计 算 机 导 论
第1章计算机基础知识
教学目标
1.了解信息技术的相关概念
2.了解计算机的发展历程、特点、应用和分类
3.掌握计算机系统的组成（重点）
4.掌握信息在计算机中的表示形式（重点、难点）
第一节 计算机概述
一、什么是计算机？
计算机是一种能够接收和存储信息，并把存储在内部的程序对输入信息进行加工、处理，得到人们所期望的结果，然后把处理结果输出的高度自动化设备。
巴比奇在马洪发明的逻辑演示器的影响下，于1822年开始设计差分机（difference engine），其目标是能计算具有20位有效数字的6次多项式的值。这是第一台可自动进行数学变换的机器，因此他被称为“计算之父”。
计算理论的奠基人（图灵）
●Alan Turing（1912~1954）1936年上研究生时发表的一篇论文中提出了图灵机（Turing Machine），奠定了计算机的理论基础。
●第二次世界大战中，Turing 领导的小组制造出了破译德军 Enigma 密码的计算机，并成功地完成了任务。
浮点数的基数什么意思●Turing 与 Church 合作给出了数学证明，断言未来计算机能够象人那样具有思维能力（因而汉语中有了“电脑”）。
●计算机学科的最高荣誉是 ACM（美国计算机学会）图灵奖。
●图灵测验：
  一个人在不接触对象的情况下，进行一系列的提问，如果他根据这些回答无法判断对象是人还是机器，则这种计算机具有与人相当的智力。
世界上第一台电子数字计算机
●1946年，在宾夕法尼亚大学 Moore 学院，J. Eckert 和 J. Mauchly 为实现弹道计算研制成功了 ENIAC（“电子数字积分计算机”， Electronic Numerical Integrator and Computer），它用了 19000 个电子管，重 30 吨，耗电 200 千瓦。
●现在所谓的计算机就是电子数字计算机。
计算机体系结构的创始人（冯·诺依曼）
●1946年，John von Neumann（1903~1957）发表了第一篇关于电子计算机程序存储的论文，描述了如何用（可被存储、读出和执行的）数字来表示逻辑操作（程序）。至今，大
多数计算机采用的都是 von Neumann 体系结构（von Neumann architecture） 。
●时至今日，所有的计算机都没有突破冯·诺依曼机的基本结构。
●特征
冯诺依曼机的组成：++控制器
其主要特征为：的数制采用二进制；计算机应该按照程序。
●功能
把需要的程序和数据送至计算机中。
必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力。
能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力。
能够根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机器的各部件协调操作。
能够按照要求将处理结果输出给用户。
●基本组成部件
1，输入数据和程序的
2，记忆程序和数据的
3，完成数据加工处理的
4，控制程序执行的控制器
5，输出处理结果的
二、计算机的发展
(一)计算机的特点
1.运算速度快
2.精确度高
3.存储容量大
4.自动化程度高
5.通用性强
(二)计算机的类别
1.微型计算机（微机，Microcomputer）
1)台式计算机（Desktop）
2)膝上型电脑（Laptop）/ 笔记本计算机（Notebook）
3)工作站（Workstation）
4)掌上型电脑（Palmtop）、个人数字助理（PDA, Personal Digital Assistant）
2.小型计算机（小型机，Minicomputer）
3.大型计算机（大型机，Mainframe computer）
4.超级（巨型）计算机（Supercomputer）
5.专用计算机（Special-purpose computer）/ 嵌入式计算机（Embedded computer）
(三)计算机的应用
(四)计算机发展趋势
第二节 计算机中信息的编码
一、进制（数制）
即进位计数值。就是用进位的方法进行计数。
三要素：
数码:一组用来表示某种数制的符号。
基数：数制所使用的数码个数称为“基数”或“基”，常用“R”表示，称R进制。
位权:指数码在不同位置上的权值。在进位计数制中，处于不同数位的数码代表的数值不同。
不同进制数的表示方法
数制之间的转换
1. 常用的进位计数制
1）十进制（Decimal System）
          由0、1、2、…、8、9十个数码组成，即基数为10。
2 ）二进制（Binary System）
          由0、1两个数码组成，即基数为2。
3）八进制（Octal System）
            由0 …、7八个数码组成，即基数为8。
4）十六进制（Hexadecimal System）
          由0、…、9、A、 …、 F十六个数码组成，即基数为16。
在计算机里，通常用数字后面紧跟一个英文字母来表示该数的数字，
十进制一般用D，二进制用B，八进制用O，十六进用H来表示，
十进制、二进制、八进制、十六进制之间的对应关系
二、进制之间的转换
非十进制数 –> 十进制数
位权法：把各非十进制数按权展开求和
    转换公式：(F)10 =a1×xn-1 + a2×xn-2 + ... + 
                    am-1×x1 + a m×x0 + am+1×x-1 + ...
    示例：
    (1011.1) 2 = 1×23+0×22 + 1×21 + 1 ×20 +1 × 2-1
                  = 8 + 0 + 2 + 1 + 0.5
                    = (11.5)10
十进制整数 -> 非十进制整数
❑整数部分和小数部分采用不同的方法
❑整数部分采用除基数逆向取余法
❑小数部分采用乘基数正向取整法
例：100.345 D=(                              )B
整数部分：除基数逆向取余法
小数部分：乘基数正向取整法
◆十进制小数并不是都能够用有限位的其他进制数精确地表示,这时应根据精度要求转换到一定的位数为止，此时可以采用0舍1入的方法进行处理（类似于十进制中的四舍五入的方法）作为其近似值。
◆如果一个十进制数既有整数部分，又有小数部分，则应将整数部分和小数部分分别进行转换
非十进制之间的转换
例：100110110111.0101B=(    )O=(    )H

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