第1章计算机基础知识

1、第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2611.1 计算机概述计算机概述 1.1.1 计算机的概念计算机的概念 1.1.2 计算机的发展阶段计算机的发展阶段 1.1.3 计算机的主要特点计算机的主要特点 1.1.4 计算机的分类计算机的分类 1.1.5 微型机的种类微型机的种类 1.1.6 计算机的应用领域计算机的应用领域第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2621.1.1 计算机的概念计算机的概念 计算机是一种按程序控制自动进行信息计算机是一种按程序控制自动进行信息加工处理的通用工具。它的处理对象和结果都加工处理的通用工具。它的处理对象和结果都是信息。是信息

2、。 计算机与人的大脑有某些相似之处。因计算机与人的大脑有某些相似之处。因为人的大脑和五官也是信息采集、识别、转换、为人的大脑和五官也是信息采集、识别、转换、存储、处理的器官，所以人们常把计算机称为存储、处理的器官，所以人们常把计算机称为电脑。电脑。 第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-263 随着信息时代的到来，信息高速公路的兴随着信息时代的到来，信息高速公路的兴起，全球信息化进入了一个全新的发展时期。人起，全球信息化进入了一个全新的发展时期。人们越来越认识到计算机强大的信息处理功能，从们越来越认识到计算机强大的信息处理功能，从而使之成为信息产业的基础和支柱。人们在物质而使之

3、成为信息产业的基础和支柱。人们在物质需求不断得到满足的同时，对各种信息的需求也需求不断得到满足的同时，对各种信息的需求也将日益增强，计算机终将成为人们生活中必不可将日益增强，计算机终将成为人们生活中必不可少的工具。少的工具。1.1.1 计算机的概念计算机的概念第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2641.1.2 计算机的发展阶段计算机的发展阶段1计算机的诞生与发展计算机的诞生与发展 1）计算机的诞生）计算机的诞生 1946年在美国宾西法尼亚大学诞生。它年在美国宾西法尼亚大学诞生。它的主要元件是电子管，每秒钟完成的主要元件是电子管，每秒钟完成5000次加法次加法运算。该机器使用

4、了运算。该机器使用了1500个继电器，个继电器，18800个个电子管，占地电子管，占地170平米，耗电平米，耗电150千瓦，真可谓千瓦，真可谓“庞然大物庞然大物”。 第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-265 2）计算机的发展阶段）计算机的发展阶段 (1) 第一代计算机（第一代计算机（19461957），通常），通常称为电子管计算机年代。称为电子管计算机年代。 (2) 第二代计算机（第二代计算机（19581964），通常），通常称为晶体管计算机年代。称为晶体管计算机年代。 (3) 第三代计算机（第三代计算机（19651970），通常），通常称为集成电路计算机年代。称为集成电路

5、计算机年代。 (4) 第四代计算机（第四代计算机（1971年至今），通常年至今），通常称为大规模或超大规模集成电路计算机年代。称为大规模或超大规模集成电路计算机年代。1.1.2 计算机的发展阶段计算机的发展阶段第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-266 (5) 新一代计算机。从新一代计算机。从80年代开始，日本、年代开始，日本、美国以及欧洲共同体都相继开展了新一代计算美国以及欧洲共同体都相继开展了新一代计算机机(FGCS)的研究。新一代计算机是把信息采集、的研究。新一代计算机是把信息采集、存储、处理、通信和人工智能结合在一起的计存储、处理、通信和人工智能结合在一起的计算机系统

6、，它不仅能进行一般信息处理，而且算机系统，它不仅能进行一般信息处理，而且能面向知识处理，具有形式推理、联想、学习能面向知识处理，具有形式推理、联想、学习和解释能力，能帮助人类开拓未知的领域和获和解释能力，能帮助人类开拓未知的领域和获取新的知识。取新的知识。1.1.2 计算机的发展阶段计算机的发展阶段第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2672微型计算机及其网络阶段 1）微型计算机的发展阶段）微型计算机的发展阶段 为叙述简单起见，微型机的阶段划分从准为叙述简单起见，微型机的阶段划分从准16位的位的IBM-PC机开始。机开始。 (1) 第一代微型计算机。第一代微型计算机。1981

7、年年8月月IBM公司公司推出了个人计算机推出了个人计算机IBMPC。1983年年8月又推出月又推出了了IBMPC/XT，其中，其中XT表示扩展型。它以表示扩展型。它以Intel8088芯片为芯片为CPU，内部总线为，内部总线为16位，外部位，外部总线为总线为8位。我们称位。我们称IBMPC/XT及其兼容机为及其兼容机为第一代微型计算机。第一代微型计算机。 1.1.2 计算机的发展阶段计算机的发展阶段第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-268 (2) 第二代微型计算机。第二代微型计算机。1984年年8月月IBM公司公司又推出了又推出了IBMPC/AT。 (3) 第三代微型计算机

8、。第三代微型计算机。1986年由年由PC兼容厂兼容厂家家Compaq公司率先推出了公司率先推出了386/AT。 (4) 第四代微型计算机。第四代微型计算机。1989年年Intel80486芯芯片问世。片问世。 (5) 第五代微型计算机。第五代微型计算机。1993年年Intel公司推出公司推出了了Pentium芯片。它是人们常说的芯片。它是人们常说的80586，但出于，但出于专利保护的原因，将其命名为专利保护的原因，将其命名为Pentium，它的中，它的中文名字叫文名字叫“奔腾奔腾”。 1.1.2 计算机的发展阶段计算机的发展阶段第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2691.1

9、.3 计算机的主要特点计算机的主要特点1运算速度快运算速度快 现代的巨型计算机系统的运算速度已达每秒现代的巨型计算机系统的运算速度已达每秒几十亿次乃至几百亿次。几十亿次乃至几百亿次。 2运算精度高运算精度高 由于计算机内采用二进制数制进行运算，因由于计算机内采用二进制数制进行运算，因此可以用增加表示数字的设备和运用计算技术，此可以用增加表示数字的设备和运用计算技术，使数值计算的精度越来越高。使数值计算的精度越来越高。 第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-26103通用性强通用性强 计算机可以将任何复杂的信息处理任务分解计算机可以将任何复杂的信息处理任务分解成一系列的基本算术和

10、逻辑操作，反映在计算机成一系列的基本算术和逻辑操作，反映在计算机的指令操作中，按照各种规律执行的先后次序把的指令操作中，按照各种规律执行的先后次序把它们组织成各种不同的程序，存入存储器中。它们组织成各种不同的程序，存入存储器中。 4具有记忆和逻辑判断功能具有记忆和逻辑判断功能 计算机有内部存储器和外部存储器，可以存计算机有内部存储器和外部存储器，可以存储大量的数据，随着存储容量的不断增大，可存储大量的数据，随着存储容量的不断增大，可存储记忆的信息量也越来越大。储记忆的信息量也越来越大。 1.1.3 计算机的主要特点计算机的主要特点第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-26115

11、具有自动控制能力具有自动控制能力 计算机内部操作、控制是根据人们事先编制计算机内部操作、控制是根据人们事先编制好的程序自动控制进行的，不需要人工干预。好的程序自动控制进行的，不需要人工干预。1.1.3 计算机的主要特点计算机的主要特点第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-26121.1.4 计算机的分类计算机的分类 我国计算机界根据计算机的性能指标，如运我国计算机界根据计算机的性能指标，如运算速度、存储容量、功能强弱、规模大小以及软算速度、存储容量、功能强弱、规模大小以及软件系统的丰富程度等，将计算机分为巨型机、大件系统的丰富程度等，将计算机分为巨型机、大型机、中型机、小型机和

12、微型机五大类。型机、中型机、小型机和微型机五大类。 而国际上根据计算机的性能指标和面向的应而国际上根据计算机的性能指标和面向的应用对象，将计算机分为巨型机、小巨型机、大型用对象，将计算机分为巨型机、小巨型机、大型机、小型机、工作站和个人计算机六大类。机、小型机、工作站和个人计算机六大类。 随着计算机科学技术的不断发展，各种计算随着计算机科学技术的不断发展，各种计算机的性能指标均会提高，这种分类方法也会有所机的性能指标均会提高，这种分类方法也会有所变化。变化。第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-26131.1.5 微型机的种类微型机的种类1微型机的生产厂家及其型号微型机的生产厂

13、家及其型号 目前，微型机有三个大的产品系列。最大的目前，微型机有三个大的产品系列。最大的是是IBMPC及其兼容机；其次是一个较小的、及其兼容机；其次是一个较小的、与与IBMPC不兼容的不兼容的AppleMacintosh系列，它系列，它是由是由Apple(苹果电脑苹果电脑)公司制造的；最后是一个公司制造的；最后是一个更小的系列，即更小的系列，即IBM公司的公司的PS/2系列。系列。第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2614 2微型机所用的微处理器芯片微型机所用的微处理器芯片 微处理器芯片可分为微处理器芯片可分为Intel系列和非系列和非Intel系列系列两类。两类。IBMP

14、C机中使用的微处理器芯片就是机中使用的微处理器芯片就是Intel系列芯片，主要有系列芯片，主要有Intel8088/8086、80286、80386、80486以及以及Pentium(奔腾奔腾)、Pentium、Pentium、Pentium4。 1.1.5 微型机的种类微型机的种类第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-26153微处理器芯片的性能微处理器芯片的性能 微处理器芯片有许多性能指标，其中主要是微处理器芯片有许多性能指标，其中主要是字长（即位数）和主频。字长（即位数）和主频。 字长较长的微型机有更大的寻址空间，能支字长较长的微型机有更大的寻址空间，能支持数量更多、功能

15、更强的指令，在相同时间内持数量更多、功能更强的指令，在相同时间内能处理和传送更多的信息，使机器有更快的速能处理和传送更多的信息，使机器有更快的速度。奔腾度。奔腾4代计算机的字长为代计算机的字长为64位。位。 主频是微处理器主时钟在主频是微处理器主时钟在1秒钟内发出的时秒钟内发出的时钟脉冲数，单位是钟脉冲数，单位是MHz或或GHz。 1.1.5 微型机的种类微型机的种类第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-26161.1.6 计算机的应用领域计算机的应用领域1科学计算（数值计算）科学计算（数值计算） 科学计算是计算机最重要的应用之一。如科学计算是计算机最重要的应用之一。如工程设计

16、、地震预测、气象预报、火箭和卫星工程设计、地震预测、气象预报、火箭和卫星发射等都需要由计算机承担庞大复杂的计算任发射等都需要由计算机承担庞大复杂的计算任务。务。 2数据处理（信息管理）数据处理（信息管理） 当前计算机应用最为广泛的是数据处理。当前计算机应用最为广泛的是数据处理。人们用计算机收集、记录数据，经过加工产生人们用计算机收集、记录数据，经过加工产生新的信息形式。新的信息形式。 第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2617 3过程控制（实时控制）过程控制（实时控制） 在自动控制理论上，现代控制理论处理复杂在自动控制理论上，现代控制理论处理复杂的多变量控制问题，其数学工具

17、是矩阵方程和的多变量控制问题，其数学工具是矩阵方程和向量空间，必须使用计算机求解；向量空间，必须使用计算机求解； 在自动控制系统的组织上，由数字计算机和在自动控制系统的组织上，由数字计算机和模拟计算机组成的控制器，是自动控制系统的模拟计算机组成的控制器，是自动控制系统的大脑。它按照设计者预先规定的目标和计算程大脑。它按照设计者预先规定的目标和计算程序以及反馈装置提供的信息，指挥执行机构动序以及反馈装置提供的信息，指挥执行机构动作。作。1.1.6 计算机的应用领域计算机的应用领域第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-26184计算机通信计算机通信 现代通信技术与计算机技术相结合，

18、构成联现代通信技术与计算机技术相结合，构成联机系统和计算机网络，这是微型机具有广阔前机系统和计算机网络，这是微型机具有广阔前途的一个应用领域。计算机网络的建立，不仅途的一个应用领域。计算机网络的建立，不仅解决了一个地区、一个国家中计算机之间的通解决了一个地区、一个国家中计算机之间的通信和网络内各种资源的共享，还可以促进和发信和网络内各种资源的共享，还可以促进和发展国际间的通信和各种数据的传输与处理。展国际间的通信和各种数据的传输与处理。1.1.6 计算机的应用领域计算机的应用领域第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2619 5计算机辅助工程计算机辅助工程 计算机辅助设计（计算

19、机辅助设计（CAD） 计算机辅助制造（计算机辅助制造（CAM） 计算机辅助教学（计算机辅助教学（CAI） 其它计算机辅助系统其它计算机辅助系统: 计算机辅助测试计算机辅助测试(CAT) 计算机辅助教育计算机辅助教育(CAE) 计算机辅助出版系统计算机辅助出版系统(CAP)1.1.6 计算机的应用领域计算机的应用领域第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-26206人工智能人工智能 人工智能是利用计算机模拟人类某些智能人工智能是利用计算机模拟人类某些智能行为（如感知、思维、推理、学习等）的理行为（如感知、思维、推理、学习等）的理论和技术。它是在计算机科学、控制论等基论和技术。它是在

20、计算机科学、控制论等基础上发展起来的边缘学科，包括专家系统、础上发展起来的边缘学科，包括专家系统、机器翻译、自然语言理解等。机器翻译、自然语言理解等。 1.1.6 计算机的应用领域计算机的应用领域第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-26211.2 计算机中常用的数制计算机中常用的数制1.2.1 进位计数制进位计数制1.2.2 常用的进位计数制常用的进位计数制1.2.3 不同进位计数制之间的转换不同进位计数制之间的转换1.2.4 二进制与计算机二进制与计算机 1.2.5 二进制数的算术运算二进制数的算术运算 *1.2.6 二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算 第第1章章 计算机

21、基础知识计算机基础知识2022-6-26221.2.1 进位计数制进位计数制 1数制数制 数制也称为计数制，是指用一组固定的符号和统数制也称为计数制，是指用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法。一的规则来表示数值的方法。 2进位计数制进位计数制 按进位的方法进行计数，称为进位计数制。在日按进位的方法进行计数，称为进位计数制。在日常生活和计算机中采用的都是进位计数制。常生活和计算机中采用的都是进位计数制。 第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2623 3数位、基数和位权 (1) 数位：是指数码在一个数中所处的位置。数位：是指数码在一个数中所处的位置。 (2) 基数：是指在

22、某种进位计数制中，每个数位基数：是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。上所能使用的数码的个数。 (3) 位权：是指在某种进位计数制中，每个数位位权：是指在某种进位计数制中，每个数位上的数码所代表的数值的大小，等于在这个数位上上的数码所代表的数值的大小，等于在这个数位上的数码乘上一个固定的数值，这个固定的数值就是的数码乘上一个固定的数值，这个固定的数值就是此种进位计数制中该数位上的位权。数码所处的位此种进位计数制中该数位上的位权。数码所处的位置不同，代表数的大小也不同。置不同，代表数的大小也不同。 1.2.1 进位计数制进位计数制第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022

23、-6-2624 1.2.2 常用的进位计数制常用的进位计数制 1十进制十进制 十进制数具有下列特点：十进制数具有下列特点： (1) 有十个不同的数码符号有十个不同的数码符号0，1，2，3，4，5，6，7，8，9。 (2) 每一个数码符号根据它在这个数中所处每一个数码符号根据它在这个数中所处的位置的位置(数位数位)，按，按“逢十进一逢十进一”来决定其实际来决定其实际数值，即各数位的位权是以数值，即各数位的位权是以10为底的幂次方。为底的幂次方。第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2625 例如例如(123.456)10，以小数点为界，从小数点往左，以小数点为界，从小数点往左依次

24、为个位、十位、百位，从小数点往右依次为依次为个位、十位、百位，从小数点往右依次为十分位、百分位、千分位。因此，小数点左边第十分位、百分位、千分位。因此，小数点左边第一位一位3代表数值代表数值3，即，即3100，第二位，第二位2代表数值代表数值20，即即2101；第三位；第三位1代表数值代表数值100，即，即1102；小数；小数点右边第一位点右边第一位4代表数值代表数值0.4，即，即4101；第二位；第二位5代表数值代表数值0.05，即，即5102；第三位；第三位6代表数值代表数值0.006，即即6103。因而该数可表示为如下形式：。因而该数可表示为如下形式： (123.456)10=11022

25、1013100410151026103 1.2.2 常用的进位计数制常用的进位计数制第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-26262二进制二进制 二进制数具有下列特点：二进制数具有下列特点： (1) 有两个不同的数码符号有两个不同的数码符号0，1。 (2) 每个数码符号根据它在这个数中的数位，每个数码符号根据它在这个数中的数位，按按“逢二进一逢二进一”来决定其实际数值。来决定其实际数值。 例如例如 : (11011.101)2=124123022121120121022123=(27.625)10 1.2.2 常用的进位计数制常用的进位计数制第第1章章 计算机基础知识计算机基础

26、知识2022-6-2627 3八进制 八进制数具有下列特点：八进制数具有下列特点： (1) 有八个不同的数码符号有八个不同的数码符号0，1，2，3，4，5，6，7。 (2) 每个数码符号根据它在这个数中的数位，每个数码符号根据它在这个数中的数位，按按“逢八进一逢八进一”来决定其实际的数值。来决定其实际的数值。 例如例如: (123.24)8=182281380281482=(83.3125)10 1.2.2 常用的进位计数制常用的进位计数制第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-26284十六进制 十六进制数具有下列两个特点：十六进制数具有下列两个特点： (1) 它有十六个不同的

27、数码符号它有十六个不同的数码符号0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F。由于数字只。由于数字只有有09十个，而十六进制要使用十六个数字，所以十个，而十六进制要使用十六个数字，所以用用AF六个英文字母分别表示数字六个英文字母分别表示数字1015。 (2) 每个数码符号根据它在这个数中的数位，按每个数码符号根据它在这个数中的数位，按“逢十六进一逢十六进一”来决定其实际的数值。来决定其实际的数值。 例如 : (3AB.48)16=3162A161B16041618162=(939.28125)10 1.2.2 常用的进位计数制常用的进位计数制第第1章章 计算机基础知识计算机基

28、础知识2022-6-2629总结以上四种计数制，可将它们的特点概括为：总结以上四种计数制，可将它们的特点概括为： (1) 每一种计数制都有一个固定的基数每一种计数制都有一个固定的基数R（R为大于为大于1的的整数），它的每一数位可取整数），它的每一数位可取0R个不同的数值。个不同的数值。 (2) 每一种计数制都有自己的位权，并且遵循每一种计数制都有自己的位权，并且遵循“逢逢R进进一一”的原则。的原则。 对于任一种对于任一种R进位计数制数进位计数制数S，可表示为：，可表示为： (S)P=(Sn1Rn1+Sn2Rn2+S1R1+S0R0+S1R1+SmRm) 式中式中Si表示数位上的数码，其取值范围

29、为表示数位上的数码，其取值范围为0R1，R为计数制的基数，为计数制的基数，i为数位的编号（整数位取为数位的编号（整数位取nl0，小，小数位取数位取1m）。）。 1.2.2 常用的进位计数制常用的进位计数制第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-26301.2.3 不同进位计数制之间的转换不同进位计数制之间的转换1非十进制数转换成十进制数非十进制数转换成十进制数 非十进制数转换成十进制数的方法是：把非十进制数转换成十进制数的方法是：把各个非十进制数按以下求和公式各个非十进制数按以下求和公式m1niiipRS(S)第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2631 例例1

30、.1 把下列二进制数转换成十进制数。把下列二进制数转换成十进制数。 (1) (110101)2 (2) (1101.101)2 解解：(1) (110101)2=125124023122021120 =32160401=(53)10 (2) (1101.101)2=123122021120l2-1022l23=84010.500.125=(13.625)10 1.2.3 不同进位计数制之间的转换不同进位计数制之间的转换第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2632 例例1.2 把下列八进制数转换成十进制数。把下列八进制数转换成十进制数。 (1) (305)8 (2) (456.

31、124)8 解解：(1) (305)8=382081580=1925=(197)10 (2) (456.124)8=482581680181282483=2564060.1250.031250.0078125 = (302.1640625)101.2.3 不同进位计数制之间的转换不同进位计数制之间的转换第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2633例例1.3 把下列十六进制数转换成十进制数。把下列十六进制数转换成十进制数。 (1) (2A4E)16 (2) (32CF.48)16 解解：(1) (2A4E)16=2163Al624161El60 =819225606414=(1

32、0830)10 (2) (32CF.48)16=31632162Cl61Fl6041618162=122885 1 2 1 9 2 1 5 0 . 2 5 0 . 0 3 1 2 5 = (13007.28125)101.2.3 不同进位计数制之间的转换不同进位计数制之间的转换第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2634 2. 十进制数转换成非十进制数 把十进制数转换为二、八、十六进制数把十进制数转换为二、八、十六进制数的方法是：的方法是：整数部分转换采用整数部分转换采用“除除R取余取余法法”；小数部分转换采用；小数部分转换采用“乘乘R取整法取整法”。 例1.4 将十进制数将

33、十进制数(59.25)10转换为二转换为二进制数。进制数。 转换如下：转换如下：1.2.3 不同进位计数制之间的转换不同进位计数制之间的转换第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-26351.2.3 不同进位计数制之间的转换不同进位计数制之间的转换第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2636 3二、八、十六进制数之间的相互转换二、八、十六进制数之间的相互转换 由于一位八（十六）进制数相当于三（四）位二进由于一位八（十六）进制数相当于三（四）位二进制数，因此，要将八（十六）进制数转换成二进制数时，制数，因此，要将八（十六）进制数转换成二进制数时，只需以小数点为界，

34、向左或向右每一位八（十六）进制只需以小数点为界，向左或向右每一位八（十六）进制数用相应的三（四）位二进制数取代即可。如果不足三数用相应的三（四）位二进制数取代即可。如果不足三（四）位，可用零补足。反之，二进制数转换成相应的（四）位，可用零补足。反之，二进制数转换成相应的八（十六）进制数，只是上述方法的逆过程，即以小数八（十六）进制数，只是上述方法的逆过程，即以小数点为界，向左或向右每三（四）位二进制数用相应的一点为界，向左或向右每三（四）位二进制数用相应的一位八（十六）进制数取代即可。位八（十六）进制数取代即可。 1.2.3 不同进位计数制之间的转换不同进位计数制之间的转换第第1章章 计算机基

35、础知识计算机基础知识2022-6-2637例1.7 将八进制数将八进制数(714.431)8转换成二进制数。转换成二进制数。 7 1 4 4 3 1 111 001 100 100 011 001 即即 (714.431)10=(111001100.100011001)2例1.8 将二进制数将二进制数(11101110.00101011)2转换成转换成八进制数。八进制数。 011 101 110 001 010 110 3 5 6 1 2 6 即即 (11101110.00101011)2=(356.126)81.2.3 不同进位计数制之间的转换不同进位计数制之间的转换第第1章章 计算机基础知

36、识计算机基础知识2022-6-2638例例1.9 将十六进制数将十六进制数(1AC0.6D)16转换成相应的转换成相应的二进制数。二进制数。 l A C 0 6 D 0001 1010 1100 0000 0110 1101 即即 (lAC0.6D)16=(1101011000000.01101101)2例例1.10 将二进制数将二进制数(10111100101.00011001101)2转换成相应的十六进制数。转换成相应的十六进制数。 0101 1110 0101 0001 1001 1010 5 E 5 l 9 A 即即 (10111100101.00011001101)2=(5E5.19

37、A)16 1.2.3 不同进位计数制之间的转换不同进位计数制之间的转换第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-26391.2.4 二进制与计算机二进制与计算机 计算机是对数据信息进行高速自动化处理计算机是对数据信息进行高速自动化处理的机器。这些数据信息是以数字、字符、符的机器。这些数据信息是以数字、字符、符号以及表达式等形式来体现的，它们都以二号以及表达式等形式来体现的，它们都以二进制编码形式与机器中的电子元件状态相对进制编码形式与机器中的电子元件状态相对应。二进制与计算机之间的密切关系，是与应。二进制与计算机之间的密切关系，是与二进制本身所具有的特点分不开的。概括起二进制本身所

38、具有的特点分不开的。概括起来，有以下几点。来，有以下几点。第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-26401可行性 采用二进制，它只有采用二进制，它只有0和和1两种状态，这在两种状态，这在物理上是极易实现的。例如，电平的高与低、物理上是极易实现的。例如，电平的高与低、电流的有与无、开关的接通与断开、晶体管的电流的有与无、开关的接通与断开、晶体管的导通与截止、灯的亮与灭等两个截然不同的对导通与截止、灯的亮与灭等两个截然不同的对立状态都可用来表示二进制。计算机中通常是立状态都可用来表示二进制。计算机中通常是采用双稳态触发电路来表示二进制数的，这比采用双稳态触发电路来表示二进制数的，这

39、比用十稳态电路来表示十进制数要容易得多。用十稳态电路来表示十进制数要容易得多。1.2.4 二进制与计算机二进制与计算机第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-26412简易性 二进制数的运算法则简单。例如二进制数二进制数的运算法则简单。例如二进制数的求和法则只有三种：的求和法则只有三种： 00=0 01=10=1 11=10（逢二进一）（逢二进一） 而十进制数的求和法则却有一百种之多。而十进制数的求和法则却有一百种之多。因此，采用二进制可以使计算机运算器的结构因此，采用二进制可以使计算机运算器的结构大为简化。大为简化。1.2.4 二进制与计算机二进制与计算机第第1章章 计算机基础

40、知识计算机基础知识2022-6-2642 3逻辑性 由于二进制数符由于二进制数符l和和0正好与逻辑代数中的真正好与逻辑代数中的真(true)和假和假(false)相对应，所以用二进制数来表相对应，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。示二值逻辑进行逻辑运算是十分自然的。 4可靠性 由于二进制只有由于二进制只有0和和1两个符号，因此在存两个符号，因此在存储、传输和处理时不容易出错，这使计算机具储、传输和处理时不容易出错，这使计算机具有的高可靠性得到了保障。有的高可靠性得到了保障。1.2.4 二进制与计算机二进制与计算机第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2643

41、1.2.5 二进制数的算术运算二进制数的算术运算1二进制数的加法运算二进制数的加法运算 加法运算按下列三条法则进行：加法运算按下列三条法则进行： (1) 00=0 (2) 01=10=1 (3) 11=10（逢二进一，向高位进位）（逢二进一，向高位进位）第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2644 例1.11 (1010)2(1011)2的算式如下：的算式如下： 被加数被加数 1010 加数加数 1011 ) 进位进位 101 和数和数 101011.2.5 二进制数的算术运算二进制数的算术运算第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2645 2二进制数的减法运

42、算 减法运算按下列三条法则进行：减法运算按下列三条法则进行： (1) 00=11=0 (2) 10=1 (3) 01=1（此时要向高位借位，借（此时要向高位借位，借1当当2） 1.2.5 二进制数的算术运算二进制数的算术运算第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2646例1.12 (11100101)2(10011010)2的算式如下：的算式如下： 被减数被减数 11100101 减数减数 10011010 ）借位）借位 0011010 差数差数 010010111.2.5 二进制数的算术运算二进制数的算术运算第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2647 3二

43、进制数的乘法运算 二进制数的乘法运算有下列三条法则：二进制数的乘法运算有下列三条法则： (1) 00=0 (2) 01=10=0 (3) 11=1 1.2.5 二进制数的算术运算二进制数的算术运算第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2648 例1.13 (1011)2(1101)2的算式如下：的算式如下： 被乘数被乘数 1011 ) 乘数乘数 1101 1011 0000部分积部分积 1011 1011 乘积乘积 100011111.2.5 二进制数的算术运算二进制数的算术运算第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-26494二进制数的除法运算二进制数的除法运算

44、二进制数的除法运算按下列三条法则进行：二进制数的除法运算按下列三条法则进行： (1) 00=0 (2) 01=0（10是无意义的）是无意义的） (3) 11=1 1.2.5 二进制数的算术运算二进制数的算术运算第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2650 例例1.14 (111011)2(l011)的算式如下：的算式如下：余数被除数除数商数 100 1011 1111 1011 1110111011 101 即即 (111011)2(l011)2其商为其商为(101)2 ，余数为，余数为(100)2 1.2.5 二进制数的算术运算二进制数的算术运算第第1章章 计算机基础知识计

45、算机基础知识2022-6-2651*1.2.6 二进制数的逻辑运算 计算机中的信息是以二进制数来表示的，计算机中的信息是以二进制数来表示的，有有1和和0两种可能的值。如果把二进制码的两种可能的值。如果把二进制码的“1”和和“0”表示成表示成“有有”和和“无无”、“是是”和和“非非”、“真真”和和“假假”，那么这种变量就，那么这种变量就称为逻辑变量。描述逻辑变量关系的函数称称为逻辑变量。描述逻辑变量关系的函数称为逻辑函数。实现逻辑函数的电路称为逻辑为逻辑函数。实现逻辑函数的电路称为逻辑电路。实现逻辑变量之间的运算称为逻辑运电路。实现逻辑变量之间的运算称为逻辑运算。算。第第1章章 计算机基础知识计

46、算机基础知识2022-6-26521逻辑加法（逻辑“或”运算） 逻辑加法通常用符号逻辑加法通常用符号“+”或或“”来表来表示。例如有逻辑变量示。例如有逻辑变量A，B和和C，它们存在如，它们存在如下逻辑加运算关系：下逻辑加运算关系： A+B=C 或写成：或写成： AB=C 读成读成“A或或B等于等于C”。*1.2.6 二进制数的逻辑运算第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2653 逻辑加法运算遵守下列运算规则：逻辑加法运算遵守下列运算规则： (1) 00=0或写成或写成00=0，读成，读成“0或或0等于等于0” (2) 01=1或写成或写成0l=1，读成，读成“0或或1等于等于

47、1” (3) 10=1或写成或写成10=1，读成，读成“1或或0等于等于1” (4) 11=1或写成或写成11=1，读成，读成“1或或1等于等于1” *1.2.6 二进制数的逻辑运算第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-26542逻辑乘法（逻辑“与”运算） 逻辑乘法通常用符号逻辑乘法通常用符号“”或或“”或或“”表表示。例如有逻辑变量示。例如有逻辑变量A，B和和C，它们存在如下，它们存在如下的逻辑乘运算关系：的逻辑乘运算关系： AB=C 或者：或者： Ab=C 或者：或者： AB=C 读成读成“A与与B等于等于C”。*1.2.6 二进制数的逻辑运算第第1章章 计算机基础知识计算

48、机基础知识2022-6-2655 逻辑乘法运算遵守下列运算规则：逻辑乘法运算遵守下列运算规则： (1) 00=0或写成或写成00=0或写成或写成00=0，读成，读成“0与与0等于等于0” (2) 01=0或写成或写成01=0或写成或写成01=0，读成，读成“0与与1等于等于0” (3) 10=0或写成或写成10=0或写成或写成10=0，读成，读成“1与与0等于等于0” (4) 11=1或写成或写成11=1或写成或写成11=1，读成，读成“1与与1等于等于1” *1.2.6 二进制数的逻辑运算第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2656 3逻辑否定（逻辑“非”运算） 逻辑否定又

49、称逻辑非运算，其运算符号为在逻辑否定又称逻辑非运算，其运算符号为在逻辑变量的上方加一横线，例如，表示对逻辑变量的上方加一横线，例如，表示对A的否的否定运算。其运算规则为：定运算。其运算规则为： ，读成，读成“非非0等于等于1” ，读成，读成“非非l等于等于0” 因为是二值代数，所以不是因为是二值代数，所以不是0就是就是1，不是，不是1就是就是0。在日常生活中，说。在日常生活中，说“灯不亮灯不亮”，就是，就是“灯灭灯灭”，因为灯只有亮和灭两个值。，因为灯只有亮和灭两个值。 01*1.2.6 二进制数的逻辑运算第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2657 4逻辑异或 异或运算通常

50、用符号异或运算通常用符号“ ”表示。它的运算表示。它的运算规则为：规则为： 0 0=0，读成，读成“0同同0异或结果为异或结果为0” 0 1=1，读成，读成“0同同1异或结果为异或结果为1” 1 0=1，读成，读成“1同同0异或结果为异或结果为1” 1 1=0，读成，读成“1同同1异或结果为异或结果为0” *1.2.6 二进制数的逻辑运算第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-26581.3 计算机中的数据与编码计算机中的数据与编码1.3.1 什么是数据什么是数据 1.3.3 数据单位数据单位 1.3.3 字符编码字符编码 *1.3.4 计算机中数据的表示计算机中数据的表示 第第

51、1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-26591.3.1 什么是数据什么是数据 数据是可由人工或自动化手段加以处理数据是可由人工或自动化手段加以处理的那些事实、概念、场景和指示的表示形的那些事实、概念、场景和指示的表示形式，包括字符、符号、表格、声音、图形式，包括字符、符号、表格、声音、图形和图像等。数据可在物理介质上记录或传和图像等。数据可在物理介质上记录或传输，并通过外围设备被计算机接收，经过输，并通过外围设备被计算机接收，经过处理而得到结果。处理而得到结果。第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2660 数据能被送入计算机加以处理，包括存储、数据能被送入计算机

52、加以处理，包括存储、传送、排序、归并、计算、转换、检索、制传送、排序、归并、计算、转换、检索、制表和模拟等操作，以得到人们需要的结果。表和模拟等操作，以得到人们需要的结果。数据经过加工并赋予一定的意义后，便成为数据经过加工并赋予一定的意义后，便成为信息。信息。 计算机系统中的每一个操作，都是对数计算机系统中的每一个操作，都是对数据进行某种处理，所以数据和程序一样，是据进行某种处理，所以数据和程序一样，是软件工作的基本对象。软件工作的基本对象。 1.3.1 什么是数据什么是数据第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-26611.3.2 数据的单位数据的单位 1位（位（bit） 计算

53、机采用二进制。运算器运算的是二进制计算机采用二进制。运算器运算的是二进制数，控制器发出的各种指令也表示成二进制数，数，控制器发出的各种指令也表示成二进制数，存储器中存放的数据和程序也是二进制数，在存储器中存放的数据和程序也是二进制数，在网络上进行数据通信时发送和接收的还是二进网络上进行数据通信时发送和接收的还是二进制数。制数。 计算机中最小的数据单位是二进制的一个数计算机中最小的数据单位是二进制的一个数位，简称为位位，简称为位(bit，比特，比特)。计算机中最直接、计算机中最直接、最基本的操作就是对二进制位的操作。最基本的操作就是对二进制位的操作。第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识202

54、2-6-26622字节（字节（Byte） 为了表示人读数据中的所有字符为了表示人读数据中的所有字符(字母、数字母、数字以及各种专用符号，大约有字以及各种专用符号，大约有256个个)，需要用，需要用7位或位或8位二进制数。因此，人们选定位二进制数。因此，人们选定8位为一个位为一个字节（字节（Byte）通常用）通常用B表示。表示。1个字节由个字节由8个二个二进制数位组成。进制数位组成。 字节是计算机中用来表示存储空间大小的最字节是计算机中用来表示存储空间大小的最基本的容量单位。例如，计算机内存的存储容基本的容量单位。例如，计算机内存的存储容量、磁盘的存储容量等都是以字节为单位表示量、磁盘的存储容量

55、等都是以字节为单位表示的。的。1.3.2 数据的单位数据的单位第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2663 除用字节为单位表示存储容量外，还可以用除用字节为单位表示存储容量外，还可以用千字节（千字节（KB）、兆字节（）、兆字节（MB）以及千兆字节）以及千兆字节（GB）等表示存储容量。它们之间存在下列换）等表示存储容量。它们之间存在下列换算关系：算关系： lB=8bit lKB=210 B=l024B lMB=220 B=l024KB lGB=230 B=l024MB 1.3.2 数据的单位数据的单位第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2664 3字（word

56、） 字是由若干字节组成的（通常取字节的整数字是由若干字节组成的（通常取字节的整数倍）。字是计算机进行数据存储和数据处理的基倍）。字是计算机进行数据存储和数据处理的基本运算单位。本运算单位。 字长是计算机性能的重要标志，它是一个计字长是计算机性能的重要标志，它是一个计算机字所包含的二进制位的个数。不同档次的计算机字所包含的二进制位的个数。不同档次的计算机有不同的字长。按字长可以将计算机划分为算机有不同的字长。按字长可以将计算机划分为8位机（如位机（如Apple、中华学习机）、中华学习机）、16位机（如位机（如286机）、机）、32位机（如位机（如386机、机、486机）、机）、64位机位机（奔腾

57、系列微机或巨型机）。（奔腾系列微机或巨型机）。 1.3.2 数据的单位数据的单位第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-26651.3.3 字符编码字符编码 计算机中，对非数值的文字和其它符号计算机中，对非数值的文字和其它符号进行处理时，要对文字和符号进行数字化处进行处理时，要对文字和符号进行数字化处理，即用二进制编码来表示文字和符号。字理，即用二进制编码来表示文字和符号。字符编码就是规定用怎样的二进制编码来表示符编码就是规定用怎样的二进制编码来表示文字和符号。文字和符号。第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2666 1ASCII码 在将用汇编语言或各种高级语言

58、编写的程在将用汇编语言或各种高级语言编写的程序输入到计算机中时，人与计算机通信所用的序输入到计算机中时，人与计算机通信所用的语言，已不再是一种纯数学语言了，而多为符语言，已不再是一种纯数学语言了，而多为符号式语言。因此，需要对各种符号进行编码，号式语言。因此，需要对各种符号进行编码，以使计算机能识别、存储、传送和处理。以使计算机能识别、存储、传送和处理。 最常见的符号信息是文字符号，所以字母、最常见的符号信息是文字符号，所以字母、数字和各种符号都必须按约定的规则用二进制数字和各种符号都必须按约定的规则用二进制编码才能在机器中表示。（见编码才能在机器中表示。（见ASCII码表）1.3.3 字符编

59、码字符编码第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2667 2汉字编码 我国用户在使用计算机进行信息处理时，一般都我国用户在使用计算机进行信息处理时，一般都要用到汉字，因此，必须解决汉字的输入、输出以要用到汉字，因此，必须解决汉字的输入、输出以及汉字处理等一系列问题。当然，关键问题是要解及汉字处理等一系列问题。当然，关键问题是要解决汉字编码的问题。决汉字编码的问题。 由于汉字是象形文字，数目很多，常用汉字就有由于汉字是象形文字，数目很多，常用汉字就有30005000个，加上汉字的形状和笔画多少差异极个，加上汉字的形状和笔画多少差异极大，因此，不可能用少数几个确定的符号将汉字完大，

60、因此，不可能用少数几个确定的符号将汉字完全表示出来，或像英文那样将汉字拼写出来。每个全表示出来，或像英文那样将汉字拼写出来。每个汉字必须有它自己独特的编码。汉字必须有它自己独特的编码。1.3.3 字符编码字符编码第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识2022-6-2668 1）信息交换用汉字编码字符集信息交换用汉字编码字符集基本集基本集 信息交换用汉字编码字符集信息交换用汉字编码字符集基本集基本集是是我国于我国于1980年制定的国家标准年制定的国家标准GB231280，代号为国标码，是国家规定的用于汉字信息交代号为国标码，是国家规定的用于汉字信息交换使用的代码的依据。换使用的代码的依据。 2