计算机基础知识课件

计算机基础知识12.1计算机系统的组成与工作原理

2.1.1计算机系统的组成

2.1.2计算机硬件组成

2.1.3计算机基本工作原理2系统软件应用软件计算机系统分为：硬件+软件硬件软件2.1.1计算机系统的组成3输入设备：键盘、鼠标、扫描仪

输出设备：显示器、打印机

外

存：软、硬盘、光盘、闪存

网络设备：网卡、调制解调器等

计算机系统软件外部设备系统软件应用软件硬件运算器寄存器控制器主机内存CPU随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)高速缓冲存储器

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

办公软件包、数据库管理系统

图2-1计算机系统的组成

42.1.2计算机硬件组成

计算机硬件包括主机和外设主机外设输入设备输出设备外存设备网络设备5图2-2计算机系统的硬件组成冯.诺依曼思想：

二进制程序与数据一样存放在内存五大模块存储器数据流控制流运算器外存储器输出设备内存储器输入设备控制器61.处理器处理器控制器运算器控制整个计算机所有部件的工作执行算术运算和逻辑运算图2-3处理器组成72.存储器存储器是计算机存储数据和程序的记忆单元集合，每个记忆单元由8位二进制位组成，可读写其中的数据。存储器存储器通常分为内存储器和外存储器存放大量信息的外存储器信息交流中心内存储器8每个记忆单元由8位二进制位组成。1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB1TB=210GB=1024GB字节BYTE76543210位Bit9图2-4内存储器的访问过程111011011100110110001101111011011110100111101101111011011110110111101101111011011110110111101101100011011100110110001101111011010000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111地址0001控制:写数据1000000010000000存储器的访问过程：向[0001]单元写数据103.输入输出设备常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。112.1.3计算机基本工作原理指令是能被计算机识别并执行的的二进制代码，完成一种操作。操作码

操作数

数据传送指令数据处理指令程序控制指令输入输出指令

其它指令

IfGoto……＋－×÷AndOr……CPU内存I/O设备主机对计算机的硬件进行管理等指令

结构分类操作码要完成的操作类型或性质操作数

操作的内容或所在的地址

12计算机基本工作原理指令的执行过程分为以下4个步骤：①取指令按照指令计数器中的地址，从内存储器中取出指令，并送往指令寄存器。②分析指令对指令寄存器中存放的指令进行分析，由译码器对操作码进行译码，将指令的操作码转换成相应的控制电位信号；由地址码确定操作数地址。③执行指令由操作控制线路发出完成该操作所需要的一系列控制信息，去完成该指令所要求的操作。④一条指令执行完成，指令计数器加1或将转移地址码送入程序计数器，然后回到①。13图2-5计算机基本工作原理

142.2数制转换及运算

2.2.1进位计数制

2.2.2不同进位计数制间的转换

2.2.3二进制数的算术运算

2.2.4二进制数的逻辑运算152.2.1进位计数制

N=an-1×rn-1＋an-2×rn-2＋…＋a0×r0＋a-1×r-1＋…＋a-m×r-mr进制数N可表示为：R进制数用

r个基本符号（例如0，1，2，…，r-1）表示数值基数权数码678.34=6×102+7×101+8×100+3×10-1+4×10-2162.2.2不同进位计数制间的转换

1.r进制转化成十进制r进制转化成十进制：数码乘以各自的权的累加例：

10101(B)=24+22+1=21101.11(B)=22+1+2-1+2-2=5.75101(O)=82+1=6571(O)=7

8+1=5101A(H)=163+16+10＝4106进制表示符号B二进制O八进制D十进制H十六进制172.十进制转化成r进制整数部分：除以r取余数，直到商为0，余数从右到左排列。小数部分：乘以r取整数，整数从左到右排列。100(D)=144(O)=64(H)~例100.345(D)=1100100.01011(B)10025022521226232100010011八进制100812818044110016604616十六进制0.3451.38

20.6922

0.76

2

1.52

2

1.0401011183.二进制、八进制、十六进制数间的相互转换

64(H)=0110

0100(B)

64144(O)=001

100

100(B)

1

4

41

101

101

110.110

101(B)=1556.65(O)1

5

5

6

6

511

0110

1110.1101

01(B)=36F.D4(H)

3

6

F

D

4一位八进制数对应三位二进制数一位十六进制数对应四位二进制数二进制转化成八(十六)进制)

整数部分：从右向左按三(四)位进行分组小数部分：从左向右按三(四)位进行分组不足补零19表2-1二进制、八进制、十六进制数间的关系

八进制

对应二进制

十六进制对应二进制十六进制对应二进制0000000008100010011000191001201020010A1010301130011B1011410040100C1100510150101D1101611060110E1110711170111F1111202.2.3二进制数的算术运算

1.二进制数的加法运算2.二进制数的减法运算加法运算法则0+0=00+1=1+0=11+1=0

1101+111011011减法运算法则0-0=1-1=01-0=10-1=1

11011-11101101213.二进制数的乘法运算4.二进制数的减法运算乘法运算法则0×0=00×1=1×0=01×1=1减法运算法则0÷0=00÷1=01÷1=1

1101×1010000011010000+110110000010

1011011111011101111111011100222.2.4二进制数的逻辑运算

1.逻辑非运算

逻辑非的真值表AF=A01102.逻辑与运算

逻辑与的真值表ABF=A×B000010100111233.逻辑或运算

逻辑或的真值表ABF=A+B000011101111242.3数据在计算机中的表示

2.3.1数值

2.3.2字符

2.3.3多媒体2511111111

1010

0

101二进制优点：物理上容易实现，运算简单，

可靠性、通用性强

26符号位“0”表示正、“1”表示负

定点整数：2.3.1数值1.符号数的机器数表示

10101100S小数点无符号位S小数点定点小数：272.浮点数表示110.011(B)=1.10011×2+10=11001.1×2-10=0.110011×2+11阶码数符阶符尾数1100110011N=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

规格化的形式：尾数的绝对值大于等于0.1并且小于1，从而唯一地规定了小数点的位置。

定点整数定点小数28(3)补码0X1|X|0<=XX<=0+7：00000111+0：00000000

-7：10000111 -0：10000000[X]原=+7：00000111+0：000000000X1|X|0<=XX<=00X1|X|+10<=XX<=0+7：00000111+0：00000000

-7：11111000-0：11111111-7：11111001-0：00000000(2)反码[X]反=[X]反=3.带符号数的表示

假定一个数在机器中占用8位。(1)原码292.3.2字符

1.西文字符

ACSII码(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)128个常用字符，用7位二进制编码，从0到127

控制字符：0～32，127；普通字符：94个。例如：“a”字符的编码为1100001，对应的十进制数是97；换行0AH10

回车0DH13

空格 20H 32‘0’～‘9’30H～39H 48～57‘A’～‘Z’41H～5AH 65～90‘a’～‘z’ 61H～7AH 97～122302.汉字编码31(1)汉字输入码

音码类全拼、双拼、微软拼音、自然码和智能ABC等 形码类五笔字型法、郑码输入法等。(2)汉字国标码(GB2312－80)

每个汉字占两个字节。 一级汉字：3755个；二级汉字：3008个。 汉字分区，每个区94个汉字。(3)机内码汉字在设备或信息处理系统内部最基本的表达形式。汉字国标码汉字内码

中

8680(0101011001010000)B (1101011011010000)B

华

5942(0011101100101010)B (1011101110101010)B

区号区中位置323.汉字字形编码(4)汉字字形码点阵：汉字字形点阵的代码

有16×16、24×24、32×32、48×48等编码、存储方式简单、无需转换直接输出放大后产生的效果差矢量：存储的是描述汉字字形的轮廓特征

矢量方式特点正好与点阵相反（5）汉字地址码每个汉字字形码在汉字字库中的相对位移地址地址码和机内码要有简明的对应转换关系334.UCS编码组平面行

字位最高位为0基本多文种平面（BMP）：0组0平面，包含字母、音节及表意文字等。例如：‘A’ 41H(ASCII) 00000041H