計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)編程教材

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教程

------主講教師:***信息工程系1第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)本章學(xué)習(xí)目標(biāo):通過本章的學(xué)習(xí),大家應(yīng)該掌握以下內(nèi)容:計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域,基本特點(diǎn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的表示計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)組成本章要點(diǎn)1.1計(jì)算機(jī)概述1.2微型計(jì)算機(jī)的組成1.3數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示1.1計(jì)算機(jī)概述計(jì)算機(jī)分代計(jì)算機(jī)的分類和應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)基本工作原理一、計(jì)算機(jī)的分代時(shí)代年份器件軟件應(yīng)用一

46—58電子管機(jī)器語言匯編語言科學(xué)計(jì)算二58—64晶體管高級(jí)語言數(shù)據(jù)處理工業(yè)控制三64—71集成電路操作系統(tǒng)文字處理圖形處理四71年迄今大規(guī)模集成電路數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)等社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域電子計(jì)算機(jī)的問世——電子計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來

1946年2月由賓夕大學(xué)研制成功的ENIACElectronicNumericalIntegratorAndCalculator電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)重達(dá)30噸占地170m218000個(gè)電子管保存80個(gè)字節(jié)二、計(jì)算機(jī)的分類和應(yīng)用按用途和按性能指標(biāo)分類應(yīng)用到社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域三、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件計(jì)算級(jí)系統(tǒng)分為：硬件+軟件硬件軟件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次硬件操作系統(tǒng)用戶應(yīng)用程序計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀

輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)

外

存：軟、硬盤、光盤、閃存

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器等

操作系統(tǒng)：Windows、Unix、Linux語言處理程序：C、Pascal、VB等

實(shí)用程序：診斷程序、排錯(cuò)程序等

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件外部設(shè)備系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件硬件運(yùn)算器寄存器控制器主機(jī)內(nèi)存CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)只讀存儲(chǔ)器(ROM)高速緩沖存儲(chǔ)器

辦公軟件包、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

四、計(jì)算機(jī)的基本工作原理指令指令的執(zhí)行過程程序的執(zhí)行過程計(jì)算機(jī)基本工作原理1.2微型計(jì)算機(jī)的組成微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)組成微型計(jì)算機(jī)主要性能指標(biāo)一、微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)組成系統(tǒng)主板（又稱母板）CPU（中央處理器）存儲(chǔ)器（內(nèi)存）硬盤驅(qū)動(dòng)器DVD-ROM驅(qū)動(dòng)器（光驅(qū)）軟盤驅(qū)動(dòng)器（軟驅(qū)）電源1、系統(tǒng)主板2、微處理器（CPU）運(yùn)算器、控制器和一組寄存器，合在一個(gè)芯片上稱之為CPU(CentralProcessingUnit)3、主存與輔存ROM（只讀存儲(chǔ)器）數(shù)據(jù)只能讀出，斷電不丟失。RAM（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）既允許寫入也允許讀出，斷電信息丟失。外存儲(chǔ)器(輔存)a.軟磁盤存儲(chǔ)器：軟磁盤、軟磁盤驅(qū)動(dòng)器、軟磁盤控制器適配卡

b.硬磁盤存儲(chǔ)器：硬磁盤、硬磁盤驅(qū)動(dòng)器、硬磁盤控制器適配卡

c.光盤存儲(chǔ)器：光盤盤片、光盤驅(qū)動(dòng)器

內(nèi)存與外存的比較主存外存項(xiàng)目ROMRAM軟盤硬盤光盤造價(jià)高高低++低低+速度快快慢++慢慢+容量小+小——————斷電有無有有有功能：是介于CPU和內(nèi)存之間的一種可高速存取信息的芯片，是CPU和RAM之間的橋梁，用于解決CPU和內(nèi)存之間的速度沖突問題。

4、高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）

工作過程:CPUCacheRAM存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)

ALU寄存器Cache存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器(RAM)輔助存儲(chǔ)器(軟盤、硬盤、光盤)后援存儲(chǔ)器(磁帶庫、光盤庫)二、微型計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)字長(zhǎng)：計(jì)算機(jī)一次能直接處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，字長(zhǎng)越長(zhǎng)計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度越強(qiáng)運(yùn)算速度：計(jì)算機(jī)每秒內(nèi)執(zhí)行指令的數(shù)目主頻：

CPU的時(shí)鐘頻率內(nèi)存容量：1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1.3數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示進(jìn)位計(jì)數(shù)制數(shù)制轉(zhuǎn)換字符的表示所謂進(jìn)位計(jì)數(shù)制是指按進(jìn)位的原則進(jìn)行計(jì)數(shù)。進(jìn)位計(jì)數(shù)制有兩個(gè)基本特點(diǎn)：一、進(jìn)位計(jì)數(shù)制逢R進(jìn)一采用位權(quán)表示法逢R進(jìn)一

R是指進(jìn)位計(jì)數(shù)制表示一位所需要的符號(hào)數(shù)目，稱為基數(shù)。例如十進(jìn)制數(shù)是由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十個(gè)數(shù)字符號(hào)組成，基數(shù)為10，逢十進(jìn)一。二進(jìn)制數(shù)由0、1兩個(gè)數(shù)字符號(hào)組成，基數(shù)為2，逢二進(jìn)一。采用位權(quán)表示法處在不同位置上的數(shù)字所代表的值不同，一個(gè)數(shù)字在某個(gè)固定位置上所代表的值是確定的，這個(gè)固定位上的值稱為位權(quán)。位權(quán)與基數(shù)的關(guān)系是，各進(jìn)位制中位權(quán)的值恰好是基數(shù)的若干次冪。[例1]在十進(jìn)制數(shù)中，3058.72可表示為：3058.72==3×103+0×102+5×101+8×100+7×10-1+2×10-2[例2]在二進(jìn)制數(shù)中，10111.01可表示為：10111.01==1×24+0×23+1×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2因此，任何一種數(shù)制表示的數(shù)都可以寫成按位權(quán)展開的多項(xiàng)式之和。(按權(quán)值展開)二進(jìn)制： 用B表示 如：101101B八進(jìn)制： 用O表示 如：567O十進(jìn)制： 用D或不加任何字母來表示 如：98D

或98十六進(jìn)制： 用H表示 如：A82BH常用數(shù)制及表示數(shù)制基本符號(hào)基值權(quán)十進(jìn)制0—91010n-1二進(jìn)制0、122n-1八進(jìn)制0—788n-1十六進(jìn)制0—9A、B、C、D、E、F1616n-1表1.1十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)的常用表示方法十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制000000010101012A100011111101113B200102212110014C300113313110115D401004414111016E501015515111117F6011066161000020107011177

81000108

91001119

二、各種進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換R（R=2,8,16）進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為R（R=2,8,16）進(jìn)制數(shù)二、八、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換1、R進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)使用按權(quán)展開相加法：即各位R進(jìn)制系數(shù)乘以與其對(duì)應(yīng)的權(quán)相加求和即為與之相對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。步驟：1)確定權(quán)值2)系數(shù)乘以所在位相應(yīng)權(quán)3)相加求和[例］求（1100101.101）2的等值十進(jìn)制(1100101.101)2=1×26+1×25+0×24+0×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3=64+32+0+0+4+0+1+0.5+0.125=（101.625）10即（1100101.101）2=（101.625）10解：=1*26-1+1*24-1+1*23-1+1*21-1=32+8+4+1=45D練[1]（101101）B=（）D練[2]（267）O=（）D解：=2*83-1+6*82-1+7*81-1=2*64+6*8+7*1=128+48+7=183D練[3]（1CA）H=（）D解；=1*163-1+12*162-1+10*161-1

=1*256+12*16+10*1=458D2、十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為R進(jìn)制數(shù)1)整數(shù)的轉(zhuǎn)換除R取余法倒著寫2)小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換乘R取整法正著寫[例4]求（66.625）10的二進(jìn)制數(shù)解先求（66）10的等值二進(jìn)制數(shù)2 66 02 33 12 16 02 8 02 4 02 2 02 1 10即（66）10=（1000010）2再求（0.625）10的等值二進(jìn)制數(shù)

0.625×2=1.25010.250×2=0.50000.500×2=1.0001

即（0.625）10=（0.101）2

所以，（66.625）10=（1000010.101）2注：十進(jìn)制小數(shù)不一定都能轉(zhuǎn)換成完全等值的二進(jìn)制小數(shù).解：21280低位264023202160280240220211高位0所以：128D=10000000B練[4]128D=（）B3、二、八、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換

①二進(jìn)制數(shù)和八進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換一位八進(jìn)制數(shù)就相當(dāng)于3位二進(jìn)制數(shù)二到八進(jìn)制：以小數(shù)點(diǎn)為分界線，分別向左右每三位二進(jìn)制數(shù)寫成相應(yīng)的一位八進(jìn)制數(shù)八到二進(jìn)制：每一位八進(jìn)制數(shù)寫成相應(yīng)的三位二進(jìn)制數(shù)，即3位二進(jìn)制數(shù)取代每一位八進(jìn)制數(shù)。[例5]把(10110101.01101)2轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)。

二進(jìn)制數(shù)：010110101.?011010↓?↓↓?↓↓八進(jìn)制數(shù)：265.32(10110101.01101)2=（265.32）O[例6]把(345.23)8轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)八進(jìn)制數(shù)：345.23↓↓↓↓↓進(jìn)制數(shù)：011100101.010011(345.23)8=（11100101.010011）2練[5] 11011.01101B