第一章 计算机基础知识

课程的目的和任务•“大学计算机基础”是大学计算机基础教学中的基础性课程，通过比较全面、概括性地讲述使学生能够达到掌握计算机信息处理与应用的基础知识，掌握计算机基本应用技能等教学目标。

•开设“大学计算机基础”的目的是拓展学生的视野，为后续课程的学习做好必要的知识准备，使他们在各自的职业中能够有意识的借鉴、引入计算机科学中的一些理念、技术和方法，期望他们能在一个较高的层次上利用计算机、认识并处理计算机应用中可能出现的问题。

教学安排•理论课学习：22学时•上机：10学时–上机时间安排考核方式•总评成绩=平时成绩*10%+实验成绩*30%+期末考试成绩*60%•平时成绩=作业*50%+考勤*50%主要内容•第1章计算机基础知识（重点）•第2章微型计算机硬件系统•第3章操作系统（重点）•第4章Office办公软件（重点）•第5章计算机网络与Internet•第6章关系型数据库管理系统Visual Foxpro （重点）•第7章Visual Foxpro数据类型•第8章表的创建与使用•第9章数据库的创建与使用本章要求：了解计算机的发展、特点及用途;掌握计算机中使用的数制及数制间的转换;弄清计算机的主要组成部件及其功能;了解计算机系统中数据、信息的表示形式;1.1 计算机概述什么是计算机？•计算机是一种工具–不是交通运输工具–不是机械加工工具–不是¡¤¡¤¡¤工具–计算机是一种信息处理工具计算机是通用的信息处理工具什么是计算机？计算机有哪些特性？•计算机的特性：（1）速度快（2）存储容量大（3）通用性好•不仅能处理数字和文字，而且能对图像、声音等多种形式的信息进行处理•不仅能进行数学运算，而且能进行逻辑运算•不仅能进行运算，而且具有信息的获取、存储、传输、展现等功能（4）计算机与计算机具有互连、互通和互操作的能力1.1.1 计算机的发展历史计算机的分代1.1.2 计算机的发展趋势•以超大规模集成电路为基础–巨型化•不是体积大，而是速度高、容量大、功能强–微型化•体积缩小、重量减轻–网络化•分散的计算机联成网–智能化•计算机具有一定的¡°思维能力¡±–多媒体化•创建出能集文、图、声、像于一体的新型信息处理模块1.1.3 计算机的特点•高速运算能力•计算精度高,具有可靠的判断能力•具有记忆和逻辑判断能力•具有自动控制能力1.1.4 计算机的分类1.1.5 计算机的应用•科学计算•信息处理•自动控制•计算机辅助设计和辅助教学•人工智能•多媒体技术的应用•计算机网络的应用•商务处理•信息管理•家用电器计算机辅助设计和辅助教学•CAD¡ªcomputer aided design–计算机辅助设计•CAM¡ªcomputer aided manufacturing–计算机辅助制造•CIMS¡ªcomputer integrated manufacture system–计算机集成制造系统•CAE¡ªcomputer aided engineering–计算机辅助工程•CBE¡ªcomputer based education–计算机辅助教育电子商务•指利用计算机和网络进行的新型商务活动。

•将生产企业、流通企业以及消费者和政府带入一个网络经济、数字化生存的新天地•不受时间、地域的限制人工智能•人工智能主要研究用人工的方法和技术，模仿、延伸和扩展人的智能,实现机器智能•是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的学科。

1.2 计算机中的数制(10_9 本部大气科学10_11电信)不同进位制数的表示和含义¡°数¡±是一种信息，它有大小（数值），可以进行四则运算¡°数¡±有不同的表示方法。

日常生活中人们使用的是十进制数，但计算机使用的是二进制数，程序员还使用八进制和十六进制数，它们怎样表示？如何相互转换？其数值如何计算？1.2 计算机中的数制•计算机只认识¡°0¡±和¡°1¡±-任何信息必须转换成二进制形式数据后才能由计算机进行处理、存储和传输。

•数制（计数制）–指用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法。

•编码–采用少量的基本符号，选用一定的组合原则，以表示大量复杂多样的信息的技术。

1.2.1 二进制数•二进制数的特点：–最多只有两个不同的数字符号，即0 和1–逢二进一(基数为二，逢二进一，借一为二)•二进制优点：–0 ，1 两个状态易物理实现–运算规则简单–算术运算与逻辑运算容易沟通1.2.2 二进制与其它数制二进制数(10_8 气科2 雷电+地信)•每一位使用两个不同数字表示（0、1），即每一位使用1 个“比特”表示•低位与高位的关系是：逢2进1•各位的权值是2 的整数次幂（基数是2 ）•标志：尾部加B例：101.01 B =1×22＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1×2－2 ＝5.25十进制数(10_9大气科学1)•每一位可使用十个不同数字表示（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9）•低位与高位的关系是：逢10进1•各位的权值是10的整数次幂（基数是10 ）•标志：尾部加“D”或缺省例：204.96=2×102＋0×101＋4×100＋9×10－1＋6×10－2八进制数•每一位使用八个不同数字表示（0、1、2、3、4、5、6、7）•低位与高位的关系是：逢8进1•各位的权值是8的整数次幂（基数是8 ）•标志：尾部加O•例：365.2O = 3×82+ 6×81+ 5×80 + 2×8－1 = 245.25十六进制数•每一位使用十六个数字和符号表示（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F ）•逢16进1, 基数为16•各位的权值是16的整数次幂（基数是16 ）•标志：尾部加H例：F5.4H=15×161 + 5×160 + 4×16－1 = 245.25不同进位制数的比较1.2.3 不同进制数之间的转换•熟练掌握不同进制数相互之间的转换，在编写程序和设计数字逻辑电路时很有用•只要学会二进制数与十进制数之间的转换，与八进制、十六进制数的转换就不在话下了十进制数→二进制数•转换方法：整数和小数分开转换整数部分：除以2逆序取余小数部分：乘以2顺序取整•例如：29.6875 →11101.1011 B•注意：十进制小数（如0.63）在转换时会出现二进制无穷小数，这时只能取近似值二进制数→十进制数•转换方法：二进制数的每一位乘以其相应的权值，然后累加即可得到它的十进制数值例：11101.1011B= 1×24＋1×23＋1×22＋0×21＋1×20＋1×2－1＋0×2－2＋1×2－3＋1×2－4= 29.6875八进制数与二进制数的互换•八进制→二进制：把每个八进制数字改写成等值的3位二进制数，且保持高低位的次序不变例：2467.32O →010 100 110 111 . 011 010 B•二进制→八进制：整数部分从低位向高位每3位用一个等值的八进制数来替换，不足3位时在高位补0凑满3位；小数部分从高位向低位每3位用一个等值八进制数来替换，不足3位时在低位补0凑满三位例：1 101 001 110.110 01 B →001 101 001 110.110 010 B →1516.62 O十六进制数与二进制数的互换•转换方法：与八、二进制互换的方法类似例1：35A2.CFH →11 0101 1010 0010.1100 1111B例2：11 0100 1110.1100 11B →H补充知识：二进制数的算术运算(11_8本部电信)1.2.4 二进制数在计算机内的表示(10_14本部气科)•整数的表示•实数的表示整数(定点数)的表示PC机中数的主要类型•都采用二进制表示，有不同类型和不同长度•不同类型和不同长度的数各有不同的用途无符号整数的表示•采用“自然码”表示：•取值范围由位数决定：–8位：可表示0～255 (28-1)范围内的所有正整数–16位：可表示0～65535(216-1)范围内的所有正整数–n位：可表示0～2n-1范围内的所有正整数。

带符号整数的表示（1）•表示方法：用1位表示符号，其余用来表示数值部分带符号整数的编码表示（2）•例1: [+43]用8位原码表示所以：[+43] 的8位原码为：00101011•例2：[- 43]用8位原码表示所以：[- 43]的8位原码为：10101011•例3: [- 43]用8位补码表示所以：[- 43] 的8位补码为：11010101•例4：[- 64]用8位补码表示所以：[- 64] 的8位补码为：11000000带符号整数的编码表示（3）•优缺点分析：–原码表示法•优点：与日常使用的十进制表示方法一致，简单直观•缺点：加法与减法运算规则不统一，增加了成本；整数0 有“00000000”和“10000000”两种表示形式，不方便–补码表示法•优点：加法与减法运算规则统一，没有“-0”,可表示的数比原码多一个•缺点：不直观，人使用不方便•结论：带符号整数在计算机内不采用“原码”而采用“补码”的形式表示！带符号整数的编码表示（4）•原码可表示的整数范围8位原码：- 27+1～27- 1（- 127～127）16位原码：- 215+1～215- 1（- 32767～32767）n 位原码：- 2n-1+1～2n-1- 1•补码可表示的整数范围8位补码：- 27～27- 1 （- 128～127 )n位补码：- 2n-1～2n-1- 1小结：3种整数的比较实数(浮点数)的表示实数的特点与表示方法•特点：–既有整数部分又有小数部分，小数点位置不固定–整数和纯小数是实数的特例–任何一个实数总可以表达成一个乘幂和一个纯小数之积–例如：56.725 = 0.56725×102－0.0034756 = -0.34756×10－2•实数的表示方法（记阶法）：用3个部分表示⏹乘幂中的指数：表示实数中小数点的位置⏹纯小数部分(尾数)：表示实数中的有效数字部分⏹数的正负(符号)二进制实数的浮点表示•与十进制实数一样，二进制实数也可以用记阶法表示•例如：+1001.011B = + 0.1001011B×2 100－0.0010101B = －0.10101B×2－10•可见，任一个二进制实数N 均可表示为：N=±S×2P（其中，±是该数的符号；S是N 的尾数；P是N的阶码）•因此，32位的单精度浮点数在计算机中可表示为：1.2.5 计算机中信息的表示(11_25普本气科5、6)•机器码–在计算机中把符号位和数值一起数码化来表示相应的真值，此编码称为机器码–有原码、反码、补码等方法计算机中信息的表示带符号数的表示常见十进制数的原码反码补码对比1.3 常见的信息编码(11_15电信)•十进制数的编码与表示•西文信息的编码与表示•中文信息的编码与表示1.3.1 BCD码(二- 十进制编码）•BCD(Binary Code Decimal)码是用若干个二进制表示一个十进制数的编码，BCD码有多种编码方法，常用的有8421码。