《計算機文化基礎(chǔ)》教案

《計算機文化基礎(chǔ)》教案第一幸計算機基砒如擁.! 計算機概述ー、計算機的概念現(xiàn)代計算機是ー種按程序自動進行信息處理的通用工具。ー個計算機系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。硬件系統(tǒng)由控制器、運算器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備組成,軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件組成。二、計算機的發(fā)展縱觀計克機發(fā)展的歷史,可以將其劃分為三個階段,即近/C沈軍泓發(fā)展階段、現(xiàn)ペガ竟か發(fā)展階段和方算相與漣爲騰會即微機及網(wǎng)絡(luò))發(fā)展階段。.近代計算機階段所謂近代計算機是指具有完整含義的機械式計算機或機電式計算機，以區(qū)別于現(xiàn)代電子式計算機。.現(xiàn)代計算機階段(即傳統(tǒng)大型機階段)現(xiàn)代計算機的基本結(jié)構(gòu),即馮?諾依曼結(jié)構(gòu)。其特點可概括為如下幾點:(1)使用單ー的處理部件來完成計算、存儲以及通信的工作;(2)存儲單元是定長的線性組織:(3)存儲空間的單元是直接尋址的;(4)使用機器語言,指令通過操作碼來完成簡單的操作;(5)對計算進行集中的順序控制。現(xiàn)代計算機的劃代原則主要是依據(jù)計算機所采用的電子器件不同來劃分的，這就是人們通常所說的電子管、晶體管、集成電路、超大規(guī)模集成電路等四代。(I)第一代計算機し要是指1946-1958年間的計算機,通常稱為電子管計算機時代,其主要特點是;1)采用電子管作為邏輯開關(guān)元件；

2）存儲器使用水銀延遲線、靜電存儲管、磁鼓等;3）外部設(shè)備采用紙帶、卡片、磁帶等:4）使用機器語言,50年代中期開始使用匯編語言,但還沒有操作系統(tǒng)。具有代表性的機器有ENIAC、ABC、EDVAC、EDSAC、UNIVAC等。（2）第二代計算機主要是指1959-1964年間的計算機,通常稱之為晶體管計算機時代。主要特點是:1）使用半導體晶體管作為邏輯開關(guān)元件;2）使用磁芯作為主存儲器,輔助存儲器采用磁盤和磁帶:3）輸入輸出方式有了很大改進;4）開始使用操作系統(tǒng),有了各種計算機高級語言。（3）第三代計算機主要是指1965-1970年間的計算機,通常稱這ー時期為集成電路計算機時代。其主要特點是:1）使用中、小規(guī)模集成電路作為邏輯開關(guān)元件;2）開始使用半導體存儲器。輔助存儲器仍以磁盤、磁帶為主:3）外部設(shè)備種類和品種增加；4）開始走向系列化、通用化和標準化;5）操作系統(tǒng)進ー步完善,高級語言數(shù)量增多。（4）第四代計算機第四代計算機是從1971年開始,至今仍在繼續(xù)發(fā)展。通常稱這ー時期為大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計算機時代。其主要特點是:1）使用大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路作為邏輯開關(guān)元件;2）上存儲器采用半導體存儲器輔助存儲器采用大容量的軟、硬磁盤,并開始引入光盤:3）外部設(shè)備有了很大發(fā)展,采用光字符閱讀器、掃描儀、激光打印機和各種繪圖儀;4)操作系統(tǒng)不斷發(fā)展和完善,數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進ー步發(fā)展,軟件行業(yè)已發(fā)展成為現(xiàn)代新型的工業(yè)部門。.微機及網(wǎng)絡(luò)階段(1)微型計算機的劃代1)第一代微型計算機198I年8月IBM公司推出了個人計算機IBM—PC。以Intel8088芯片為CPU,內(nèi)部總線為16位,外部總線為8位。2)第二代微型計算機1984年8月IBM公司又推出了IBM—PC/AT,其中AT表示先進型或髙級型。使用了Intel80286為CPU,時鐘從8MHz至リ16MHz,是16位微處理器,內(nèi)存達1MB,并配有高密軟磁盤驅(qū)動器和20MB以上硬盤。我們把286AT及其兼容機稱為第二代微型計算機。3)第三代微型計算機1986年P(guān)C兼容廠家Compaq公司推出了386AT,開辟了386微型計算機新時代。4)第四代微型計算機1989年Intel80486芯片問世，不久就出現(xiàn)了以它為CPU的微型計算機。我們把486微型計算機稱為笫四代微型計算。5)第五代微型計算機1993年Intel公司又推出了Pentium芯片。它是人們預(yù)料的80586,但出于專利保護的原因,將其命名為Pentium,還給它起了個中文名“奔騰”。各微機廠家紛紛推出以Pentium為CPU芯片的微型計算機，簡稱奔騰機。是64位或準64位高檔微機。(2)網(wǎng)絡(luò)新時代70年代以來,計算機網(wǎng)絡(luò)一直在持續(xù)地發(fā)展著，到處響起“網(wǎng)絡(luò)即計算機”(NetworkisComputer!)的呼聲。利用通信線路、按照約定的協(xié)議將分布在不同地點的若干臺獨立的計算機互聯(lián)起來,形成能相互通信的ー組相關(guān)或獨立的計算機系統(tǒng)。計算機網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)資源共享,大大提高計算機系統(tǒng)的使用效率。三、計算機的主要特點.運算速度快.運算精度髙.通用性強.具有記憶功能和邏輯判斷功能.具有自動控制能力四、計算機的分類根據(jù)計算機的性能指標，如運算速度、存儲容量、功能強弱、規(guī)模大小以及軟件系統(tǒng)的豐富程度等,將計算機分為巨型線、大型機、中型機、小型機和微^^五大類。五、計算機的應(yīng)用領(lǐng)域計算機的應(yīng)用相當廣泛，涉及到科學研究、軍事技術(shù)、エ農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、文化教育等各個方面。其應(yīng)用范圍可概括為以下幾個方面:.科學計算（數(shù)值計算）科學計算是計算機最重要的應(yīng)用之一。如工程設(shè)計、地震預(yù)測、氣象預(yù)報、火箭發(fā)射等都需要由計算機承擔龐大復雜的計算任務(wù)。.數(shù)據(jù)處理（信息管理）當前計算機應(yīng)用最為廣泛的是數(shù)據(jù)處理。計算機數(shù)據(jù)處理包括:數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)分組、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)檢索和數(shù)據(jù)排序等方面。例如人口統(tǒng)計、檔案管理、銀行業(yè)務(wù)、情報檢索、企業(yè)管理……。.過程控制（實時控制）計算機是生產(chǎn)自動化的基本技術(shù)工具，它對生產(chǎn)自動化的影響有兩個方面：ー是在自動控制理論上.,現(xiàn)代控制理論處理復雜的多變量控制問題,其數(shù)學エ具是矩陣方程和向量空間，必須使用計覓機求解:

二是在自動控制系統(tǒng)的組織上,由數(shù)字計算機和模擬計算機組成的控制器,是自動控制系統(tǒng)的大腦。它按照設(shè)計者預(yù)先規(guī)定的目標和計算程序以及反饋裝置提供的信息,指揮執(zhí)行機構(gòu)動作。.計算機輔助工程(1)計算機輔助設(shè)計(CAD)；(2)計算機輔助制造(CAM)；(3)計算機輔助教學(CA1)；(4)計算機輔助測試(CAT)。§7.2計算機中希用的熬制ー、進位計數(shù)制進位計數(shù)制:按進位原則進行計數(shù)的方法。在日常生活中，常用的是十進位計數(shù)制，即按照逢十進ー的原則進行計數(shù)的。在進位計數(shù)制中有計數(shù)符號、基數(shù)和位權(quán)三個要素。計數(shù)符號:是指表示數(shù)碼所使用的符號;基數(shù):是指計數(shù)符號的個數(shù):位權(quán):是指在某種進位計數(shù)制中,每個數(shù)位上的數(shù)碼所代表的數(shù)值的大小,等于在這個數(shù)位上的數(shù)碼乘ヒー個基數(shù)的若干次累。例如在十進位計數(shù)制中：小數(shù)點左邊第一位為個位數(shù),其位權(quán)為100,第二位為十位數(shù)，其位權(quán)為101,第三位是百位數(shù),其位權(quán)為102小數(shù)點右邊第一位是十分位數(shù)，其位權(quán)為10-1,第二位是百分位數(shù),其位權(quán)為10-2,第三位是千分位數(shù),其位權(quán)為10-3

二、幾種常用的進位計數(shù)制進位計數(shù)制很多,這里介紹與計算機技術(shù)有關(guān)的幾種常用進位計數(shù)制。.十進制十進位計數(shù)制簡稱十進制。十進制數(shù)具有下列特點:(1)計數(shù)符號:〇、1、2、3、4、5、6、7、8、9。(2)基數(shù):10。(3)位權(quán): 10-2,10-1,100,101,102,103 〇例如：(123.456)10=1X102十22101十3X100十4X10-1十5X10-2十6X10-3歸納任意ー個十進制數(shù)D的表示形式：(D)10=Dn-lX10n-l十Dn-2X10n-2寸 ID1X101十DOX100+D-lX10-1十D-2X10-2十…十D-m+1X10-m+l十D-mX10-m式中Di(i:n-l,n-2,……,m-l)為數(shù)位上的計數(shù)符號,其取值范圍為〇?9；n為整數(shù)位個數(shù)，m為小數(shù)位個數(shù),10為基數(shù),10n-l,10-2,…，101,100,10-1,??HO-m是十進制數(shù)的位權(quán)。.二進制二進位計數(shù)制簡稱二進制，是按“逢二進一”原則計數(shù)的。二進制數(shù)具有下列特點：(1)計數(shù)符號：〇、1。(2)基數(shù)：2〇(3)位權(quán)： 2-2 ,2-1,20,21,22,23……。例如:(11011.01)2=1X24十1X23十0X22十1X21十!X20+1X2-1十0X2-2十1X2-3任意一個二進制數(shù)B,可以表示成如下形式:(B)2=Bn-lX2n-l十Bn-2X2n-2H bBlX21十B0X20十B-lX2-1H hB-m+1X2-m+l十B-mX2-m式中Bi為數(shù)位上的數(shù)碼,其取值范圍為0?1；n為整數(shù)位個數(shù),m為小數(shù)位個數(shù)。2為基數(shù)。2n-l,2n-2,???,21,20,2-1,-,2-m是二進制數(shù)的位權(quán)。計算機中數(shù)的存儲和運算都使用二進制數(shù)。.ハ進制ハ進位計數(shù)制簡稱ハ進制,是按“逢ハ進ー”原則計數(shù)的。ハ進制數(shù)具有下列特點:(1)計數(shù)符號:0、1、3、4、5、6、7。(2)基數(shù)：8。(3)位權(quán): 8-2,8-1,80,81,82,83 ?例如：(123.24)8=1X82十2X81十3X80十2X8-1十4X8-2=(83.3125)10任意一個ハ進制數(shù)Q,可以表示成如下形式：(Q)8=Qn-lX8n-l十Qn-2X8n-2"| 卜Q1X81十一Q0X80十Q-lX8-1. 卜Q-m+1X8-m+1十Q-mX8-m式中Qi為數(shù)位上的數(shù)碼,其取值范圍為〇?7；n為整數(shù)位個數(shù),m為小數(shù)位個數(shù)。8為基數(shù)，8n-l,8n-2,??,,81,80,8-1,,??,,8-m是ハ進制數(shù)的位權(quán)。ハ進制數(shù)是計算機中常用的ー種計數(shù)方法，它彌補二進制數(shù)書寫位數(shù)過長的不足。4.十六進制十六進位計數(shù)制簡稱為十六進制。十六進制數(shù)具有下列兩個特點：(1)計數(shù)符號：〇、1、2,3,4、5、6、7、8,9、A、B、C、D、E、F。(2)基數(shù):16。(3)位權(quán) 16-2,16-1,160,161,162,163 。例如:(3AB.48)16=3X162十AX161十BX160十4X16-1十8X16-2=(939.28125)10任意ー個十六進制數(shù)H,可表示成如下形式:(H)16=Hn-lX16n-l十Hn-2X16n-2T 卜HlX161十HOX160十H-lX16-1十…十H-mX16-m其中Hi為數(shù)位上的數(shù)碼,其取值范圍為〇?F；n為整數(shù)位個數(shù),m為小數(shù)位個數(shù)。16為基數(shù)16n-l,16n-2,…，161,160,16-1,???,16-m為十六進制數(shù)的位權(quán)。十六進制數(shù)是計算機中常用的?種計數(shù)方法,它可以彌補二進制數(shù)書寫位數(shù)過長的不足?？偨Y(jié)以上四種計數(shù)制，可將它們的特點概括為：(1)每一種計數(shù)制都有一個固定的基數(shù)J(J為大于1的整數(shù))，它的每ー數(shù)位可取J個不同的數(shù)碼;(2)每一種計數(shù)制都有自己的位權(quán)，并且遵循“逢J進一”的原則。對于任一個P進位計數(shù)制數(shù)S,可表示為:(S)p=土(Sn-lPn-1十Sn-2Pn-2十???十S1P1十SOPO十S-1P-1十，???,十S-mP-m=±SiPi式中Si表示各數(shù)位上的數(shù)碼，其取值范圍為〇?P-1,P為計數(shù)制的基數(shù)，i為數(shù)位的編號(整數(shù)位取n-1?〇,小數(shù)位取-1?-m)?！队嬎銠C文化基礎(chǔ)》教案三、不同進位計數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換.非十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)例1把下列二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)。(110101)2=1X25十1X24+0X23十1X22十0X21十1X20=32十16十〇十4十〇十1=(53)101X23|-1X22|0X21+1X20十1X2-1十0X2-2十1X2-3=8十4十〇十1十0.5十〇十0.125=(13.625)10例2把下列ハ進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)。(305)8=3X82十0X81十5X80=192十5=(197)10X82十5X81十6X80十1X8-1十2X8-2十4X8-3=256十40十6十0.125十〇.03125十0.0078125=(302.1640625)10例3把下列十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)。(2A4E)16=2X163十AX162十4X161fEX160=8192十2560十64十14=(10830)10(32CF.48)16=3X163十2X162十CX161十FX160十4X16-1十8X16-2=12288十512十192十15十0.25十0.03125=(13007.28125)102、十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)把十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)的方法是:整數(shù)轉(zhuǎn)換用“除2取余法”：小數(shù)轉(zhuǎn)換用“乘2取整法”。例4將十進制數(shù)(125.6875)10轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。整數(shù)部分125轉(zhuǎn)換如下:余數(shù)125 1高位262TOC\o"1-5"\h\z231 1215 127 123 11 1低位小數(shù)部分0.6875轉(zhuǎn)換如下:0.6875X2小數(shù)首位1 1.37500.3750X20 0.75000.7500X21 1.50000.5000X2小數(shù)末位1 1.0000B[J(125.6875)10=(ll11101.1011)2上面的例子中小數(shù)部分經(jīng)過有限次乘2取整過程即告結(jié)束。但也有許多情況可一能是無限的,這就要根據(jù)精度的要求在適當?shù)奈粩?shù)上截止。對ハ進制和十六進制也有同樣的情況。.ハ進制轉(zhuǎn)換成二進制分析:由于一位八進制數(shù)相當于三位二進制數(shù),因此,要將ハ進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)時,只需以小數(shù)點為界,向左或向右每一位ハ進制數(shù)用相應(yīng)的三位二進制數(shù)取代即可。如果不足三位,可用零補足之。反之,二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的ハ進制數(shù),只是上述方法的逆過程，即以小數(shù)點為界,向左或向右每三位二進制數(shù)用相應(yīng)的一位ハ進制數(shù)取代即可。例5將ハ進制數(shù)(714.431)8轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)。714.431111001100.100011001即(714.431)8=(111001100.100011001)2例6將二進制數(shù)(11101110.00101011)2轉(zhuǎn)換成ハ進制數(shù)。011101110.001010110356.126B|J(11101110.00101011)8=(356.126)8.十六進制轉(zhuǎn)換成二進制分析:由于?位十六進制數(shù)相當于四位二進制數(shù)，因此，要將十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的二進制數(shù),只需以小數(shù)點為界,向左或向右毎一位十六進制數(shù)用相應(yīng)的四位二進制數(shù)取代即可。如果不足四位,則用零補足之。同理，若要將一個二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的十六進制數(shù),只要取上述方法的逆過程即可,即將二進制數(shù)以小數(shù)點為界分成左右兩部分,向左或向右每四位二進制數(shù)用相應(yīng)的一位十六進制數(shù)取代即可。例7將十六進制數(shù)(1ACO.6D)16轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的二進制數(shù)。1AC0.6D0001101011000000.01101101即(1ACO.6D)16=(1101011000000.01101101)2例8將二進制數(shù)(1011”00101.00011001101)2轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的十六進制數(shù)。010111100101.0001100110105E5.19A即(10111100101.00011001101)2=(5E5.19A)16四、二進制數(shù)的算術(shù)運算二進制數(shù)的算術(shù)運算包括加法、減法、乘法和除法?；具\算是加法和減法運算。.二進制數(shù)的加法運算加法運算按下列三條法則進行:(1)0十0=0(2)0十1=1十0=1(3)1十1=10(逢二進ー,向髙位進位)例9(1010)2十(1011)2的算式如下:被加數(shù)1010加數(shù)1011十)進位1010和數(shù)10101.二進制數(shù)的減法運算減法運算按下列三條法則進行,(12-0=1-1=0(2)1-0=1(3)0-1=1(此時要向高位借位,借1當2)例10(11100101)2-(10011010)2的算式如下:被減數(shù)11100101減數(shù)10011010-)借位0011010差數(shù)01001011.二進制數(shù)的乘法運算二進制數(shù)的乘法運算有下列三條法則:(l)0X0=0(2)0Xl=lX0=0(3)1X1=1例11(1011)2X(1101)2的算式如下:被乘數(shù)1011X)乘數(shù)110110110000部分積10111011乘積10001111在計算機中實現(xiàn)二進制數(shù)的乘法運算,通常采用的是移位相加的方法。.二進制數(shù)的除法運算二進制數(shù)的除法運算按ド列三條法則進行：(1)04-0-0(2)04-1=0(14-0是無意義的)(3)14-1=1例12(111011)2+(1011)2的算式如下:10I商數(shù)除數(shù)I011)111011被除數(shù)101111111011100余數(shù)BP(111011)24-(1011)2.其商為(101)2,余數(shù)為(100)2。在計算機中實現(xiàn)二進制數(shù)的除法運算,通常采用移位相減的方法。五、二進制數(shù)的邏輯運算計算機中的信息是以二進制數(shù)來的,有1和〇兩種可能的值。如果把二進制碼的“1"和“〇“表示成"有’’和"無”ヽ“是“和“非”、“真“和“假",那么這種變量稱為邏輯變量。實現(xiàn)邏輯變量之間的運算稱為邏輯運算。邏輯運算是計算機應(yīng)具有的基本操作。邏輯運算有三種基本運算:邏輯加法(又稱邏輯“或”運算)、邏輯乘法(又稱邏輯“與”運算)和邏輯否定(又稱邏輯“非“運算),還有邏輯“異或“運算。1.邏輯加法(邏輯或運算)邏輯加法通常用符號”十“或““來表示。邏輯變量A、B邏輯加法運算運算規(guī)則：ABAVB000011111邏輯加運算的這種作用,在口常生活中表現(xiàn)為用并聯(lián)開關(guān)控制的ー盞燈。顯然,任一開關(guān)接通或所有并聯(lián)的開關(guān)都接通,電燈亮;只有所有并聯(lián)的開關(guān)都斷開時,燈オ不亮。例13二進制數(shù)10011010和00101011進行邏輯或運算的過程如下:10011010V)0010101110111011即!0011010V00101011=10111011。2.邏輯乘法(邏輯與運算)邏輯乘法通常用符號“X”或或“”表示。邏輯變量A、B邏輯乘法運算規(guī)則:ABAAB000010100111邏輯乘法運算的這種作用,在日常生活中表現(xiàn)為用串聯(lián)開關(guān)控制ー盞燈。顯然,在串聯(lián)電路中,只有所有開關(guān)都接通，電燈オ亮:若其中任一開關(guān)未合上，則電燈便不亮。例14兩個二進制數(shù)1010110I和00101011進行邏輯與運算的過程如下;10101101A)0010101100101001即!0101101A001010U=00101001o3、邏輯否定（邏輯非運算）邏輯否定乂稱邏輯非運算、其運算符號為在邏輯變量的上方加一橫線,例如A,表示對A的否定運算。其運算規(guī)則為:AA00014、邏輯異或異或運算通常用符號"e”表示。它的運算規(guī)則為:ABAeB000011101110由上述運算規(guī)則可知,在給定的兩個邏輯變量中,只要兩邏輯變量的值相同,則異或運算的結(jié)果就為〇;當兩個邏輯變量的值不同時,異或運算的結(jié)果為1。例!5兩個二進制數(shù)1010110I和00101011進行異或運算的過程如下:10101101?）0010101110000110UIJ10101101?00101011=10000110,,§7.5計算機中的照謳島備鳩一、什么是數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是可由人工或自動化手段加以處理的那些事實、概念、場景和指示的表示形式,包括字符、符號、表格、聲音和圏形等。數(shù)據(jù)能被送入計算機加以處理,包括存儲、傳送、排序、歸并、計算、轉(zhuǎn)換、檢索、制表和模擬等操作，以得到人們需要的結(jié)果。數(shù)據(jù)經(jīng)過解釋并賦ア一定的意義后,便成為信息。二、數(shù)據(jù)的單位計算機中數(shù)據(jù)的常用單位有位、字節(jié)和字。.位(biり計算機中最小的數(shù)據(jù)單位是二進制的ー個數(shù)位，簡稱為位(英文名稱為bit,讀音為比特)。.字節(jié)(Byte)8位為ー個字節(jié)(英文用Byte表示，讀音為拜特)。字節(jié)是計算機中用來表示存儲空間大小的最基本的容量單位。除了用字節(jié)表示存儲容量的單位外，還可以用千字節(jié)(KB)、兆字節(jié)(MB)以及十億字節(jié)(GB)等表示存儲容量。它們之間存在下列換算關(guān)系:lB=8bits1KB=21OB=1O24B1MB=220B=1024KB1GB=23OB=1024MB.字(Word)字是由若干字節(jié)組成的(通常取字節(jié)的整數(shù)倍)。字是計算機進行數(shù)據(jù)處理的運算單位。三、字符編碼1.BCD碼(ニー"Ht制編碼)人們通常采用把上進制數(shù)的每一位分別寫成二進制數(shù)形式的編碼,稱為ニート進制編碼或BCD(Binary—CodedDecimal)編碼。BCD編碼方法很多,通常采用的是8421編碼。這種編碼方法是用四位二進制數(shù)表示一位十進制數(shù),自左至右每一位對應(yīng)的權(quán)是8、4、2、1。四位二進制數(shù)有0000?1111十六種狀態(tài),這里我們只取了0000?1001十種狀態(tài)。而101〇?1111六種狀態(tài)在這里沒有意義。卜進制數(shù)與8421碼的對照表十進制數(shù)8421碼十進制數(shù)8421碼000006011010001701112001081000300119100140100100001000050101例如十進制數(shù)864,其ニー十進制編碼為:864(1000)(0110)(0100).ASCH碼把字母、數(shù)字最常用的各種符號共128個用二進制編碼表示一種方法。在計算機系統(tǒng)中使用得最廣泛的是美國信息交換用標準(代)碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange,縮寫為ASCII,讀作阿斯克伊碼)。ASCII碼有7位版本和8位版本兩種。國際上通用的是7位版本。7位版本的ASCH碼有128個元素,其中通用控制字符34個,阿拉伯數(shù)字10個,大、小寫英文字母52個，各種標點符號和運算符號32個。在微型計算機中采用7位ASCH碼作為機內(nèi)碼,每個字節(jié)只使用了7位,最高位恒為〇。.漢字編碼（1）《信息交換用漢字編碼字符集基本集》《信息交換用漢字編碼字符集基本集》是我國于1980年制定的國家標準GB2312—80,代號為國標碼。GB2312—80中規(guī)定了信息交換用的6763個漢字和682個非漢字闇形符號（包括幾種外文字母、數(shù)字和符號）的代碼。6763個漢字又按其使用頻率、組詞能力以及用途大小分成一級常用漢字3755個和二級常用漢字3008個。ー級漢字按拼音字母順序排列;若遇同音字,則按起筆的筆形順序排列:若起筆相同,則按第二筆的筆形順序排列,依次類推。所謂筆形順序,就是橫、豎、撇、點和折的順序。二級漢字按部首順序排列。在此標準中,每個漢字（圖形符號）采用雙字節(jié)表示，每個字節(jié)只用低7位。由于低7位中有34種狀態(tài)是用于控制字符,因此，只有94（128—34=94）種狀態(tài)可用于漢字編碼。這樣,雙字節(jié)的低7位只能表示94X94=8836種狀態(tài)。標準的漢字編碼表有94行、94歹ル其行號稱為區(qū)號,列號稱為位號。雙字節(jié)中，用高字節(jié)表示區(qū)號,低字節(jié)表示位號。非漢字圖形符號置于第1一11區(qū),ー級漢字3755置于第16?55區(qū),二級漢字3008個置于第56~87區(qū)。每個圖形字符的漢字交換碼，均用兩個字節(jié)的低7位二進制碼表示。漢字國標碼通常用十六進制數(shù)表示,例如‘‘中"字的區(qū)號為54,位號為48,則它的國標碼為10101101010000（十六進制為5650）,又如“國”字的區(qū)號為25,位號為90,它的國標碼為01110011111010(卜六進制為397A)o(2)漢字的機內(nèi)碼漢字的機內(nèi)碼是供計算機系統(tǒng)內(nèi)部進行存儲、加工處理、傳輸統(tǒng)ー使用的代碼,又稱為漢字內(nèi)部碼或漢字內(nèi)碼。不同的系統(tǒng)使用的漢字機內(nèi)碼有可能不同。目前使用最廣泛的ー種為兩個字節(jié)的機內(nèi)碼,俗稱變形的國標碼。這種格式的機內(nèi)碼是將國標GB2312—80交換碼的兩個字節(jié)的最高位分別置為1而得到的。(3)漢字的輸入碼(外碼)漢字輸入碼是為了將漢字通過鍵盤輸入計算機而設(shè)計的代碼。輸入碼的長度也不同,多數(shù)為四個字節(jié)。綜合起來可分為流水碼、拼音類輸入法、拼形類輸入法和音形結(jié)合類輸入法幾大類。(4)漢字的字形碼漢字字形碼是漢字字庫中存儲的漢字字形的數(shù)字化信息,用于漢字的顯示和打印。目前漢字字形的產(chǎn)生方式有點陣漢字和矢量漢字等。漢字字形點陣有16X16點陣、24X24點陣、32X32點陣、64X64點陣、96X96點陣、128X128點陣、256X256點陣等。ー個漢字方塊中行數(shù)、列數(shù)分得越多,描繪的漢字也就越細微，但占用的存儲空間也就越多。漢字字形點陣中每個點的信息要用一位二進制碼來表示。對于16X16點陣的字形碼,需要用32個字節(jié)(16X16+8=32)表示:24X24點陣的字形碼需要用72個字節(jié)(24X24+8=72)表示。漢字外碼國際碼機內(nèi)碼字形碼屏幕顯示漢字四、計算機中數(shù)據(jù)的表示.真值與機器數(shù)(1)真值:實際的數(shù)值。-89,90-1011001,1011010(2)機器數(shù):計算機中使用數(shù)字化了的數(shù)。用“〇"表示“正”，用“1”表示“負二例如機器中用8位二進制表示正數(shù)90其格式為:01011010t符號位,表示正用8位二進制表示負數(shù)一89其格式為:11011001t符號位,表示負在計算機內(nèi)部,數(shù)字和符號都用二進制代碼表示,稱為機器數(shù),而它真正表示的數(shù)值稱為這個機器數(shù)的真值。.定點數(shù)和浮點數(shù)(1)定點數(shù)計算機的字長一定,則所能表示的數(shù)的范圍也就確定了。例如,使用8位字長的計算機，它可以表示無符號整數(shù)的最大值是(255)10=(11111111)2。運算時,若數(shù)值超出機器數(shù)所能表示的范圍,就會停止運算和處理,這種現(xiàn)象稱為溢出。計算機中運算的數(shù)，有整數(shù),也有小數(shù),如何確定小數(shù)點的位置呢通常有兩種約定:ー是規(guī)定小數(shù)點的位置固定不變,這時的機器數(shù)稱為定點數(shù)。二是小數(shù)點的位置可以浮動的,這時的機器數(shù)稱為浮點數(shù)。定點數(shù)的小數(shù)點位置可以固定在符號位之后,這時，數(shù)據(jù)字就表示一個純小數(shù)。假定機器字長為16位,符號位占1位,數(shù)值部分占15位,機器數(shù):1.000000000000001ttt符號位小數(shù)點數(shù)值部分其等效的十進制數(shù)為ー2-15。定點數(shù)的小數(shù)點位置固定在數(shù)據(jù)字的最后,這時,數(shù)據(jù)字就表示ー個純整數(shù)。假設(shè)機器字長為16位，符號位占1位,數(shù)值部分占15位,于是機器數(shù)0111111111111111.ttf符號位數(shù)值部分小數(shù)點其等效的十進制數(shù)為+32767。（2）浮點數(shù)浮點表示法就是小數(shù)點在數(shù)中的位置是浮動的,由于定點表示法所能表示的數(shù)的范圍太窄,不能滿足計算問題的需要,閃此就要采用浮點表示法。在同樣字長的情況下,浮點表示法能表示的數(shù)的范圍擴大了。計算機中的浮點表示法包括兩個部分:?部分是階碼（表示指數(shù),記作E）；二部分是尾數(shù)（表示有效數(shù)字,記作M）。設(shè)任意ー數(shù)N可以表示為：N=2EM其中2為基數(shù)，E為階碼，M為尾數(shù)。浮點數(shù)在機器中的表示方法如下:階符E數(shù)符.M階碼部分尾數(shù)部分由尾數(shù)部分隱含的小數(shù)點位置可知，尾數(shù)總是小于1的數(shù)字，它給出該浮點數(shù)的有效數(shù)字。尾數(shù)部分的符號位確定該浮點數(shù)的正負。階碼給出的總是整數(shù),它確定小數(shù)點浮動的位數(shù),若階符為正,則向右移動;若階符為負，則向左移動。假設(shè)機器字長為32位，階碼8位，尾數(shù)24位：階符階碼E數(shù)符.尾數(shù)M1位7位1位23位浮點數(shù)表示法對尾數(shù)有如下規(guī)定:/2くM<1即要求尾數(shù)中笫1位數(shù)不為零,這樣的浮點數(shù)稱為規(guī)格化數(shù)。當浮點數(shù)的尾數(shù)為零或者階碼為最小值時,機器通常規(guī)定,把該數(shù)看作零,稱為“機器零”。浮點數(shù)表示和運算中，當ー個數(shù)的階碼大于機器所能表示的最大階碼時,產(chǎn)生“上溢”。上溢時機器一般不再繼續(xù)運算而轉(zhuǎn)入“溢出”處理。當ー個數(shù)的階碼小于機器所能表示的最小階碼時，產(chǎn)生“下溢”,下溢時?般當作機器零來處理。3.原碼、反碼、補碼機器數(shù)中,數(shù)值和符號全部數(shù)字化。計算機在進行數(shù)值運算時,采用把各種符號位和數(shù)值位ー起編碼的方法。常見的有原碼、補碼和反碼表示法。(1)原碼表示法原碼:是機器數(shù)的ー種表示法。符號位用。表示正號，用1表示負號。X的原碼表示可記作［x］原。例如:［XI］原=［+1010110］原=01010110［X2］原=［-1001010］原=11001010在原碼表示法中，對〇有兩種表示形式：［+0］原=00000000［-0］原=10000000(2)反碼表示法反碼：正數(shù)的反碼=原碼;負數(shù)的反碼是對它的原碼(符號位除外)各位取反而得到的。X的反碼記作［X］反。例如:Xl=+1010110X2=-1001010那么［XI］原=01010110［XI］反=［X1］原=01。010［X2］原=11001010［X2］反=1011010(3)補碼表示法補碼:正數(shù)的補碼=原碼;負數(shù)的補碼是對它的原碼(除符號位外)各位取反,并在末位加1而得到的。X的補碼表示記作［X］補。例如,Xl=+1010110X2=-1001010那么,［XI］原=01010110［XI］補=01010110［X2］原=11001010［X2］補=1011010+1=10110110補碼表示數(shù)的范圍與二進制位數(shù)有關(guān)。當采用8位二進制表示時,小數(shù)補碼的表示范圍:最大為0.1111111,其真值為(0.99)10最小為1.0000000,其真值為(-1)10采用8位ー.進制表示時，整數(shù)補碼的表示范圍:最大為01111111,其真值為(127)10最小為10000000.其真值為(-128)10在補碼表示法中,〇只有一種表示形式:1+0］補=00000000［-0］補=11111111+1=00000000(由于受設(shè)備字長的限制，最后的進位丟失)所以有［+0］補=［-0］補=00000000。

例16已知［X］原=10011010,求［X］補。分析如下:由［X］原求［X］補的原則是:若機器數(shù)為正數(shù),則［X］原=［XJ補;若機器數(shù)為負數(shù),則該機器數(shù)的補碼可對它的原碼（符號位除外）所有位求反,再在末位加1而得到?，F(xiàn)給定的機器數(shù)為負數(shù)，故有［X］補=［X］反+1,即［X］原=10011010［X］反=11100101+）1［X］補=11100110例1.17已知［X］ネト=11100110,求［X］原。分析如下：機器數(shù)為正數(shù)，則以原=［X］補:機器數(shù)為負數(shù)，則有兇原=［兇補）補:現(xiàn)給定的為負數(shù),故有：［X］補=11100110［［X］補］反=10011001+）1rrxi補1補=1001ioio=rxi愿§74撤型計算機的相令猟語言ー、微型計算機的指令指令是ー組二進制代碼，規(guī)定由計算機的操作。為解決某ー問題而設(shè)計的指令序列稱為程序。ー種計算機全部指令的集合,稱為該種計算機的指令系統(tǒng)。1.指令的格式在計算機內(nèi)部,指令和數(shù)據(jù)的形式是相同的，二者均以二進制代碼的形式存于存儲器中。它們的區(qū)別在于計算機工作時,把指令送往控制器的指令寄存器和指令譯碼器中，而把數(shù)據(jù)送往運算器的寄存器和算術(shù)邏輯單元中。

一條指令明確地指出是什么操作,其完整的格式:操作碼操作數(shù)1地址操作數(shù)2地址目的地址下一條指令的地址顯然,這樣的指令太長浪費存儲空間。因此有下列幾種縮短指令長度的方法:(1)三地址指令格式:操作碼操作數(shù)1地址操作數(shù)2地址目的地址指令的功能是：將操作數(shù)1和操作數(shù)2完成操作碼規(guī)定的運算后,將結(jié)果存入目的地址單元。(2)二地址指令格式：操作碼目的操作數(shù)地址源操作數(shù)地址指令的功能是：將目的操作數(shù)和源操作數(shù)完成操作運算后,將結(jié)果存入目的操作數(shù)地址單元。(3)一地址指令格式：操作碼操作數(shù)地址將累加器中的數(shù)與操作數(shù)完成操作運算后將結(jié)果存入累加器中。(4)無地址指令或無操作數(shù)指令格式：操作碼指令的功能是：如停機、關(guān)中斷、開中斷等。2.指令的分類(1)數(shù)據(jù)處理指令(2)數(shù)據(jù)傳送指令(3)程序控制指令(4)狀態(tài)管理指令二、機器語言能直接被計算機接受并執(zhí)行的指令稱為機器指令。全部機器指令構(gòu)成計算機的機器語言(MachineLanguage)。機器語言就是二進制代碼語言,它能直接被計算機識別并執(zhí)行。但是,用機器語言編寫程序不便于記憶、閱讀和書寫。三、匯編語言用助記符號表示二進制代碼形式的機器語言，稱為匯編語言(AssemblerLanguage)?匯編語言的指令與機器指令基本上保持了一ー對應(yīng)的關(guān)系。匯編語言容易記憶、便于閱讀和書寫，在一定程度上克服了機器語言的缺點。用匯編語言編制的程序稱為匯編程序,機器不能直接執(zhí)行,必須將其翻譯成機器語言程序才能在計算機上運行，這種翻譯過程為匯編過程。四、髙級語言高級語言:是同自然語言和數(shù)學語言比較接近的計算機程序設(shè)計語言。特點:1、容易掌握、方便、靈活。2,通用性強。3、用高級語言編制的程序不能直接在計算機上運行。將用高級語言編寫的程序翻譯成機器語言程序,其翻譯過程兩種：編譯:是將高級語言編寫的源程序整個翻譯成目標程序,然后將目標程序交給計算機運行。解釋：是對用高級語言編寫的源程序逐句進行分析，邊解釋、邊執(zhí)行并立即得到運行結(jié)果。五、數(shù)據(jù)庫語言

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS（DataBaseManagementSystem）提供的數(shù)據(jù)語言,包括數(shù)據(jù)描述語言DDL（DataDescriptionLanguage,又稱數(shù)據(jù)定義語喜）和數(shù)據(jù)操作語;；DML（DataManipulationLanguage,又稱數(shù)據(jù)處理語言）。用數(shù)據(jù)庫語言編制的源程序,要經(jīng)過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)翻譯成目標程序,才能被計算機執(zhí)行?！?,5微型計算機糸筑的基洋做鼠ー、微型計算機系統(tǒng)的組成微型計算機系統(tǒng)（簡稱微機系統(tǒng)）是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。二、微型計算機硬件基本結(jié)構(gòu)微型計算機硬件:內(nèi)存儲器:只讀存儲機存比語言處理程序輸入/輸出接口:用微處理器:CPU和キ機オ?ヽmrt?廣ー:?內(nèi)存儲器:只讀存儲機存比語言處理程序輸入/輸出接口:用■)V 數(shù)據(jù)摩営理系技■)系統(tǒng)總線:數(shù)據(jù)あ線DB、地址總線［AB,利イ個由い"*［;? エu軟件用麺器：硬盤、軟盤、光盤驅(qū)動器。軟件系統(tǒng)］備（鍵盤、鼠標、顯示器、ヘ”i，uu 用麺器：硬盤、軟盤、光盤驅(qū)動器。,才是一臺完微處理器與ROMヽRAM.I/O整的微型計算機主ホI應(yīng)用軟件1,三微型計算機軟件系統(tǒng),才是一臺完四、微型計算機工作過程簡述微型計算機的工作過程，就是程序指令在微處理器的控制下逐條執(zhí)行的過程。它可分為兩個階段：取指令（筒稱取指）階段和執(zhí)行指令階段。

(1)取指令階段。在微處理器控制下,從內(nèi)存儲器取出指令,送到指令寄存器。經(jīng)指令譯碼器譯碼以產(chǎn)生完成此指令的各種定時控制信號。(2)執(zhí)行指令階段。指令經(jīng)譯碼器譯碼后，在微處理器的控制下,執(zhí)行該指令規(guī)定的操作。執(zhí)行一條指令的時間稱為機器周期。機器周期又可分為取指令周期和執(zhí)行指令周期。取指令周期對任何一條指令都是ー樣的,而執(zhí)行指令則不然,由于指令性質(zhì)不同,因此不同指令的執(zhí)行周期不盡相同?！?.6級型計算機硬件糸疣ー、微型計算機主機微型計算機的主機主要由微處理器和內(nèi)存儲器兩大部分組成。L微處理器微處理器是微型計算機的核心部分,又稱為中央處理器(簡稱CPU).微處理器主要由控制器和運算器兩部分組成(還有一些支撐電路)。(1)微處理器的功能控制器是微機的指揮、控制中心,主要功能是控制、管理微機系統(tǒng)各個部件協(xié)調(diào)一致地工作。(2)微處理器的組成1)算術(shù)邏輯單元算術(shù)邏輯單元(ALU)是微處理器的運算部件。2)寄存器微處理器有各種寄存器:指令寄存器!R;累加寄存器A(簡稱累加器)；數(shù)據(jù)寄存器DR,地址寄存器AR。還有若干通用寄存器。3)指令譯碼器

指令譯碼器ID,對存放于IR中的指令操作碼進行譯碼,以確定本指令要進行何種操作,然后指示定時及控制部件發(fā)出各種控制信號。4)程序計數(shù)器程序計數(shù)器又稱指令計數(shù)器PC,用于存放當前要執(zhí)行的指令的地址。微處理器根據(jù)PC中的地址,從內(nèi)存儲器取出將要執(zhí)行的指令。每執(zhí)行完一條指令,它就自動計數(shù)(十1),指向下一條指令。5)定時及控制單元此單元接收由指令譯碼器1D和標志寄存器F送來的信號,以確定當前要執(zhí)行的指令需進行哪些操作、送出哪些信號。(3)微處理器的分類微處理器按其處理信息的字長可分為:8位微處理器、!6位微處理器、32位微處理器和64位微處理器。2.內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器是微型計算機主機的ー個組成部分，用來存放當前正在使用的、程序或數(shù)據(jù)。對于內(nèi)存，CPU可以直接對它進行訪問。內(nèi)存儲器分為:(1)只讀存儲器ROM只讀存儲器(ROM-ReadOnlyMemory)的特點是:存儲的信息只能讀(取出),不能改寫(存入);斷電后信息不會丟失,可靠性高。(2)隨機存取存儲器隨機存取存儲器(RAM---RandomAccessMemory),簡稱隨機存儲器。隨機存儲器實際上是指可讀、可寫的存儲器，故又稱讀寫存儲器,斷電后信息會丟失。RAM可分為靜態(tài)RAM和動態(tài)RAM兩種。二、微型計算機接口.為什么要用接口電路微型計算機是以微處理器為核心,通過總線連接內(nèi)存儲器(ROM,RAM)構(gòu)成主機，通過I/O接口電路與外部設(shè)備相連接構(gòu)成硬件系統(tǒng)。微處理器與外部設(shè)備相連接時,不能直接將外部設(shè)備掛在系統(tǒng)總線上,這是因為:(1)外部設(shè)備(簡稱外設(shè))品種繁多。有輸入設(shè)備,有輸出設(shè)備,還有檢測設(shè)備或控制設(shè)備,而且工作原理不相同。(2)不同的外部設(shè)備產(chǎn)生和使用的信號各不相同。有些外設(shè)產(chǎn)生和使用的是數(shù)字信號,有些外設(shè)產(chǎn)生和使用的是模擬信號。計算機系統(tǒng)總線只能接收和發(fā)送數(shù)字信號，因此必須經(jīng)過A/D、D/A接口來完成。(3)有些外設(shè)的數(shù)字信息是