资源简介

(共21张PPT)
2023.10
计算机原理探究
教学背景 Teaching background
ENIAC（埃尼阿克），世界上第一台电子计算机，于1946年诞生于美国宾夕法尼亚大学。长30.48米，宽6米，高2.4米，占地170平方米，重达30吨（六只大象重），耗电功率约150千瓦，每秒钟可进行5000次运算。被美国国防部用来进行弹道计算。
教学背景 Teaching background
在埃尼阿克的研制过程中,时任美国弹道研究所顾问的美籍匈牙利数学家冯·诺依曼(John von Neumann)带着大量的计算问题加入研制小组,并提出了举世闻名的冯·诺依曼体系结构。迄今为止,计算机的制造技术虽然发生了巨大变化,但冯·诺依曼体系结构仍然沿用至今，因此冯·诺依曼被誉为“计算机之父”。
输入设备
运算器
控制器
存储器
输出设备
一、计算机的基本结构和工作原理
根据美籍匈牙利数学家冯·诺依曼提出的存储程序原理，按功能把计算机分为五大部分。
计算机
01
02
03
04
05
就像采购部，用于输入原始数据与程序。
就像生产管理部门，用来控制管理各部件有秩序的协同工作。
就像仓库，用来存放数据、程序和处理结果。
就像销售部门，用来输出各种结果。
输入设备：
控制器：
运算器：
存储器：
输出设备：
就像车间，用来对数据进行加工处理。
一、计算机的基本结构和工作原理
一、计算机的基本结构和工作原理
五部分之间的联系
原始信息
计算机种类繁多，按其规模、速度和功能等可分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机。巨型机、大型机、中型机、小型机多用在科研部门或大型网络中心，我们在日常生活中最常见到的就是微型机，即微机。
二、计算机中信息的表示方式
在计算机中,所有信息的存储、处理和传送,都采用二进制数或二进制编码表示。如16，-256，3.1415926等数值信息,用二进制数表示;字母、汉字、图像、声音、动画等非数值信息,用二进制编码表示。
我们熟悉的十进制,进位规则是“逢十进一”，用0，1，2，3，4，5，6，7，8，9十个数字可以表示任意一个数值。
相应的,二进制的进位规则是“逢二进一”，用0和1两个数码可以表示任意一个数值,
例如:0+0=0 0+1=1
1+1=10(读作“壹零”)
11+1=100(读作“壹零零”)
十进制 二进制
数码 0~9 0、1
基数 10 2
权值 基数的i次方 十进制二进制的区别
用于表示事物个数的数
某一数字符号在数的不同位置所表示的值的大小
音乐
视频
文字
等
音乐
视频
文字
等
二进制
因此，计算机对信息的处理过程就是一个二进制的计算过程。而二进制数位是表示信息的最基本单位。
一个二进制位称为一个比特（bit），bit是表示数据的最小单位
8个二进制位称为一个字节（Byte,简写为B），字节是最基本的信息存储单位。
一、二进制编码
生活中除了数值信息，还有字母、符号、汉字、图像、声音、动画、视频等非数值信息，它们不具有计数或计算功能。在计算机中用二进制数组成的编码（简称二进制编码）来表示非数值信息。
（1）ASCII码
ASCII码(American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码)，是一套基于拉丁字母的电脑编码系统，主要用于显示现代英语和其他西欧语言。它用八位二讲制数组成的不同编码来表示各种字母和符号，例如：
（3）点阵法
声音、图像、视频、动画等非数值信息的编码更复杂。例如,用点阵法把黑白图像画在一定规格（16×16，32×32,64×64等）的方格纸上,笔画占满半个方格的用“1”表示,无笔画或笔面来者满半个方格的用“0”表示,8位一组逐行用二进制数表示出来,就得到了该图像的二进制编码（点阵数据）。
例如,16×16点阵图像 的点阵数据由32个字节组成,如下图所示：
二、GB码
1980年,我国颁布了《信息交换用汉字编码字符集·基本集》（GB2312-1980）,简称GB码。它用两个字节( 16 bit）给汉字编码,也就是说，存储一个汉字信息需要两个字节。例如:“中国”两个汉字的GB码为:
11010110 11010000表示“中” 10111001 11111010表示“国”
十进制转化为二进制（除基取余倒数法，直到商为零）
二进制转化为十进制（乘权相加，即对其按权展开式求和）
有一天夜里，你正在写作业，突然发现对面楼里有灯光一闪一闪地，似乎有某种规律，你仔细观察后发现对方可能是用二进制来发送信息，于是，你把信息记了下来，发现是以下一串代码1101000 1100101 1101100 1110000 1110111 1100101
请问，你知道这是什么意思吗？
a b c d e f g h i g k l m
97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109
n o p q r s t u v w x y z
110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122
1.计算机内部采用的数制是（ ）
A：十进制 B：二进制 C：八进制 D：16进制
2.十进制数7和11对应的二进制数是（ ）
A：1011 1101 B：0111 1011
C：1101 1000 D：1110 0100
B
B
1.计算机的基本结构和工作原理
冯·诺依曼体系结构，指出计算机应由输入设备、运算器、控制器、存储器、输出设备五大部分组成。
2.计算机中信息的表示方式
二进制数
二进制编码
ASCII码 GB码 点阵法

展开更多......

收起↑