第1章 初識計(jì)算機(jī)

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1、第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)2【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1）了解計(jì)算機(jī)產(chǎn)生到發(fā)展至今的歷程。2）了解計(jì)算機(jī)的類型、特點(diǎn)和作用。3）熟悉計(jì)算機(jī)的信息表示法和計(jì)算方式。4）掌握數(shù)字進(jìn)制轉(zhuǎn)換的計(jì)算方法。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)31.1.1 計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的歷史背景 1946年2月15日，世界上第一臺電子數(shù)字計(jì)算機(jī)埃尼阿克（ENIAC）宣告研制成功，這是一臺為了軍事目的而誕生的計(jì)算機(jī)，但它強(qiáng)大的計(jì)算能力在當(dāng)時為軍事安全所起的作用已非常突出。然而，計(jì)算機(jī)將會在不久之后會對整個世界人們的生活帶來翻天覆地的變化。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)4 1.第一代計(jì)算機(jī)第一代計(jì)算機(jī)(19461957)圖圖1-1 世界上

2、第一臺計(jì)算機(jī)世界上第一臺計(jì)算機(jī)ENIAC 1946年年2月月14日，標(biāo)志現(xiàn)代計(jì)算日，標(biāo)志現(xiàn)代計(jì)算 機(jī)誕生的機(jī)誕生的“埃尼阿克埃尼阿克”在費(fèi)城公諸于世，在費(fèi)城公諸于世，它是由美國賓夕法尼亞大學(xué)莫爾電工學(xué)它是由美國賓夕法尼亞大學(xué)莫爾電工學(xué) 院研制，其全稱為電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)院研制，其全稱為電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)（Eleotronic Numerical Integrator and Calculator ENIAC），簡稱），簡稱“埃尼埃尼阿克阿克”（ENIAC）。）。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)5圖1-1 世界上第一臺計(jì)算機(jī)ENIAC第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)62.第二代計(jì)算機(jī)（第二代計(jì)算

3、機(jī)（19581964）1956年，晶體管在計(jì)算機(jī)中使用，年，晶體管在計(jì)算機(jī)中使用，晶體管和磁芯存儲器導(dǎo)致了第二晶體管和磁芯存儲器導(dǎo)致了第二代計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生。代計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生。第二代計(jì)算機(jī)體積小、速度快、功耗低、性能更穩(wěn)定，由于第二代計(jì)算機(jī)以晶體管作為基本電子元件，故稱為計(jì)算機(jī)的“晶體管時代”。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)73第三計(jì)算機(jī)（第三計(jì)算機(jī)（19651975）1958年發(fā)明了集成電路年發(fā)明了集成電路(IC)，將三，將三種電子元件結(jié)合到一片種電子元件結(jié)合到一片小小的硅片上?？茖W(xué)家使更多的小小的硅片上?？茖W(xué)家使更多的元件集成到單一的半導(dǎo)體元件集成到單一的半導(dǎo)體芯片上。于是，計(jì)算機(jī)變得更小，芯

4、片上。于是，計(jì)算機(jī)變得更小，功耗更低，速度更快。功耗更低，速度更快。稱為計(jì)算機(jī)的“集成電路時代”。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)8圖1-3 集成電路計(jì)算機(jī)第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)94第四代計(jì)算機(jī)（第四代計(jì)算機(jī)（1975年至今）年至今）1972年，第一部真正的個人計(jì)算機(jī)年，第一部真正的個人計(jì)算機(jī)誕生了。所使用的微處理器內(nèi)包誕生了。所使用的微處理器內(nèi)包含了含了2300個個“晶體管晶體管”，可以一，可以一秒內(nèi)執(zhí)行秒內(nèi)執(zhí)行 60,000 個指令，體積也個指令，體積也縮小很多。而世界各國也隨著縮小很多。而世界各國也隨著“半導(dǎo)體半導(dǎo)體”及及“晶體管晶體管”的發(fā)展的發(fā)展去開拓計(jì)算機(jī)史上新的一頁。去

5、開拓計(jì)算機(jī)史上新的一頁。因第四代計(jì)算機(jī)以大規(guī)模集成電因第四代計(jì)算機(jī)以大規(guī)模集成電路作為基本電子元件，稱為計(jì)算路作為基本電子元件，稱為計(jì)算機(jī)的機(jī)的“大規(guī)模集成電路時代大規(guī)模集成電路時代”。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)10圖1-4 早期的第四代計(jì)算機(jī)第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)115新一代計(jì)算機(jī)新一代計(jì)算機(jī) 新一代計(jì)算機(jī)的概念在新一代計(jì)算機(jī)的概念在20世紀(jì)世紀(jì)80年年代已經(jīng)提出，目前已有智能計(jì)算機(jī)、代已經(jīng)提出，目前已有智能計(jì)算機(jī)、神經(jīng)計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)以及光子神經(jīng)計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)以及光子計(jì)算機(jī)等各種設(shè)想和發(fā)展藍(lán)圖，并計(jì)算機(jī)等各種設(shè)想和發(fā)展藍(lán)圖，并在實(shí)際研制過程中取得了一些重要在實(shí)際研制過

6、程中取得了一些重要進(jìn)展進(jìn)展 第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)12按照計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度、儲存容量、軟件配置和價(jià)格等綜合指標(biāo)可以將計(jì)算機(jī)大致分為：巨型機(jī)、大型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)、小巨型、工作站以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等幾大類。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)13巨型機(jī)是功能最強(qiáng)、造價(jià)最昂貴巨型機(jī)是功能最強(qiáng)、造價(jià)最昂貴的一種計(jì)算機(jī)，主要用于大規(guī)模的一種計(jì)算機(jī)，主要用于大規(guī)模的科學(xué)計(jì)算，如原子能、彈道導(dǎo)的科學(xué)計(jì)算，如原子能、彈道導(dǎo)彈技術(shù)、航天飛機(jī)、天氣預(yù)報(bào)、彈技術(shù)、航天飛機(jī)、天氣預(yù)報(bào)、石油勘探等領(lǐng)域。巨型機(jī)的生產(chǎn)石油勘探等領(lǐng)域。巨型機(jī)的生產(chǎn)和研制具有很高要求，是衡量一和研制具有很高要求，是衡量一個國家經(jīng)濟(jì)實(shí)

7、力和科技水平的重個國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技水平的重要標(biāo)志。要標(biāo)志。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)14大型計(jì)算機(jī)也稱為主干機(jī)，它具有大型、通用、綜合處理能力強(qiáng)、性能覆蓋面廣等特點(diǎn)，主要應(yīng)用于一些高端的企業(yè)或研究機(jī)構(gòu)，如銀行、政府部門、制造企業(yè)等。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)15小型機(jī)規(guī)模小、結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)周期短，生產(chǎn)量大，硬件成本低；再加上容易操作、容易維護(hù)和可靠性高等特點(diǎn)，使得管理機(jī)器和編制程序都比較簡單，因而得以迅速推廣，并在20世紀(jì)80年代占據(jù)了大量的計(jì)算機(jī)市場。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)16微型機(jī)簡稱微機(jī)，是進(jìn)入21世紀(jì)后世界上使用最廣泛、產(chǎn)量最大的一類計(jì)算機(jī)。微型計(jì)算機(jī)是第四代計(jì)

8、算機(jī)的典型代表。構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)的核心部件是微處理器，也叫中央處理器或中央處理單元（Central Processing Unit，簡稱CPU）。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)1720世紀(jì)80年代，古德伊爾公司為美國宇航局（NASA）研制了一臺處理衛(wèi)星圖像的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)MPP，該機(jī)由16384個微處理器組成128128的方陣。這種采用并行處理技術(shù)的多處理器系統(tǒng)是巨型機(jī)發(fā)展的一個重要方面。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)18圖1-5 我國第一臺小巨型電子計(jì)算機(jī)NS1000（左）和計(jì)算機(jī)工作站主體結(jié)構(gòu)（右）第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)19工作站是20世紀(jì)80年代興起的介于微型機(jī)和小型機(jī)之間的面向

9、廣大工程技術(shù)人員的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，一般具有高分辨率顯示器、交互式的用戶界面和功能齊全的圖形軟件，可集中應(yīng)用于各種工程方面的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，如集成電路設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、土木建筑設(shè)計(jì)等。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)20 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是利用通信設(shè)備和線路將地理位置分散的、功能獨(dú)立的自主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或由計(jì)算機(jī)控制的外部設(shè)備連接起來，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的控制下，按照約定的通信協(xié)議進(jìn)行信息交換，實(shí)現(xiàn)資源共享的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)資源包括計(jì)算機(jī)硬件、軟件和數(shù)據(jù)，資源共享是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要目的 第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)21 圖1-6 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制臺 第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)221.3.1 計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)與

10、信息的概念使用過計(jì)算機(jī)的人都知道，計(jì)算機(jī)可以處理大量的數(shù)據(jù)和信息，那么我們肯定想知道：到底計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)者是怎么讓計(jì)算機(jī)去識別輸入到計(jì)算機(jī)里的數(shù)據(jù)和信息的呢？第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)23數(shù)據(jù)是記錄信息的按一定規(guī)則排列組合的物理符號，可以是數(shù)字、文字、圖像，在當(dāng)代也可以是計(jì)算機(jī)代碼。在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，數(shù)據(jù)是指所有能輸入到計(jì)算機(jī)并被計(jì)算機(jī)程序處理的符號的總稱，也是用于輸入電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，具有一定意義的數(shù)字、字母、符號和模擬量等的通稱。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)24在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，信息特指輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)經(jīng)加工后得到的有價(jià)值的正確知識。對信息的接收始于對數(shù)據(jù)的接收，對信息的獲取只能

11、通過對數(shù)據(jù)背景的解讀。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息，可以用公式可表示為“數(shù)據(jù)+背景=信息”。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)25計(jì)算機(jī)是一種數(shù)字化的設(shè)備，一般被設(shè)計(jì)為只能識別數(shù)字0和1（只含有0和1的進(jìn)制運(yùn)算我們成為二進(jìn)制）；因此，在計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲、傳輸和交換時處理的都是轉(zhuǎn)化為只含有0和1的代碼的信息流。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)26 位（bit）：是計(jì)算機(jī)中最小的信息單位，它是一個二進(jìn)制的一個數(shù)位，可簡記為b 字節(jié)（Byte）：是表示信息存儲容量大小最基本的單位，也被認(rèn)為是計(jì)算機(jī)中最基本的信息單位，簡記為B 字（word）和字長(word length):同一種計(jì)算機(jī)所具有固定長度的二進(jìn)制串成為

12、字，其二進(jìn)制的位數(shù)成為字長 第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)27信息編碼是為了方便信息的存儲、檢索和使用，在進(jìn)行信息處理時賦予信息元素以代碼的過程。即用不同的代碼與各種信息中的基本單位組成部分建立一一對應(yīng)的關(guān)系。在計(jì)算機(jī)中，一般用“0”表示低電位，而“1”表示高電位，再使用0和1兩個基本符號組成的二進(jìn)制碼（亦稱為基二碼）來表示數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)信息處理控制。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)28（1）二進(jìn)制碼在物理上最容易實(shí)現(xiàn)，二進(jìn)制碼在物理上最容易實(shí)現(xiàn)，即容易找到具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)且能方便即容易找到具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)且能方便地控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換的物理器件；可以用兩地控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換的物理器件；可以用兩個狀態(tài)分別表示基

13、本符號個狀態(tài)分別表示基本符號0和和1；（2）用二進(jìn)制碼表示的二進(jìn)制數(shù)，其用二進(jìn)制碼表示的二進(jìn)制數(shù)，其編碼、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算規(guī)則簡單，容易編碼、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算規(guī)則簡單，容易用開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)，為提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)算用開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)，為提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度和降低實(shí)現(xiàn)成本奠定了基礎(chǔ)；速度和降低實(shí)現(xiàn)成本奠定了基礎(chǔ)；（3）二進(jìn)制碼的兩個基本符號二進(jìn)制碼的兩個基本符號0和和1，能方便地與邏輯命題的，能方便地與邏輯命題的否否 和和是是，或稱，或稱假假和和真真相對應(yīng)，為計(jì)算機(jī)中相對應(yīng)，為計(jì)算機(jī)中的邏輯運(yùn)算和程序中的邏輯判斷提供了的邏輯運(yùn)算和程序中的邏輯判斷提供了便利條件。便利條件。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)291.

14、進(jìn)位計(jì)數(shù)制進(jìn)位計(jì)數(shù)制數(shù)制（數(shù)制（Number System）是指用）是指用一組固定的數(shù)字符號和一套統(tǒng)一一組固定的數(shù)字符號和一套統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)目的方法。比如的規(guī)則來表示數(shù)目的方法。比如用用R個數(shù)字符號來表示數(shù)目則成為個數(shù)字符號來表示數(shù)目則成為R進(jìn)制，進(jìn)制，R被成為基數(shù)，被成為基數(shù)，R進(jìn)制的進(jìn)制的數(shù)符為數(shù)符為0，1，R-1共共R個，個，R進(jìn)制數(shù)的每一位所具有的固定系進(jìn)制數(shù)的每一位所具有的固定系數(shù)稱為數(shù)權(quán)（數(shù)稱為數(shù)權(quán)（Nunber Weight），），第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)30 下面定義計(jì)算機(jī)中常用的進(jìn)位計(jì)數(shù)制：二進(jìn)制 R=2 基本符號 0，1 八進(jìn)制 R=8 基本符號 0，1，2，3

15、，4，5，6，7 十進(jìn)制 R=10 基本符號 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9 十六進(jìn)制 R=16 基本符號 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F(xiàn) 其中，十六進(jìn)制中的數(shù)符AF字母，分別對應(yīng)十進(jìn)制的1015 第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)31 1）二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù) 二進(jìn)制、八進(jìn)制或十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制、八進(jìn)制或十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)的方法是將被轉(zhuǎn)換的數(shù)按權(quán)展開后，將各乘積的方法是將被轉(zhuǎn)換的數(shù)按權(quán)展開后，將各乘積項(xiàng)相加，即轉(zhuǎn)換規(guī)則為項(xiàng)相加，即轉(zhuǎn)換規(guī)則為“按權(quán)相加按權(quán)相加”。例例1-1 將將10101011.11 B轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)

16、。轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。10101011.11 B=27+25+23+21+20+21+22 =128+32+8+2+21+0.5+0.25 =202.75 D第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)32 整數(shù)部分轉(zhuǎn)換將十進(jìn)制數(shù)連續(xù)用基數(shù)R去除，直到商數(shù)到零為止，每次除得的余數(shù)依次為R進(jìn)制數(shù)由低到高的各位值，簡稱“除R取余”法。小數(shù)部分轉(zhuǎn)換把被轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制小數(shù)乘以基數(shù)R，所得乘積的整數(shù)部分即為R進(jìn)制小數(shù)的最高位數(shù)字，將前次計(jì)算所得的乘積的小數(shù)部分再乘以基數(shù)R，取乘積的整數(shù)部分，重復(fù)此步驟，直到乘積的小數(shù)部分為0或求得所要求的位數(shù)為止，簡稱“乘R取整”法。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)33 例1-4 將39

17、D轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。方法：把要轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制數(shù)的整數(shù)部分不斷除以2，并記下余數(shù)，直到商為0為止。39/2商19余1（a0=1）19/2商9余1（a1=1）9/2商4余1 （a2=1）4/2商2余0（a3=0）2/2商1余0（a4=0）1/2商0余1（a5=1）所以，39 D=100111 B。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)34 由于八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)是從二進(jìn)制數(shù)演變而來的，由3位二進(jìn)制數(shù)組成一位八進(jìn)制數(shù)，4位二進(jìn)制數(shù)組成一位十六進(jìn)制數(shù)。因此，轉(zhuǎn)換時將二進(jìn)制數(shù)分組：轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制時3位為一組，轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)時4位為一組；然后按數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系直接轉(zhuǎn)換。并且分組時應(yīng)遵循如下規(guī)則：整數(shù)部分應(yīng)從最低（

18、最右）位開始，小數(shù)部分應(yīng)從最高（最左）位開始分組；最后一組若位數(shù)不足，整數(shù)部分在左邊補(bǔ)0，小數(shù)部分在右邊補(bǔ)0。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)35例1-7 把10100111.1001 B轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)。10100111.1001 B=（010）（100）（111）.（100）（100）B 2 4 7 .4 4即10100111.1001 B=255.54 Q。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)36計(jì)算機(jī)用二進(jìn)制碼來存儲和處理各種數(shù)據(jù)，那么為了滿足需要在計(jì)算機(jī)內(nèi)部二進(jìn)制碼本身有哪些計(jì)算方法呢？二進(jìn)制數(shù)有兩種不同類型的運(yùn)算：算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)37（1）二進(jìn)制數(shù)的加

19、法 根據(jù)“逢二進(jìn)一”規(guī)則，二進(jìn)制數(shù)加法的法則為：000 01101 110（進(jìn)位為1）1111（進(jìn)位為1）（2）二進(jìn)制數(shù)的減法 根據(jù)“借一有二”的規(guī)則，二進(jìn)制數(shù)減法的法則為：000 110 101 011（借位為1）第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)38（3）二進(jìn)制數(shù)的乘法 二進(jìn)制數(shù)乘法過程可仿照十進(jìn)制數(shù)乘法進(jìn)行。但由于二進(jìn)制數(shù)只有0或1兩種可能的乘數(shù)位，導(dǎo)致二進(jìn)制乘法更為簡單。二進(jìn)制數(shù)乘法的法則為：00001100111二進(jìn)制數(shù)的乘法具體計(jì)算原則是：由低位到高位，用乘數(shù)的每一位去乘被乘數(shù)，若乘數(shù)的某一位為1，則該次部分積為被乘數(shù)；若乘數(shù)的某一位為0，則該次部分積為0。某次部分積的最低位必須和本

20、位乘數(shù)對齊，所有部分積相加的結(jié)果則為相乘得到的乘積。（4）二進(jìn)制數(shù)的除法 二進(jìn)制數(shù)的除法運(yùn)算按下列三條法則進(jìn)行：0 0=0 0 1=0（1 0 是無意義的）1 1=1 二進(jìn)制數(shù)除法與十進(jìn)制數(shù)除法很類似。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)39 例1-11 計(jì)算和。10101 10001 +1111 -1011 100100 1110 例1-12 計(jì)算和。1010 101 +1101 101 100011 1010 101 0000 111 1010 101+1010 101 10000010 101 0第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)40邏輯運(yùn)算是指對因果關(guān)系進(jìn)行分析的一種運(yùn)算。邏輯運(yùn)算的結(jié)果并不

21、表示數(shù)值大小，而是表示一種邏輯概念，若成立用真或1表示，若不成立用假或0表示。二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算有“與”、“或”、“非”和“異或”4種。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)41（1）“與”運(yùn)算（AND）“與”運(yùn)算又稱邏輯乘，用符號“?”或“”來表示。運(yùn)算規(guī)則如下：00=0 01=0 10=0 11=1 即當(dāng)兩個參與運(yùn)算的數(shù)的對應(yīng)碼位中有一個數(shù)為0，則運(yùn)算結(jié)果為0，只有兩碼位對應(yīng)的數(shù)都為1結(jié)果才為1。這與前面介紹的二進(jìn)制數(shù)乘法運(yùn)算是一樣的。（2）“或”運(yùn)算（OR）“或”運(yùn)算又稱邏輯加，用符號“+”或“”表示。運(yùn)算規(guī)則如下：00=0 01=1 10=1 11=1 即當(dāng)兩個參與運(yùn)算數(shù)的相應(yīng)碼位只要有一個

22、數(shù)為1，則運(yùn)算結(jié)果為1，只有兩碼位對應(yīng) 的數(shù)均為0，結(jié)果才為0。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)42 （3）“非”運(yùn)算（NOT）“非”運(yùn)算實(shí)現(xiàn)邏輯否定，即進(jìn)行求反運(yùn)算，用符號“”表示?！胺恰边\(yùn)算規(guī)則：注意：“非”運(yùn)算只是針對一個數(shù)所進(jìn)行的“運(yùn)算”，這與前面的“與”和“或”運(yùn)算不一樣。它的實(shí)質(zhì)意義就是取反。如“10111101”進(jìn)行“非”運(yùn)算后就得到“01000010”，對比相應(yīng)位即可驗(yàn)證以上運(yùn)算規(guī)則了。（4）“異或”運(yùn)算（XOR）“異或”運(yùn)算用符號“+”來表示。其運(yùn)算規(guī)則如下：0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=0 即當(dāng)兩個參與運(yùn)算的數(shù)取值相異時，運(yùn)算結(jié)果為1，否則為0。第第1章章 初

23、識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)43例1-13 計(jì)算1000110101和10011011。10001 1001 10101 101110001 1011第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)44計(jì)算機(jī)實(shí)際處理的數(shù)既有整數(shù)部分又有小數(shù)部分，那么在計(jì)算機(jī)內(nèi)如何確定小數(shù)點(diǎn)的位置以區(qū)分一個數(shù)的整數(shù)部分和小數(shù)部分呢？在計(jì)算機(jī)內(nèi)，根據(jù)小數(shù)點(diǎn)位置是否固定，現(xiàn)有兩種數(shù)據(jù)表示格式：定點(diǎn)數(shù)格式和浮點(diǎn)數(shù)格式。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)45定點(diǎn)數(shù)就是約定小數(shù)點(diǎn)的位置固定不變。小數(shù)點(diǎn)可以約定在數(shù)中的任何位置上，但通常將小數(shù)點(diǎn)固定在符號位之后或整個數(shù)據(jù)的末位之后。因此定點(diǎn)數(shù)有兩種特殊的形式，一種是定點(diǎn)整數(shù)：小數(shù)點(diǎn)在數(shù)的最右方，即為純

24、整數(shù)；另一種是定點(diǎn)小數(shù)：小數(shù)點(diǎn)在符號位之后，即為純小數(shù)。小數(shù)點(diǎn)都是隱含的，不作單獨(dú)的信息存放在某一位中。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)46 假設(shè)定點(diǎn)小數(shù)為X0X1X2Xn，定點(diǎn)整數(shù)為Y0Y1Y2Yn，其中X0、Y0分別為定點(diǎn)小數(shù)和定點(diǎn)整數(shù)的符號位，X1X2Xn、Y1Y2Yn分別為定點(diǎn)小數(shù)和定點(diǎn)整數(shù)的尾數(shù)，則它們的表示范圍如表1-2所示。表1-2 定點(diǎn)小數(shù)和定點(diǎn)整數(shù)的表示范圍 碼制定碼制定 點(diǎn)點(diǎn) 小小 數(shù)定數(shù)定 點(diǎn)點(diǎn) 整整 數(shù)最大數(shù)最小數(shù)數(shù)最大數(shù)最小數(shù)最大數(shù)最小數(shù)最大數(shù)最小數(shù)原碼12n(12n)2n1(2n1)補(bǔ)碼12n12n12n第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)47如果計(jì)算機(jī)采用定點(diǎn)整數(shù)表示

25、，則參與運(yùn)算的數(shù)必須都是整數(shù)，若參與運(yùn)算的數(shù)是小數(shù)，就要在運(yùn)算前乘以一個比例因子，將小數(shù)放大為整數(shù)；如果計(jì)算機(jī)采用定點(diǎn)小數(shù)表示，則參與運(yùn)算的數(shù)必須都是小數(shù)，若參與運(yùn)算的數(shù)是整數(shù)，則也需要在運(yùn)算前乘以一個比例因子，將整數(shù)縮小為小數(shù)。定點(diǎn)小數(shù)與定點(diǎn)整數(shù)的格式如圖1-6所示。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)48浮點(diǎn)數(shù)表示法就是小數(shù)點(diǎn)的位置不固定，可以根據(jù)需要左右浮動。在計(jì)算機(jī)中一個任意進(jìn)制數(shù)N，其浮點(diǎn)數(shù)的真值為：N=REM第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)49 3原碼、反碼和補(bǔ)碼原碼、反碼和補(bǔ)碼（1）原碼 所謂原碼，就是用數(shù)的最高位表示符號所謂原碼，就是用數(shù)的最高位表示符號位，而其余各位表示真值的絕對

26、值，符位，而其余各位表示真值的絕對值，符號位為號位為“0”表示該數(shù)為正數(shù)，符號位為表示該數(shù)為正數(shù)，符號位為“1”表示該數(shù)為負(fù)數(shù)。例如一個表示該數(shù)為負(fù)數(shù)。例如一個8位二位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)制數(shù)D7表示符號位，表示符號位，D6D0表示數(shù)表示數(shù)碼，其格式如下：碼，其格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0 符號位符號位 數(shù)位數(shù)位 第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)50 正數(shù)的反碼與原碼相同，而負(fù)數(shù)的反碼，符號位仍用1表示，其余數(shù)值位按位取反即成。例：X1=+1101110B X1反=01101110B=X1原 X2=1101110B X2原=11101110B X2反=10010001B 在反碼中，零的表示

27、也不唯一，這是需要注意的地方。+0反=00000000B 0反=11111111B 反碼在機(jī)器中很容易得到（經(jīng)過一個反相器），因而它常用在求補(bǔ)碼的場合。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)51為了解決減法轉(zhuǎn)化為加法的問題，以簡化計(jì)算機(jī)的運(yùn)算線路，就產(chǎn)生了補(bǔ)碼表示法 如果想把十進(jìn)制減法變成加法，那么，減一個十進(jìn)制數(shù)可采用加該數(shù)的（相對于10的）補(bǔ)數(shù)，然后丟掉其進(jìn)位就得到相減的結(jié)果 第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)52例1-14 求X=1001101B的補(bǔ)碼。X原=11001101BX反=10110010BX補(bǔ)=10110011B第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)53 三種碼制既有共同點(diǎn)，又有各自不同的

28、性質(zhì)。若真值x為正數(shù)，則有x原原=x反反=x補(bǔ)補(bǔ)。若真值x為負(fù)數(shù)，則x原、原、x反、反、x補(bǔ)補(bǔ)有不同的表示。如果真值x=0，則x補(bǔ)有唯一的編碼，x原和x反都有兩個不同的編碼。定點(diǎn)小數(shù)中，原碼和反碼所能表示數(shù)的范圍為1x1，補(bǔ)碼所能表示的數(shù)的范圍為1x1。用x原、原、x反、反、x補(bǔ)補(bǔ)表示的機(jī)器數(shù)，最高一位表示符號位，正數(shù)用“0”表示，負(fù)數(shù)用“1”表示。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)54、字符（英文，包括字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)、運(yùn)算符等）編碼字符的編碼采用國際通用的ASCII碼（American Standard Code for Information Interchange，美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼）

29、，每個ASCII碼以1個字節(jié)(Byte)儲存，從0到數(shù)字127代表不同的常用符號 第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)55表1-2 ASCII碼表第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)56（）漢字內(nèi)碼1980年我國頒布的信息交換用漢字編碼字符集基本集，即國家標(biāo)準(zhǔn)GB2312-80方案中規(guī)定用兩個字節(jié)的十六位二進(jìn)制表示一個漢字 第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)57為方便漢字的輸入而制定的漢字編碼，稱為漢字輸入碼。漢字輸入碼屬于外碼。不同的輸入方法，形成了不同的漢字外碼。常見的輸入法有以下幾類：按漢字的排列順序形成的編碼（流水碼）：如區(qū)位碼；按漢字的讀音形成的編碼（音碼）：如全拼、簡拼、雙拼等；按漢字的字形

30、形成的編碼（形碼）：如五筆字型、鄭碼等；按漢字的音、形結(jié)合形成的編碼（音形碼）：如自然碼、智能ABC。輸入碼在計(jì)算機(jī)中必須轉(zhuǎn)換成機(jī)內(nèi)碼，才能進(jìn)行存儲和處理。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)58 為了將漢字在顯示器或打印機(jī)上輸出，把漢字按圖形符號設(shè)計(jì)成點(diǎn)陣圖，就得到了相應(yīng)的點(diǎn)陣代碼（字形碼）。為在計(jì)算機(jī)內(nèi)表示漢字而統(tǒng)一的編碼方式形成漢字編碼叫內(nèi)碼（如國標(biāo)碼），內(nèi)碼是惟一的。為方便漢字輸入而形成的漢字編碼為輸入碼，屬于漢字的外碼，輸入碼因編碼方式不同而不同，是多種多樣的。為顯示和打印輸出漢字而形成的漢字編碼為字形碼，計(jì)算機(jī)通過漢字內(nèi)碼在字模庫中找出漢字的字形碼，實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)換。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初

31、識計(jì)算機(jī)59第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)60一位十進(jìn)制數(shù)用四位二進(jìn)制編碼來表示，可以有多種表示方法，較常用的是8421BCD碼，表1-4列出了一部分編碼關(guān)系。IBM PC可以進(jìn)行BCD碼的加、減、乘、除運(yùn)算。運(yùn)算分兩步：第一步先按二進(jìn)制進(jìn)行運(yùn)算，第二步進(jìn)行適當(dāng)?shù)腂CD碼修正。下面通過加法運(yùn)算說明非壓縮BCD碼運(yùn)算的一般過程。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)611.4.1當(dāng)代計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)當(dāng)代計(jì)算機(jī)的特點(diǎn) (1)運(yùn)算速度快運(yùn)算速度快（2）計(jì)算精度高計(jì)算精度高（3）存儲功能強(qiáng)存儲功能強(qiáng)（4）具有邏輯判斷能力 (5)具有自動運(yùn)行能力 第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)62（1）科學(xué)計(jì)算（2）數(shù)據(jù)處理

32、（3）過程控制（4）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及輔助教學(xué)（5）人工智能（6）企業(yè)管理（7）家用電器（8）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)63信息社會的特征是什么呢？信息社會的特征是什么呢？（1）信息成為重要的戰(zhàn)略資源 在信息社會中，信息已成為社會各領(lǐng)域不可或缺的重要資源。（2）信息產(chǎn)業(yè)成為社會重要的產(chǎn)業(yè)）信息產(chǎn)業(yè)成為社會重要的產(chǎn)業(yè) 在信息社會中，信息產(chǎn)業(yè)成為國民在信息社會中，信息產(chǎn)業(yè)成為國民經(jīng)濟(jì)的經(jīng)濟(jì)的“倍增器倍增器”（3）信息網(wǎng)絡(luò)成為社會的基礎(chǔ)設(shè)施）信息網(wǎng)絡(luò)成為社會的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)化是當(dāng)前以及未來計(jì)算機(jī)發(fā)展的重要方向。第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)64 一、選擇題：一、選擇題：1.馮諾依曼計(jì)算機(jī)

33、的基本原理是（）A.程序外接 B.邏輯連接 C.數(shù)據(jù)內(nèi)置 D.程序存儲 2.7位版本的ASCII碼最多可以表示多少個字符？（）A.32 B.64 C.128 D.256 3、用電子管作為電子元件制成的計(jì)算機(jī)屬于 A A第一代 D第二代 C第三代 D第四代4、CAD是計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域之一，其含義是 C A計(jì)算機(jī)輔助教學(xué) B計(jì)算機(jī)輔助管理 C計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) D計(jì)算機(jī)輔助測試5.微型計(jì)算機(jī)中運(yùn)算器的主要功能是進(jìn)行 C A算術(shù)運(yùn)算 B邏輯運(yùn)算 C算術(shù)邏輯運(yùn)算 D科學(xué)運(yùn)算第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)65 6、微型計(jì)算機(jī)中必不可少的輸入與輸出設(shè)備是A A鍵盤與顯示器 B鼠標(biāo)和打印機(jī) C顯示器和打印機(jī)

34、D鍵盤和打印機(jī) 7、可以將圖片輸入到計(jì)算機(jī)中的設(shè)備是D A繪圖儀 B鍵盤 C鼠標(biāo) D掃描儀8、微型計(jì)算機(jī)中，應(yīng)用最普遍的字符編碼是 A A BCD碼 BASCII碼 C漢字編碼 D補(bǔ)碼9、在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，用來傳送、存儲、加工處理的數(shù)據(jù)或指令都是A形式進(jìn)行的 A二進(jìn)制碼 B拼音簡碼 C八進(jìn)制碼 D五筆字型碼 8、微機(jī)中使用的鼠標(biāo)是直接連接在B A 并行接口 B串行接口 C顯示器接口 D打印機(jī)接口10、下列描述中，正確的是B A 1KB=10241024bytes BMB=1024*1024bytes C 1KB=1024MB D1MB=1024bytes第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)66 11、

35、計(jì)算機(jī)中字節(jié)是常用單位，它的英文名字是B Abit B byte C bout D baud 12、對軟盤進(jìn)行寫保護(hù)后，軟盤中的數(shù)據(jù)D A.不能寫也不能讀 B.可以寫也可以讀 C.可以寫但不能讀 D.可以讀但不能寫 13、在購買微機(jī)時，經(jīng)常遇到48633中的33，其含義是 B A.運(yùn)算速度 B.CPU的時鐘頻 C.總線速度 D.最大內(nèi)存容量 14、若微機(jī)系統(tǒng)需要熱啟動，應(yīng)同時按下組合鍵 C A.Ctrl+Alt+Break B.Ctrl+Esc+Del C.CtrI+A1t+Del D.Ctrl+Shift+Break 15、下列網(wǎng)絡(luò)中，(B)是世界上規(guī)模最大的廣域網(wǎng) A.CASNET B.I

36、NTERNET C.CHINNET D.INTRANET第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)6716網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)主要有 (ABD)A.UNIX B.NOVELL C.WIND0WS 98 D.WINDOWS NT17、信息化是指社會經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)從以（a ）為重心，向以信息知識為重心轉(zhuǎn)變的過程。A、物質(zhì)與能量 B、知識與技術(shù) C、信息與網(wǎng) D、微電子與計(jì)算機(jī)18、信息是一種資源，它具有（b ）、時效性、累積性、共享性、無限性等一些特征。A、智能性 B、傳遞性 C、預(yù)測性 D、單一性19、（d ）是推進(jìn)信息網(wǎng)絡(luò)的重要技術(shù)基礎(chǔ)。A、工業(yè)革命 B、網(wǎng)絡(luò)技術(shù) C、微電子技術(shù) D、計(jì)算機(jī)技術(shù)20、信息技術(shù)的發(fā)展大

37、致可以分為（a ）階段。A、3 B、4 C、5 d、621、從信息化涉及的社會層面來說，可以分成（a ）、產(chǎn)業(yè)信息化和國民經(jīng)濟(jì)信息化。A、企業(yè)信息化 B、工業(yè)信息化 C、商業(yè)信息化 D、社會信息化22、信息化的技術(shù)內(nèi)涵中3c技術(shù)代表了半導(dǎo)體、（a ）、通信。A、計(jì)算機(jī) B、納米 C、網(wǎng)絡(luò) D、微電子第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)68 二、填空題二、填空題 1第一臺計(jì)算機(jī)誕生于（1946 ）年。2計(jì)算機(jī)應(yīng)用最早的領(lǐng)域是（科學(xué)計(jì)算和工程 ），應(yīng)用最廣的領(lǐng)域是（信息與信息處理）。3計(jì)算機(jī)各代的劃分是以構(gòu)成它的（電子元器件）為代表劃分的。4信息即是對各種事物的變化和特征的反映，又是事物之間相互（作用

38、和關(guān)聯(lián)）的表征。5（信息高速公路）是指建立一個能提供超量信息的，由通信網(wǎng)絡(luò)、多媒體聯(lián)機(jī)數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)組成的一體化高速網(wǎng)絡(luò)，向人們提供圖、文、聲、像信息的快速傳輸服務(wù)，并實(shí)現(xiàn)信息資源的高度共享。6信息技術(shù)的核心技術(shù)是（計(jì)算機(jī)）、（微電子）、（通信）和（傳感器 ）技術(shù)。7.進(jìn)行下列數(shù)的數(shù)制轉(zhuǎn)換。(1)(69.625)D=()B=()H=()O (2)(3E1)H=()B=()D (3)(670)O=()B=()D (4)(11111111000011)B=()H=()D=()D 第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)69 三判斷題三判斷題 1用計(jì)算機(jī)處理銀行賬務(wù)是計(jì)算機(jī)在數(shù)值計(jì)算方面的應(yīng)用。()2

39、在推動計(jì)算機(jī)發(fā)展的眾多因素中，電子元器件的發(fā)展起著決定性的作用。()3巨型計(jì)算機(jī)是指體積巨大的計(jì)算機(jī)。()4過程控制就是用計(jì)算機(jī)對連續(xù)工作的控制對象實(shí)行自動控制。()5信息和煤炭、石油等資源一樣是有限的。()6信息是客觀世界和人類社會發(fā)展進(jìn)程中不可缺少的資源要素。()7超聲波和次聲傳感器是一種傳感技術(shù)。()8信息產(chǎn)業(yè)作為當(dāng)今高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主體和新的生產(chǎn)力的代表，將成為我國面向21世紀(jì)生存與發(fā)展的戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè)。()第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)70 一.計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了哪幾個階段？各階段的主要特征是什么？二.按綜合性能指標(biāo)，計(jì)算機(jī)一般分為哪幾類？三.信息與數(shù)據(jù)的區(qū)別是什么？四.存儲器的容量單位有哪些？若內(nèi)存的大小為512MB，則它有多少個字節(jié)？五.假定機(jī)器數(shù)占8位，試寫出十進(jìn)制數(shù)-67的原碼、反碼和補(bǔ)碼。六.什么是ASCII碼?第第1章章 初識計(jì)算機(jī)初識計(jì)算機(jī)71