大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)-第一章講述

1、大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)基礎(chǔ)1WIN7操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)2字處理軟件字處理軟件Word20103電子表格電子表格Excel20104演示文稿演示文稿PowerPoint20105課程內(nèi)容數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)Access20106計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與Internet應(yīng)用應(yīng)用7大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程相關(guān)要求1.學(xué)習(xí)要求不得無(wú)故曠課、早退、遲到。如果有特殊情況，需要請(qǐng)假，并且告知輔導(dǎo)員。2.考核方式總成績(jī)=30% 平時(shí)成績(jī) + 70%期末考試成績(jī)說(shuō)明： 無(wú)故缺課三次以上，平時(shí)成績(jī)0分大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)第 1 章 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)基礎(chǔ)1.1 計(jì)算機(jī)概述1.2 計(jì)

2、算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢(shì)1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)1.4 微型計(jì)算機(jī)硬件組成及功能1.5 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)1.6 計(jì)算機(jī)中信息的表示1.7 計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼1.8 字符和漢字的編碼1.9 計(jì)算機(jī)的工作原理1.10 計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.1 計(jì)算機(jī)概述1.1.1 計(jì)算機(jī)的概念與特點(diǎn)（1）什么是計(jì)算機(jī)？計(jì)算機(jī)是一種電子設(shè)備，其主要任務(wù)是進(jìn)行科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理。（2）計(jì)算機(jī)有什么特點(diǎn)？ 運(yùn)算速度快 計(jì)算精度高 存儲(chǔ)容量大 邏輯判斷能力強(qiáng) 自動(dòng)化程度高大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.1 計(jì)算機(jī)概述1.1.2 計(jì)算機(jī)的發(fā)展（1）計(jì)算機(jī)的誕生計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生源于人類(lèi)對(duì)計(jì)算工具的需求。計(jì)算工具的演化經(jīng)歷了由簡(jiǎn)單到

3、復(fù)雜、從低級(jí)到高級(jí)的不同階段大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.1 計(jì)算機(jī)概述1.1.2 計(jì)算機(jī)的發(fā)展（1）計(jì)算機(jī)的誕生艾蘭圖靈提出了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的理論模型，被稱(chēng)為計(jì)算機(jī)科學(xué)的奠基人。馮諾依曼馮諾依曼原理確立了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，被公認(rèn)為現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)之父。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.1 計(jì)算機(jī)概述1.1.2 計(jì)算機(jī)的發(fā)展（1）計(jì)算機(jī)的誕生1946年第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC（埃尼阿克）誕生于美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)100塊集成電路塊集成電路0.25平方米平方米170平方米平方米C 占地10KG30噸噸B 重量幾十億次幾十億次/秒秒5000次次/秒秒E 運(yùn)算速度18800只電子管只電子管D 電子器件600$元元100萬(wàn)萬(wàn)$元元A

4、耗資現(xiàn)代現(xiàn)代PC機(jī)機(jī) ENIAC大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.1 計(jì)算機(jī)概述1.1.2 計(jì)算機(jī)的發(fā)展（2）計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段1971年年至今至今1965 - 1970年年1958年年- 1964年年1946年年 1957年年以晶體管為以晶體管為邏輯元件邏輯元件以電子管為以電子管為邏輯元件邏輯元件以小規(guī)模集成電路以小規(guī)模集成電路為主為主以超大規(guī)模集成電路為主以超大規(guī)模集成電路為主大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.1 計(jì)算機(jī)概述1.1.2 計(jì)算機(jī)的發(fā)展（3）微型計(jì)算機(jī)發(fā)展概要微型計(jì)算機(jī)俗稱(chēng)“電腦”，又叫個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC機(jī)），簡(jiǎn)稱(chēng)微機(jī)。微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展是隨著中央處理器（CPU）的發(fā)展而前進(jìn)。CPU的發(fā)展階段：1971-1973，

5、4位處理器1973-1977，8位處理器1978-1984，16位處理器1985-至今，32位及64位處理器大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.1 計(jì)算機(jī)概述1.1.3 計(jì)算機(jī)的分類(lèi)（1）根據(jù)處理的數(shù)據(jù)類(lèi)型分類(lèi)模擬計(jì)算機(jī)和數(shù)字計(jì)算機(jī)（2）根據(jù)適用領(lǐng)域分類(lèi)通用計(jì)算機(jī)和專(zhuān)用計(jì)算機(jī)（3）根據(jù)功能大小分類(lèi) 巨型機(jī) 大、中型機(jī) 小型機(jī) 工作站 微型計(jì)算機(jī) 單片計(jì)算機(jī)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.2 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢(shì)1.2.1 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（1）科學(xué)計(jì)算（2）信息處理（3）計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（CAT）（4）過(guò)程控制（5）人工智能（6）網(wǎng)絡(luò)與

6、通信大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.2 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢(shì)1.2.2 計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 巨型化 微型化 網(wǎng)絡(luò)化 智能化 綜合化大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.2 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢(shì)1.2.3 未來(lái)計(jì)算機(jī)（1）量子計(jì)算機(jī)是一類(lèi)遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲(chǔ)及處理量子信息的物理裝置。（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)模仿人的大腦判斷能力和適應(yīng)能力、可并行處理多種數(shù)據(jù)功能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.2 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢(shì)1.2.3 未來(lái)計(jì)算機(jī)（3）化學(xué)、生物計(jì)算機(jī)化學(xué)計(jì)算機(jī)以微觀碳分子作為信息載體，實(shí)現(xiàn)信息傳輸與存儲(chǔ)。生物計(jì)算機(jī)也稱(chēng)仿生計(jì)算機(jī)，主要原材料是生物工程技術(shù)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)分子，并以此作為

7、生物芯片來(lái)替代半導(dǎo)體硅片，利用有機(jī)化合物存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。（4）光計(jì)算機(jī)用光子代替半導(dǎo)體芯片中的電子，以光互連來(lái)代替導(dǎo)線制成的數(shù)字計(jì)算機(jī)。硬件硬件主機(jī)主機(jī)中央處理器中央處理器(CPU)運(yùn)算器運(yùn)算器控制器控制器內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器(ROM)隨機(jī)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器硬盤(pán)、軟盤(pán)、光盤(pán)硬盤(pán)、軟盤(pán)、光盤(pán)外部設(shè)備外部設(shè)備輸入設(shè)備輸入設(shè)備鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、光筆、掃描儀鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、光筆、掃描儀輸出設(shè)備輸出設(shè)備顯示器、打印機(jī)、繪圖儀顯示器、打印機(jī)、繪圖儀軟件軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)語(yǔ)言編譯系統(tǒng)語(yǔ)言編譯系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)服務(wù)性軟件服務(wù)性軟件應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件文字處理

8、軟件文字處理軟件信息管理軟件信息管理軟件圖形軟件圖形軟件輔助設(shè)計(jì)軟件輔助設(shè)計(jì)軟件各種程序包各種程序包1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)控制器輸入設(shè)備運(yùn)算器（ALU）輸出設(shè)備存儲(chǔ)器計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖1.3.1 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)1.3.1 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)迄今為止所有計(jì)算機(jī)從功能結(jié)構(gòu)來(lái)看，都可看作由五大部分組成：（1）運(yùn)算器 ALU（arithmetic logic unit）主要對(duì)二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。內(nèi)部組成： 加法器，寄存器，和一些控制線路。（2）控制器 CU（Control unit）計(jì)算機(jī)的神經(jīng)中樞和指揮中心，負(fù)責(zé)讀取

9、指令、分析指令（譯碼）并發(fā)出控制信號(hào)。運(yùn)算器+控制器=中央處理器（CPU）大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)1.3.1 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)（3）存儲(chǔ)器 Main Memory臨時(shí)或長(zhǎng)期存放各種數(shù)據(jù)、程序及運(yùn)算結(jié)果。內(nèi)存儲(chǔ)器（主存儲(chǔ)器）：速度快，容量小，直接與CPU進(jìn)行信息交換，存放運(yùn)算器傳送來(lái)的數(shù)據(jù)。外存儲(chǔ)器（輔助存儲(chǔ)器）：速度慢，容量大，不能直接與CPU進(jìn)行信息交換，須將外存內(nèi)容調(diào)入內(nèi)存；存放暫不用數(shù)據(jù)、程序 。 注意：一切程序和數(shù)據(jù)必須進(jìn)入內(nèi)存才能被計(jì)算機(jī)執(zhí)行和使用大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)1.3.1 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)（4）輸入設(shè)備 負(fù)責(zé)向計(jì)算機(jī)輸入命令、程序、數(shù)據(jù)、文本

10、、圖形、音視頻等信息。主要作用把人們的信息轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制信息輸入計(jì)算機(jī)。常用的輸入設(shè)備有鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、掃描儀等。（5）輸出設(shè)備負(fù)責(zé)將計(jì)算機(jī)運(yùn)算的結(jié)果轉(zhuǎn)換成人類(lèi)或其它設(shè)備能識(shí)別的形式。常用輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)1.3.2 計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)多采用總線結(jié)構(gòu)，如圖：大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)1.3.1 計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)（1）數(shù)據(jù)總線Data Bus。傳送系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)或指令。（2）地址總線Address Bus。傳輸?shù)刂沸畔?。?）控制總線Control Bus。傳輸各種控制信號(hào)。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.4 微型計(jì)算機(jī)硬件組成及功能微型計(jì)

11、算機(jī)通常由主機(jī)和外設(shè)兩個(gè)部分組成，其核心是主機(jī)部分。1.4.1 主機(jī)部分主要有主板，微處理器和內(nèi)存儲(chǔ)器三大部分。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.4 微型計(jì)算機(jī)硬件組成及功能1.4.1 主機(jī)部分（1）主板主板是電腦系統(tǒng)中最大的印刷電路板，上面有CPU插座、內(nèi)存條插槽、連接顯示卡聲卡等設(shè)備的擴(kuò)展槽，以及各種外部設(shè)備的接口。 串口和并口串口和并口CPU 插座插座內(nèi)存插槽內(nèi)存插槽大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.4 微型計(jì)算機(jī)硬件組成及功能1.4.1 主機(jī)部分（2）微處理器微型計(jì)算機(jī)的CPU統(tǒng)稱(chēng)為微處理器（MPC）。主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器、高速緩沖存儲(chǔ)器等構(gòu)成。MPC是微機(jī)硬件系統(tǒng)的核心部件，MPC的性能指標(biāo)決定微機(jī)的性能。

12、大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.4 微型計(jì)算機(jī)硬件組成及功能1.4.1 主機(jī)部分（3）內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)存（又稱(chēng)主存），是計(jì)算機(jī)中的主要部件。與CPU直接交換信息。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器內(nèi)存內(nèi)存隨機(jī)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)(RAM)只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器(ROM)(ROM)外存外存（硬盤(pán)、光盤(pán)、（硬盤(pán)、光盤(pán)、U U盤(pán)等）盤(pán)等）高速緩存高速緩存(Cache)(Cache)二二級(jí)級(jí)一級(jí)一級(jí)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.4 微型計(jì)算機(jī)硬件組成及功能1.4.1 主機(jī)部分（3）內(nèi)存儲(chǔ)器u只讀存儲(chǔ)器（ROM）只能讀出原有內(nèi)容，不能由用戶再寫(xiě)入新內(nèi)容。u隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）可以讀出原有內(nèi)容，也可以寫(xiě)入新內(nèi)容?？煞譃閯?dòng)態(tài)和靜態(tài)。動(dòng)態(tài)用于大容

13、量存儲(chǔ)器，靜態(tài)用于高速緩存。u高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）用于提高CPU與內(nèi)存數(shù)據(jù)交換的速度?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)多配有兩級(jí)緩存。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.4 微型計(jì)算機(jī)硬件組成及功能1.4.2 外設(shè)部分主要是輸入輸出設(shè)備，輔助存儲(chǔ)器，通信及多媒體設(shè)備等。（1）輸入設(shè)備（2）輸出設(shè)備（3）輔助存儲(chǔ)器（外存）（4）其他外部設(shè)備聲卡、視頻卡、網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器、掃描儀、觸摸屏、繪圖機(jī)等等。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.4 微型計(jì)算機(jī)硬件組成及功能1.4.3 微機(jī)主要性能指標(biāo)（1）運(yùn)算速度（2）時(shí)鐘主頻（3）字長(zhǎng)（4）存儲(chǔ)容量（5）存取周期大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.5 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)語(yǔ)言處理系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)與開(kāi)

14、發(fā)語(yǔ)言網(wǎng)絡(luò)軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)系統(tǒng)服務(wù)程序信息管理軟件游戲休閑類(lèi)軟件輔助設(shè)計(jì)軟件辦公軟件多為體工具軟件科學(xué)計(jì)算程序1.5.1 軟件的概念大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.5 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)1.5.1 軟件的概念（1）系統(tǒng)軟件是面向計(jì)算機(jī)管理、支持應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)和運(yùn)行的軟件。主要包括操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和常用服務(wù)程序等，其核心是操作系統(tǒng)。 （2）應(yīng)用軟件是面向用戶、面向應(yīng)用領(lǐng)域的軟件。是為解決各種實(shí)際問(wèn)題而編制的計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序的總稱(chēng)。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.5 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)1.5.2 計(jì)算機(jī)語(yǔ)言計(jì)算機(jī)語(yǔ)言低級(jí)語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器語(yǔ)言匯編語(yǔ)言面向過(guò)程語(yǔ)言面向?qū)ο笳Z(yǔ)言基于Web的語(yǔ)言大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.5 計(jì)算

15、機(jī)軟件系統(tǒng)1.5.2 計(jì)算機(jī)語(yǔ)言（1）機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器語(yǔ)言是計(jì)算機(jī)唯一能夠識(shí)別并直接執(zhí)行的語(yǔ)言。機(jī)器語(yǔ)言的基本成分是二進(jìn)制指令代碼。（2）匯編語(yǔ)言匯編語(yǔ)言是把機(jī)器語(yǔ)言“符號(hào)化”的語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言指令采用助記符。（3）高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言與機(jī)器指令系統(tǒng)無(wú)關(guān)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.6 計(jì)算機(jī)中信息的表示1.6.1 信息和數(shù)據(jù)概述數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是表征客觀事物的、可被記錄的、能夠被識(shí)別的各種符號(hào)。計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)可分為兩類(lèi)：數(shù)值數(shù)據(jù)和字符數(shù)據(jù)（非數(shù)值數(shù)據(jù)）。信息數(shù)據(jù)處理之后產(chǎn)生的結(jié)果為信息，信息具有針對(duì)性和時(shí)效性。信息是有意義的數(shù)據(jù)，信息包含于數(shù)據(jù)中，數(shù)據(jù)是信息的載體。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.6 計(jì)算機(jī)中信息的表示1

16、.6.1 信息和數(shù)據(jù)概述信息的單位信息的單位是用二進(jìn)制數(shù)位來(lái)表示。（1）位（bit）位在計(jì)算機(jī)中表示一個(gè)二進(jìn)制數(shù)的一個(gè)數(shù)位，是計(jì)算機(jī)中信息存儲(chǔ)的最小單位。比如二進(jìn)制數(shù)110110110有9位。（2）字節(jié)（Byte）字節(jié)是計(jì)算機(jī)中信息表示的基本存儲(chǔ)單位。一個(gè)字節(jié)由8個(gè)位組成，即1Byte=8bit。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.6 計(jì)算機(jī)中信息的表示1.6.2 計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制編碼采用二進(jìn)制的原因：（1）計(jì)算機(jī)本身是電子設(shè)備，二進(jìn)制的“0”和“1”正好和電子元器件的兩種狀態(tài)相符。（2）二進(jìn)制的運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單，在計(jì)算機(jī)中易于實(shí)現(xiàn)。（3）二進(jìn)制的兩個(gè)數(shù)符剛好對(duì)應(yīng)邏輯運(yùn)算中的兩個(gè)邏輯量真和假，這樣便于計(jì)算機(jī)進(jìn)行邏輯

17、運(yùn)算和邏輯處理。采用二進(jìn)制的重要優(yōu)點(diǎn)是占用的空間和消耗的能量減少，機(jī)器可靠性增高。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.7 計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼1.7.1 計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示計(jì)算機(jī)在處理數(shù)值型數(shù)據(jù)的時(shí)候需要指定數(shù)的長(zhǎng)度、符號(hào)、小數(shù)點(diǎn)的表示形式。數(shù)的長(zhǎng)度指用一個(gè)二進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)數(shù)值所占的實(shí)際位數(shù)。例如：110110的長(zhǎng)度為6。數(shù)字有正負(fù)之分，所以計(jì)算機(jī)中通常用最高位表示數(shù)的正負(fù)號(hào)。一般約定“0”表示正數(shù)，“1”表示負(fù)數(shù)。計(jì)算機(jī)中表示數(shù)值時(shí)，約定小數(shù)點(diǎn)的位置，這樣有利于節(jié)省存儲(chǔ)空間。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.7 計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼1.7.1 計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示（1）數(shù)的編碼計(jì)算機(jī)科學(xué)中把以編碼形式表示的數(shù)稱(chēng)為“機(jī)器數(shù)”。機(jī)器數(shù)的特點(diǎn)：

18、1.機(jī)器數(shù)的位數(shù)固定。 2.機(jī)器數(shù)以“0”表示正數(shù)，“1” 表示負(fù)數(shù)。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.7 計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼1.7.1 計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示（2）機(jī)器數(shù)的原碼、反碼及補(bǔ)碼原碼用“0”表示正數(shù)，用“1”表示負(fù)數(shù)，在指定字長(zhǎng)下用二進(jìn)制編碼表示的機(jī)器數(shù)就是機(jī)器數(shù)的原碼。例如：字長(zhǎng)為8位的計(jì)算機(jī)，+89和-89的原碼十進(jìn)制89轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制為：1011001。所以+89的原碼為01011001，-89的原碼為11011001。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.7 計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼1.7.1 計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示（2）機(jī)器數(shù)的原碼、反碼及補(bǔ)碼原碼例：當(dāng)機(jī)器字長(zhǎng)n=8時(shí)：+1原=00000001 -1原=10000001+127原

19、=01111111 -127原=11111111+0原=00000000 -0原=10000000大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.7 計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼1.7.1 計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示（2）機(jī)器數(shù)的原碼、反碼及補(bǔ)碼反碼反碼是對(duì)一個(gè)數(shù)求反。正數(shù)的反碼與原碼相同；負(fù)數(shù)的反碼除原碼符號(hào)位不變外，各位上取反。例如：+89和-89的反碼+89原=01011001 +89反=01011001-89原=11011001 -89反=10100110大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.7 計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼1.7.1 計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示（2）機(jī)器數(shù)的原碼、反碼及補(bǔ)碼補(bǔ)碼正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼相同；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼除符號(hào)位不變外，各位上取反再在最低位加“1”。也就是

20、說(shuō)負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼等于反碼加“1”。例如：+89和-89的補(bǔ)碼+89原=01011001 +89補(bǔ) =01011001-89原=11011001 -89反=10100110 -89補(bǔ) =10100111大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.7 計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼1.7.1 計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示（3）補(bǔ)碼的應(yīng)用在計(jì)算機(jī)中利用補(bǔ)碼的原理，可以巧妙的將減法運(yùn)算轉(zhuǎn)換為加法運(yùn)算。例如：X=56-11=56+(-11)=45大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.7 計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼1.7.2 計(jì)算機(jī)常用數(shù)制（1）常用數(shù)制u二進(jìn)制（B）數(shù)符：0、1運(yùn)算規(guī)則：逢二進(jìn)一u十進(jìn)制（D）數(shù)符：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9運(yùn)算規(guī)則：逢十進(jìn)一大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.

21、7 計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼1.7.2 計(jì)算機(jī)常用數(shù)制（1）常用數(shù)制u八進(jìn)制（O）數(shù)符：0、1、2、3、4、5、6、7運(yùn)算規(guī)則：逢八進(jìn)一u十六進(jìn)制（H）數(shù)符：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F運(yùn)算規(guī)則：逢十六進(jìn)一大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.7 計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼1.7.2 計(jì)算機(jī)常用數(shù)制（1）進(jìn)位數(shù)制的數(shù)碼、基數(shù)和位權(quán)的概念u數(shù)碼：表示進(jìn)位數(shù)制的數(shù)符就是數(shù)碼。比如二進(jìn)制的數(shù)碼：0、1。u基數(shù)：是指進(jìn)位數(shù)制里的數(shù)碼的個(gè)數(shù)。比如二進(jìn)制的基數(shù)是2。u位權(quán)：某進(jìn)位數(shù)制中各位數(shù)字字符所表示的數(shù)值等于該數(shù)字字符值乘以一個(gè)與數(shù)字符號(hào)有關(guān)的常數(shù)稱(chēng)為位權(quán)。比如：二進(jìn)制1000，基數(shù)為2，字符“1”的位權(quán)

22、為23 。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.7 計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼1.7.3 其他數(shù)制與十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換（1）其他數(shù)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制根據(jù)位權(quán)的概念，其他數(shù)制要轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制的方法為“按權(quán)展開(kāi)求和”。例如：(1101)B=1*23+1*22+0*21+1*20=8+4+0+1=(13)10大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.7 計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼1.7.3 其他數(shù)制與十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換（1）十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成其他數(shù)制 十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制規(guī)則：除2取余，余數(shù)倒排。50大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)例如： 2 53 2 26 余數(shù)為1，即a0=1 2 13 余數(shù)為0，即a1=0 2 6 余數(shù)為1，即a2=1 2 3 余數(shù)為0，即a3=0 2

23、1 余數(shù)為1，即a4=1 0 余數(shù)為1，即a5=1；商為0，結(jié)束最后結(jié)果為：(53)10=(a5a4a3a2a1a0)2=(110101)21.7 計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.7 計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼1.7.3 其他數(shù)制與十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換（1）十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成其他數(shù)制 十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制規(guī)則：乘基數(shù)2，取整，順排，直到精度為止。52大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)例：將十進(jìn)制小數(shù)0.6875轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制小數(shù)，其過(guò)程如下： 0.687521.375 整數(shù)為1，即a1=1 0.37520.75 整數(shù)為0，即a2=0 0.7521.5 整數(shù)為1，即a3=1 0.521.0 整數(shù)為1，即a4=1最后

24、結(jié)果為：(0.6875)10=(0.a1a2a3a4)2=(0.1011)21.7 計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.7 計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼1.7.3 其他數(shù)制與十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換（1）十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成其他數(shù)制 十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為其他進(jìn)制十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制和十六進(jìn)制的方法與轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的方法類(lèi)似。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.7 計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼1.7.4 二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換（1）二進(jìn)制與八進(jìn)制之間的互換二進(jìn)制化為八進(jìn)制方法：三合一以小數(shù)點(diǎn)為中心，分別向前、后，每3位分成一組，不足3位則以“0”補(bǔ)足，每一組二進(jìn)制數(shù)由一位八進(jìn)制數(shù)替換即可。例：(10011.1011)2010 011.101 100(23

25、.54)8 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.7 計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼1.7.4 二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換（1）二進(jìn)制與八進(jìn)制之間的互換八進(jìn)制化為二進(jìn)制方法：一分三將每位八進(jìn)制數(shù)展開(kāi)為3位相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)碼，拼接起來(lái)，再去掉整數(shù)部分開(kāi)頭和小數(shù)部分結(jié)尾無(wú)意義的“0”即可完成轉(zhuǎn)換。 例：(23.54)8010 011.101 100(10011.1011)2大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.7 計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼1.7.4 二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換（2）二進(jìn)制與十六進(jìn)制之間的互換二進(jìn)制化為十六進(jìn)制方法：四合一以小數(shù)點(diǎn)為中心，分別向前、后，每4位分成一組，不足4位則以“0”補(bǔ)足，每一組二進(jìn)制數(shù)由一位十六進(jìn)制數(shù)替換即可。

26、 例：(10011.1011)20001 0011.1011(13.B)16大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.7 計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼1.7.4 二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換（2）二進(jìn)制與十六進(jìn)制之間的互換十六進(jìn)制化為二進(jìn)制方法：一分四將每位十六進(jìn)制數(shù)展開(kāi)成4位相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)碼，拼接起來(lái)，再去掉整數(shù)部分開(kāi)頭和小數(shù)部分結(jié)尾無(wú)意義的“0”即可完成轉(zhuǎn)換。 例：(13.B)160001 0011.1011(10011.1011)2大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.8 字符和漢字的編碼1.8.1 字符的編碼字母、數(shù)字、符號(hào)和中文符等統(tǒng)稱(chēng)為“字符”。（1）標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼（基本ASCII碼）ASCII碼是7位二進(jìn)制編碼，從000000

27、0到1111111共128種編碼，可用來(lái)表示128個(gè)不同的字符編碼，即可用來(lái)表示128個(gè)不同的字符。其中有10個(gè)數(shù)字，相應(yīng)的十進(jìn)制是4857；52個(gè)英文字母，包括大寫(xiě)字母和小寫(xiě)字母，34個(gè)專(zhuān)用字符；32個(gè)控制字符。注：十進(jìn)制數(shù)值和十進(jìn)制字符是不同概念。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.8 字符和漢字的編碼1.8.1 字符的編碼（2）擴(kuò)充ASCII碼（EASCII碼）標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼是7位編碼，一般用一個(gè)字節(jié)存放ASCII碼，每個(gè)字節(jié)多出的最高位為0。擴(kuò)充的ASCII碼將最高位編碼擴(kuò)充為1，變成八位編碼。將編碼空間由原來(lái)的128提升到256。用ASCII碼字符組成的文件稱(chēng)為文本文件。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.8 字符和

28、漢字的編碼1.8.1 字符的編碼（3）Unicode編碼是計(jì)算機(jī)上使用的字符編碼，為每種語(yǔ)言每個(gè)字符設(shè)定了統(tǒng)一并且唯一的二進(jìn)制編碼。中文版Windows采用的是支持漢字系統(tǒng)的Unicode-16。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.8 字符和漢字的編碼1.8.2 漢字編碼漢字的編碼采用兩個(gè)字節(jié)。漢字編碼一般分為漢字輸入碼、漢字國(guó)標(biāo)碼、漢字機(jī)內(nèi)碼、漢字地址碼、漢字字形碼。國(guó)標(biāo)碼輸入碼機(jī)內(nèi)碼字形碼地址碼漢字輸入漢字輸出圖1 40 漢字信息處理系統(tǒng)模型大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.8 字符和漢字的編碼1.8.2 漢字編碼（1）漢字輸入碼為將漢字輸入計(jì)算機(jī)而編制的代碼稱(chēng)為漢字輸入碼，也叫外碼。它利用計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)上按鍵的不同排列組

29、合來(lái)對(duì)漢字的輸入進(jìn)行編碼。主要分類(lèi)： 音碼：例如拼音 形碼：例如五筆 音形碼 數(shù)字碼大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.8 字符和漢字的編碼1.8.2 漢字編碼（2）漢字國(guó)標(biāo)碼 信息交換用漢字編碼字符集(GB231280)稱(chēng)為“國(guó)標(biāo)碼”。國(guó)標(biāo)碼用兩個(gè)字節(jié)表示，每個(gè)字節(jié)的最高位為0。國(guó)標(biāo)字符集有6763個(gè)常用漢字。由三部分組成：字母、數(shù)字和各種符號(hào)，共687個(gè)；一級(jí)常用漢字，共3755個(gè)，按漢語(yǔ)拼音排列。二級(jí)常用漢字，共3008個(gè)，按偏旁部首排列。GBK編碼（擴(kuò)展?jié)h字編碼）是國(guó)標(biāo)碼的擴(kuò)展。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.8 字符和漢字的編碼1.8.2 漢字編碼（3）漢字的機(jī)內(nèi)碼漢字的機(jī)內(nèi)碼又稱(chēng)“內(nèi)碼”，是計(jì)算機(jī)內(nèi)部對(duì)漢字進(jìn)行儲(chǔ)

30、存、處理的編碼方案。機(jī)內(nèi)碼由兩個(gè)字節(jié)組成，每個(gè)字節(jié)的最高位為1。漢字的輸入碼可以不同，但機(jī)內(nèi)碼是一致的。漢字的內(nèi)碼=漢字的國(guó)標(biāo)碼 + 8080H大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.8 字符和漢字的編碼1.8.2 漢字編碼（4）漢字字形碼漢字字形碼是對(duì)漢字的形狀進(jìn)行二進(jìn)制編碼，主要用于輸出（顯示或者打?。h字。漢字字形碼通常有兩種表示方式：點(diǎn)陣和矢量表示方式。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.8 字符和漢字的編碼1.8.2 漢字編碼（5）漢字地址碼漢字地址碼是指漢字庫(kù)中存儲(chǔ)漢字字形信息的邏輯地址碼。需要輸出漢字時(shí)，必需通過(guò)地址碼找到字形碼。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.9 計(jì)算機(jī)的工作原理（1） 計(jì)算機(jī)指令和指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別并能執(zhí)行某

31、種基本操作的命令稱(chēng)為指令。u機(jī)器指令機(jī)器指令是指計(jì)算機(jī)能直接識(shí)別并執(zhí)行的指令。用機(jī)器指令編寫(xiě)的程序稱(chēng)為機(jī)器語(yǔ)言程序。一條指令通常分為操作碼和操作數(shù)。操作碼：描述操作的性質(zhì)，如加減乘除。操作數(shù)：描述操作的對(duì)象，這些對(duì)象是參加操作的數(shù)本身或操作數(shù)所在的地址。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.9 計(jì)算機(jī)的工作原理（1） 計(jì)算機(jī)指令和指令系統(tǒng)u指令系統(tǒng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)所能執(zhí)行的全部指令的集合稱(chēng)為計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。不同類(lèi)型的計(jì)算機(jī)有不同的指令系統(tǒng)。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.9 計(jì)算機(jī)的工作原理（2） 程序程序是為解決某一問(wèn)題而設(shè)計(jì)的一系列有序的指令或語(yǔ)句的集合。程序是由指令序列組成的，計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程是自動(dòng)執(zhí)行指令的過(guò)程。一個(gè)指令規(guī)定計(jì)算機(jī)完成一個(gè)基本操作，一個(gè)程序規(guī)定計(jì)算機(jī)完成一個(gè)完整的任務(wù)。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.9 計(jì)算機(jī)的工作原理（3） 計(jì)算機(jī)工作原理計(jì)算機(jī)的工作原理是“存儲(chǔ)程序控制原理”，又稱(chēng)“馮諾依曼原理”。“存儲(chǔ)程序控制原理”的主要內(nèi)容： 采用二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)和指令。 將程序預(yù)先存放在主存儲(chǔ)器中，使計(jì)算機(jī)工作時(shí)能夠自動(dòng)高速的從存儲(chǔ)器中取出指令，并執(zhí)行。 有運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備5大基本部件組成的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.9 計(jì)算機(jī)的工作原理（3） 計(jì)算機(jī)工作原理輸輸 入入 設(shè)設(shè) 備備輸輸 出出 設(shè)設(shè) 備