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参考教材：《计算机文化基础》 （李秀主编，清华大学出版社）任课教师： 程世杰所在单位： 计算中心（哈理工大学）联系方式： chengsj@hrbust.edu.cnQQ ： 2175712

2

课程介绍

计算机文化基础（基本常识、基本概念、基本操作）

1. 计算机基础知识（发展史、特点、应用、分类等）

2. 计算机组成与工作原理（组成、工作原理、数字系统）

3. Windows 操作系统（界面、文件管理、程序管理、汉字输入法）

4. 网络的基础知识（基本知识、服务、电子邮件、网络安全）

5. Word 字处理软件（基本操作、编辑、排板、表格、图形）

6. Excel 电子表格软件（基本概念、操作、编辑、图表等）

7. PowerPoint 幻灯片的制作8. 多媒体技术与应用 （基本概念、常用软件介绍）

3

同学们好！现在我们学习计算机文化与信息社会。

第一章 计算机文化与信息社会

4

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

5

1.1 计算机的发展与应用

一、计算机发展简介

三、计算机文化与信息

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二、计算机的特点与应用

6

1946 年，在美国陆军部的主持下，美国宾悉法尼

亚大学的艾克特 (Eckert) 和莫奇里 (Mauchly) 成功地

设计了世界上第一台电子计算机，简称为 ENIAC (Ele

ctronic Numerical Integrator And Calculator) ，它占地

170 平方米，重 30 吨，耗电 150kW ，使用了 18000

个电子管， 1500 个继电器，运算速度为 5000 次 / 秒。

1. 电子计算机的诞生

一 . 计算机发展简介

目 录 退 出

7

采用线路联接的方法来编排程序

价值 40 万美元

8

9

1906 年 Le De Forest 发明了电子管

主要贡献者—— 美国物理学家莫奇里（左）

冯 · 诺依曼体系结构：二进制；指令和数据存储；让机器自动计算。

冯 · 诺依曼（ 1946 年）的贡献

计算机之父

计算机的发展 图灵（ 1936年）的贡献

24岁的图灵发表了著 名的论文《论可计算数及其在密码问题中的应用》，提出了“理想计算机”的构想，后人称之为“图灵机”。从数学模型上证明了，通用计算机是可以制造出来的。

申农（ 1938年）的贡献发表论文《继电器和开关电路的符号分析》，奠定了现代电子计算机开关电路的理论基础。

计算机的发展

计算机的发展 维纳（ 1940年）的贡献

维纳在 1940年写给布什的一封信中，对现代计算机的设计曾提出了五条原则：（ 1）不是模拟式，而是数字式；（ 2）由电子元件构成，尽量减少机械部件；（ 3）采用二进制，而不是十进制；（ 4）内部存放计算表；（ 5）在计算机内部存贮数据。这些原则是十分正确的。

22

第一代：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：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： 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。

2. 电子计算机的发展历史

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23

① 智能化

② 网络化

③ 多媒体

3. 计算机的发展趋势

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24

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。

4 、计算机在中国的发展现状

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25

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

1. 计算机的特点

二 . 计算机的特点与应用

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26

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 4 、小型机

6 、微型机3 、大型计算机5 、工作站2 、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。

2. 计算机的分类

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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

3. 计算机的应用

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28

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”。

1. 计算机文化一词的由来

三 . 计算机文化与信息

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29

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。

2. 计算机文化在人类文明发展史中的地位

•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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30

3. 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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31目 录 退 出

计算机中常用的数制及相互转换

信息编码

1.2 计算机中信息的表示

计算机中数的表示方法

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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： 678.34 = 6×102 ＋ 7×101 ＋ 8×100 ＋ 3×10-1 ＋ 4×10-2

一、计算机中常用的数制及相互转换

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33

（ 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 ；

例： (101101.11) 2 = 1×25＋ 0×24＋ 1×23＋ 1×22＋ 0

×21＋ 1×20＋ 1×2-1＋ 1×2-2

=

=

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

(45.75)10

② 按“逢二进一”的规则计数。

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34

（ 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 ；

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

② 按“逢八进一”的规则计数。

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35

（ 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；

例 : (9B4.4)16 =

② 按“逢十六进一”的规则计数。

9×162 + 11×161 + 4×160 + 4×16-1

= (2484.25)10

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36

二──八进制对照表

二进制 八进制000 0

001 1

010 2

011 3

100 4

101 5

110 6

111 7

二──十六进制对照表二进制 十六进制

0000 0

0001 1

0010 2

0011 3

0100 4

0101 5

0110 6

0111 7

1000 8

1001 9

1010 A

1011 B

1100 C

1101 D

1110

1111

E

F目 录 退 出

37

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。

Bn×An + Bn-1×An-1 +…+ B2×A2 + B1×A1 +

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

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：

小 结

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38

2 、 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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39

1 3

6

3

1

0

2

2

2

2

余数

1

0

1

1

二进制数低位

二进制数高位

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例 1 ： (13)10 = ( )2

40

1101例 1 ： (13)10 = ( )2

1 3

6

3

1

0

2

2

2

2

余数1

0

1

1

二进制数低位

二进制数高位

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41

(0.6875)10 = ( )2

0. 6 8 7 5

2×

3 7 5 01.

2×

7 5 0

2×

0.

5 01.

2×

0 1.

整数

1

0

1

1

二进制数高位

二进制数低位

例 2 ：

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42

例 2 ： (0.6875)10 = ( )2

0. 6 8 7 5

2×

3 7 5 01.

2×

7 5 0

2×

0.

5 01.

2×

0 1.

整数

1

0

1

1

二进制数高位

二进制数低位

0.1011

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43

例 3 ： (13.6875)10 =(13)10+(0.6875)1

0 =(1101)2+(0.1011)2=(1101.1011)2

例 4 ： (101.101)2 =1×22 + 0×21 +1×20

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

+ 1×2-1 + 0×2-2 +1×2-3

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44

3 、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 、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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46

(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。

(1111011011.100101011)2 = (11,1101,1011.1001,0101,1000)2

= (3DB.958)16

(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。

例 :　 (A3B.C) 16 = (101000111011.1100)2

= (101000111011.11)2

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二、计算机中数的表示方法计算机中的数据：

1. 计算机中数的有关概念

① 数的长度

1 字节（ byte)=8比特（ bit ）

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 数值型数据： 128 ， (32.56)8 ；②非数值型数据：“学生”、“ 0730-8845139” 。

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② 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。

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49

（ 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。

（ 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。

2. 原码、反码、补码

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

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50

（ 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

二进制数 － 1000110 的反码表示为： 10111001

例：二进制数 + 1000110 的反码表示为： 01000110

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51

原码、补码的几个例子

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：

[ X + Y ] 补 = [ X ] 补 + [ Y ] 补

[ X － Y ] 补 = [ X ] 补 + [－ Y ]

补[[ X ] 补 ] 补 = [ X ] 原

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例： 设 X=44 Y=59 求 X +Y = ？ X－ Y = ？

由 [ X ] 补 = 0101100

[ Y ] 补 = 00111011

[ -Y ] 补 =11000101 [ -Y ] 原 =10111011

故 [ X + Y ] 补 = [ X ] 补 + [ Y ] 补 = 01100111

得 X + Y = + 1100111 = ( + 103)10

由 [ X － Y ] 补 = [ X ] 补 + [－ Y ] 补 =11110001

[ X － Y ] 原 = [[ X－ Y ] 补 ] 求补 =10001111得 X－ Y = -0001111 = (- 15)10

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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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1011 0001

0000

00010010

0011

0100

0101

0110

0111

0

1

2

3

4

5

6

7

1000

10011010 0000

1100 0010

0001 0100

十进制数 8421BCD 码 8421BCD 码

8

9

10

11

12

13

14

十进制数

15 0001 0101

0001 0011

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（ 1 ）西文字符的 ASCII 编码（ 2 ）汉字字符的编码

GB2312 编码局部表

GB2312 编码总体布局

2. 字符数据的编码

① 汉字交换码

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② 汉字机内码 ③ 汉字输入码

④ 汉字字形码 ⑤ 国标 GB18030－ 2000

用户 键盘 转换程序

存储器汉字库及程序显示器 /打印机

输入汉字 输入编码

机内码

机内码输出字形编码

输入码、机内码、字形码之间的关系

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