第1课计算机原理探究 课件 2023—2024学年鲁教版（2018）初中信息技术第1册

2023.10 计算机原理探究 1 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。 2 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”。 3 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 4 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 5 6 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 7 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。 8 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。 9 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”) 10 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 11 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。 12 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。 13 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： 14 （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： 15 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” 16 十进制转化为二进制（除基取余倒数法，直到商为零） 17 二进制转化为十进制（乘权相加，即对其按权展开式求和） 18 有一天夜里，你正在写作业，突然发现对面楼