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第一章 计算机基本知识 1 1计算机概述1 2微型计算机系统的组成1 3数据在计算机中的表示 1 目的 要求 1 计算机的发展 分类 基本特点 性能指标及应用领域 2 计算机中数据的表示方式及常用计数制之间的转换 二进制 十进制 八进制和十六进制之间的转换 3 计算机系统的基本组成 硬件系统和软件系统 各组成部分的功能及相应关系 4 存贮器种类 存贮容量 位 字节 KB MB GB TB等概念 5 汉字在计算机中的表示 2 重点 难点重点 计算机系统的组成 软件 硬件组成及组成部分的功能及相应关系 难点 数据表示 硬件 软件 本章教学目的和重点难点 1 1计算机概述 计算机 就是一种能自动 高速 精确地完成大量算术运算 逻辑运算和信息处理的电子设备 埃尼阿克 计算机的最初设计方案 是由36岁的美国工程师莫奇利于1943年提出的 总工程师由年仅24岁的埃克特担任 美国军械部拨款支持研制工作主要任务是分析炮弹轨道 埃尼阿克 共使用了18000个电子管 重达30吨 占地170平方米 有两层楼那么高 运算速度为每秒5000次加法 或者400次乘法 1946年2月15日 世界上第一台电子计算机 埃尼阿克 ENIAC 在美国宾夕法尼亚大学宣告研制成功 标志着人类社会计算机时代的开始 计算机的产生 一 计算机的发展和应用 1 计算机发展的四个阶段 根据所采用的物理器件 第四代计算机的一个重要分支是微型计算机 即个人计算机 新一代计算机 智能计算机 把信息采集 存储 处理 通信和人工智能结合一起具有形式推理 联想 学习和解释能力 神经网络计算机 模仿人的大脑判断能力和适应能力 并具有可并行处理多种数据功能的神经网络计算机生物计算机 是以生物界处理问题的方式为模型的计算机 目前主要有 生物分子或超分子芯片 自动机模型 仿生算法 生物化学反应算法等几种类型 2 计算机的分类 一 根据用途的不同可分为通用机和专用机 通用计算机用途广泛 功能齐全 可适用于各个领域 数量最大 应用最广 专用机是为某一特定问题设计的计算机 二 根据综合性能指标分 1 巨型机 不是指体积和质量很大 而是运算速度快 存储量大 功能强 可靠性好 实际上这种计算机已经微型化 主要用于空间技术 天气预报 宇宙空间研究 航空动力学分析计算 尖端工程的设计 国防等 2 大型机 具有极强的综合处理能力和极大的性能覆盖面 一般作为大型服务器或主机 主要用在大银行 大公司等 3 小型机 规模小 结构简单 设计试制周期短 更易推广和普及 广泛用于工业自动控制 企业管理 大学和科研机构等 4 工作站 是一种高档微机 具有较强的数据处理能力和高性能的图形功能 专门处理某类特殊事务的一种独立的计算机 5 微型计算机 小 轻 使用方便 价格便宜 成为计算机主流 6 网络计算机 通过网络连到服务器上 没有硬盘 所有应用和数据都保留在服务器上 安全 便宜 由于软件 没有 浏览器 服务器 模式 和网速的限制 本身技术的不成熟 使推广受阻 3 微型计算机的发展 微机的六个发展阶段 1971年 美国Intel公司研制出世界上第一只微处理器芯片 字长为4位按微处理器的字长及微型机的主要性能划分 微型机的发展可分为六代 4 计算机的发展趋势 巨型化高速 大容量 强功能 用于专门领域 微型化体积进一步缩小 用于各个领域 网络化计算机和现代通信技术相结合 把不同地理位置的计算机连接 实现通信和资源共享智能化能够模拟人脑和思维功能多媒体化不仅能够处理数字 字符信息 而且能够处理图 文 声 像等多种媒体信息 1运算速度快 2精确度高 3具有记忆和判断能力 4程序运行自动化 5 计算机的特点 6 计算机的应用领域 1科学计算 数值计算 2数据处理 信息处理 信息处理是最广泛的应用领域 4实时控制 过程控制 是自动化生产的重要内容和手段 5计算机辅助系统 CAD CAM CAI CAT CIMS 6多媒体技术 7虚拟现实 8人工智能 计算机辅助设计 CAD 计算机辅助制造 CAM 计算机集成制造系统 CIMS 就是由计算机来完成产品设计工作中的计算 分析 模拟 制图等工作 是指用计算机进行生产设备的管理 控制和操作的过程 3电子商务是利用计算机和网络进行的商务活动 二 计算机系统的组成 计算机系统的组成 硬件系统 软件系统 主机 外设 CPU 内存 运算器 控制器 随机存储器 RAM 只读存储器 ROM 输入设备 输出设备 外存 系统软件 应用软件 一 计算机硬件系统 冯 诺依曼的计算机模型 三点核心 采用二进制形式表示数据和指令采用 程序存储和程序控制 工作方式计算机硬件部分由五个基本部分组成 运算器 控制器 存储器 输入设备 输出设备 1 硬件的基本组成 运算器 ALU 用于加工 处理数据的部件 两类运算 算术运算和逻辑运算由算术逻辑部件ALU和一系列寄存器组成寄存器用于存放操作数及中间结果控制器 CU 计算机的控制部件 控制各部件按程序协调工作 存储器是计算机的记忆装置 存放程序和数据分为两大类 主存储器 主存 内存 和辅助存储器 辅存 外存 内存储器内存能被CPU直接存取 是计算机的工作存储器 存放正在加工的程序或数据 与辅存相比速度快 容量小 由半导体器件构成 内存被划分成若干单元 并按一定顺序编号 每个存储单元对应一个唯一的编号 称为存储单元的地址 每个单元可存放8个二进制位 bits 用b表示 即每个存储单元可存放一字节 Byte 信息 向存储单元 存 写 入或从存储单元 取 读 出信息 称为访问存储器 内存又分为只读存储器 ROM 和随机存储器 RAM 两类 外存储器外存不能被CPU直接存取 当CPU需要加工其中的信息时 先由外存调入内存 才能供CPU处理 外存与内存相比速度慢 容量大 一般由磁表面存储器 磁盘 磁带 和光盘构成 可较长时间保存信息 存储器的有关术语 位 bit 二进制的一位称为 比特 或 位 即一个 0 或 1 是最小的数据单位 字节 Byte 8位二进制数组成一个字节 简写为B 是计算机中用来表示存储空间大小的最基本的容量单位 一个西文字符占一个字节 一个汉字占2个字节 其中 1B 8bits1KB 210B 1024B1MB 220B 1024KB1GB 230B 1024MB1TB 240B 1024GB内存容量 计算机在内存中能存储的总字节数 输入设备是向计算机主机传送信息的装置 其功能是将数据 程序及其他信息 从人们熟悉的形式转换为计算机能够识别和处理的形式输入到计算机内部 键盘 鼠标器 扫描仪 数字化仪 声音及图像输入设备等输出设备将计算机主机的处理结果显示 打印或存储到外存上的装置 其功能是将计算机内部二进制形式的数据信息转换成人们所需要的或其他设备能接受和识别的信息形式 显示器 打印机 绘图仪 声音及图像输出设备 1 指令 指令系统与程序的概念 二 计算机的软件系统 指令是能被计算机直接识别与执行的 指示计算机进行某种操作的命令 是一组二进制代码 计算机指令由操作码和操作数两部分组成 格式为 指令系统是一种计算机所能识别并可执行的全部指令的集合 指令和指令系统与计算机的硬件密切相关 每一种计算机都有它们各自的指令系统 程序是指能使计算机完成某种操作任务的一组有序的指令集 用于编写计算机可执行程序所用的语言称为程序设计语言 它们可分为低级语言和高级语言 1 低级语言 面向机器 依赖于硬件 机器语言 能直接被计算机识别并执行的语言 是以二进制代码0和1表示的指令集合 特点 可读性差 不易记忆 编程难 繁 容易出错 汇编语言 用助记符号代替二进制代码的机器语言称为汇编语言 2 程序设计语言 2 高级语言高级语言 是一种独立于硬件 与自然语言和数学语言较相近的通用编程语言 特点 通用性和可移植性好 易读 易维护 常用的高级语言有BASIC FORTRAN PASCAL F0XBASE F0XPRO C C 等等 高级语言源程序必须经过相应的翻译程序翻译成机器指令的程序 目标程序 才能被计算机理解并执行 这种翻译通常有两种做法 1 编译方式 FORTRAN PASCAL等采用编译方式 2 解释方式 BASIC语言采用解释方式 软件 是用来指挥计算机完成具体工作的程序和数据 是整个计算机的灵魂 硬件 指的是所能够看得见的组成计算机的物理设备 是计算机的 躯干 是物质基础 裸机 指只有硬件没有软件的计算机 软件与硬件相互依存 相互支持 3 软件概念及分类 软件系统 系统软件 应用软件 指管理 监控和维护计算机资源 包括硬件和软件 的软件 操作系统 语言处理程序 汇编程序 编译程序 数据库管理系统 FoxPro SQLServer 实用程序 诊断程序 备份程序等 为解决各种实际问题而开发的软件 操作系统是直接运行在裸机上的最基本的系统软件 任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行 操作系统的作用是管理和控制计算机系统中所有的硬件和软件资源 合理地组织计算机的工作流程 是用户和计算机之间的接口 主要功能为 处理机管理 存储管理 外部设备管理 文件管理和作业管理 Office办公软件财务管理软件图形图像处理软件 一 微型计算机系统的硬件系统 微型计算机硬件基本结构 微型计算机是以微处理器为核心 通过总线连接内存储器 ROM RAM 构成主机 通过I O接口电路与外部设备相连接构成硬件系统 1 2微型计算机系统的组成 微机硬件基本配置 一 主机箱 机箱 电源 主板 CPU 内存条 I O接口卡 硬盘 软驱 光驱二 显示器三 键盘 鼠标四 音箱五 打印机 1 微处理器CPU CPU即中央处理器 它是计算机的大脑 计算机的运算 控制都是由它来处理的 微处理器主要由控制器 运算器 寄存器 一级缓存 L1CACHE 二级缓存 L2CACHE 等组成 CPU的主要性能指标字长 数据宽度 CPU一次能同时处理的二进制数据的位数 有8位 16位 32位 64位微处理器 主频 时钟频率 决定微处理器的运算速度 如说P4 2 4GHZ 该CPU的主频为2400MHZ 386 486 pentium PII PIII P4 插槽型 插座型 2 主板 Mainboard 主机板是一块多层印刷电路板 外表两层印刷信号电路 内层印刷电源和地线 是微机的核心部件 主机板上有CPU插座 芯片组 内存插座 ROMBIOS CMOS及电池 输入输出接口和输入输出扩展槽 系统总线 等PC机的主要部件 主板的性能主要由芯片组决定 不同档次的CPU需用不同档次的主机板 主机板的质量直接影响着PC机的性能和价格 3 内存 用于存放正在运行和使用程序和数据 CPU可以直接对它进行访问 分为只读存储器ROM和随机存储器RAMROM 只读存储器 特点 所存数据只能读出 调用 不能用一般的方法修改 断电数据不会丢失用途 一般用于存放系统信息 例 主板上的BIOS芯片 存放的是微机启动 自检和运行最基本的软件 RAM 随机存取存储器 特点 新进旧出 断电数据全部丢失内存条一般指的是RAM 目前常用的内存有SDRAM 168脚 两个缺口 和DDRAM 184脚 一个缺口 高速缓冲存储器是介于CPU和内存之间的一种可高速存取信息的芯片 用于解决它们之间的速度冲突问题 加快CPU的执行速度 分L1和L2两级 一般奔腾CPU的L1和L2缓存比赛扬CPU的大 4 外存储器 通常用来存放需要永久保存的或相对来说暂时不用的各种程序和数据的存储器 也称辅助存储器 简称外存或辅存 外存不能被CPU直接存取 其中的程序和数据必须调入内存后才能被CPU使用 目前微机常用的外存是软磁盘存储器 硬磁盘存储器 光盘存储器和优盘 1 软磁盘存储器 软磁盘 是一种涂有磁性物质的塑料薄膜圆盘 封装在一个方形保护套中在微机中使用的软盘按其尺寸可分为5 25英寸软盘和3 5英寸软盘两种 现在使用的都是3 5英寸软盘 软盘驱动器的读 写磁头通过此窗口 与软盘的记录表面接触 完成数据读 写操作 软盘上保护数据的装置 可防止数据被误删除或防止病毒侵入 经过格式化后被划分成若干同心圆 称磁道 0磁道在最外圈 每个磁道又被分为若干弧段 称扇区 每个扇区512字节 软盘容量 面数 磁道 面 扇区数 磁道 字节数 扇区 目前大量使用的是双面高密盘 有18个扇区 80条磁道 每个扇区容量为512B 磁盘总容量为1 44MB 3 5英寸软盘容量 2 80 18 512 1474560B 即1 44MB 2 硬磁盘存储器 硬盘存储器是一种涂有磁性物质的金属圆盘 通常由若干片硬盘片组成盘片组 硬盘片固定在一个公共转轴上 将硬盘 驱动器等封装在一起 合称硬盘 硬盘格式化后也被划分为磁道和扇区 盘片组中各盘片具有相同半径的磁道 构成了一个磁道组 称柱面 目前使用的硬盘大多为3 5英寸 硬盘主要性能指标 存储容量 与软盘相比 硬盘的容量要大得多 目前流行硬盘的容量有40GB 60GB 80GB 120GB 160GB等 旋转速度 目前最主流的硬盘旋转速度是7200rpm 3 光盘存储器 利用光学方法在存储介质上进行读写 光盘一般直径为5 25in 分类 只读型光盘CD ROM 只能读出信息 用户不能写入信息 由生产厂家预先写入 容量可达650MB 是微机中主要使用的光盘 CD ROM的进一步产品是DVD ROM一次写入型光盘 用户只能写入一次 写后不能修改 但可多次读出 可重写型光盘CD RW 能够重写信息 光盘驱动器作为读写设备 4 优盘 一种新兴起的移动存储设备特点 体积小 重量轻 容量大 存取速度快 可热插拔等 5 总线总线 BUS 是连接微机各部件的一组公共信号线 是计算机中传送数据 信息的公共通道 两类总线 内部总线 CPU内部的寄存器 运算器 控制器之间传送信息的通道 外部总线 CPU与内存和I O设备接口之间传送数据的通道 1 数据总线 DataBus DB 2 地址总线 AddressBus AB 3 控制总线 ControlBus CB 微机总线标准有PC总线 ISA总线 PCI总线 USB总线等 现在普遍采用的是PCI总线和USB总线 6 输入 输出接口接口是指不同设备之间为实现相互连接和通信而具有的对接部分 输入 输出接口是CPU与外部设备之间的连接通道 接口功能 有寻址功能 数据缓冲和转换功能 输入输出功能 联络功能 中断管理功能 错误检测功能等 在微机中 主要有以下类型的接口 串行口 COM1 COM2 并行口 LPT1 LPT2 适配器 又称卡 如 显示卡 声卡 常见的输入设备 键盘 鼠标 扫描仪 数码相机 7 输入设备 作用 输入程序和数据到计算机中 1 键盘键盘是计算机中使用得最普遍的输入设备 是用户和计算机对话的主要输入工具 自IBMPC推出以来 键盘经历了83键 84键和101 102键 Windows95面世后 在101键盘的基础上改进成了104键盘 增加了两个Windows按键 返回 2 鼠标器鼠标器是现今计算机上一种常见的定位输入设备 比如 选定 移动一个对象 将光标移动到指定的地方 目前常用的鼠标器主要有机械式和光电式两种 根据按键来分 有两键和三键式鼠标 光电鼠标 光电鼠标是利用光的反射来确定鼠标的移动 鼠标内部有红外光发射和接受装置 要让光电式鼠标发挥出强大的功能 一定要配备一块专用的感光板 光电鼠标的可靠性要比机械鼠标高出许多 顾名思义 扫描仪就是将照片 书籍上的文字或图片获取下来 以图片文件的形式保存在电脑里的一种设备 有黑白和彩色两大类 3 扫描仪 4 数码相机 数码相机的出现改变了以往将图像输送到计算机的方法 的确减少了不少工作 拍摄的照片自动存储在相机内部的芯片或者存储卡中 然后就可以输入到计算机中 常见输出设备 普通显示器 打印机 点阵打印机 喷墨打印机 激光打印机 显示器 液晶显示器 8 输出设备 负责将计算机中的信息 包括程序和数据 传送到外部媒介供用户查看或保存 显示器是PC机不可缺少的输出设备 显示器可显示程序的运行结果 输入的程序或资料等 分为 阴极射线管 CRT 显示器 液晶 LCD 显示器CRT显示器主要参数 分辨率和颜色数等 分辨率显示器上输出任何信息 均用小光点 像素 来构成 CRT的分辨率是指显示器水平方向和垂直方向所能表示的像素个数 像素越密 分辨率越高 图像越清晰 某显示器的分辨率是 1024 768 就表明该显示器在水平方向能显示1024个像素 在垂直方向能显示768个像素 即整屏能显示1024 768个像素 常见的分辨率有 640 480 800 600 1024 768 1280 1024 1600 1280等 颜色数颜色数指在当前分辨率下能同屏显示的色彩数量 一般以多少色或多少位色来表示 颜色数可达到32位真彩色 显示器可以显示的颜色数和显示卡有关 按显示屏幕大小分类通常有14寸 15寸 17寸和20寸 或者更大 1 显示器 喷墨打印机 喷墨打印机通过向纸上喷射细小的墨滴来实现打印 打印质量较针式打印机好 打印分辨率可达360dpi 价格低 噪声小 打印质量好 可打印彩色 适合家庭使用 但消耗费用高 墨水贵 2 打印机 打印机是计算机系统最基本的输出设备 它可将计算机输出的信息以书面的形式长久保存 分类 针式打印机耗材便宜 但噪声大 打印质量差 针式打印机通过一排打印针冲击色带而形成所需文字或图象的墨点 目前微机上使用的针式打印机以24针为主 这种打印机的分辨率为180dpi 点 英寸 针式打印机 激光打印机 激光打印机的分辨率很高 分辨率可达到300dpi 600dpi 甚至1200dpi 速度快 无噪声 价格高 二 多媒体计算机系统 一 多媒体基本概念媒体 Media 又称介质 是存储 传播 表现信息的载体 是承载信息的有形物体 多媒体是指多种媒体的集合 它是以数字技术为核心的 将文字 图像 声音 视频与计算机通信融为一体的信息环境的总称 多媒体技术是指能够同时采集 处理 编辑 存储和展示两个以上不同类型信息媒体的技术 多媒体技术是将声 文 图 像与计算机集成为一体的技术 其主要特点如下 1 集成性 2 实时性 3 交互性 4 数字化 5 计算机化 多媒体计算机 MPC 是在多媒体技术的支持下 能够实现多媒体信息处理的计算机系统 多媒体计算机的硬件系统构成可由公式MPC PC 声卡 音箱 CD ROM体现 三 多媒体计算机 1 硬件系统多媒体的硬件设备有光驱 声卡 音箱 图象采集卡 电视卡 触摸屏等 目前一般的家用机都有前三项部件 可以播放音乐和电影 VCD 1 声卡 音频卡 是处理和播放多媒体声音的关键部件 它插入主板扩展槽中与主机相连 卡上的输入 输出接口可以和相应的输入 输出设备相连 2 视频卡对视频信号进行捕获 存储 播放等处理 它插入主板扩展槽中与主机相连 通过卡上的输入 输出接口可以与录像机 摄像机 影碟机和电视机等连接 3 光盘和光盘驱动器光盘可以存储声音 文字 图形等多媒体信息 光盘驱动器是读取光盘中信息的设备 2 软件系统多媒体软件系统主要包括多媒体操作系统 windows 支持多媒体数据开发的应用工具 Authorware 和多媒体应用软件 金山解霸 realplayer 等 能够以交互方式同时获取 处理 编辑 存储和表示多种信息媒体的计算机系统 四 多媒体技术的应用1 教育与培训多媒体教学 CAI 计算机辅助设计 CAD 电子图书2 文化 娱乐播放VCD 玩游戏 Internet中多媒体的应用3 多媒体通信可视电话4 虚拟现实远程查询 远程医学检查 远程会议室 数据是指能够输入到计算机并由计算机处理的数字 字母 符号 文字 图像 声音 图表等 数据分为两大类型 数值型和非数值型数据 无论数值型还是非数值型数据 计算机系统都不能直接识别 计算机只能识别机器代码 即由0和1表示的二进制数据 数据在计算机内部是以二进制的形式来存储和运算的 1 3数据在计算机中的表示 1 数据在计算机中的存储形式 各类数据在计算机中的转换过程 输入设备 输出设备 内存 进位计数制 按进位的方法进行计数 数制也称计数制 是指用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法 这组固定的符号称为 数码 2 进位计数制 在进位计数制中有数位 基数和位权三个要素 数位 指数码在一个数中所处的位置 基数 指在某种进位计数制中 每个数位上所能使用的数码的个数 位权 指在计数制中 每一固定位置对应的单位值称为位权 等于基数的若干次幂 例 在十进制中 个位数的位权为100 十位数的位权为101 数码所处的位置不同 代表数的大小也不同 数码 位权 数值 例如1011 在不同进位数制中所表示的数的大小不同 计算机技术领域常用的几种进制 226 2 102 2 101 6 100 1011 2 1 23 1 21 1 20 226 8 2 82 2 81 6 80 4A 16 4 161 10 160 位置表示法 位权表示法 书写约定 1 下标法 N R 439 10 1100 22 英文字母法 十进制D 二进制B 八进制O 十六进制H 439D 1101B 637O 65CH 特点 R进制有R个数码 逢R进一 可用位权表示 二进制 十进制 八进制 12345678910111213141516 110111001011101111000100110101011110011011110111110000 1234567101112131415161720 十六进制 123456789ABCDEF10 二进制的特点 1 容易实现 采用二进制 它只有 和 两个状态 这在物理上是极易实现的 2 运算简便 二进制数的求和法则只有三种 0 0 00 1 1 0 11 1 10 逢二进一 采用二进制可以使计算机运算器的结构大为简化 3 适合逻辑运算由于二进制只有0和1正好与逻辑代数中的假 false 和真 true 相对应 所以用二进制数来表示二值逻辑 进行逻辑运算是十分自然的 4 可靠性高由于二进制只有0和1两个符号 因此在存储 传输和处理时不容易出错 这使计算机肯有的高可靠性得到了保障 二进制数太长 阅读与书写很不方便 为此 在阅读与书写时又通常用十六进制或八进制来表示 例 11010110 2 00100111 2 3 将非十进制数转换为十进制数 将非十进制数转换为十进制数的方法只有一种 按权展开求和 1 将二进制数 11011 101 2转换为十进制数 11011 101 2 1 24 1 23 0 22 1 21 1 20 1 2 1 0 2 2 1 2 3 16 8 2 1 0 5 0 125 27 625 10 2 将八进制数 123 24 8转换为十进制数 123 24 8 1 82 2 81 3 80 2 8 1 4 8 2 83 3125 10 3 将十六进制数 3AB 48 16转换十进制数 3AB 48 16 3 162 10 161 11 160 4 16 1 8 16 2 939 28125 10 4 将十进制数转换为非十进制数 把十进制数转换为非十进制数的方法是 整数部分 除基数倒取余法 小数部分 乘基数取整法 其中二 八 十六进制的基数分别为2 8 16 1 例将十进制数 14 125 10转换为二进制数 十进制 二进制 转换规则 整数部分 除 倒取余法 小数部分 乘 取整法 注 小数部分转换时 若遇到转换过程无穷尽时 应根据精度要求进行转换 即 1725 6875 10 3275 54 8 十进制 八进制 2 转换规则 整数部分 除8倒取余法 小数部分 乘8取整法 例将十进制数 1275 6875 10转换成八进制数 3 转换规则 整数部分 除16倒取余法 小数部分 乘16取整法 例将十制数 12345 671875 10转换为十六进制数 十进制 十六进制 5 非十进制数与非十进制数之间的转换 1 规则是 以小数点为界 分别向左和向右每3位二进制数为一组 用相应的八进制数来表示 小数点保留原位 二进制 八进制 八进制 二进制 2 规则是 以小数点为界 分别向左和向右 每位八进制数用相应的3位二进制数表示 小数点保留原位 注意 无论是向左或向右 最后不足3位二进制数时用 0 补足3位 例 八进制数 617 34 8转换成二进制数为 617 34110001111 011100即 617 34 8 110001111 011100 2 11001111 0111 2 011001111 011100 2 317 34 8 3 规则是 以小数点为界 分别向左和向右每4位二进制数为一组 用相应的十六进制数来表示 小数点保留原位 二进制 十六进制 十六进制 二进制 4 规则是 以小数点为界 分别向左和向右 每位十六进制数用相应的4位二进制数表示 小数点保留原位 注意 无论是向左或向右 最后不足4位二进制数时用 0 补足4位 例 将十六进制数 B6E 9 16转换成二进制数为 B6E 9101101101110 1001即 B6E 9 16 1 1001 2 例 二进制数 1010101011 0110 2 转换成十六进制数为 001010101011 01102AB 6即 1010101011 0110 2 2AB 6 16 6 数值的表示 1 机器数在机器内存放的正负号数码化 最高位定义为符号位 0表示正 1表示负 的数称为机器数 机器外部由正负号 表示的数称为真值数 例 真值数 1101100B 机器数为 11101100 符号位 真值数 1010011B 机器数为 0 练习 写出 10的真值数和机器数 2 整数没有小数部分的数为整数 分带符号整数和不带符号整数 根据机器字长的不同 所表示的数的范围也不同 若数值超出了这个范围 就 溢出 为了表示较大或较小的数 用浮点数来表示 3 实数有小数部分的数为实数 实数采用 浮点数 或称 科学表示法 表示 由两部分组成 尾数和阶码 例 0 56x103 则0 56为尾数 3是阶码 浮点表示法的小数点位置是不固定的 阶码可取不同的数值 例 21453 55 2 145355x104 214 5355x102为了方便表示 将浮点数写成规格化的形式 尾数的绝对值大于等于0 1并且小于1 则上例写成规格化浮点数为 0 2145355x105二进制规格化浮点数表示形式 N d 2 p 阶符 阶码 机内的存储形式 例 11010 011 0 11010011 2101 4 带符号数的表示在计算机中 负数有三种表示法 原码 反码 补码 1 原码整数X的原码指 数符位用0表示正 1表示负 其数值部分就是X绝对值的二进制表示 通常用 X 原表示X的原码 例 5 原 10000101 0 原 10000000 5 原 00000101 0 原 000000002 反码整数X的反码指 正数的反码与原码相同 对于负数 数符位为1 即与原码数符位相同 数值部分是对原码数值部分取反 例 5 原 10000101 5 原 00000101 0 反 11111111 5 反 11111010 5 反 00000101 0 反 000000003 补码整数X的补码指 正数的补码与原码相同 对于负数 数符位为1 数值部分是反码数值部分加1 例 5 反 11111010 5 反 00000101 0 补 00000000 5 补 11111011 5 补 00000101 0 补 00000000 在补码中 0有唯一的编码 利用补码能够方便运算 1 西文字符 ASCII码 美国标准信息交换码 用7位二进制数编码 可表示128个字符 编码从0到127 主要表示数字 大小写英文字母 标点符号 运算符 控制符等 要记住几个特殊的字符编码 a 1100001 97 A 1000001 65 0 0110000 48 空格 0100000 32 LF 换行控制符 0001010 10 CR 回车控制符 0001101 13 其编码规则如下 1 一个ACSII码字符用一个字节表示 其中字节的最高位为0 2 字符比较大小按其ASCII码值的大小进行 最高位b6b5b4b3b2b1b0 7 字符的表示 西文字符在计算机内也是以二进制的形式存储和处理的 所以必须进行二进制编码 最常用的是ASCII字符编码 1 汉字的输入码 外码 汉字输入码是为了将汉字通过键盘输入计算机而设计的代码 输入汉字的方法有各种各样 目前使用广泛的有全拼 简拼 双拼 五笔字型等 综合起来可分为音码 形码和音形码等 如全拼属于音码 五笔字型则属于形码输入法 2 汉字编码 在计算机中 汉字处于不同阶段时是用不同编码的 汉字在计算机系统中的处理过程可用下图来表示 输入 输入码 存储 运算 机内码 国标码 交换码 汉字的处理过程 地址码 输出 字形码 2 国标码 GB2312 80 在对汉字进行传递和交换时使用的编码 又称汉字交换码 GB2312 80 信息交换用汉字编码字符集 中规定了信息交换用的6763个汉字和682个非汉字图形符号 包括几种外文字母 数字和符号 的代码 共7445个 汉字国标码通常用十六进制数表示 GB2312 80主要特点 每个汉字或图形符号均采用双字节表示 每个字节只用低7位 汉字编码表有94行 94列 其行号称为区号 列号称为位号 双字节中 用高字节表示区号 低字节表示位号 区号和位号组合在一起就形成了 区位码 国标码 区位码 2020H 即区号和位号各加32 汉字排列顺序按拼音顺序排列 非汉字图形符号置于第1 11区 一级汉字3755个置于第16 55区 二级汉字3008个置于第56 87区 中 字位于第54区48位 则区位码 国标码 3 汉字机内码 供计算机系统内部进行存储 加工处理 传输时统一使用的代码 又称为机内码 目前使用最广泛的一种为两个字节的机内码 称变形的国标码 是将国标GB2312 80交换码的两个字节的最高位分别置