計算機基礎與Visual Basic程序設計（第二版）第一章 計算機基礎知識

出。 3. 熟習 4. 初步建立事件驅動面向對象程序設計的概念 。 本章要求： 第一章 計算機基礎知識 算機系統(tǒng)的組成與工作原理 數制轉換與編碼 計算機程序 計算機系統(tǒng)的組成與工作原理 系統(tǒng)軟件 應用軟件 計算機系統(tǒng)分為：硬件 +軟件 硬 件 軟 件 計算機系統(tǒng)的組成 輸入設備： 鍵盤、鼠標、掃描儀 輸出設備： 顯示器、打印機 外 存：軟、硬盤、光盤、閃存 網絡設備：網卡 、 調制解調器等 計算機系統(tǒng) 軟件 外部設備 系統(tǒng)軟件 應用軟件 硬件 運算器 寄存器 控制器 主機 內存 機存儲器 (只讀存儲器 (高速緩沖存儲器 操作系統(tǒng)： 言處理程序： C、 實用程序：診斷程序、排錯程序等 辦公軟件包、數據庫管理系統(tǒng) 計算機硬件包括主機和外設 主機 外設 輸入設備 輸出設備 外存設備 網絡設備 計算機系統(tǒng)的硬件組成 馮 二進制 程序與數據一樣存放在內存 五大模塊 存儲器 數據流 控制流 運算器 外存儲器 輸 出 設 備 內存儲器 輸 入 設 備 控制器 處理器 處 理 器 控制器 運算 器 控制整個計算機所有部件的工作 執(zhí)行算術運算和邏輯運算 存儲器 存儲器 是計算機存儲 數據和程序 的記憶單元集合， 每個記憶單元由 8位二進制位組成，可讀寫其中的數據。 存儲器 存儲器通常分為內存儲器和外存儲器 存放大量信息 的外存儲器 信息交流中心 內存儲器 存儲器 每個記憶單元由 8位二進制位組成。 110B=1024B 1210102421010242101024節(jié) 6 5 4 3 2 1 0 位 存儲器的訪問過程 11101101 11001101 10001101 11101101 11101001 11101101 11101101 11101101 11101101 11101101 11101101 11101101 10001101 11001101 10001101 11101101 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 地址 0001 控制 :寫 數據 10000000 10000000 存儲器的訪問過程：向 0001單元寫數據 輸入設備 常用輸入設備： 鍵盤、鼠標、掃描儀、光筆、數字化儀等。 常用輸出設備：顯示器、打印機、繪圖儀等。 算機軟件系統(tǒng) 圖 1- 3 用戶與計算機系統(tǒng)各層次之間的關系 硬 件系 統(tǒng) 軟 件應 用 軟 件輸 入 信 息輸 出 信 息計算機用戶計算機軟件（ 相對于硬件而言的，它包括計算機運行所需的各種程序、數據及其有關技術文檔資料。 算機軟件系統(tǒng) 系統(tǒng)軟件 應用軟件 操作系統(tǒng) 語言處理程序 實用程序 財務軟件 一、系統(tǒng)軟件 是 使用、管理、維護計算機的 最基本軟件 操作系統(tǒng)直接與硬件接觸，屬于最低層的軟件， 它管理和控制著硬件資源，同時為上層軟件提供支持 （ 1）操作系統(tǒng) 程序的集合 控制與管理 計算機 硬件與軟件 資源 ， 合理 組織 計算機 工作流程 以及 提供人 機界面 以方便用戶使用計算機的 是 所有 軟件 的 核心 操作系統(tǒng)的功能： 處理器管理 存儲管理 文件管理 設備管理 對不同語言進行 “ 翻譯 ” 的程序 計算機 只能識別機器語言 （ 0， 1代碼串） 其他 用匯編語言與高級語言編寫的 程序 必須“翻譯 ” 為機器語言 才能 為計算機 接受 和 處理 （ 2）語言處理程序 相關的兩個概念 器直接識別、執(zhí)行的 程序 。 的程序。 源程序 目標程序 匯編語言、高級語言書寫 用 機器語言 表示，能被機 匯編程序 編譯程序 解釋程序 語言處理程序可分為下面三種： 高 級 語 言源 程 序機 器 語 言目 標 程 序執(zhí) 行結 果編 譯 程 序( 編 譯 )( 運 行 )（ a ) 編 譯 過 程( 連 接 )可 執(zhí) 行程 序連 接 程 序高級語言源程序執(zhí)行結果解釋程序( 解 釋 并 執(zhí) 行 )（ b ) 解 釋 過 程 也稱為 支撐軟件 ， 是機器維護、軟件開發(fā) 所必需的 軟件工具 調試程序 診斷程序 連接裝配程序 程序庫 編輯程序 主要包括 （ 3）實用程序 是針對各類應用的專門問題而開發(fā) 的軟件 例如： 財務管理軟件、 圖書管理軟件等 2、應用軟件 數制的概念 數制是用一組固定的數字符號和一套統(tǒng)一的規(guī)則來表示數目的方法。 如果用 稱其為 制轉換及編碼 進位制 二進制 八進制 十進制 十六進制 規(guī)則 逢二進一 逢八進一 逢十進一 逢十六進一 基數 r = 2 r = 8 r = 10 r = 16 數符 0， 1 0,1,7 0,1,9 0,1,9,A,B,C,D,E,F 位權 2i 8i 10i 16i 下標 B Q D H 表： 計算機中常用進制數的表示 制轉換及編碼 a 可表示 為： 用 如 0， 1， 2， ， 示數值 基數 權 數碼 102+7 101+8 100 +3 10 10不同進位計數制間的轉換 r 進制轉化成十進制 r 進制轉化成十進制：數碼乘以各自的權的累加 例： 10101(B)=24+22+1=21 )=22+1+201(O)=82+1=65 71(O)=78+1=5 101A(H)=163+16+10 4106 進制表示符號 B 二進制 十進制轉化成 r 進制 整數部分：除以 到商為 0，余數從右到左排列。 小數部分：乘以 數從左到右排列。 100(D)=144(O)=64(H) 例 )=) 2 100 2 50 2 25 2 12 2 6 2 3 2 1 0 0 0 1 0 0 1 1 進制 100 8 12 8 1 8 0 4 4 1 100 16 6 0 4 6 16 十六進制 64(H)=0110 0100(B) 6 4 144(O)=001 100 100(B) 1 4 4 1 101 101 01(B)= ) 1 5 5 6 6 5 11 0110 1(B)=) 3 6 F D 4 一位八進 制數對應三位二進制數 一位 十六進制數對應四位二進制數 二進制轉化成八 (十六 )進制 ) 整數部分：從右向左按三 (四 )位進行分組 小數部分：從左向右按三 (四 )位進行分組 不足補零 八進制 對應二進制 十六進制 對應二進制 十六進制 對應二進制 0 000 0 0000 8 1000 1 001 1 0001 9 1001 2 010 2 0010 A 1010 3 011 3 0011 B 1011 4 100 4 0100 C 1100 5 101 5 0101 D 1101 6 110 6 0110 E 1110 7 111 7 0111 F 1111 數據在計算機中的表示 二進制優(yōu)點 ： 物理上容易實現，運算簡單，可靠性、通用性強 數值 十二進制轉換 西文 A S C I I 碼 漢字 輸入碼機內碼轉換 聲音、圖像 模數轉換 二十進制轉換 西文字形碼 漢字字形碼 數模轉換 內存 輸入設備 輸出設備 數值 西文 漢字 聲音 、 圖像 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1符號位 “ 0”表示正 、 “ 1”表示負 定點整數 符號數的機器數表示 1 0 1 0 1 1 0 0 S 小數點 無符號位 S 小數點 定點小數 浮點數表示 )=2+10=22+11 階碼 數符 階符 尾數 11 0 0 110011 N= 數符 尾數 2階符 階碼 尾數的位數決定數的精度 階碼的位數決定數的范圍 規(guī)格化的形式：尾數的絕對值大于等于 ，從而唯一地規(guī)定了小數點的位置。 定點整數 定點小數 (3)補碼 0X 1|X| 0=X X=0 +7： 00000111 +0： 00000000 - 7： 10000111 - 0： 10000000 X原 = +7： 00000111 +0： 00000000 0X 1|X| 0=X X=0 0X 1|X|+1 0=X X=0 +7： 00000111 +0： 00000000 11111000 - 0： 11111111 - 7： 11111001 - 0： 00000000 (2)反碼 X反 = X反 = 帶符號數的表示 假定一個數在機器中占用 8位。 (1) 原碼 字符 西文字符 128個常用字符， 用 7位二進制編碼 ，從 0到 127 控制字符： 0 32， 127；普通字符： 94個。 例如：“ a”字符的編碼為 1100001，對應的十進制數是 97； 換行 0 10 回車 0 13 空格 20H 32 0 9 30H 39H 48 57 A Z 41H 5 65 90 a z 61H 7 97 122 漢字編碼 (1) 漢字輸入碼 音碼類 全拼、雙拼、微軟拼音、 自然碼和智能 形碼類 五筆字型法、鄭碼輸入法等 。 (2) 漢字國標碼 (80) 每個漢字占兩個字節(jié)。 一級漢字： 3755個；二級漢字： 3008個。 漢字分區(qū)，每個區(qū) 94個漢字。 (3)機內碼 漢字在設備或信息處理系統(tǒng)內部最基本的表達形式。 漢字 國標碼 漢字內碼 中 8680(01010110 01010000)B (11010110 11010000)B 華 5942(00111011 00101010)B (10111011 10101010)B 區(qū)號 區(qū)中位置 漢字字形編碼 (4) 漢字字形碼 點陣： 漢字字形點陣的代碼 有 16 16、 24 24、 32 32、 48 48等 編碼、存儲方式簡單、無需轉換直接輸出 放大后產生的效果差 矢量： 存儲的是描述漢字字形的輪廓特征 矢量方式特點正好與點陣相反 （ 5） 漢字地址碼 每個漢字字形碼在漢字字庫中的相對位移地址 地址碼和機內碼要有簡明的對應轉換關系 組 平面 行 字位 最高位為 0 基本多文種平面（ 0組 0平面，包含字母、音節(jié)及表意文字等。 例如： A 41H( 00000041H( 大 3473H( 00005927H(6) 其他漢字編碼 國際標準： 通用多八位編碼字符集 世界各種文字 的統(tǒng)一的編碼方案，一個字符占 4個字節(jié)。分為： 其他漢字編碼 另一國際標準：采用雙字節(jié)編碼統(tǒng)一地表示世界上的主要文字。 其字符集內容與 2字節(jié)表示一個漢字 第一字節(jié)從 81H高位為 1； 第二字節(jié)從 40H二字節(jié)的最高位不一定是 1。 臺灣、香港地區(qū)普遍使用的一種繁體漢字的編碼標準，包括 440個符號，一級漢字 5 401個、二級漢字 7 652個，共計 13 060個漢字。 39 數據存儲的單位 位（ 位（ 存放一位二進制數，即 0或 1，是計算機中最小的存儲單位。 字節(jié)（ 字節(jié)一般簡記為 B，由 8個二進制位組成一個字節(jié)，即 1B=8計算機中最常用的單位。 存儲容量的度量單位 千字節(jié)（ 1210B 1 024B 兆字節(jié)（ 1220B 1 024 千兆字節(jié)（ 1230B 1 024 太字節(jié)，萬億字節(jié)（ 1240B 1 024 拍字節(jié)，千萬億字節(jié)（ 1250B 1 024 艾字節(jié)，百億億字節(jié)（ 1260B 1 024 澤字節(jié)，十萬億億字節(jié)（ 11 024 堯字節(jié)，一億億億字節(jié)（ 11 024 一千億億億字節(jié)（ 11 024算機程序 指令是能被計算機識別并執(zhí)行的的二進制代碼 ， 完成一種操作 。 操作碼 操作數 指令 結構 操作碼 要完成的操作類型或性質 操作數 操作的內容或所在的地址 程序 用某種計算機程序設計語言表示的指令序列。 計算機基本工作原理 指令的執(zhí)行過程分為以下 4個步驟： 取指令 按照指令計數器中的地址 ， 從內存儲器中取出指令 ， 并送往指令寄存器 。 分析指令 對指令寄存器中存放的指令進行分析 ， 由譯碼器對操作碼進行譯碼 ， 將指令的操作碼轉換成相應的控制電位信號；由地址碼確定操作數地址 。 執(zhí)行指令 由操作控制線路發(fā)出完成該操作所需要的一系列控制信息 ， 去完成該指令所要求的操作 。 一