第一章  计算机文化与信息社会
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第一章 计算机文化与信息社会. 同学们好!现在我们学习计算机文化与信息社会。. 计算机的发展与应用. 1.1. 计算机中信息的表示. 1.2. 第一章 计算机文化与信息社会. 一、计算机发展简介. 二、计算机的特点与应用. 三、计算机文化与信息. 1.1 计算机的发展与应用. 目 录. 退 出. 一 . 计算机发展简介. 1. 电子计算机的诞生.

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第一章 计算机文化与信息社会

同学们好!现在我们学习计算机文化与信息社会。


5251392

计算机的发展与应用

1.1

计算机中信息的表示

1.2

第一章 计算机文化与信息社会


5251392

一、计算机发展简介

二、计算机的特点与应用

三、计算机文化与信息

1.1 计算机的发展与应用

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. 计算机发展简介

1. 电子计算机的诞生

1964年,在美国陆军部的主持下,美国宾悉法尼亚大学的艾克特(Ecket)和莫奇里(Mauchley)成功地设计了世界上第一台电子计算机,简称为ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator),它占地170平方米,重28吨,耗电150kW,使用了18800个电子管,5000个继电器,运算速度为5000次/秒。

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2. 电子计算机的发展历史

第一代计算机:从第一台电子计算机ENIAC问世到50年代末。

特征:采用电子管为主要逻辑元件;使用机器语言编制程序。

第二代计算机:从50年代到60年代初。

特征:用晶体管代替电子管;开始使用计算机高级语言。

第三代计算机:60年代中期到70年代初期。

特征:用中、小规模集成电路代替分立元件晶体管;采用多道程序及并行处理等技术。

第四代计算机:从1972年到今天。

特征:大规模集成电路和超大规模集成电路、并行处理技术、多机系统、分布式计算机系统、计算网络等;数据库系统、分布式操作系统、高级语言等。

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3. 计算机的发展趋势

① 智能化

② 网络化

③ 多媒体

④ 元器件的发展趋势

⑤ 体系结构的发展趋势

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四、计算机在中国的发展现状

1952年,开始重视电子计算机的研究工作,成立了第一个有关电子计算机科学技术的研究小组。

1956年,正式将计算机的发展规划列入《十二年科学技术发展规划》。

1958年,试制成功第一台国产电子计算机JS—1机。

1964年,自制第一批晶体管计算机。

1971年,研制了一批集成电路计算机。

1983年,研制成功“银河Ⅰ”巨型机。

1992年,研制成功“银河Ⅱ”巨型机。

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. 计算机的特点与应用

1. 计算机的特点

① 运算速度快

② 精确度高

③ 有记忆能力

④ 有逻辑判断能力

⑤ 能在程序控制下自动进行工作

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2. 计算机的分类

按功能分:专用计算机和通用计算机。

从规模和功能的角度可分为:

1、巨型机

2、大中型计算机

3、小型机

4、微型机

5、工作站

6、小巨型机

实现小巨型机的主要途径有两条:

① 利用高性能微处理器组成并行多处理系统,使巨型机小型化;

②把部分巨型机技术引入超级小型机,使小型机巨型化。

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3. 计算机的应用

⑴ 科学计算

⑵ 数据处理

⑶ 实时控制

⑷ 计算机辅助设计与计算机辅助制造

⑸ 智能模拟

⑹ 通信和文字处理

⑺ 多媒体技术

⑻ 网络技术与信息高速公路

⑼ 教育

⑽ 军事

⑾ 电子商务

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. 计算机文化与信息

1. 计算机文化一词的由来

计算机文化一词起源于1981年召开的第三次世界计算机教育会议(World Conference on Computer in Education ,3rd,1981,简称WCCE’81)。当时,微型机的发展正处在起步阶段 ,一批与会学者高瞻远瞩,预见计算机技术对人类社会发展的深远影响,呼吁人民要高度重视计算机知识的教育,在这次会议上,人们首次使用了“计算机文化”(Computer Literacy)一词。

WCCE’81所提的计算机文化,就是“计算机应用知识与应用能力”。

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计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。

2. 计算机文化在人类文明发展史中的地位

计算机文化反映的是人类对自身智力的开发,通过人脑和电脑的融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。

  • 微型计算机的普及:加快了人们工作和生活的节奏。

  • 网络的运用:缩短了世界的距离。

  • 多媒体的应用:使人们的生活更加丰富多彩。

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3. 计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。人类经历的信息革命

第一次信息革命:语言的产生--人类交流和传播信息最早的工具。

第二次信息革命:文字的出现--它能保留信息,对人类文化的发展起了重要的作用。

第三次信息革命:印刷技术的发明--在更大的范围内以更快的速度传播人类文明。

第四次信息革命:计算机文化--成为推动人类文明向前发展的巨大动力。

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计算机中常用的数制及相互转换计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。

计算机中数的表示方法

信息编码

1.2 计算机中信息的表示

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一、计算机中常用的数制及相互转换计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。

1、进位计数制

(1)十进制数制

主要特点:

① 有十个不同的计数符号:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9,故其基数为10;

② 按“逢十进一”的规则进行计数。

例:666.66 =

6×102+6×101+6×100+6×10-1+6×10-2

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计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。2)二进制数制

主要特点:

① 仅有两个不同的计数符号:0和1,其基数为2;

② 按“逢二进一”的规则计数。

1×25+1×24+1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+1×2-2

例:(101101.11) 2 =

=

32 + 0 + 8 + 4 + 0 +1 + 0.5 + 0.25

=

(45.75)10

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计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。3)八进制数制

主要特点:

① 有八个不同的计数符号:0、1、2、3、4、5、6、7,其基数为8;

② 按“逢八进一”的规则计数。

例:(642)8 = 6×82 + 4×81 + 2×80 = (418)10

(10, 100 , 101 . 010, 110, 1)2 = (245.264)8

(267.435)8 = (010110111.100011101)2

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计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。4)十六进制数制

主要特点:

① 有16个不同的计数符号:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A(10)、B(11)、C(12)、D(13)、E(14)、F(15),其基数为16位;

② 按“逢十六进一”的规则计数。

例: (9B4.4)16 =

9×162 + 11×161 + 4×160 + 4×16-1

=

(2484.25)10

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二──十六进制对照表计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。

二──八进制对照表

二进制 十六进制

0000

0

二进制 八进制

0001

1

000

0

0010

2

0011

3

001

1

0100

4

010

2

0101

5

0110

6

011

3

0111

7

100

4

1000

8

1001

9

101

5

1010

A

110

6

1011

B

1100

C

111

7

1101

D

1110

E

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小 结计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。

无论是什么进制的数,都有两个共同点,即按基数来进、借位;用位权值来计数,均可以写成相应的展开式。

设有一个A进制的数,则若该数为BnBn-1…B2B1B0.B-1B-2…B-m,则该数可以写成其对应的展开式如下:

Bn×An + Bn-1×An-1 +…+ B2×A2 + B1×A1 +

B0×A0 + B-1×A-1 + B-2×A-2 +… + B-m×A-m

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2计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。、二进制与十进制之间的相互转换

(1)十进制整数转换为二进制整数——“除2取余”

(2)十进制小数转换为二进制小数——“乘2取整”

(3)带整数和小数的二进制数转换为十进制数——由方法一和方法二综合组成。

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计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。1:(13)10 = ( )2

余数

二进制数低位

2

1 3

6

1

2

2

3

0

2

1

1

二进制数高位

0

1

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计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。1:(13)10 = ( )2

1101

余数

二进制数低位

2

1 3

6

1

2

2

3

0

2

1

1

二进制数高位

0

1

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计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。2:

(0.6875)10 = ( )2

0. 6 8 7 5

整数

×

2

二进制数高位

1.

3 7 5 0

1

×

2

0.

7 5 0

0

×

2

1.

5 0

1

二进制数低位

×

2

1.

0

1

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计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。2: (0.6875)10 = ( )2

0.1011

0. 6 8 7 5

整数

×

2

二进制数高位

1.

3 7 5 0

1

×

2

0.

7 5 0

0

×

2

1.

5 0

1

二进制数低位

×

2

1.

0

1

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计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。3:(13.6875)10 =(13)10+(0.6875)10

=(1101)2+(0.1011)2=(1101.1011)2

例4:(101.101)2 =1×22 + 0×21 +1×20

+ 1×2-1 + 0×2-2 +1×2-3

=4 + 0 + 1 + 0.5 + 0 + 0.125 = (5.625)10

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3计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。、计算机中采用二进制 数的优点

(1)便于用电子器件模拟表示

(2)节约设备

(3)运算简单

(4)可靠性高

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4计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。、二进制与八进制、十六进制之间的相互转换

(1) 二进制数转换成八进制数:以小数点为分界点,左右三位一节,不足三位以零补足三位。

例:(101101.01) 2=(101,101.010)=(55.2)8

(2)八进制数转换成二进制数:将每位八进制数码以三位二进制数表示。

例:(76.42) 8=(111110.100010)2=(111110.10001)2

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(1111011011.100101011)计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。2 = (11,1101,1011.1001,0101,1000)2

= (3DB.958)16

例:(A3B.C) 16 = (101000111011.1100)2

= (101000111011.11)2

(3)二进制数转换成十六进制数:以小数点为分界点,左右每四位一节,不足四位以零补足四位。

(4)十六进制数转换成二进制数:将每位十六进制数码以四位二进制数表示。

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二、计算机中数的表示方法计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。

计算机中的数据:

①数值型数据:128,(32.56)8;

②非数值型数据:“学生”、“0730-8845139”。

1. 计算机中数的有关概念

① 数的长度

在计算机中,数的长度按比特(bit)来计算。但因存储容量常以“字节”为计量单位,所以数据长度也常以字节为单位计算。

1字节(byte)=8比特(bit)

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计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。数的符号

一般用数的最高位(左边第一位)来表示数的正负号,并约定以“0”表示正,以“1”表示负。

③ 小数点的表示方法

在计算机中表示数值型数据,其小数点的位置总是隐含的。

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2. 计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。定点数表示方法

数的定点表示:将计算机中的小数点的位置视为是固定不变的。

① 定点整数

格式:

② 定点小数

格式:

范围:-2n-1~(2n-1) 和 – 1~ (1 – 2-(n-1))

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00001001计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。

010000000010000000000000

3. 浮点数的表示方法

格式:

阶码是指数部分的值,表示幂次,其基数通常取2。

X = + d ×2+E

例如: 256.5 的浮点格式(32位)为:

阶码: 7位

阶符

数符

尾数:23位

所以 (256.5)10 =

(0.1000000001)2×29

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4. 计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。原码、反码、补码

(1)原码

原码就是用最高位表示数的正、负号,0表示正,1表示负,而数值部分用最高位以后的若干位来表示。

例:二进制数 + 1000110的原码表示为:01000110

二进制数 -1000110的原码表示为:11000110

(2)反码

原码变反码的规则为:正数的反码与原码相同;负数的反码是将它的原码除符号位外逐位取反。

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计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。:二进制数 + 1000110的反码表示为:01000110

二进制数 -1000110的反码表示为:10111001

(3)补码

补码的取码原则是:正数的补码和其原码相同;负数的补码是它的原码除符号位外逐位取反(即0变1,1变0),最后在末位加1。

例:二进制数 + 1000110的补码表示为:01000110

二进制数 -1000110的补码表示为:10111010

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原码、补码的几个例子计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。

十进制 原 码 补 码

87

-87

127

-127

0

-0

01010111

01010111

11010111

10101001

01111111

01111111

11111111

10000001

00000000

00000000

10000000

00000000

采用补码来表示正、负整数时,+0 和- 0 的取码是完全相同的,而原码对+0和- 0 的取码是不相同的。

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补码的加减法可用下列公式进行计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。:

[ X + Y ]补= [ X ]补+ [ Y ]补

[ X -Y ]补= [ X ]补+ [- Y ]补

[[ X ]补] 补= [ X ]原

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计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。: 设 X=44 Y=59 求X +Y = ? X-Y = ?

[ X ]补= 0101100

[ Y ]补= 00111011

[ -Y ]补=11000101

[ -Y ]原=10111011

[ X + Y ]补= [ X ]补+ [ Y ]补= 01100111

X + Y = + 1100111 = ( + 103)10

[ X -Y ]补= [ X ]补+ [- Y ]补=11110001

[ X -Y ]原= [[ X-Y ]补]求补=10001111

X-Y = -0001111 = (- 15)10

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这种计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。32位浮点格式所能表示的数的范围是:

最大正数:(1-2-23)×2127

最小正数:2-1×2-128= 2-129

最大负数:-2-1×2-128=- 2-129

最小负数:-(1-2-23)×2127

也即: 2-129≤|X| ≤ (1-2-23)×2127

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8421BCD计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。码

十进制数

十进制数

8421BCD码

0000

8

1000

0

9

1

0001

1001

1010 0000

0010

10

2

0011

11

1011 0001

3

12

0100

4

1100 0010

0001 0011

0101

13

5

0110

14

0001 0100

6

0111

7

15

0001 0101

三、信息编码

1. 数值型数据的编码

十进制数与8421BCD编码表

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2. 计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。字符数据的编码

(1)西文字符的ASCII编码

(2)汉字字符的编码

① 汉字交换码

GB2312编码总体布局

GB2312编码局部表

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输入汉字计算机文化反映了人类对自身智力的开发,通过电脑和人脑的高度融合,将为人类创造出更加灿烂的文明。

输入编码

用户

键盘

转换程序

机内码

字形编码

输出

显示器/打印机

汉字库及程序

存储器

机内码

② 汉字机内码

③ 汉字输入码

④ 汉字字形码

⑤ 国标GB18030-2000

输入码、机内码、字形码之间的关系

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