第一章 计算机应用基础知识

第一章计算机应用基础知识第一节计算机概述一、计算机的产生和发展（一）产生1、世界上第一台计算机ENIAC：诞生于1946年2月美国宾夕法尼亚大学特点：5000次加减法/秒、占地170平方米、重30吨、电子管18800、继电器1500、耗资40万美元。

2、1946年6月美籍匈牙利数学家冯.诺依曼提出“存储程序”原理，其设计思想有以下3点：⑴计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五部分组成⑵计算机内部采用二进制数⑶将指令和数据都存储起来，由程序控制计算机自动执行，即“存储程序、程序控制”原理。

（二）发展（三）计算机分类1、按计算机工作原理分类:数字式计算机、模拟式电子计算机、数字模拟混合式计算机2、按计算机用途分类:通用计算机和专用计算机3、按计算机性能分类: 巨型机、小巨型机、大型机、小型机、工作站、个人计算机巨型机：①运算速度在亿次以上的计算机，由多个CPU组成。

②应用领域：高科技领域。

如：航天航空、天气预报、医药等尖端科学研空和战略武器研制中的复杂计算机。

小巨型机：①允许相当多的用户同时使用，也有很高的运算速度和大的存储容量，价格相对于巨型机便宜。

②应用领域：同巨型机大型机：①一般用作网络服务器，可连几百到上千个终端。

②应用领域：大型商业、银行、科研、高校的计算中心。

小型机：①运算速度在几百万次左右，一般用作主机，可连几十个终端。

②应用领域：小型商业、科研机构。

工作站：接入网络的计算机个人计算机：简称PC机、微机。

4、按样式分：台式机和便携式两种，台式机又分为立式和卧式两种；5、按生产厂家分：原装机和兼容机；6、按中央处理芯片分：286、386、486、586等机型；7、按字长分：8位、16位、32位、64位二、计算机特点1、运算速度快：主频越高，运算速度越快衡量运算速度的指标（MIPS）：每秒钟所能执行百万条加减法指令2、运算精度高：字长越长，运算精度越高3、存储容量大：4、可靠性高：指标：平均无故障时间（年）5、具有逻辑判断能力6、支持人机交互三、计算机应用领域1、科学计算：是计算机应用最早的领域，天气预报、水文预报、航空、航天、人造卫星轨道计算等2、数据处理：是计算机最广泛的应用（80%）如：工资管理、财务管理、物资管理、仓库管理、帐目计算、信息检索等3、计算机辅助技术：指利用计算机帮助人们完成各种任务计算机辅助设计（CAD）：是指使用计算机的计算、逻辑判断等功能，帮助人们进行产品和工程设计。

计算机辅助测试（CAT）：已广泛应用于建筑工程设计、服装设计、机械制造设计、船舶设计等行业。

计算机辅助制造（CAM）：是指利用计算机通过各种数值控制生产设备，完成产品的加工、装配、检测、包装等生产过程的技术。

计算机辅助教学（CAI）：是指将教学内容、教学方法以及学生的学习情况等存储在计算机中，帮助学生轻松地学习所需要的知识。

4、过程控制：实现对工业生产过程自动检测、自动调节和自动控制，如：冶金、石油、化工、机械，采集炉温等5、人工智能：用计算机模拟人脑的思维过程6、多媒体应用7、计算机网络提问：①人和计算机下棋属于什么应用领域？利用ATM机取款属于什么应用领域？②计算机的工作核心是什么？四、计算机的发展趋势巨型化、微型化、网络化、智能化。

第二节数制与数据存储单位一、数制（一）概念1、数制：用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数目的方法叫数制2、进位计数制：按照进位方式计数的数制进位计数制三要素：数位：数码在一个数中所处的位置。

基数：某种进位计数制中数码的个数称为该进位计数制的基数。

例：八进制基数为8，二进制基数为2位权：在某种进位计数制中，每个数位上数码所代表的数值的大小等于在这个数位上的数码乘上一个固定的值，这个固定的值就是这种进位制中该数位上的位权。

3、数制的表示方法1）数字后加英文字母表示该数所在的数制。

二进制：B 八进制：O 十进制：D 十六进制：H2）将数字用括号括起来，并将其所在数制的基数写在右下角。

（16）16（27）8（1011）2（123）10十进制（Decimal notation）特点：（1）有10个数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。

（2）基数：10。

（3）逢十进一（加法运算），借一当十（减法运算）。

（4）按权展开式。

例：将十进制数456.24写成按权展开式形式为：456.24=4×10 2＋5×101＋6×100＋2×10-1＋4×10-2二进制（Binary notation）特点：（1）有两个数码：0、1。

（2）基数：2。

（3）逢二进一（加法运算），借一当二（减法运算）。

八进制（Octal notation）特点：（1）有8个数码：0、1、2、3、4、5、6、7。

（2）基数：8。

（3）逢八进一（加法运算），借一当八（减法运算）。

十六进制（Hexadecimal notation）特点：（1）有16个数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。

（2）基数：16。

（3）逢十六进一（加法运算），借一当十六（减法运算）。

（4）按权展开式。

在16个数码中，A、B、C、D、E和F这6个数码分别代表十进制的10、11、12、13、14和15，这是国际上通用的表示法。

例：十六进制数（4C4D）16代表的十进制数为：4×163＋C×16 2＋4×161＋D×160=（19533）10二进制数与其他数之间的对应关系如表1-1所示。

表1-1 几种常用进制之间的对照关系二、数制转换计算机采用二进制数的原因：1）运算简单：二进制的计算规则非常简单。

以加法为例：0+0=0、1+0=1、0+1=1、1+1=102）硬件容易实现：由元器件自身的状态所决定的，电子元器件的开和关，导通和截止正好用1或0表示。

3）可靠性高：二进制数在进行加工处理、传送、运算时不易出错。

4）逻辑性强：二进制中的0和1正好分别表示逻辑代数中的假和真，容易实现逻辑运算。

1、二、八、十六进制数转换为十进制数方法：按权展开，逐项相加例：（1101100.111）2=1×26＋1×25＋1×23＋1×22＋1×2-1＋1×2-2＋1×2-3=64＋32＋8＋4＋0.5＋0.25＋0.125 =（108.875）10（652.34）8=6×82＋5×81＋2×80＋3×8-1＋4×8-2=384＋40＋2＋0.375＋0.0625=（426.4375）10（19BC.8）16=1×163＋9×162＋B×161＋C×160＋8×16-1=4096＋2304＋176＋12＋0.5 =（6588.5）102 126 …………余 0 （K 0） 低 2 63 …………余 1 （K 1） 2 31 …………余 1 （K 2） 2 15 …………余 1 （K 3） 2 7 ………… 余 1 （K 4） 2 3 ………… 余 1 （K 5）2 1 ………… 余 1 （K 6） 高 02、十进制数转换为二、八、十六进制数 方法：除以基数，取余法，自下而上取 例：将（126）10转换成二进制数。

126D=1111110 B128D= 10000000 B= 200 O= 80 H 97D=1100001B=141O=61H 173D=10101101B=255O=AD H 3、二、八、十六进制的互换 1）二进制转换八进制方法：从小数点开始分别向左、右方向，采用“3位并一位”方法。

例：11010110B=326 O 11101010011.10111B=3523.56 O 2）二进制转换十六进制方法：从小数点开始分别向左、右方向，采用“四位并一位”方法 例：1111101011011.10111B=1F5B.B8 H 101101 B=2D H 3）八进制转换二进制 方法：“一位拆成三位”例：3740.562 O=11111100000.10111001 B 4）十六进制转换二进制 方法：“一位拆成四位” 例：AE H=10101110 B练习：97D=1100001B 13D=1101B 43D=101011B 156D=10011100B 11111111B=255D 010111B=23D 1100100B=100D 10110101B=181D 275D=100010011B 78D=1001110B 45.25D=101101.01B136 O=94D 35A H=858D 9B28 H=1001101100101000B 457 O=100101111B=12F H 3C4 H=1111000100B=1704 O第三节 数据单位及字符编码一、数据单位及存储形式 1、数据单位 1）位（bit ）每个二进制数称为一位，其值为“0”或“1”，单位是bit ，简写为b ，是计算机内表示数据的最小单位。

例：101101为6位二进制数。

说明：n 位二进制数可以表示2n 种状态。

例：2位二进制数可表示： 00、01、10、11，即2位二进制数有22种状态提问：4位二进制数有多少种进制状态？2）字节(Byte)8位二进制数为一个字节，字节是计算机中数据存储的基本单位。

单位是Byte，简写为B。

说明：常见的单位有KB、MB、GB、TB，换算关系为：1B=8b1KB=1024B=210B1MB=1024KB=1024*1024B=220B1GB=1024MB=1024*1024*1024B=230B1TB=1024GB=1024*1024*1024*1024B=240B提问：①1个字节能表示最大十六进制数？一个字节能表示的十六进制数的范围是？②八位二进制数表示的最大十进制数是？③1个字节的最高位权是？④二进制数1011010，右起第5位的权值是？3）字(Word)是指计算机一次所能存取、加工、运算、传递的二进制数据的长度，单位是Word，简写为W。

说明：①一个字通常由一个或若干个字节组成。

字长决定了计算机处理数据的速率，是衡量计算机性能的一个重要指标。

②字的长度通常与微处理器芯片的型号有关二、字符编码说明：①一切数据（数字、字母、标点符号、运算符号等）在计算机内部都采用二进制数②计算机输入、输出时采用十进制。

1、西文字符编码ASCII码：美国国家标准信息交换码，每个字符的ASCII码采用7位二进制编码，在计算机内部存储时占用1个字节（即8b）,7位编码的ASCII码共包含了27=128个字符。