第1章计算机与社会信息化

1、1 2 课程要求课程要求 1. 总学时为总学时为68学时：理论教学学时：理论教学48，试验，试验20； 2. 采用课堂讲授、上机实验、课后练习三结合采用课堂讲授、上机实验、课后练习三结合 的方法学习；的方法学习； 3. 考试采用计算机考试。结业成绩主要依据上考试采用计算机考试。结业成绩主要依据上 机考试成绩，并结合实验和作业的完成情况机考试成绩，并结合实验和作业的完成情况 进行综合评定；进行综合评定； 3 学时安排学时安排 第一章第一章 计算机与社会信息化计算机与社会信息化6 6学时学时 第二章第二章 微型计算机与常用软件微型计算机与常用软件3 3学时学时 第三章第三章 操作系统基础知识操作系

2、统基础知识7 7学时学时 第四章第四章 计算机网络基础计算机网络基础6 6学时学时 第五章第五章 信息安全与社会责任信息安全与社会责任2 2学时学时 第六章第六章 算法与数据结构基础算法与数据结构基础8 8学时学时 第七章第七章 数据库技术基础数据库技术基础 7 7学时学时 第八章第八章 多媒体技术基础多媒体技术基础 6 6学时学时 第九章第九章 程序设计基础程序设计基础3 3学时学时 4 实验安排实验安排 实验实验1 1 掌握掌握Word2003Word2003的基本操作的基本操作 第第4 4周周 实验实验2 2 电子表格电子表格ExcelExcel的使用的使用 第第6 6周周 实验实验3

3、3 演示文稿演示文稿PowerPointPowerPoint的使用的使用 第第8 8周周 实验实验4 FrontPage 20034 FrontPage 2003的使用的使用 第第1010周周 实验实验5 5 数据库实验数据库实验 第第1212周周 实验实验6 6 动画制作软件动画制作软件 Flash Flash 应用应用 第第1515周周 5 第第1轮：轮：WORD实验实验 实验题三：实验题三： 实验一实验一 实验二：实验二： 实验三：实验三： 实验四：实验四： 6 7 姚期智姚期智 王选王选 8 1. 计算机理论奠基人计算机理论奠基人 1.1. 英国数学家乔治英国数学家乔治布尔创立了逻辑代

4、数，奠定了计布尔创立了逻辑代数，奠定了计 算机的理论基础。算机的理论基础。 2.2. 19361936年，英国科学家图灵提出逻辑机模型，图灵机，年，英国科学家图灵提出逻辑机模型，图灵机， 并建立算法理论，被誉为计算机之父。并建立算法理论，被誉为计算机之父。 3.3. 19661966年年 ACMACM设立设立图灵奖图灵奖。 9 3. 冯诺依曼计算机体系结构 19481948年，美籍匈牙利数学家冯年，美籍匈牙利数学家冯诺依曼提出了诺依曼提出了EDVAC EDVAC (electronic Discrete Variable Automatic (electronic Discrete Varia

5、ble Automatic Computer,Computer,离散变量自动电子计算机离散变量自动电子计算机) )计算机方案。计算机方案。 计算机基本结构：运算器、控制器、存储器、输入计算机基本结构：运算器、控制器、存储器、输入 设备和输出设备。设备和输出设备。 采用二进制数采用二进制数 存储程序控制存储程序控制 10 主要内容主要内容 计算机的发展和应用领域；计算机的发展和应用领域； 计算机硬件系统和软件系统的组成；计算机硬件系统和软件系统的组成； 计算机使用的数制和编码方式。计算机使用的数制和编码方式。 11 1.1 计算机的发展史计算机的发展史 12 19461946年年2 2月由宾州大

6、学研制月由宾州大学研制 成功的成功的电电 子计算机时代的到来子计算机时代的到来 Electronic Numerical Integrator And Calculator 电子数字积分计算机电子数字积分计算机 重达重达30吨吨 ；占地；占地250m2 功耗功耗150千瓦；千瓦；18000个电子管；个电子管； 保存保存80个字节个字节 13 1.1.1 计算机发展历程计算机发展历程 年份年份器件器件软件软件应用应用 第一代第一代 46-5846-58电子管电子管机器语言汇编语言机器语言汇编语言 科学计算科学计算 第二代第二代58-6458-64晶体管晶体管高级语言高级语言数据处理工业控制数据处

7、理工业控制 第三代第三代64-7164-71集成电路集成电路操作系统操作系统文字处理图形处理文字处理图形处理 第四代第四代7171年迄今年迄今大规模集成电路大规模集成电路数据库、网络等数据库、网络等社会的各个领域社会的各个领域 14 1.2 计算机的分类计算机的分类 按综合性能按综合性能 指标分类指标分类 高性能计算机高性能计算机：如巨型机：速度最快、处：如巨型机：速度最快、处 理能力最强。理能力最强。 工作站工作站：介于：介于PCPC与小型机之间，高分辨率、与小型机之间，高分辨率、 大容量内外存，图形功能强。大容量内外存，图形功能强。 微型计算机微型计算机：小、巧、轻、使用方便、价：小、巧、

8、轻、使用方便、价 格便宜。格便宜。 嵌入式计算机嵌入式计算机：作为一个信息处理部件，：作为一个信息处理部件， 嵌入到其他设备中，使其成为智能化和自嵌入到其他设备中，使其成为智能化和自 动化程度更高的设备。动化程度更高的设备。 服务器服务器：用于网络管理、运行应用程序、：用于网络管理、运行应用程序、 处理网络客户的信息请求等处理网络客户的信息请求等 。 15 1.2.2 1.2.2 计算机的主要应用计算机的主要应用 1.1. 科学计算（科学计算（Scientific ComputingScientific Computing） 2.2. 数据处理（数据处理（Data ProcessingData

9、 Processing） 3.3. 过程控制（过程控制（Procedure ControlProcedure Control） 4.4. 计算机辅助系统（计算机辅助系统（Computer-Aided Computer-Aided SystemSystem） CAD CAM CAICAD CAM CAI 5.5. 人工智能（人工智能（Artificial IntelligenceArtificial Intelligence）是将人）是将人 脑演绎推理的思维过程、规则、策略和技巧等脑演绎推理的思维过程、规则、策略和技巧等 变成计算机程序使计算机自动探索解题方法并变成计算机程序使计算机自动探索解题

10、方法并 推导出结论。推导出结论。 6.6. 信息高速公路（信息高速公路（Information Super-HighwayInformation Super-Highway） 7.7. 多媒体技术（多媒体技术（MultimediaMultimedia） 16 1.4 1.4 计算机系统组成计算机系统组成 一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统 两部分组成。两部分组成。 17 18 系统软件系统软件 应用软件应用软件 硬硬 件件 软软 件件 1.5 1.5 计算机硬件组成计算机硬件组成 19 主机主机 输入设备输入设备 输出设备输出设备 外存设备外存设备

11、 20 冯冯.诺依曼模型诺依曼模型 五大模块五大模块 二进制二进制 存储程序控制存储程序控制 21 u计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入和输计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入和输 出设备出设备5 5大部件组成。大部件组成。 u控制器和运算器合在一起称为中央处理器（控制器和运算器合在一起称为中央处理器（CPUCPU）。）。 u中央处理器和内存储器构成主机。中央处理器和内存储器构成主机。 u在计算机硬件系统中不属于主机的设备都是外部设在计算机硬件系统中不属于主机的设备都是外部设 备，简称外设。备，简称外设。 u主机和外设合在一起构成计算机硬件系统。主机和外设合在一起构成计算机硬件系统。

12、 u通常将一个仅由硬件组成的计算机称为通常将一个仅由硬件组成的计算机称为“裸机裸机”。 22 1.5.1 1.5.1 中央处理器中央处理器CPUCPU 1 1、运算器、运算器 u 计算机用来进行算术、逻辑运算的部件。计算机用来进行算术、逻辑运算的部件。 u 运算器中包含：运算器中包含： 算术逻辑运算单元算术逻辑运算单元ALUALU 内部总线：内部总线：中央处理器内部信息传送的公共通道中央处理器内部信息传送的公共通道。 寄存器组：寄存器组：用于暂存参加运算的操作数和中间结果。用于暂存参加运算的操作数和中间结果。 23 2. 控制器控制器 控制器是负责从存储器中取出指令、翻译指令、分析指令，向控制

13、器是负责从存储器中取出指令、翻译指令、分析指令，向 其他部件发出控制信号。其他部件发出控制信号。 控制器般包含程序计数器（控制器般包含程序计数器（PC）、指令寄存器（）、指令寄存器（IR）、指令）、指令 译码器（译码器（ID）、时序控制电路以及微操作控制电路等。）、时序控制电路以及微操作控制电路等。 功能：功能： 取指令取指令：从存储器中取出指令暂存在指令寄存器中。：从存储器中取出指令暂存在指令寄存器中。 分析指令分析指令：由指令译码器分析指令，将指令分解成一系列微：由指令译码器分析指令，将指令分解成一系列微 操作。操作。 执行指令执行指令：执行微操作命令，使各部件完成相应的动作。：执行微操作

14、命令，使各部件完成相应的动作。 中断处理中断处理：用于处理非预期事件：用于处理非预期事件 24 存储器用以存储程序和数据存储器用以存储程序和数据 两种存储操作：两种存储操作： 读操作读操作 写操作写操作 1.5.2 存储器存储器 25 11101101 11001101 10001101 11101101 11101001 11101101 11101101 11101101 10000000 11101101 11101101 10001101 11001101 10001101 11101101 地址地址00010001 26 2. 存储单位存储单位 存储器的主要性能指标是存储容量存储器的

15、主要性能指标是存储容量。 8个二进制位组成一个字节（个二进制位组成一个字节（Byte，简写为，简写为B），）， 是信息组织和存储的基本单位是信息组织和存储的基本单位。 B字节字节 KB MB GB 1B=8bit 1KB210 B1024B 1MB220 B1024KB 1GB230 B1024MB b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 27 3主存储器主存储器 存储器一般分为主存储器（内存）和辅助存储存储器一般分为主存储器（内存）和辅助存储 器（外存）两种类型。器（外存）两种类型。 主存储器用于存放正在执行的程序指令和数据，主存储器用于存放正在执行的程序指令和数据， 具有存取速度快

16、、可直接与具有存取速度快、可直接与CPU交换信息等特交换信息等特 点；点； 而辅助存储器中的数据只有先调入主存储器后而辅助存储器中的数据只有先调入主存储器后 才能由才能由CPU访问和处理，它主要用于存放需要访问和处理，它主要用于存放需要 长期保存的信息。长期保存的信息。 28 内存包含许多存储单元，存储单元按一定顺序内存包含许多存储单元，存储单元按一定顺序 编号，这个编号称为存储单元地址。编号，这个编号称为存储单元地址。 主存储器包含随机存储器（主存储器包含随机存储器（RAM）和只读存储）和只读存储 器（器（ROM）两种。）两种。 29 随机存储器（随机存储器（Random Access Me

17、mory, RAM）:保保 存计算机正在执行的程序和数据，是临时存储区域，存计算机正在执行的程序和数据，是临时存储区域， 系统断电后信息丢失。系统断电后信息丢失。 只读存储器（只读存储器（Readonly Memory, ROM）:只读存储只读存储 器在出厂时已写入含有系统初始化程序、操作系统器在出厂时已写入含有系统初始化程序、操作系统 引导程序及多种硬件驱动等程序，并被固化。与随引导程序及多种硬件驱动等程序，并被固化。与随 机存储器不同，机存储器不同，只读存储器是非易失性的只读存储器是非易失性的，系统断系统断 电后信息不丢失。电后信息不丢失。 30 辅助存储器辅助存储器 u辅助存储器是外存储

18、器，通常作为外部设备辅助存储器是外存储器，通常作为外部设备 。 u辅助存储器一般只与内存进行信息交换。当电源关辅助存储器一般只与内存进行信息交换。当电源关 闭时，其存储信息不会丢失。闭时，其存储信息不会丢失。 常用辅助存储器有磁盘存储器、磁带存储器、光盘存常用辅助存储器有磁盘存储器、磁带存储器、光盘存 储器以及储器以及U盘等。盘等。 u 磁盘存储器磁盘存储器: 属于磁性材料存储器属于磁性材料存储器。 u磁道：每个盘片的每一面都要划分成若干条形如同磁道：每个盘片的每一面都要划分成若干条形如同 心圆的磁道，这些磁道就是磁头读写数据的路径。心圆的磁道，这些磁道就是磁头读写数据的路径。 31 磁道与扇

19、区磁道与扇区 双面高密度双面高密度 3.253.25英寸英寸 软磁盘的容量参数：软磁盘的容量参数： 每扇区字节数：每扇区字节数：512512字节字节 每磁道扇区数：每磁道扇区数：1818扇区扇区 每磁面磁道数：每磁面磁道数：8080磁道磁道 每盘片磁面数：每盘片磁面数：2 2面面 32 柱面：一个硬盘由若干个盘片组成，每个盘片又有两柱面：一个硬盘由若干个盘片组成，每个盘片又有两 个盘面，每个盘面都有相同数目的磁道。所有盘面个盘面，每个盘面都有相同数目的磁道。所有盘面 上相同半径的磁道组合在上相同半径的磁道组合在起，称为一个柱面起，称为一个柱面 。 扇区：每个磁道又分为许多扇区。每个磁道的扇区数

20、扇区：每个磁道又分为许多扇区。每个磁道的扇区数 相同，每个扇区能记录的数据容量相同，通常每个相同，每个扇区能记录的数据容量相同，通常每个 扇区能存储扇区能存储512个字节信息。个字节信息。 33 软磁盘软磁盘 u软磁盘总容量软磁盘总容量= =磁面数磁面数磁道数磁道数扇区数扇区数扇区字节扇区字节 数数 u目前在微机上使用的软盘主要是容量目前在微机上使用的软盘主要是容量l.44MB 3l.44MB 35 5英英 寸软盘，它有寸软盘，它有2 2个面，每面个面，每面8080磁道，每磁道磁道，每磁道1818扇区，扇区， 每扇区每扇区512B512B。 34 硬磁盘硬磁盘 u硬磁盘：硬磁盘：存储容量可达几

21、百存储容量可达几百GBGB。 u磁头数磁头数柱面数柱面数扇区数扇区数扇区字节数扇区字节数 35 光盘存储器光盘存储器 只读型光盘只读型光盘（Compact.DiskCompact.DiskRead Only MemoryRead Only Memory， 简称简称 CDCDROMROM） 追记只读型光盘追记只读型光盘（简称（简称 CDCDR R） 可擦写型光盘可擦写型光盘（CD-RWCD-RW） 数字化视频光盘数字化视频光盘（DVDDVD） 36 U盘盘 闪存盘：半导体芯片式活动硬盘。闪存盘：半导体芯片式活动硬盘。 37 1.5.3 1.5.3 输入输出设备输入输出设备 输入输出（输入输出（I

22、/OI/O）系统的主要功能是对信息进行输入输出操作。）系统的主要功能是对信息进行输入输出操作。 （1 1）输入设备）输入设备 向主机输入程序、数据和操作命令等信息的设备向主机输入程序、数据和操作命令等信息的设备。 键盘、鼠标、光笔、图形输入板、触摸屏、数字化扫描仪、键盘、鼠标、光笔、图形输入板、触摸屏、数字化扫描仪、 图像摄像仪、光学字符阅读器、声音识别器等都是输入设备。图像摄像仪、光学字符阅读器、声音识别器等都是输入设备。 （2 2）输出设备）输出设备 将计算机处理后的信息，转换成人们能识别的形式。将计算机处理后的信息，转换成人们能识别的形式。 打印机、显示器打印机、显示器 、绘图仪、绘图仪

23、 、音箱等、音箱等 38 常用输入设备：常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪。键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪。 常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。 39 1.6 1.6 计算机软件分类计算机软件分类 u软件（软件（Software）是计算机硬件完成一定任务所需的程序、）是计算机硬件完成一定任务所需的程序、 数据和资料。软件是为运行、管理和维护计算机所编制的各数据和资料。软件是为运行、管理和维护计算机所编制的各 种程序和文档的总和。种程序和文档的总和。 u软件可分为两大类：系统软件和应用软件。软件可分为两大类：系统软件和应用软件。 u

24、系统软件是指用于计算机系统内部管理、维护、控制和运行系统软件是指用于计算机系统内部管理、维护、控制和运行 的软件，以及计算机程序编辑、翻译和装入等软件。的软件，以及计算机程序编辑、翻译和装入等软件。它为应它为应 用软件提供运行平台，为开发应用系统提供工具。用软件提供运行平台，为开发应用系统提供工具。 u系统软件包括操作系统、语言处理系统、数据库管理系统和系统软件包括操作系统、语言处理系统、数据库管理系统和 服务程序服务程序4大类大类。 40 计算机软件计算机软件 系统软件系统软件 应用软件应用软件 操作系统操作系统 语言处理程序语言处理程序 数据库管理系统数据库管理系统 常用服务程序常用服务程

25、序 字处理软件字处理软件 电子表格软件电子表格软件 绘图软件绘图软件 演示报告制作软件演示报告制作软件 用户自己编制的各种用户自己编制的各种 软件软件 41 管理、控制和维护计算机系统的软、硬件资源，使用管理、控制和维护计算机系统的软、硬件资源，使用 户能够合理地方便地使用计算机资源。户能够合理地方便地使用计算机资源。 常用的操作系统有：常用的操作系统有：DOSDOS、WindowsWindows、UNIXUNIX、LINUXLINUX、 OSOS2 2、Novell NetwareNovell Netware等。等。 1.1.操作系统操作系统OSOS 42 2. 语言处理系统语言处理系统 通

26、过计算机语言可以编写程序，控制计算机完成预定通过计算机语言可以编写程序，控制计算机完成预定 任务。计算机语言分为机器语言、汇编语言和高级任务。计算机语言分为机器语言、汇编语言和高级 语言。语言。 43 3. 3. 数据库管理系统数据库管理系统 主要用于档案管理、财务管理、图书资料管理及仓库主要用于档案管理、财务管理、图书资料管理及仓库 管理等的数据处理。数据处理的主要内容为数据的管理等的数据处理。数据处理的主要内容为数据的 存储、查询、修改、排序、分类等。存储、查询、修改、排序、分类等。 目前常用数据库管理系统有：目前常用数据库管理系统有：AccessAccess、FoxProFoxPro、S

27、QL SQL ServerServer、OracleOracle、SybaseSybase等。等。 44 4. 4. 服务程序服务程序 服务程序完成一些与管理计算机系统资源及文件有关服务程序完成一些与管理计算机系统资源及文件有关 的任务。的任务。 常见的有：常见的有：诊断程序、反病毒程序诊断程序、反病毒程序 、卸载程序、备份、卸载程序、备份 程序、文件压缩程序程序、文件压缩程序 等。等。 45 1.6.2 1.6.2 应用软件应用软件 针对某一应用目的而开发的软件。分为二大类：针对某一应用目的而开发的软件。分为二大类： 通用应用软件和专用应用软件。通用应用软件和专用应用软件。 46 1.7 计

28、算机工作原理及主要技术指标计算机工作原理及主要技术指标 计算机工作过程是执行程序的过程。程序为一系列指令及执行计算机工作过程是执行程序的过程。程序为一系列指令及执行 指令所需数据的有序集合。指令所需数据的有序集合。 1. 计算机指令系统计算机指令系统 指令是计算机完成某个操作所发出的命令，是计算机能识别并指令是计算机完成某个操作所发出的命令，是计算机能识别并 执行的二进制代码。一台计算机有许多不同的指令，所有指执行的二进制代码。一台计算机有许多不同的指令，所有指 令的集合称为该计算机的指令系统。令的集合称为该计算机的指令系统。 47 一条指令由两部分组成：操作码和操作数一条指令由两部分组成：操

29、作码和操作数。 操作码：操作码： 指明该指令要完成的操作类型或性质，指明该指令要完成的操作类型或性质， 如取数、做加法或输出数据等。如取数、做加法或输出数据等。 操作数：操作数： 指明操作数或操作数所在的单元地址。指明操作数或操作数所在的单元地址。 48 操作码操作码 操作数操作数 数据传送指令数据传送指令 数据处理指令数据处理指令 程序控制指令程序控制指令 输入输出指令输入输出指令 其它指令其它指令 If Goto And Or CPU内存 I/O设备主机 对计算机的硬件进行管理等对计算机的硬件进行管理等 指令指令 结构结构 分分 类类 49 2. 计算机工作过程计算机工作过程 计算机工作过

30、程是执行指令的过程。计算机工作过程是执行指令的过程。 计算机执行指令一般分为两个阶段。首先从内存中取计算机执行指令一般分为两个阶段。首先从内存中取 出要执行的指令送入出要执行的指令送入CPU，然后由，然后由CPU对指令进行对指令进行 分析译码，判断指令要完成的操作，向各部件发出分析译码，判断指令要完成的操作，向各部件发出 完成操作的控制信号，完成指令功能。当执行完一完成操作的控制信号，完成指令功能。当执行完一 条指令后再处理下一条指令。条指令后再处理下一条指令。通常将第一阶段称为通常将第一阶段称为 取指周期，第二阶段称为执行周期。取指周期，第二阶段称为执行周期。 50 3.3.计算机的主要技术

31、指标计算机的主要技术指标 u运算速度运算速度 u主频主频 u字长字长 u存储容量存储容量 u存储周期存储周期 51 1.8 数制及其运算数制及其运算 计算机中采用具有两个稳定状态的电子器件表示数，计算机中采用具有两个稳定状态的电子器件表示数， 这就是二进制数。这就是二进制数。 所谓二进制就是：以二元逻辑为基础，用所谓二进制就是：以二元逻辑为基础，用0和和1两个两个 数码组成数据信息。数码组成数据信息。 在计算机内，不管是什么样的数，在计算机内，不管是什么样的数，都是以二进制编都是以二进制编 码的形式表示，以二进制编码形式存储。码的形式表示，以二进制编码形式存储。 52 1.8.1 进位计数进位

32、计数制制 二进制、八进制、十进制、十六进制，都是进位计数二进制、八进制、十进制、十六进制，都是进位计数 制，即按进位的原则进行记数的方法。制，即按进位的原则进行记数的方法。 进位计数制使用位置表示法，有数码、位权、基数进位计数制使用位置表示法，有数码、位权、基数3 3个个 要素。要素。 53 具有的数码符号为：具有的数码符号为：0 0、1 1、2 28 8、9 9 基数为：基数为：1010 其特点是：逢十进一其特点是：逢十进一 权：权：1010 i i 表示形式：表示形式：D D 具有的数码符号为：具有的数码符号为： 0 0、1 1、2 27 7 基数为：基数为：8 8 其特点是：逢八进一其特

33、点是：逢八进一 权：权：8 8 i i 表示形式：表示形式：O O 常见的进位记数常见的进位记数制制 1357O或（或（1357）8 2049D或（或（2049）10 54 具有的数码符号为：具有的数码符号为： 0、1、28、9、A、B、C、D、E、F 基数为：基数为：16 其特点是：逢十六进一其特点是：逢十六进一 权：权：16 i 表示形式：表示形式：H 具有的数码符号为：具有的数码符号为： 0、1 基数为：基数为：2 其特点是：逢二进一其特点是：逢二进一 权：权：2 i 表示形式：表示形式：B1011B或（或（1011）2 3FB9H或（或（3FB9）16 55 基数基数位权位权 数码数码

34、 678.34=6102+7101+8100 +310-1+410-2 在采用进位计数的数字系统中，如果只用在采用进位计数的数字系统中，如果只用R R个基本符个基本符 号（例如号（例如0 0，1 1，2 2，R R1 1）表示数值，则称其为）表示数值，则称其为 基数为基数为R R的的R R进制，进制，R R称为该数制的称为该数制的“基数基数”，基数不，基数不 同，表示进制不同。而数制中每一固定位置对应的单同，表示进制不同。而数制中每一固定位置对应的单 位值称为位值称为“位权位权”。 2. R进制计数制进制计数制 56 对任何一种进位计数制表示的数，都可以按其权展开，对任何一种进位计数制表示的数

35、，都可以按其权展开， 写成多项式之和的形式。写成多项式之和的形式。 任意一个任意一个R进制数进制数N可以表示为：可以表示为： N=an-1Rn-1+an-2Rn-2+a1R1+a0R0+ a-1R-1+a-mR-m 其中：其中：ai是数码，是数码，R是基数，是基数，Ri是位权；是位权； i n mi i ra 1 57 例如：例如：(3AF.2A)(3AF.2A)H H =3=316162 2+10+1016161 1+15+1516160 0+2+21616-1 -1+10 +101616-2 -2 =(943.1640625)=(943.1640625)D D 58 R R进制数转换为十进

36、制数进制数转换为十进制数 (10101)B=24+22+1=21 (71)O=78+1=5 (101A)H=163+16+104106 (12D.B)H= (455.54)O= 1.8.2 1.8.2 各进制间数据的转换各进制间数据的转换 59 2. 十进制转化成十进制转化成 R 进制进制 将十进制数转换为将十进制数转换为R R进制数：进制数： 分两步：分两步：整数转换、小数转换整数转换、小数转换 整数转换：采用除整数转换：采用除R R取余法。取余法。 即将十进制整数不断除以即将十进制整数不断除以R R取余数，直到商为取余数，直到商为0 0，余数，余数 从右到左排列，首次取得的余数最右。从右到

37、左排列，首次取得的余数最右。 小数转换：采用乘小数转换：采用乘R R取整法。取整法。 将十进制小数不断乘以将十进制小数不断乘以R R取整数，直到小数部分为取整数，直到小数部分为0 0或或 达到所求的精度为止；所得的整数在小数点后自左达到所求的精度为止；所得的整数在小数点后自左 往右排列，首次取得的整数最左。往右排列，首次取得的整数最左。 60 十制数转换成二进制数十制数转换成二进制数 1 1、整数转换：除、整数转换：除2 2取余法。取余法。 除除2 2取余直到商是取余直到商是0 0或或1 1为止为止, ,第一个余数是二进第一个余数是二进 制数的最低位。制数的最低位。 2 2、小数转换：乘、小数

38、转换：乘2 2取整法。取整法。 乘乘2 2取整数直到小数部分为取整数直到小数部分为0 0或达到要求的精度或达到要求的精度 为止，首次取得的整数最左。为止，首次取得的整数最左。 3 3、整数和小数部分合并在一起。、整数和小数部分合并在一起。 例如：例如： 将（将（100.345100.345）D D转换为二进制数；转换为二进制数； 61 例例 (100.345)D=(1100100.010110)B 1002 502 252 122 62 32 1 0 0 0 1 0 0 1 1 八进制八进制 1008 128 18 0 4 4 1 10016 6 0 4 6 16 十六进制十六进制 除2取余直

39、到商是0或1为止； 第一个余数是二进制数的最低位； 62 十进制数转换为二进制数十进制数转换为二进制数 除除2 2取余法取余法 572 余数余数 28 1 14 0 7 0 3 1 1 1 0 1 2 2 2 2 2 （57）10=（111001）2 1 1 1 0 0 1 63 0.345 1.38 2 0.69 2 2 0.76 2 1.52 2 1.04 0 1 0 1 1 乘2取整数直到小数部分为0或达到要求的精度 为止； 首次取得的整数最左； 乘乘2 2取整法取整法 转换结果：（100.345）D （a6a5a4a3a2a1a0.a1a2a3a4a5）B（1100100.01011）

40、B 64 例：将（例：将（301.6876）D转换为二进制数；转换为二进制数； 100101101.1011100101101.1011 65 十进制转换为十六进制十进制转换为十六进制 25716 余数余数 16 1 1 0 0 1 16 16 （257）10=（101）16 66 3. 3. 二进制、八进制、十六进制数间的相互转换二进制、八进制、十六进制数间的相互转换 11 0110 1110.1101 01(B)=36E.D4(H) 3 6 E D 4 1 1 101101 101101 110110. .110110 101(101(B)= 1556.65(O)B)= 1556.65(O

41、) 1 5 5 6 6 51 5 5 6 6 5 一位八进制数对应三位二进制数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一位十六进制数对应四位二进制数 二进制转化成十六进制二进制转化成十六进制 整数部分：从右向左按四位进行分组，不足四位补零整数部分：从右向左按四位进行分组，不足四位补零 小数部分：从左向右按四位进行分组，不足四位补零小数部分：从左向右按四位进行分组，不足四位补零 67 二进制、八进制、十六进制数间的关系二进制、八进制、十六进制数间的关系 八进制 对应二进制 十六进制对应二进制十六进制 对应二进制 00000000081000 10011000191001 20

42、1020010A1010 301130011B1011 410040100C1100 510150101D1101 611060110E1110 711170111F1111 68 【 例例1.7.6 1.7.6 】 （0001 0010 1101.10110001 0010 1101.1011）B B（12D.B12D.B）H H（整数高位补零）（整数高位补零） 100 101 101.101 100100 101 101.101 100）B B（455.54455.54）O O（小数低位补零）（小数低位补零） 【 例例1.7.7 1.7.7 】 （2C1D.A12C1D.A1）H H（00

43、10 1100 0001 1101.1010 00010010 1100 0001 1101.1010 0001）B B （7123.147123.14）O O（111 001 010 011.001 100111 001 010 011.001 100）B B 69 1.9 1.9 数值型数据的存储数值型数据的存储 计算机中数据包括两大类：计算机中数据包括两大类： 数值型数值型 非数值型非数值型 70 1.1.机器数的概念机器数的概念 把正、负号数码化了的二进制数称为把正、负号数码化了的二进制数称为机器数机器数。 由正负号表示的数称为由正负号表示的数称为真值数真值数。 通常把一个数的最高位规

44、定为符号位，通常把一个数的最高位规定为符号位， 0 0 表示正表示正 1 1 表示负表示负 其余的位表示数值；其余的位表示数值； 例如，真值数为例如，真值数为 （-1100 0001-1100 0001）B B 机器数为机器数为 （1000 0000 1100 00011000 0000 1100 0001）B B 1000000011000001 71 2. 2. 定点数和浮点数定点数和浮点数 小数点位置固定小数点位置固定, ,就称为定点数。小数点位置不固定就称为定点数。小数点位置不固定, ,就称为浮点数就称为浮点数 ：小数点位置固定在数值最低位的后面，用来表示整数。：小数点位置固定在数值最

45、低位的后面，用来表示整数。 例如例如:(193):(193)D D=(11000001)=(11000001)B B ：小数点位置固定在数值最高位前面，用来表示小于：小数点位置固定在数值最高位前面，用来表示小于1 1的纯小数的纯小数 (-0.6875)(-0.6875)D=(-0.1011)=(-0.1011)B 0000000011000001 数符数符 数值部分数值部分 数符数符 数值部分数值部分 小数点位置小数点位置 小数点位置小数点位置 1101100000000000 72 定点数取值范围：定点数取值范围： 当计算机规定数据长度为当计算机规定数据长度为2个字节时，定点整数的表示个字节

46、时，定点整数的表示 范围：范围：-（215-1）N（215-1） 即即 -32767N32767 定点小数定点小数N的范围是：的范围是：-（1-2-15）N（1-2-15） 即即 -0.999969482421875N0.999969482421875。 73 3. 浮点数表示法浮点数表示法 二进制数二进制数110.011可表示为多种形式：可表示为多种形式： N110.0111.100111010 0.110011101111001.110 10 计算机中浮点数形式表示为计算机中浮点数形式表示为0.11001110 11。 。 74 N=S10 j 阶符 (1位) 阶码 (决定所表示数的范围)

47、 数符 (1位) 尾数 (决定数的精度) 阶码是定点整数，位数决定数的取值范围，尾数是定阶码是定点整数，位数决定数的取值范围，尾数是定 点小数，位数决定数的精度。浮点数的正、负由尾数点小数，位数决定数的精度。浮点数的正、负由尾数 的数符确定。的数符确定。 浮点数存放浮点数存放 浮点数表示法浮点数表示法 75 浮点数表示法浮点数表示法 规定：二进制数规定：二进制数 0.11001110 11在机器中表示为 在机器中表示为: -0.1011011110101表示为：表示为： 0 011110 0110011110011 0 01011011 11011011110110111 76 4. 原码、反

48、码和补码原码、反码和补码 原码原码 ：正数的符号位为，负数的符号位为正数的符号位为，负数的符号位为, ,数值数值 部分是原数的绝对值。部分是原数的绝对值。 例：例： X= (+105)D X原 原= 01101001 X= (- -105)D X原 原= 11101001 11101001 符号位符号位 77 反码反码 反码：正数的反码和原码形式相同，负数的反码是原反码：正数的反码和原码形式相同，负数的反码是原 码的符号位保持不变，数值位逐位取反。码的符号位保持不变，数值位逐位取反。 例例： X= - -4 X原 原= 10000100 X反 反= 11111011 78 补码补码 补码：正数

49、的补码和其原码相同。负数的补码补码：正数的补码和其原码相同。负数的补码 是将它的反码的数值部分加是将它的反码的数值部分加。 8原 原= 00001000 8反 反 = 00001000 8补 补 = 00001000 - -8原 原= 10001000 - -8反 反= 11110111 - -8补 补= 11111000 79 练练 习习 -14的补码是（ ） -14-14补 补=11110010 80 1.10 1.10 计算机的算术与逻辑运算计算机的算术与逻辑运算 1.1.二进制数的加法运算二进制数的加法运算 2.2.二进制数的减法运算二进制数的减法运算 0+0=00+0=0 0+1=1

50、+0=10+1=1+0=1 1+1=01+1=0 1101 + 1110 11011 0-0=1-1=00-0=1-1=0 1-0=11-0=1 0-1=10-1=1 1011 - 1110 1101 81 3.3.二进制数的乘法运算二进制数的乘法运算 4.4.二进制数的除法运算二进制数的除法运算 0 00=00=0 0 01=11=10=00=0 1 11=11=1 0 01 1=0=0 1 11=11=1 1101 1010 0000 1101 0000 + 1101 10000010 101 1011 111011 1011 1111 1011 100 82 1.10.2 补码运算补码运

51、算 1. 1. 补码运算规则：两个补码运算规则：两个n n位二进制数之和（差）的补位二进制数之和（差）的补 码等于这两个数的补码之和（差）码等于这两个数的补码之和（差） 即：即：XXY Y 补 补=X =X 补 补 Y Y 补 补 当两个数采用补码表示时，符号位连同数值一起进行当两个数采用补码表示时，符号位连同数值一起进行 运算运算, ,结果也是补码。结果也是补码。 83 【 例例1.19 】用补码进行加法运算：】用补码进行加法运算：(+20)+(-10)=(+10)。 0001 0100 +20 补 补 + 1111 0110 -10 补 补 10000 1010 +10 补 补 【 例例1

52、.20 】用补码进行减法运算：】用补码进行减法运算：(+20)-(-10)=(+30)。 0001 0100 +20 补 补 - 1111 0110 -10 补 补 10001 1110 +30 补 补 84 2.2.通过补码加法实现减法运算：通过补码加法实现减法运算： 利用补码表示法，可以使减法运算通过加法运算实现，利用补码表示法，可以使减法运算通过加法运算实现， 因此运算器的结构得到简化。设两个带符号数分别因此运算器的结构得到简化。设两个带符号数分别 为为X X和和Y Y， X-Y=X+X-Y=X+（-Y-Y） X-Y X-Y 补 补=X+ =X+（-Y) -Y) 补 补=X =X补 补+

53、-Y +-Y补 补 -Y-Y补 补 = Y = Y补 补的每一位取反加 的每一位取反加1 1。 85 【 例例1.20 】用补码进行减法运算：】用补码进行减法运算：(+20)-(-10)=(+30)。 20+20+（-(-10) -(-10) 补 补=? =? +20 补 补= =0001 0100 0001 0100 -10 补 补= = 1111 0110 + 0000 1010 +30 补 补= =10001 1110 0001 1110 86 1.10.3 逻辑运算逻辑运算 具有逻辑性的量称为逻辑量。逻辑量之间的运算称为具有逻辑性的量称为逻辑量。逻辑量之间的运算称为 逻辑运算。逻辑运算

54、。 利用逻辑代数的规则进行逻辑运算。逻辑数据值用于利用逻辑代数的规则进行逻辑运算。逻辑数据值用于 判断某个条件成立与否，成立为判断某个条件成立与否，成立为1（真），反之为（真），反之为0 （假）。（假）。 例如：张明是学生，若该描述成立则用例如：张明是学生，若该描述成立则用1表示，否则用表示，否则用 0表示。表示。 87 当要对多个条件进行判断时，则需要用逻辑运算符构当要对多个条件进行判断时，则需要用逻辑运算符构 成逻辑表达式。逻辑运算主要包括：成逻辑表达式。逻辑运算主要包括： 逻辑与逻辑与 逻辑或逻辑或 逻辑非逻辑非 还可以从这还可以从这3种基本运算中推出其他运算。种基本运算中推出其他运算。

55、 88 逻辑非运算逻辑非运算 逻辑表达式：逻辑表达式：Y=A 逻辑逻辑非非的真值表的真值表 AY = A 01 10 逻辑与运算逻辑与运算 逻辑表达式：逻辑表达式：Y=A*B 逻辑逻辑与与的真值表的真值表 ABY = AB 000 010 100 111 89 逻辑逻辑或或的真值表的真值表 ABY= A+B 000 011 101 111 逻辑或运算逻辑或运算 逻辑表达式：逻辑表达式：Y=A+B 在逻辑运算中，将逻辑量的各种可能组合与对应运在逻辑运算中，将逻辑量的各种可能组合与对应运 算结果列成表格，称为真值表算结果列成表格，称为真值表 90 例如，某学院推荐免试研究生，必要条件是：大四学例如

56、，某学院推荐免试研究生，必要条件是：大四学 生，平均成绩生，平均成绩85分以上，通过外语四级，分以上，通过外语四级，3个条件个条件 分别用分别用A、B和和C表示，则符合推荐免试研究生候选表示，则符合推荐免试研究生候选 人的逻辑表达式为：人的逻辑表达式为：ABC。 91 1.11 1.11 文字信息编码形式文字信息编码形式 92 1.11.1 1.11.1 西文字符编码西文字符编码 ASC(AmericanASC(American Standard Code for Information Standard Code for Information Interchange)Interchange

57、)美国国家信息交换标准字符码。美国国家信息交换标准字符码。 7 7位二进制数表示位二进制数表示2 27 7即即128128个字符，编码从个字符，编码从 000 0000000 0000111 1111111 1111，称为，称为ASCIIASCII码基本集，一个字符码基本集，一个字符 占一个字节。占一个字节。 93 西文字符编码西文字符编码-ASCII-ASCII码表码表 d6d5d4 d3d2d1d0， 0NULDLESP0Pp 1SOHDC1!1AQaq 10STXDC2“2BRbr 11ETXDC3#3CScs 100EOTDC4$4DTdt 101ENQNAK%5EUeu 110ACK

58、SYNKk 1100FFFS,Nn 1111SIUS/?OoDEL 011011100101110111 94 在在ASC码表中，数字码表中，数字09和字母和字母AZ与与az都是顺都是顺 序排列的，且同一字母的小写比大写码值大序排列的，且同一字母的小写比大写码值大32。 控制字符控制字符：031，127；图形字符图形字符：95个。个。 09 30H39H 4857 AZ 41H5AH 6590 az 61H7AH 97122 95 1.11.2 中文字符编码中文字符编码 汉字编码包括输入码、国标码、机内码和字型码汉字编码包括输入码、国标码、机内码和字型码。 输入码：外码输入码：外码 字型码：字

59、模字型码：字模 96 97 1.1.汉字输入码：汉字输入码： 区位码区位码：用数字串代表一个汉字，如用数字串代表一个汉字，如汉字汉字“啊啊”的区位码的区位码 为为1601。这是一种无重码输入方法，即一个汉字对应一个编码。这是一种无重码输入方法，即一个汉字对应一个编码 拼音输入编码拼音输入编码：用汉语拼音作为输入编码。如汉字：用汉语拼音作为输入编码。如汉字“学学” 的拼音输入编码是的拼音输入编码是“xue”。拼音输入方法是一种有重码的输入。拼音输入方法是一种有重码的输入 方法。方法。 字形输入编码字形输入编码：是一种以汉字偏旁部首作基本键位的输入：是一种以汉字偏旁部首作基本键位的输入 编码，即将

60、键盘上某一键位当作偏旁部首，多个键位组合就是编码，即将键盘上某一键位当作偏旁部首，多个键位组合就是 汉字字形输入编码。汉字字形输入编码。例如例如五笔字型五笔字型。 全拼、双拼、微软拼音、智能全拼、双拼、微软拼音、智能ABC、五笔字型法、郑码输入、五笔字型法、郑码输入 法等法等 。 1.11.2 1.11.2 中文字符编码中文字符编码 98 2.2.国标码国标码 19811981年国家标准总局颁布了年国家标准总局颁布了 GB2312-80GB2312-80通讯用汉通讯用汉 字字符集（基本集）及其交换标准字字符集（基本集）及其交换标准，通称国标码，通称国标码 或交换码。或交换码。 在此标准中，收录