第1章 计算机基础知识

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1、《计算机导论》计算机专业基础课，本书构建后续专业课程的框架,并在实践上掌握基本的计算机操作能力.第1章计算机基础知识本章目标：了解：微型计算机的发展历史、工作特点、分类、应用领域等；熟悉：数制的基本概念、数制之间的相互转换。难点：计算机中常用的数制及其转换、带符号数的表示、字符编码和汉字编码的基本知识。本章主要知识点：（1）计算机的产生和发展（2）计算机的特点和分类（3）计算机系统的应用（4）计算机中数制的基本概念、数制之间的相互转换（5）常用的ASCII码、BCD码、汉字编码的相关概念和应用1.1概述1.1.1近代计算机的发展计算为基本原则,早先

2、定位为工业用产品19世纪初叶，英国剑桥大学数学家、机械设计专家、经济学家和哲学家查尔斯•巴贝基（CharlesBabbage，1791-1871，见图1-1）发明了差分机（DifferenceEngine，见图1-2）即可计算等式间的差距。之后想设计分析机（AnalyticalEngine，见图1-3）来尝试执行多种类的运算，尽管这台机器在他有生之年并未完成，但其概念其实已经具备了现代电脑的特征，所以称巴贝基为计算机之父。查尔斯巴贝基1.1.1近代计算机发展图例：1822差分机1833分析机英国著名诗人拜伦的女儿阿达•拉芙拉斯伯爵夫人（AdaAug

3、ustaLovelace，1815-1852）协助巴贝基完善了分析机的设计，她发现了编程的基本要素，还编写了伯努利数的程序，因此，被誉为世界上第一位程序员。MARKI美国哈佛大学的霍华德•艾肯（HowardAiken，1900-1973）博士在图书馆里发现了巴贝基的论文，提出了用机电方式来构造新的分析机。霍华德·艾肯在IBM公司的资助下，于1944年研制成功了被称为计算机“史前史”里最后一台著名的MarkⅠ计算机。后来霍华德·艾肯继续主持了MarkⅡ和MarkⅢ计算机的研制工作1642BlaisePascal加法器英国数学家艾兰•图灵（AlanMa

4、thisonTuring，l912-1954）是世界上公认的计算机科学奠基人，主要贡献：一是建立图灵机（TuhngMaChine，TM）模型，奠定了可计算理论的基础；二是提出图灵测试，阐述了机器智能的概念。但在他生活的时代，却完全没有这些赞誉。他不过是一位古怪的数学家、超前的哲学家、神秘的密码破译专家而已，没有人会想到他的思维能燃起信息时代的烈焰。为纪念图灵对计算机科学的贡献，美国计算机学会ACM在1966年创立了“图灵奖”，每年颁发给在计算机科学领域的领先研究人员，号称计算机业界和学术界的诺贝尔奖。图灵1.1概述1.1.1近代计算机的发展1.1概

5、述1.1.1近代计算机的发展另一个计算机之父是美籍匈牙利数学家冯•诺依曼（VonNeumann）研制了世界上第二台电子计算机EDVAC，采用了“存储程序”的概念，以此概念为基础的各类计算机统称为冯•诺依曼机。至今计算机的基本结构没有变，但是，冯•诺依曼自己也承认，他的关于计算机“存储程序”的想法都来自图灵。冯诺依曼1.1概述1.1.2计算机的诞生1939年美国依阿华大学教授1941年制作了一台雏形计算机ABC阿塔诺索夫,用于数学物理研究需要大量计算。美国宾州大学的物理学教授约翰·莫奇莱观摩ABC计算机后建议制造电子计算机来完成弹道表的计算。1943

6、年4月美国陆军阿伯丁弹道实验室与宾州大学摩尔学院开始研制ENIAC。在埃克特、戈德斯坦等人的共同努力下，1945年秋制成ENIAC，并于1946年2月15日公诸于世。1947年莫奇莱和埃克特离开宾州大学，创立了自己的计算机公司，生产UNIVAC计算机。计算机发展的几个阶段1.1概述1.1.3计算机的发展第一代（1946~1956）电子管5千~4万（次/秒）第二代（1957~1964）晶体管几十万~百万（次/秒）第三代（1965~1970）集成电路百万~几百万（次/秒）第四代（1971~90年代）集成电路几百万~几亿（次/秒）1.1概述1.1.4计算

7、机的特点和分类1．计算机的特点（1）运算速度快。（2）计算精度高。（3）具有记忆和逻辑判断功能。（4）能自动运行且支持人机交互。2．计算机的分类计算机可以分为：（1）巨型机。（2）大型机。（3）小型机。（4）微型计算机。（5）工作站。（6）服务器。（7）网络计算机。1.1.5计算机的应用1．科学计算2．事务处理3．过程控制4．辅助工程5．人工智能6．网络应用1.2计算机中的信息表示1.2.1计算机中的数制机器转换N=dn-1bn-1+dn-2bn-2+…+d1b1+d0b0+d-1b-1+…+d-mb-m计算机中不同计数制的基数、数码、进位关系和表

8、示方法计数制基数数码进位关系表示方法二进制20、1逢二进一1010B或（1010）2八进制80---7逢八进一247O或（