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1、授课对象：授课对象：1010级本科生级本科生+重修重修理论学时：理论学时：56 56 学时，学时，1414周周实验学时：实验学时：计划计划16 16 学时学时 +课外课外3030学时学时学学 分：分：4 4考试形式：考试形式：平时平时10+10+实验实验10+10+无纸化考试无纸化考试8080考试时间：考试时间：预计第预计第1616周周授课教师：授课教师：公共计算机教学与研究中心公共计算机教学与研究中心 宋长龙宋长龙E-MailE-Mail：教学网站：教学网站：1 计算机的发展历程、分类及应用；信息技术概述；计算机硬件组成及各主要部件的功能；计算机系统组成；计算机软件分类；计算机工作原理及主要
2、技术指标；数制及其转换；文字信息编码。本本章章主主要要内内容容 数值型数据的存储；计算机的算术与逻辑运算；2一种可以接受输入、处理数据、存储数据、一种可以接受输入、处理数据、存储数据、可编程并能产生输出的一种电子装置。可编程并能产生输出的一种电子装置。计算机主要计算机主要特点特点：计算精度：计算精度高高、处理速度、处理速度快快、存储容量、存储容量大大、自动化程度、自动化程度高高、适用范围、适用范围广广和通用性和通用性强强。319361936年英国科学家年英国科学家图灵图灵，首次提出逻辑机模型，首次提出逻辑机模型图灵机图灵机,并建立算法理论并建立算法理论,被誉为被誉为计算机之父计算机之父。计算机
3、理论奠基人：图灵的主要贡献：图灵的主要贡献：建立图灵机模型，奠定了可计算理论基础；建立图灵机模型，奠定了可计算理论基础；提出图灵测试，阐述机器智能概念提出图灵测试，阐述机器智能概念 。图灵奖图灵奖,创于创于1966,1966,每年由美国计算机学会每年由美国计算机学会(ACM)(ACM)颁发。颁发。计算机最高奖项：计算机最高奖项：1919世纪世纪5050年代，英国数学家年代，英国数学家乔治乔治布尔布尔创立逻辑创立逻辑代数，奠定电子计算机的数学理论基础代数，奠定电子计算机的数学理论基础 。419461946年年2 2月诞生于美国宾州大学，月诞生于美国宾州大学，电子数值积分计算电子数值积分计算机机，
4、ENIACENIACElectronic Numerical Integrator And Electronic Numerical Integrator And CalculatorCalculator）。第一台计算机的诞生50005000次加法次加法/秒秒体重体重2828吨吨占地占地170m170m2 21880018800只电子管只电子管15001500个继电器个继电器功率功率150KW150KWENIACENIAC存在明显缺存在明显缺点：点：存储容量很小；存储容量很小；采用外接线路连采用外接线路连接的方法设计计接的方法设计计算程序。算程序。5存储程序控制：存储程序实现自动计算存储程序控
5、制：存储程序实现自动计算采用采用二进制数二进制数：便于硬件实现，又有简单的运算规则。：便于硬件实现，又有简单的运算规则。19481948年年8 8月，著名美籍匈牙利数学家月，著名美籍匈牙利数学家冯冯诺依曼诺依曼提提出出EDVAC EDVAC(electronic Discrete Variable Automatic(electronic Discrete Variable Automatic Computer,Computer,离散变量自动电子计算机离散变量自动电子计算机)计算机方案。计算机方案。冯诺依曼计算机方案：计算机计算机基本结构基本结构：运算器、控制器、存储器、输入和输出设备：运算器
6、、控制器、存储器、输入和输出设备冯诺依曼计算机体系结构 6计算机发展的4个阶段一代一代：电子管电子管计算机计算机二代二代：晶体管计算机晶体管计算机三代三代：中小规模集成电路计算机：中小规模集成电路计算机四代四代：大规模、超大规模集成电路计算机：大规模、超大规模集成电路计算机 1946194619581958体积大体积大;运算速度慢运算速度慢(1(1万次万次/秒秒)；电子管电子管存储容量存储容量(2KB)(2KB)小；小；程序设计为机器语言。程序设计为机器语言。1958195819641964晶体管、磁芯存储器，内存晶体管、磁芯存储器，内存储器容量可以达到储器容量可以达到32KB32KB；运算速
7、度为运算速度为300300万次万次/秒；秒；程序设计有汇编语言、程序设计有汇编语言、FORTRAN FORTRAN 等。等。1964196419701970小规模集成电路、半导体存小规模集成电路、半导体存储器、磁盘，内存储器容量储器、磁盘，内存储器容量8MB8MB256MB256MB；运算速度运算速度1 11010亿次亿次/秒；秒；软件有操作系统、结构化程软件有操作系统、结构化程序设计语言、数据库等序设计语言、数据库等。19711971年至今年至今用大规模、超大规模集成用大规模、超大规模集成电路、半导体存储器、磁盘、电路、半导体存储器、磁盘、磁带、光盘和微处理器，内磁带、光盘和微处理器，内存储
8、器容量可达存储器容量可达256MB256MB4096MB4096MB；运算速度已经达到运算速度已经达到1010亿次亿次以上以上/秒；秒；软件增加专家系统、面向软件增加专家系统、面向对象开发工具和支撑环境等。对象开发工具和支撑环境等。7威廉亨利盖茨(William Henry Gates)，以比尔盖茨闻名于世，美国商人、亿万富豪，微软创始人。据统计，他是世界最有钱的人，财富比全世界最贫穷的50%人口的财富总和还要多，到2003年有财富407亿美元。1955年10月28日出生于美国西海岸的西雅图的一个上层家庭，是一名出色的学生，以极端个人主义闻名；曾断言会在25岁时成为亿万富翁。在70年代，参与设
9、计Microsoft BASIC。盖茨与夫人创办了慈善基金会，为贫穷学生提供奖学金，在艾滋病防治方面有很大贡献。世界首富8 计算机网络技术更加完善 计算机的发展趋势 一些简单的一些简单的自动装置自动装置（如机械手）将得到广泛应（如机械手）将得到广泛应用。它们用微电脑内核，带有用。它们用微电脑内核，带有“眼睛眼睛”(摄像机摄像机)，甚，甚至用至用自然语言与人类进行交流自然语言与人类进行交流，完成特定的使命。，完成特定的使命。人工智能进一步发展 计算机与通信网络相互协调、相互补充，融于计算机与通信网络相互协调、相互补充，融于一体；世界范围内的一体；世界范围内的高速宽带网高速宽带网即将建成。即将建成
10、。将由将由磁磁、光光或或DNADNA来制造，即所谓磁计算机、光子来制造，即所谓磁计算机、光子计算机、生物计算机和量子计算机。计算机、生物计算机和量子计算机。未来新型计算机9 采用磁场来控制晶体管采用磁场来控制晶体管,能使每平方厘米所容纳的晶体管数能使每平方厘米所容纳的晶体管数量增加近千倍。其性能将比目前量增加近千倍。其性能将比目前微处理器性能提高微处理器性能提高4 4万倍万倍。磁计算机磁计算机 利用光的利用光的高速高速和和无干扰无干扰性，使用光学元件性，使用光学元件(光触发器光触发器)构构成处理器。成处理器。光子计算机光子计算机 以生物工程技术产生的以生物工程技术产生的蛋白分子为主要原料蛋白分
11、子为主要原料，具有巨大，具有巨大的的存储能力存储能力；信息以波的形式传输。；信息以波的形式传输。生物计算机生物计算机 是利用处于是利用处于多现实态多现实态下的原子进行运算的计算机。下的原子进行运算的计算机。量子计算机量子计算机 10计算机分类 按计算机按计算机运算速度运算速度、字长字长、存储容量存储容量、软件配置软件配置及及用途用途等多项性能指标划分为：等多项性能指标划分为：高性能高性能计算机、计算机、微型微型计算机、计算机、工作站工作站、服务器服务器和和嵌入式嵌入式计算机等。计算机等。高性能计算机指运算速度最快、处理能力最强的计算机，传统称指运算速度最快、处理能力最强的计算机，传统称之为之为
12、巨型机巨型机或或大型计算机大型计算机。目前，高性能计算机的运。目前，高性能计算机的运算速度可达到千万亿次算速度可达到千万亿次/秒。秒。11介于介于微机与小型机之间微机与小型机之间的高档微机系统，的高档微机系统，配有高速配有高速运算处理部件；有很大虚拟存储空间；人机交互图形接运算处理部件；有很大虚拟存储空间；人机交互图形接口和网络通信接口口和网络通信接口,有功能齐全的软件；可达有功能齐全的软件；可达2020个个CPUCPU。工作站计算机作为一个信息处理部件，计算机作为一个信息处理部件，嵌入到其他设备嵌入到其他设备中，使其成为智能化和自动化程度更高的设备。中，使其成为智能化和自动化程度更高的设备。
13、软件软件固化固化到计算机内部，用户不可修改。到计算机内部，用户不可修改。嵌入式计算机 微型计算机发展速度较快，发展速度较快，性能价格比高性能价格比高，应用广泛应用广泛。也。也称称个人计算机（个人计算机（PCPersonal ComputerPCPersonal Computer）。）。12 高性能计算机高性能计算机，用于，用于网络管理网络管理、运行应用程序运行应用程序、处处理理网络工作站成员的网络工作站成员的信息请求信息请求等。等。分为文件服务器、分为文件服务器、应用程序服务器和数据库服务器等。应用程序服务器和数据库服务器等。服务器服务器机目前计算机技术正朝着目前计算机技术正朝着高性能高性能和
14、和微型化微型化两个两个方向发展。方向发展。13计算机的主要应用 指信息指信息收集收集、转换转换、分类分类、统计统计、存储存储和输出等，和输出等，从中筛选出有价值数据。也称从中筛选出有价值数据。也称非数值计算非数值计算，虽然数据，虽然数据量大，但量大，但计算方法简单计算方法简单。主要解决科学研究和工程中主要解决科学研究和工程中数值计算数值计算问题。问题。科学计算 数据处理 又称实时控制，是指利用计算机的高速度和善判断又称实时控制，是指利用计算机的高速度和善判断特点，将计算机用于特点，将计算机用于实时采集实时采集和和分析处理数据分析处理数据，根据，根据控制模型进行计算和判断，直接控制模型进行计算和
15、判断，直接干预生产过程干预生产过程，校正校正偏差偏差，对所控制的对象进行调整，实现对生产过程的，对所控制的对象进行调整，实现对生产过程的自动控制自动控制。过程控制14包括计算机辅助设计（包括计算机辅助设计（CADCAD）、计算机辅助制）、计算机辅助制造（造（CAMCAM）和计算机辅助教学（）和计算机辅助教学（CAICAI）等）等。计算机辅助系统 CADCAD是以计算机为工具，对产品或工程进行是以计算机为工具，对产品或工程进行总体设总体设计计、绘图绘图、分析分析和和编写技术文档编写技术文档等设计活动的总称。等设计活动的总称。CAICAI是借助课件系统完成教学的方法，课件系统是是借助课件系统完成教
16、学的方法，课件系统是一类教学软件一类教学软件。CAMCAM用计算机代替人用计算机代替人控制控制和和操作设备操作设备（如车床）进（如车床）进行行生产生产或或加工产品加工产品（如零件），它的（如零件），它的输入输入可能是产品可能是产品工艺图工艺图或或控制开关控制开关信号，信号，输出输出是对相关设备的是对相关设备的控制信控制信号号。15将人脑演绎推理的将人脑演绎推理的思维过程思维过程、规则规则、策略策略和和技巧技巧等等编成编成计算机程序计算机程序；在计算机中存储一些公理和推理规；在计算机中存储一些公理和推理规则，使计算机则，使计算机自动解决问题自动解决问题和和推导结论推导结论。人工智能机器人机器人
17、：是一种：是一种自动化机器自动化机器，具备一些与，具备一些与人人或或生生物相似的智能物相似的智能，如感知能力、规划能力、动作能力和，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力。协同能力。专家系统专家系统：是模拟专家智能的：是模拟专家智能的一类软件一类软件。将专家的。将专家的丰富丰富知识知识和和经验经验总结出来预先总结出来预先存入计算机存入计算机，配上，配上相应相应软件软件。模式识别模式识别：重点：重点研究图形研究图形（含符号和图像）（含符号和图像）识别识别和和语言识别语言识别，给机器人装备视觉器官和听觉器官。如：，给机器人装备视觉器官和听觉器官。如：指纹识别。指纹识别。16 又称又称假想现实假想
18、现实，“用用计算机及相关设备计算机及相关设备合成的人工合成的人工世界世界”。通过多种。通过多种传感设备传感设备使应用者使应用者“投入投入”到该环到该环境中，实现与环境直接进行交互的目的。境中，实现与环境直接进行交互的目的。信息高速公路（信息高速公路（Information Super-HighwayInformation Super-Highway）的）的概念源于美国，概念源于美国，19911991年美国参议员戈尔提出：将美国年美国参议员戈尔提出：将美国所有信息库及信息网络连成一个全国性大网，使各种所有信息库及信息网络连成一个全国性大网，使各种形态的形态的信息在计算机网络中高速传输信息在计算机
19、网络中高速传输。信息高速公路 虚拟现实 多媒体计算机集多媒体计算机集声音声音、图像图像和和文字文字于一体，集于一体，集电视电视、录像录像、光盘存储光盘存储、电子印刷电子印刷和和计算机通信技术计算机通信技术之大成，之大成，将计算机应用引入无所不能的广阔领域。将计算机应用引入无所不能的广阔领域。多媒体技术17信息技术以信息技术以计算机技术计算机技术、通信技术通信技术和和控制技术控制技术为为核心核心 客观存在客观存在事物事物及其及其运动状态运动状态的表征。的表征。信息信息的载体，是信息的载体，是信息信息的的具体表示形式具体表示形式。数据学生信息 学号学号姓名姓名性别性别民族民族出生日期出生日期年级年
20、级状态状态2103010221030102 张晓伟张晓伟 男男 汉汉族族 19841984年年6 6月月1818日日 具体学生数据二年二年闲谈闲谈听课听课18时效性时效性信息的基本特征普遍性普遍性寄载性寄载性共享性共享性可识别性可识别性可加工性可加工性只要只要有事物有事物存在或变化，存在或变化，就存在信息就存在信息。信息信息寄载于事物上寄载于事物上，不能独立于事物之外。，不能独立于事物之外。信息是一种信息是一种资源资源，可以，可以为人类所共享为人类所共享。信息价值信息价值因时间或地点不同因时间或地点不同而而发生变化发生变化。直接直接(通过眼、耳和鼻等通过眼、耳和鼻等)和间接和间接识别识别。从中
21、从中提炼出有价值提炼出有价值的信息。的信息。19 数据 数据数据是信息的是信息的载体载体。数据包括各种。数据包括各种数值数据数值数据、字符字符数据数据（如英文字母、汉字、标点符号和运算符等）、（如英文字母、汉字、标点符号和运算符等）、图形图形、图像图像数据和数据和声音声音数据等。在计算机内，任何形数据等。在计算机内，任何形式的数据都用式的数据都用二进制二进制数表示。数表示。数据处理数据处理通常是指对各种数据进行通常是指对各种数据进行采集采集、存储存储、传送传送、转换转换、分类分类、排序排序、计算计算和和输出输出等操作。等操作。信息数字化 信息数字化是将事物的信息进一步信息数字化是将事物的信息进
22、一步抽象抽象、提取提取和和规范化规范化，使之成为计算机能够处理的数据。，使之成为计算机能够处理的数据。20高速度、网络化高速度、网络化多媒体化多媒体化多学科结合多学科结合智能化智能化 信息化水平信息化水平是衡量一个国家或地区国际是衡量一个国家或地区国际竞争力竞争力、现代化程度现代化程度、综合国力综合国力和和经济成长能力经济成长能力的重要标志。的重要标志。现代信息技术 信息技术信息技术是利用信息科学原理和方法，研究是利用信息科学原理和方法，研究产产生生、获取获取、变换变换、传输传输、存储存储、处理处理和和利用信息利用信息的技术的技术，又称信息工程。信息技术由又称信息工程。信息技术由计算机计算机、
23、通通信信和和控制技术构成控制技术构成。信息技术的发展趋势信息化社会信息化社会信息化社会是以是以信息活动信息活动为社会发展的基本活动。为社会发展的基本活动。21硬硬件件系系统统软软件件系系统统外存储器外存储器运算器运算器控制器控制器应用应用软件软件内存储器内存储器输出设备输出设备主主机机外外设设中央处理器中央处理器(cpu)ROMRAM系统系统软件软件输入设备输入设备磁盘磁盘U盘盘光盘光盘键盘键盘鼠标鼠标显示器显示器打印机打印机绘图仪绘图仪操作系统操作系统语言处理程序语言处理程序编辑程序编辑程序连接程序连接程序调试程序、故障检查程序调试程序、故障检查程序监控程序、诊断程序监控程序、诊断程序各种软
24、件包各种软件包数据库应用程序数据库应用程序汇编程序汇编程序编译程序编译程序解释程序解释程序扫描仪扫描仪22 计算机硬件计算机硬件（HardwareHardware）：是指计算机系统是指计算机系统中看得见、摸得着的中看得见、摸得着的物理实体物理实体。硬件系统的。硬件系统的基基本功能本功能是是执行执行计算机指令系统中的各种计算机指令系统中的各种指令指令。内存储器和中央处理器构内存储器和中央处理器构成成主机主机。在计算机硬件系统中不属在计算机硬件系统中不属于主机的设备都是外部设备，于主机的设备都是外部设备，简称简称外设外设。主机和外设合在一起构成主机和外设合在一起构成计算机硬件系统计算机硬件系统。通
25、常将一个仅由硬件组成通常将一个仅由硬件组成的计算机称为的计算机称为裸机裸机。23 计算机硬件组织结构由计算机硬件组织结构由控制器控制器、运算器运算器、存储器存储器、输入输入和和输出输出设备设备5 5大部件组成。大部件组成。24输入数据或程序1 12 23 31 1执行运算指令2 23 34 45 56 61 1输出设备2 23 34 46 65 54 4各部件运行状态控制流数据流25中央处理器中央处理器 运算器运算器 中央处理器是计算机硬件系统的中央处理器是计算机硬件系统的核心核心，计算机的主要性能取决于计算机的主要性能取决于CPUCPU。计算机用来进行计算机用来进行算术算术、逻辑运算逻辑运算
26、的部件。的部件。算术逻辑运算单元算术逻辑运算单元ALUALU寄存器组寄存器组内部总线内部总线运算器运算器算术逻辑算术逻辑运算单元运算单元ALUALU：执行算术和逻辑运算：执行算术和逻辑运算的装置，其核心是的装置，其核心是加法器加法器。内部总线内部总线：中央处理器内部：中央处理器内部信息传送信息传送的公共通道。的公共通道。寄存器寄存器组：用于暂组：用于暂存存参加运算的参加运算的操作数操作数和和中间结果中间结果。26 是整个计算机的是整个计算机的神经中枢神经中枢，负责从存储器中，负责从存储器中取出取出指令、指令、翻译翻译指令、指令、分析指令分析指令，向其他部件，向其他部件发出控制信号发出控制信号（
27、指（指令），令），控制控制、协调协调计算机各计算机各组件自动组件自动、连续地执行指令连续地执行指令，控控制制整个整个计算机计算机有条不紊地有条不紊地工作工作。控制器的功能：控制器的功能：控制器控制器程序计数器程序计数器(PC)(PC)指令译码器指令译码器(ID)(ID)指令寄存器指令寄存器(IR)(IR)控制器控制器时序控制时序控制电路电路 微操作微操作控制电路控制电路 取指令取指令：控制器生成指令地址，发出取指令信号，从存储器中：控制器生成指令地址，发出取指令信号，从存储器中取出指令暂存在指令寄存器中。取出指令暂存在指令寄存器中。分析指令分析指令：由指令译码器分析指令的操作要求，将指令分解成
28、：由指令译码器分析指令的操作要求，将指令分解成一系列微操作。一系列微操作。执行指令执行指令：执行一系列微操作命令，使各部件完成相应的动作。：执行一系列微操作命令，使各部件完成相应的动作。中断处理中断处理：用于处理非预期事件。：用于处理非预期事件。27存储器是用于存储程序和数据的部件。存储器是用于存储程序和数据的部件。存储器基本操作：存储器基本操作：读操作读操作写操作写操作存储器读操作：从存储器中取出指定内容，存储器：从存储器中取出指定内容，存储器中原有内容不变。中原有内容不变。写操作：将指定的内容存入存储器中。：将指定的内容存入存储器中。在计算机内部，程序中的指令和数据都以在计算机内部，程序中
29、的指令和数据都以二二进制进制代码形式存储。存储器的基本功能就是存代码形式存储。存储器的基本功能就是存储二进制形式的各种信息。储二进制形式的各种信息。28字节（字节（ByteByte）：）：以以字节字节为单位存储信息为单位存储信息,一个字一个字节由节由8 8位二进制数组成，简写成大写位二进制数组成，简写成大写B B。存储容量单位：存储容量单位：存储器比特比特(bit)(bit)：1 1位二进制数为位二进制数为1 1个比特个比特，简写成小写简写成小写b b。字长：字长：CPUCPU一次能处理的二进制数的位数。一次能处理的二进制数的位数。位位(bit)字长字长字节字节Byte(8位位)29KB(KB
30、(千字节千字节)MB(MB(兆字节兆字节)GB(GB(千兆字节千兆字节)。其它常用单位其它常用单位：1B1B8b8b1GB1GB1024MB1024MB1MB1MB1024KB1024KB1KB1KB1024B1024B换算关系：换算关系：=2=21010B B=2=220 20 B B=2=230 30 B B30 外部长久存储区域。外部长久存储区域。辅助存储器有辅助存储器有磁盘磁盘、光盘光盘以以及及U U盘盘等。等。半导体材料半导体材料访问速度快访问速度快暂时性暂时性价高价高光、磁材料光、磁材料访问速度慢访问速度慢永久性永久性价低价低 主存储器（内存）主存储器（内存）辅助（外）存储设备辅助
31、（外）存储设备内存包含随机存储器内存包含随机存储器（RAMRAM）和只读存储器）和只读存储器（ROMROM）。）。31只读存储器只读存储器（Readonly Memory,Readonly Memory,ROM）:在在出厂时已出厂时已写入写入含有系统含有系统初始化程序初始化程序、操作系统引导程序操作系统引导程序及多种及多种硬件驱动硬件驱动等程序，并被等程序，并被固化固化。只能读取，不能写入。只能读取，不能写入。系统断电系统断电掉电后掉电后信息不丢失信息不丢失。主存储器（内存）主存储器（内存）随机存储器随机存储器（Random Access Memory,Random Access Memory
32、,RAM）:保存保存正在执行的程序和数据，它由记忆元件和电子线路构正在执行的程序和数据，它由记忆元件和电子线路构成，是成，是临时存储临时存储区域，系统区域，系统断电后信息丢失断电后信息丢失32软盘标签软盘标签软盘标签软盘标签读读/写保护口写保护口轴口轴口索引口索引口磁头磁头读读/写口写口软软盘盘存存储储器器 辅助存储器（外存）辅助存储器（外存）33 硬盘存储器柱面扇区磁道正面背面打开磁头磁头电源口电源口信息口信息口34 CD光盘驱动器光盘驱动器读取速度为读取速度为150KB150KB150KB150KB，有，有只读只读和和刻录机刻录机（可读写）两种。（可读写）两种。CD光盘存储器光盘存储器容量
33、约，有容量约，有只读只读、追加只读追加只读和和可擦写可擦写。光盘存储器存储器存储容量约。存储容量约。光盘驱动器光盘驱动器可读写可读写和和光盘光盘存储器存储器 U(优)盘存储器盘存储器半导体半导体材料，存储容量约，接材料，存储容量约，接口。口。35输入输出设备 输入输出（输入输出（I/OI/O）系统的主要功能是对指定外部设备）系统的主要功能是对指定外部设备进行进行输入输出操作输入输出操作。输入设备输入设备 向主机输入向主机输入程序程序、原始数据原始数据和操作和操作命令命令等信息的设等信息的设备，常用输入设备有备，常用输入设备有键盘键盘、鼠标鼠标、扫描仪、扫描仪、光笔光笔、数字、数字化仪等。化仪等
34、。36 输出设备输出设备 将计算机将计算机处理后的信息处理后的信息转换成转换成人们能识别人们能识别的形式。的形式。常用输出设备有常用输出设备有显示器显示器、打印机打印机、绘图仪绘图仪等。等。37 系统软件和应用软件。系统软件和应用软件。软件分类：软件分类：为为运行运行、管理管理和和维护计算机维护计算机所编制的各种所编制的各种程程序序和和文档文档的总和。的总和。软件：软件：数据及相关数据及相关文档文档Int x,y,zInt x,y,z；Scanf(“%d%d”,&x,&yScanf(“%d%d”,&x,&y););If(xy)If(xy)z=x z=x；ElseElse z=y z=y；+38
35、 管理管理计算机系统计算机系统资源资源，指挥指挥计算机计算机系统自动系统自动协调地运行协调地运行，高效率地工作，是用户与计，高效率地工作，是用户与计算机之间的算机之间的接口接口。系统软件用于计算机系统内部用于计算机系统内部管理管理、维护维护、控制控制和和运行运行；计计算机程序编辑算机程序编辑、翻译翻译、装入装入、控制控制和和运行运行等软件。为应等软件。为应用软件提供运行平台，为开发应用系统提供工具。用软件提供运行平台，为开发应用系统提供工具。操作系统操作系统(OS)(OS)操操作作系系统统其其他他软软件件DOSDOS硬件39 通过计算机通过计算机语言语言可以可以编写程序编写程序，控，控制计算机
36、完成预定任务。计算机语言分为制计算机完成预定任务。计算机语言分为机器语言机器语言、汇编语言汇编语言和和高级语言高级语言。如。如C C语言、语言、VBVB和和VCVC等。等。语言处理系统语言处理系统 数据库管理系统数据库管理系统 服务程序服务程序 完成一些完成一些与管理计算机系统资源与管理计算机系统资源及文件及文件有关有关的任务。的任务。管理数据库管理数据库的软件，主要面向解的软件，主要面向解决数据处理的非数值计算问题。决数据处理的非数值计算问题。40应用软件应用软件针对某针对某一应用目的一应用目的而开发的而开发的软件软件。通用应用软件通用应用软件 专用应用软件专用应用软件支持最基本的应用，广泛
37、地应用于几乎支持最基本的应用，广泛地应用于几乎所有所有专业领域专业领域。如：如：PhotoShopPhotoShop、AuthorWareAuthorWare等。等。专用于专用于某一个专业领域某一个专业领域的应用软件，的应用软件，如如应用应用于医院、金融、铁路、无纸化考试、选课和于医院、金融、铁路、无纸化考试、选课和成绩管理等方面。成绩管理等方面。41计算机计算机工作过程工作过程是是执行程序执行程序的过程。的过程。程序程序为一系列为一系列指令的有序集合指令的有序集合。计算机的指令系统计算机的指令系统 指令指令是使计算机是使计算机完成某个操作完成某个操作所发出的所发出的命令命令，是计，是计算机能
38、识别并执行的算机能识别并执行的二进制代码二进制代码。所有指令集合所有指令集合称为该计算机的指令系统指令系统。操作码操作码 操作数操作数指令要完成的操作功能及其特性。指令要完成的操作功能及其特性。操作对象或其所在的内存单元地址。操作对象或其所在的内存单元地址。1011100010111000 0000100000001000 0000000000000000；将；将8 8存入累加器存入累加器A A中中0000010100000101 0000011100000111 0000000000000000；7 7与与A A中内容相加中内容相加,存于存于A A如，计算如，计算A=8+7A=8+7Int
39、x,y,zInt x,y,z；Scanf(“%d%d”,&x,&Scanf(“%d%d”,&x,&y);y);If(xy)If(xy)z=x z=x；ElseElse z=y z=y；42执行指令执行指令两个阶段两个阶段：取指周期取指周期 执行周期执行周期从内存中从内存中取出要执行的指令取出要执行的指令送入送入CPUCPU。由由CPUCPU对指令进行对指令进行分析译码分析译码，判断判断指令要指令要完成的完成的操作操作，向各部件，向各部件发出控制信号发出控制信号，完成指令。，完成指令。两种信息流两种信息流：数据流数据流 控制流控制流 指指原始原始数据、数据、中间中间数据、数据、结果结果数据和数据
40、和源程源程序序等。等。由控制器对指令进行分析、解释后向各部由控制器对指令进行分析、解释后向各部件发出的件发出的控制命令控制命令（信号信号）。计算机的工作过程43计算机主要技术指标主主 频频运算速度运算速度存储容量存储容量存储周期存储周期计算机中计算机中CPUCPU的的时钟频率时钟频率，单位是，单位是兆赫兹兆赫兹（MHzMHz）。主频与）。主频与CPUCPU运算速度相关运算速度相关。每秒执行每秒执行加法指令次数加法指令次数，单位是，单位是百万次百万次/秒秒(MIPS)(MIPS)。包括主存容量和辅存容量包括主存容量和辅存容量,主要指主要指主存储器主存储器容量。容量。对存储器一次完整的对存储器一次
41、完整的存存、取操作取操作所需的所需的时间时间。字字 长长指指CPUCPU一次能处理一次能处理二进制数的位数二进制数的位数。字长总。字长总是是8 8的整数倍。的整数倍。44 计算机系统采用计算机系统采用二进制二进制。为书写和表示方便，引。为书写和表示方便，引进进八进制八进制和和十六进制十六进制。进位计数制三要素进位计数制三要素:位权位权是按所采用的是按所采用的基数基数和和对应数位对应数位来表示一个固定数。来表示一个固定数。数码数码基数基数位权位权基数基数是指在某种进位计数制中所使用的是指在某种进位计数制中所使用的数码个数数码个数。45 十进制数的基数是十进制数的基数是1010。数码有。数码有0
42、0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8和和9 9共共1010个数字符号。个数字符号。数码处于不同位置代表不同数值。数码处于不同位置代表不同数值。十进制计数制十进制计数制3103102 20100101 11101100 06106101 18108102 27107103 36106104 4 如：如：301.6876=将此式称为将此式称为按权展开表达式按权展开表达式。46 任意任意R R进制进制计数制同样有计数制同样有基数基数R R、位权位权R Ri i和按权展开和按权展开的表达式。的表达式。R R可以是任意正整数。可以是任意正整数。用基数用基数R R的的i i次
43、幂次幂R Ri i表示表示 。数码数码基数基数位权位权一个计数制所采用基本一个计数制所采用基本符号的个数符号的个数。=a an-1n-1RRn-1n-1+a+an-2n-2RRn-2n-2+a+a1 1RR1 1+a+a0 0+a+a-1-1RR-1-1+a+a-2-2RR-2-2+a +a-m-mRR-m-m数值的按权展开数值的按权展开 :(:(a an-1n-1a an-2n-2aa1 1a a0 0.a.a-1-1a a-2-2aa-m-m)R进制计数制进制计数制47进位制进位制 二进制二进制 八进制八进制 十进制十进制 十六进制十六进制规则规则 逢二进一逢二进一 逢八进一逢八进一 逢十
44、进一逢十进一 逢十六进一逢十六进一基数基数 r=2 r=8 r=10 r=16数符数符 0，1 0,1,7 0,1,9 0,1,9,A,B,C,D,E,F位权位权 2i 8i 10i 16i表示符号表示符号 B O D H常用进制数的表示48(101101.11).11)B如：如：(83238323.68).68)D(E3E3.F).F)H(756756.7).7)O=8108103 3+310+3102 2+210+2101 1+310+3100 0+610+610-1-1+810+810-2-2=12122 2+02+021 1+12+120 012121 112122 2=78782 2
45、+58+581 1+68+680 078781 1=141614161 1+316+3160 0+1516+15161 1进位计数制的共同特点是：进位计数制的共同特点是：每一种数制都有固定的基本符号（每一种数制都有固定的基本符号（数码数码）；）；处于不同位置的数码所代表的值不同，与它所在位处于不同位置的数码所代表的值不同，与它所在位置的置的“权权”值有关值有关。49 方法：方法：用权展开法将任意进制数转换成十进制数。用权展开法将任意进制数转换成十进制数。R R进制数转换为十进制数进制数转换为十进制数(301.6875)(301.6875)D【例例1 1】将二进制数转换为十进制数。将二进制数转换
46、为十进制数。(1313.6875).6875)D(11011101.1011).1011)B12123 312122 202021 112120 012121 102022 2+12123 312124 4【例例2 2】将八进制数转换为十进制数。将八进制数转换为十进制数。48482 258581 158580 05858-1-14848-2-2(455455.54).54)O(301301.6875).6875)D 25625640405 5【例例3 3 】将十六进制数转换为十进制数。将十六进制数转换为十进制数。(12D12D.B).B)H1161162 22162161 1131613160
47、 0111611161 1思考：思考：由由n n个个1 1组成的二进制数对应的十进制数是多少？组成的二进制数对应的十进制数是多少？各进制间数据的转换502 2|2 2|十进制数转换为十进制数转换为R R进制数进制数将将整数整数与与小数小数两部分两部分分别转换分别转换，然后将，然后将结果结果用小用小数点数点连接起来连接起来。整数部分转换整数部分转换方法方法：采用采用“除除R R取余法取余法”。【例例】将将(301)(301)D 转换成二进制数转换成二进制数:2 2|301301 1501 1501余数余数 750 750 371 3712 2|181 1812 2|90 902 2|41 412
48、 2|20 202 2|10 102 2|0101最低位最低位最高位最高位(100101101)(100101101)B整数商整数商51小数部分转换方法：小数部分转换方法：采用“乘R取整法”。【例例 】将将(0.6876)(0.6876)D 转换成二进制数转换成二进制数(保留小数点后保留小数点后4 4位位)。纯小数纯小数221.1.37523752220.0.75047504221.1.5008 5008 221.1.00160016最高位最高位最低位最低位（）（）D (100101101.1011)(100101101.1011)B(0.1011)(0.1011)B乘乘 积积计算到计算到第第
49、5 5位位220.0.00320032注：注：任何任何十进制整数十进制整数都能都能精确精确地转换成地转换成R R进制数；进制数；某些某些十进制十进制小数不能精确小数不能精确地转换成地转换成R R进制数。进制数。52 二进制、八进制、十六进制数间的相互转换二进制、八进制、十六进制数间的相互转换二进制、八进制和十六进制之间：二进制、八进制和十六进制之间：8 81 12 23 3、16161 12 24 4，即一位八进制数对应，即一位八进制数对应3 3位位二进制数二进制数;一位十六进制数对一位十六进制数对应应4 4位位二进制数。二进制数。二二进制制 八八进制制二二进制制 十六十六进制制二二进制制 十
50、六十六进制制000 0000 00000 00000 01000 81000 8001 1001 10001 10001 11001 91001 9010 2010 20010 20010 21010 1010 A A011 3011 30011 3 0011 3 1011 1011 B B100 4100 40100 40100 41100 1100 C C101 5101 50101 50101 51101 1101 D D110 6110 60110 60110 61110 1110 E E111 7111 70111 70111 71111 1111 F F53【例例1 1】将二进制数