电子信息科学技术导论教学课件ppt作者吴莉莉第3章计算机科学基础课件.ppt

算盘 计算尺 1642年，法国科学家帕斯卡(Pascal)发明了世界上第一台机械式计算机——齿轮式十进制加减法器。1678年，德国数学家莱布尼兹( Leibniz )十进制乘法机。19世纪30年代，英国科学家巴贝奇(Babbage)设计和制造了差分机和分析机。 莱布尼茨的乘法器 1847年英国数学家布尔(Boole)创立了布尔代数，奠定了计算机进行逻辑运算的基础。 巴贝奇和他的差分机及分析机 穿孔卡完成了第一次大规模数据处理 逻辑代数奠基人——布尔 布尔代数和集电器开关的连接—申农 第一台电磁式的计算机 斯蒂比兹（G. Stibitz） 1936年英国科学家图灵(Turing)发表了题为《论可计算数及其在判断问题中的应用》的著名论文，奠定了计算机的理论和模型基础。 最后一台“史前”计算机MARK I 第一代电子计算机 1946~1957年，电子管计算机，软件使用机器语言。其特点为体积庞大，速度低，可靠性差，造价高； 应用：科学计算； 代表机型：ENIAC、EDVAC、IBM650。 第二代晶体管计算机 1958~1964年，晶体管计算机，它比第一代的电子管计算机耗电省、寿命长、可靠性高、体积小。在软件方面，高级程序设计语言出现，如FORTRAN、ALGOL、COBOL ，操作系统雏形开始形成； 应用：主要是数据处理； 代表机型：IBM7094、CDC6600。 第三代 集成电路计算机 1965~1971年，集成电路计算机，软件逐步形成了操作系统，编译系统和应用程序三个独立的分支体系； 应用：科学计算、数据处理、工业控制； 代表机型：IBM360、370、PDP-11等。 第四代大规模计算机 1972年至今，大规模、超大规模集成电路计算机，软件有分布式系统、软件工程标准化、专家系统、Java语言等。体积小、速度快、存储容量大以及应用广泛是第四代电子计算机的特点。 应用：各个领域； 代表机型：IBM4300、3080，9000系列； 在该阶段，出现了微型计算机。 数制是用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数目的方法。 每一种进制都允许使用固定个数的数码（基数） 逢R进一 采用位权表示法 每个数码所表示的数值等于该数码乘以一个与数码所在位置相关的常数，即位权。位权的大小是以基数为底，数码所在位置的序号为指数的整数次幂。 所谓二进制就是以二元逻辑为基础，用0和1二进制码组成各种信息进行运算，它确立了现代计算机的逻辑结构。 可靠性 可行性 简易性 逻辑性 用一排灯表示一个二进制数，明为数码“1”，暗为数码“0” 二进制加法运算的简单示例 在数字后加字母B表示二进制数，加字母O表示八进制数，加字母D表示十进制数，加字母H表示十六进制数。 任意进制数转化为十进制 十进制数转化为任意进制数 二进制、八进制、十六进制数之间的相互转化 任意进制数转化为十进制数只要写出该进制数的按权展开式，进行乘法和加法运算，得出结果即可。 将十进制数转化为任意进制数需对整数部分和小数部分分别进行转化。 二进制数转化为八进制数 八进制数转化为二进制数 二进制数转化为十六进制数 十六进制数转化为二进制数 二进制数转换成八进制数，概括为“三位合一”、即：以小数点为基准，整数部分从右至左，小数部分从左至右，每三位一组，不足三位时，整数部分在高端补齐，小数部分在低端补齐。然后，把每一组二进制数用一位相应的八进制数表示，小数点位置不变，即得到八进制数。 八进制数转换成二进制数，概括为“一位拆三位”，即把一位八进制数写成对应的三位二进制数，然后按权连接即可。 二进制数转换成十六进制数，概括为“四位合一”、即：以小数点为基准，整数部分从右至左，小数部分从左至右，每四位一组，不足四位时，整数部分在高端补齐，小数部分在低端补齐。然后，把每一组二进制数用一位相应的十六进制数表示，小数点位置不变，即得到十六进制数。 十六进制数转换成二进制数，概括为“一位拆四位”，即把一位十六进制数写成对应的四位二进制数，然后按权连接即可。 二进制数的算术运算 二进制数的算术运算 二进制数的逻辑运算 二进制数的逻辑运算 二进制数的逻辑运算 计算机中的数据存储单位 常用的数据编码 符号位的表示 原码、反码和补码 定点数与浮点数 计算机中的数据存储单位 常用的数据编码 常用的数据编码 汉字编码 汉字编码 其他汉字编码 在计算机中数据都是采用二进制表示，对于数的符号，也用“0”或“1”表示，“0”表示正，“1”表示负；数的最高位为符号位。 在机器内存放的正负号符号化的数称为机器数，把机器外存放的由正负号表示的数称作真值。 机器数在运算时必须考虑符号位的处理。