计算机与信息技术基础

大学计算机基础甘勇、尚展垒、张建伟等编著人民邮电出版社第1章计算机基础知识

知识要点1．计算机的发展；2．计算机的应用领域；3．计算机的组成及各部分的功能；4．二进制及与其他进位计数制间的转换；5．信息的表示及处理。第1章计算机基础知识

1.1计算机的发展和应用领域概述1.2计算机系统的基本构成1.3计算机的部件1.4数制及不同数制之间的转换1.5基于计算机的信息处理1．1计算机的发展和应用领域概述

1．1．1计算机的发展电子数字计算机（ElectronicComputer）是一种能自动地、高速地、精确地进行信息处理的电子设备。一、电子计算机的产生

1946年2月，电子数字积分器和计算器ENIAC在美国宾夕法尼亚大学研制成功，并被称为世界上第一台电子数字计算机。1．1计算机的发展和应用领域概述

1．1．1计算机的发展

冯．诺依曼在EDVAC中采用了二进制数，并创立了“存储程序式”的设计思想，EDVAC也被认为是现代计算机的原型。直到由英国剑桥大学威尔克斯（M.V.Wilkes）领导设计的EDSAC1949年5月投入运行，存储程序计算机才被首次实现。定义：“计算机”是一种高速的、存储程序并能自动运行的电子设备。二、电子计算机的发展

第一代计算机（1946年～1959年）：逻辑元件采用电子管

第二代计算机（1960年～1964年）：逻辑元件采用晶体管第三代计算机（1965年～1969年）：逻辑元件采用集成电路IC第四代计算机（1970年至今）：采用了超大规模集成电路VLSI

新一代计算机FGCS：即未来计算机的目标是使其具有智能特性，具有知识表达和推理能力，能模拟人的分析、决策、计划和其他智能活动。

1．1计算机的发展和应用领域概述

三、微型计算机的发展

微型计算机的升级换代主要有两个标志：微处理器的更新和系统组成的变革。第一代（1971～1973年）是低档的4位和8位微机。第二代（1974～1977年）以8位微机为主。第三代（1978～1984年）主要是16位微机。第四代（1985～1992年）32位微机为主流。第五代（1993～至今）以64位微机为主的时代。1．1计算机的发展和应用领域概述

四、微型机和大型机用起来有什么不同？传统上，计算机根据其技术、功能、体积大小、价格和性能分为四类：微型，小型，大型及巨型，。但是这些分类随着技术的发展而变化。不同种类计算机之间的分界线非常模糊，随着更多高性能计算机的出现，它们之间相互渗透。因为每种计算机的特性随着技术发展而变化和相互渗透，很难将一台具体的计算机归为某类，除非你具有当今计算机的专业知识。所以，如果你要将一台具体计算机归类，就要查看其销售资料来了解其厂商如何给其归类。1．1计算机的发展和应用领域概述

1.微型计算机微型计算机也称为个人计算机（PC），是家庭和小型企业中最常见的。一台微型计算机通常价格在5000元左右，其CPU可以每秒钟执行2亿次操作。你看到的微型计算机可能独立存在，也可能与其他计算机相连（因此你可以与其他用户共享数据和软件）。但是，即使你的计算机与其他计算机相连，它通常也只处理一个用户的任务。CPU主板网卡显卡电源硬盘软驱CPU风扇光驱内存2.小型机小型机比微型机稍大并可以为多个用户执行任务。如果使用小型机系统，你将使用终端来输入处理请求并观察结果。终端是一种具有用于输入和输出的键盘和屏幕，但不能用于处理的设备。虽然终端具有键盘和屏幕很像微机，但是终端本身并不具有任何处理能力。当输入处理请求时，终端将其传向小型机。小型机待处理完成后将结果返回到终端。图1-4中的小型机系统是相当典型的小型机。终端作为每个用户主要的输入和输出设备。终端具有键盘作为输入，屏幕作为输出，小型机系统一般能帮助中小型企业完成特定的任务，如记帐、付款和销售。例如，皇家加勒比游船公司就使用小型机来记录旅客的订票情况.3.大型机

大型机体积庞大、速度快并且非常昂贵，一般用于为企业或政府的大量数据提供集中的存储、处理和管理。与小型机相比，一台大型机也为多用户执行处理任务，并且这些用户通过终端输入处理请求。但是，大型机比小型机一般能处理更多用户的任务。大型机一般作为在必须要求高可靠性、高数据安全性和中心控制等情况下的候选。大型机系统的价格一般在几十万美元左右。一台大型机放在与衣柜一般大小的机柜中(如图)，其外围设备放在单独的机柜中。使用大型机时，处理请求从终端传送到计算机中。同时，其他用户可能也在传送请求。计算机轮流处理每个请求，并将结果传送回来。大型机快速地服务用户请求。即使有200多人递交处理请求，计算机的响应速度也使你感觉就像只有自己一个用户一样。巨型机是最快和最贵的一类计算机。最初，巨型机主要用于大型计算任务，如天气预报、分子模型和密码破译。当前的巨型机还扩张到商用市场，在这里如果采用传统的大型机，对于非常巨大的数据量将产生很长的处理延迟。例如，MCI公司使用巨型机技术来管理大量客户数据。曾经需要两个多小时的查询，在巨型机中只需要一分钟左右。巨型机的速度可以达到每秒万亿次，可以完成复杂的任务，如为龙卷风中数千个颗粒的运动建模或产生逼真的仿真。4.巨型机四、发展趋势

1．多极化2．网络化3．多媒体4.智能化１.１.２计算机的应用领域

1.科学计算2.信息处理3.实时过程控制4.计算机辅助工程5.办公自动化6.数据通信7.智能应用科学计算

科学计算，即数值计算，是计算机应用的一个重要领域。计算机的发明和发展首先是为了高速完成科学研究和工程设计中大量复杂的数学计算，没有计算机，许多科学研究和工程设计，例如天气预报和石油勘探，将是无法进行的。信息处理

信息是各类数据的总称。数据是用于表示信息的数字、字母、符号的有序组合，可以通过声、光、电、磁、纸张等各种物理介质进行传送和存储。信息处理一般泛指非数值方面的计算，如各类资料的管理、查询、统计等。实时过程控制

实时控制在国防建设和工业生产都有着广泛的应用。例如由雷达和导弹发射器组成的防空控制系统、地铁指挥控制系统、自动化生产线等，都需要在计算机控制下运行。

计算机辅助工程计算机辅助设计CAD（ComputerAidedDesign）计算机辅助制造CAM（ComputerAidedManufacture）计算机辅助教学CAI（ComputerAssistedInstruction）CAx

办公自动化

办公自动化OA（OfficeAutomation）指用计算机帮助办公室人员处理日常工作。例如，用计算机进行文字处理、文档管理、资料、图像、声音处理和网络通讯等。它既属于信息处理的范围，又是目前计算机应用的一个较独立的领域。智能应用

有如对奕、语言翻译等的一类工作，既不同于单纯的科学计算，又不同于一般的数据处理，它不但要求具备高的运算速度，还要求具备对已有的数据（经验、原则等）进行逻辑推理和总结的功能（即对知识的学习和积累功能），并能利用已有的经验和逻辑规则对当前事件进行逻辑推理和判断。对此，我们称为人工智能。具有人工智能是新一代计算机的标志之一。

1．2计算机系统的基本构成计算机系统硬件系统软件系统主机外设系统软件：如Windows,Linux应用软件:学籍管理系统、工资管理，小游戏等。CPU存储器（内存）控制器运算器输出设备输入设备1．2计算机系统的基本构成

1．2．1冯.诺依曼计算机简介①基本特征②基本部件③工作过程

1．2．2现代计算机系统的构成

一、软件系统（可分为系统软件和应用软件两大部分）计算机软件决定了一台计算机能做什么１．计算机指令与程序２．程序设计语言

３．系统软件和应用软件

二、硬件系统冯.诺依曼计算机的基本特征

1.采用二进制数表示程序和数据2.能存储程序和数据，并能自动控制程序的执行

3.具备运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大基本部分1．2计算机系统的基本构成

计算机中的各种信息均采用了二进制的表示形式。二进制数的记数规则是“逢二进一”，它的每位只有“0”和“1”两个状态，。例如计算：“1+1+1+1+1”＝“101”

在计算机中把８位（bit）二进制数称为一字节（Byte），简记为“B”。若不加说明时，本书所写的“位”就是指二进制位。

1024B＝1KB，1024KB＝1MB，

1024MB＝1GB，1024GB＝1TB。二进制数冯.诺依曼计算机的基本部件

运算器（ArithmeticLogicUnit，简记为ALU）的主要功能是进行算术及逻辑运算，是计算机的核心部件，运算器每次能处理的最大的二进制数长度称为该计算机的字长（一般为8的整倍数）；控制器（Controller）是计算机的“神经中枢”，用于分析指令，根据指令要求产生各种协调各部件工作的控制信号存储器（Memory）用来存放控制计算机工作过程的指令序列（程序）和数据（包括计算过程中的中间结果和最终结果）输入设备（Inputeequipment）用来输入程序和数据；输出设备（Outputequipment）用来输出计算结果，即将其显示或打印出来。其中：运算器和控制器在一起称：CPU

运算器、控制器和存储器（内存）在一起称：主机

输入、输出设备在一起称：外设

计算机工作时，操作人员首先通过输入设备将程序和数据送入到存储器中。启动运行后，计算机从存储器顺序取出指令，送往控制器进行分析并根据指令的功能向各有关部件发出各种操作控制信号，最终的运算结果要送到输出设备输出。

冯.诺依曼计算机工作过程

3+23+2+3和2555+加动作计算机指令与程序指令：使微处理器完成指定操作的命令。程序：为解决某一问题而编制的指令的有序序列。指令码：表示指令的代码。指令系统：处理器所能执行的所有指令的集合。指令1指令2指令3指令n开始结束程序程序设计语言程序设计语言：就是程序设计时所允许使用的一系列符号和规则。机器语言由机器指令组成，由机器语言编制的程序只能在特定的计算机上运行，没有通用性，称其为低级语言。汇编语言是为了解决机器语言不直观、阅读记忆困难而设计的一种符号语言，即为每条机器指令给出一个助记符号，并用符号与数字表示操作中要用的数。高级语言由各种不同含义的“关键字”和“表达式”按一定的语言规则组成，脱离了具体的机器指令系统，它有较好的通用性，在不同的计算机上配备同一高级语言的编译程序或解释程序，就能运行同一种高级语言编制的程序。

将高级语言转换成机器语言的方法有两种：编译、解释

计算机的软件分为：系统软件和应用软件系统软件处理内部的计算机功能，协助计算机使用外围设备，它是为使用者能方便地使用、维护、管理计算机而编制的程序的集合，它与计算机硬件相配套，也称之为软设备。但它却并没有把计算机转换成可以写报告、处理数据、学习打字或绘制图形等各种用途的机器。

1.操作系统：Windows,UNIX,Linux,DOS等

2.语言处理程序：C,PASCAL,VisualBasic等

3.实用程序：诊断程序，排错程序等应用软件使计算机成为多用途的机器，完成许多不同的工作。主要面向各种专业应用和某一特定问题的解决，一般指操作者在各自的专业领域中为解决各类实际问题而编制的程序。协助你使用计算机完成一项特定工作的软件归类于应用软件。应用软件帮你产生文档、完成计算、管理金融资源、生成图片、创作乐曲、维护文件或信息等等。应用软件包有时也简单地称为应用。1.通用应用软件：办公软件包，数据库管理系统，实时控制软件等。2.专用应用软件：如各企业的管理信息系统等。计算机硬件操作系统应用软件用户硬件系统

在微机中，主机板（母板）由微处理器（简记为MPU）、存储器、输入／输出（I／O）接口、总线电路和基板组成，其上安装了基本硬件系统，形成了主机部分。其它的外部设备均通过相应的接口电路和主机总线相连。微型计算机的硬件系统结构示意图总线根据传输信息的性质分类：

1.数据总线：DataBus

2.地址总线：AddressBus

3.控制总线：ControlBus1．3计算机的部件产品

1.3.1微处理器产品简介

1.3.2存储器的组织结构和产品分类

一、存储器的组织结构

二、主存储器

三、辅助存储器

1.3.3

常用总线标准和主板产品

1.3.4常用的输入输出设备

主存储器（Memory）

存储器

辅助存储器(Storage）高速缓冲存储器（Cache）1.3.2存储器的组织结构

主存储器

主存储器又称内存，CPU可以直接访问它，其容量一般为8～256MB,主要存放将要运行的程序和数据。微机的主存采用半导体存储器。半导体存储器按功能可分为:

静态存储器SRAM

随机存取存储器RAM

动态存储器DRAM

只读存储器ROM(PROM,EPPROM,EEPROM)RAM:1.可读可写2.一旦电源断电，里面的信息将全部丢失ROM：1.只读2.断电后，信息不会丢失辅助存储器

辅助存储器属外部设备，又称为外存，常用的有磁盘、光盘、磁带等。主要用来存放后备程序、数据和各种软件资源。磁盘分为软磁盘和硬磁盘两种（简称软盘和硬盘）。软盘

在磁盘使用前要先进行初级格式化操作（目前基本上由生产厂家完成），即在磁盘上用磁信号划分出如图所示的若干个有编号的磁道和扇区，以便计算机通过磁道号和扇区号直接寻找到要写数据的位置或要读取的数据。计算机每次要读完或写完一个扇区的内容。有一个小灯显示软盘驱动器是否正在使用，此灯警告你在灯灭之前不要取走软盘（1.44M）；

CD-ROM驱动器是使用激光技术读取CD-ROM中数据的外存设备（680M）。大多数CD-ROM只包含你购买时所带的信息，不能增加或修改其中的内容。2面*90磁道*16扇区*512B≈1.44M硬盘驱动器硬盘驱动器可以在一个不可拆卸的磁盘中存放几十个GB的字符。硬盘驱动器安装在系统单元中，有一个外部指示灯指示硬盘驱动器是否在用。外存介质是为计算机数据提供永久性存储的物理材料。1．3．3常用总线标准和主板产品

通用微机系统中常用的总线标准有ISA、EISA、VESA、PCI等:１．ISA(IndustrialStandardArchitecture)总线２．EISA(ExtendISA)总线３．VESA(也称VL--BUS)总线４．PCI(PeripheralControllerInterface)总线1.3.4常用的输入输出设备

一、键盘

二、显示器三、鼠标器

四、打印机

五、标准并行和串行接口

键盘1．键盘上键的布局大多数计算机均拥有键盘作为主要的输入设备。一个计算机键盘包括字母键和数字键，以及一些用于控制计算机特定任务的附加键。键盘上键的布局如图所示。共分为五个区：

功能键区

主键区编辑键区

状态指示灯

辅助键盘功能键功能键，即F1-F12，位于键盘的最上一排。它们在标准的打字机键盘上是没有的，是专为计算机键盘用于启动命令而加的。例如，许多软件包中F1是帮助键。功能键的问题是它们没有标准的含义。Tab:光标移动CapSLock:英文字母的大小写锁定。Shift:大小写切换或者是上、下档切换。Alt键和Ctrl键与字母键配合使用。如：＜CtrlX＞、Ctrl+X、[CtrlX]、Ctrl-X或CtrlX时，表示按下Ctrl时，要同时按X键。如：Ctrl+Alt+Del：

Ctrl,h

：表示先按一下Ctrl，松开之后，再按h

为了提高键盘操作效率，双手的每个手指都有着严格的分工，规定了各手指的基本键位(左手为A、S、D、F，右手为J、K、L、;)，具体分工见下图。键盘操作的指法训练监视器监视器是计算机必须的输出设备，它通过显示结果、提示、菜单和图形对象与人通信的设备。基于字符的显示器将屏幕分成矩形格子，每格可显示一个字符。屏幕可以显示的字符集是不可变的，所以，不可能显示不同大小或不同风格的字符。图形显示或称位图显示将屏幕分成小点（称为像素）矩阵。计算机在屏幕上显示的任何字符或图形必须由屏幕矩阵中的像素构造。屏幕可显示的像素越多，分辨率就越高。单色或有灰度的监视器只能通过灰度显示文字和图形。彩色监视器可以让界面设计者使用色彩来创建赏心悦目的屏幕设计，也可以使用色彩来引起用户对重要屏幕部分的注意。显示器

CRT显示器是当前应用最普遍的基本输出设备。它由监视器(Monitor)和装在主机内的显示控制适配器(Adapter)两部分组成。微型机的主要输出设备监视器，是一种将计算机中的电信号转换为彩色光点形成图像的显示设备。监视器显象管所能显示的光点的最小直径（也称为点距）决定了它的物理显示分辨率，常见的有0.33mm、0.28mm和0.20mm等。显示扫描频率则决定了它的闪烁性。显示控制适配器是监视器和主机的接口电路，也称显示卡。监视器在显示卡和显示卡驱动软件的支持下可实现多种显示模式。如640×480、800×600、1024×768等，乘积越大分辨率越高。显示卡有多种型号，如VGA、TVGA、VEGA、MCGA等，目前的显示卡常配有4~8MB的显示缓存，高档产品还提供三维动画的加速显示功能。现在在笔记本计算机中使用液晶显示器（LCD），它省电且薄，但成本较高。

鼠标器为最常用的输入设备之一，它通过串行口和计算机相连，其上有两个或三个按键，即两键鼠标和三键鼠标，称为左、右和中键，最常用的是左键。在桌面上移动鼠标时，一个指针（通常是箭头模样）便在屏幕上以相应于移动鼠标的方式移动。鼠标仅在与桌面接触时才能移动指针。鼠标的基本操作为移动光标、单击、双击和拖动鼠标。单击：当鼠标光标处于某确定位置时点按一下鼠标按键；双击：迅速地连续两次点按鼠标按键；拖动:按下鼠标按键不放并移动鼠标。显然单击和双击鼠标有左右之分，后文中的“单击”或“双击”若不加说明即指单击或双击鼠标左键。鼠标器

打印机经历了数次更新。针式点阵击打式打印机利用电磁铁高速地击打24根打印针而把色带上的墨汁转印到打印纸上，工作噪音较大，速度较慢，约1～2ppm（即分钟打印1～2页B5纸），分辨率也只有120～180dpi（即每英寸上120～180点）；激光打印机利用激光产生静电吸附效应，通过硒鼓将碳粉转印并定影到打印纸上，工作噪声小，普及型的输出速度也在6ppm，分辨率高达600dpi以上。喷墨打印机，各项指标都处于前两种打印机之间。打印机

标准并行和串行接口

为了方便外接设备，微机系统都提供了一个用于连接打印机的8位并行接口和两个标准RS232串行接口。

并行接口可用来直接连接外置硬盘、软件加密狗器等并行设备。

串行接口可用来连接鼠标器、绘图仪、调制解调器（Modem）等低速（即每秒小于115Kbps（位））串行设备。

USB通用串行口是一种新的接口标准，通过它可连接多达256个外部设备，通讯速度高达12Mbps，目前带USB接口的设备有扫描仪、键盘、鼠标、声卡、调制解调器、摄像头等。计算机系统的组成计算机系统硬件系统软件系统控制器运算器存储器输入设备输出设备系统软件：如各种操作系统应用软件：办公软件，各类游戏等ＣＰＵ主机外设***为什么计算机需要一个操作系统？操作系统就是控制计算机的诸如内存和磁盘存储空间的软件,它协调计算机内部的各项活动。计算机不能没有操作系统。流行的微机操作系统的名称：DOS、Windows。小型机和大型机的操作系统包括UNIX、VMS和MVS等。当你购买了一台微机后，操作系统往往已经在硬盘上预先安装好并准备运行。打开计算机后，你每时每刻都能感受到操作系统的存在，也能感受到操作系统提供的运行程序和管理数据的多种服务。如果把计算机硬件预想成计算机系统的核心，那么操作系统就提供了另一层次的功能，协助计算机完成它的基本硬件操作。操作系统也和更外一层─应用软件─进行通讯，完成一项如打印和存储数据的应用任务。***计算机为什么需要软件？

没有软件的计算机，我们称之为”裸机”，它就像没有唱片的留声机或没有磁带的录音机。软件非常丰富并可用于大量任务，包括编辑个人简历的软件、管理小型业务的软件、帮你学习GRE的软件、教你西班牙语的软件、帮你计划节食的软件、作曲的软件、还有把你带入冒险境地的迷宫软件等。软件支持计算机执行特定的任务，然后告诉计算机如何与用户交互和如何处理用户数据。例如，作曲软件让计算机给你显示音乐五线谱，它告诉计算机让你通过键盘或合成器输入音符。软件告诉计算机如何将这些输入转换成电子信号并通过扬声器播放音乐。使用计算机过程中最好的事情就是浏览计算机商店或计算机软件目录，来寻找你需要的软件。***所有计算机能否使用相同的软件？能制造计算机的公司有几百家，但是只有少量不同的微型机设计或平台。目前，有两种主要的微型机平台，通常称为PC或Mac。PC的结构基于第一台IBM微型机。PC由IBM、Compaq和上百家其他公司制造。Mac基于Macintosh计算机，由苹果计算机公司制造。因为现在使用的微型机中有大约80%是PC，我们也集中在PC平台上。计算机以基本上相同的方式工作称为兼容。如果两台计算机可以共享同样的软件和使用同样的外围设备，那么它们就是兼容的。并不是所有的计算机都能互相兼容。PC或Mac是不兼容的，因为它们不能使用同样的硬件，也不能做到不需要硬件或软件的相互转换，就能使用同样的程序。不同平台之间共享数据通常是困难的，有时甚至是不可能的。然而，在这两种平台之间共享数据只是不方便，而不是不可能的。***基本计算机系统可以改变或扩充吗？外围设备是指那些可以附加到计算机系统中用来加强计算机功能的设备。例如，打印机是常用的用于微型机、小型机、大型机的外围设备。虽然都包含在基本计算机系统中，但是键盘、监视器、鼠标和磁盘驱动器有时也被归为外围设备。外围设备能扩充或改变基本计算机系统。大多数微型机的外围设备的设计都可以让用户自行安装，而不需要专家。当购买一个外围设备时，通常附有安装指南和专门设计的软件。你应当仔细地按照指南来安装设备及其软件。还要确定先关机再连接外围设备，以免损坏计算机系统。***什么是计算机程序？软件？计算机程序就是指示计算机如何去解决问题或是完成任务的一组详细的、逐步执行的指令。计算机程序的每一步都是用计算机所能理解和处理的语言编写的。以前的单位和个人必须自行编写出绝大部分他们所想要的计算机程序，而现在的绝大部分单位都通过购买商业程序以避免花费过多的时间和费用。一般人则几乎不编写自己的计算机程序，而是从成千上万编写好的作为软件出售的商业程序中选择自己需要的东西。软件为能指示计算机完成一个任务的、以电子格式存储的指令序列和相关的数据。系统软件协助计算机执行基本的操作任务。应用软件则协助人们完成一项任务。对于许多计算机用户而言，系统软件和应用软件之间的区别似乎并不明显。为了弄清这个区别，一般可以认为，你需要某个软件的唯一原因是你拥有一台计算机，那么该软件就是系统软件。例如，如果你没有计算机，就不需要操作系统、设备驱动程序，或是计算机编程语言。***有关网络安全规则网络必须能阻止非授权访问以保护其所存数据。大多数组织机构通过要求用户使用唯一的用户名和口令进行登录以限制对网上软件和数据的访问。用户名作为标识是数据和字母的组合。用户名是公开的—通常是某人地址的一部分，该地址可在网上发送消息时使用。可以让别人知道你的用户名，但是绝不要公开口令。口令是仅为你和网管人员所知的特殊符号集合，你不应当公开自己的口令，因为这将会危及网络安全。还有，如果某人使用你的用户名登录到网络上，并发送了攻击性消息或删除了重要文件，这就像是你干的一样。用大写或小写字母输入你的用户名，当你键入口令时，将产生一组星号，将口令隐藏起来，以避免他人可能从背后看到。1.4数制及不同数制之间的转换1.4.1进位计数制

十进制（Decimal）二进制（Binary）八进制（Octal）十六进制（Hexadecimal）任意的K进制

1.4.2不同数制之间的相互转换

1.4.3二进制数的算术运算

1.4.1进位计数制进位计数制：按进位的方法进行计数。基数：某种进位计数制所使用数码的个数。位权：计算每个“数码”在所在位上代表的数值时所乘的常数。它是一个指数，以“基数”为“底”，其幂是数位的“序号”.序号为以小数点为界，其左边的数位序号为0，向左每进一位序号加一，先后向右每走一位序号减一。例：（1725.34）10=十进制（Decimal）

例：数5678.4可表示为：5678.4＝5×103＋6×102＋7×101＋8×100+4×10-1

二进制（Binary）二进制有两个特点：数码仅采用“0”和“1”，所以基数是2；相邻两位之间为“逢二进一”或“借一当二”的关系。例：数1100.1可表示为：

1100.1＝1×23＋1×22＋0×21＋0×20+1×2-1

八进制（Octal）

八进制用的数码共有8个，0～7，则基数是8；相邻两位之间为“逢八进一”和“借一当八”的关系，例：八进制数1537.6可表示为：

1537.6＝1×83＋5×82＋3×81＋7×80+7×8-1

十六进制（Hexadecimal）

十六进制用的数码共有16个，除了0～9外又增加了6个字母符号A、B、C、D、E、F，分别对应了10、11、12、13、14、15。其基数是16，相邻两位之间为“逢十六进一”和“借一当十六”的关系。例：数3AC7.D可表示为：

3AC7.D＝3×163＋10×162＋12×161＋7×160+13×16-1

常用数制对照表任意的K进制K进制用的数码共有K个，其基数是K，相邻两位之间为“逢K进一”和“借一当K”的关系。该表达式就是数的一般展开表达式：

nD=∑Ak

Nk

其中：N为基数，Ak为第K位上的

k=-m数码，Nk为第K位上的位权

1.4.2不同数制之间的相互转换二进制数、八进制数、十六进制数转换成十进制数

方法：按位权展开十进制数转换成二进制数

方法：整数部分连续除以二，直到商数为零，逆向取余

小数部分连续乘二，直到小数部分为零或已得到足够的整数位，正向取整。十进制数转换成八进制数和十六进制数八进制数与二进制数的转换

方法：将每一位八进制数用3位二进制数代替十六进制数与二进制数的转换方法：将每一位十六进制数用4位二进制数代替

十进制转化为r进制整数部分：除以r取余数，直到商为0，余数从下到上排列。小数部分：乘以r取整数，整数从上到下排列。例，21000.34581002500×2812422500.69008142121×2012600.3801230×2161002110.7600166401×2060.5201×20.0401(100)D=(144)O=(64)H=(1100100)B(100.345)D≈(1100100.01011)B(100)D=(144)O=(64)H八进制和十六进制转化为二进制每一个八进制数对应二进制的三位。每一个十六进制数对应二进制的四位。(2C1D)H=(0010

1100

0001

1101)B(64)H=(0110

0100)B(7123)O=(111

001

010

011)B

4、二进制转化成八进制和十六进制整数部分：从右向左进行分组。小数部分：从左向右进行分组。转化成八进制时三位一组;转化成十六进制时四位一组，不足补零。(11

0110

1111.1101

01)B=(36F.D4)H36FD4(1

101

101

110.110

101)B=(1556.65)O155665后边补两个零，变成01001.4.3二进制数的算术运算二进制数的加法运算

规则：0+0=0；0+1=1；1+0=1；1+1=0（向高位进1）

1001被加数

+1011加数

10101和二进制数的减法运算规则：0-0=0；1-0=1；1-1=0；0-1=1（向高位借1）

1010–01110011二进制数的乘法运算规则：0*0=0；0*1=0；1*0=0；1*1=1二进制的逻辑运算我们把逻辑的“T”作为逻辑代数中的“1”，“F”作为“0”，这样就把逻辑命题的对应关系反映到代数方法中，这就是逻辑代数。（1）逻辑与：只有决定“结果”的条件全部满足，结果才成立，这种因果关系叫做逻辑与(AND)，逻辑与的运算符表示为“∧”。即：（2）逻辑或：决定结果的条件中只要任何一个满足，结果就成立。这种因果关系叫做逻辑或(OR）。逻辑或的运算符号为“∨”。即：（3）逻辑非：第三种基本逻辑关系为“非(NOT）”关系。最简单的描述就是结果对条件的否定。逻辑非的运算符号为“ˉ”。即：

（4）逻辑异或：“异或”是一种复合逻辑关系。因为它所表现的特殊性，也可以把“异或”关系当作基本逻辑关系处理。当两个命题存在“两者不可兼得”关系时，我们称之为异或。也可以描述异或关系为：相同为假，相异为真。逻辑异或的运算符号为“”。即：

1.5基于计算机的信息处理1.5.1数值信息的表示1.5.2非数值数据的编码1.5.1数的定点和浮点表示定点数小数点位置固定的数据定点纯整数小数点固定在数的最低位之后

11001010.0定点纯小数小数点固定在符号位之后，最高数值位之前

0.10110101浮点数小数点位置浮动的数据一个任意二进制数N都可表示为：

N=2j*S尾数阶码计算机中数的浮点表示数的浮点表示形式：阶码和尾数在IBMPC系列微机中阶码：采用补码表示的定点纯整数，占一个字节，阶符占一位。

尾数：采用补码表示的定点纯小数，占三个字节，数符占一位。N=数符×尾数×2阶符×阶码尾数的位数决定数的精度。阶码的位数决定数的范围。将十进制数转换为浮点数格式的步骤：

1、将十进制数转换为等价的二进制数

2、将二进制数转换为定点小数的表示格式

3、用“阶符+阶码+数符+尾数”的形式表示00000011011001100000000000000000

浮点数：

110.001=1.10011×2+10=11001.1×2-10=0.110011×2+11举例将十进制数123.625转换为浮点数格式将整数123转换为二进制数：将小数.625转换为二进制数：（123.625）10=转换为定点小数形式：转换为浮点数格式：

1111011.101（1111011.101)20.1111011101*270