配而成的。乘法機(jī)長(zhǎng)約1米，寬30厘米，高25厘米。它由不動(dòng)的計(jì)數(shù)器和可動(dòng)的定位機(jī)構(gòu)兩部分組成。整個(gè)機(jī)器由一套齒輪系統(tǒng)來傳動(dòng)，它的重要部件是階梯形軸，便于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的乘除運(yùn)算。,計(jì)算機(jī)的發(fā)展史,英國(guó)人查爾斯巴貝奇研制出差分機(jī)和分析機(jī)，為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)思想的發(fā)展奠定基礎(chǔ).,巴貝奇,計(jì)算機(jī)的發(fā)展史,差分機(jī)可以保存3個(gè)5位的十進(jìn)制數(shù)，并進(jìn)行加法運(yùn)算，還能打印結(jié)果。它是一種供制表人員使用的專用機(jī)。 它的杰出之處是，能按照設(shè)計(jì)者的控制自動(dòng)完成一連串的運(yùn)算，體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)最早的

3、程序設(shè)計(jì)。這種程序設(shè)計(jì)思想的創(chuàng)見，為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展開辟了道路。,巴貝奇于19世紀(jì)20年代制造的差分機(jī),計(jì)算機(jī)的發(fā)展史,巴貝奇于19世紀(jì)30年代制造的分析機(jī),巴貝奇的分析機(jī)由三部分構(gòu)成。 第一部分是保存數(shù)據(jù)的齒輪式寄存器，巴貝奇把它稱為“堆棧”。 第二部分是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種運(yùn)算的裝置，巴貝奇把它命名為“工場(chǎng)”。 第三部分是對(duì)操作順序進(jìn)行控制，并對(duì)所要處理的數(shù)據(jù)及輸出結(jié)果加以選擇的裝置。它相當(dāng)于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的控制器。,計(jì)算機(jī)的發(fā)展史,1946年2月15日，世界上第一臺(tái)通用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)宣告研制成功。是計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的一座紀(jì)念碑，是人類在發(fā)展計(jì)算技術(shù)的歷程中，到達(dá)的一個(gè)新的起點(diǎn)。,世界上第一臺(tái)通用電子

4、數(shù)字計(jì)算機(jī) “埃尼阿克”（ENIAC）,計(jì)算機(jī)的發(fā)展史,“埃尼阿克” 共使用了18000個(gè)電子管， 1500個(gè)繼電器以及其它器件， 總體積約90立方米， 重達(dá)30噸， 占地170平方米 ， 耗電量140千瓦， 存放20個(gè)10位的十進(jìn)制數(shù)， 運(yùn)算速度為每秒5000次加法，或者400次乘法。,1946年 啟動(dòng)“埃尼阿克”（ENIAC）,計(jì)算機(jī)發(fā)展概況,第一代（1946-1958） 1)基本元器件：電子管 2)運(yùn)算速度：每秒5千到3萬次 3)應(yīng)用領(lǐng)域：主要是科學(xué)計(jì)算 4)指令和數(shù)據(jù)以機(jī)器語言和匯編語言為主,計(jì)算機(jī)發(fā)展概況,第二代（1959-1964） 1)基本元器件：晶體管 2)運(yùn)算速度：每秒幾十萬

5、到百 萬次 3)應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展到事務(wù)處理、 數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制 等多個(gè) 領(lǐng)域 4)出現(xiàn)了高級(jí)語言,計(jì)算機(jī)發(fā)展概況,第三代（1965-1970） 1)基本元器件：中小規(guī)模集 成電路塊 2)運(yùn)算速度： 每秒百萬到幾百萬次 3)用于企業(yè)管理、自動(dòng)控 制、輔助設(shè)計(jì)和輔助制造 4)出現(xiàn)了操作系統(tǒng),計(jì)算機(jī)發(fā)展概況,第四代（1971年以后） 1)基本元器件：大規(guī)模和超 大規(guī)模集成電路 2)運(yùn)算速度：每秒百億到千 億次 3)用于OA、數(shù)據(jù)庫管理、圖 像識(shí)別、專家系統(tǒng)等各領(lǐng)域. 4)計(jì)算機(jī)的發(fā)展進(jìn)入以網(wǎng)絡(luò)為特征的時(shí)代,計(jì)算機(jī)的發(fā)展總趨勢(shì),巨型化 、,微型化 、,網(wǎng)絡(luò)化 、,多媒體化 、,智能化,計(jì)算機(jī)的分類,按設(shè)

6、計(jì)目的分類 ：通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī) 按用途、體積大小分類：巨型機(jī)、大型機(jī)、服務(wù)器、微機(jī) 、工作站,進(jìn)位計(jì)數(shù)制,一種進(jìn)位計(jì)數(shù)制包含一組數(shù)字符號(hào)和兩個(gè)基本因素： 數(shù)碼：一組用來表示某種數(shù)制的符號(hào)。 如：1、2、3、A、B。 基數(shù)：數(shù)制所用數(shù)碼個(gè)數(shù)。用R表示，稱R進(jìn)制，“逢R進(jìn)一”。 如：十進(jìn)制的基數(shù)是10，逢10進(jìn)1。 位權(quán)：數(shù)碼在不同位置上的權(quán)值Rn 。 如：十進(jìn)制的個(gè)位的位權(quán)是“1”，百位的位權(quán)是“100”。,計(jì)算機(jī)中常用計(jì)數(shù)制,書寫時(shí)的3種格式： 11101101(2) 331 (8) 35.81(10) FA5(16) (10110.011)2 (755)8 (139)10 (AD6)1

7、6 10101001B 757O 3762D 2CE6H (注:其中B(binary)、O(Octal )、D(decimal)、H(hexadecimal )分別表示二進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制。),計(jì)算機(jī)中常用計(jì)數(shù)制,(1) 十進(jìn)制數(shù)： 基數(shù)為10，逢10進(jìn)1 用10個(gè)符號(hào)0、1、8、9來表示 第i位上的位權(quán)為10i-1 如: 十進(jìn)制數(shù)按“權(quán)”展開的多項(xiàng)式 (234.56)10210231014100 510-1+610-2,計(jì)算機(jī)中常用計(jì)數(shù)制,(2) 二進(jìn)制數(shù)： 基數(shù)為2，逢2進(jìn)1 用2個(gè)符號(hào)0、1來表示 第i位上的位權(quán)為2i-1 如: 二進(jìn)制數(shù)按“權(quán)”展開的多項(xiàng)式 (110.01)

8、2=122121020 02-112-2 =(6.25)10,計(jì)算機(jī)中常用計(jì)數(shù)制,(3) 八進(jìn)制數(shù)： 基數(shù)為8，逢8進(jìn)1 用8個(gè)符號(hào)0、1、 6、7來表示 第i位上的位權(quán)為8i-1 如: 八進(jìn)制數(shù)按“權(quán)”展開的多項(xiàng)式 (5675)8=583682781580 =(3005)10,計(jì)算機(jī)中常用計(jì)數(shù)制,(4) 十六進(jìn)制數(shù)： 基數(shù)為16，逢16進(jìn)1 用16個(gè)符號(hào)0、1、 9、A、B、C、 D、E、F來表示 第i位上的位權(quán)為16i-1 如: 十六進(jìn)制數(shù)按“權(quán)”展開的多項(xiàng)式 (7BD.4)16=716211161 13160416-1=(1981.25)10,不同進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換,各種 r進(jìn)制的數(shù)按權(quán)展開

9、后求得結(jié)果即為十進(jìn)制數(shù)。 例： （1011.101）2=123+022+121+120 +12-1 + 02-2+12-3 = 8 + 0 + 2 + 1 +1/2 + 0 +1/8 =11.625D （2576）8283+582781680（1406）10 （3D）16316113160（61）10 （FB）16151601116-11511/16（15.6875）10,二進(jìn)制轉(zhuǎn)為十進(jìn)制數(shù)練習(xí),A：（1101）2 =（ ） 10,B：（1010.01）2 =( )10,13,=1X23+1x22+0X21+1x20,八進(jìn)制轉(zhuǎn)為十進(jìn)制數(shù)練習(xí),A：（265）8 =（ ） 10,B：（137.2）

10、8 =( )10,十六進(jìn)制轉(zhuǎn)為十進(jìn)制數(shù)練習(xí),A：（26A）16 =（ ）10,B：（C2.E）16 =( )10,二進(jìn)制的運(yùn)算規(guī)則,在計(jì)算機(jī)中，二進(jìn)制數(shù)可以作算術(shù)運(yùn)算 和邏輯運(yùn)算 1.算術(shù)運(yùn)算 加法： 00 = 0 10 = 01 = 1 11 = 10 減法： 00 = 0 10 = 1 11 = 0 101 = 1 乘法： 00 = 0 10 = 01 = 0 11 = 1 除法：01 = 0 11 = 1,二進(jìn)制的運(yùn)算規(guī)則,2.邏輯運(yùn)算 或運(yùn)算（） 只要有一個(gè)為“真”(1)，邏輯運(yùn)算的結(jié)果為“真” 0 0 =0 1 0 =1 0 1 =1 1 1 =1 與運(yùn)算（） 只要有一個(gè)為“假”(0

11、)，邏輯運(yùn)算的結(jié)果為“假 ” 0 0 =0 1 0 = 0 0 1 = 0 1 1 =1 非運(yùn)算（） 規(guī)則為對(duì)邏輯位求反 0 = 1 1 = 0,二進(jìn)制的優(yōu)點(diǎn),技術(shù)上容易實(shí)現(xiàn) 運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單 與邏輯量相吻合 二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)易于互相轉(zhuǎn)換,不同進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換,2.十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為r進(jìn)制數(shù) 整數(shù)部分：除以 r 取余數(shù)，直到商為0，余數(shù)從右到左排列。 小數(shù)部分：乘以 r 取整數(shù)，整數(shù)從左到右排列。,例1 將十進(jìn)制數(shù)45轉(zhuǎn)為二進(jìn)制數(shù)： 步驟: 余數(shù) 排序方向,2,45,22,2,2,2,2,2,11,5,2,1,0,1,0,1,1,0,1,結(jié)果（45）10=（101101）2,例2 將十進(jìn)制小數(shù)0.62

12、5轉(zhuǎn)為二進(jìn)制數(shù),0.625, 2,1.25,1, 2,0.5,1.0, 2,1,0,取整數(shù),排序方向,結(jié)果：（0.625）10=(0.101)2,例3 將十進(jìn)制小數(shù)0.635轉(zhuǎn)為二進(jìn)制數(shù),0.635, 2,1.27,1, 2,0.54,1.08, 2,1,0,取整數(shù),排序方向,保留1位小數(shù)（0.635）10=(0.1)2, 2,0.16,0,保留3位小數(shù)（0.635）10=(0.101)2,不同進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換,不同進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換, 用乘2取整法將小數(shù)部分(0.6875)10轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制形式： 0. 6875 2 1.3750 整數(shù)部分為1 高位 0. 3750 2 0. 7500 整數(shù)部分為0

13、 0. 7500 2 1. 5000 整數(shù)部分為1 0. 5000 2 1. 0000 整數(shù)部分為1 低位,即：(0.6875)10 = (0.1011)2,十進(jìn)制轉(zhuǎn)為二進(jìn)制數(shù)練習(xí),1、(0.125)10=( )2 2、(21.25)10=( )2 3、(0.75)10=( )2 4、(2.23)10=( )2 三位小數(shù),不同進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換,3.二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)的互相轉(zhuǎn)換 a.二進(jìn)制轉(zhuǎn)化成八進(jìn)制 1、找到小數(shù)點(diǎn)所在位置 2、以小數(shù)點(diǎn)位置為中心： 向左，三位一段，不足三位，左補(bǔ)0 向右，三位一段，不足三位，右補(bǔ)0 3、將每段中的三位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為一位八進(jìn)制數(shù) b.八進(jìn)制轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制 將一位八進(jìn)

14、制數(shù)轉(zhuǎn)化為三位二進(jìn)制數(shù),不足三位二進(jìn)制數(shù)時(shí)，統(tǒng)一左補(bǔ)零。,（1 0 1 1 0 . 1 0 ）2,小數(shù)點(diǎn),（1 0 ，1 1 0 . 1 0）2,找小數(shù)點(diǎn),分段,補(bǔ)0,轉(zhuǎn)換,（ 0 1 0 ，1 1 0 . 1 0 0）2,2,4,6,結(jié)果,（1 0 1 1 0. 1 0）2=（26.4）8,.,例 將二進(jìn)制數(shù)（10110.10）轉(zhuǎn)為八進(jìn)制數(shù)：,例 將八進(jìn)制數(shù)（631.2）轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)：,（ 6 3 1 . 2）8,110,11,1,10,按位轉(zhuǎn)換,左補(bǔ)零,011,001,010,結(jié)果：,（110 011 001 . 010）2,1、(1001010.01)2=( )8 2、(1010011

15、0.1)2=( )8 3、（42.2）8 =（ ）2 4、（243.1）8 =( )2,二進(jìn)制與八進(jìn)制數(shù)互換練習(xí),不同進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換,4.二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的互相轉(zhuǎn)換 a.二進(jìn)制轉(zhuǎn)化成十六進(jìn)制 將二進(jìn)制數(shù)從小數(shù)點(diǎn)的位置開始，分別向其左右的方向，每四位分成一段，轉(zhuǎn)成一位十六進(jìn)制數(shù)。當(dāng)不足四位時(shí)，按距小數(shù)點(diǎn)的方向，分別補(bǔ)零。 b.十六進(jìn)制轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制 將每一位十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)為四位二進(jìn)制數(shù)，不足四位時(shí)：進(jìn)行左補(bǔ)零。,例 將二進(jìn)制數(shù)（1010110.01）轉(zhuǎn)為十六進(jìn)制數(shù)：,找小數(shù)點(diǎn)位置,（1010110 . 01）2,小數(shù)點(diǎn),分段,（ 101，0110. 01）2,補(bǔ)零,（ 0101，0110. 01

16、00）2,轉(zhuǎn)換,（ 5 6. 4）16,例 將十六進(jìn)制數(shù)（624.5）轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)：,（ 6 2 4 . 5）16,轉(zhuǎn)換,（ 110 10 100. 101）2,補(bǔ)零,（ 0110 0010 0100. 0101）2,結(jié)果,（ 11000100100. 0101）2,1、(10110110)2=( )16 2、(110111.101)2=( )16 3、( 2A.3 )16=( )2 4、( 3B.12)16=( )2,二進(jìn)制與十六進(jìn)制數(shù)互換練習(xí),不同進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換,5.八進(jìn)制與十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換 可以先將八進(jìn)制（十六進(jìn)制）轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，再轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制（八進(jìn)制）,二、八、十六進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表

17、,計(jì)算機(jī)中的信息表示,計(jì)算機(jī)的基本功能是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和 加工處理。 數(shù)據(jù)有兩種： 數(shù)值數(shù)據(jù)，如3.1416、-2.81； 非數(shù)值數(shù)據(jù)（信息），如A，b，。 數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中都是用二進(jìn)制數(shù)碼表示的。 數(shù)值處理采用二進(jìn)制運(yùn)算； 非數(shù)值處理采用二進(jìn)制編碼。,數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示,機(jī)器數(shù)有3種表示方法：原碼、補(bǔ)碼、反碼 例：當(dāng)字長(zhǎng)8位時(shí)， +19原碼00010011， -19原碼10010011， +19反碼 +19原碼 00010011， -19反碼 11101100（原碼的絕對(duì)值取反） +19補(bǔ)碼 +19反碼 +19原碼 00010011， -19補(bǔ)碼 -19反碼最低位加1 11101101（

18、原碼的絕對(duì)值取反+1）,位：是計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最小單位。指二進(jìn)制數(shù)中的一個(gè)位數(shù)，其值為“0”或“1”，其英文名為“bit”。 字節(jié)：是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量的基本單位，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量的大小是用字節(jié)的多少來衡量的。其英文名為“Byte”，通常用“B”表示。 字節(jié)經(jīng)常使用的單位還有KB（千字節(jié)）、MB（兆字節(jié)）和GB（千兆字節(jié)）等，它們與字節(jié)的關(guān)系是：,信息單位,1 B=8 bit 1 KB=210 B =1024 B 1 MB=2101 KB=210210 B =1024 KB 1 GB=2101 MB=210210210 B =1024 MB 1 TB=2101GB=1024GB 1Word=2B,

19、字：是計(jì)算機(jī)內(nèi)部作為一個(gè)整體參與運(yùn)算、處理和傳送的一串二進(jìn)制數(shù)，其英文名為“Word”。 字長(zhǎng)：是計(jì)算機(jī)CPU一次處理數(shù)據(jù)的實(shí)際位數(shù)，是衡量計(jì)算機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。 字長(zhǎng)越長(zhǎng)，一次可處理的數(shù)據(jù)二進(jìn)制位越多，運(yùn)算能力就越強(qiáng)，計(jì)算精度就越高。 存儲(chǔ)單元：若干個(gè)字節(jié)構(gòu)成一個(gè)存儲(chǔ)單元。每一個(gè)存儲(chǔ)單元都有一個(gè)唯一的編號(hào),稱為“地址”。,常見的信息編碼,1.BCD碼 BCD碼用4位二進(jìn)制數(shù)表示一位十進(jìn)制數(shù)。 一位BCD碼中的4位二進(jìn)制代碼都是有權(quán) 的，從左到右按高位到低位依次權(quán)是8、4、 2、1，這種二 十進(jìn)制編碼是一種有權(quán)碼。 1位BCD碼最小數(shù)是0000，最大數(shù)是1001。 如：BCD碼1000 0

20、010 0110 1001按4位二進(jìn)制 一組分別轉(zhuǎn)換，結(jié)果是十進(jìn)制數(shù)8269,常見的信息編碼,2.ASCII碼(美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼) 采用7位二進(jìn)制數(shù)，給出了128個(gè)不同的組合， 表示了128個(gè)不同的字符。其中95個(gè)字符可以顯 示。包括大小寫英文字母、數(shù)字、運(yùn)算符號(hào)、標(biāo)點(diǎn) 符號(hào)等。另外的33個(gè)字符，是不可顯示的，它們是 控制碼，編碼值為031和127,常見的信息編碼,2.ASCII碼(美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼),常見的信息編碼,2.ASCII碼(美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼) 前32個(gè)碼(031D)與最后一個(gè)碼(127D)通常代表不可見的控制字符，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)專用。 30H39H (48D57D)代表09十個(gè)數(shù)字字符。 41H5AH (65D90D)代表大寫字母AZ。 61H7AH (97D122D)代表小寫字母az。,常見的信