高中信息技术计算机基本工作原理课件

1、计算机基本工作原理计算机基本工作原理第一节 计算机中的数制和编码 1、什么是数制？什么是数制？ 2、我们通常使用的数制是什么数制？、我们通常使用的数制是什么数制？ 3、了解二进制、八进制、十六进制和十进制了解二进制、八进制、十六进制和十进制之间的转换方法。之间的转换方法。 4、了解计算机中字符的编码方法了解计算机中字符的编码方法表示数的方法有多种，每种表示数的方法有多种，每种表示法都规定了一些（不多表示法都规定了一些（不多的几个）的几个）专门用来表示数专门用来表示数的的基本符号基本符号和和组成数组成数的法则，的法则，称为数制。称为数制。计算机中常用的进制计算机中常用的进制 二进制、八进制、十六

2、进制二进制、八进制、十六进制 进制进制 数数 字字 进位方法进位方法 十进制十进制（逢十进一逢十进一） 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 二进制二进制（逢二进一逢二进一） 0、1 八进制八进制（逢八进一逢八进一） 0、1、2、3、4、5、6、7 十六进制十六进制（逢十六进一逢十六进一） 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、a、b、 c、d、e、f二进制数虽然只使用二进制数虽然只使用0和和1两种简单的符号，两种简单的符号，但却可以用来表示各种各样的信息。但却可以用来表示各种各样的信息。例如例如：用：用0表示空白，表示空白，1表示黑点，这样，一表示黑点，这样，一串的串的0和和1就可以表示

3、一幅黑白图画。就可以表示一幅黑白图画。 如果用一个字节（含如果用一个字节（含8个二进制的位）表个二进制的位）表示一个点的状态，那么只要规定各种颜色的示一个点的状态，那么只要规定各种颜色的编号，就可以表示一幅彩色的图画，而且其编号，就可以表示一幅彩色的图画，而且其色彩可以达到色彩可以达到256色。色。 如果颜色的数目增多，那么只要约定用更如果颜色的数目增多，那么只要约定用更多的字节数去表示一个点的状态，任何一幅多的字节数去表示一个点的状态，任何一幅图都可以用二进制数表示出来。图都可以用二进制数表示出来。ascii码码目前在目前在pc机中最常用的编码规则是机中最常用的编码规则是ascii码码（am

4、erican standard code for information interchange,美国标准信息交换代码美国标准信息交换代码）0 不用不用1-31 用于设备控制用于设备控制32-47 （空格）！（空格）！“ # $ % & （ ） * + ， - . /48-57 数码数码0-958-64 ：；：； ? 65-90 大写字母大写字母a-z91-96 _ 97-122 小写字母小写字母a-z123-127 | （空白）（空白）128-255 扩展部分扩展部分汉字编码汉字编码 汉字编码的方法有很多种汉字编码的方法有很多种.我国国家标准总局颁我国国家标准总局颁发的国家标准发的国家标准g

5、b2312-80编码于编码于1981年年5月月1日开日开始执行始执行,标准的名称是标准的名称是. 每个汉字对应每个汉字对应4位十进制数码位十进制数码.按照国家标准按照国家标准,一个汉字用两个字节表示一个汉字用两个字节表示,一个字母要用一个字一个字母要用一个字节表示节表示. 每个汉字存储时每个汉字存储时,首先转换成首先转换成asscii码码,然后再然后再把把asscii码转换成二进制的数存储在计算机中码转换成二进制的数存储在计算机中. 计算机的所有操作都是人计算机的所有操作都是人们事先设计的程序进行的们事先设计的程序进行的,这些这些程序可以用程序可以用机器语言机器语言编写编写,也可也可以以用汇编

6、语言用汇编语言或或高级程序设计高级程序设计语言语言编写编写.一、机器语言一、机器语言 计算机的所有操作都不是自然发生的，它是由人们计算机的所有操作都不是自然发生的，它是由人们把指挥计算机操作的命令（通常称为指令），预先存把指挥计算机操作的命令（通常称为指令），预先存储到存储器中，然后在执行时，把这些指令一条一条储到存储器中，然后在执行时，把这些指令一条一条地取出来加以执行。地取出来加以执行。 计算机执行指令的过程在人看来是比较烦琐的。以把计算机执行指令的过程在人看来是比较烦琐的。以把两个数相加为例，计算机需要两个数相加为例，计算机需要4步才能完成步才能完成：（1）从存储单元中取出第一个加数，送

7、运算器。）从存储单元中取出第一个加数，送运算器。（2）从另一个存储单元取出第二个加数，送运算器）从另一个存储单元取出第二个加数，送运算器 。（3）相加（在运算器中完成，结果仍在运算器中）相加（在运算器中完成，结果仍在运算器中）（4）把相加的结果从运算器送到存储器的指定单元。）把相加的结果从运算器送到存储器的指定单元。 这里的取数、相加、存储等都是计算机的这里的取数、相加、存储等都是计算机的一种基本操作，把要求计算机执行的操作用一种基本操作，把要求计算机执行的操作用计算机能够辨别的命令形式写出来就是指令计算机能够辨别的命令形式写出来就是指令（instruction）,通常一条指令对应一种基通常一

8、条指令对应一种基本操作。本操作。一条指令通常分成操作码和操作数两部分。一条指令通常分成操作码和操作数两部分。二、汇编语言二、汇编语言为了减轻编程负担，人们设计了汇编语言。为了减轻编程负担，人们设计了汇编语言。汇编语言把机器语言中的操作码改写成英汇编语言把机器语言中的操作码改写成英文单词。文单词。例如：例如：0000 0101表示加运算，结果放在表示加运算，结果放在寄存器内，用寄存器内，用add表示。表示。三、高级语言三、高级语言 汇编和机器语言的编程效率很底，人们就对编码汇编和机器语言的编程效率很底，人们就对编码程序的语言做了更大的更改，使他更符合人们的习惯。程序的语言做了更大的更改，使他更符

9、合人们的习惯。这类面向人类问题的语言称为这类面向人类问题的语言称为高级语言高级语言。机器语言和。机器语言和汇编语言这一类面向机器的语言成为汇编语言这一类面向机器的语言成为低级语言低级语言。目前比较流行的高级语言有；目前比较流行的高级语言有；basic、 fortran 、pascal、 java、c、c+、ada、prolog、delohi、logo、algol、lisp、forth、pl/1d。一、计算机的逻辑结构一、计算机的逻辑结构微处理器微处理器cpu存储器存储器输入输入/输出输出接口电路接口电路外围设备外围设备地址总线地址总线数据总线数据总线控制总线控制总线二、数据的存储二、数据的存储

10、 计算机的内存存储着大量的数据（包括指令），计算机的内存存储着大量的数据（包括指令），cpu经常往内存里读写数据，为了正确从指定字节经常往内存里读写数据，为了正确从指定字节读取数据，内存的每一个字节都有一个编号，这个读取数据，内存的每一个字节都有一个编号，这个编号称为地址（编号称为地址（address）. 每一种外部设备也有指每一种外部设备也有指定的地址码定的地址码三、指令及其执行三、指令及其执行计算机的功能实现，都是执行一系列指令的计算机的功能实现，都是执行一系列指令的结果。计算机的指令是以二进制数的形式存结果。计算机的指令是以二进制数的形式存放在存储器里的。放在存储器里的。四、计算机系统四、计算机系统 软件系统包括系统软件和应用软件。计算机软件系统包括系统软件和应用软件。计算机是在一系列以二进制码表示的指令的指挥下工作是在一系列以二进制码表示的指令的指挥下工作的，这都是软件系统的功劳。的，这都是软件系统的功劳。 计算机软件系统通常是泛指能在计算机上运计算机软件系统通常是泛指能在计算机上运行的各种程序，甚至包括各种有关资料。行的各种程序，甚至包括各种有关资料。 不难看出，人们解决各种问题而编制的应用不难看出，人们解决各种问题而编制的应用程序，需要在计算机软件系统的支持下，翻译成程序，需要在计算机软件系统的支持下，翻译成计算机硬件能直接识别和执行的机器语言程序