大学计算机基础教程-第二章计算机信息技术基础.ppt

2019/7/9,大学计算机基础教程 Windows 2000+Office 2003,人文社科部计算机教研室 任伟Lecture slides by Ren Wei ,成都医学院,2019/7/9,第2章 计算机信息技术基础,2.1 数据、信息和文件 2.2 计算机编码技术 2.3 计算机的信息输入,2019/7/9,2.1 数据、信息和文件,2.1.1 数据与信息导述 2.1.2 信息的单位 2.1.3 计算机的数据编码 2.1.4 多媒体信息 2.1.5 计算机文件的命名与分类 2.1.6 计算机文件的管理,2019/7/9,2.1.1 数据与信息导述,1.数据 数据是一个广义的概念，它涉及事物的表示形式，是构成信息和知识的原始材料。在计算机科学中一切能被计算机接收和处理的物理符号都称为“数据”，如文字、字符、数字、图形、图像、光、电、声音、色彩等。它们是存储在计算机媒体上的物理符号的集合。,2019/7/9,2.1.1 数据与信息导述,2.信息 信息是一个既抽象又复杂的概念，它是一种消息，是数据按有意义的关联排列的结果。信息通常由意义和符号组成，以文字或声音、图像的形式来表现。从广义上来看，信息是对数据加工处理后得到的有用知识。信息来源于数据，数据是信息的具体表现形式，数据是物理性的，信息是观念性的。,2019/7/9,2.1.1 数据与信息导述,3.数据处理 把杂乱无章的数据加工成为有意义、有价值的信息的过程，称为“数据处理”。数据处理的内容主要包括：收集数据，存储数据，对数据分类、统计、查找、传输与维护等。,2019/7/9,2.1.1 数据与信息导述,4.信息化与国家信息化体系 它是计算机、通信和网络技术的现代化；是从物质生产占主导地位的社会向信息产业占主导地位的社会转变的发展过程，是从工业社会向信息社会演进的过程。,2019/7/9,1.位(Bit) 位是二进制数位的缩写，在计算机科中Bit指二进制的一个位数，是计算机信息的最小存储单位。以0和1来表示。位是计算机中最小的信息单位。 2.字节(Byte) 字节是在信息技术和数码技术中用于表示信息的基本存储单位或数量单位。字节是由若干个二进制位的组成。一个字节通常由8个二进制位组成，即1Byte=8Bit。字节是计算机中次小的存储单位。,2.1.2 信息的单位,2019/7/9,B、KB、MB、GB、TB的度量大小,容量指存储器所能存储信息的字节数。常用的容 量单位有B、KB、MB、GB，它们之间的关系 是： 以1024为进制单位 1KB=210B=1024B 1MB=220B=1024KB 1GB=230B=1024MB 1TB=240B=1024GB,2019/7/9,2.1.2 信息的单位,3.字(Word) 一条指令或一个数据信息称为一个字，是计算机存储、传输、处理数据的信息单位。字是计算机进行信息交换、处理、存储的基本单元。 字是由若干个字节组合。1Word=n Byte 4.字长 CPU中每个字所包含的二进制代码的位数，称为字长。字长是衡量计算机性能的一个重要指标。,2019/7/9,2.1.3 计算机的数据编码,计算机在处理信息时，首先要对输入的十进制数或生活用语或科技用语等信息进行编码，将其转换为计算机能够识别的二进制代码。 在计算机中信息常用的编码方法有：数的编码、字符编码(ASCII码)和汉字编码。,2019/7/9,1.计算机中数的编码,在计算机中表示一个数值型数据时，需要指定数的长度、指定数的符号和约定小数点的表示形式。 (1)数的长度：是用一个十进制数表示一个数值所占的实际位数。数的长度一般用字节来计量。 (2)数的符号：由于数有正负之分，在计算机常用最高位来表示数的正负号。0表正数，1表负数。 (3)小数点的表示：在计算机表示数值型数据时小数点位置都是隐含的，这样可以节省存储空间。 (4)数的编码：计算机科学中把以编码形式表示一个数称为机器数。机器数有两个特点。,2019/7/9,(4) 数的编码, 机器数的位数固定，能表示的数值范围受到位数的限制。如：字长为8位的计算机能表示的无符号整数范围是0255(28-1)。当计算机运行结果超过机器所能表示范围，就会产生“溢出”。 用0表示正数，用1表示负数。,(+79)10=(01001111)2,(-79)10=(11001111)2,7 6 5 4 3 2 1 0,7 6 5 4 3 2 1 0,数符正数,数符负数,数值,数值,2019/7/9,原码,一个二进制数同时包含符号和数值两部分，用最高位表示符号，其余各位表示该数值的绝对值，这种表示带符号数的方法为原码表示法。 十进制+79原码为：01001111 十进制-79原码为： 11001111,2019/7/9,反码,反码是另一种表示有符号数的方法，即对除了符号位的每一个数求反。 对于正数，其反码与原码相同；对于负数，在求反码的时候，除了符号位外，其余各位按位取反，即“1”都换成“0”，“0”都换成“1”。 十进制+79原码为：01001111 反码为：01001111 十进制-79原码为： 11001111 反码为：10110000,2019/7/9,补码,补码是表示带符号数的最直接方法。对于正数，其补码与原码相同；对于负数，则其补码为反码加1。 十进制+79原码为：01001111 反码为：01001111 补码为：01001111 十进制-79原码为：11001111 反码为：10110000 补码为：10110001,2019/7/9,2.计算机中字符的编码 (ASCII码),基本ASCII码用7位二进制数（或最高位为0的8位二进制数）来表示字符。 10个数字09：二进制0011000000111001 十进制 4857 52个英文字符：大写AZ 0100000101011010 十进制 6590 小写 az 0110000101111010 十进制 97122 各类字符ASCII码值的大小比较 空格标点符号数字大写字母小写字母,2019/7/9,7位ASCII表,2019/7/9,7位ASCII表,2019/7/9,3.计算机中汉字的编码,(1)汉字输入法 (2)汉字国际码 (3)汉字机内码 (4)汉字交换码 (5)汉字字型码,2019/7/9,2.1.4 多媒体信息,1.媒体：是描述、承载、存储或传递信息的载体。 媒体一般分为感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体和传输媒体。 2.多媒体：是多种信息载体的表现形式和传递方式，是能够表达声频、视频、文本、图象、图形和动画等媒体。 3.多媒体信息特点 (1)相关性：多种信息中存在一定关系 (2)综合性：信息多样性和数据量大 (3)动态性：声音和图象随时变化 (4)复杂性：对不同数据类型的处理 4.多媒体技术：与半导体技术、视频技术、通信技术和软件技术为一体。,2019/7/9,2.1.5计算机文件的命名和分类,1.文件与文件夹 (1)文件：是数据在磁盘上的组织形式，无论是程序、文本、声音或图象，都以文件的形式储存在计算机磁盘上。 文件都有自己的名字，叫文件名，用来区分不同的文件。 特点：文件可以永久保留，其中的数据不会因为应用程序的结束 或关机而消失。 文件中的数据可以为多个应用程序所共享。 文件中的数据可以多次重复使用。 文件中存放数据的数量在理论上没有限制。,2019/7/9,(2)文件夹 文件夹是一个有层次的结构。当计算机中的文件很多时，只利用文件名来区分是不利于查找的。为了方便快速的查找文件，我们可以把一些不相关的文件分门别类的存储在计算机磁盘的不同文件夹中。,2019/7/9,2.1.5计算机文件的命名和分类,2.文件系统 文件系统是由被管理的文件、操作系统中管理文件的软件和相应的数据结构组成的一个系统。有如下功能： 管理和调度文件的存储空间，提供文件的逻辑结构、物理结构和存储方法，实现连续空间和非连续空间分配。 实现文件从文件标记到实际地址的映射，实现文件的控制操作和存取操作。 支持文件信息的共享并提供可靠的文件保密和保护措施，提供文件的安全措施，包括文件的转储和恢复能力。 实现“按名存取”，将文件标识和文件物理地址的映射关系储存在文件目录中。,2019/7/9,2.1.5计算机文件的命名和分类,3.文件类型 (1)按文件用途分类 系统文件 由操作系统和其它操作系统程序组成的文件。 库文件 由标准子程序和常用的实用程序组成。 用户文件 指用户编写的、存放在计算机系统中的一类文件。 (2)按信息流向分类 输入文件 只能读入的文件。 输出文件 只能写出的文件。 输入输出文件 既可以读入又可以写出的文件。 (3)按存储保护分类 只读文件 只能读和执行，但不能修改和写入的文件。 读写文件 可以进行读入、写入、删除、修改的文件。 不保护文件 允许任何用户进行读、写操作的文件。,2019/7/9,2.1.5计算机文件的命名和分类,4.文件命名 为了区别、记忆和查找所有以文件形式存放在磁盘上信息，分类 管理每一个文件，必须给每一个取一个文件取一个唯一的文件名。 文件名最长可使用255个ASCII码字符。 可使用多间隔符的扩展名，这一类文件的文件类型由文件名最后 一个扩展名决定。 文件名中可以使用空格，但不能使用?*”/|等字符。 WINDOWS文件名不区分大小写字符，可使用汉字。 查找、复制文件时可以使用通配符“?”和“*”。,2019/7/9,2.1.6 计算机文件的管理,对计算机问家的管理，包括创建文件、打开文件、查找文件和文件夹、查看文件目录、查看文件属性、文件重命名、文件复制移动、删除等。在WINDOS中可以利用“我的电脑”、“资源管理器”等最常用的文件管理工具来管理文件。 1.利用“我的电脑” 鼠标双击“我的电脑”图标，即可列出本机中所有代表硬盘驱动器的图标。 2.利用“资源管理器” 点击“开始”-“程序”-“附件”-“windows资源管理器” 或在文件夹窗口上点击“文件夹”按扭，也同样可以打开资源管理器。,2019/7/9,2.2 计算机编码技术,2.2.1 计算机编码与进位计数制 1.进位计数制：把一组特定的符号按先后顺序排列起来，由低位向高位进位计数的方法。 在进位计数制中包含两个基本要素：“基数”和“权” (1)基数 一个计数制系统允许使用的基本数字符号（数符）的个数。例：十进 制的基数为10，数符分别为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9,2019/7/9,(2)权 权也称“位权”，是以基数为底的幂。例：在十进制3296.45中，3表 示3103，2表示2102，4表示410-1。 任何一个数的数值都可以按位权展开式表示，一个有n位整数、m位 小数的R进制数K，其位权展开式为： (K)R=Kn-1Rn-1+Kn-2Rn-2+K0R0+K-1R-1+K-2R-2+ K-mR-m R为基数，可以表示2、8、10、16。 2.计算机编码 计算机系统中信息的基本储存单位是位，每个位所代表的数值只能是 0或1。,2019/7/9,2.2.2 常用进位计数制,1.十进制(D) 基数为10，数符09的计数系统。 规则：由数符0、1、2、3、4、5、6、7、8、9构成 逢十进一 日常生活中最常见的是十进制数，用十个不同的符号来表示：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9称为代码。每一个代码所表示的数值的大小与该代码所在的位置有关，例如：3650.9=3103+6102+5101+0100+910-1 代码在数中所处的位置称为数位，用多少个代码表示数字的大小，称为基数。例如，十进制数有十个代码，所以它的基数为10，同理，二进制的基数就是2，任意位所代表的大小，称为位权，如上例中的代码3，其位权是10，代码6的位权是102。 约定数值后面没有字母或带有字母“D”时，表示该数为十进制。例如：十进制数“3650.9”可以写成3650.9或（3650.9）D,2019/7/9,2.2.2 常用进位计数制,2.二进制(B) 基数为2，数符0、1的计数系统。 规则：由数符0、1构成 逢二进一 二进制只有两个代码“0”和“1”，所有的数据都由他们的组合来实现。二进制数据在进行运算时，遵守“逢二进一，借一当二”的原则。约定在数据后加上字母“B”表示二进制数据。,2019/7/9,2.2.2 常用进位计数制,3.八进制(O) 基数为8，数符07的计数系统。 规则：由数符0、1、2、3、4、5、6、7构成 逢八进一 4.十六进制(H) 基数为16，数符09和AF的计数系统。 规则：由数符0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、 D、E、F构成 逢十六进一,2019/7/9,2.2.3在计算机内部采用二进制,1.易于用器件实现 计算机内部的电子元件之间的通信是利用晶体管的物理特性来表示的。导通表示1，断开表示0。 2.二进制数运算简便 二进制数运算简便，大大简化了计算机实现运算的线路，由于设备状态少，既节省了计算机的存储设备，又使得线路设计可靠、稳定。 3.易于实现逻辑运算 二进制的0、1与逻辑代数中的逻辑量0、1吻合，可以实现逻辑运算。,2019/7/9,2.2.4不同进位计数制之间的转换,1.二进制数与十进制数的转换 二进制数要转换成十进制数非常简单，只需将每一位数字乘以它的权2n，再以十进制的方法相加就可以得到它的十进制的值（注意，小数点左侧相邻位的权为20，从右向左，每移一位，幂次加1） 十进制数转换为二进制数规则： 整数部分：除2，取余数，倒排。 小数部分：乘2，取整数，顺排。 二进制数要转换成十进制数非常简单，只需将每一位数字乘以它的权2n，再以十进制的方法相加就可以得到它的十进制的值。 （10110.011）B=1 24+0 23+1 22+1 21+0 20+0 2-1+1 2-2+1 2-3 =（22.375）D。,2019/7/9,2.2.4不同进位计数制之间的转换,十进制转换成二进制采用的是倒除法，即“除2取余”的方法。具体过程介绍如下： （1）将十进制数除2，保存余数。 （2）若商为0，则进行第三步，否则，用商代替原十进制数，重复第1步。 （3）将所有的余数找出，最后得到的余数作为最高位，最先得出的余数作为最低位，由各位余数依次排列而成的新的数据就是转换成二进制的结果。 例.将（60）D转换成二进制。,2019/7/9,2.2.4不同进位计数制之间的转换,2.八进制数与十进制数的转换 八进制数转换为十进制数的规则类似于二进制。 十进制数转换为八进制数的规则： 整数部分：除8，取余数，倒排。 小数部分：乘8，取整数，顺排。,2019/7/9,2.2.4不同进位计数制之间的转换,3.十六进制数与十进制数的转换 十六进制数转换为十进制数的规则类似于二进制和八进制。 十进制数转换为十六进制数的规则： 整数部分：除16，取余数，倒排。 小数部分：乘16，取整数，顺排。 十六进制与十进制数相互转换时，可以分成两