《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課件第二章

目錄2.1計(jì)算機(jī)的概念2.2計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生及發(fā)展2.3計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及性能指標(biāo)

2.4計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域2.5計(jì)算機(jī)的分類二、

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識2.6計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向2.7信息在計(jì)算機(jī)中的表示2.8漢字的編碼及漢字輸入2.9計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)及工作原理二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

計(jì)算機(jī)是一個(gè)非常復(fù)雜和龐大的系統(tǒng)，并且在不同的發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)又有不同的特征，單純從某一個(gè)或幾個(gè)方面都很難準(zhǔn)確而又完整地給出計(jì)算機(jī)的定義，但在現(xiàn)階段，人們一般把計(jì)算機(jī)定義為：計(jì)算機(jī)是一種能夠快速、準(zhǔn)確、自動地按照預(yù)先編制好的程序?qū)Ω鞣N數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行處理的電子裝置。

通過這個(gè)定義，我們可以知道計(jì)算機(jī)的基本特點(diǎn)是快速、準(zhǔn)確、自動；計(jì)算機(jī)是由軟件系統(tǒng)(程序、數(shù)據(jù)、信息)和硬件系統(tǒng)(電子裝置)兩大部分組成；計(jì)算機(jī)的工作原理是在預(yù)先編制好的程序控制下來實(shí)現(xiàn)的。2.1計(jì)算機(jī)的概念二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

在電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)生之前，人們在生產(chǎn)和生活中先后發(fā)明了各種計(jì)算工具，從公元600年前中國的算盤、17世紀(jì)歐洲的計(jì)算尺和機(jī)械式計(jì)算機(jī)，到19世紀(jì)初的圖靈機(jī)，無一不反映了人們對計(jì)算科學(xué)的不斷探索，盡管這些工具可以極大地幫助人們完成各種計(jì)算，但它們都不能稱為計(jì)算機(jī)，都不能對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動存儲、分析和處理，直到第二次世界大戰(zhàn)接近尾聲時(shí)，美國科學(xué)家為解決彈道導(dǎo)彈發(fā)射軌跡中復(fù)雜的計(jì)算問題，才于1946年2月25日在賓夕法尼亞大學(xué)研制出了世界上第一臺真正意義上的電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)(ENIAC)，如圖2-1所示。2.2計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生及發(fā)展二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識圖2-1ENIAC的主機(jī)房二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

盡管ENIAC和現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)相比體積大(僅主機(jī)房就占地170多平方米，主機(jī)重達(dá)30多噸)、功耗高(耗電150千瓦)、運(yùn)算速度慢(每秒鐘僅能完成5000次加法、1500次乘法運(yùn)算)，但它卻使過去人工需20多小時(shí)才能完成的計(jì)算一條彈道的工作時(shí)間縮短到30秒，使科學(xué)家們可以從奴隸般的科學(xué)計(jì)算中解放出來，投入到更多、更好的算法設(shè)計(jì)工作中去。因此，ENIAC的問世標(biāo)志著人類社會計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識時(shí)間名稱存儲器軟件特點(diǎn)應(yīng)用1946～1957年電子管計(jì)算機(jī)內(nèi)存為延遲線或磁鼓，外存為紙帶、磁帶計(jì)算機(jī)程序由機(jī)器語言和匯編語言編寫，無操作系統(tǒng)，使用困難體積大、運(yùn)算速度低(每秒幾千～幾萬次)、存儲器容量小(1～4KB)、功能弱、造價(jià)高國防、軍事中的科學(xué)計(jì)算1958～1963年晶體管計(jì)算機(jī)內(nèi)存為磁芯體，外存為磁帶和磁盤出現(xiàn)了高級語言，如Basic、Fortran等體積縮小、功耗降低、運(yùn)算速度提高到每秒幾十萬次、可靠性較高數(shù)據(jù)處理事務(wù)管理1964～1971年中、小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)內(nèi)存為磁芯體，外存為磁帶和磁盤軟件形成了產(chǎn)業(yè)，出現(xiàn)了操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)體積、重量、功耗進(jìn)一步減少，運(yùn)算速度及可靠性進(jìn)一步提高工、農(nóng)業(yè)及民用1972年至今大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)內(nèi)存由集成電路做成，外存主要為光盤和硬盤出現(xiàn)了豐富多彩的軟件市場軟、硬件技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，計(jì)算機(jī)進(jìn)入以網(wǎng)絡(luò)和多媒體為特征的時(shí)代各行各業(yè)表2-1計(jì)算機(jī)發(fā)展的各個(gè)階段二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，前四代計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)在新形勢下已經(jīng)不能滿足人們的需要，因此從20世紀(jì)80年代開始，美國、日本、德國等投入大量人力、物力研制新一代的計(jì)算機(jī)，即第五代計(jì)算機(jī)，其目標(biāo)是力圖突破馮·諾依曼理論體系，使計(jì)算機(jī)像人一樣具有聽、看、說和思考的能力。第五代計(jì)算機(jī)具有知識存儲和知識庫管理功能，能利用已有知識對問題進(jìn)行推理、判斷、聯(lián)想和學(xué)習(xí)，它涉及到很多高新技術(shù)領(lǐng)域，如微電子學(xué)、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、高級信息處理、軟件工程、知識工程和知識庫、人工智能和人機(jī)界面(能理解自然語言，處理聲、光、像的交互)等。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

一、計(jì)算速度快

通常以每秒鐘完成基本加法指令的數(shù)目來表示計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，其單位是百萬次/秒(MIPS)。大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路技術(shù)在計(jì)算機(jī)中的廣泛應(yīng)用，使得計(jì)算機(jī)每秒可以執(zhí)行數(shù)百億次、甚至數(shù)千億次算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，將過去人工需要幾年或幾十年完才成的科學(xué)計(jì)算(如天氣預(yù)報(bào)，有限元計(jì)算等)，能在幾個(gè)小時(shí)或更短時(shí)間內(nèi)得到結(jié)果。2.3計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及性能指標(biāo)二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

二、運(yùn)算精度高

由于計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制數(shù)字進(jìn)行運(yùn)算，因此計(jì)算精度主要由表示數(shù)據(jù)寬度的字長決定，其單位為“位(b)”，例如當(dāng)前廣泛使用的“酷?！毕盗兄鳈C(jī)的字長可達(dá)64位。隨著字長的增長并配合先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)，計(jì)算精度不斷提高，它可以滿足各類復(fù)雜計(jì)算模型對計(jì)算精度的要求。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

三、存儲容量大

存儲容量也是計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要的性能指標(biāo)，其單位為“字節(jié)(B)”，存儲容量不僅可以影響計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，也直接決定了計(jì)算機(jī)中包含的信息量，目前一般的微機(jī)內(nèi)存容量已達(dá)512MB～8GB，加上各種磁盤、硬盤、光盤等外部存儲器，計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)各種大容量數(shù)據(jù)的長期儲存。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

四、擴(kuò)展能力強(qiáng)

擴(kuò)展能力即對軟件的兼容性和外部設(shè)備的擴(kuò)展性?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)一般都提供了很多類型的擴(kuò)展總線和接口，各種名目繁多的外部設(shè)備可以很方便地連接到主機(jī)上。

五、可靠性能高

由于硬件技術(shù)的迅速發(fā)展，采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的計(jì)算機(jī)具有非常高的可靠性，尤其是在計(jì)算機(jī)中加入了各種硬件冗余技術(shù)后，其平均無故障時(shí)間可達(dá)到幾個(gè)月、幾年甚至更長，由計(jì)算機(jī)硬件所引起的錯(cuò)誤和帶來的損失也越來越少。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

六、工作全自動

計(jì)算機(jī)是按人們預(yù)先編制好的程序來工作的，程序運(yùn)行后，一般不需要人工干預(yù)就能自動完成各種工作。

七、應(yīng)用范圍廣

在不同的應(yīng)用領(lǐng)域中，只要編制和運(yùn)行不同的應(yīng)用軟件，計(jì)算機(jī)就能在此領(lǐng)域中很好地服務(wù)，通用性極強(qiáng)。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

一、科學(xué)計(jì)算

科學(xué)計(jì)算也稱為數(shù)值計(jì)算，指利用計(jì)算機(jī)來完成科學(xué)研究和工程技術(shù)中提出的一些十分復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得各種領(lǐng)域中的計(jì)算模型日趨復(fù)雜，計(jì)算機(jī)高速、高精度的特點(diǎn)是人工計(jì)算望塵莫及的，通過計(jì)算機(jī)可以解決人工無法解決的復(fù)雜問題，例如計(jì)算機(jī)在高能物理、水利、農(nóng)業(yè)、地球物理、宇宙空間探索、人造衛(wèi)星軌道、宇宙飛船等領(lǐng)域中的應(yīng)用。2.4計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

二、數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理也稱為非數(shù)值運(yùn)算，是目前計(jì)算機(jī)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域之一。指對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，如信息的采集、輸入、分析、合并、分類、統(tǒng)計(jì)、存儲、輸出等。與科學(xué)計(jì)算不同，數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)量大，計(jì)算方法簡單，其中包含了大量的循環(huán)運(yùn)算和重復(fù)運(yùn)算，計(jì)算機(jī)自動、高速、準(zhǔn)確的優(yōu)勢是人工無法比擬的。例如當(dāng)前最為流行的各種辦公自動化(OA)、信息管理系統(tǒng)(MIS)、ERP(企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng))等就是計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)處理方面的典型應(yīng)用。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

三、計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)指利用計(jì)算機(jī)來完成輔助設(shè)計(jì)、輔助制造、輔助教學(xué)等方面的工作。(1)輔助設(shè)計(jì)(CAD)：在系統(tǒng)與設(shè)計(jì)人員的相互作用下，能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)化設(shè)計(jì)的判定和處理，能自動將設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)圖紙。CAD技術(shù)提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和自動化程度，大大加快了新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與研制周期，如建筑設(shè)計(jì)、服裝設(shè)計(jì)、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)、飛機(jī)圖紙的設(shè)計(jì)等。(2)輔助制造(CAM)：用計(jì)算機(jī)對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行管理和控制，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)自動化。(3)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)：例如互動式課件教學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助測試、計(jì)算機(jī)輔助教育管理、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、模擬教室等。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

四、自動控制

自動控制指用計(jì)算機(jī)及時(shí)采集、檢測數(shù)據(jù)，并按最佳值迅速地對控制對象進(jìn)行自動控制或自動調(diào)節(jié)。自動控制是生產(chǎn)自動化的重要技術(shù)和手段，它不僅可以大大提高控制的自動化水平，而且可以提高控制的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，從而改善勞動條件，提高質(zhì)量，節(jié)約能源，降低成本。計(jì)算機(jī)自動控制已在冶金、石油、化工、紡織、水電、機(jī)械、航天等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

五、人工智能

人工智能是指利用計(jì)算機(jī)來模擬人類的智力活動，將人腦在進(jìn)行演繹推理的思維過程、規(guī)則和所采取的策略、技巧等編成計(jì)算機(jī)程序，并依據(jù)其中存儲的公理和推理規(guī)則，使計(jì)算機(jī)能感知、判斷、理解和學(xué)習(xí)，能自動探索解題的方法等。人工智能是處于計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究中最前沿的科學(xué)，近年來已經(jīng)具體應(yīng)用于機(jī)器人、醫(yī)療診斷、計(jì)算機(jī)輔助教育等方面。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

六、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)既是將地理位置不同的具有獨(dú)立功能的多臺計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備，通過通信線路連接起來，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實(shí)現(xiàn)資源共享和信息傳遞，在網(wǎng)絡(luò)中，計(jì)算機(jī)不僅能處理本機(jī)事務(wù)，而且還可以通過各種各樣的網(wǎng)絡(luò)，在浩如煙海的Internet中獲取和發(fā)布信息，與其他人實(shí)現(xiàn)資源共享，進(jìn)行廉價(jià)、高效、實(shí)時(shí)的通信等，例如網(wǎng)頁瀏覽、網(wǎng)上論壇、網(wǎng)絡(luò)銀行、網(wǎng)絡(luò)聊天、電子郵政、網(wǎng)絡(luò)游戲、網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)等。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

七、多媒體應(yīng)用

多媒體應(yīng)用指利用計(jì)算機(jī)來完成包含文字、圖形、聲音、視頻及動畫等多媒體信息的采集、存儲、加工、傳輸和輸出等，例如人們不僅能在計(jì)算機(jī)上聽音樂、看電影、收廣播，甚至還可以進(jìn)行各種逼真的3D游戲。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

一、按工作原理分類(1)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)：電子數(shù)字計(jì)算機(jī)處理的對象主要是由0和1構(gòu)成的二進(jìn)制數(shù)字，其基本運(yùn)算部件是數(shù)字邏輯電路，具有精度高、便于大量信息存儲、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)。通常我們使用的一般都是電子數(shù)字計(jì)算機(jī)，簡稱電子計(jì)算機(jī)。(2)模擬計(jì)算機(jī)：模擬計(jì)算機(jī)處理的對象主要是連續(xù)變化的模擬量(如電壓、電流等)，其基本運(yùn)算部件是由運(yùn)算放大器構(gòu)成的各類運(yùn)算電路。模擬計(jì)算機(jī)解題速度快，但運(yùn)算精度不高，通用性不強(qiáng)，主要用在過程控制中。(3)混合計(jì)算機(jī)：混合式計(jì)算機(jī)結(jié)合了以上兩者的優(yōu)點(diǎn)。2.5計(jì)算機(jī)的分類二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

二、按用途分類(1)通用機(jī)：指為解決各種問題而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，具有較強(qiáng)的通用性。人們平時(shí)使用的計(jì)算機(jī)一般都是通用機(jī)。(2)專用機(jī)：指為解決某一個(gè)或一類問題而特地設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，一般用在過程控制當(dāng)中。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

三、按規(guī)模分類

規(guī)模主要是指計(jì)算機(jī)的一些主要技術(shù)指標(biāo)(如字長、運(yùn)算速度、存儲容量、外部設(shè)備、輸入和輸出能力、配置軟件、價(jià)格高低等)。按規(guī)模的大小可將計(jì)算機(jī)分為以下幾類：(1)巨型機(jī)：也稱超級計(jì)算機(jī)，是目前功能最強(qiáng)、速度最快、價(jià)格最貴的計(jì)算機(jī)，號稱國家級資源，同時(shí)也是一個(gè)國家計(jì)算機(jī)水平、綜合國力和國防實(shí)力的標(biāo)志，主要用于解決尖端科學(xué)研究和戰(zhàn)略武器研制中的復(fù)雜計(jì)算。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(2)大中型機(jī)：這種計(jì)算機(jī)也有很高的運(yùn)算速度和很大的存儲容量，并允許相當(dāng)多的用戶同時(shí)使用，當(dāng)然在量級上不及超級計(jì)算機(jī)，價(jià)格也相對比巨型機(jī)便宜。這類機(jī)器通常用于大型企業(yè)、商業(yè)管理或大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中，也可用作大型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)。(3)小型機(jī)：其規(guī)模比大型機(jī)要小，但仍能支持十幾個(gè)用戶同時(shí)使用。這類機(jī)器價(jià)格較便宜，適合于中小型企、事業(yè)單位使用。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(4)微型機(jī)：其最主要的特點(diǎn)是小巧、靈活、便宜，不過通常一次只能供一個(gè)用戶使用，所以微型計(jì)算機(jī)也叫個(gè)人計(jì)算機(jī)(PersonalComputer，簡稱PC)。近幾年又出現(xiàn)了體積更小的微機(jī)，如筆記本電腦、掌上電腦等。微型計(jì)算機(jī)還可按字長分為8位機(jī)、32位機(jī)、64位機(jī)；按結(jié)構(gòu)分為單片機(jī)、單板機(jī)、多芯片機(jī)和多板機(jī)；按CPU芯片分為286機(jī)、386機(jī)、486機(jī)、Pentium、PⅡ、PⅢ和PⅣ機(jī)等。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

一、巨型化

巨型化不單指計(jì)算機(jī)的體積，而且更強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度、存儲容量及性能等方面。巨型機(jī)是一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志，主要用于尖端技術(shù)研究。我國于1983年研制出具有自主產(chǎn)權(quán)的“銀河Ⅰ”計(jì)算機(jī)，使我國一舉成為世界上極少數(shù)能生產(chǎn)巨型機(jī)的國家之一。2.6計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

二、微型化

計(jì)算機(jī)的微型化主要是指計(jì)算機(jī)體積小、功能強(qiáng)、價(jià)格優(yōu)、操作靈便、軟件及外設(shè)豐富等特點(diǎn)。超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，為計(jì)算機(jī)的微型化創(chuàng)造了條件。目前，微型計(jì)算機(jī)已進(jìn)入儀器、儀表、家用電器等小型儀器設(shè)備中，同時(shí)也可作為工業(yè)控制過程的心臟，使儀器設(shè)備實(shí)現(xiàn)“智能化”，從而使整個(gè)設(shè)備的體積、重量大大減少。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

三、網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)化指利用現(xiàn)代通訊技術(shù)，將分布于不同區(qū)域的計(jì)算機(jī)連接起來。使得我們的計(jì)算機(jī)不再局限于單機(jī)操作，而是可以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)共享到無窮無盡的計(jì)算機(jī)資源和實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。目前，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已廣泛應(yīng)用于金融、交通、國防、教育、郵電和企業(yè)管理等領(lǐng)域。

四、智能化

指計(jì)算機(jī)具有模擬人的感覺和思維的能力，能識別自然語言、圖形和圖像，能根據(jù)自身存儲的知識進(jìn)行推理和求解問題，其主要研究領(lǐng)域包括：自然語言的生成與理解、模式識別、自動定理證明、自動程序設(shè)計(jì)、專家系統(tǒng)、學(xué)習(xí)系統(tǒng)、智能機(jī)器人等。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

進(jìn)制是用于計(jì)數(shù)的一種方法，現(xiàn)實(shí)生活中，除了人們常用的十進(jìn)制外，還有用于計(jì)算星期的七進(jìn)制、計(jì)算月份的十二進(jìn)制等，而在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，最主要的是二進(jìn)制，當(dāng)然有時(shí)也使用八進(jìn)制和十六進(jìn)制。在各種計(jì)數(shù)數(shù)制中，無論是“幾”進(jìn)制，通常都由“幾”個(gè)固定計(jì)數(shù)符號組成，都遵循逢“幾”進(jìn)一的原則。表2-2是常見進(jìn)制的主要特征。2.7信息在計(jì)算機(jī)中的表示2.7.1數(shù)制及其轉(zhuǎn)換二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識進(jìn)制基數(shù)數(shù)

碼特

點(diǎn)例二進(jìn)制20、1最大為1，最小為0，超過2就進(jìn)位，即“逢二進(jìn)一”110111+101011001100八進(jìn)制80、1、2、3、4、5、6、7最大為7，最小為0，超過8就進(jìn)位，即“逢八進(jìn)一”14671+1526132152十進(jìn)制100、1、2、3、4、5、6、7、8、9最大為9，最小為0，超過10就進(jìn)位，即“逢十進(jìn)一”12345+1123223577十六進(jìn)制160、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F最大為F，最小為0，超過16就進(jìn)位，即“逢十六進(jìn)一”25437+1269837ACF表2-2常用計(jì)數(shù)數(shù)制二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

一、權(quán)值

一種數(shù)制中某一位上的“1”所表示的數(shù)值大小，稱為該位的位權(quán)。在任何進(jìn)制中，一個(gè)數(shù)的每個(gè)位置都有一個(gè)權(quán)值。比如十進(jìn)制數(shù)34958的值為(34958)10?=

3

×

104

+

4

×

103

+

9

×

102?+

5

×

101?+

8

×

100

從右向左，每一位對應(yīng)的權(quán)值分別為100、101、102、103、104。由于其進(jìn)位的基數(shù)不同，則不同進(jìn)制中各位的權(quán)值也有所不同。比如二進(jìn)制數(shù)100101，其值應(yīng)為(100101)2?=

1

×

25

+

0

×

24

+

0

×

23

+

1

×

22?+

0

×

21?+

1

×

20

從右向左，對應(yīng)的權(quán)值分別為20、21、22、23、24、25。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

二、不同數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換1．八、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制

按權(quán)展開求和，即將每位數(shù)碼乘以各自的權(quán)值并累加。

例：將(1001.1)2和(A3B.E5)16按權(quán)展開求和。(1001.1)2=

1

×

23

+

0

×

22

+

0

×

21

+

1

×

20

+

1

×

2-1

=

8

+

1

+

0.5

=

(9.5)10(A3B.E5)16=?10?×?162?+?3?×?161?+?11?×?160?+?14?×?16-1?+?5?×?16-2

=?2560?+?48?+?11?+?0.875?+?0.01953125

=?(2619.89453125)10二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識 2．十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二、八、十六進(jìn)制

整數(shù)部分和小數(shù)部分分別遵守不同的轉(zhuǎn)換規(guī)則。假設(shè)將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為R進(jìn)制數(shù)： (1)整數(shù)部分：除以R取余法，即整數(shù)部分不斷除以R取余數(shù)，直到商為0為止，最先得到的余數(shù)為最低位，最后得到的余數(shù)為最高位。 (2)小數(shù)部分：乘R取整法，即小數(shù)部分不斷乘以R取整數(shù)，直到積為0或達(dá)到有效精度為止，最先得到的整數(shù)為最高位(最靠近小數(shù)點(diǎn))，最后得到的整數(shù)為最低位。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

例：將(75.453)10轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)(取4位小數(shù))。(75.453)10=(1001011.0111)2二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

例：將(152.32)10轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)(取3位小數(shù))。(152.32)10=(230.243)8二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

例：將(237.45)10轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)(取3位小數(shù))。(237.45)10=(ED.733)16二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識 3．二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八、十六進(jìn)制

因?yàn)?3?=

8、24?=

16，所以3位二進(jìn)制數(shù)對應(yīng)1位八進(jìn)制數(shù)，4位二進(jìn)制數(shù)對應(yīng)1位十六進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八、十六進(jìn)制數(shù)比轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)容易得多，因此常用八、十六進(jìn)制數(shù)來表示二進(jìn)制數(shù)。

將二進(jìn)制數(shù)以小數(shù)點(diǎn)為中心分別向兩邊分組，轉(zhuǎn)換成八(或十六)進(jìn)制數(shù)，每3(或4)位為一組，不夠位數(shù)在兩邊加0補(bǔ)足，然后將每組二進(jìn)制數(shù)化成八(或十六)進(jìn)制數(shù)即可。

例：將二進(jìn)制數(shù)1001101101.11001分別轉(zhuǎn)換為八、十六進(jìn)制數(shù)。(001

001

101

101.110

010)2?=?(1155.62)8(注意：在兩邊補(bǔ)零)(0010

0110

1101.1100

1000)2?=?(26D.C8)16二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識 4．八、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制

將每位八(或十六)進(jìn)制數(shù)展開為3(或4)位二進(jìn)制數(shù)，不夠位數(shù)在兩邊加0補(bǔ)足。

例：(631.02)8?=?(110

011

001.000

010)2 (23B.E5)16?=?(0010

0011

1011.1110

0101)2

注：整數(shù)前的高位零可以取消。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

由于二進(jìn)制由數(shù)字“0”和“1”組成，它可以很方便地與半導(dǎo)體器件上的無電和有電兩種基本狀態(tài)相對應(yīng)，線路有電則記為“1”，如標(biāo)記為“1”則代表線路有電，“0”則代表無電，相對于其他進(jìn)制而言，二進(jìn)制更便于用物理硬件來實(shí)現(xiàn)，又有簡單的運(yùn)算規(guī)則(即逢二進(jìn)一，如：0?+?1?=?1、1?+?1?=?10、10?+?1?=?11、11?+?1?=?100等)，可極大地簡化計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)、提高計(jì)算機(jī)的可靠性和運(yùn)算速度，因此二進(jìn)制成為計(jì)算機(jī)中最基本、最常用的計(jì)數(shù)數(shù)制，計(jì)算機(jī)中所有信息都是“0”和“1”的不同組合來表示。2.7.2二進(jìn)制與信息二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

現(xiàn)在我們假設(shè)在某臺計(jì)算機(jī)的內(nèi)部有8條并列的電線，也即計(jì)算機(jī)的總線寬度為8個(gè)二進(jìn)制位，如圖2-6所示，在某個(gè)時(shí)刻，用電表分別對這8條電線進(jìn)行檢測，并將結(jié)果用特定的方法記錄在計(jì)算機(jī)存儲器的連續(xù)8個(gè)存儲單元中，這樣存儲在存儲器的信息就組成了一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，然后計(jì)算機(jī)再根據(jù)某種編碼規(guī)定來識別這個(gè)二進(jìn)制數(shù)所代表的具體信息。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識圖2-6信息、二進(jìn)制與電路的關(guān)系二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

如圖2-6所示，在某個(gè)時(shí)刻8條電線都沒電，則在存儲器中存儲的二進(jìn)制數(shù)為00000000，就代表一個(gè)空字符或空操作；在某個(gè)時(shí)刻8條電線中只有第3、4及第8條線有電，則在存儲器中存儲的二進(jìn)制數(shù)為00110001，通過查找編碼表就可知道，這8條電線此時(shí)的狀態(tài)代表一個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字“1”；而在某個(gè)時(shí)刻，8條電線中只有第2及第8條線有電，其他線沒電，則在存儲器中存儲的二進(jìn)制數(shù)為01000001，通過查找編碼表就可知道這8條電線代表是一個(gè)大寫的英文字符“A”。這樣，通過一系列的“0”和“1”的組合，計(jì)算機(jī)就可以將我們現(xiàn)實(shí)生活中的信息表示出來，我們將這種用“0”和“1”來表示信息的過程稱為字符的編碼。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

當(dāng)然，在這個(gè)例子中，由于電線的數(shù)量有限(即計(jì)算機(jī)的字長僅為8位)，根據(jù)排列組合的原則，計(jì)算機(jī)最多只能表示28?=

256種信息，但隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)的字長現(xiàn)已達(dá)到64位，則計(jì)算機(jī)能表示的基本信息可達(dá)到264種，再配合各種先進(jìn)的編碼和算法，計(jì)算機(jī)能表示的信息數(shù)量則可達(dá)到更多，運(yùn)算精度也更高。這樣計(jì)算機(jī)就不僅能表示和處理數(shù)字、字母、符號等基本信息，而且還可以處理漢字、圖形、圖像、聲音、動畫及視頻等。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

我們把在計(jì)算機(jī)存儲器中存儲一個(gè)二進(jìn)制數(shù)“0”或“1”所占用的空間稱為一個(gè)二進(jìn)制位，它是計(jì)算機(jī)存儲容量的最小單位，那么由8個(gè)這樣連續(xù)的二進(jìn)制位就組成了一個(gè)字節(jié)(B)，字節(jié)是衡量計(jì)算機(jī)存儲容量的最基本單位。由于字節(jié)的數(shù)量級很小，所以常用的存儲單位還有千字節(jié)(KB)、兆字節(jié)(MB)、吉字節(jié)(GB)、特字節(jié)(TB)等，它們的換算關(guān)系如下：1KB?=?210B?=?1024B 1MB?=?210KB?=?1024KB1GB?=?210MB?=?1024MB 1TB?=?210GB?=?1024GB2.7.3存儲容量及其單位二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

所謂西文字符即是指數(shù)字、字母、符號及一些特殊控制符等，西文字符是計(jì)算機(jī)最早能處理的字符。美國國家標(biāo)準(zhǔn)委員會就制定了用于對西文字符編碼規(guī)范的ASCII，簡稱美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼。它分為標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼(用1個(gè)字節(jié)中的后7位表示信息，而第1位規(guī)定為“0”，可表示128個(gè)字符，如表2-3所示)和擴(kuò)展ASCII碼(用1個(gè)字節(jié)來表示信息，可表示256個(gè)字符)兩個(gè)版本。2.7.4西文字符的編碼二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識b7b6b5b4b3b2b1b0000000010010001101000101011001110000NULDLESP0@P.p0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2“2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB‘7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*:JZjz1011VTESC+;K[k{1100FFFS,<

L\l|1101CRGS-=M]m}1110SORS.>

N^n~1111SIUS/?O_oDEL表2-3標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼表二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

一、漢字系統(tǒng)的概念及漢字的編碼

漢字系統(tǒng)是指利用計(jì)算機(jī)對漢字進(jìn)行存儲、轉(zhuǎn)換、傳輸和加工的操作系統(tǒng)，它是一種系統(tǒng)軟件，其功能就是使計(jì)算機(jī)能夠輸入、存儲、顯示和打印漢字，并提供各種輸入漢字的方法和使用漢字的環(huán)境。2.8漢字的編碼及漢字輸入2.8.1漢字的編碼二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

為了用計(jì)算機(jī)處理漢字，同樣也需要對漢字進(jìn)行編碼。由于漢字的數(shù)量眾多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此根據(jù)在處理過程中的不同操作要求，漢字編碼主要分為漢字輸入碼、漢字信息交換碼、漢字內(nèi)碼、漢字地址碼及漢字字形碼。計(jì)算機(jī)對漢字信息的處理過程實(shí)際上是各種漢字編碼間的轉(zhuǎn)換過程。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

二、漢字系統(tǒng)的工作原理

漢字的輸入、處理和輸出的過程，實(shí)際上是漢字的各種代碼之間的轉(zhuǎn)換過程，即漢字代碼在系統(tǒng)有關(guān)部件之間流動的過程，漢字輸入碼向內(nèi)碼的轉(zhuǎn)換是通過使用輸入字典(或稱索引表，即外碼與內(nèi)碼的對照表)實(shí)現(xiàn)的。一般的系統(tǒng)具有多種輸入方法，每種輸入方法都有各自的索引表。在計(jì)算機(jī)的內(nèi)部處理過程中，漢字信息的存儲和各種必要的加工，以及向軟盤、硬盤或磁帶存儲漢字信息，都是以漢字內(nèi)碼形式進(jìn)行的；漢字通信過程中，處理機(jī)將漢字內(nèi)碼轉(zhuǎn)換為適合于通信用的交換碼以實(shí)現(xiàn)通信處理；在漢字的顯示和打印輸出過程中，處理機(jī)根據(jù)漢字內(nèi)碼計(jì)算出地址碼，按地址碼從字庫中取出漢字字形碼，實(shí)現(xiàn)漢字的顯示或打印輸出。漢字系統(tǒng)的工作原理如圖2-9所示。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識圖2-9漢字系統(tǒng)的工作原理二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識根據(jù)編碼方式的不同，漢字常用的輸入方法分為：(1)音碼輸入法(2)形碼輸入法(3)音形碼輸入法(4)語音輸入法(5)手寫輸入(6)圖形輸入2.8.2漢字的輸入方法二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

一、五筆字型輸入法的安裝

二、漢字的分析 (1)漢字的筆畫及分類：筆畫就是不間斷一次連續(xù)寫成的一個(gè)線段。在五筆字型輸入法中，筆畫分成橫、豎、撇、捺、折5類。 (2)漢字的字形：即組成漢字各部分之間的位置關(guān)系。

2.8.3智能ABC輸入法（見課本）2.8.4五筆字型輸入法二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

三、字根及字根表

字根是由那些組字能力強(qiáng)，而且在日常用語中出現(xiàn)頻率高的筆畫結(jié)構(gòu)組成。在五筆字型輸入法里，總共歸納了200多個(gè)字根，根據(jù)字根的首筆畫代號，把它們分成五類：橫筆畫為1類字根，豎筆畫為2類字根，撇筆畫為3類字根，捺筆畫為4類字根，折筆畫為5類字根。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

四、漢字字根間結(jié)構(gòu)關(guān)系 (1)單：本身就單獨(dú)可作為漢字的字根，包括五種基本筆劃(一、丨、丿、丶、乙)、25個(gè)鍵名字和字根中的漢字，例如：“言、蟲、寸、米、夕”等。 (2)散：構(gòu)成漢字的多個(gè)字根之間互相保持一定的距離，上下型、左右型漢字的字根就屬于這種關(guān)系，例如：“劃、字、構(gòu)、漢”等。 (3)連：指一個(gè)單筆畫與一個(gè)字根連接或帶點(diǎn)結(jié)構(gòu)，例如：“自、且、尺、正、下、勺、術(shù)、太、斗”等。 (4)交：指兩個(gè)或多個(gè)字根交叉重疊構(gòu)成漢字，例如：“本、里、申”等。二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

五、漢字的拆分原則

在拆分漢字時(shí)，先要注意按書寫順序來拆分漢字，然后對里面的一些復(fù)雜字根，按照它的自然界限進(jìn)行拆分，對界線不明顯的，就要按以下拆分原則進(jìn)行拆分。 (1)書寫順序 (2)取大優(yōu)先 (3)兼顧直觀 (4)能連不交 (5)能散不連二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

六、單漢字的輸入

在五筆字型輸入法中，我們把漢字分成三類，即成字字根、鍵名字、鍵外字。

七、簡碼的輸入

為了提高輸入的速度，五筆字型輸入法還將大量的漢字的編碼進(jìn)行了簡化，我們稱之為簡碼。經(jīng)過簡化后，只取漢字全碼的前一個(gè)、兩個(gè)、或三個(gè)字根編碼輸入，根據(jù)漢字的使用頻率，簡碼漢字分為以下三種類型： (1)一級簡碼 (2)二級簡碼 (3)三級簡碼二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

八、詞組的輸入

九、五筆字型輸入法流程圖2-16五筆字型輸入法的流程二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

在第一臺計(jì)算機(jī)ENIAC推出的同時(shí)，著名美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮·諾依曼提出了以下三個(gè)觀點(diǎn) (1)計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制數(shù)表示和處理信息。 (2)計(jì)算機(jī)硬件組成模型由輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、存儲器、運(yùn)算器和控制器五大部分組成。 (3)把指令和數(shù)據(jù)按順序編成程序，存儲到計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中，并讓它自動執(zhí)行。

現(xiàn)在幾乎所有的計(jì)算機(jī)，均是按照這個(gè)理論構(gòu)建起來的，因此，馮·諾依曼被尊稱為“現(xiàn)代計(jì)算機(jī)之父”，現(xiàn)在使用的計(jì)算機(jī)也被稱為“馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)”計(jì)算機(jī)。2.9計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)及工作原理2.9.1計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。硬件系統(tǒng)是軟件系統(tǒng)運(yùn)行的物質(zhì)基礎(chǔ)，而軟件系統(tǒng)則是硬件系統(tǒng)的功能得以實(shí)現(xiàn)和發(fā)揮的頭腦、靈魂，二者相輔相成，缺一不可，具體結(jié)構(gòu)如圖2-17所示。2.9.2計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)圖2-17計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)模型二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

一、軟件系統(tǒng)

軟件是為運(yùn)行、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)而編制的各種程序及程序運(yùn)行所需的數(shù)據(jù)、相關(guān)資料及文檔的總