第01章 计算机及程序设计基础知识

计算机及程序设计基础知识本章要点1.1计算机系统的组成及工作原理1.2计算机系统结构1.3数据的表示及存储1.4程序与算法21.2计算机系统的组成

1.1计算机系统组成计算机系统构成冯.诺依曼计算机计算机硬件系统计算机软件系统3系统软件应用软件计算级系统分为：硬件+软件硬件软件一、计算机系统构成4二、冯.诺依曼型计算机(三大思想)计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。数据和程序以二进制代码形式存储在存储器中。5计算机系统的组成

输入设备：键盘、鼠标、扫描仪

输出设备：显示器、打印机、音箱

外

存：软、硬盘、光盘、闪存

网络设备：网卡、调制解调器等

操作系统：Windows、Unix、Linux语言处理程序：C、Pascal、VB等

实用程序：诊断程序、排错程序等

计算机系统软件外设系统软件应用软件硬件运算器控制器主机内存CPU随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)办公软件包、数据库管理系统

6硬件、软件说明硬件：组成计算机的具体的物理设备。软件：各种程序及其有关的文档资料。裸机：没有任何软件只有硬件的计算机称为祼机。系统软件：管理计算机全部软硬件资源的软件。应用软件：专门为某一应用目的而编制的程序。71.3计算机的基本工作原理指令指令的执行过程程序的执行过程计算机基本工作原理8二、计算机基本工作原理取指令分析指令执行指令继续取指令9说明(P3)计算机只能识别二进制。程序和数据同时存放在存储器中。程序是一系列指令的有序排列。10计算机基本工作原理(具体）程序编写后，输入到存储器中。执行程序时，从存储器中取指令到cpu.在CPU的控制器的控制下对取来的指令进行分析。控制器向各部件发出执行指令的控制信号，各部件均回应而完成指令的执行。11二微型机结构组成（P4）分为内存和外存。内存属主机，外存属外设。内存：存放计算机运行立刻需要的程序和数据。

直接与cpu交换数据。容量小，速度快，价格贵外存：存放不立刻运行的程序和数据。

不与CPU直接连接。容量大，速度慢，价格较便宜。121、系统主板13

2、微处理器（CPU）运算器、控制器和一组寄存器，合在一个芯片上称之为CPU(CentralProcessingUnit)143、内存与外存内存：ROM（只读存储器）数据只能读出，断电不丢失。RAM（随机存取存储器）既允许写入也允许读出，断电信息丢失。用户一般使用的是RAM。15存储器说明存储器分为多个单元，每个单元都有唯一的编号，称为地址。存储器存储信息，信息最小的单位是位（bit)。8位为一字节（B，Byte）。存储器以字节来编地址。每个字节都有唯一的地址。16位（bit)：计算机中最小的数据单位是二进制的一个数位，简称位（比特）1位二进制数取值为0或1。数据的存储单位17字节(Byte):

是计算机中存储信息的基本单位，规定将8位二进制数称为1个字节，单位是B，（1B＝8bit），常用来描述存储器容量的不同单位间的换算规则如下：

1KB＝1024B＝210B1MB＝1024KB＝220B1GB＝1024MB＝230B1TB＝1024GB＝240B18字：(word)字是位的组合，是一组二进制数码。CPU一般以字为单位进行处理。字又称为计算机字，它的字长取决于与cpu数据总线有关的bit位数。常用的固定字长有8位、16位、32位等。19外存外存储器(辅存)a.软磁盘存储器：软磁盘、软磁盘驱动器、软磁盘控制器适配卡

b.硬磁盘存储器：硬磁盘、硬磁盘驱动器、硬磁盘控制器适配卡

c.光盘存储器：光盘盘片、光盘驱动器

20内存与外存的比较主存外存项目ROMRAM软盘硬盘光盘造价高高低++低低+速度快快慢++慢慢+容量小+小——————断电有无有有有21系统总线数据总线地址总线控制总线22系统软件操作系统：Dos:单用户单任务windows：图形界面的多任务Unix:多用户多任务语言处理程序汇编程序编译程序Turboc2.0系统数据库管理系统Foxbase\foxpro\SQLServer\Access\Oracle常用服务性程序编辑程序、调试程序、系统维护、测试程序。23应用软件WordExcelFlashautoCAD游戏软件视频软件音乐软件QQ软件**银行系统软件24第三节数据的概念进位计数制数制转换25所谓进位计数制是指按进位的原则进行计数。进位计数制有两个基本特点：一、进位计数制逢R进一采用位权表示法26逢R进一

R是指进位计数制表示一位所需要的符号数目，称为基数。例如十进制数是由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数字符号组成，基数为10，逢十进一。二进制数由0、1两个数字符号组成，基数为2，逢二进一。采用位权表示法处在不同位置上的数字所代表的值不同，一个数字在某个固定位置上所代表的值是确定的，这个固定位上的值称为位权。位权与基数的关系是，各进位制中位权的值恰好是基数的若干次幂。27[例1]在十进制数中，3058.72可表示为：3058.72==3×103+0×102+5×101+8×100+7×10-1+2×10-2[例2]在二进制数中，10111.01可表示为：10111.01==1×24+0×23+1×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2因此，任何一种数制表示的数都可以写成按位权展开的多项式之和。(按权值展开)28二进制： 用B表示 如：101101B八进制： 用Q表示 如：567Q十进制： 用D或不加任何字母来表示 如：98D或98十六进制： 用H表示 如：A82BH二、常用数制及表示29数制基本符号基值权十进制0—91010n-1二进制0、122n-1八进制0—788n-1十六进制0—9A、B、C、D、E、F1616n-130十进制、二进制、八进制、十六进制数的常用表示方法十进制二进制八进制十六进制十进制二进制八进制十六进制000000010101012A100011111101113B200102212110014C300113313110115D401004414111016E501015515111117F6011066161000020107011177

81000108

91001119

31三、各种进制数之间的相互转换R（R=2,8,16）进制数转换为十进制数十进制数转换为R（R=2,8,16）进制数二、八、十六进制之间的转换32(1)、R进制数转换为十进制数使用按权展开相加法：即各位R进制系数乘以与其对应的权相加求和即为与之相对应的十进制数。步骤：1)确定权值

2)系数乘以所在位相应权

3)相加求和33[例］求（1100101.101）2的等值十进制(1100101.101)2=1×26+1×25+0×24+0×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3=64+32+0+0+4+0+1+0.5+0.125=（101.625）10即（1100101.101）2=（101.625）1034解：=1*2

6-1+1*24-1+1*23-1+1*21-1=32+8+4+1=45D练[1](101101)B=（）D练[2](267)Q=（）D解：=2*83-1+6*82-1+7*81-1=2*64+6*8+7*1=128+48+7=183D练[3](1CA)H=（）D解；=1*163-1+12*162-1+10*161-1

=1*256+12*16+10*1=458D352、十进制数转换为R进制数1)整数的转换除R取余法倒着写2)小数部分的转换乘R取整法正着写36[例4]求（66.625）10的二进制数2 66 02 33 12 16 02 8 02 4 02 2 02 1 10即（66）10=（1000010）2解先求（66）10的等值二进制数37再求（0.625）10的等值二进制数

0.625×2=1.25010.250×2=0.50000.500×2=1.0001

即（0.625）10=（0.101）2

所以，（66.625）10=（1000010.101）2注：十进制小数不一定都能转换成完全等值的二进制小数.38解：21280低位

264023202160280240220211高位

0所以：128D=10000000B练[4]128D=（）B393、二、八、十六进制之间的转换一位八进制数就相当于3位二进制数二到八进制：以小数点为分界线，分别向左右每三位二进制数写成相应的一位八进制数八到二进制：每一位八进制数写成相应的三位二进制数，即3位二进制数取代每一位八进制数。

①二进制数和八进制数之间的转换40[例5]把(10110101.01101)2转换为八进制数。

二进制数：010110101. 011010↓ ↓↓ ↓↓

八进制数：265.32(10110101.01101)2=（265.32）O41[例6]把(345.23)8转换成二进制数八进制数：345.23↓↓↓↓↓

进制数：011100101.010011(345.23)8=（11100101.010011）242练[5] 11011.01101B=（）D练[6]563.25D=（）B011011.01101=011111.011010=37.32D563.25=101110011.010101B43②二进制数和十六进制数之间的转换一位十六进制数就相当于4位二进制数

十六进制到二进制：每一位十六进制数写成相应的四位二进制数，即4位二进制数取代每一位十六进制数。二到十六进制：以小数点为分界线，分别向左右每四位二进制数写成相应的一位十六进制数44[例7]将10111010111101.10111B=（）H.

二进制数：0010111010111101.10111000↓↓↓↓↓↓

十六进制数： 2EBD.B845[例8]

将(3A8C.9D)16转换成二进制数。

十六进制数：

3A8C.9D↓↓↓↓↓↓0011101010001100.10011101二进制数：(3A8C.9D)16=（11101010001100.10011101）246编码主要有（二进制数）（1）原码（2）反码（3）补码四、数据的编码（P13）47说明计算机进行数据处理。数据一般是带符号的。符号位处