第1章-信息与计算机1.

本章主要内容：•信息与信息科学•计算机的发展及应用•信息在计算机中的表示与编码•微型计算机系统•计算机软件系统第一章计算机基础知识1.1信息与信息科学信息：是符号、信号或消息所包含的内容，用来消除对客观事物认识的不确定性，它通过各种物理符号进行表示（即通常所说的数据）。信息社会：就是知识社会,后工业社会。实质上就是社会生活中广泛应用现代化通信、计算机和终端设备结合的新技术社会。信息技术：凡是能扩展人的信息功能的技术都是信息技术。包括感测技术，通信技术，计算机技术和控制技术。信息技术对人类信息器官的扩展:人体的信息器官人体的信息器官扩展信息器官功能的信息技术感觉器官获取信息感测技术神经器官传递信息通信技术思维器官加工/再生产信息计算机技术效应器官使用信息控制技术迄今为止，人类发生过五次信息技术革命：•第一次革命是语言的使用•第二次是文字的创造，出现了文献；•第三次革命是造纸和印刷术的出现；•第四次革命是电报、电话、电视及其他通信技术的发明和应用；•第五次革命是电子计算机和现代通信技术在信息工作中的应用。信息化社会与信息素养•1.信息化社会–（1）信息化–（2）信息社会–（3）我国社会的信息化•2.信息素养–三个层面：文化素养，信息意识，信息技能计算机是一种能按预先存储的程序，高速、自动地完成信息处理和存储的电子装置。与其他计算工具的区别：具有存储程序的能力自动完成数据处理处理数据的类型和处理数据的能力1.2计算机的发展及应用计算机发展史十个手指算盘分析机差分机ENIAC8英尺高、3英尺宽、100英尺长16种型号的18000个真空管1500多个继电器70000多个电阻18000多个电容重30吨占地170平方米1946年2月世界上第一台数字电子计算机ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator电子数字积分计算机)在美国宾夕法尼亚大学诞生。它的诞生是基于军事的考虑，是为了精确计算复杂的弹道特性和火力射程表。1946年6月美籍匈牙利数学家VonNeumann提出了三个重要的概念：存储程序：存储器不仅要存储数据,而且要存储程序二进制：计算机使用二进制程序控制：从存储器中取指令或数据，由控制器解释由运算器完成计算VonNeumann被誉为电子计算机之父并提出了“存储程序和程序控制”这一原理电子计算机的发展史—以采用的逻辑元件划分ＳＳＩＭＳＩＬＳＩＶＬＳＩ第一代电子管时代第二代晶体管时代第三代集成电路第四代大、超大规模集成电路第一代第二代第三代第四代名称电子管计算机晶体管计算机集成电路计算机大，超大规模集成电路计算机存在时间1946至19571958至19641965至19701971至今逻辑元件电子管晶体管中、中小规模大、超大规模内存储器水银延迟线或磁鼓磁芯半导体存储器高集成度半导体存储器外存储器磁带磁盘,磁带高速磁盘大容量磁盘和光盘应用范围数值计算数值计算数据处理数值计算数据处理(文字图形)信息处理数值计算数据处理信息处理代表产品ENIACIBM-7000系列机IBM-360PDP-11微机,巨型机和工作站软件机器语言汇编语言高级语言提出OS概念QBasic和C语言OS开始广泛运用数据库、网络等计算机的应用•1科学计算：研制计算机的最初目的。•2、数据处理：最广泛的应用领域，决定了计算机应用的主导方向。•3、实时控制：它用于生产的好处是提高生产率，降低成本，提高产品精度和质量。•4、计算机辅助系统：主要应用于设计、制造和教学等方面。•5、人工智能：用计算机来模拟人的感应、判断、理解、学习和问题求解等智能活动。•6、计算机模拟：应用于工业生产、社会科学或人员训练。计算机辅助系统•计算机辅助设计CAD（Computer-AidedDesign）•计算机辅助制造CAM（Computer-AidedManufacturing）•计算机辅助教育CBE（Computer-BasedEducation）–计算机辅助教学CAI(Computer-AidedInstruction)、–计算机辅助测试CAT(Computer-AidedTest)–计算机管理教学CMI(Computer-ManagementInstruction)。1.3信息在计算机中的表示与编码信息表示信息在计算机内部都是以二进制的形式表现。为什么要用二进制计数：（1）可行性：物理上容易实现（2）逻辑性：二进制“0”、“1”对应逻辑“真”、“假”（3）简易性：二进制运算法则比较简单（4）可靠性：二进制只有0和1两个数，传输和处理时不易出错，使计算机得到高可靠保障。•机器数•位（bit）计算机存储数据的最小单位，表示一位二进制数的0，1值。•字节（byte）字节是数据处理的最小单位,通常用“B”来表示。1B=8bit•字（word）计算机处理数据时，一次存取、加工和传递的数据长度称为一个字。一般来说，一个字是由一个字节或多个字节组成。信息存储单位•字长计算机一次所能处理的实际二进制的位数。比如：32位机，其字长是32位；64位机，字长是64位。•存储容量的单位和换算公式有：KB、MB、GB、TB1B=8bit1KB=1024B=2B1MB=1024KB=2B1GB=1024MB=2B1TB=1024GB=2B10203040信息编码1、数字编码：用若干位二进制代码来表示一位十进制数。如BCD码。2、字符编码(ASCⅡ码)：字符型信息包括：数字、字母、汉字、符号。它们是用一个字节中的低7位来表示的（最高位为0），共128个不同的字符（26*2+10+32+34）特殊字符的编码:低7位分为高三位和低四位.最高位作奇偶校验位A65a97048NULSOHSTXETXEOTENQACKBELBSHTLFVTFFCRSOSTDLEDC1DC2DC3DC4NAKSYNETBCANEMSUBESCFSGSRSUSASCII码表（P17）00000100012001030011401005010160110701118100091001A1010B1011C1100D1101E1110F1111高3位01234567低4位000001010011100101110111SP！”＃＄％＆‘()＊＋’－·/０１２３４５６７８９：;＜＝＞？@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\]↑←abcdefghijklmnopqrstuvwxyz{|}~DEL3、汉字编码(1)汉字输入码(外码)•数字编码:区位码,电报码•字音编码:全拼音,双拼音•字形码:表形码,五笔字型•音形码:自然码例”春”的拼音输入码为”chun”(2)汉字机内码:计算机系统内部对汉字进行存储，处理，传输统一使用的代码，又称内码。(3)字形输出码——点阵图形码存储在计算机内的汉字在屏幕上显示或在打印机上输出时，必须以汉字字形输出，才能被人们所接受和理解。所谓汉字字形是以点阵方式表示汉字。字形点阵存储空间很大．例如字形点阵有16*16点阵，24*24点阵，32*32点阵．因此字形点阵用来构成字库。以24*24点阵为例：例:在用点阵表示的汉字字形码中，如果一个汉字占128个字节，则该点阵为()A32*32B24*24C16*16D48*48答案:A计算机中使用的数制数制：也称计数制，是以表示数值所用的数字符号的个数来命名的，并按一定进位规则进行计数的方法。基数：数制中所用的数字符号的个数(R)。位权：数制中每一位数值所具有的值(Rk)。常用的数制：二进制、十进制、八进制、十六进制数制的进位方法：逢R进一，借一为R。R进位计数中，任意一个数值均可以表示为以下形式anan-1an-2…a2a1a0.a-1a-2…a-m其值为：S=anRn+an-1Rn-1+an-2Rn-2+…+a2R2+a1R1+a0+a-1R-1+a-2R-2+…+a-mR-m十进制基数为“10”位权为10k数字符号：0，1，2，3，4，5，6，7，8,9进位规则：逢十进一，借一为十。十进制1874.52位权值10310210110010-110-2数值为:（1874.526)10=1×103+8×102+7×101+4×100+5×10-1+2×10-2基数为“2”位权为2k数字符号：0、1。进位规则：逢二进一，借一当二Eg(10.01)2=1×21+0×20+0×2-1+1×2-2按位权展开位置计数法22212-12-2二进制基数为“8”位权为8k数字符号：0、1、2、3、4、5、6、7进位规则：逢八进一，借一当八Eg：(45)8=4×81+5×80按权展开位置计数法8180八进制基数为16位权为16k数字符号：0、1…..9、A、B、C、D、E、F进位规则：逢十六进一，借一当十六十六进制码源为何用A、B、C、D、E、F？161160位置计数法按权展开Eg:(2a)16=(2×161+a×160)10因为只能用一个符号表示数码。书写易分辨:（1123）16计算机中的数制表示逢十六进一逢八进一逢二进一逢十进一进位规则0~9,A~F0~70，10~9数字符号16k8k2k10k位权Rk168210基数R十六进制H八进制O(Q)二进制B十进制D数制方表示法名称数制的转换Eg:(1011)2=1×23+0×22+1×21+1×20=(11)10(145)8=1×82+4×81+5×80=(101)10(145)16=1×162+4×161+5×160=(325)10利用公式：S=anRn+an-1Rn-1+···+a1R1+a0R0+a-1R-1+···+a-mR-m㈠R进制转换为十进制（10101）2=（21）10（0.10011)2=(0.59375)10(165)8=(117)10(A2F)16=（2607）10做练习十进制转换成二进制将整数部分和小数部分分别转换①整数部分的转换规则：除以2取余，直到商零，倒序排余数②小数部分的转换规则：乘以2取整，直到小数部分为0或达到精度为止，顺序排列232111251221210201转换整数部分将十进制数23.825转换为二进制数十进制转换为二进制（例）倒序排列直到商为0余数(23)10=(10111)2(0.825)10=(0.110)20.825×21.650×21.300×20.600顺序排列转换小数部分(23.825)10=(10111.110)2十进制转换为二进制（例）整数110达到精度（213）10=（11010101）2（32）10=（100000）2（96）10=（1100000）2练习（整数部分十进制转换成二进制）(0.23)10=(0.5773)10=（0.0011101）2（0.1001001）2十进制转换成八进制将整数部分和小数部分分别转换①整数部分的转换规则：除以8取余，直到商零，倒序排余数②小数部分的转换规则：乘以8取整，直到小数部分为0或达到精度为止，顺序排列2858355843840(285)10=(435)8转换整数部分将十进制数285.425转换为八进制数十进制转换为八进制（例）余数倒序排列(0.425)10=(0.331)80.425×83.400×83.200×81.600转换小数部分(285.425)10=(435.331)8顺序排列十进制转换为八进制(保留三位)整数部分不参加连乘十进制转换成十六进制将整数部分和小数部分分别转换①整数部分的转换规则：除以16取余，直到商零，倒序排余数②小数部分的转换规则：乘以16取整，直到小数部分为0或达到精度为止，顺序排列189016161187160余数267直到商为0倒序排列(1890)10=(762)16将十进制数1890转换为十六进制数将十进制数0.7转换为十六进制数(保留四位)0.7×16=11.20.2×16=3.20.2×16=3.20.2×16=3.2整数B333达到精度顺序排列(0.7)10=(0.B333)16总结(十进制R进制):整数部分:除以R取余,直到商为0,倒序排列小数部分:乘以R取整,达到精度,顺序排列Eg:(56)10二进制(145)10八进