1、,计算机文化基础,第一章 计算机基础知识,通过本章的学习，需要了解计算机的发展与应用现状；熟悉计算机的基本工作原理、微型计算机系统和基本配置；了解计算机的维护与安全使用的基本常识和计算机病毒的防治方法；理解并熟悉二进制、十进制、八进制和十六进制计数制和数据信息的编码表示；掌握常用汉字输入方法。,第一章 内容提要,计算机的发展与应用,信息在计算机中的表示,计算机指法练习和输入法,计算机系统的组成,计算机的维护与安全使用,1822 差分机,1833 分析机,MARK I,ENIAC,电子计算机时代,1.1.1计算机发展史,第一台电子计算机（ENIAC）,5000次加法/秒 体重28吨 占地170m
2、2 18800只电子管 1500个继电器 功率150KW,Electronic Numerical Integrator And Calculator（电子数值积分和计算机）,1946年2月 美国 宾西法尼亚大学,香侬是现代信息论的著名创始人。1938年，香侬在发表的论文中， 首次用布尔代数进行开关电路分析，并证明布尔代数的逻辑运算可 以通过继电器电路来实现。阿塔纳索夫提出了计算机的三条原则： 1）以二进制的逻辑基础来实现数字运算，以保证精度； 2）利用电子技术来实现控制、逻辑运算和算术运算，以保证计算速度； 3）采用把计算功能和二进制数更新存储功能相分离的结构。,奠定现代计算机发展的重要人物
3、和思想,Claude Shannon,图灵与图灵机,为纪念图灵对计算机的贡献， 美国计算机博物馆于1966年 设立了“图灵奖”,计算机是使用相应的程序来完成任何设定好的任务。,图灵机是一种思想模型， 它由三部分组成： 一个控制器，一条可以无限延伸的 带子和一个在带子上左右移动的读 写头。,John von Neumann 冯诺依曼,1952 EDVAC,冯诺依曼计算机,存储程序工作原理 计算机的两个基本能力：一是能够存储程序，二是能够自动地执行程序。 计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执行的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成全
4、部指令任务为止。,Electronic Discrete Variable Automatic Computer 电子离散变量自动计算机,第一代 （19461958） 电子管 5千4万（次/秒）,第二代 （19581964） 晶体管 几十万百万（次/秒）,第三代 （19641972） 集成电路 百万几百万（次/秒）,计算机发展的几个阶段,第四代 （1972年至今） 大规模超大规模集成电路 几百万几亿（次/秒）,1.1.2微型计算机的发展随着集成电路技术的发展,集成电路的集成度也越来越高,计算机的体积也越来越微型化.微型计算机:简称微机,是第四代计算机微型化的产物.,微处理器的发展阶段表 P13
5、,1.1.3 计算机的特点1.运算速度快2.计算精度高3.记忆能力强4.有逻辑判断能力5.有自动执行程序的能力,1.1.4 计算机的分类一.按处理方式分:,1.模拟计算机主要用于处理模拟信息，如工业控制中的温度、压力等。 模拟计算机的运算部件是一些电子电路，其运算速度极高，但精度不高，使用也不方便 。 2.数字计算机采用二进制运算，特点是解题精度高，便于存储信息，是通用性很强的计算工具。 3.数字模拟混合计算机,二.按功能分:,1.专用计算机功能单一，可靠性高，结构简单，适应性差，在特定的用途下可以有效、经济、快速的解决问题，是其他计算机无法替代的，如军事系统、银行系统属专用计算机。 2.通用
6、计算机功能齐全，适应性强，目前人们使用的大都是通用计算机。,1.1.4 计算机的分类,1.1.4 计算机的分类,3.按规模分:（按照计算机规模,并参考其运行速度、输入输出能力、存储能力等因素划分：）1.巨型机 2.大型机 3.小型机 4.微机,4.按其工作模式分:1.服务器 2.工作站,1.1.4 计算机的分类,1.1.5. 计算机的应用,1. 科学计算 2. 数据处理 3. 过程控制 4. 辅助设计 5. 计算机网络 6. 人工智能（Artificial Intelligence, AI ）,计算机的主要应用领域 1. 工商：电子商务、CAD/CAM 2. 教育：多媒体教育、远程教育 3.
7、医药：CAT、MRI、远程医疗 4. 政府：电子政府 5. 娱乐：虚拟现实、电影特技 6. 科研：数据采集、计算分析 7. 家庭：家庭信息化,CAD: Computer Aided Design 计算机辅助设计 CAM: Computer Aided Manufacturing 计算机辅助制造 CAI: Computer Aided Instruction 计算机辅助教学 CAT: Computer Aided Test 计算机辅助测试 MRI: Magnetic Resonance Imaging 核磁共振成像,本章目录页,1.2计算机系统的组成 1.2.1计算机系统组成计算机系统由硬件系统
8、和软件系统两大部分组成。,计算机系统组成 P2,计算机系统,硬件系统,软件系统,主机,外部设备,内存储器,CPU,控制器,随机存储器(RAM),只读存储器(ROM),输入设备,输出设备,系统软件,应用软件,运算器,操作系统、服务性程序 语言处理程序、数据库管理系统,教育学习程序、文字处理程序 软件工具、游戏,计算机硬件基本组成,（外）存储器,（内）存储器,中央处理器（CPU）,控制器,输入 设备,输出 设备,运算器,冯.诺依曼原理（存储程序原理）,1.运算器 运算器是指系统中用来对数据进行算术运算和逻辑运算的数据处理装置。2.控制器 控制器是指电脑发布操作命令的装置，它用来控制整个计算机中命令
9、和程序的执行，以及资源的调用，指挥和协调计算机各部分的工作。 运算器和控制器合称为中央处理器(Central Processing Unit)，即CPU。,3.存储器 存储器分为内存储器和外存储器。内存储器又称为内存或主存，它的存取速度快，主要用于暂时存放当前执行的程序和相关数据，供系统随时调用；外存储器作为内存的辅助存储器，它的存取速度比内存储器要慢，但它的存储容量大，并且在电脑系统关闭之后仍能保存数据信息，主要用于存放电脑系统暂时不使用的大量数据和程序。,优盘,8位（bit）= 1个字节（Byte） 每一小格内就有1位二进制信息，每位的状态只有两个：0和1。 内存的总容量可用xxxx个字节
10、表示。若容量1024 Byte（缩写为1024B），则容量为1024个字节，定义为1KB； 210B=1024B=1KB； 220B=10241024 B=1MB ； 230B=1GB,1个字节有8位二进制信息，如图1-7。,4.输入设备 输入设备是指负责将外部的各种信息或指令传送给电脑的硬件设备。5.输出设备 输出设备是指负责将计算机中的数据和信息进行输出的设备。,1.1.2软件系统软件是指能够在电脑的硬件系统上运行，并能对电脑系统的各种资源进行管理、维护、充分发挥电脑性能所编制的各种程序的总和。 1.系统软件指由电脑的设计者和专门的软件公司提供的，用于对电脑中的各种资源进行控制和管理的软件
11、，它能够协调电脑系统中各部件之间的工作，并对其进行有效的管理，是其他软件运行的基础。系统软件主要包括操作系统、程序设计语言与语言处理程序、常用的例行服务程序（设备驱动程序）等。 2.应用软件是指由软件公司或用户，利用各种系统软件、程序设计语言编制的，用于解决各种实际问题以及实现特定功能的程序。,程序设计语言：P11 机器语言是二进制代码表示的指令集合，它是用二进制代码写成并且计算机能直接识别和执行的语言，通用性差，不易书写和记忆，维护困难。 汇编语言用助记符代替二进制代码表示的符号语言。它比机器语言容易记忆，但通用性仍然差。 高级语言接近人的自然语言和通用的数学表达方式。由于易学，便于书写和维
12、护，提高了程序设计的效率和可靠性。广泛使用的有C、C+，JAVA等。,用高级语言编写的源程序，不能直接被计算机识别，必须翻译成机器语言目标程序才能被计算机执行。高级语言的翻译有两种方式： 编译方式和解释方式。,语言处理程序,1. 解释方式 在运行高级语言源程序时，由解释程序对源程序边翻译边执行。 解释的执行方式类似于我们日常生活中的“同声翻译”，如下图所示，应用程序源代码一边由相应语言的解释器“翻译”成目标代码(机器语言)，一边执行，因此效率比较低，而且不能生成可独立执行的可执行文件，应用程序不能脱离其解释器，但这种方式比较灵活，可以动态地调整、修改应用程序。解释型语言有GWBASIC、BAS
13、ICA等。,解释的执行过程,2. 编译方式编译方式是指先由编译程序把高级语言源程序翻译成目标程序，执行时运行目标程序，编译及执行过程如下图所示。编译是指在应用源程序执行之前，就将程序源代码“翻译”成目标代码(机器语言)，因此其目标程序可以脱离其语言环境独立执行，使用比较方便、效率较高。但应用程序一旦需要修改，必须先修改源代码，再重新编译生成新的目标文件(* .OBJ)才能执行，不能够动态地边执行边修改。现在大多数编程语言都是编译型的，例如Visual C、Visual FoxPro、Delphi等。,编译及执行过程,1.2.4 微型计算机简称电脑，也叫个人电脑（Person Computer）
14、,即PC机，是日常生活中最常见的一种类型。,微机的主要部件： 1.主板(Mainboard)主板是电脑的主体，主要用于管理和协调电脑系统，支持系统中各部件的正常运行。主板在电脑中起着举足轻重的作用，有了它各种设备才能彼此沟通，使各种周边设备与电脑紧密连接在一起，形成一个有机的整体。,图1-5 CPU,运算器和控制器被集成在一个硅片上，采用一定的封装形式后就是我们在图1-5中见到的CPU,CPU,CPU的英文全称是Central Processing Unit，我们翻译成中文也就是中央处理器。CPU（微型机系统）从雏形出现到发壮大的今天，由于制造技术的越来越先进，在其中所集成的电子元件也越来越多
15、，上万个，甚至是上百万个微型的晶体管构成了CPU的内部结构。那么这上百万个晶体管是如何工作的呢？看上去似乎很深奥，其实只要归纳起来稍加分析就会一目了然的，CPU的内部结构可分为控制单元，逻辑单元和存储单元三大部分。而CPU的工作原理就象一个工厂对产品的加工过程：进入工厂的原料（指令），经过物资分配部门（控制单元）的调度分配，被送往生产线（逻辑运算单元），生产出成品（处理后的数据）后，再存储在仓库（存储器）中，最后等着拿到市场上去卖（交由应用程序使用）。,CPU的性能指标 1.主频 （CPU Clock Speed）也叫做时钟频率，它表示CPU内数字脉冲信号震荡的速度，该项数值越高表示CPU能够
16、运行在更高的频率下，也就是说CPU能够承受更高的运算速度。一般说来，主频越高，一个时钟周期里面完成的指令数也越多，当然CPU的速度也就越快了。不过由于各种各样的CPU它们的内部结构也不尽相同，所以并非所有的时钟频率相同的CPU的性能都一样。,2.外频外频是指CPU与主板之间同步运行的速度，外频速度越高，CPU就可以同时接受更多的来自外围设备的数据，从而使整个系统的速度进一步提高。3.倍频 倍频是指CPU的运行频率与整个系统外频运行之间的倍数，在相同的外频下，倍频越高，CPU的频率也越高。,4.前端总线 前端总线速度则是指数据传输速度，单位是赫兹。 举例说，100MHz外频指数字脉冲信号在每秒钟
17、震荡一万万次。 前端总线负责将CPU连接到主内存，前端总线(FSB)频率则直接影响CPU与内存数据交换速度。 目前PC机上CPU前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz等几种，前端总线频率越高，代表着CPU与内存之间的数据传输量越大，更能充分发挥出CPU的功能。 外频与前端总线频率的区别与联系在于：前端总线的速度指的是数据传输的实际速度，外频这是CPU与主板之间同步运行的速度。大多数时候前端速度都大于CPU外频，且成倍数关系。5.扩展总线速度(Expansion-Bus Speed) 指安装在微机系统上的局部总线速度，即CPU连接AGP、PCI等设备的
18、速度。,6.地址总线宽度：决定了CPU可以访问的物理地址空间，简单地说就是CPU到底能够使用多大容量的内存。对于486以上的微机系统，地址线的宽度为32位，最多可以直接访问4096 MB的物理空间。而今天能够用上1GB内存的人还没有多少（服务器除外）。7.数据总线宽度 数据总线负责整个系统的数据流量的大小，而数据总线宽度则决定了CPU与二级高速缓存、内存以及输入/输出设备之间一次数据传输的信息量。,8.缓存： 现在的CPU的速度越来越快，它访问数据的周期甚至达到了几ns，而RAM访问数据的周期最快也需50ns。计算机在工作时CPU频繁地和内存储器交换信息。当CPU从RAM中读取数据时，就不得不
19、进入等待状态，放慢了它的速度，因此极大地影响了整个系统的性能。为了有效地解决这个问题，目前在微机上也采用了Cache技术这一方案。 Cache介于CPU和内存之间的一种可高速存取信息的芯片，是CPU和RAM之间的桥梁，用于解决它们之间的速度冲突问题。它的访问速度是DRAM的10倍左右。Cache的工作原理是保存CPU最近使用过的数据；CPU要访问内存中的数据，先在Cache中找，当Cache中有CPU所需的数据时，CPU直接访问Cache。由于Cache的速度与CPU速度相当，CPU就能在零等待状态下迅速地实现数据存取。如果没有CPU所需的数据时，CPU才去访问主存，并把与该数据相关的一部分内
20、容复制到Cache ，为下一次的访问作好准备，从而提高了工作效率。,缓存又称高速缓存，是进行高速数据交换的存储器。CPU的缓存分为：L1 Cache（一级缓存）和L2 Cache（二级缓存）两种。由于高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，因此CPU生产厂商纷纷力争加大高速缓存的容量。不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成，成本较高，而且结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大 。以前：CPU内部集成了L1 Cache，而把L2 Cache放置在主板上。 现在： L1 Cache 和L2 Cache集成在CPU内部。,9.工作电压工作电压(Supply
21、 Voltage) 指CPU正常工作所需的电压。早期CPU的工作电压一般为5V左右，导致CPU的发热量过大。随着CPU的制作工艺的提高，CPU工作电压有逐步下降的趋势，现在的工作电压一般在1.52.0V之间，使CPU发热量问题得到很好的解决。,10.制作工艺早期的CPU采用的大多是0.5m制作工艺，后来随着技术的不断提高，0.18m 、0.13m技术也开始被大量采用。这些工艺使得原有晶体管电路更大限度地缩小、能耗越来越低，CPU也更省电。另外现在的CPU还开始采用铜导线技术，铜导线技术与铝导线技术相比，其导电性更佳，发热量更小，可以有效提高CPU芯片的稳定性。,11.超标量超标量是指在一个时钟
22、周期内CPU可以执行一条以上的指令。Pentium级以上CPU均具有超标量结构；而486以下的CPU属于低标量结构，即在这类CPU内执行一条指令至少需要一个或一个以上的时钟周期。,12.封装封装是指安装半导体集成电路芯片所用的外壳，它主要起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，除此之外，它还是沟通芯片内部与外部电路的桥梁。因此，封装对CPU起着重要的作用。通常新一代CPU常常是以新的封装形式出现的。,13.内置协处理器含有内置协处理器的CPU，可以加快特定类型的数值计算，某些需要进行复杂计算的软件系统，如高版本的AUTO CAD就需要协处理器支持。,3.内存储器内存（Memory）
23、也称内存储器或主存。是电脑中的重要部件之一，它是CPU与其他设备沟通的桥梁。电脑的整体性能与内存的大小和性能有着很大的关系，电脑的内存越大，电脑从硬盘中可以调用的文件也就越多，这样整机的性能就会有所提高。如果电脑中的物理内存不够用，系统将使用硬盘作为文件的临时存储空间（既虚拟内存），从面在一定程度上阻碍硬盘数据的读取，影响系统的整体性能。,内存的种类按照内存的工作原理可将内存分为两大类，即RAM和ROM。,1.RAM（Random Access Memory）即随机存取存储器，在这种内存中存储的数据可通过指令进行随机读写访问。RAM中存储的数据在断电之后会丢失，所以只能在电脑运行过程中存储数据
24、。另外，RAM又可以分为 Dynamic RAM和Static RAM两种。其中Dynamic RAM(D RAM，动态随机存取存储器) 由于具有集成度高、结构简单、功耗低、生产成本低等特点，所以大量应用于计算机的主存储器，如内存条。而 Static RAM (S RAM，静态随机存取存储器) 因结构相对比较复杂、造价高、速度快，所以一般应用于高速小容量存储器，如Cache。,2. ROM ROM (Read Only Memory) 即只读存储器，这种内存只能从其存储单元中读取相应的信息而不能写入信息。由于ROM具有断电之后数据可保持不变的优点，所以尽管ROM价格高、容量小，仍得到了广泛的使
25、用。,内存的性能指标内存的性能指标是决定内存品质优劣的关键因素，内存的性能指标越高，其品质越好；内存的主要性能指标主要包括如下几项：1.容量 内存的容量即内存中能够容纳的数据总量，以MB为单位，如平常所说的128MB内存、256MB内存就是指在该内存中最大能够存储128MB或256MB的数据信息。,2.时钟频率 时钟频率是指内存能够稳定运行的最大频率。通常情况下，内存的时钟频率越高，其运行的速度也越快，性能也相对更好。3.存取时间 存取时间是指内存读取数据所延迟的时间。目前大多数内存的存取时间为5ns、6ns、7ns、8ns或者10ns。在相同的时钟频率下，内存的存取时间越短，其性能也越好。4
26、.数据位宽度和带宽 内存的数据位宽度是指内存同时传输数据的位数，以“bit”为单位；而内存带宽是指内存的数据传输速率。,5. CL CL即CAS Latency，它是指CAS 信号需要经过多少个时钟周期之后才能读写数据，它是在一定频率下衡量支持不同规范的内存的重要标志之一。,6.奇偶校验 奇偶校验是指数据中每一个字节在存入内存时产生一个奇偶校验位，以记录该字节中1的奇偶数，当CPU从内存中读取数据时，就会检测所读数据中的奇偶数和奇偶校验位中的记录是否符合，以此来判断其读取数据的正确性。 7.ECC ECC是内存校验的一种。它与传统的奇偶校验类似，其区别是：传统的奇偶校验只能检测到错误，不能进行
27、纠正，而ECC不仅能够检测错误，而且能够纠正错误，这意味着系统能在不中断和不破坏数据的情况下继续运行。,4外部存储器 特点：存储量大、成本低、可永久保存信息。 （1）软盘,用表面涂有磁性材料柔软的聚酯材料制成 读写软盘时，磁头直接接触盘面。常用软盘容量为1.44MB,(2)光盘存储器 光盘是利用激光照射来记录信息，光盘驱动器再将盘片上的光学信号读取 出来。 目前计算机用光盘主要有三种类型： 1.只读型光盘(Compact Disk-Read Only Memory，CD-ROM) 2.只写一次型光盘(Write Once Read Memory ，WORM) 3.可擦写型光盘（Erasable
28、 Optical Disk）。图16 CDROM盘片,衡量光盘驱动器传输数据速率的指标叫做倍速，一倍速率= 150kbps (bit percent second) 60倍速CD-ROM传输数据速率=60150=9000kbpsDVD-ROM一倍速率是1.3MB/秒,硬盘的磁道、扇区、柱面,（3）硬盘,硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成 读写硬盘时，磁性圆盘高速旋转产生的托力使磁头悬浮在盘面上而不接触盘面 硬盘容量视具体类型而定,磁盘结构 P5,硬盘是电脑中广泛使用的外部存储设备，其存储介质由若干钢性磁盘片组成。它具有比软盘更大的存储容量和更快的存取速度，由于密封在金属盒中，所以它具有比软盘更
29、好的防潮、防霉以及防尘性能。硬盘主要由：盘片，磁头，盘片转轴及控制电机，磁头控制器，数据转换器，接口，缓存等几个部分组成。硬盘中所有的盘片都装在一个旋转轴上，每张盘片之间是平行的，在每个盘片的存储面上有一个磁头，磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径还小，所有的磁头连在一个磁头控制器上，由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向运动，加上盘片每分钟几千转的高速旋转，磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。硬盘作为精密设备，尘埃是其大敌，必须完全密封。,硬盘的几个技术指标： 1.容量： 2.转速：4500rpm 5400rpm 7200rpm 3.Cache: 512K,2M
30、,8M 4.接口类型：主流硬盘的接口有两种：SCSI（Small Computer System Interface）和IDE (Integrated Device Electronics集成设备电路)，此外还有IEEE1394接口、USB接口。,请问怎么计算硬盘的容量？ 答：硬盘的容量是由硬盘的磁头数、柱面数和每磁道扇区数决定的，因PC机中每扇区容量为512字节，所以硬盘容量的具体计算公式为： 总容量（字节数）=512 磁头数柱面数 每磁道扇区数。例如，maxtor6Y080L0硬盘的磁头数为16、柱面数为158,816、每磁道扇区数为63，则其总容量的计算方法为： 512 16 158,8
31、16 63=81 964 302 336字节 工厂：81 964 302 336字节/1000/1000/1000=81.96GB 由于计算机和大多数软件是以lKB=1024B、1MB=1024KB、1GB=1024MB计算，所以看到的容量是这个值左右： 81 964 302 336字节/1024/1024/1024=76.33GB,硬盘厂商 1.日立（HITACHI） 2.Maxtor（迈拓） 3.Seagate（希捷） 4.WD（WesternDigital西部数据）,4.优盘：是近几年出现的一种新型存储设备，它使用Flash Memory(闪存)作为存储体，利用USB接口与微机连接。优盘
32、具有体积小、重量轻、存储容量大和可以热插拨等优点。 16-512MB,5I/O设备,常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。,本章目录页,1.3数据安全,数据丢失、数据被盗 1. 影响数据安全的一些因素： 误操作：误删除数据和对磁盘的格式化（偶然因素） 断电：比如操作考试时间到，监考教师现场关机，学生操作中没保存则数据丢失。（偶然或自然因素） 硬件出错：磁盘介质表面错，此处数据可能受损，在读出此处的数据时系统显示：data error。（偶然或自然因素） 病毒：人为编写故意破坏计算机系统的程序（人为故意） 计算机犯罪：故意破坏和窃取计算机上的
33、资料（人为故意）,1.3数据安全,计算机病毒： 计算机病毒就是一个在计算机系统运行过程中能把自身准确复制并去传染和破坏其它程序的程序。计算机病毒是人为设计的程序，它具有极强的破坏性和传染性。计算机病毒具有如下特征： （1）传染性 （2）寄生性 （3）潜伏性 （4）破坏性,1.3数据安全,数据安全防范的一些方法： (1)口令、用户权限。 (2)生物识别特征； (3)数据加密 (4)使用防火墙 (5)文件备份 (6)使用杀毒软件（KV3000或瑞星杀毒软件） (7)不打开可疑的邮件,本章目录页,1.4计算机中的信息编码,1.4.1为什么计算机采用二进制 二进制数具有： 可行性、可靠性、简易性、逻辑
34、性二进制数的求和与求积法则。 求和法则 0+0=0 0+1=1+0=1 1+1=10 求积法则 00=0 01=10=0 11=1,1.4.2 进位计数制,平时采用十进制计数，而一年有12个月，是十二进制计数法；一小时有60分钟，是六十进制计数法。 十进制数制，其主要特点是：它有十个不同的阿拉伯数字：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9。逢“十”进位。按权展开式： 182.26=1102+8101+2100+210-1+610-2（例如，百位的权为102） 因此，我们可以写出任意一个十进制正数N的表达式： D=Km-1(10)m-1+ Km-2(10) m-2+ K1(10)1 +K0(10
35、)0+K-1(10)-1+K-m(10)-m,1.4.2 进位计数制,二进制数制，其主要特点是：它只有二个不同的数码：0，1。逢“二”进位。 十进制数有1+1=2，而二进制数则1+1=10。 进位后的“10”与十进制数的10意义不同。 例如二进制数（1101.11）用按“权”展开法可以化成如下十进制数： （101.11）2 = 122+021+120+12-1 +12-2 = 4+0+1+0.5+0.25=（5.75）10 总之，任何一个二进制数B，都可以表示为： B=B m-12 m-1+ Bm-22 m-2+ B12 1 +B02 0+B-12 -1+B-m2 -m,1.4.2 进位计数制
36、,八进制数制，其主要特点是： 它有八个不同的数码：0，1，2，3，4，5，6，7 逢“八”进位。 任意一个八进制数Q的按“权”展开式可以表示为： Q=Q m-18 m-1+ Q m-28 m-2+Q 18 1+ Q 08 0+ Q -18 -1 +Q-m8 -m,1.4.2 进位计数制,十六进制数制,其主要特点是： 十六个不同的数码：09，A，B，C，D，E，F。 逢“十六”进位。 任意一个十六进制数H的按“权”展开式可以表示为： H=H m-116 m-1+ H m-216m-2+H 116 1+ H 016 0+ H-116-1 +H-m16 -m,计算机中常用的数制有如下几种： 二进制
37、r=2 基本符号 0，1 八进制 r=8 基本符号 0，1，2，3，4，5，6，7 十进制 r=10 基本符号 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9 十六进制 r=16 基本符号 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F,各种数制的对照表,1.4.3 数制间的转换,1二进制转换成十进制数 例:(1101.01)B =( ? )D2.八进制数转换成十进制数 例:(123.67)Q =( ? )D3.十六进制数转换成十进制数 例:(1A.F2)H =( ? )D,1.4.3 数制间的转换,7,2,3,6,4,=( 327.64 ) 8,00,0,A. 二进制数与八进制数之间
38、的关系23=81 故二进制与八进制数有“三对一”的关系,( 11 010 111.110 1 ) 2= ( ? )8,(327.64) 8= ( ? )2,1.4.3 数制间的转换,B. 二进制数与十六进制数之间的关系24=161 故二进制与十六进制数有“四对一”的关系,( 110 0111.1110 101 ) 2=,7 .,6,E,A,( 67.EA ) 16,0,0,( 67.EA ) 16 =,( ? ) 2,1.4.3 数制间的转换,3十进制数转换成二进制数(1)十进制数的整数部分的转换规则：除2取余。用2除并取余，第一个余数作为转换后的二进制数的最低位数，直到商为0。,61,2,低
39、位,余数 1,30,15,2,2,2,7,3,2,1,2,0,高位,(61)10=( )2,0,1,1,1,1,例: (61)10= ?,1,0,1,1,1,1,1.4.3 数制间的转换,十进制数的小数部分的转换规则：乘2取整。 用2乘十进制数的小数部分，取乘积的整数部分作为转换后的二进制数的最高位数。 例： (0.35)10 =,0. 35,*2,0. 70,*2,整数,0,1. 40,*2,1,0.,0. 80,0,*2,1. 60,1,0.,*2,1. 20,1,0.,高位,低位,(0. )2,0,1,0,1,1,思考题: 1.(61.35)10=( ? )22.十进制如何转换成八进制和
40、十六进制?,1.4.4 数据的表示方法,在计算机中，数值范围和精度与二进制数的位数、编码方法密切相关。 计算机中二进制数的表示方法主要有三类：定点、浮点、整数。 1、定点小数：指将小数点固定在一个确定的位置上的小数。一般都固定在最高位的左边。小数点前设置符号位。该符号位的值为0代表正数，为1代表负数。任何一个小数都可写成：N=N0 . N1N2N3N m,N0,N1 N2 Nm,.,符号位,小数点位,数值位,1.4.4 数据的表示方法,2整数的表示法 整数:即参与运算的数为纯整数。 整数最小单位为1，可以认为小数点的位置在最低位的右面。符号位在最左边。 任何一个带符号的整数可表示为：N=N0N
41、1N2N3N m,N0,N1 N2 Nm,.,符号位,数值位,小数点位,1.4.4 数据的表示方法,3数的浮点表示 为了用有限位数既扩大数的表示范围，又保持数的精度，将定点数中的比例因子根据每个数的需要而浮动，尽可能使之满足精度要求和表示范围。这种方法使小数点位置根据需要而浮动。 由于用浮点表示的小数点浮动而不固定，所以要用阶数和尾数来表示一个完整的数。其中阶数表示小数点的位置，尾数表示精度。 例如： -123 = - 0.12310 3 0.0479 = 0.47910 -1一般任何一个浮点数都可写成： N=M.RE其中：E称为阶，M称为尾数，R为进位数。 计算机中通常采用二进制编码，一般规
42、定R为2，8，16。,阶数,尾数,符号位,110.011(B)=1.100112+10=11001.12-10=0.1100112+11,1.4.4 数据的表示方法,1.3.2 机器数在计算机中通常采用0、1来表示数值的正号和负号。这样符号就数字化了。这种在计算机中使用的连同符号一起数码化的数称为机器数。 如：S1= 0.1101(真值) = 0.1101(机器数)S2= - 0.1001(真值)=1.1001(机器数),1.4.5 编码,计算机在处理信息的过程中，从输入到输出必须采用数字化编码的形式传输、存储、处理。无论是数值还文字、符号、图形、图象都要转化成0、1数字编码形式，计算机才能进
43、行处理。数值编码：最常用的二十进制数值编码有BCD码(二进制编码的十进制方案)又称8421码。 例：十进制 5 8 9 1 6BCD码字符编码：计算机中使用最广范的是ASCII字符编码(American Standard Code of Information),0101,1000,1001,0001,0110,ASCII码,英文字符的机内代码是7位ASCII码 . ASCII码是128个字符组成的字符集，其中编码值031不对应任何有形字符，而是用于控制计算机设备的功能。编码为32的是空格字符（Space）。编码为127的是删除控制DEL码。其余94个字符加空格字符共95个称为可印刷字符。 例
44、：(m)ASCII=（1101101)B= (6D)H= (109)D,7位ASCII代码表,3 汉字编码,（1）内码与外码“汉字内码”由中国国家标准局公布的“信息交换用汉字编码字符集基本集”即GB2312-80作为国家标准，共收录包括一级汉字3755个和二级汉字3008个，各种符号682个，总计7445个。由于8位二进制数最多可表示256种状态，无法区分7445个汉字，所以将每个字节的最高置“1”以区别ASCII码，用2个字节（128*128=16384)表示一个汉字内码可达到汉字的要求。 通过键盘按照某一种方式进行汉字输入时，机器与人进行信息交换所采用的汉字字形的编码方式称为汉字的“外码”
45、。对同一个汉字来说，不同的输入方法，其汉字的外码是不同的，但汉字内码是相同的。汉字编码主要采用了数字、拼音、字型和音形编码四类方式。,3 汉字编码,数字编码 数字编码是用一串数字代表汉字输入，常用的有国际区位码，电报码。拼音编码 拼音编码是以汉字读音为基础的编码方法。由于汉字重音字很多，输入拼音码后还得进行重码选择，因而输入速度慢。有智能ABC、微软拼音、智能狂拼等。字型编码字型编码是以汉字的形状确定编码。汉字总数虽多但都是由横竖撇捺折等笔画构成。五笔字型编码是最典型的字型编码方案。音形编码 音形编码吸取了字音和字形编码的优点，使编码规则简化，重码率大大减少。如：自然码。,汉字字形码（即字库）
46、,汉字字形码用于显示或打印输出汉字时产生的字形。该种编码是通过点阵形式产生的。一个汉字信息系统具有的所有汉字字形码的集合构成了该系统的汉字库。 目前普遍采用1616，2424，3232，4848的点阵字形。不同字体的汉字需要不同的点阵字库，所占存储空间也很大。 以1616点阵为例，每个汉字就要占用32个字节。48 48点阵，每个汉字要占用（48 48）/8=288个字节,汉字字形码（即字库）,用任意一种输入法输入汉字外码,交换码 (国标码),内码,字形码,输出汉字：显示、打印,本章目录页,打字练习,熟悉键盘分布及英文26个字母 熟练掌握一种汉字输入法，如：智能ABC、微软拼音、王码五笔字型输入法等。汉字录入速度要求：20字左右/分钟。 计算机上如安装有“金山打字”等练习打字的软件，可启动该软件练习打字。也可利用其它打字软件进行练习。 打字基本方法说明：首先要知道“基本键位”和“十指分工”：,坐姿端正，双手放在中间一排键上，目视文稿，手指上下左右移动保持一定的距离，养成良好的打字习惯。,记住：输入汉字时，一定要确认键盘右上角的“Caps Lock”灯处于熄灭状态，否则，无法输入汉字，只能输入大写英文字母。,本章目录页,
