大学计算机基础清华大学出版社.ppt

计算机基础知识,1,2.2 计算机系统的组成与工作原理 4.1 数制转换及运算 4.2 数据在计算机中的表示,计算机科学与技术学院 黄斐,2.2 计算机系统的组成与工作原理 2.2.1计算机系统的组成,2,系统软件 应用软件,计算机系统分为：硬件+软件,硬 件,软 件,计算机科学与技术学院 黄斐,计算机系统的组成,3,计算机科学与技术学院 黄斐,2.2.2计算机硬件组成,4,计算机硬件包括主机和外设,计算机科学与技术学院 黄斐,计算机的五大部件,5,冯.诺依曼思想： 二进制 程序与数据一样存放在内存 五大模块,计算机科学与技术学院 黄斐,处理器,6,计算机科学与技术学院 黄斐,存储器,7,存储器是计算机存储数据和程序的记忆单元集合， 每个记忆单元由8位二进制位组成，可读写其中的数据。,存储器,存储器通常分为内存储器和外存储器,存放大量信息 的外存储器,信息交流中心 内存储器,计算机科学与技术学院 黄斐,存储器,8,每个记忆单元由8位二进制位组成。,1KB=210B=1024B 1MB= 210KB= 1024KB 1GB= 210MB= 1024MB 1TB= 210GB= 1024GB,计算机科学与技术学院 黄斐,输入设备、输出设备,9,常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪、麦克风等。 常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪、音响等。,计算机科学与技术学院 黄斐,2.2.3计算机的基本工作原理,10,指令是能被计算机识别并执行的的二进制代码，完成一种操作。,数据传送指令 数据处理指令 程序控制指令 输入输出指令 其它指令,If Goto, And Or,对计算机的硬件进行管理等,指令,结构,分类,操作码 要完成的操作类型或性质 操作数 操作的内容或所在的地址,计算机科学与技术学院 黄斐,计算机的基本工作原理,11,指令的执行过程分为以下4个步骤： 取指令 按照指令计数器中的地址，从内存储器中取出指令，并送往指令寄存器。 分析指令 对指令寄存器中存放的指令进行分析，由译码器对操作码进行译码，将指令的操作码转换成相应的控制电位信号；由地址码确定操作数地址。 执行指令 由操作控制线路发出完成该操作所需要的一系列控制信息，去完成该指令所要求的操作。 一条指令执行完成，指令计数器加1 或将转移地址码送入程序计数器，然后回到。,计算机科学与技术学院 黄斐,计算机的基本工作原理,12,计算机科学与技术学院 黄斐,678.34=6102+7101+8100 +310-1+410-2,4.1 数制转换及运算 4.1.1进位计数制,13,N=an-1rn-1an-2rn-2a0r0a-1r-1a-mr-m,r进制数N可表示为：,r进制数用 r个基本符号（例如0，1，2，r-1）表示数值,基数,权,数码,计算机科学与技术学院 黄斐,4.1.2不同进位计数制间的转换,14,r 进制转化成十进制：数码乘以各自的权的累加 例： 10101(B)=24+22+1=21 101.11(B)=22+1+2-1+2-2=5.75 101(O)=82+1=65 71(O)=78+1=57 101A(H)=163+16+104106,进制表示符号 B 二进制 O八进制 D十进制 H十六进制,计算机科学与技术学院 黄斐,十进制转化成 r 进制,15,整数部分：除以 r取余数，直到商为0，余数从右到左排列。 小数部分：乘以 r取整数，整数从左到右排列。,100(D)=144(O)=64(H),1.04,计算机科学与技术学院 黄斐,余数,二进制、八进制、十六进制数间的相互转换,16,1 101 101 110.110 101(B)= 1556.65(O) 1 5 5 6 6 5 11 0110 1110.1101 01(B)=36E.D4(H) 3 6 E D 4,一位八进制数对应三位二进制数 一位十六进制数对应四位二进制数 二进制转化成八(十六)进制) 整数部分：从右向左按三(四)位进行分组 小数部分：从左向右按三(四)位进行分组 不足补零,计算机科学与技术学院 黄斐,二进制、八进制、十六进制数间的关系,17,计算机科学与技术学院 黄斐,4.4.3 二进制数的算术运算,18,1.二进制数的加法运算,2.二进制数的减法运算,加法运算法则 0+0=0 0+1=1+0=1 1+1=10,减法运算法则 0-0=1-1=0 1-0=1 0-1=1,计算机科学与技术学院 黄斐,二进制数的算术运算,19,3.二进制数的乘法运算 4.二进制数的减法运算,乘法运算法则 00=0 01=10=0 11=1,减法运算法则 00=0 01=0 11=1,计算机科学与技术学院 黄斐,4.4.4 二进制数的逻辑运算,20,逻辑非运算,逻辑非的真值表,逻辑与运算,逻辑与的真值表,计算机科学与技术学院 黄斐,4.4.4 二进制数的逻辑运算,21,逻辑或运算,逻辑或的真值表,计算机科学与技术学院 黄斐,4.2 数据在计算机中的表示,22,二进制优点：物理上容易实现，运算简单，可靠性、通用性强,计算机科学与技术学院 黄斐,4.2.1数值,23,符号位 “0”表示正 、 “1”表示负,定点整数,符号数的机器数表示,定点小数,计算机科学与技术学院 黄斐,浮点数表示,24,110.011(B)=1.100112+10=11001.12-10=0.1100112+11,N= 数符尾数2阶符阶码 尾数的位数决定数的精度 阶码的位数决定数的范围,规格化的形式：尾数的绝对值大于等于0.1并且小于1，从而唯一地规定了小数点的位置。,定点整数,定点小数,计算机科学与技术学院 黄斐,带符号数的表示,25,(3)补码,假定一个数在机器中占用8位。 (1) 原码,计算机科学与技术学院 黄斐,4.2.2 字符,26,西文字符 ACSII码(American Standard Code for Information Interchange) 128个常用字符，用7位二进制编码，从0到127 控制字符：032，127；普通字符：94个。 例如：“a”字符的编码为1100001，对应的十进制数是97； 换行 0AH 10 回车 0DH 13 空格 20H 32 09 30H39H 4857 AZ 41H5AH 6590 az 61H7AH 97122,计算机科学与技术学院 黄斐,汉字编码,27,(1) 汉字输入码 音码类 全拼、双拼、微软拼音、智能ABC等 形码类 五笔字型法、郑码输入法等 。 (2) 汉字国标码(GB231280) 每个汉字占两个字节。 一级汉字：3755个；二级汉字：3008个。 汉字分区，每个区94个汉字。 (3)机内码,计算机科学与技术学院 黄斐,汉字字形编码,28,(4) 汉字字形码 点阵：汉字字形点阵的代码 有1616、2424、3232、4848等 编码、存储方式简单、无需转换直接输 出放大后产生的效果差 矢量：存储的是描述汉字字形的轮廓特征 矢量方式特点正好与点阵相反 (5) 汉字地址码 每个汉字字形码在汉字字库中的相对位移地址 地址码和机内码要有简明的对应转换关系,计算机科学与技术学院 黄斐,UCS编码,29,最高位为0,基本多文种平面（BMP）：0组0平面，包含字母、音节及表意文字等。 例如：A 41H(ASCII) 00000041H(UCS) 大 B4F3H(GB2312) 00005927H(UCS),(6) 其他汉字编码 UCS码、Unicode码、GBK码、BIG5码等 国际标准： 通用多八位编码字符集UCS(Universal Code Set) 世界各种文字的统一的编码方案，一个字符占4个字节。分为：,计算机科学与技术学院 黄斐,其他汉字编码,30,Unicode码 另一国际标准：采用双字节编码统一地表示世界上的主要文字。 其字符集内容与UCS的BMP相同。 GBK码 GBK等同于UCS的新的中文编码扩展国家标准，2字节表示一个汉字 第一字节从81HFEH，最高位为1； 第二字节从40HFEH，第二字节的最高位不一定是1。 BIG5编码 台湾、香港地区普遍使用的一种繁体汉字的编码标准，包括440个符号，一级汉字5 401个、二级汉字7 652个，共计13 060个汉字。,计算机科学与技术学院 黄斐,思 考 题,31,1计算机由哪