《计算机文化基础》教案

《计算机文化基础》教案第一幸计算机基砒如拥.! 计算机概述ー、计算机的概念现代计算机是ー种按程序自动进行信息处理的通用工具。ー个计算机系统由硬件系统和软件系统组成。硬件系统由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备组成,软件系统由系统软件和应用软件组成。二、计算机的发展纵观计克机发展的历史,可以将其划分为三个阶段,即近/C沈军泓发展阶段、现ペガ竟か发展阶段和方算相与漣爲腾会即微机及网络)发展阶段。.近代计算机阶段所谓近代计算机是指具有完整含义的机械式计算机或机电式计算机，以区别于现代电子式计算机。.现代计算机阶段(即传统大型机阶段)现代计算机的基本结构,即冯•诺依曼结构。其特点可概括为如下几点:(1)使用单ー的处理部件来完成计算、存储以及通信的工作;(2)存储单元是定长的线性组织:(3)存储空间的单元是直接寻址的;(4)使用机器语言,指令通过操作码来完成简单的操作;(5)对计算进行集中的顺序控制。现代计算机的划代原则主要是依据计算机所采用的电子器件不同来划分的，这就是人们通常所说的电子管、晶体管、集成电路、超大规模集成电路等四代。(I)第一代计算机し要是指1946-1958年间的计算机,通常称为电子管计算机时代,其主要特点是;1)采用电子管作为逻辑开关元件；

2）存储器使用水银延迟线、静电存储管、磁鼓等;3）外部设备采用纸带、卡片、磁带等:4）使用机器语言,50年代中期开始使用汇编语言,但还没有操作系统。具有代表性的机器有ENIAC、ABC、EDVAC、EDSAC、UNIVAC等。（2）第二代计算机主要是指1959-1964年间的计算机,通常称之为晶体管计算机时代。主要特点是:1）使用半导体晶体管作为逻辑开关元件;2）使用磁芯作为主存储器,辅助存储器采用磁盘和磁带:3）输入输出方式有了很大改进;4）开始使用操作系统,有了各种计算机高级语言。（3）第三代计算机主要是指1965-1970年间的计算机,通常称这ー时期为集成电路计算机时代。其主要特点是:1）使用中、小规模集成电路作为逻辑开关元件;2）开始使用半导体存储器。辅助存储器仍以磁盘、磁带为主:3）外部设备种类和品种增加；4）开始走向系列化、通用化和标准化;5）操作系统进ー步完善,高级语言数量增多。（4）第四代计算机第四代计算机是从1971年开始,至今仍在继续发展。通常称这ー时期为大规模、超大规模集成电路计算机时代。其主要特点是:1）使用大规模、超大规模集成电路作为逻辑开关元件;2）上存储器采用半导体存储器辅助存储器采用大容量的软、硬磁盘,并开始引入光盘:3）外部设备有了很大发展,采用光字符阅读器、扫描仪、激光打印机和各种绘图仪;4)操作系统不断发展和完善,数据库管理系统进ー步发展,软件行业已发展成为现代新型的工业部门。.微机及网络阶段(1)微型计算机的划代1)第一代微型计算机198I年8月IBM公司推出了个人计算机IBM—PC。以Intel8088芯片为CPU,内部总线为16位,外部总线为8位。2)第二代微型计算机1984年8月IBM公司又推出了IBM—PC/AT,其中AT表示先进型或髙级型。使用了Intel80286为CPU,时钟从8MHz至リ16MHz,是16位微处理器,内存达1MB,并配有高密软磁盘驱动器和20MB以上硬盘。我们把286AT及其兼容机称为第二代微型计算机。3)第三代微型计算机1986年PC兼容厂家Compaq公司推出了386AT,开辟了386微型计算机新时代。4)第四代微型计算机1989年Intel80486芯片问世，不久就出现了以它为CPU的微型计算机。我们把486微型计算机称为笫四代微型计算。5)第五代微型计算机1993年Intel公司又推出了Pentium芯片。它是人们预料的80586,但出于专利保护的原因,将其命名为Pentium,还给它起了个中文名“奔腾”。各微机厂家纷纷推出以Pentium为CPU芯片的微型计算机，简称奔腾机。是64位或准64位高档微机。(2)网络新时代70年代以来,计算机网络一直在持续地发展着，到处响起“网络即计算机”(NetworkisComputer!)的呼声。利用通信线路、按照约定的协议将分布在不同地点的若干台独立的计算机互联起来,形成能相互通信的ー组相关或独立的计算机系统。计算机网络可实现资源共享,大大提高计算机系统的使用效率。三、计算机的主要特点.运算速度快.运算精度髙.通用性强.具有记忆功能和逻辑判断功能.具有自动控制能力四、计算机的分类根据计算机的性能指标，如运算速度、存储容量、功能强弱、规模大小以及软件系统的丰富程度等,将计算机分为巨型线、大型机、中型机、小型机和微^^五大类。五、计算机的应用领域计算机的应用相当广泛，涉及到科学研究、军事技术、エ农业生产、文化教育等各个方面。其应用范围可概括为以下几个方面:.科学计算（数值计算）科学计算是计算机最重要的应用之一。如工程设计、地震预测、气象预报、火箭发射等都需要由计算机承担庞大复杂的计算任务。.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。计算机数据处理包括:数据采集、数据转换、数据分组、数据组织、数据计算、数据存储、数据检索和数据排序等方面。例如人口统计、档案管理、银行业务、情报检索、企业管理……。.过程控制（实时控制）计算机是生产自动化的基本技术工具，它对生产自动化的影响有两个方面：ー是在自动控制理论上.,现代控制理论处理复杂的多变量控制问题,其数学エ具是矩阵方程和向量空间，必须使用计覓机求解:

二是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,指挥执行机构动作。.计算机辅助工程(1)计算机辅助设计(CAD)；(2)计算机辅助制造(CAM)；(3)计算机辅助教学(CA1)；(4)计算机辅助测试(CAT)。§7.2计算机中希用的熬制ー、进位计数制进位计数制:按进位原则进行计数的方法。在日常生活中，常用的是十进位计数制，即按照逢十进ー的原则进行计数的。在进位计数制中有计数符号、基数和位权三个要素。计数符号:是指表示数码所使用的符号;基数:是指计数符号的个数: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,等于在这个数位上的数码乘ヒー个基数的若干次累。例如在十进位计数制中：小数点左边第一位为个位数,其位权为100,第二位为十位数，其位权为101,第三位是百位数,其位权为102小数点右边第一位是十分位数，其位权为10-1,第二位是百分位数,其位权为10-2,第三位是千分位数,其位权为10-3

二、几种常用的进位计数制进位计数制很多,这里介绍与计算机技术有关的几种常用进位计数制。.十进制十进位计数制简称十进制。十进制数具有下列特点:(1)计数符号:〇、1、2、3、4、5、6、7、8、9。(2)基数:10。(3)位权: 10-2,10-1,100,101,102,103 〇例如：(123.456)10=1X102十22101十3X100十4X10-1十5X10-2十6X10-3归纳任意ー个十进制数D的表示形式：(D)10=Dn-lX10n-l十Dn-2X10n-2寸 ID1X101十DOX100+D-lX10-1十D-2X10-2十…十D-m+1X10-m+l十D-mX10-m式中Di(i:n-l,n-2,……,m-l)为数位上的计数符号,其取值范围为〇〜9；n为整数位个数，m为小数位个数,10为基数,10n-l,10-2,…，101,100,10-1,••HO-m是十进制数的位权。.二进制二进位计数制简称二进制，是按“逢二进一”原则计数的。二进制数具有下列特点：(1)计数符号：〇、1。(2)基数：2〇(3)位权： 2-2 ,2-1,20,21,22,23……。例如:(11011.01)2=1X24十1X23十0X22十1X21十!X20+1X2-1十0X2-2十1X2-3任意一个二进制数B,可以表示成如下形式:(B)2=Bn-lX2n-l十Bn-2X2n-2H bBlX21十B0X20十B-lX2-1H hB-m+1X2-m+l十B-mX2-m式中Bi为数位上的数码,其取值范围为0〜1；n为整数位个数,m为小数位个数。2为基数。2n-l,2n-2,•••,21,20,2-1,-,2-m是二进制数的位权。计算机中数的存储和运算都使用二进制数。.ハ进制ハ进位计数制简称ハ进制,是按“逢ハ进ー”原则计数的。ハ进制数具有下列特点:(1)计数符号:0、1、3、4、5、6、7。(2)基数：8。(3)位权: 8-2,8-1,80,81,82,83 »例如：(123.24)8=1X82十2X81十3X80十2X8-1十4X8-2=(83.3125)10任意一个ハ进制数Q,可以表示成如下形式：(Q)8=Qn-lX8n-l十Qn-2X8n-2"| 卜Q1X81十一Q0X80十Q-lX8-1. 卜Q-m+1X8-m+1十Q-mX8-m式中Qi为数位上的数码,其取值范围为〇〜7；n为整数位个数,m为小数位个数。8为基数，8n-l,8n-2,••,,81,80,8-1,,••,,8-m是ハ进制数的位权。ハ进制数是计算机中常用的ー种计数方法，它弥补二进制数书写位数过长的不足。4.十六进制十六进位计数制简称为十六进制。十六进制数具有下列两个特点：(1)计数符号：〇、1、2,3,4、5、6、7、8,9、A、B、C、D、E、F。(2)基数:16。(3)位权 16-2,16-1,160,161,162,163 。例如:(3AB.48)16=3X162十AX161十BX160十4X16-1十8X16-2=(939.28125)10任意ー个十六进制数H,可表示成如下形式:(H)16=Hn-lX16n-l十Hn-2X16n-2T 卜HlX161十HOX160十H-lX16-1十…十H-mX16-m其中Hi为数位上的数码,其取值范围为〇〜F；n为整数位个数,m为小数位个数。16为基数16n-l,16n-2,…，161,160,16-1,•••,16-m为十六进制数的位权。十六进制数是计算机中常用的・种计数方法,它可以弥补二进制数书写位数过长的不足。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J(J为大于1的整数)，它的每ー数位可取J个不同的数码;(2)每一种计数制都有自己的位权，并且遵循“逢J进一”的原则。对于任一个P进位计数制数S,可表示为:(S)p=土(Sn-lPn-1十Sn-2Pn-2十••・十S1P1十SOPO十S-1P-1十，•••,十S-mP-m=±SiPi式中Si表示各数位上的数码，其取值范围为〇〜P-1,P为计数制的基数，i为数位的编号(整数位取n-1〜〇,小数位取-1〜-m)。《计算机文化基础》教案三、不同进位计数制之间的转换.非十进制数转换成十进制数例1把下列二进制数转换成十进制数。(110101)2=1X25十1X24+0X23十1X22十0X21十1X20=32十16十〇十4十〇十1=(53)101X23|-1X22|0X21+1X20十1X2-1十0X2-2十1X2-3=8十4十〇十1十0.5十〇十0.125=(13.625)10例2把下列ハ进制数转换成十进制数。(305)8=3X82十0X81十5X80=192十5=(197)10X82十5X81十6X80十1X8-1十2X8-2十4X8-3=256十40十6十0.125十〇.03125十0.0078125=(302.1640625)10例3把下列十六进制数转换成十进制数。(2A4E)16=2X163十AX162十4X161fEX160=8192十2560十64十14=(10830)10(32CF.48)16=3X163十2X162十CX161十FX160十4X16-1十8X16-2=12288十512十192十15十0.25十0.03125=(13007.28125)102、十进制数转换成二进制数把十进制数转换为二进制数的方法是:整数转换用“除2取余法”：小数转换用“乘2取整法”。例4将十进制数(125.6875)10转换为二进制数。整数部分125转换如下:余数125 1高位262TOC\o"1-5"\h\z231 1215 127 123 11 1低位小数部分0.6875转换如下:0.6875X2小数首位1 1.37500.3750X20 0.75000.7500X21 1.50000.5000X2小数末位1 1.0000B[J(125.6875)10=(ll11101.1011)2上面的例子中小数部分经过有限次乘2取整过程即告结束。但也有许多情况可一能是无限的,这就要根据精度的要求在适当的位数上截止。对ハ进制和十六进制也有同样的情况。.ハ进制转换成二进制分析:由于一位八进制数相当于三位二进制数,因此,要将ハ进制数转换成二进制数时,只需以小数点为界,向左或向右每一位ハ进制数用相应的三位二进制数取代即可。如果不足三位,可用零补足之。反之,二进制数转换成相应的ハ进制数,只是上述方法的逆过程，即以小数点为界,向左或向右每三位二进制数用相应的一位ハ进制数取代即可。例5将ハ进制数(714.431)8转换成二进制数。714.431111001100.100011001即(714.431)8=(111001100.100011001)2例6将二进制数(11101110.00101011)2转换成ハ进制数。011101110.001010110356.126B|J(11101110.00101011)8=(356.126)8.十六进制转换成二进制分析:由于・位十六进制数相当于四位二进制数，因此，要将十六进制数转换成相应的二进制数,只需以小数点为界,向左或向右毎一位十六进制数用相应的四位二进制数取代即可。如果不足四位,则用零补足之。同理，若要将一个二进制数转换成相应的十六进制数,只要取上述方法的逆过程即可,即将二进制数以小数点为界分成左右两部分,向左或向右每四位二进制数用相应的一位十六进制数取代即可。例7将十六进制数(1ACO.6D)16转换成相应的二进制数。1AC0.6D0001101011000000.01101101即(1ACO.6D)16=(1101011000000.01101101)2例8将二进制数(1011”00101.00011001101)2转换成相应的十六进制数。010111100101.0001100110105E5.19A即(10111100101.00011001101)2=(5E5.19A)16四、二进制数的算术运算二进制数的算术运算包括加法、减法、乘法和除法。基本运算是加法和减法运算。.二进制数的加法运算加法运算按下列三条法则进行:(1)0十0=0(2)0十1=1十0=1(3)1十1=10(逢二进ー,向髙位进位)例9(1010)2十(1011)2的算式如下:被加数1010加数1011十)进位1010和数10101.二进制数的减法运算减法运算按下列三条法则进行,(12-0=1-1=0(2)1-0=1(3)0-1=1(此时要向高位借位,借1当2)例10(11100101)2-(10011010)2的算式如下:被减数11100101减数10011010-)借位0011010差数01001011.二进制数的乘法运算二进制数的乘法运算有下列三条法则:(l)0X0=0(2)0Xl=lX0=0(3)1X1=1例11(1011)2X(1101)2的算式如下:被乘数1011X)乘数110110110000部分积10111011乘积10001111在计算机中实现二进制数的乘法运算,通常采用的是移位相加的方法。.二进制数的除法运算二进制数的除法运算按ド列三条法则进行：(1)04-0-0(2)04-1=0(14-0是无意义的)(3)14-1=1例12(111011)2+(1011)2的算式如下:10I商数除数I011)111011被除数101111111011100余数BP(111011)24-(1011)2.其商为(101)2,余数为(100)2。在计算机中实现二进制数的除法运算,通常采用移位相减的方法。五、二进制数的逻辑运算计算机中的信息是以二进制数来的,有1和〇两种可能的值。如果把二进制码的“1"和“〇“表示成"有’’和"无”ヽ“是“和“非”、“真“和“假",那么这种变量称为逻辑变量。实现逻辑变量之间的运算称为逻辑运算。逻辑运算是计算机应具有的基本操作。逻辑运算有三种基本运算:逻辑加法(又称逻辑“或”运算)、逻辑乘法(又称逻辑“与”运算)和逻辑否定(又称逻辑“非“运算),还有逻辑“异或“运算。1.逻辑加法(逻辑或运算)逻辑加法通常用符号”十“或““来表示。逻辑变量A、B逻辑加法运算运算规则：ABAVB000011111逻辑加运算的这种作用,在口常生活中表现为用并联开关控制的ー盏灯。显然,任一开关接通或所有并联的开关都接通,电灯亮;只有所有并联的开关都断开时,灯オ不亮。例13二进制数10011010和00101011进行逻辑或运算的过程如下:10011010V)0010101110111011即!0011010V00101011=10111011。2.逻辑乘法(逻辑与运算)逻辑乘法通常用符号“X”或或“”表示。逻辑变量A、B逻辑乘法运算规则:ABAAB000010100111逻辑乘法运算的这种作用,在日常生活中表现为用串联开关控制ー盏灯。显然,在串联电路中,只有所有开关都接通，电灯オ亮:若其中任一开关未合上，则电灯便不亮。例14两个二进制数1010110I和00101011进行逻辑与运算的过程如下;10101101A)0010101100101001即!0101101A001010U=00101001o3、逻辑否定（逻辑非运算）逻辑否定乂称逻辑非运算、其运算符号为在逻辑变量的上方加一横线,例如A,表示对A的否定运算。其运算规则为:AA00014、逻辑异或异或运算通常用符号"e”表示。它的运算规则为:ABAeB000011101110由上述运算规则可知,在给定的两个逻辑变量中,只要两逻辑变量的值相同,则异或运算的结果就为〇;当两个逻辑变量的值不同时,异或运算的结果为1。例!5两个二进制数1010110I和00101011进行异或运算的过程如下:10101101©）0010101110000110UIJ10101101©00101011=10000110,,§7.5计算机中的照謳島備鸠一、什么是数据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式,包括字符、符号、表格、声音和圏形等。数据能被送入计算机加以处理,包括存储、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。数据经过解释并赋ア一定的意义后,便成为信息。二、数据的单位计算机中数据的常用单位有位、字节和字。.位(biり计算机中最小的数据单位是二进制的ー个数位，简称为位(英文名称为bit,读音为比特)。.字节(Byte)8位为ー个字节(英文用Byte表示，读音为拜特)。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。除了用字节表示存储容量的单位外，还可以用千字节(KB)、兆字节(MB)以及十亿字节(GB)等表示存储容量。它们之间存在下列换算关系:lB=8bits1KB=21OB=1O24B1MB=220B=1024KB1GB=23OB=1024MB.字(Word)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处理的运算单位。三、字符编码1.BCD码(ニー"Ht制编码)人们通常采用把上进制数的每一位分别写成二进制数形式的编码,称为ニート进制编码或BCD(Binary—CodedDecimal)编码。BCD编码方法很多,通常采用的是8421编码。这种编码方法是用四位二进制数表示一位十进制数,自左至右每一位对应的权是8、4、2、1。四位二进制数有0000〜1111十六种状态,这里我们只取了0000〜1001十种状态。而101〇〜1111六种状态在这里没有意义。卜进制数与8421码的对照表十进制数8421码十进制数8421码000006011010001701112001081000300119100140100100001000050101例如十进制数864,其ニー十进制编码为:864(1000)(0110)(0100).ASCH码把字母、数字最常用的各种符号共128个用二进制编码表示一种方法。在计算机系统中使用得最广泛的是美国信息交换用标准(代)码(AmericanStandardCodeforInformationInterchange,缩写为ASCII,读作阿斯克伊码)。ASCII码有7位版本和8位版本两种。国际上通用的是7位版本。7位版本的ASCH码有128个元素,其中通用控制字符34个,阿拉伯数字10个,大、小写英文字母52个，各种标点符号和运算符号32个。在微型计算机中采用7位ASCH码作为机内码,每个字节只使用了7位,最高位恒为〇。.汉字编码（1）《信息交换用汉字编码字符集基本集》《信息交换用汉字编码字符集基本集》是我国于1980年制定的国家标准GB2312—80,代号为国标码。GB2312—80中规定了信息交换用的6763个汉字和682个非汉字闇形符号（包括几种外文字母、数字和符号）的代码。6763个汉字又按其使用频率、组词能力以及用途大小分成一级常用汉字3755个和二级常用汉字3008个。ー级汉字按拼音字母顺序排列;若遇同音字,则按起笔的笔形顺序排列:若起笔相同,则按第二笔的笔形顺序排列,依次类推。所谓笔形顺序,就是横、竖、撇、点和折的顺序。二级汉字按部首顺序排列。在此标准中,每个汉字（图形符号）采用双字节表示，每个字节只用低7位。由于低7位中有34种状态是用于控制字符,因此，只有94（128—34=94）种状态可用于汉字编码。这样,双字节的低7位只能表示94X94=8836种状态。标准的汉字编码表有94行、94歹ル其行号称为区号,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。非汉字图形符号置于第1一11区,ー级汉字3755置于第16〜55区,二级汉字3008个置于第56~87区。每个图形字符的汉字交换码，均用两个字节的低7位二进制码表示。汉字国标码通常用十六进制数表示,例如‘‘中"字的区号为54,位号为48,则它的国标码为10101101010000（十六进制为5650）,又如“国”字的区号为25,位号为90,它的国标码为01110011111010(卜六进制为397A)o(2)汉字的机内码汉字的机内码是供计算机系统内部进行存储、加工处理、传输统ー使用的代码,又称为汉字内部码或汉字内码。不同的系统使用的汉字机内码有可能不同。目前使用最广泛的ー种为两个字节的机内码,俗称变形的国标码。这种格式的机内码是将国标GB2312—80交换码的两个字节的最高位分别置为1而得到的。(3)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。输入码的长度也不同,多数为四个字节。综合起来可分为流水码、拼音类输入法、拼形类输入法和音形结合类输入法几大类。(4)汉字的字形码汉字字形码是汉字字库中存储的汉字字形的数字化信息,用于汉字的显示和打印。目前汉字字形的产生方式有点阵汉字和矢量汉字等。汉字字形点阵有16X16点阵、24X24点阵、32X32点阵、64X64点阵、96X96点阵、128X128点阵、256X256点阵等。ー个汉字方块中行数、列数分得越多,描绘的汉字也就越细微，但占用的存储空间也就越多。汉字字形点阵中每个点的信息要用一位二进制码来表示。对于16X16点阵的字形码,需要用32个字节(16X16+8=32)表示:24X24点阵的字形码需要用72个字节(24X24+8=72)表示。汉字外码国际码机内码字形码屏幕显示汉字四、计算机中数据的表示.真值与机器数(1)真值:实际的数值。-89,90-1011001,1011010(2)机器数:计算机中使用数字化了的数。用“〇"表示“正”，用“1”表示“负二例如机器中用8位二进制表示正数90其格式为:01011010t符号位,表示正用8位二进制表示负数一89其格式为:11011001t符号位,表示负在计算机内部,数字和符号都用二进制代码表示,称为机器数,而它真正表示的数值称为这个机器数的真值。.定点数和浮点数(1)定点数计算机的字长一定,则所能表示的数的范围也就确定了。例如,使用8位字长的计算机，它可以表示无符号整数的最大值是(255)10=(11111111)2。运算时,若数值超出机器数所能表示的范围,就会停止运算和处理,这种现象称为溢出。计算机中运算的数，有整数,也有小数,如何确定小数点的位置呢通常有两种约定:ー是规定小数点的位置固定不变,这时的机器数称为定点数。二是小数点的位置可以浮动的,这时的机器数称为浮点数。定点数的小数点位置可以固定在符号位之后,这时，数据字就表示一个纯小数。假定机器字长为16位,符号位占1位,数值部分占15位,机器数:1.000000000000001ttt符号位小数点数值部分其等效的十进制数为ー2-15。定点数的小数点位置固定在数据字的最后,这时,数据字就表示ー个纯整数。假设机器字长为16位，符号位占1位,数值部分占15位,于是机器数0111111111111111.ttf符号位数值部分小数点其等效的十进制数为+32767。（2）浮点数浮点表示法就是小数点在数中的位置是浮动的,由于定点表示法所能表示的数的范围太窄,不能满足计算问题的需要,闪此就要采用浮点表示法。在同样字长的情况下,浮点表示法能表示的数的范围扩大了。计算机中的浮点表示法包括两个部分:•部分是阶码（表示指数,记作E）；二部分是尾数（表示有效数字,记作M）。设任意ー数N可以表示为：N=2EM其中2为基数，E为阶码，M为尾数。浮点数在机器中的表示方法如下:阶符E数符.M阶码部分尾数部分由尾数部分隐含的小数点位置可知，尾数总是小于1的数字，它给出该浮点数的有效数字。尾数部分的符号位确定该浮点数的正负。阶码给出的总是整数,它确定小数点浮动的位数,若阶符为正,则向右移动;若阶符为负，则向左移动。假设机器字长为32位，阶码8位，尾数24位：阶符阶码E数符.尾数M1位7位1位23位浮点数表示法对尾数有如下规定:/2くM<1即要求尾数中笫1位数不为零,这样的浮点数称为规格化数。当浮点数的尾数为零或者阶码为最小值时,机器通常规定,把该数看作零,称为“机器零”。浮点数表示和运算中，当ー个数的阶码大于机器所能表示的最大阶码时,产生“上溢”。上溢时机器一般不再继续运算而转入“溢出”处理。当ー个数的阶码小于机器所能表示的最小阶码时，产生“下溢”,下溢时・般当作机器零来处理。3.原码、反码、补码机器数中,数值和符号全部数字化。计算机在进行数值运算时,采用把各种符号位和数值位ー起编码的方法。常见的有原码、补码和反码表示法。(1)原码表示法原码:是机器数的ー种表示法。符号位用。表示正号，用1表示负号。X的原码表示可记作［x］原。例如:［XI］原=［+1010110］原=01010110［X2］原=［-1001010］原=11001010在原码表示法中，对〇有两种表示形式：［+0］原=00000000［-0］原=10000000(2)反码表示法反码：正数的反码=原码;负数的反码是对它的原码(符号位除外)各位取反而得到的。X的反码记作［X］反。例如:Xl=+1010110X2=-1001010那么［XI］原=01010110［XI］反=［X1］原=01。010［X2］原=11001010［X2］反=1011010(3)补码表示法补码:正数的补码=原码;负数的补码是对它的原码(除符号位外)各位取反,并在末位加1而得到的。X的补码表示记作［X］补。例如,Xl=+1010110X2=-1001010那么,［XI］原=01010110［XI］补=01010110［X2］原=11001010［X2］补=1011010+1=10110110补码表示数的范围与二进制位数有关。当采用8位二进制表示时,小数补码的表示范围:最大为0.1111111,其真值为(0.99)10最小为1.0000000,其真值为(-1)10采用8位ー.进制表示时，整数补码的表示范围:最大为01111111,其真值为(127)10最小为10000000.其真值为(-128)10在补码表示法中,〇只有一种表示形式:1+0］补=00000000［-0］补=11111111+1=00000000(由于受设备字长的限制，最后的进位丢失)所以有［+0］补=［-0］补=00000000。

例16已知［X］原=10011010,求［X］补。分析如下:由［X］原求［X］补的原则是:若机器数为正数,则［X］原=［XJ补;若机器数为负数,则该机器数的补码可对它的原码（符号位除外）所有位求反,再在末位加1而得到。现给定的机器数为负数，故有［X］补=［X］反+1,即［X］原=10011010［X］反=11100101+）1［X］补=11100110例1.17已知［X］ネト=11100110,求［X］原。分析如下：机器数为正数，则以原=［X］补:机器数为负数，则有凶原=［凶补）补:现给定的为负数,故有：［X］补=11100110［［X］补］反=10011001+）1rrxi补1补=1001ioio=rxi愿§74撤型计算机的相令猟语言ー、微型计算机的指令指令是ー组二进制代码，规定由计算机的操作。为解决某ー问题而设计的指令序列称为程序。ー种计算机全部指令的集合,称为该种计算机的指令系统。1.指令的格式在计算机内部,指令和数据的形式是相同的，二者均以二进制代码的形式存于存储器中。它们的区别在于计算机工作时,把指令送往控制器的指令寄存器和指令译码器中，而把数据送往运算器的寄存器和算术逻辑单元中。

一条指令明确地指出是什么操作,其完整的格式:操作码操作数1地址操作数2地址目的地址下一条指令的地址显然,这样的指令太长浪费存储空间。因此有下列几种缩短指令长度的方法:(1)三地址指令格式:操作码操作数1地址操作数2地址目的地址指令的功能是：将操作数1和操作数2完成操作码规定的运算后,将结果存入目的地址单元。(2)二地址指令格式：操作码目的操作数地址源操作数地址指令的功能是：将目的操作数和源操作数完成操作运算后,将结果存入目的操作数地址单元。(3)一地址指令格式：操作码操作数地址将累加器中的数与操作数完成操作运算后将结果存入累加器中。(4)无地址指令或无操作数指令格式：操作码指令的功能是：如停机、关中断、开中断等。2.指令的分类(1)数据处理指令(2)数据传送指令(3)程序控制指令(4)状态管理指令二、机器语言能直接被计算机接受并执行的指令称为机器指令。全部机器指令构成计算机的机器语言(MachineLanguage)。机器语言就是二进制代码语言,它能直接被计算机识别并执行。但是,用机器语言编写程序不便于记忆、阅读和书写。三、汇编语言用助记符号表示二进制代码形式的机器语言，称为汇编语言(AssemblerLanguage)»汇编语言的指令与机器指令基本上保持了一ー对应的关系。汇编语言容易记忆、便于阅读和书写，在一定程度上克服了机器语言的缺点。用汇编语言编制的程序称为汇编程序,机器不能直接执行,必须将其翻译成机器语言程序才能在计算机上运行，这种翻译过程为汇编过程。四、髙级语言高级语言:是同自然语言和数学语言比较接近的计算机程序设计语言。特点:1、容易掌握、方便、灵活。2,通用性强。3、用高级语言编制的程序不能直接在计算机上运行。将用高级语言编写的程序翻译成机器语言程序,其翻译过程两种：编译:是将高级语言编写的源程序整个翻译成目标程序,然后将目标程序交给计算机运行。解释：是对用高级语言编写的源程序逐句进行分析，边解释、边执行并立即得到运行结果。五、数据库语言

数据库管理系统DBMS（DataBaseManagementSystem）提供的数据语言,包括数据描述语言DDL（DataDescriptionLanguage,又称数据定义语喜）和数据操作语;；DML（DataManipulationLanguage,又称数据处理语言）。用数据库语言编制的源程序,要经过数据库管理系统翻译成目标程序,才能被计算机执行。§7,5微型计算机糸筑的基洋做鼠ー、微型计算机系统的组成微型计算机系统（简称微机系统）是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。二、微型计算机硬件基本结构微型计算机硬件:内存储器:只读存储机存比语言处理程序输入/输出接口:用微处理器:CPU和キ机オ・ヽmrt・广ー:・内存储器:只读存储机存比语言处理程序输入/输出接口:用■)V 数据摩営理系技■)系统总线:数据あ线DB、地址总线［AB,利イ个由い"*［;・ エu软件用麺器：硬盘、软盘、光盘驱动器。软件系统］备（键盘、鼠标、显示器、ヘ”i，uu 用麺器：硬盘、软盘、光盘驱动器。,才是一台完微处理器与ROMヽRAM.I/O整的微型计算机主ホI应用软件1,三微型计算机软件系统,才是一台完四、微型计算机工作过程简述微型计算机的工作过程，就是程序指令在微处理器的控制下逐条执行的过程。它可分为两个阶段：取指令（筒称取指）阶段和执行指令阶段。

(1)取指令阶段。在微处理器控制下,从内存储器取出指令,送到指令寄存器。经指令译码器译码以产生完成此指令的各种定时控制信号。(2)执行指令阶段。指令经译码器译码后，在微处理器的控制下,执行该指令规定的操作。执行一条指令的时间称为机器周期。机器周期又可分为取指令周期和执行指令周期。取指令周期对任何一条指令都是ー样的,而执行指令则不然,由于指令性质不同,因此不同指令的执行周期不尽相同。§1.6級型计算机硬件糸疣ー、微型计算机主机微型计算机的主机主要由微处理器和内存储器两大部分组成。L微处理器微处理器是微型计算机的核心部分,又称为中央处理器(简称CPU).微处理器主要由控制器和运算器两部分组成(还有一些支撑电路)。(1)微处理器的功能控制器是微机的指挥、控制中心,主要功能是控制、管理微机系统各个部件协调一致地工作。(2)微处理器的组成1)算术逻辑单元算术逻辑单元(ALU)是微处理器的运算部件。2)寄存器微处理器有各种寄存器:指令寄存器!R;累加寄存器A(简称累加器)；数据寄存器DR,地址寄存器AR。还有若干通用寄存器。3)指令译码器

指令译码器ID,对存放于IR中的指令操作码进行译码,以确定本指令要进行何种操作,然后指示定时及控制部件发出各种控制信号。4)程序计数器程序计数器又称指令计数器PC,用于存放当前要执行的指令的地址。微处理器根据PC中的地址,从内存储器取出将要执行的指令。每执行完一条指令,它就自动计数(十1),指向下一条指令。5)定时及控制单元此单元接收由指令译码器1D和标志寄存器F送来的信号,以确定当前要执行的指令需进行哪些操作、送出哪些信号。(3)微处理器的分类微处理器按其处理信息的字长可分为:8位微处理器、!6位微处理器、32位微处理器和64位微处理器。2.内存储器内存储器是微型计算机主机的ー个组成部分，用来存放当前正在使用的、程序或数据。对于内存，CPU可以直接对它进行访问。内存储器分为:(1)只读存储器ROM只读存储器(ROM-ReadOnlyMemory)的特点是:存储的信息只能读(取出),不能改写(存入);断电后信息不会丢失,可靠性高。(2)随机存取存储器随机存取存储器(RAM---RandomAccessMemory),简称随机存储器。随机存储器实际上是指可读、可写的存储器，故又称读写存储器,断电后信息会丢失。RAM可分为静态RAM和动态RAM两种。二、微型计算机接口.为什么要用接口电路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。微处理器与外部设备相连接时,不能直接将外部设备挂在系统总线上,这是因为:(1)外部设备(简称外设)品种繁多。有输入设备,有输出设备,还有检测设备或控制设备,而且工作原理不相同。(2)不同的外部设备产生和使用的信号各不相同。有些外设产生和使用的是数字信号,有些外设产生和使用的是模拟信号。计算机系统总线只能接收和发送数字信号，因此必须经过A/D、D/A接口来完成。(3)有些外设的数字信息是