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计算机是一个概念，也是一个大类的统称。我们平时所说的电脑，是计算机的一种，专业术语称之为微型计算机。注意电脑的“脑”字，就是指它其实是对人脑的一种模拟。比如可以像我们大脑一样控制嘴巴吃饭，控制腿脚走路等等。

计算机基础知识

• 计算机的发展和应用
  • 计算机的主要特点
    • 高速、精确的运算能力
      • 新一期全球超级计算机500强榜单在2021年6月28日揭晓，日本超级计算机“富岳”是排名第二的美国“顶点”超级计算机的约3倍，继续蝉联冠军，位列榜首，中国的“神威太湖之光”排名第四。
    • 强大的存储能力
      • 计算机能够长期保存大量数字、文字、 图像、视频、声音等信息。如：能够“记住”一个大型图书馆的所有资料。
    • 准确的逻辑判断能力
      • 在信息检索方面，能够根据要求进行匹配检索
    • 自动功能
      • 计算机能够自动执行预先编写好的一组指令(称为 程序)。工作过程完全自动化，无需人工干预，而且可以反复进行。
  • 计算机的发展概况
    • 世界上第一台计算机问世：
      • 电子数字积分计算机（Electronic Numerical Integrator And Calculator） 于1946年，在美国宾夕法尼亚大学研制成功。
    • 冯·诺依曼型计算机原理
      • 计算机的程序和程序运行所需要的数据以二进制形式表示和存储。
        • 二次进制
      • 程序和数据存放在存储器中，计算机执行程序时，无需人工干预，能自动、连续地执行程序，并得到预期的结果。
        • 程序存储 自动执行
    • 计算机发展的四个阶段
      • 第一代：（1946～1959）电子管 几千（次/秒）
      • 第二代：（1959～1964）晶体管 几万～几十万（次/秒）
      • 第三代：（1964～1972）中 小集成电路 几十万～几百万（次/秒）
      • 第四代：（1972～至今）大 超大规模集成电路 上千万～万亿（次/秒）
    • 中国电子计算机的发展
      • 1958年 研制出第一台电子计算机
      • 1964年，研制出第二代晶体管计算机
      • 1971年，研制出第三代集成电路计算机
      • 1977年，研制出第一台微型机DJS050
      • 1983年，研制出1万次/秒的“深腾1800”计算机
      • 2003年12月，自主研发出10万亿次/秒的“曙光4000A”高性能计算机。
      • 2003年12月，自主研发出10万亿次/秒的“曙光4000A”高性能计算机。
  • 计算机应用领域
    • 1.科学计算
      • 科学计算主要是使用计算机进行数学方法的实现和应用。许多科研研究仍然需要大量的运算需求，如： 著名的人类基因序列分析计划 气象预报前，对气象卫星云图数据进行处理。
    • 数据/信息处理
      • 数据/信息处理也称为非数值运算。如：计算机在文字处理方面的应用。
    • 过程控制
      • 过程控制计算是指利用计算机对生产过程、制造过程或运行过程进行检测与控制，即通过实时监控目标对象的状态，及时调整被控对象，使被控对象能够正确地完成生产、制造或运行。过程控制广泛应用于各种工业环境中。
    • 计算机辅助设计
      • 计算机辅助（或称为计算机辅助工程）包括：计算机辅助设计（CAD）是使用电子计算机来帮助设计人员进行设计，CAD技术已广泛应用于船舶设计、飞机制造、建筑工程设计、大规模集成电路图设计和机械制造等行业。CAD技术迅速发展，其应用范围日益扩大到计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）、计算机辅助教育（CAI）和计算机集成制造系统（CIMS）等领域。
    • 人工智能
      • 人工智能（Artificial Intelligence, AI）是用计算机模拟人类的某些智力活动。其主要研究内容包括：自然语言理解、专家系统、机器人以及自动定理证明等等。
    • 多媒体应用
• 数的进位计数制
  • 进位计数制的概念
    • 进位计数制
      • 多位数码中每一位构成方法以及从低位到高位的进位规则称为进位计数制（简称数制）。 如果采用R个基本符号(0,1,…,R-1)表示数值，则称R数制，R称为该数制的基数(Radix)。 例如，十进制采用10个基本符号0,1,…,9表示数值，十进制的基数是10。
      • 任何一个R进制数N都可以展开为： (N)R＝an-1Rn-1＋an-2Rn-2＋…＋a1R1＋a0R0＋a-1R-1＋…＋a-mR-m其中，R为计数的基数；ai为第i位的系数，可以为0, 1, …, R-1中的任意1个；Ri称为第i位的权
    • 图表计算机中常用的几种进位计数制的表示
  • 多种计数制之间的转换
    • R进制转换为十进制
      • (10110)B = (1×24 + 0×23 + 1×22 + 1×21 + 0×20)B = (16 + 4 + 2)D = (22)D (75.4)O=7*81+5*80+4*8-1=(61.5)D (234)H = (2×162 + 3×161 + 4×160)H = (512 + 48 + 4)D = (564)D
    • 十进制转换为R进制
      • 将十进制数转换为R进制数时，可将此数分为整数和小数两部分分别进行转换，然后再拼接起来即可。 一种常见的十进制数转换为R进制数的方法是： 整数部分用“除R取余”； 小数部分用“乘R取整”。
    • 将十进制数225.8125转换成二进制数。
      • 整数部分 小数部分 2 |225 余1 低位 0.8125 2 |112 余0 × 2 取整 高位 2 |56 余0 1.6250 1 2 |28 余0 × 2 2 |14 余0 1.2500 1 2 |7 余1 × 2 2 |3 余1 0.5000 0 2 |1 余1 × 2 0 高位 1.0000 1 低位
    • 二进制八进制十六进制的转换
      • 二进制数虽然非常适合计算机内部的数据表示，但是书写起来位数比较长，很不方便，也不直观。 因此，在书写程序和数据用到二进制数的地方。往往采用八进制数或十六进制数的形式。 1位八进制数相当于3位二进制数；1位十六进制数相当于4位二进制数； 根据这种对应关系，二进制数转换为八进制数/十六进制数时，以小数点为中心，向左右两边分组，每3/4位 为一组，两头不足3/4位补0即可。
    • 图表是八进制数 十六进制数与二进制数的对应关系
      • 八进制数转换为二进制数 基本原理：采用“一分为三”的原则，即从八进制整数的低位开始，将每位上的数用三位二进制表示出来即可。如果有小数部分，则从小数点开始，分别向左右两边按照上述方法进行转换。 例如: （516）8=（101001110）2 （5.23）8=（101.010011）2
      • 十六进制数转换为二进制数 基本原理：采用“一分为四”的原则，即从十六进制整数的低位开始，将每位上的数用四位二进制表示出来即可。如果有小数部分，则从小数点开始，分别向左右两边按照上述方法进行转换。 例如: （A16）16=（101000010110）2 （6.BE）16=（110.10111110）2
      • 二进制数转换为八进制数 基本原理：将一个二进制数转换为八进制数，只要从它的低位到高位每3位为一组，然后将每组二进制数所对应的数用八进制表示出来即可。如果有小数部分，则从小数点开始分别向左右两边按照上述方法进行分组计算。不足三位的整数部分左补0，小数部分右补0。 例如: （101001110）2 = （516）8 （101.010011）2 = （5.23）8
      • 二进制数转换为十六进制数 基本原理：将一个二进制整数转换为十六进制数，只要从它的低位到高位每4位组成一组，然后将每组二进制数所对应的数用十六进制表示出来即可。如果有小数部分，则从小数点开始分别向左右两边按照上述方法进行分组计算。不足4位的整数部分左补0，小数部分右补0。 例如: （101000010110）2 = （A16）16 （110.1011111）2 = （6.BE）16
• 信息的表示与储存
  • 数据与信息
    • 数据
      • 数据是对客观事物的符号表示。 如，数值、文字、语言、图形、图像等都是不同形式的数据。
    • 信息
      • 信息是既是对客观事物变化和特征的反映，又是事物之间相互作用、相互联系的表征。 信息必须数字化编码，才能用计算机进行传送、存储和处理。 信息具有针对性和时效性。
    • 数据与信息的区别
      • 数据是信息的载体，信息是数据处理之后产生的结果。信息有意义，而数据没有。 例如：数据2、4、8、16、32是一组数据，本身是没有意义的，我们从中可以分析出是一组等比数列，很清楚的得到后面的数字，便赋予了意义，这就是信息。是有用的数据。
  • 计算机中的数据
    • 二进制的优点
• 本章小结
• 多媒体技术的初步知识
• 计算机病的及其防止
• 位(bit)是度量数据的最小单位。在计算机技术中用二进制表示数据，1位数据只能表示0和1两种代码。
• 位(bit)
• 计算机中数据的单位
• 物理上容易实现，信息的存储更加容易，可靠性强，运算简单，通用性强。