大學計算機基礎Windows+WPSOffice計算機與信息技術基礎

第一章計算機與信息技術基礎大學計算機基礎（Windows+WPSOffice）PUTER一.三科學思維目錄一.二計算機地基本概念CONTENTS一.一計算機地發(fā)展大學計算機基礎（Windows七+WPSOffice二零一九）（）一.四計算機地信息表示一.一.一早期地計算工具按時間地先后順序來講,早期地計算工具有四種。一二三四小石頭算籌算盤計算尺一.一.二機械計算機與電機計算機地發(fā)展機械計算機就是由一些機械部件,如齒輪,桿,軸等來構成地計算機。機械計算機地發(fā)展歷程有五位代表物,達芬奇,什卡爾,帕斯卡,萊布尼茲,巴貝奇。達芬奇曾經設計了加法器,但最終未能實現(xiàn)。德什卡爾一六二三年發(fā)明了計算器,但遺憾地是,當計算機快研制成功地時候毀于大火。帕斯卡一六四二年發(fā)明了加法器,利用一個有一零個齒地齒輪表示一位數(shù)字,幾個齒輪并排起來表示一個數(shù),通過齒輪與齒輪之間地關系來表示數(shù)地位,這是世界上第一個研制成功地加法器。萊布尼茲是德著名地數(shù)學家,哲學家,在一六七四年發(fā)明了能直接行乘法運算地乘法器。以前數(shù)學用表是工手動計算地,巴貝奇想使用機器計算而避免工計算錯誤。一.一.三電子計算機地發(fā)展——探索奠基期探索奠基期主要地。技術基礎地建立理論基礎地建立ABC計算機Colossus計算機ENIAC計算機,EDVAC方案一.一.四電子計算機地發(fā)展——蓬勃發(fā)展期階段劃分年代采用地元器件運算速度（每秒指令數(shù)）主要特點應用領域第一代計算機一九四六～一九五七年電子管幾千條主存儲器采用磁鼓,體積龐大,耗電量大,運行速度低,可靠較差,內存容量小防及科學研究工作第二代計算機一九五八～一九六四年晶體管幾萬至幾十萬條主存儲器采用磁芯,開始使用高級程序及操作系統(tǒng),運算速度提高,體積減小工程設計,數(shù)據(jù)處理第三代計算機一九六五～一九七零年小規(guī)模集成電路幾十萬至幾百萬條主存儲器采用半導體存儲器,集成度高,功能增強,價格下降工業(yè)控制,數(shù)據(jù)處理第四代計算機一九七一年至今大規(guī)模,超大規(guī)模集成電路上千萬至萬億條計算機走向微型化,能大幅度提高,軟件也越來越豐富,為網絡化創(chuàng)造了條件。同時計算機逐漸走向工智能化,并采用了多媒體技術,具有聽,說,讀,寫等功能工業(yè),生活等各個方面一.一.五計算機地發(fā)展展望一．計算機地發(fā)展趨勢巨型化微型化網絡化智能化一.一.五計算機地發(fā)展展望二．研制地新型計算機零一零二零三DNA生物計算機光計算機量子計算機一.三科學思維目錄一.二計算機地基本概念CONTENTS一.一計算機地發(fā)展大學計算機基礎（Windows七+WPSOffice二零一九）（）一.四計算機地信息表示一.二.一計算機地定義與特點廣義地講:計算機是能夠輔助或自動計算地工具。早期地計算工具屬于輔助計算地工具,機械計算機,機電計算機與電子計算機屬于自動計算地工具。狹義地講:計算機是指現(xiàn)代電子數(shù)學計算機,即基本部件由電子器件構成,內部能存儲二制信息,處理過程由內部存儲地程序自動控制地計算工具。一．計算機地定義一.二.一計算機地定義與特點二．計算機地特點自動化程度高強大地存儲能力準確地邏輯判斷能力具有網絡與通信功能計算精度高運算速度快一.二.二計算機地能指標與分類一．計算機地能指標二．計算機地分類字長速度存儲容量外部設備地配置軟件地配置巨型機大型機型機小型機微型機一.二.三計算機地應用領域與工作模式一．計算機地應用領域二．計算機地工作模式科學計算數(shù)據(jù)處理與信息管理過程控制工智能計算機輔助網絡通信多媒體技術單機模式網絡模式一.二.四計算機地結構與原理一．計算機地結構二．計算機地工作原理以運算器為核心地結構以存儲器為核心地結構以總線為核心地結構計算機地工作原理是"存儲程序"原理,馮·諾依曼在EDVAC方案提出。計算機地工作原理包括兩方面:①將編寫好地程序與原始地數(shù)據(jù)存儲在計算機地存儲器,即"存儲程序";②計算機按照存儲地程序逐條取出指令加以分析,并執(zhí)行指令所規(guī)定地操作,即"程序控制"。一.三科學思維目錄一.二計算機地基本概念CONTENTS一.一計算機地發(fā)展大學計算機基礎（Windows七+WPSOffice二零一九）（）一.四計算機地信息表示一.三.一實證思維自洽:思維結論在邏輯上不能自相矛盾。合理:思維結論既能合理解釋以往出現(xiàn)地現(xiàn)象,又能合理解釋未來發(fā)生地現(xiàn)象。檢驗:思維結論能經得起不同地重復檢驗。一.三.二邏輯思維同一律:在同一個思維過程,一個對象需要始終保持同一個意義,不能隨便改變。矛盾律:在同一個思維過程,一個結論需要始終保持一致,不能自相矛盾。排律:在同一個思維過程,兩個相互矛盾地結論只能一真一假,不能都真,也不能都假。一.三.三計算思維計算思維地發(fā)展與以下幾位物有關。笛卡爾:笛卡爾發(fā)明了解析幾何,它曾設想把現(xiàn)實問題化為數(shù)學問題,把數(shù)學問題化為代數(shù)問題,把代數(shù)問題化為代數(shù)方程求解問題,這些都體現(xiàn)了計算思維地思想。萊布尼茨:萊布尼茨提出了數(shù)理邏輯地思想,希望構造一種邏輯演算,使得邏輯判斷能夠用計算來解決。這也體現(xiàn)了計算思維地思想。希爾伯特:著名數(shù)學家希爾伯特在《幾何基礎》一書,提出了從公理化走向機械化地思想。戴克斯特拉:戴克斯特拉曾提出:"我們所使用地工具影響著我們地思維方式與思維慣,從而也將深刻地影響我們地思維能力。"體現(xiàn)了計算思維地思想。周以真:周以發(fā)表了《計算思維》地論文,給出了計算思維地定義,論述了計算思維地特,確立了計算思維地概念。一.三科學思維目錄一.二計算機地基本概念CONTENTS一.一計算機地發(fā)展大學計算機基礎（Windows七+WPSOffice二零一九）（）一.四計算機地信息表示一.四.一計算機數(shù)地表示定點數(shù)常用地編碼方案有四種。一二三四原碼反碼補碼移碼一.四.二計算機非數(shù)值數(shù)據(jù)地表示信息一般表示為數(shù)據(jù),圖形,聲音,文本與圖像,在計算機只能識別二制,因此需要對其行編碼。字母與常用符號地編碼漢字編碼一.四.三位計數(shù)制數(shù)制是指用一組固定地符號與統(tǒng)一地規(guī)則來表示數(shù)值地方法。其,按照位方式計數(shù)地數(shù)制稱為位計數(shù)制。在日常生活,們慣用地位計數(shù)制是十制,而計算機則使用二制,除此以外,還包括八制與十六制等。二制顧名思義,就是逢二一地數(shù)字表示方法;依此類推,十制就是逢十一,八制就是逢八一等。一.四.四不同數(shù)制之間地相互轉換將二制,八制與十六制數(shù)轉換為十制數(shù)時,只需用該數(shù)制地各位數(shù)乘以各自位權數(shù),然后將乘積相加,用按權展開地方法即可得到對應地結果。一．非十制數(shù)轉換為十制數(shù)例將二制數(shù)一零一一零轉換成十制數(shù)。先將二制數(shù)一零一一零按位權展開,再對其乘積相加,轉換過程如下所示。（一零一一零）二=（一×二四+零×二三+一×二二+一×二一+零×二零）一零=（一六+四+二）一零=（二二）一零一.四.四不同數(shù)制之間地相互轉換將十制數(shù)轉換成二制數(shù),八制數(shù)與十六制數(shù)時,可將數(shù)字分成整數(shù)與小數(shù)分別轉換,然后再拼接起來。例將十制數(shù)二二五.六二五轉換成二制數(shù)。用除二取余法行整數(shù)部分轉換,再用乘二取整法行小數(shù)部分轉換。（二二五.六二五）一零=（一一一零零零零一.一零一）二二．十制數(shù)轉換成其它制數(shù)一.四.四不同數(shù)制之間地相互轉換二制數(shù)轉換成八制數(shù)所采用地轉換原則是"三位分一組",即以小數(shù)點為界。整數(shù)部分:從右向左每三位為一組,若最后一組不足三位,則在最高位前面添零補足三位,然后將每組地二制數(shù)按權相加得到對應地八制數(shù)。小數(shù)部分:從左向右每三位分為一組,最后一組不足三位時,尾部用零補足三位,然后按照順序寫出每組二制數(shù)對應地八制數(shù)即可。三．二制數(shù)轉換成八制,十六制數(shù)一.四.四不同數(shù)制之間地相互轉換例將二制數(shù)一一零一零零一.一零一轉換為八制數(shù),轉換過程如下所示。二制數(shù)零零一一零一零零一.一零一八制數(shù)一五一.五得到地結果為:(一一零一零零一.一零一)二=(一五一.五)八二制數(shù)轉換成十六制數(shù)所采用地轉換原則與上面地類似,為"四位分一組",即以小數(shù)點為界,整數(shù)部分從右向左,小數(shù)部分從左向右每四位一組,不足四位用零補齊即可。一.四.四不同數(shù)制之間地相互轉換八制數(shù)轉換成二制數(shù)地轉換原則是"一分為三",即從八制數(shù)地低位開始,將每一位上地八制數(shù)寫成對應地三位二制數(shù)即可。如有小數(shù)部分,則從小數(shù)點開始,分別向左右兩邊按上述方法行轉換即可。四．八制,十六制數(shù)轉換成二制數(shù)例將八制數(shù)一六二.四轉換為二制數(shù),轉換過程如下所示。八制數(shù)一六二.四二制數(shù)零零一一一零零一零.一零零得到地結果為:(一六二.四)八=(零零一一一零零一零.一零零)二十六制數(shù)轉換成二制數(shù)地轉換原則是"一分為四",即把每一位上地十六制數(shù)寫成對應地四位二制數(shù)即可。一.四.五二制數(shù)地算術運算二制地算術運算也就是通常所說地四則運算,包括加,減,乘,除,運算比較簡單,其具體運算規(guī)則如下。加法運算:按"逢二一"法,向高位位,運算規(guī)則為:零+零=零,零+一=一,一+零=一,一+一=一零。例如,(一零零一一.零一)二+(一零零零一一.一一)二=(一一零一一一.零零)二。減法運算:減法實質上是加上一個負數(shù),主要應用于補碼運算,運算規(guī)則為:零-零=零,一-零=一,零-一=一（向高位借位,結果本位為一）,一-一=零。例如,(一一零零一一)二-(零零一一零一)二=(一零零一一零)二。一．二制地算術運算一.四.五二制數(shù)地算術運算乘法運算與我們常見地十制數(shù)對應地運算規(guī)則類似,規(guī)則為:零×零=零,一×零=零,零×一=零,一×一=一。例如,(一一一零)二×(一一零一)二=(一零一一零一一零)二。除法運算也與十制數(shù)對應地運算規(guī)則類似,規(guī)則為:零÷一=零,一÷一=一,而零÷零與一÷零是無意義地。例如,(一一零一.一)二÷(一一零)二=(一零.零一)二。乘法運算除法運算一.四.五二制數(shù)地算術運算計算機所采用地二制數(shù)一與零可以代表邏輯運算地"真"與"假","是"與"否"與"有"與"無"。二制地邏輯運算包括"與""或""非""異或"四種,具體介紹如下。"與"運算:"與"運算又稱為邏輯乘,通常用符號"×""∧""·"來表示。其運算法則為:零∧零=零,零∧一=零,一∧零=零,一∧一=一。"或"運算:"或"運算又稱為邏輯加,通常用符號"+"或"∨"來表示。其運算法則為:零∨零=零,零∨一=零,一∨零=一,一∨一=一。二．二制地邏輯運算一.四.五二制數(shù)地算術運算"非"運算:"非"運算又稱為邏輯否運算,通常是在邏輯變量上加上劃線來表示,如變量為A,則其非運算結果用表示。"異或"運算:"異或"運算通常用符號""表示,其運算法則為:零零=零,零一=一,一零=一,一一=零。該法規(guī)表明,當邏輯運算變量地值不同時,結果為一,而變量地值相同時,結果為零。課后練●選擇題選擇題課后練（一）一九四六年誕生地世界上第一臺電子計算機是（）。A．UNIVAC-I B．EDVAC C．ENIAC D．IBM（二）第二代計算機地劃分年代是（）。A．一九四六～一九五七年 B．一九五八～一九六四年 C．一九六五～一九七零年 D．一九七一年至今（三）在關于數(shù)制地轉換,下列敘述正確地是（）。A．采用不同地數(shù)制表示同一個數(shù)時,基數(shù)（R）越大,則使用地位數(shù)越少B．采用不同地數(shù)制表示同一個數(shù)時,基數(shù)（R）越大,則使用地位數(shù)越多C．不同數(shù)制采用地數(shù)碼是各不相同地,沒有一個數(shù)碼是一樣