全套课件·大学计算机基础(第三版).ppt
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1、第1页第1章 计算机基础知识 本章概述 学习目标主要内容本章小结第2页本章概述 本章概括地介绍了计算机的发展及应用;计算机软、硬件系统;计算机工作原理;进位计数制;数据在计算机中的表示及多媒体技术基础。第3页学习目标 了解计算机的发展 了解信息与信息技术的概念 了解计算机在信息社会中的应用 熟悉计算机软、硬件系统及工作原理 掌握不同进位计数制之间的相互转换 理解数据在计算机中的表示 了解多媒体技术的定义和特性 掌握多媒体信息的数字化处理技术第4页主要内容1.1 概述1.2 计算机组成及工作原理1.3 数据在计算机中的表示1.4 多媒体技术基础第5页1.1 概述 学时:以自学为主学时:以自学为主
2、内容:计算机的发展内容:计算机的发展 信息与信息技术概念信息与信息技术概念 计算机在信息社会的应用计算机在信息社会的应用要求:常识性了解要求:常识性了解考核:选择题考核:选择题说明:讲解说明:讲解6 6个主要知识点个主要知识点第6页1.计算机的问世 Electronic Numerical Integrator And Calculator加减运算加减运算5 5千次千次/每秒每秒没有存储器没有存储器采用十进制采用十进制19461946年年2 2月月世界上第一台真正世界上第一台真正意义上的数字电子意义上的数字电子计算机计算机ENIAC在美国加州问世在美国加州问世 重达重达 30 30 吨吨占地占
3、地 170 170 平米平米耗电耗电 140 140 千瓦千瓦电子管电子管 18000 18000 个个第7页2.现代计算机鼻祖 主要贡献:主要贡献:建立图灵机模型,奠定了可计算理论的基础建立图灵机模型,奠定了可计算理论的基础 提出图灵测试,阐述了机器智能的概念提出图灵测试,阐述了机器智能的概念 冯诺依曼(1903-1957)艾兰图灵(1912-1954)主要贡献:主要贡献:与同事研制人类第二台计算机与同事研制人类第二台计算机EDVACEDVAC 提出提出“存储程序存储程序”概念概念 冯冯诺依曼计算机诺依曼计算机 奠定了现代计算机体系结奠定了现代计算机体系结 构和工作原理构和工作原理第8页3.
4、计算机的分代年代年代第一代第一代 1946-19571946-1957第二代第二代 1958-19641958-1964第三代第三代 1965-19701965-1970第四代第四代1971-1971-现在现在电子器件电子器件电子管电子管晶体管晶体管集成电路集成电路大规模集成电路大规模集成电路 存储器存储器延迟线、延迟线、磁芯、磁芯、磁鼓磁带、纸带磁鼓磁带、纸带磁芯、磁鼓磁芯、磁鼓 磁带、磁盘磁带、磁盘半导体存储器半导体存储器 磁芯、磁鼓磁芯、磁鼓 磁带、磁盘磁带、磁盘半导体存储器半导体存储器 磁带、磁盘磁带、磁盘 光盘光盘处理方式处理方式机器语言机器语言 汇编语言汇编语言监控程序监控程序 高
5、级语言高级语言实时处理实时处理 操作系统操作系统实时实时/分时处理网络分时处理网络操作系统操作系统应用领域应用领域科学计算科学计算科学计算科学计算 数据处理数据处理 过程控制过程控制科学计算科学计算 系统设计等系统设计等科技工程领域科技工程领域各行各业各行各业运算速度运算速度50005000至至3 3万次万次/秒秒几十万至百万次几十万至百万次/秒秒百万至几百万次百万至几百万次/秒秒几百万至千亿次几百万至千亿次/秒秒典型机种典型机种ENIACENIACEDVACEDVACIBM705IBM705UNIVACUNIVAC IBM7094 IBM7094 CDC6600CDC6600IBM360 I
6、BM360 PDP 11 PDP 11 NOVA1200NOVA1200ILLIAC-ILLIAC-VAX 11 VAX 11 IBM PCIBM PC第9页4.组成计算机的主要电子器件电子管电子管晶体管晶体管集成电路集成电路大规模集成电路大规模集成电路第10页5.计算机的发展趋势 当前计算机技术高速发展的趋势从未改变当前计算机技术高速发展的趋势从未改变越来越向越来越向:功能巨型化功能巨型化 体积微型化体积微型化 资源网络化资源网络化 处理智能化处理智能化 方向发展方向发展 目前,国家现在开发三网合一系统工程,即将目前,国家现在开发三网合一系统工程,即将计算计算机网、电信网、有线电视网机网、电
7、信网、有线电视网合为一体。将来通过网合为一体。将来通过网络能更好的传送数据、文本资料、声音、图形和图络能更好的传送数据、文本资料、声音、图形和图像,用户可随时随地在全世界范围拔打可视电话或像,用户可随时随地在全世界范围拔打可视电话或收看任意国家的电视和电影。收看任意国家的电视和电影。第11页6.计算机在信息社会的应用 计算机的应用类型科学计算数据处理 过程控制 计算机辅助技术人工智能电子商务目录第12页计算机系统组成计算机系统组成 1.2 计算机组成及工作原理计算机组成及工作原理第13页1.计算机的五大部件冯冯 诺诺依依曼曼结结构构的的计计算算机机提问提问1 1:运算器的作用?:运算器的作用?
8、提问提问2 2:控制器的作用?:控制器的作用?提问提问3 3:存储器的组成及作用?:存储器的组成及作用?提问提问4 4:输入设备、输出设备举例?:输入设备、输出设备举例?第14页2.高速缓冲存储器作用:高速缓冲存储器作用:高速缓冲存储器(Cache)(Cache)是为了解决是为了解决CPU和主和主 存之间速度匹配问题而设置的。存之间速度匹配问题而设置的。位置:它是介于位置:它是介于CPU与主存之间。与主存之间。容量:它是小容量存储器,但存取速度比主存快。容量:它是小容量存储器,但存取速度比主存快。CPU 中央处理器 M1 Cache M2 主存 M3 外存 CPU与存储器关系示意图与存储器关系
9、示意图第15页1KB=21KB=21010B=1024BB=1024B1MB=21MB=21010KB=1024KBKB=1024KB1GB=21GB=21010MB=1024MBMB=1024MB1TB=21TB=21010GB=1024GBGB=1024GB1 1个字节个字节(Byte)(Byte)0 1 2 3 4 5 6 7位位(bit)(bit)3.存储器容量位:二进制中的位:二进制中的0 0或或1 1。字节:字节:8 8个二进制位组成一个字节。字节是存储器的个二进制位组成一个字节。字节是存储器的 基本存储单位。基本存储单位。存储器容量:是指最多可存放的二进制数据的总和。存储器容量:
10、是指最多可存放的二进制数据的总和。计量单位:计量单位:KBKB、MBMB、GBGB、TBTB。第16页裸机操作系统应用软件语言处理程序、支持软件和数据库管理系统用户4.计算机软件软软、硬件关系硬件关系示意图示意图第17页5.应 用 软 件 1.办公软件包(Word、Excel、PowerPoint)2.图形和图象处理软件 3.数据库系统 4.Internet服务软件 5.娱乐与学习软件第18页6.计算机的工作原理 计算机工作原理:存储程序和控制程序。程序:是计算机指令的有序集合。指令:是能被计算机识别并执行的二进制代码。指令作用:完成某一具体的操作,如加1、减1、取数据、存数据等。目录 计 算
11、 结 果 程 序 和 原 始 数 据 第19页提问提问1 1:假设让你设计,你会采用何种进制?:假设让你设计,你会采用何种进制?1.3 数据在计算机中的表示提问提问2 2:你所了解的二进制是怎样的?:你所了解的二进制是怎样的?提问提问3 3:在生活中,大家还知道哪些进制?:在生活中,大家还知道哪些进制?数值 十二进制转换 西文 ASCII 码 汉字 输入码机内码转换 声音、图像 模数转换 二十进制转换 西文字形码 汉字字形码 数模转换 内存 输入设备 输出设备 数值 西文 汉字 声音、图像 第20页1.电路简单计算机由逻辑电路组成,逻辑电路通常只有两个状态。例如,开关的接通与断开、电压的高与低
12、等。这两种状态正好用来表示二进制数的两个数码0和l。2.工作可靠两个数码代表两个状态,在数据传输和处理中不容易出错。3.简化运算二进制运算法则简单。4.逻辑性强计算机工作是建立在逻辑运算基础上的,逻辑代数是逻辑运算的理论依据。有两个数码,正好代表逻辑代数中的“真”与“假”。采用二进制的好处 第21页 1.3.1 进位计数制及相互转换 进位制进位制基数基数基本符号基本符号权权形式表示形式表示二进制20,121B八进制80,1,2,3,4,5,6,781O十进制100,1,2,3,4,5,6,7,8,9101D十六进制 160,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F161H概念
13、:基数、基本符合、权概念:基数、基本符合、权第22页1.十进制转化成r进制整数部分:除整数部分:除 r r 逆序取余,直到商为逆序取余,直到商为0 0例:例:100.345(D)=1100100.01011(B)100250225212262321000100111.3800.34520.69022 0.760 2 1.520 2 1.04小数部分:乘小数部分:乘 r r 顺序取整,直到小数部分接近顺序取整,直到小数部分接近0 0例:例:100(D)=144(O)=64(H)0八进制八进制10081281844110016604616十六进制十六进制1.十进制转化成r进制第24页进位制进位制基
14、数基数基本符号基本符号权权形式表示形式表示二进制20,121B八进制80,1,2,3,4,5,6,781O十进制100,1,2,3,4,5,6,7,8,9101D十六进制 160,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F161H169.6=1 102+6 101+9 100 +6 10-1十进制数表示十进制数表示:基数基数权权数码数码二进制数表示二进制数表示:数码数码基数基数权权(1010.1)2=123+022+121 +020+12-1 1.3.1 进位计数制及相互转换 第25页方法:数码乘以各自的权的累加。方法:数码乘以各自的权的累加。2.r 进制转化成十进制(1101
15、0)B=(124+123+022+121+020)D =(16+8+0+2+0)=(26)D(254)O=(282+581+480)D =(128+40+4)D=(172)D(354)H=(3162+5161+4160)D =(768+80+4)D =(852)D第26页3.二进制、八进制、十六进制数间的关系 八进制 对应二进制 十六进制对应二进制 十六进制 对应二进制0000000008100010011000191001201020010A1010301130011B1011410040100C1100510150101D1101611060110E1110711170111F11114.
16、4.二进制、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 八转二:八转二:1 1位八进位八进制数对应制数对应3位二进制数位二进制数十六转二:十六转二:1 1位位十六进制数对应十六进制数对应4位二进制数位二进制数64(H)=0110 0100(B)6 4144(O)=001 100 100(B)1 4 4第28页001 101 101 110.110 101(B)=1556.65(O)1 5 5 6 6 50011 0110 1110.1101 0100(B)=36F.D4(H)3 6 F D 4二转八、十六二转八、十六 整数部分:从右向左按整数部分:从右向左按3(4)位
17、进行分组位进行分组 小数部分:从左向右按小数部分:从左向右按3(4)位进行分组位进行分组 不足位数补零不足位数补零4.4.二进制、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 数值型数据的表示数值型数据是用以表示量的大小、正负。在计算机内,数值是用二进制来表示的,也就是说,无论多大的数,在计算机中只能用0和1来表示。1.3.2 数据在计算机中的表示 字符型数据的表示字符型数据的表示包括:西文字符、汉字、声音、图像包括:西文字符、汉字、声音、图像第30页西文字符编码西文字符编码-ASCII码码 000000010010001101000101011001110000NUL
18、DLESP0Pp0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2“2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*:JZjz1011VTESC+;Kk1100FFFS,Nn1111SIUS/?O_oDEL第31页汉字字符编码汉字字符编码输入码输入码国标码国标码机内码机内码字形码字形码汉字输入汉字输入汉字输出汉字输出提问:大家知道的汉字输入法有哪些?提问:大家知道的汉字输入法有哪些?结论:不管哪种
19、输入法,都只是输入汉字的手段。最终,汉字在结论:不管哪种输入法,都只是输入汉字的手段。最终,汉字在计算机内部是以汉字机内码的形式表示的。计算机内部是以汉字机内码的形式表示的。目录第32页1.4 多媒体技术基础1.4.1 多媒体的定义1.4.2 多媒体技术的特性1.4.3 多媒体信息处理技术1.4.4 数据压缩技术第33页1.4.1 多媒体的定义1.1.媒体媒体 存储信息的物理实体,如磁盘、光盘等。存储信息的物理实体,如磁盘、光盘等。信息的表现形式或载体信息的表现形式或载体,如文字、图形、图像、动画、声音等。如文字、图形、图像、动画、声音等。2.2.多媒体多媒体 指能够同时获取、处理、编辑、存储
20、和展示两种以上不同类型指能够同时获取、处理、编辑、存储和展示两种以上不同类型信息媒体的技术。包括文字、声音、图形、图像、动画、视频信息媒体的技术。包括文字、声音、图形、图像、动画、视频3.3.多媒体技术多媒体技术 是一种基于计算机的综合技术,包括数字化信息的处理技术、是一种基于计算机的综合技术,包括数字化信息的处理技术、音频和视频技术、计算机硬件和软件技术、人工智能和模式识音频和视频技术、计算机硬件和软件技术、人工智能和模式识别技术、通信和图像技术等,是一门跨学科的综合技术。别技术、通信和图像技术等,是一门跨学科的综合技术。第34页1.4.2 多媒体技术的特性(1)(1)集成性集成性:多媒体计
21、算机技术是结合文字、图形、影像、声音、:多媒体计算机技术是结合文字、图形、影像、声音、动画等各种媒体的一种应用,且建立在数字化处理的基础上,基动画等各种媒体的一种应用,且建立在数字化处理的基础上,基本上可以说是包含了当今计算机领域最新的硬件技术和软件技术。本上可以说是包含了当今计算机领域最新的硬件技术和软件技术。(2)(2)交互性交互性:就是具有与使用者进行交互沟通的特性。这种特性:就是具有与使用者进行交互沟通的特性。这种特性可以使使用者按照自己的意愿来解决问题,还可以借助这种交互可以使使用者按照自己的意愿来解决问题,还可以借助这种交互式的沟通来帮助学习、思考,以达到增进知识及解决问题的目的式
22、的沟通来帮助学习、思考,以达到增进知识及解决问题的目的(3)(3)实时性实时性:是指多种媒体无论在时间上还是在空间上都存在着:是指多种媒体无论在时间上还是在空间上都存在着紧密的联系,具有同步性和协调性。这样,在人的感官系统允许紧密的联系,具有同步性和协调性。这样,在人的感官系统允许的情况下,进行多媒体交互,就好像面对面一样,图像和声音是的情况下,进行多媒体交互,就好像面对面一样,图像和声音是连续的。连续的。第35页1.4.3 多媒体信息处理技术 总述:无论现在的多媒体电脑功能如何强大,其内部也只能处总述:无论现在的多媒体电脑功能如何强大,其内部也只能处理理数字信息数字信息。因此,声音、图像或视
23、频也要转换成二进制码。因此,声音、图像或视频也要转换成二进制码 0 0和和1 1,才能被计算机识别和处理。,才能被计算机识别和处理。模拟信号要转换成能被计算机识别的数字信号,一般经过模拟信号要转换成能被计算机识别的数字信号,一般经过采样采样、量化量化、编码编码三个步骤。三个步骤。第36页1.4.3 多媒体信息处理技术 数字音频数字音频格式格式(1 1)WAVE(WAVE(扩展名为扩展名为WAV)WAV)(2 2)MOD (MOD (扩展名扩展名MODMOD、ST3ST3、XTXT、S3MS3M、FARFAR、669)669)(3 3)MPEG-3 (MPEG-3 (扩展名扩展名MP3)MP3)
24、(4 4)Real Audio (Real Audio (扩展名扩展名RA)RA)(5 5)Creative Musical Format (Creative Musical Format (扩展名扩展名CMF)CMF)(6 6)CD AudioCD Audio音乐音乐CD (CD (扩展名扩展名CDA)CDA)(7 7)MIDI (MIDI (扩展名扩展名MID)MID)数字音频:是利用数字化手段对声音进行录制、存放、编辑、数字音频:是利用数字化手段对声音进行录制、存放、编辑、压缩或播放。它是随着数字信号处理技术、计算机技术、多媒压缩或播放。它是随着数字信号处理技术、计算机技术、多媒体技术的
25、发展而形成的一种全新的声音处理手段。体技术的发展而形成的一种全新的声音处理手段。第37页1.4.3 多媒体信息处理技术 数字图像数字图像图形图形:由点、线等组成的有边界画面。文件中存放描述图形的指令:由点、线等组成的有边界画面。文件中存放描述图形的指令 图像图像:由图像设备输入的无边界画面,数字化后以位图形式存储:由图像设备输入的无边界画面,数字化后以位图形式存储 数字图像数字图像格式格式 BMP BMP格式格式 GIFGIF格式格式 JPEGJPEG格式格式 JPEG2000JPEG2000格式格式 PNGPNG格式格式 SWFSWF格式格式 SVGSVG格式格式 第38页1.4.3 多媒体
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