大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課件第一章

計(jì)算機(jī)實(shí)用技術(shù)基礎(chǔ)

任課教師：萬少華shwanhust@中南財(cái)經(jīng)政法大學(xué)信息與安全工程學(xué)院

我們所能體驗(yàn)的最美妙的東西是神秘，它是所有真正科學(xué)和藝術(shù)的源泉。──AlbertEinstein,WhatIBelieve,1930摘自：[美]DavidA.PattersonJohnL.Hennessy，ComputerOrganization&Design：TheHardware/SoftwareInterface(2E)（一）關(guān)于本課程課程屬性：必修學(xué)時(shí)：課堂教學(xué)32學(xué)時(shí)（上機(jī)實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí)）學(xué)分：2考試類型：閉卷考試使用教材：

《大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》《大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》3（二）課程安排課堂教學(xué)：32學(xué)時(shí)上課講重點(diǎn)，其它要自己閱讀上機(jī)實(shí)驗(yàn)：16學(xué)時(shí)上機(jī)多實(shí)踐，要求寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告（3份實(shí)驗(yàn)報(bào)告）實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：現(xiàn)代教育技術(shù)中心學(xué)生公共機(jī)房（四食堂對面），帶一卡通，刷卡上機(jī)考試形式：平時(shí)成績占40%（其中實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績占20%；點(diǎn)名占20%）；期末考試成績占60%學(xué)習(xí)方法：聽課和上機(jī)相結(jié)合，理論聯(lián)系實(shí)際，多動(dòng)手！4新東方教師的十大特征PassionateHumorousEloquentKnowledgeableIndustriousAggressiveInnovativeFriendlyPatrioticReligious第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識計(jì)算機(jī)的發(fā)展過程，計(jì)算機(jī)的分類和應(yīng)用十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)操作系統(tǒng)概述微型計(jì)算機(jī)的配置（三）學(xué)習(xí)內(nèi)容（共8章）6第2章Windows

XP操作系統(tǒng)介紹WindowsXP的基本操作磁盤管理控制面板和任務(wù)欄的使用等第6章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和物理構(gòu)成Internet基礎(chǔ)知識和應(yīng)用7（三）學(xué)習(xí)內(nèi)容（共8章）第3章~第5章Office2003系列

第3章Word第4章Excel第5章PowerPoint第7章多媒體技術(shù)基礎(chǔ)第8章信息系統(tǒng)安全（自學(xué)）8（三）學(xué)習(xí)內(nèi)容（共8章）（四）學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握計(jì)算機(jī)的基本原理和基本概念；掌握計(jì)算機(jī)操作的基本技能；為后續(xù)的數(shù)據(jù)庫課程（下個(gè)學(xué)期）和計(jì)算機(jī)二級考試（有興趣的同學(xué)可以報(bào)名）做準(zhǔn)備。9計(jì)算機(jī)的發(fā)展過程、計(jì)算機(jī)中數(shù)和字符的表示；馮·諾依曼原理、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成；操作系統(tǒng)的功能和分類；操作系統(tǒng)的資源管理方法：磁盤管理和文件管理、控制面板；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本工作原理；信息系統(tǒng)安全與計(jì)算機(jī)病毒防范等。掌握計(jì)算機(jī)的基本原理和基本概念10（四）學(xué)習(xí)目標(biāo)-1指法練習(xí)和漢字輸入法；WindowsXP系統(tǒng)的基本操作；Word的文本處理、字符格式、段落格式、文本框、表格制作等功能；Excel的圖表制作、排序、篩選等功能；PowerPoint的制作、放映設(shè)置等功能；網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)資源的搜索技巧等。2.掌握計(jì)算機(jī)操作的基本技能11（四）學(xué)習(xí)目標(biāo)-2

本課程是后續(xù)課程《數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用》的基礎(chǔ)，對本課程的一些基本操作和方法的學(xué)習(xí)是否扎實(shí)，對計(jì)算機(jī)二級考試能否順利通過也十分重要。3.為后續(xù)數(shù)據(jù)庫課程和計(jì)算機(jī)二級考試做準(zhǔn)備12（四）學(xué)習(xí)目標(biāo)-3第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識1.1概述1.2計(jì)算機(jī)中數(shù)和字符的表示1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.4操作系統(tǒng)概述1.5微型計(jì)算機(jī)的配置131.1 概述1.1.1 計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展1.1.2 計(jì)算機(jī)的分類1.1.3 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用141.1.1計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展在人類的整個(gè)發(fā)展歷程中，一直都在尋找快速有效的計(jì)算工具。下面請看計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的歷史軌跡。1.最早的計(jì)算工具—人的十指。2.算籌—中國古代的計(jì)算工具。153.算盤—約產(chǎn)生于公元600年左右。1.1.1計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展164.計(jì)算尺（1620年）和計(jì)算器（1642年）的產(chǎn)生1.1.1計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展175.1832年由英國數(shù)學(xué)家巴貝奇首先提出了通用數(shù)字計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想，并且設(shè)計(jì)出了第一臺由外部指令驅(qū)動(dòng)的計(jì)算機(jī)，可是由于缺乏資金和受當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的限制，他未能制造出這樣的機(jī)器。1.1.1計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展186.1854年，英國數(shù)學(xué)家布爾提出了符號邏輯的思想，數(shù)十年后形成了計(jì)算機(jī)科學(xué)軟件的理論基礎(chǔ)。1.1.1計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展197.1936年英國數(shù)學(xué)家圖靈提出了著名的“圖靈機(jī)”模型，探討了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基本概念，從理論上證明了研制通用數(shù)字計(jì)算機(jī)的可行性。1.1.1計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展208.1945年，匈牙利出生的美籍?dāng)?shù)學(xué)家馮·諾依曼提出了在數(shù)字計(jì)算機(jī)內(nèi)部的存儲器中存放程序的概念，這是所有現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的范式，被稱為“馮·諾依曼結(jié)構(gòu)”，按照這個(gè)結(jié)構(gòu)制造的計(jì)算機(jī)稱為存儲程序的計(jì)算機(jī)，又稱為通用計(jì)算機(jī)。

馮·諾依曼被人們譽(yù)為“計(jì)算機(jī)之父”。1.1.1計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展211946年2月，由賓夕法尼亞大學(xué)的工程師們開發(fā)出了世界上第一臺電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer，電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)），這是一臺真正現(xiàn)代意義上的計(jì)算機(jī)。1.1.1計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展22第一代電子管計(jì)算機(jī)-ENIAC運(yùn)算速度5000次/秒；功耗150kw/h；用手工搬動(dòng)開關(guān)和拔插電纜來編程,占地170m2,重約30噸,100萬美元。23從第一臺電子計(jì)算機(jī)ENIAC的誕生到現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了四個(gè)時(shí)代，并正在向第五代（新一代）發(fā)展：第一代（1946~1957）：電子管計(jì)算機(jī)；第二代（1958~1964）：晶體管計(jì)算機(jī)；第三代（1965~1970）：集成電路計(jì)算機(jī)；第四代（1970~）：超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)。1.1.1計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展24第一代：電子管時(shí)代(1946年～1958年)●以電子管為基本電子元器件；使用機(jī)器語言和匯編語言；應(yīng)用領(lǐng)域主要局限于科學(xué)計(jì)算。這一代計(jì)算機(jī)是計(jì)算機(jī)發(fā)展的初級階段,運(yùn)算速度每秒只有幾千次至幾萬次，體積大、功耗大、價(jià)格昂貴、可靠性差。25第一代：電子管計(jì)算機(jī)電子管2627第一代：電子管計(jì)算機(jī)

電子管計(jì)算機(jī)，無操作系統(tǒng)，由手工控制作業(yè)的輸入輸出,通過控制臺開關(guān)啟動(dòng)程序運(yùn)行。

用戶使用計(jì)算機(jī)的過程大致如下：先把程序紙帶裝上輸入機(jī)，啟動(dòng)輸入機(jī)把程序和數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)，然后通過控制臺開關(guān)啟動(dòng)程序運(yùn)行，計(jì)算完畢后，用戶拿走打印結(jié)果。28第一代：電子管計(jì)算機(jī)第二代：晶體管時(shí)代(1958年～1964年)●特點(diǎn)：運(yùn)算速度達(dá)到每秒幾萬次至幾十萬次，體積縮小，重量減輕，功耗大為降低，可靠性有所提高?！癯霈F(xiàn)了程序設(shè)計(jì)語言（例如FORTRAN）和操作系統(tǒng)。29第二代：晶體管計(jì)算機(jī)30晶體管第三代：中小規(guī)模集成電路(1964年～1971年)●硬件方面：普遍采用了集成電路，使體積、功耗均顯著減小，可靠性大大提高，運(yùn)算速度已經(jīng)達(dá)到每秒幾十萬次至幾百萬次；●軟件方面：操作系統(tǒng)日臻完善；出現(xiàn)了多道程序，并行處理技術(shù)、多處理機(jī)、虛擬存儲系統(tǒng)等。31第四代：大規(guī)模集成電路(1971年～目前)●硬件方面：大規(guī)模集成電路成為計(jì)算機(jī)的主要元器件，運(yùn)算速度達(dá)到每秒幾百萬次至上億次。出現(xiàn)了微處理器和微型計(jì)算機(jī)。●軟件方面：出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、多處理機(jī)系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)等。32硬件技術(shù)對計(jì)算機(jī)更新?lián)Q代的影響

超大規(guī)模集成電路1978~現(xiàn)在幾百萬次至上億次

大規(guī)模集成電路1971~1977幾十萬次至幾百萬

中小規(guī)模集成電路1964~1971

幾萬次至幾十萬次

晶體管1958~1964

幾千次至幾萬次

電子管1946~1958

速度（次/秒）

硬件技術(shù)

時(shí)間

代三四二一33新一代（第五代）計(jì)算機(jī)●特點(diǎn)：新一代計(jì)算機(jī)是把信息技術(shù)、存儲處理、通信和人工智能（AI）結(jié)合在一起的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)?！衿骷喜捎贸笠?guī)模的集成電路；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有革命性的變化，類似于人腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；采用超并行結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)流計(jì)算等?！癫牧仙鲜褂贸瑢?dǎo)材料和光器件。34神經(jīng)計(jì)算機(jī)用許多微處理機(jī)模仿人腦的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)，采用大量的并行分布式網(wǎng)絡(luò)就構(gòu)成了神經(jīng)計(jì)算機(jī)。神經(jīng)計(jì)算機(jī)除了有許多處理器之外，還有類似神經(jīng)的節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)與許多點(diǎn)相連。若把每一步運(yùn)算分配給每臺微處理器，使它們同時(shí)運(yùn)算，其信息處理速度和智能會大大提高。35超導(dǎo)計(jì)算機(jī)超導(dǎo)計(jì)算機(jī)的性能是目前電子計(jì)算機(jī)無法相比的。目前制成的超導(dǎo)開關(guān)器件的開關(guān)速度，已達(dá)到10-12秒（皮秒）的水平。超導(dǎo)計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度比現(xiàn)在的電子計(jì)算機(jī)快100倍，而電能消耗僅是電子計(jì)算機(jī)的千分之一。如果目前一臺大中型計(jì)算機(jī)，每小時(shí)耗電10千瓦，那么，同樣一臺超導(dǎo)計(jì)算機(jī)只需一節(jié)干電池就可以工作。36我國電子計(jì)算機(jī)的研究狀況從1953年開始的，1958年研制出第一臺計(jì)算機(jī)，即103型通用數(shù)字電子計(jì)算機(jī)，它屬于第一代電子管計(jì)算機(jī)。我國相繼研制出第二代、第三代計(jì)算機(jī)。371983年的“銀河-Ⅰ”巨型計(jì)算機(jī)(1億次／s)381992年的巨型計(jì)算機(jī)“銀河-Ⅱ”(10億次／s)目前又研制成功了“銀河-Ⅲ”巨型計(jì)算機(jī)，運(yùn)行速度已達(dá)到每秒130億次。392000年的巨型計(jì)算機(jī)“神威-Ⅰ”(3840億次／s)在當(dāng)時(shí)世界上已投入商業(yè)運(yùn)行的前500名高性能計(jì)算機(jī)中排48位402004年，上海超級計(jì)算中心的曙光4000A運(yùn)算速度達(dá)到每秒10萬億次，在世界前500名高性能計(jì)算機(jī)中排第10位41超級計(jì)算機(jī)“曙光5000”研制成功——2008-6運(yùn)算速度達(dá)到每秒230萬億次422010年11月，國際TOP500組織公布了最新全球超級計(jì)算機(jī)前500強(qiáng)排行榜，中國首臺千萬億次超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)“天河一號”雄居第一（如圖1-10所示）。其實(shí)測運(yùn)算速度可以達(dá)到每秒2570萬億次。431.1.2計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的種類很多，通常按不同的標(biāo)準(zhǔn)有不同的分類：1.電子計(jì)算機(jī)從原理上可分為三類：模擬式計(jì)算機(jī)：其處理的電信號在時(shí)間上是連續(xù)的，這種信號稱為模擬量。數(shù)字式計(jì)算機(jī)：其處理的電信號在時(shí)間上是斷續(xù)的，這種信號稱為數(shù)字量?；旌鲜接?jì)算機(jī)44010011100數(shù)字信號模擬信號在電學(xué)中具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)以代表0和1的東西很多。例如：電壓的高和低，開關(guān)的開和關(guān)，脈沖的有和無，晶體管的導(dǎo)通和截止等等。452.按構(gòu)成計(jì)算機(jī)的基本元件可分為四類：電子管計(jì)算機(jī)；晶體管計(jì)算機(jī)；集成電路計(jì)算機(jī)；大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路計(jì)算機(jī)。3.按用途可分為專用計(jì)算機(jī)(為某種特定目的所設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)，其適用范圍窄)和通用計(jì)算機(jī)(目前廣泛應(yīng)用的計(jì)算機(jī)，可用于解決各種類型的問題)兩大類。4.根據(jù)計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的快慢、存貯容量的大小、功能的強(qiáng)弱，一般分為巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)和微型機(jī)五類。461.1.2計(jì)算機(jī)的分類1.1.3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用1、科學(xué)計(jì)算：完成數(shù)學(xué)問題的計(jì)算。2、數(shù)據(jù)處理：對大量的數(shù)據(jù)及時(shí)記錄、整理、統(tǒng)計(jì)并加工成人們所需要的形式。3、過程控制：指用計(jì)算機(jī)及時(shí)采集檢測數(shù)據(jù)，按最佳值迅速對控制對象進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)控制。4、計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)：主要包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造和計(jì)算機(jī)輔助教育等。5、人工智能：使計(jì)算機(jī)模擬人類的智能活動(dòng)：學(xué)習(xí)、理解、判斷、識別、推理和問題求解等。6、多媒體技術(shù)：計(jì)算機(jī)對文本、圖形、圖像、音頻和視頻等多種媒體的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行采集、存儲、傳送、編輯和再現(xiàn)等處理技術(shù)。471.2 計(jì)算機(jī)中數(shù)和字符的表示1.2.1 各種進(jìn)位計(jì)數(shù)制1.2.2 不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換1.2.3 數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示1.2.4 字符在計(jì)算機(jī)中的表示481.2.1各種進(jìn)位記數(shù)制日常生活中，人們廣泛使用十進(jìn)制數(shù)，任意一個(gè)十進(jìn)制數(shù)(1234)10可表示為：

(1234)10=1×103+2×102+3×101+4×100

(1234)10的下標(biāo)10表示十進(jìn)制，該數(shù)共有4位；每位可以是0～9十個(gè)數(shù)字中的任意一個(gè)；根據(jù)每位所處位置而賦以一個(gè)固定的單位值10i稱之為權(quán)。式中的10稱為基數(shù)或“底”。49與計(jì)算機(jī)有關(guān)的常用的幾種進(jìn)位記數(shù)制1.十進(jìn)制（十進(jìn)位記數(shù)制）具有十個(gè)不同的數(shù)碼符號0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，其基數(shù)為10；十進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)是十進(jìn)一。（1011）10=1×103+0×102+1×101+1×10050與計(jì)算機(jī)有關(guān)的常用的幾種進(jìn)位記數(shù)制2.八進(jìn)制（八進(jìn)位記數(shù)制）具有八個(gè)不同的數(shù)碼符號0、1、2、3、4、5、6、7，其基數(shù)為8；八進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)是逢八進(jìn)一。（1011）8=1×83+0×82+1×81+1×80

=（521）1051與計(jì)算機(jī)有關(guān)的常用的幾種進(jìn)位記數(shù)制3.十六進(jìn)制（十六進(jìn)位記數(shù)制）具有十六個(gè)不同的數(shù)碼符號0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，其基數(shù)為16；十六進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)是逢十六進(jìn)一。（1011）16=1×163+0×162+1×161+1×160

=（4113）1052與計(jì)算機(jī)有關(guān)的常用的幾種進(jìn)位記數(shù)制

4.二進(jìn)制（二進(jìn)位記數(shù)制）二進(jìn)制中只有兩個(gè)數(shù)：0和1。二進(jìn)制數(shù)的基數(shù)為2，其特點(diǎn)是逢二進(jìn)一。531.2.2不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換用計(jì)算機(jī)處理十進(jìn)制數(shù)，必須把它轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制數(shù)才能被計(jì)算機(jī)接受;同理，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算結(jié)果應(yīng)將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成人們習(xí)慣的十進(jìn)制數(shù)。這就產(chǎn)生了不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換問題。541.十進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換

（1）十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制整數(shù)除以2取余法：把被轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制整數(shù)反復(fù)地除以2，直到商為0，所得的余數(shù)（從未位讀起）就是該數(shù)的二進(jìn)制表示。

55例:將十進(jìn)制數(shù)116轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù) 2 116 2 58 ……………0 2 29 ……………0 214 ……………1 27 ……………0 23……………1 21 ……………1

0 ……………1

反復(fù)的除以2

每次的商

每次的余數(shù)所以(116)10=(1110100)2(低位)(高位)10→8是“除以8取余法”；10→16是“除以16取余法”。56（2）十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)將十進(jìn)制小數(shù)連續(xù)乘以2，選取進(jìn)位整數(shù)，直到滿足精度要求為止。簡稱“乘以2取整法”。例如：求(0.625)10=(?)2

0.625

×2(高位)

第一位小數(shù)→1.(十分位)250×2

第二位小數(shù)→0.(百分位)500×2(低位)

第三位小數(shù)→1.(千分位)000(0.625)10=(0.101)2

10→8是“乘以8取整法”;10→16是“乘以16取整法”。57（3）二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)將二進(jìn)制數(shù)按權(quán)（2i）展開求和即可

例如：(10001100.101)2=(？)101×27+0×26+0×25+0×24+1×23+1×22+0×21+0×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3

=128+0+0+0+8+4+0+0+0.5+0+0125=140.625

所以：(10001100.101)2=(140.625)10582.二進(jìn)制與八進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換（1）二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)和八進(jìn)制數(shù)之間存在特殊關(guān)系，即8=23;具體轉(zhuǎn)換方法是：從小數(shù)點(diǎn)開始，整數(shù)部分從右向左3位一組，小數(shù)部分從左向右3位一組，不足三位用0補(bǔ)足，寫成對應(yīng)的八進(jìn)制數(shù)即可。59例子：(1111011)2=(?)8

001111011二進(jìn)制↓↓↓173八進(jìn)制(1111011)2=(173)8

60（2）八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)以小數(shù)點(diǎn)為界，向左或向右每一位八進(jìn)制數(shù)用相應(yīng)的三位二進(jìn)制數(shù)取代，然后將其連在一起即可。例如:(173)8

=(?)2

173八進(jìn)制↓↓↓001111011二進(jìn)制二進(jìn)制數(shù)和16進(jìn)制數(shù)之間存在特殊關(guān)系，即16=24

(173)8=(001111011)261數(shù)的二、十、十六進(jìn)制數(shù)表示對照表

（表1-2）二進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)制二進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)制000000100199000111101010A001022101111B001133110012C010044110113D010155111014E011066111115F0111771000886263練習(xí)題進(jìn)制的轉(zhuǎn)換：

1）把二

十進(jìn)制數(shù)：（101.111）2

2）把十

二進(jìn)制數(shù)：（74.25）103）把二

八進(jìn)制數(shù)：（11011.10011）2

4）把二

十六進(jìn)制數(shù)：(11.11)2

5）把十六

二進(jìn)制數(shù):

(1FFF)16

64答案：1）把二

十進(jìn)制數(shù)：（101.111）2

將二進(jìn)制數(shù)按權(quán)（2i）展開求和（101.111）2

=1×22+0×21+1×20+1×2-1+1×2-2+1×2-3

=（5.875）10652）把十

二進(jìn)制數(shù)：（74.25）10整數(shù)部分：除以2取余法小數(shù)部分：乘以2取整法最后把2個(gè)部分的結(jié)果連接起來（74.25）10=（1001010.01)2663）把二

八進(jìn)制數(shù)：（11011.10011）2

3位一組對應(yīng)法（011

011.100

110）2=（33.46)8674）把二

十六進(jìn)制數(shù)：(11.11)2

4位一組對應(yīng)法（0011.1100）2=（3.C)16685）把十六

二進(jìn)制數(shù):

(1FFF)16

4位一組對應(yīng)法（1FFF）16=（11111

1111

1111)2691.2.3數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示在計(jì)算機(jī)中，所有的數(shù)據(jù)、指令以及一些符號等都是用特定的二進(jìn)制代碼表示的。把一個(gè)數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)二進(jìn)制的表示形式稱為機(jī)器數(shù)，該數(shù)稱為這個(gè)機(jī)器數(shù)的真值。70機(jī)器數(shù)具有下列3個(gè)特點(diǎn)-1：機(jī)器數(shù)有固定的位數(shù)它所表示的數(shù)受到固定位數(shù)的限制，具有一定的范圍，超過這個(gè)范圍就會產(chǎn)生“溢出”。

例如，一個(gè)8位機(jī)器數(shù)，所能表示的無符號整數(shù)的最大值是全“1”：11111111，即十進(jìn)制數(shù)255。如果超過這個(gè)值，就會產(chǎn)生“溢出”。71

機(jī)器數(shù)具有下列3個(gè)特點(diǎn)-2：機(jī)器數(shù)把其真值的符號數(shù)字化機(jī)器數(shù)中規(guī)定的符號位（一般是最高位）取0或1，來分別表示其值的正或負(fù)（0表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù)）。例如，一個(gè)8位機(jī)器數(shù)，其最高位是符號位，那末對于00101110和10010011，其真值分別為十進(jìn)制數(shù)+46和-19。72機(jī)器數(shù)中，采用定點(diǎn)和浮點(diǎn)2種方式來表示小數(shù)點(diǎn)的位置定點(diǎn)表示法定點(diǎn)表示是把小數(shù)點(diǎn)約定在機(jī)器數(shù)的某一個(gè)固定的位置上定點(diǎn)純小數(shù)（不含整數(shù)位的數(shù)）:小數(shù)點(diǎn)固定在符號位之后。0.0010011定點(diǎn)整數(shù):小數(shù)點(diǎn)固定在數(shù)值的最后一位之后。10011.例如字長為16時(shí)，數(shù)據(jù)“-2-15”和“+32767”用定點(diǎn)表示法如下。73

機(jī)器數(shù)具有下列3個(gè)特點(diǎn)-3：數(shù)的定點(diǎn)表示法

圖1-13

-2-15+3276774浮點(diǎn)表示法浮點(diǎn)表示法是指表示一個(gè)數(shù)時(shí)，其小數(shù)點(diǎn)的位置是浮動(dòng)的。它實(shí)際上是數(shù)的科學(xué)記數(shù)法（指數(shù)記數(shù)法）在計(jì)算機(jī)中的具體實(shí)現(xiàn)。例如，1010.11=0.101011×24

=0.101011×2100。100稱為階碼，是一個(gè)二進(jìn)制整數(shù)（定點(diǎn)整數(shù)），（100）2=(4)10

；0.101011稱為尾數(shù)，是一個(gè)二進(jìn)制小數(shù)（定點(diǎn)純小數(shù)）。751.2.4 字符在計(jì)算機(jī)中的表示1、西文字符在計(jì)算機(jī)中的表示在計(jì)算機(jī)內(nèi)必須要引入文字、字母以及某些專用符號，以便表示文字語言、邏輯語言等信息．如：英文字母、標(biāo)點(diǎn)符號、十進(jìn)制數(shù)以及諸如$、%、@等符號。在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，各種字符必須用一種二進(jìn)制代碼來表示。76目前國際上普遍采用的一種字符系統(tǒng)是7位的ASCII碼:（AmericanStandardCodeforInformationInterchange美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼）包括10個(gè)十進(jìn)制數(shù)碼，26個(gè)英文字母和一定數(shù)量的專用符號，如$、%、@、*等總共約128個(gè)元素。表1-377782、漢字在計(jì)算機(jī)中的表示由于漢字是象形文字，不同于英文、法文等拼音文字，因此用計(jì)算機(jī)進(jìn)行漢字信息處理，遠(yuǎn)比進(jìn)行西文信息處理要復(fù)雜得多。必須要解決漢字的輸入、輸出以及在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的編碼問題，即漢字的輸入碼、字形碼和機(jī)內(nèi)碼的問題。79（1）輸入碼目前，有多種漢字輸入編碼，它們主要有以下幾種類型：數(shù)字編碼:數(shù)字編碼實(shí)質(zhì)上是一種表格編碼，如區(qū)位碼、電報(bào)碼等，它們都是用一定位數(shù)的數(shù)字作為漢字的輸入編碼。（例如：壓4925）數(shù)字編碼的優(yōu)點(diǎn)是無重碼，缺點(diǎn)是代碼難以記憶。字音編碼：拼音碼。優(yōu)點(diǎn)是不需訓(xùn)練和記憶，缺點(diǎn)是輸入重碼率很高，必須進(jìn)行同音字選擇。字形編碼：字形編碼是根據(jù)漢字字形的一種編碼，如五筆字型碼等。80

（2）字形碼顯示或打印輸出漢字，必須提供漢字的字形碼。漢字字形碼是漢字字符形狀的表示，一般可用點(diǎn)陣表示。81漢字庫82

（3）機(jī)內(nèi)碼漢字機(jī)內(nèi)碼，又稱漢字ASCII碼、機(jī)內(nèi)碼，簡稱內(nèi)碼，指計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲、處理加工和傳輸漢字時(shí)所用的由0和l組成的兩個(gè)字節(jié)的代碼。輸入碼被接受后就由漢字操作系統(tǒng)的“輸入處理模塊”轉(zhuǎn)換為機(jī)內(nèi)碼，與所采用的鍵盤輸入法無關(guān)。我國規(guī)定每個(gè)漢字或字符的二進(jìn)制編碼都占2個(gè)字節(jié)(16位二進(jìn)制碼)，也就是漢字內(nèi)碼由兩個(gè)字節(jié)存儲。機(jī)內(nèi)碼是最基本的編碼，不管是什么漢字系統(tǒng)和漢字輸入方法，輸入的漢字外碼（輸入碼）到機(jī)器內(nèi)部都要轉(zhuǎn)換成機(jī)內(nèi)碼，才能被存儲和進(jìn)行各種處理。831.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.3.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成1.3.2 計(jì)算機(jī)的工作原理1.3.3 計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)1.3.4 計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)841.3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的，如圖1-17所示。硬件（Hardware）也稱硬設(shè)備，是指計(jì)算機(jī)的各種看得見、摸得著實(shí)實(shí)在在的裝置，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。軟件（Software）是指所有應(yīng)用計(jì)算機(jī)的技術(shù)，即看不見摸不著的程序和數(shù)據(jù)。85硬件和軟件的關(guān)系硬件是軟件建立和依托的基礎(chǔ)，軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的靈魂。而沒有硬件對軟件的物質(zhì)支持，軟件的功能則無從談起。沒有軟件的硬件是“裸機(jī)”，不能供用戶直接使用。所以把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)作一個(gè)整體來看，即含硬件，也包括軟件，兩者不可分割。硬件和軟件相結(jié)合才能充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能。

86871.3.2計(jì)算機(jī)的工作原理

到目前為止，幾乎生產(chǎn)的所有計(jì)算機(jī)都是馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)（1946年）的計(jì)算機(jī)，這也是我們正在使用的微機(jī)的體系結(jié)構(gòu)。 88馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)1:采用二進(jìn)制代碼表示數(shù)據(jù)和指令。2:采用存儲程序的工作方式，即：事先編制程序；存儲程序；自動(dòng)、連續(xù)地、依次地執(zhí)行指令。89馮·諾依曼計(jì)算機(jī)必須具備以下5大功能：輸入功能：將程序和數(shù)據(jù)送到計(jì)算機(jī)存儲器中。存儲功能：能長期記憶輸入的程序、數(shù)據(jù)及各種結(jié)果。運(yùn)算功能：能完成各種算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算及數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮鳌？刂乒δ埽耗芨鶕?jù)程序的規(guī)定或操作結(jié)果，控制程序的執(zhí)行順序及計(jì)算機(jī)各部件之間的協(xié)調(diào)工作。輸出功能：能根據(jù)人們事先給出的格式要求，將程序、數(shù)據(jù)及結(jié)果輸出給操作人員。905大功能對應(yīng)5大部件911.3.3計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)一、運(yùn)算器主要功能是完成對數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和邏輯判斷等操作。在控制器控制下，它對取自存儲器或其內(nèi)部寄存器的數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)或邏輯運(yùn)算，其結(jié)果暫存在內(nèi)部寄存器或送到存儲器。92邏輯運(yùn)算主要包括以下幾種基本運(yùn)算：（1）邏輯加法（又稱“或”運(yùn)算），符號“+”或“∨”，運(yùn)算規(guī)則：

0+0=0，0∨0=00+1=1，0∨1=11+0=1，1∨0=11+1=1，1∨1=1邏輯運(yùn)算93（2）邏輯乘法（又稱“與”運(yùn)算），符號“×”或“∧”或“·”，運(yùn)算規(guī)則：

0×0=0，0∧0=0，0·0=00×1=0，0∧1=0，0·1=01×0=0，1∧0=0，1·0=01×1=1，1∧1=1，1·1=1邏輯運(yùn)算94（3）邏輯否定（又稱“非”運(yùn)算），運(yùn)算規(guī)則：

0=1非0等于1，1=0非1等于0（4）異或邏輯運(yùn)算（半加運(yùn)算），符號“⊕”，運(yùn)算規(guī)則：

0⊕0=0，0同0異或，結(jié)果為00⊕1=1，0同1異或，結(jié)果為11⊕0=1，1同0異或，結(jié)果為11⊕1=0，1同1異或，結(jié)果為0邏輯運(yùn)算95

二、控制器主要功能是控制各部件工作，使計(jì)算機(jī)能自動(dòng)地執(zhí)行程序。從存儲器順序取出指令，并對指令進(jìn)行分析；然后向有關(guān)部件發(fā)出相應(yīng)的控制信號，使之引起部件協(xié)調(diào)動(dòng)作，完成指令所規(guī)定的操作。取指令

分析指令

執(zhí)行指令96控制器和運(yùn)算器合在一起被稱為CPU

（CentralProcessingUnit，中央處理器）97三、存儲器（Memory）是用來存儲程序和數(shù)據(jù)的部件。用戶先通過輸入設(shè)備把程序和數(shù)據(jù)存儲在存儲器中；運(yùn)行時(shí)，控制器從存儲器逐一取出指令并加以分析，發(fā)生控制命令以完成指令的操作。98存儲器分成主存儲器和輔助存儲器主存儲器與運(yùn)算器和控制器直接相連，存放當(dāng)前正在運(yùn)行的程序和有關(guān)數(shù)據(jù)，存取速度快。輔助存儲器存放計(jì)算機(jī)暫時(shí)不用的程序和數(shù)據(jù)，需要時(shí)才調(diào)入內(nèi)存，它的存取速度相對較慢。99主存儲器-內(nèi)存100輔助存儲器-外存101存儲器的有關(guān)概念二進(jìn)制位，又稱比特（bit）。每一個(gè)能代表0和1的電子線路稱為一個(gè)二進(jìn)制位。存貯器就是一個(gè)包含許許多多個(gè)二進(jìn)制位的電子單元的所組成的龐大電路。字節(jié)，又稱拜特（Byte,B）。1Byte=8bit。存儲容量：它常以字節(jié)為單元來表示。210-記為1KB(1024個(gè)字節(jié))；220-記為1MB；230-記為1GB；240-記為1TB；102四、輸入設(shè)備輸入（Input）設(shè)備能把程序、數(shù)據(jù)、圖形、聲音等信息，通過輸入接口轉(zhuǎn)成計(jì)算機(jī)可接收的形式。103無線鼠標(biāo)激光筆(帶鼠標(biāo)/U盤的教鞭)模數(shù)轉(zhuǎn)換器

104

五、輸出設(shè)備105運(yùn)算器、控制器、主存儲器合稱為計(jì)算機(jī)的主機(jī)。輸入設(shè)備和輸出設(shè)備合稱為I/O設(shè)備。輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和輔助存儲器統(tǒng)稱為外部設(shè)備，簡稱外設(shè)。1061.3.4計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)按功能劃分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。系統(tǒng)軟件用于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的管理、調(diào)度、監(jiān)視和服務(wù)等功能。應(yīng)用軟件是用戶為解決某種應(yīng)用問題而編制的程序。1071.系統(tǒng)軟件1)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是最重要的系統(tǒng)軟件。操作系統(tǒng)（OperatingSystem，簡稱OS）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)系統(tǒng)軟件，它是這樣一些程序模塊的集合——它們管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的軟件和硬件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)工作流程，以便有效地利用這些資源為用戶提供一個(gè)功能強(qiáng)大、使用方便和可擴(kuò)展的工作環(huán)境，從而在計(jì)算機(jī)與其用戶之間起到接口的作用。1082)計(jì)算機(jī)語言人和計(jì)算機(jī)交流信息需要使用語言，這種語言稱為計(jì)算機(jī)語言，或者稱為程序設(shè)計(jì)語言。計(jì)算機(jī)語言通常