计算机应用基础ppt课件.ppt
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1、21世纪高职高专规划教材,计算机基础知识,项目一:信息技术与计算机基础知识,第1讲 信息与信息技术,任务描述:通过对信息与信息技术概念的理解,掌握信息技术的发展和应用。 知识点: 信息与信息技术的基本概念,信息技术的发展和应用。1.1.1信息的基本概念 信息:是自然界、人类社会和人类思维活动中普遍存在的一切物质和事物的属性。1.1.2信息的特征 信息必须依赖于载体而存在,具有客观性、普遍性、时效性、价值性、依存性、共享性、传递性和可加工性等。 1.1.3信息技术 信息技术是指同获取、传递、再生和利用信息的有关技术。或者说凡是能扩展人的信息功能的技术,都是信息技术。 从应用的角度来看,信息技术经
2、历了数值处理、数据处理、知识处理、智能处理、网络处理五个阶段,目前正在向网格处理阶段过渡。,目前,以网络化、数字化、多媒体和智能化为代表的现代信息技术,正在改变着人们传统的生活、学习、工作和思维方式,影响着教育的内容与方法。 1.1.4 信息化发展 1信息化概述 信息化是指培育、发展以智能化工具为代表的新的生产力并使之造福于社会的历史过程。社会信息化过程,就是在经济活动和社会活动中建设和完善信息基础设施,发展信息技术和信息产业。信息化社会中信息成为社会的战略资源,信息产业成为国民经济的主导产业,推动国民经济的快速发展。 2信息化建设 “信息高速公路”是国家信息基础设施(NII)的俗称,是美国政
3、府于1993年正式提出的。紧跟着日本、加拿大和欧洲的工业发达国家也都决定加速建设“信息高速公路”。“信息高速公路”是一个可以交流各种信息的大容量、高速率的多媒体通信网络。 “三金”(即金桥、金关、金卡) 我国建成的四大互联网络:中国互联网、中国教育科研网、中国科技网和中国金桥网。,3我国信息化发展与应用 由中国互联网络信息中心(CNNIC)发布的报告显示 : 2007年12月,我国网民数量已增至2.1亿人; 2008年2月,我国网民数已达到了2.21亿人,超过美国的2.15亿居全球首位 。 中国的国际出口带宽总量2007年底已达到368,927Mbps,年增长率为43.7% ,连接的国家有美国
4、、俄罗斯、法国、英国、德国、日本、韩国和新加坡等。 网站数量已有150万,相当于每万人拥有11个网站。 中国域名总数达到1193万个,其中CN域名占中国域名总数的75.4%,达900万个,一年增加了四倍之多。 在2007年平均每分钟增加CN域名14个,2007年底CN域名仅次于德国的国家顶级域名.DE(1128万个),位于世界第二。 网络电话(VOIP)、“点对点”网络技术(P2P)、通过IP宽带网传送的电视类业务(IPTV)、即时通信、搜索引擎等新技术新业务的出现,对互联网监管提出了更高要求 。,任务描述:通过对基础知识的了解,对计算机有一个初步的认识知识点: 计算机的发展、特点和应用 1.
5、2.1计算机的发展历史 世界上第一台电子数字计算机是在1946年由美国宾夕法尼亚大学的莫克利(John Mauchly)和他的学生埃克特(J.P.Eckert)博士共同发明的名字叫 “埃尼阿克”ENIAC,如图1.1所示,从第一台电子计算机诞生以来,短短的半个多世纪里,计算机发生了翻天覆地的变化。在推动计算机发展的众多因素中,电子元器件的发展起着决定性的作用。根据电子元器件的发展,计算机已经经历了四代,正在走向第五代。 1第一代电子计算机(19461957)-电子管时代计算机 2第二代电子计算机(19581964) -晶体管时代计算机 3第三代电子计算机(19651974) -集成电路时代计算
6、机 4第四代电子计算机(1974现在) -大规模集成电路计算机 5新一代计算机 如:生物计算机、量子计算机、神经网络计算机等。 我国从1956年开始研制计算机. 1960年我国第一台自行设计的通用电子计算机107机问世。 1964年我国研制成功了大型通电子计算机119机, 70年代中后期我国又相继研制出了每秒达百万次的大型电子计算机。 1983年每秒运算1亿次的“银河”巨型计算机问世, 1992年研制成功每秒运算十亿次的“银河-”巨型计算机。 1997年6月研制成功每秒运算百亿次的“银河-”巨型计算机。,2005年4月,中国首个拥有自主知识产权的高性能CPU“龙芯2号”正式亮相。 2007年1
7、2月26日我国首台采用国产高性能通用处理器芯片“龙芯2F”和其他国产器件、设备和技术的万亿次高性能计算机“KD-50-I”通过了专家委员会的鉴定,在中国科技大学研制成功。 “KD-50-I”万亿次机的研制成功,确定了国产高性能通用处理器在高端并行机应用中的核心地位。这是我国高性能计算机国产化的一次重要突破。 1.2.2 计算机的特点 1运算速度快 2计算精度高 3超强的记忆能力 4具有逻辑判断能力 5具有实时通讯能力 6自动化能力强,1.2.3计算机的应用 科学计算、数据处理、过程控制、计算机辅助系统、人工智能、计算机网络、多媒体技术 1.2.4计算机的分类 依据IEEE(美国电气和电子工程师
8、协会)的划分标准,计算机可分为巨型计算机、大型计算机、小型计算机、工作站和微型计算机。 1.2.5计算机的发展趋势 向巨型化、微型化、多媒休化、网络化、智能化和非冯诺依曼化 发展。,任务描述:通过一些基本概念的学习,掌握计算机中数据的表示方法 知识点: 数制的概念、数据的转换 1.3.1 计算机中数制的概念 1进位计数制 进位计数制是指用进位的方法进行计数的数制。数有不同的进位计数制,日常生活中使用的多为十进制,而计算机中使用的是二进制,有时也使用八进制和十六进制。 要理解数制,必须先理解两个概念:基数和位权。 基数指用该进制表示数时所用到的数字符号的个数。常用“R”表示,称R进制。如:十进制
9、数用十个数字来表示大小不同的数,因而基数为10。依此类推,十六进制的基数为16,八进制的基数为8,二进制的基数为2。 位权指数码在不同位置上的权值。每一种进制数中的数字符号所在的位置叫数位,不同数位有不同的“位权”,用一个以基数为底的指数来表示,即Ri,R代表基数,i是数位的序号。,一般规定整数部分个位为0,十位为1,依次增1;小数部分小数点右面的第一位为1,第二位为2,依次减1。如:十进制数123.45,基数为10,1的位权为102,2的位权为101,3的位权为100,4的位权为101,5的位权为1022计算机中的数制(1)十进制数十进制数是用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共十个数字
10、来表示大小不同的数,基数为10,它的计数规则是:“逢十进一,借一当十”,它的权是以10为底的幂。按位权展开的形式是:例如:1234.5611032102310141005101 6102(2)二进制数二进制数是用0和1共两个数字表示大小不同的数,基数为2,它的计数规则是“逢二进一,借一当二”;它的权是以2为底的幂,按位权展开的形式是:例如:(1101.11)2123122021120121122,(3)八进制数八进制数是由0、1、2、3、4、5、6、7共八个数字来表示大小不同的数,基数为8,它的计数规则是“逢八进一,借一当八”;它的权是以8为底的幂,按位权展开的形式是:例如:(1261.11)
11、8183282681180181 182(4)十六进制数十六进制数是使用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F共十六个符号来表示大小不同的数,其中字母A、B、C、D、E、F分别表示10、11、12、13、14、15,基数是16,它计数规则是“逢十六进一,借一当十六”;它的权是以16为底的幂,按位权展开的形式是:例如:(2D5F.2A)22163131625161151602161 10162以上介绍的几种数制除了用在括号外面加数字下标的形式表示外,还可在数字后面加写相应的英文字母作为标识:B(二进制)、O(八进制)、D(十进制)、H(十六进制)。十进制的括号和字母可以省
12、略。,1.3.2不同数制之间的转换将数从一种数制转换为另一种数制的过程叫数制间的转换。1二进制、八进制、十六进制数转换为十进制数对于任何一个二进制、八进制、十六进制数转换为十进制数,只需把各数位的值乘以该位位权,再按十进制加法相加即可。这种方法也叫“位权法”。【例1.1】将二进制数101.11转换为十进制数(101.11)2122021120121 1224+1+0.5+0.255.75【例1.2】将八进制数136.4转换为十进制数(136.4)8182381680481642460.594.5【例1.3】将十六进制数2A.C转换为十进制数(2A.C)162161101601216132100
13、.7542.75,2十进制数转换为非十进制数将十进制数转换为非十进制数,分别将整数部分采用“除基取余倒读”法,小数部分采用“乘基取整正读”法,再把两部分组合起来,就可以得到对应的结果。【例1.4】将十进制数75.375转换为二进制数。分析:整数部分转化为二进制数,应除以2倒取余法。,小数部分转化为二进制,应乘以2取整法。,所得结果为:(75.375)10=(1001011.011)2 依此类推,可以完成将75.375转化为八进制和十六进制。 但是必须注意的是,在有些情况下,十进制小数不能精确地转化为非十进制小数,例如0.33。在这种情况下,只能根据需要的精度对十进制小数作近似转换。,3二进制数
14、与八进制数的相互转换转换规则是:(1)二进制数转换成八进制数:以小数点为中心,分别向左、向右,每三位划分成一组,不足三位的分别向高位或低位以0补足,每组分别转化为对应的一位八进制数,最后将这些数字从左到右连接起来即可。(2)八进制数转换成二进制数:将每一位八进制数转换成对应的三位二进制数,不足三位分别向高位以0补足,将这些二进制数从左到右连接起来即可。【例1.5】将二进制数10010011.1011转换为八进制数,八进制数672.25转换为二进制数。,4二进制数与十六进制数之间的相互转换二进制数与十六进制数之间的转换规则和二进制数与八进制数之间的转换规则方法类似。(1)二进制数转换成十六进制数
15、:以小数点为中心,分别向左、向右,每四位划分成一组,不足四位分别向高位或低位以0补足,每组分别转化为对应的一位十六进制数,最后将这些数字从左到右连接起来即可。(2)十六进制数转换成二进制数:将每一位十六进制数转换成对应的四位二进制数,不足四位分别向高位以0补足,将这些二进制数从左到右连接起来即可。【例1.6】将二进制数11111010011.101101转换为八进制数,十六进制数3B5.6A转换为二进制数。,二进制数与八进制数、十六进制数之间的转换虽然很简单,但一定要注意在转换过程中0的补充。 由于二进制数与八进制数、十六进制数之间的转换比较简单,所以在较大的二进制数和十进制数相互转换时,常常
16、使用八进制数或十六进制数作为中间桥梁。其它数制之间的转换可以通过二进制作为中间桥梁,先转化为二进制,再转化为其它进制。 表1.1列出了十进制、二进制、八进制和十六进制之间的换算关系。 1.3.3二进制的运算规则1算术运算算术运算包括加、减、乘、除四种运算。运算规则为:加法规则:0+0=0;0+1=1;1+0=1;1+1=10(向高位有进位)减法规则:0-0=0;1-0=1;1-1=0;10-1=1(向高位有借位)乘法规则:00=0;01=0;10=0;11=1除法规则:01=0;11=12逻辑运算逻辑运算包括逻辑与、逻辑或、逻辑非和逻辑异或四种。,表1.1 十进制二进制、八进制和十六进制的换算
17、关系表,任务描述:根据上一任务掌握的计算机中数据的表示方法,掌握计算机中的数据编码方法 知识点: 数据单位 、BCD码、ACSII码1.3.3二进制的运算规则 1.4.1计算机中的符号位表示计算机中,所有的数据都用二进制来表示。一个二进制数同时包含符号位和数值位两部分,规定一个数的最高位作为符号位,用“0”表示正,“1”表示负,余下各位表示数值。把数据符号位数码化后的二进制表示的数,称为“机器数”,把在机器外存放的由正负号表示的数称为真值。 1.4.2二进制数的原码、反码和补码 把符号数字化,并和数值位一起编码的办法,很好地解决了带符号数的表示方法及其计算问题。这类编码方法,常用的有原码、反码
18、、补码三种。 1原码 机器数就是原码表示法。即最高位为符号位,“0”表示正, “1”表示负。,2反码 数的反码是指正数的反码和原码相同,负数的反码是对原码除符号位以外的各位按位取反。即“0”变为“1”,“1”变为“0”。例如:125反125原01111101 125原11111101 125反10000010在反码表示法中,0也有两种表示,分别是:0反00000000 0反11111111 3补码 数的补码是指正数的补码和原码相同,负数的补码是将它的反码在末位加1得到的。例如:125补125原01111101 125原11111101 125反10000010 125补10000011在补码表
19、示法中,0只有一种表示:0补00000000补码运算具有如下优点:(1)减法运算可以用加法来实现,即用求和代替求差;(2)数的符号位可以同数值部分作为一个整体参与运算;(3)两数的补码之和(差)等于两数和(差)的补码。,由于补码运算的这些优点,现代计算机内部大都用补码表示数值,运算结果也用补码表示,以达到简化运算的目的。表1.2是几个整数的原码、反码和补码的对应表。表1.2 几个整数的原码、反码和补码(假设计算机用8位二进制码表示数据)对应表,1.4.3 机器数中小数点的位置表示 计算机中表示小数点的位置有两种表示方法:定点表示法和浮点表示法。 “定点表示法”是指小数点的位置固定不变。“浮点表
20、示法”是指小数点的位置可以浮动。 1.4.4 计算机中数据单位 数据在计算机中以二进制的形式存储,存储单位通常有位、字节、字、字长等。 (1)位(bit) 位,是计算机中数据存储的最小单位。通常用“b”表示。一位可表示为“0”或“1” (2)字节(Byte) 字节,是计算机中数据存储的基本单位,八位连续的二进制位称为一个字节(byte),用“B”表示。各单位的换算关系是:1KB1024B1MB1024KB1GB1024MB1TB1024GB,(3)字(word) (4)字长 是衡量计算机性能的一个重要指标,是处理器能同时处理的二进制数据位数。它直接关系到计算机的精度、功能和速度。 6、数据在计
21、算机中的表示 (1)BCD数字编码BCD码,又称为“二十进制编码”。 二十进制编码”最常用的是8421编码。用4位二进制数表示一位十进制数,自左向右每一位对应的位权是8、4、2、1。例如:129用8421编码表示的BCD码为0001 0010 1001 (2)ASCII字符编码 ASCII字符编码,是“美国标准信息交换代码” (3)汉字编码小结:1、原码、反码、补码的概念和使用方法 2、计算机中的数据单位 3、BCD数字编码,任务描述:通过学习,掌握计算机系统的基本组成知识点: 计算机系统的组成、冯诺伊曼思想、软件系统的分类1.5.1 计算机系统的组成计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成
22、 1.5.2硬件系统的基本组成 “冯诺伊曼”结构,硬件系统由五大部分组成:运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。,1.5.3 软件系统的基本组成软件系统一般分为系统软件和应用软件。计算机系统组成如图1.7所示。,任务描述:通过对计算机各个组件的学习,对计算机各个组件有一定的了解,能根据市场情况选择合适的电脑配件,能写出完整的装机配置清单。 知识点:CPU、主板、内存、硬盘 、显卡、打印机等配件的作用、品牌、特点和微型计算机的性能指标。 微型计算机是目前应用最为广泛的计算机,从外观上进行划分,可以将其分为主机、显示器、键盘、鼠标、打印机和音箱等。 1.6.1主机 主机是计算机的主体,里面有
23、主板、CPU、内存、显卡、声卡、硬盘、电源等组件 1CPU 图1.9 AMD Phenom 9750处理器 CPU是中央处理器(Central Processing Unit)的简称,其功能是执行算术、逻辑运算及控制计算机自动、协调地完成各种操作,是计算机系统的核心部件。CPU品质的高低,决定了计算机系统的档次高低,CPU的品牌主要有美国的Intel、AMD。目前市场上主流的产品是双核的CPU,如Intel公司的Intel Core 2 Duo系列、AMD公,司的 AMD Phenom 9750等。如图1.8和图1.9所示。,2主板 主板又称为母板或系统板,是计算机的主体,主要用于管理和协调计
24、算机系统,支持系统中各部件的正常运行 。 主板中主要包括CPU插槽、芯片组、内存插槽、IDE插槽、AGP总线扩展槽、PCI插槽、BIOS芯片以及外部设备接口等部分。其中核心组成部分是芯片组(Chipset)。 目前市场上主板品牌很好,常见的品牌有华硕、微星、技嘉、磐英、精英、昂达、华擎、翔升等,如图1-10和1-11所示。,图1.10华硕P5B SE 主板,图1.11微星P35 Neo主板,图1.13 金士顿1GB DDR2 667(笔记本)内存,图1.12 富豪 1GB DDR2-667内存,3内存 内存又称为内存储器或主存,一般指随机存取存贮器(RAM),是计算机中重要的部件之一,它是CP
25、U与其它设备沟通的桥梁。 根据制造原理不同,RAM又分为静态随机内存(SRAM)和动态随机内存(DRAM),DRAM比SRAM的集成度高、功耗低、成本也低,适于作大容量内存,故主存储器采用DRAM,而高速缓冲存储器则采用SRAM。 目前常用的主流内存是DDR2 SDAM, DDR2内存拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力。内存的容量通常有512MB、1GB等,如图1.12和1.13所示。,图1.15 华硕 EAH3870 512MB显卡,图1.14 七彩虹Geforce 8800GT 512M显卡,4总线总线是计算机中各个功能部件之间传送信息的一组公共通信信号线,由地址总线、数据总线和控制总线
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