计算机基础知识

1,课程介绍,计算机文化基础课程内容课程作用课程学习方法等级考试介绍,2,1.1 计算机概述1.2 微型计算机硬件构成 1.3 计算机的数制 1.4 数据信息在计算机中的表示 1.5 信息化社会,本章内容,3,第一章 计算机基础知识第二章 操作系统第三章 Word2003 文字处理软件第四章 Excel2003 电子表格软件第五章 PowerPoint2003演示文稿第六章 计算机网络基础第七章 Internet基本应用,课程基本介绍,4,重点、难点,总学时：6学时，理论6学时，上机0学时,1.目的 (1)掌握计算机的基本概念与基础知识。 (2)掌握计算机的基本组成、工作原理及主要应用。 (3)了解微型计算机系统的基本组成。 (4)了解数制的基本概念 ，掌握各类进制数间的转换 。 (5)了解信息在计算机中的表示。 2. 重点、难点 计算机系统构成、工作原理 。微型计算机的硬件构成。各类进制数间的转换。信息在计算机中的表示的理解。 3. 教学方法： 讲授、多媒体教学,5,教学内容,1.1 计算机概述1.2 微型计算机系统的组成1.3 数字化信息编码与数据表示,本章解决的问题： 1.什么是计算机 2.计算机产生的背景、发展、分类 3.计算机的主要功能 4.计算机的组成 5.计算机的工作原理,6,1.1 计算机概述,计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子装置。,1.1.1 计算机的发展第一台电子计算机的诞生1946年2月15日，世界上第一台通用数字电子计算机ENIAC研制成功，承担开发任务的“莫尔小组”由四位科学家和工程师埃克特、莫克利、戈尔斯坦、博克斯组成，总工程师埃克特当时年仅24岁。名字：ENIAC(埃尼阿克)，全称Electronic Numerical Integrator And Compute (电子数字积分计算机 )地点：美国宾夕法尼亚大学主要元器件:电子管 研制目的：军事上的需要 意义：标志了电子计算机时代的到来,7,1.1 计算机概述,ENIAC特点,器件：18800个电子管 70000个电阻 1500个电容 6000个开关体积：90立方米重量：30 吨占地：170 平方米耗电：140 千瓦/时速度：5000次加法/秒 500次乘法/秒 100次除法/秒容量：存20个字长的 10位十进制数,8,1.1 计算机概述,（1）第一代电子管计算机的兴盛 在ENIAC研制成功后，相继出现了一批电子管计算机，主要用于科学计算。采用电子管作为逻辑元件是第一代计算机的标志。UNIVAC由埃克特和莫克利研制成功，这也是第一个进行批量生产的计算机。1951年，电脑开始走出实验室服务于社会与公众。1952年，UNIVAC因准确地预测美国总统大选结果而名声大噪。IBM公司的IBM 701击败竞争对手UNIVAC，一举奠定了蓝色巨人在计算机产业界的领袖地位。1950问世的第一台并行计算机EDVAC，首次实现了冯诺依曼体系的两个重要设想：存储程序和采用二进制。,1、计算机的起源与发展,9,1.1 计算机概述,（2）第二代计算机 美国贝尔实验室于1954年研制成功第一台使用晶体管的第二代计算机TRADIC。相比采用定点运算的第一代计算机，第二代计算机普遍增加了浮点运算，计算能力实现了一次飞跃。IBM公司于1958年制成的1401及后续的1410/1440系列计算机，是第二代计算机中的代表，用户在当时可以以每月2500美元的价格租用IBM 1401。,10,1.1 计算机概述,（3）第三代计算机 -“蓝色巨人”IBM于1964年研制出计算机历史上最成功的机型之一IBM S/360。IBM由于S/360的成功，进一步巩固了自己在业界的地位，“蓝色巨人”IBM几乎成为计算机的代名词。,11,1.1 计算机概述,（4）第四代计算机 随着集成电路的迅速发展，采用大规模和超大规模集成电路的第四代计算机，计算性能飞速提高，应用范围渗透到社会的每个角落，计算机对社会生产的重要性日益凸显。随着微处理器的问世和发展，微型计算机开始普及，计算机逐渐走进普通人家。,12,1.1 计算机概述,13,1971 全球第一块微处理器4004芯片诞生 （4位处理器）1974 新一代8位微处理器8080芯片问世1975 MITS研制的以8080为CPU的全球第一台微电脑Altair出世1976 乔布斯和沃兹制作出Apple 1981 IBM的工程师们在佛罗里达的Boca Raton采用8086与8088微处理器芯片，设计出了自己的个人计算机IBM-PC(16位处理器）1982以后 80286、80386、80486、Pentium芯片高能奔腾（Pentium Pro）、多功能奔腾（Pentium MMX）、奔腾、奔腾和奔腾4等。2005年，intel推出了PentiumD双核处理器。2006年7月，酷睿2处理器发布，以高性能低功耗再度问鼎桌面双核处理器之巅。 2006年年底 intel已推出了四核处理器，如现在的酷睿(core)i7。,2、PC机的产生与发展,1.1 计算机概述,14,1.1 计算机概述,3、计算机发展的趋势 巨型化 指发展高速、大存储和功能更强大的巨型机以满足尖端科学的需要。微型化 发展小、巧、轻、价格低、功能强的微型计算机，以满足更广泛的应用领域，如多媒体技术。网络化 计算机网络是计算机技术和通信技术结合的产物,是信息系统的基础设施。网络化是将各种资源连接在一起，被全体公民所共享。多媒体化 使计算机能更有效地处理文字、图形、动画、音频、视频等多种形式的信息，使人们更自然、有效地使用信息。智能化 模拟人的感觉、行为、和思维。,15,1.1 计算机概述,4当代计算机的主要技术特征（1）流水线（Pipeline）技术 （2）乱序执行（Out-Of-Order Execution）技术 （3）缓存（Cashe）技术 （4）并行技术 （5）双核技术,16,1.1 计算机概述,1.1.2. 计算机的分类（1）按处理的数据分类 数字计算机、模拟计算机及混合式计算机（2）按使用范围分类 通用计算机、专用计算机（3）按性能分类巨型机、大型机、小型机、工作站、微型机,17,1.1 计算机概述,1.1.3 计算机的特点及主要应用领域1.计算机的特点计算机具有存储容量大、处理速度快、工作全自动、计算精度和可靠性高、逻辑推理和判断能力强等特点。,2.计算机的主要应用领域（1）科学计算（2）数据处理 （3）过程控制 （4）计算机辅助工程 （5）人工智能,18,1.1 计算机概述,3. 计算机技术在新兴领域的应用 （1）计算机语音和字符识别功能 （2）计算机图形技术和图像处理功能在科研和生产中的广泛应用 （3）现代化的计算机信息检索系统的应用 （4）计算机多媒体技术在人类工作与生活的各方面获得应用,19,1.1 计算机概述,1.1.4 计算机系统完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成硬件系统：又称硬件或硬设备，指构成计算机的物理装置。软件系统：又称软件或软设备，指使计算机硬件系统进行工作的各种程序、数据和文档资料的集合。两者关系：相辅相成，缺一不可。裸机 ：缺少软件系统的计算机。,20,1.1 计算机概述,1.1.4 计算机系统,计算机系统构成,硬件系统(Hardware System),软件系统(Software System),21,1.1 计算机概述,运算器:简称ALU。是计算机数据运算部件。控制器:是计算机的指挥系统。存储器:是计算机具有记忆能力的部件。输入设备:是计算机用来输入程序和数据的部件。输出设备:是计算机用来输出数据的部件。,22,1.1 计算机概述,2. 计算机软件系统,操作系统 语言处理程序 诊断系统 系统软件 数据库系统 其它软件 画笔、媒体播放机、财务、仓储系统等 应用软件 CAD、CAM、CIMS、CAI等,23,1.1 计算机概述,（1）系统软件 是指管理、控制和维护计算机，使其高效运行的软件。包括操作系统、数据库管理系统、语言编译系统和系统工具软件。,24,1.1 计算机概述,操作系统 是计算机正常运行的必要软件，负责管理计算机的软硬件资源。常见：DOS、Windows，UNIX，Linux，Netware等 数据库管理系统 对计算机中所存放的大量数据进行组织、管理、查询并提供处理功能的软件。常见有：FoxBase、Dbase、Oracle、Sybase、SQL Server等系统工具软件 一类服务性程序，如故障诊断程序、纠错程序、调试程序等 。,25,1.1 计算机概述,语言处理程序计算机语言分为3类：机器语言、汇编语言、高级语言。1、机器语言是计算机指令代码的集合。用它编写的程序CPU可直接识别并执行。2、汇编语言采用英文缩写符号代替机器语言的操作码和操作地址所形成的计算机语言，又叫符号语言。用它编写的程序计算机不能直接识别和运行，必须将其转换成机器语言程序后才能被执行。把汇编语言程序翻译成机器语言程序的程序称为汇编程序。3、高级语言是一种比较接近人类自然语言和数学描述的语言。翻译方式：解释和编译,26,1.1 计算机概述,（2）应用软件 为解决用户的具体问题，面向某个领域而设计的软件。如：财务管理软件、学习软件、游戏软件、Office、WPS等,27,1.1 计算机概述,1.1.5 计算机工作原理指令 指示计算机如何工作的命令，是计算机能实现的基本操作，每一个计算机系统都有它的指令集。指令是由一串二进制代码表示，通常由操作码和地址码两个部分组成。程序是由指令序列组成的，它是为解决某一问题而设计的一系列排列有序的指令的集合。地址 整个内存被分成若干个存储单元，每个存储单元一般可存放8位二进制。每个存储单元可以存放数据和程序代码。为了能有效地存取该单元内的内容，每个单元必须有唯一的编号（称为地址）来标识。,28,1. 指令：指示计算机如何工作的命令，是计算机能实现的基本操作，每一个计算机系统都有它的指令集。指令是由一串二进制代码表示，通常由操作码和地址码两个部分组成。一台计算机所有的指令集合，称为该计算机的指令系统,2. 程序：是由指令序列组成的，它是为解决某一问题而设计的一系列排列有序的指令的集合。,指令要完成的操作,参加运算的数或者所在的单元地址,1、基本概念,1.1 计算机概述,3.地址：整个内存被分成若干个存储单元，每个存储单元一般可存放8位二进制。每个存储单元可以存放数据和程序代码。为了能有效地存取该单元内的内容，每个单元必须有唯一的编号（称为地址）来标识。,29,2、冯诺依曼设计思想,1.1 计算机概述,冯.诺依曼思想：1.五大模块：控制器、运算器、存储器、输入、输出设备2.二进制：计算机内部采用二进制3.程序与数据一样存放在内存：存储程序原理,计算机之父冯.诺依曼,30,1.1 计算机概述,3、计算机的工作原理计算机的工作过程：（1）控制器控制输入设备将数据和程序从输入设备输入到 内存；（2） 在控制器指挥下，从内存取出指令送入控制器；（3） 控制器分析指令，指挥运算器、存储器执行指令规定的操作；（4） 运算结果由控制器控制送存储器保存或送输出设备输出；（5）重复 ，直到程序结束。,31,1.1 计算机概述,1.1.6 计算机的性能指标（1）字长位(bit)：是一个二进制数码。其值只有0和1。字节(byte)：8个二进制数位组成1个字节。字(word)：若干二进制数位组成1个字。一般是字节的整数倍。字长(wordlength) ：计算机一次能同时处理的二进制数的位数。,32,（2）计算速度主频：时钟频率，主频的高低一定程度上决定计算机速度高低。通常指计算机每秒钟所能执行的加法指令的数目。（3）存储容量表示计算机存储数据的能力。单位有：B、KB、MB、GB,容量单位间的关系：1KB=210B=1024B 1MB= 210KB= 1024KB 1GB= 210MB= 1024MB 1TB= 210GB= 1024GB,1.1 计算机概述,33,1.2 微型计算机硬件构成,34,1.2 微型计算机硬件构成,CPU系统主板（又称主机板或母板）硬盘驱动器DVD-ROM驱动器软盘驱动器显示器适配器内存电源,35,1.2 微型计算机硬件构成,36,1.2 微型计算机硬件构成,主板（MotherBoard，MainBoard，SystemBoard）是一台PC的主体，是安装在微型计算机主机箱中的印刷电路板，这是连接CPU、内存储器、外存储器、各种适配卡、外部设备的中心枢纽。它包括以下几个重要组成部分,1.2.1 主板,37,1.2 微型计算机硬件构成,主板：AT结构和ATX结构ATX新型主板结构规范：,38,1.2 微型计算机硬件构成,39,1.2 微型计算机硬件构成,1.2.2 CPU CPU（Central Processing Unit）即中央处理单元，是微机系统的核心，也是整个系统最高的执行单位。它负责整个系统指令的执行，数学与逻辑的运算，数据的存储与传送，以及对内对外输入与输出的控制。时钟频率（主频）是CPU的主要性能指标，以Hz（Hertz）为基本单位。一般CPU的工作时钟频率（主频）以它的型号来表示，如Pentium 166中的166MHz，较新的Intel Core i7处理器，频率为3.2GHz 。在相同的结构下，CPU型号的数值越高，其速度越快，当然价格也越高。,40,1.2 微型计算机硬件构成,intel 4004，intel 的发展史就是从这块cpu起步的,41,1.2 微型计算机硬件构成,8008,8085,42,1.2 微型计算机硬件构成,8086,43,1.2 微型计算机硬件构成,80286，intel最后一块16位cpu,44,1.2 微型计算机硬件构成,80386，intel第一代32位cpu,486，这是intel最后一代以数字编号的cpu,45,1.2 微型计算机硬件构成,pentium，传说中的586,pentium pro,46,1.2 微型计算机硬件构成,pentium,celeron，引发超频热潮,47,1.2 微型计算机硬件构成,pentium_katmai,Intel pentium tualatin/coppermine,48,1.2 微型计算机硬件构成,intel pentium_423,intel pentium_478,49,intel 酷睿（core）i7,1.2 微型计算机硬件构成,50,存储器,内部存储器,外部存储器,1.2 微型计算机硬件构成,51,内部存储器分为：（1）随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM) RAM通常指计算机主存，使用动态随机存储器，制作成内存条形式出现。CPU对它们既可读出又可写入数据。（2）只读存储器(Read only Memory，简称ROM) CPU对它们只取不存，其信息用户无法修改。断电时信息不会丢失。ROM中一般存放计算机系统管理程序。（3）高速缓冲存储器Cache 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。,1.2 微型计算机硬件构成,52,1.2 微型计算机硬件构成,1.2.3 内存条 用来存放数据和程序信息的半导体器件，简称内存，分为RAM和ROM两种。RAM(Random Access Memory随机存储器)可读可写，断电后数据全部丢失ROM(Read Only Memory只读存储器)只读不可写，断电后数据保持不变,53,1.2 微型计算机硬件构成,1.2.3 内存条RAM现在主要分为以下3种。（1）同步动态随机存取存储器（Synchronous Dynamic RAM，SDRAM）。（2）二倍速率（Double Data Rate，DDR）同步动态随机存取存储器。（3）高频动态随机存取存储器（Rambus Dynamic RAM，RDRAM）。,54,1.2 微型计算机硬件构成,55,1.2 微型计算机硬件构成,1.2.4 外部存储器 用来存放“暂时不用”的数据或程序。它的容量比内存大得多，但存取速度比内存慢。外存可长期保存信息，价格便宜。当计算机内存不够用时，会借用硬盘的空间作为计算机的虚拟存储器。,56,1.2 微型计算机硬件构成,（1）软盘存储器 一张表面上涂有磁性材料的圆状薄塑料片，封装在一个方形保护套内。 常用：3.5英寸 容量1.44MB,写保护开关,写保护状态：只能读、不能写入,未写保护状态：可以读写,57,1.2 微型计算机硬件构成,（2）硬盘 由若干个涂有磁性材料的铝合金圆盘组成，把磁头、盘片及执行机构都密封在腔体内，与外界环境隔绝。,磁盘片,马达,磁头,磁头驱动,辅助电路,58,1.2 微型计算机硬件构成,59,1.2 微型计算机硬件构成,硬盘的磁头是悬浮在磁盘表面上的（一般只有0.30.6m）。硬盘的转速极高，一般有3600/5400/7200r/min（Round Per Minute）等品种。 按硬盘采用的接口分类，一般有ESDI硬盘、IDE硬盘、EIDE硬盘、SCSI硬盘和SATA接口。现在的硬盘主要采用SATA接口。,60,1.2 微型计算机硬件构成,一些有关驱动器及盘片的基本概念：磁头（Head）：又称读写头，为读写磁道数据的装置，盘片有上下两面，故有上下磁头。软盘的读写头与盘片相接触，故磁头脏了就容易把软盘刮伤，从而造成盘片的损坏。磁道（Track）：为盘片存放数据的同心圆轨道。盘片最外圈的磁道为0磁道。文件分配表FAT（File Allocation Table）：是盘片内部管理文件分配的存储单元的一种系统，它记录着盘片的容量和文件存储空间的分配情况。磁道密度（Track Density）：沿盘片同心圆半径区域每英寸所含的磁道数。扇区（Sector）：将每个磁道分成几个小区域，此区域称为扇区。一般每个扇区可存放512B的数据。柱面：盘片各面上半径相同的磁道围成的面为柱面。磁盘转速（r/min）：磁盘盘片每分钟旋转的次数。盘片容量的计算：软盘总容量=磁盘面数（2）磁道数扇区数 扇区字节数（512）硬盘总容量=磁头数柱面数扇区数扇区字节数（512）,61,1.2 微型计算机硬件构成,62,1.2 微型计算机硬件构成,（3）光盘CD-ROM光驱光驱是读取光盘二进制数据的设备，主要的部分就是激光发生器和光监测器。它采用与激光唱片相同的技术，将激光束聚集成约1m的光斑，在盘面上读写数据。如果光盘不反射激光，则代表那里有一个小坑，那么微型计算机就知道它代表一个“1”；如果激光被反射回来，则代表那里有一个平面，微型计算机就知道这个点是一个“0”。当光盘在光驱中高速转动时，激光头在电机的控制下前后移动，数据就这样源源不断地被读取出来了。光驱的一个重要技术指标是光驱的“倍速”。CD-ROM光驱的1倍速就是150kbit/s，DVD-ROM光驱的1倍速是1.3Mbit/s。市场上常见的CD-ROM光驱有40倍速、50倍速等，DVD-ROM光驱有16倍速、32倍速等。,63,1.2 微型计算机硬件构成,CD-ROM光驱1倍速=150KB/S,DVD-ROM光驱1倍速=1.3MB/S,64,1.2 微型计算机硬件构成,光盘光盘是20世纪70年代发展起来的一种新型信息存储设备。常用的光盘有如下几种。 只读型光盘，即只读存储器光盘（Compact Disc-Read Only Memory，CD-ROM） 一次写入型光盘（CD-Recorder，CD-R） 可擦写型光盘（CD-Rewriteable，CD-RW） 数字多功能光盘（Digital Versatile Disc，DVD）：DVD光盘有3种格式，即DVD-R（只读数字光盘）和DVD-WO（单次写入光盘）和DVD-RAM（可重复写入的光盘）。CD-ROM光盘的容量常见的为700MB，DVD光盘存储容量常见的为4.7GB，最高可存储的数据达17.8GB,65,1.2 微型计算机硬件构成,（4）移动存储器 移动硬盘闪存盘,66,1.2 微型计算机硬件构成,1.2.5 总线 计算机总线是一组连接各个部件的公共通信线。在CPU，存储器，I/O接口之间传输信息的总线称为“系统总线”。,67,1.2 微型计算机硬件构成,系统总线包括：数据总线，地址总线和控制总线。（1）数据总线（data bus, DB） 数据总线用来传输数据信息，是双向总线 （2）地址总线（address bus, AB） 地址总线用于传送CPU发出的地址信息，是单向总线（3）控制总线（control bus, CB） 控制总线用来传送控制信号、时序信号和状态信息等。其中有的是CPU向内存和外设发出的信息，有的则是内存或外设向CPU发出的信息。可见，CB中每一根线的方向是一定的、单向的，但CB作为一个整体是双向的。,68,1.2 微型计算机硬件构成,69,1.2 微型计算机硬件构成,1.2.6 键盘与鼠标 1键盘 键盘是实现人机对话最基本的输入设备，同时也是计算机与外界交换信息的主要途径。（1）键盘的分类 按键盘键数区分：常用键盘有101键盘和104键盘。 按键盘内部结构区分：分为机械式键盘和电容式键盘。电容式键盘是目前广泛使用的一种键盘。（2）键盘的分区 键盘按其功能可划分为功能键区、主键盘区、编辑控制键区和数字小键盘区，另外还有一个指示灯面板,70,1.2 微型计算机硬件构成,指示灯面板,数字小键盘,功能键区,主键盘区,编辑控制键区,71,1.2 微型计算机硬件构成,2鼠标器 （1）鼠标是利用本身的平面移动来控制和显示屏幕上光标移动的位置，并向主机输送用户所选信号的一种手持式的常用输入设备。 （2）根据鼠标的按钮数目可分为两键鼠标和三键鼠标；根据鼠标的工作原理可分为机械式鼠标、光电式鼠标和无线鼠标,72,1.2 微型计算机硬件构成,1.2.7 显示器与显卡 1显示器（1）显示器是计算机最重要的输出设备。（2）常见的显示器有：阴极射线管显示器（Cathode Ray Tube，CRT） LCD液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD） LED液晶显示屏（ light emitting diode panel）（3） 显示器的尺寸以屏幕对角线的长度来表示，常用的有17英寸、19英寸和21英寸等。（4）分辨率：是指单位面积显示像素的数量。 （5）点距（Dot pitch）：般是指显示屏相邻两个象素点之间的距离。 如：0.31mm、0.28mm、0.25mm等。,73,1.2 微型计算机硬件构成,74,1.2 微型计算机硬件构成,2显卡 又称显示适配器。它是连接主机与显示器的接口卡，其作用是将主机的输出信息转换成字符、图形和颜色等信息，传送到显示器上显示。主要接口： AGP、PCI、PCIE。主要参数： 1、显示芯片2、显卡内存3、技术支持4、显卡PCB板,75,1.2 微型计算机硬件构成,76,1.2 微型计算机硬件构成,1.2.8 其他外围设备1音箱 2扫描仪3打印机4机箱,77,1.3 计算机的数制,现实生活中，人们习惯使用十进制计数，而计算机则因电子元器件只有两种稳态的局限，故采用二进制计数。其实，不论哪种进位计数制，它们都有共同的计数规则和方法。,78,1.3 计算机的数制,1.3.1 数制的基本概念 1.计数规则逢R进一 R是指数制中所使用的数码符号的总个数，称为基数。 例如： 十进制数使用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共十个数码计数，基数R=10，故 “逢十进一”； 二进制数只使用0、1两个数码计数，基数R=2，故 “逢二进一”； 八进制数只使用0、1、2、3、4、5、6、7八个数码计数，基数R=8，故 “逢八进一”； 十六进制数需使用0、1、29、A、B、C、D、E、F共16个数码计数，基数R=16，因此应采用“逢十六进一”。,79,1.3 计算机的数制,2.计数方法 位权表示法 在进位计数制中，数码所处的位置不同，它所代表的值也就不相等。对每一个数位赋予的位值，在数学上叫做“权” (即位权) 。某一位数码所代表的值等于该数码与该位的“位权”值的乘积。,数值按权的展开：,例如：368.25=3*102+6*101+8*100+2*10-1+5*10-2 (101101.101)2= 1*25+0*24+1*23+1*22+0*21 + 1*20+1*2-1+0*2-2 +1*2-3,80,1.3 计算机的数制,1.3.2 常用的各种进制数,81,1.3 计算机的数制,各数制之间的对应关系,82,1.3 计算机的数制,1.3.3 不同进制数之间的转换 数制间的转换就是将数从一种数制转换成另一种数制。用计算机解决实际问题时，由于计算机内部采用二进制，对数值的输入输出通常使用人们熟悉的十进制数，这就需要进行不同进制数之间的转换。,83,1.3 计算机的数制,1. 二、八、十六进制数十进制数 把二进制数、八进制数、十六进制数转换为十进制数，通常采用按权展开相加的方法，即把二进制数（或八进制数、十六进制数）写成2（或8、16）的各次幂之和的形式，然后按十进制计算结果。,84,1.3 计算机的数制,【例1-1】 把二进制数(1011.101)2转换成十进制数。 (1011.101)2=123022121120 12-102-212-3 80210.500.125 (11.625)10【例1-2】 把八进制数(153.24)8转换成十进制数。 (153.24)8148-2 (107.3125)10【例1-3】 把十六进制数(3AF.4)16转换成十进制数。(2AF.4)16=21621016115160416-1 (667.25) 10,85,1.3 计算机的数制,2. 十进制数二进制数 为了将一个既有整数部分又有小数部分的十进制数转换成二进制数，可以将其整数部分和小数部分分别转换，然后再组合起来。例如：(69.6875)10=(?.?)2,86,1.3 计算机的数制,十进制整数二进制整数 十进制整数转换成二进制整数采用“除2取余”法。具体方法为：将十进制数除以2，得到一个商数和一个余数，再将商数除以2，又得到一个商数和一个余数，继续该过程，直到商数等于0为止。将每次得到的余数（必定是0或1）自右向左排列就是对应的二进制数的各位数字。,87,1.3 计算机的数制,【例1-4】 将十进制数69转换成二进制数。 解析：将十进制数69转换成二进制数的过程如下： 2|69 2|34 余数为1 2|17 余数为0 2|8 余数为1 2|4 余数为0 2|2 余数为0 2|1 余数为0 0 余数为1，商为0，结束 因此，(69)10=(1000101)2。,88,1.3 计算机的数制,十进制小数二进制小数 十进制小数转换成二进制小数采用“乘2取整”法。具体方法为：用2乘十进制小数，得到一个整数部分和一个小数部分，再用2乘小数部分，又得到一个整数部分和一个小数部分，继续该过程，直到余下的小数部分为0或满足精度要求为止。最后将每次得到的整数部分（必定是0或1）从左到右排列，即得到所对应的二进制小数。,89,1.3 计算机的数制,【例1-5】 将十进制小数0.6875转换成二进制小数。 解析：将十进制小数0.6875转换成二进制小数的过程如下： 0.6875 2 1.3750整数部分为1 0.3750 余下的小数部分 2 0.7500整数部分为0 0.7500 余下的小数部分 2 1.5000整数部分为1 0.5000余下的小数部分 2 1.0000 整数部分为1 即：(0.6875)10=(0.1011)2 最后： (69.6875)10=(1000101.1011)2,90,1.3 计算机的数制,91,1.3 计算机的数制,3. 二进制数与八/十六进制数的转换 二进制数八/十六进制数 方法：根据23=8，将二进制数从小数点分开，分别向左、向右每3位一组，不够3位时前、后分别补0，然后每组用1位八进制数码写出即可。 同理：根据24=16，将二进制数从小数点分开，分别向左、向右每4位一组，不够4位时前、后分别补0，然后每组用1位十六进制数码写出即可。,【例1-6】(11101.01) 2 =(?) 8 (011,101.010) 2 =(35.2) 8 【例1-7】(11101.01) 2 =(?) 16 (0001,1101.0100) 2 =(1D.4) 16,92,1.3 计算机的数制,八/十六进制数二进制数 方法：根据23=8，按整数和小数，分别将每一位八进制数用3位二进制数码写出即可，前、后0可省略。 同理：根据24=16，按整数和小数，分别将每一位十六进制数用4位二进制数码写出即可，前、后0可省略。,【例1-8】 (35.2) 8 =(11,101.01) 2【例1-9】 (1D.4) 16= (1,1101.01) 2,93,1.3 计算机的数制,4.十进制数八/十六进制数 十进制整数八/十六进制整数 十进制整数转换成八进制整数可采用“除8取余”法。十进制整数转换成十六进制整数可采用“除16取余”法。 十进制小数八/十六进制小数 十进制小数转换成八进制小数可采用“乘8取整”法。十进制小数转换成十六进制小数可采用“乘16取整”法。,94,1.3 计算机的数制,方法2：十进制二进制八进制/十六进制或：八进制/十六进制二进制十进制,100(D)=144(O)=64(H)=1100100(B),例100(D)=144(O)=64(H),16,95,1.4 数据信息在计算机中的表示,1.4.1 基本概念 进入计算机的数据不仅有数值型数据，有英文字母、各种符号以及汉字等字符型数据，还有声音、图形、图象等多媒体数据，所有这些数据进入计算机内后，都只能用0或1表示，因此，对进入计算机中的数据必须编码。,96,1.4 数据信息在计算机中的表示,1.4.2 数值数据的表示 机器数的概念在计算机中，通常把一个数的最高位定义为符号位，用0表示正，1表示负，称为数符；其余位仍表示数值。这样把在机器内存放的正、负号数码化的数称为机器数，把机器外部由正、负号表示的数称为真值数。真值为（101100)B的机器数为（10101100)B,97,1.4 数据信息在计算机中的表示,机器数的范围由硬件机器字的字长决定。机器字字长与机器数范围的关系如下： 字长 无符号数范围 有符号数范围 8位 028-1(255) -128+127 16位 0216-1(65535) -32768+32767 32位 0232-1 -231+231-1 64位 0264-1 -263+263-1 机器数只考虑到数值的符号数值化，而没有考虑到数值的小数点位置。,98,1.4 数据信息在计算机中的表示,2原码、反码和补码 表示一个整数只考虑其正负，而没有考虑到数值的小数点位置，历史上曾经出现过的表示整数的编码方案主要有原码、反码和补码，现在的计算机基本上采用补码。这几种方案都是将最高位作为符号位，其中0表示正，1表示负。,99,1.4 数据信息在计算机中的表示,（1）原码 最高位为符号位，其余为数值部分，数值部分用二进制数的绝对值表示，这种整数的方法称为原码表示法，如+57和57的原码表示为：【+57】原=00111001【57】原=10111001 用原码表示时，虽然数的真值和它的原码表示之间的对应关系简单，但原码本身的运算逻辑复杂，所以不常使用。,100,1.4 数据信息在计算机中的表示,（2）反码 正数的反码与原码相同，负数的反码则是保持符号位为1，然后将其原码的数值部分按位取反得到的，如+57和57的反码表示为： 【+57】反=00111001 【57】反=11000110 虽然计算机中得到反码非常方便，但是反码用于计算还是比较麻烦，因此实际中很少使用，通常只是将反码作为求补码过程的中间形式。,101,1.4 数据信息在计算机中的表示,（3）补码 补码的表示法是：正数的补码与原码相同，负数的补码是将其原码除符号位外按位取反后加1得到的。如+57和57的补码表示为： 【+57】补=00111001 【57】补=11000111 由于补码可以用相同的运算规则来进行各种运算，使运算简化，并且运算逻辑的实现也比较容易，所以大多数计算机系统都采用补码来表示整数。,102,1.4 数据信息在计算机中的表示,课堂练习1：0的原码、反码和补码。原码：0：00000000、 0：10000000反码：0：00000000、0：11111111 补码： 0：00000000、 0：00000000课堂练习2：已知二进制序列10101110是某个数的补码，请算出该数的原码。,103,1.4 数据信息在计算机中的表示,3数的定点和浮点表示 计算机内表示的数同时考虑符号和小数点位置，主要分成定点小数、定点整数与浮点数3种类型。,104,定点小数表示：指小数点准确固定在数据某一个位置上的小数。,定点整数表示：整数最小单位是1，小数点在数值最低位右边。,- 2n-1 =N=2n-1 -1最大数：127最小数：-128,0=N=2 n-1最大数：255,例：（0.75）10=（+0.11）2,（0.75）10=（-0.11）2,1.4 数据信息在计算机中的表示,105,阶码,数符,110.011(B)=1.100112+10=11001.12-10=+0.1100112+11,阶符,尾数,N= 数符尾数2阶符阶码尾数的位数决定数的精度阶符决定小数点的位置 阶码的位数决定数的范围,浮点数：指尾数部分小数点可随阶的不同而左右浮动的数。,数0.1100112+11 在计算机中的表示（假设一个数占两个字节）,1.4 数据信息在计算机中的表示,106,1.4 数据信息在计算机中的表示,1.4.3 字符的编码 计算机中的信息都是用二进制编码表示的。用以表示字符的二进制编码称为字符编码。计算机中常用的字符编码有EBCDIC（Extended Binary Coded Decimal Interchange Code）码和ASCII（American Standard Code for Information Interchange）码。IBM系列大型机采用EBCDIC码，微型机采用ASCII码。,107,1.4 数据信息在计算机中的表示,1西文字符的编码 ASCII码是美国标准信息交换码，被国际标准化组织指定为国际标准。ASCII码有7位码和8位码两种版本。国际通用的7位ASCII码是用7位二进制数表示一个字符的编码，其编码范围为0000000B1111111B，共有128个不同的编码值，相应地可以表示128个不同字符的编码。,108,1.4 数据信息在计算机中的表示,2汉字的编码 （1）汉字信息交换码 汉字信息交换码（国标码）是用于汉字信息处理系统之间或汉字信息处理系统与通信系统之间进行信息交换的汉字代码，简称交换码，也叫国标码。它是为使系统、设备之间信息交换时能够采用统一的形式而制定的。 我国1980年颁布了国家标准信息交换用汉字编码字符集（基本集），代号为“GB2312-80”，即国标码。,109,1.4 数据信息在计算机中的表示,国标码有7445个字符编码，其中有682个非汉字图形符号（如序号、数字、罗马数字、英文字母、日文假名、俄文字母和汉语注音等）和6763个汉字的代码。汉字代码中又有一级常用字3755个，二级次常用字3008个。一级常用汉字按汉语拼音字母顺序排列，二级次常用字按偏旁部首排列，部首依笔画多少排序。 由于一个字节只能表示28=256种编码，显然用一个字节不可能表示汉字的国标码，所以一个国标码必须用2个字节来表示。 国标码把7445个字符放置在一个94行94列的阵列中。阵列的每一行称为一个汉字的“区”，用区号表示；每一列称为一个汉字的“位”，用位号表示。这样，一个汉字在表中的位置可用它所在的区号与位号来确定。一个汉字的区号与位号的组合就是该汉字的“区位码”。 区位码的形式是：高两位为区号，低两位为位号。例如，“中”字的区位码是5448，即54区48位。区位码与每个汉字之间具有一一对应的关系。 国标码在区位码表中的安排是：115区是非汉字图形符区；1654区是一级常用汉字区；5687区是二级次常用汉字区；8894区是保留区，可用来存储自造字代码。,110,1.4 数据信息在计算机中的表示,（2）汉字输入码 为将汉字输入计算机而编制的代码称为汉字输入码，也叫外码。 目前流行的汉字输入码的编码方案已有许多，如全拼输入法、双拼输入法、自然码输入法及五笔输入法等。 对于同一个汉字，不同的输入法有不同的输入码。例如，“中”字的全拼输入码是“zhong”，其双拼输入码是“vs”，而五笔的输入码是“kh”。,111,1.4 数据信息在计算机中的表示,（3）汉字内码 汉字内码是为在计算机内部对汉字进行存储、处理而设置的汉字编码，它应能满足在计算机内部存储、处理和传输的要求。 当一个汉字输入计算机后就转换为内码，然后才能在机器内传输、处理。 汉字内码的形式也有多种多样。目前，对应于国标码一个汉字的内码也用两个字节存储，并把每个字节的最高二进制位置“1”作为汉字内码的标识，以免与单字节的ASCII码产生歧义。,112,1.4 数据信息在计算机中的表示,（4）汉字字形码,113,1.4 数据信息在计算机中的表示,汉字字形通常分为通用型和精密型两类。通用型汉字字形点阵分成3种。 简易型：1616点阵。 普通型：2424点阵。 提高型：3232点阵。 精密型汉字字形用于常规的印刷排版，由于信息量较大（字形点阵一般在9696点阵以上），通常都采用信息压缩存储技术。,一个1616点阵的字形码需要16168=32字节存储空间；同理，2424点阵的字形码需要24248=72字节存储空间；3232点阵的字形码需要32328=128字节存储空间。 点阵中行、列数划分越多，字形的质量越好，锯齿现象也就越小，但存储汉字字形码所占用的存储容量也越多。,114,1.4 数据信息在计算机中的表示,（5）汉字地址码 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。,115,1.5 信息化社会,1.5.1 信息化社会的基本概念和含义 信息化社会是指以信息活动为社会发展的基本活动，以信息经济为主导经济，以计算机、微电子和通信技术为主的信息技术为技术基础的新兴社会形态。,116,1.5 信息化社会,1信息化社会的意义 信息作为继物质和能源之后的第三资源，在社会发展中起