信息安全概論進(jìn)制及運(yùn)算

信息安全概論

—進(jìn)制及運(yùn)算浙江警官職業(yè)學(xué)院

序論計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分為硬件和軟件兩大部分。

硬件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的各種物理裝置，是由各種實(shí)在的、看得見(jiàn)摸得著的器件組成的，它是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)物質(zhì)基礎(chǔ)。

軟件是在硬件的基礎(chǔ)上運(yùn)行的各式各樣的程序（它是看不見(jiàn)摸不著的）及有關(guān)資料。硬件是計(jì)算機(jī)的身體，軟件是計(jì)算機(jī)的靈魂，它們相輔相成、缺一不可。硬件系統(tǒng)

硬件系統(tǒng)主要包括運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五部分。

運(yùn)算器輸入設(shè)備硬件主機(jī)中央處理器外部設(shè)備內(nèi)存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器輸出設(shè)備外存儲(chǔ)器控制器軟件系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)軟件是指為運(yùn)行、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)，以及為各種實(shí)際應(yīng)用而編制的程序和資料的總和。

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言軟件系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)應(yīng)用軟件計(jì)算機(jī)是如何工作的？計(jì)算機(jī)工作原理：

計(jì)算機(jī)通過(guò)采用“存儲(chǔ)程序”的工作原理實(shí)現(xiàn)信息的自動(dòng)處理。這一原理是由被稱(chēng)為“計(jì)算機(jī)之父”的美籍匈牙利科學(xué)家馮諾依曼于1946年提出來(lái)的。主要設(shè)計(jì)思想包括以下三點(diǎn)：

（1）計(jì)算機(jī)運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部分組成。

（2）計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用二進(jìn)制。

（3）將程序和數(shù)據(jù)一并存儲(chǔ)入計(jì)算機(jī)中，由計(jì)算機(jī)根據(jù)程序指令自動(dòng)完成對(duì)數(shù)據(jù)的運(yùn)算。計(jì)算機(jī)工作原理運(yùn)算器輸入設(shè)備存儲(chǔ)器輸出設(shè)備控制器數(shù)據(jù)控制命令程序運(yùn)算結(jié)果輸入設(shè)備鍵盤(pán)、鼠標(biāo)硬盤(pán)主板CPU控制器運(yùn)算器內(nèi)存顯卡聲卡顯示器音箱麥克風(fēng)發(fā)請(qǐng)求取數(shù)據(jù)取數(shù)據(jù)解碼解碼運(yùn)算運(yùn)算計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程第一代：電子管計(jì)算機(jī)時(shí)代第一講信息的數(shù)字化技術(shù)

由于二進(jìn)制編碼具有運(yùn)算簡(jiǎn)單、電路實(shí)現(xiàn)方便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，所以無(wú)論是什么類(lèi)型的信息，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部都是以二進(jìn)制編碼形式表示的。這些信息包括數(shù)值、文本、圖形圖像、聲音和視頻等。本節(jié)主要介紹這些信息如何在計(jì)算機(jī)中被表示—即主要介紹進(jìn)制及運(yùn)算。1-1進(jìn)位計(jì)數(shù)制

所謂進(jìn)位計(jì)數(shù)制，就是按進(jìn)位的方法進(jìn)行計(jì)數(shù)。下面只介紹我們習(xí)慣使用的十進(jìn)制以及與計(jì)算機(jī)比較相關(guān)的二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制。

數(shù)碼：一組表示某種進(jìn)制的符號(hào)基數(shù)：R數(shù)碼的個(gè)數(shù)（R進(jìn)制）位權(quán)：Rn-1不同數(shù)碼所代表的值(n為數(shù)位)1-1-1十進(jìn)制

十進(jìn)制中使用(0、1、2、3、4、5、6、7、8、9)這十個(gè)符號(hào)來(lái)計(jì)數(shù)，稱(chēng)為十個(gè)數(shù)碼，采用的計(jì)數(shù)規(guī)則是：逢十進(jìn)一。由此可見(jiàn)，各相鄰位之間的“權(quán)”之比都是10。所謂“權(quán)”是指在進(jìn)位數(shù)制中，為了確定一個(gè)數(shù)位的實(shí)際值而需乘上的一個(gè)因子。如3468.795這個(gè)數(shù)中的4就表示4×102＝400，這里把102稱(chēng)作位權(quán)（即我們所說(shuō)“百”位），簡(jiǎn)稱(chēng)為“權(quán)”，十進(jìn)制數(shù)權(quán)的一般形式為10

n（n=……,2,1,0,-1,-2,……）。每個(gè)十進(jìn)制數(shù)都可以表示成按“權(quán)”展開(kāi)的多項(xiàng)式。例如：3468.795＝3×103＋4×102＋6×101＋8×100＋7×10-1+9×10-2+5×10-3

試一試(123.45)10=1-1-2二進(jìn)制

計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)是以二進(jìn)制形式存放的，二進(jìn)制數(shù)的數(shù)碼是用0和1這兩個(gè)符號(hào)來(lái)表示的。權(quán)為2n（n=……,2,1,0,-1,-2,……），二進(jìn)制數(shù)的計(jì)數(shù)規(guī)則是：逢二進(jìn)一。

對(duì)于一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，也可以表示成按權(quán)展開(kāi)的多項(xiàng)式。例如：

(10110.101)2=1×24＋0×23＋1×22＋1×21＋0×20＋1×2-1＋0×2-2＋1×2-3=(22.625)10

試一試

(1.101)2=1-1-3八進(jìn)制

八進(jìn)制中使用(0、1、2、3、4、5、6、7)這八個(gè)符號(hào)來(lái)計(jì)數(shù)，稱(chēng)為八個(gè)數(shù)碼，采用的計(jì)數(shù)規(guī)則是：逢八進(jìn)一。由此可見(jiàn)，各相鄰位之間的“權(quán)”之比都是8。權(quán)為8n(n=…,2,1,0,-1,-2,…)，例如：(7.25)8=7×80＋2×8-1＋5×8-2

=(7.328125)10試一試(753.204)8=1-1-4十六進(jìn)制十六進(jìn)制數(shù)的數(shù)碼是用(0、1、2、……、89、A、B、C、D、E、F）十六個(gè)符號(hào)來(lái)表示的。權(quán)為16n(n=……,2,1,0,-1,-1,……)，十六進(jìn)制數(shù)的計(jì)數(shù)規(guī)則是：逢十六進(jìn)一。十六進(jìn)制同樣可以表示成按權(quán)展開(kāi)的多項(xiàng)式。例如：

(1CB.D8)16=1×162+12×161+11×160+13×16-1+8×16-2=256+192+11+(13/16)+(8/256)=(459.84375)10

試一試(3D.B)16=1-2進(jìn)位計(jì)數(shù)制的書(shū)寫(xiě)為了區(qū)分一個(gè)數(shù)是幾進(jìn)制表示的數(shù)，可以使用兩種方法。方法1：數(shù)的后面加一個(gè)大寫(xiě)字母B表示二進(jìn)制數(shù)，D表示十進(jìn)制數(shù)，H表示十六進(jìn)制數(shù)，O(Q)表示八進(jìn)制數(shù)。例1：101B表示