公共基础计算机部分

7计算机系统

.7♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦二.

匕复习指导三

♦♦♦♦

考试大纲

计算机系统的组成;计算机的发展；计算机的分类；计算机系统特点；计算机硬件系统组

成;CPU；存储器；输入/输出设备及控制系统；总线；数模/模数转换；计算机软件系统组成；系

统软件；操作系统;操作系统定义；操作系统特征；操作系统功能；操作系统分类；支撑软件；应

用软件;计算机程序设计语言。

I}

主要考点

1.计算机的发展

第一-台电子计算机"埃尼阿克"（ENIAC,即ElectronicNumericalIntegratorandCalcula-

tor,电子数字积分器和计算器）是美国奥伯丁武器试验场为了满足弹道计算的需要而研制的，

于1946年2月交付使用，共服役9年。它的问世标志着计算机时代的到来。之后计算机的发

展根据所采用的甩子器件分为四个时代。

第一代（1946—1958年）：电子管数字计算机逻辑元件采用电子管，主存储器采用水银延

迟线、磁鼓、磁芯；外存储器采用磁带；软件主要采用机器语言、汇编语言；应用以科学计算

为主。

第二代（1958—1964年）：晶体管数字计算机逻辑元件采用晶体管，主存储器采用磁芯，

外存储器使用磁盘；软件使用高级语言及其编译程序，还出现了以批处理为主的操作系统，应

用以科学计算和各种事务处理为主，并开始用于工业控制。

第三代（1964—1971年）：集成电路数字计算机逻辑元件采用中小规模集成电路，主存储

器仍采用磁芯，软件有了分时操作系统、会话式语言等多种高级语言。

第四代（1971年以后）：大规模集成电路数字计算机逻辑元件和主存储器都采用大规模

集成电路，使军事工业、空间技术、原子能技术得到发展，同时也向超小型机和微型机方向H越

前进。

2.计算机系统的组成

计算机系统由硬件系统和软件系统组成，如图7-7-1所示。

804注册电气工程师执业资格考试复习指导+典型题解公共基础

［中央处理器（CPU）：运算器、控制器

（主机•：,

1内存储器：ROM、RAM等

外存储器磁盘（软、硬）、磁带、光盘等

外围设备输入设备：键盘、鼠标器、扫描仪等

I输出设备：显示器、打印机、绘图仪等

（操作系统（D（）S、Windows、Linux等）

系统软件!编译软件

I数据库管理系统

软件系统1（数据处理软件

CAD软件

应用软件1文字处理软件

网页制作软件

图7-7-1计算机系统

3.计算机硬件系统

计算机硬件系统就是我们实实在在能够看到的计算机部分，从外观上看，由主机、显示器、

键盘、鼠标等部件组成。从逻辑功能上看，计算机可以分为输入设备、存储器、控制器、运算器

和输出设备、主板和总线几个部分,一般把运算器和控制器合称为中央处理器（也就是CPU）。

1）中央处理器

控制器和运算器合称为CPU,实际上是把控制器和运算器集成在一个小芯片上，这个芯

片就是中央处理器，即CPU。对微型机来说，中央处理器也称为微处理器，是计算机的核心

部件。

2）存储器

存储器的功能是存储信息。我们将信息存入存储器的过程称为“写”，从存储器中取出信

息的过程称为“读”。存储器又分为内存储器和外存储器两种。

内存储器又叫主存储器，简称内存，用来存放计算机当前工作所需的程序和数据.其特点

是：存取速度快，但存储容量相对较小。内存又分为随机存储器（RAM）和只读存储器

（ROM）。RAM只能临时存储数据，计算机工作时存放计算机运行所需要的程序和数据；关机

后内存中的数据全部丢失。ROM是一种特殊的存储器，需要用专门的设备将数据写入其芯

片中。其存储的信息是由计算机主板生产厂商确定的，一般只能读不能修改，而且断电后，

ROM芯片中的数据不会丢失。

外存储器简称外存，主要存放系统软件和各种应用软件及用户的数据。计算机关机后，它

仍能保存大量信息，被看作是计算机的“仓库”。常用的外存有硬盘、软盘和光盘。

3）输入设备

各种信息都是通过输入设备传递到计算机内部。随着计算机技术的不断发展，输入设备

的种类也越来越多，例如最常见的键盘用来输入文字和命令，另外还有鼠标、话筒、扫描仪、手

写笔、数码相机、手写输人板等。

4）输出设备

计算机通过输出设备将信息处理的结果输出。例如显示器可以把计算机处理的数据给用

户看，另外还有打印机、音箱、绘图仪等。

7计算机系统805

5）主板和总线

主板（Mainhoard）是计算机系统最重要的部件，也被称为母板（Motherboard）或系统底

板（Systemboard）o它的重要之处在于：计算机中几乎所有的硬件部件都在它的基础上运行。

主板上的总线则是连接计算机各部件的通道，负责在各部件之间传输数据。

总线按功能可分为三种：

地址总线（AB）：用来传送地址信息。CPU地址线数目决定了CPU选址的内存范围。

数据总线（DB）：用来传送数据信息，来往于CPU与存储器、CPU与I/。接口设备之间。

数据总线的宽度决定了CPU一次传输的数据量，也就决定了CPU的类型与档次。

控制总线（CB）：用来传送各种控制信号，有双向、单向和双态等多种形态，是总线中最灵

活、最复杂也是功能最强的一组总线。

4.计算机软件系统

计算机软件系统包括系统软件、支撑软件和应用软件，是计算机系统中由软件组成的

部分。

1）系统软件

系统软件是负责管理计算机系统中各种独立的硬件，使它们可以协调工作。系统软件通

常指操作系统，如Windows.UNIXJ,inux等。

2）支撑软件

支撑软件是支撑各种软件的开发与维护的软件，又称为软件开发环境。它主要包括数据

库管理系统（DBMS）、各种接口软件和工具组。如微软公司的VisualStudio.NETO

3）应用软件

应用软件是为了某种特定的用途而开发的软件。它可以是一个特定的程序，比如一个图

像浏览器；也可以是一组功能联系紧密、能够互相协作的程序的集合，如微软的Office软件。

4）计算机程序设计语言

计算机实际上是一台可以高速精确运算的机器。它执行的每一个操作都要通过一个指令

来发出。人们将这些指令排成一个有序的集合，然后再让计算机来执行。这些为了完成某项

工作而编写的一个指令集合就叫作程序。用于书写程序的语言就称为程序设计语言。

计算机语言分为四类：机器语言、汇编语言、高级语言和第四代语言。机器语言是计算机

唯一可以识别的语言；汇编语言是用符号编制的语言；高级语言是非常接近人类语言表达方式

的程序语言；第四代语言是出于商业目的产生的程序语言。四种计算机语言的优缺点对比如

表7-7-1所示。

表7-7-1计算机语言对比

计算机语言优点缺点

机器语言执行速度快难以被人所理解、学习、修改和维护

不能直接被计算机识别，仍然比较难

汇编语言相对机器语言易于记忆、阅读和理解

学习和掌握

便于理解、学习和掌握，表达内容不能被计算机直接识别.执行效率

高级语言

丰富不高

806注册电气工程师执业资格考试复习指导+典型题解公共基础

续表

计算机语言优点缺点

第四代语言功能覆盖范围广，语句功能强大执行效率不高

语言处理程序一般是由汇编程序、编译程序、解释程序和相应的操作程序等组成。它是为

用户设计的编程服务软件，其作用是将高级语言源程序翻译成计算机能识别的目标程序。汇

编程序把汇编语言翻译成机器语言；编译程序把某种高级语言翻译成汇编语言或机器语言；解

释程序则是用高级语言编写的源程序按动态顺序进行逐句分析翻译，解释一句后立即得到执

行结果。

5.计算机的特点与分类

计算机的特点包括：一是运算速度快，这是计算机的一个突出特点。计算机的运算速度已

由早期的每秒几千次发展到现在的最高可达每秒几千亿次乃至万亿次；二是计算精度高，计算

机对数据的结果精度可达到十儿位、儿十位有效数字，根据需要甚至可达到任意的精度；三是

存储容量大，目前计算机的存储容量已高达千兆数量级的容量；四是具有逻辑判断功能，这是

计算机处理逻辑推理问题的前提；五是自动化程度高、通用性强，计算机的工作无须人工干预，

而且几乎能求解自然科学和社会科学中一切类型的问题，能广泛地应用于各个领域。

可以按照不同的分类标准对计算机进行分类。根据计算机信息表示式和处理方式的不

同，可将计算机分为数字计算机和模拟计算机；根据计算机的用途和适用领域的广泛程度，可

分为通用计算机和专用计算机；根据计算机的规模大小，可分为巨型机、大型机、中型机、小型

机和微型机。

6.计算机操作系统

1）操作系统的定义

操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、合理有效地组织计算机系统

的工作，为用户提供一个使用方便、可扩展的「作环境，从而起到连接计算机和用户的接口作

用的系统软件的集合。

2）操作系统的特征

操作系统作为一个系统软件，与其他软件有着不同的特征：

第一，并发性。操作系统是一个并发系统，是各进程间的并发，是系统与应用间的并发。

操作系统要完成这些并发过程的管理。

第二，共享性。多个进程共享有限的计算机系统资源。操作系统要对系统资源进行合理

分配和使用。资源在一个时间段内交替被多个进程所用。

第三，虚拟性。这是操作系统管理系统资源的重要手段，可提高资源利用率。

第四，异步性。也叫随机性，指进程的执行顺序和执行时间的不确定。

3）操作系统的功能

操作系统有五大管理功能，即作业管理、存储管理、文件管理、设备管理和处理机管理。作

业管理解决的是允许谁来使用计算机和怎样使用计算机的问题；存储管理解决的是内存的分

配、保护和扩充的问题；文件管理解决的是如何管理好存储在磁盘、磁带等外存上的数据；设备

管理主要是对计算机系统中的输入输出等各种设备的分配、回收、调度和控制，以及输入输出

7计算机系统807

等操作；处理机管理主要解决的是如何将CPU分配给各个程序，使各个程序都能够得到合理

的运行安排。

4）操作系统的分类

（1）批处理操作系统。

批处理（BatchProcessing）操作系统的匚作方式是：用户将作业交给系统操作员，系统操

作员将许多用户的作业组成一批作业，之后输入到计算机中，在系统中形成一个自动转接的连

续的作业流，然后启动操作系统，系统自动、依次执行每个作业。最后由操作员将作业结果交

给用户。

批处理操作系统的特点是：多道和成批处理。

批处理系统分为：单道批处理系统和多道批处理系统。

（2）分时操作系统。

分时（TimeSharing）操作系统的工作方式是：一台主机连接了若干个终端，每个终端都有

一个用户在使用。用户交互式地向系统提出命令请求，系统接受每个用户的命令，采用时间片

轮转方式处理服务请求，并通过交互方式在终端上向用户显示结果。分时操作系统将•CPU

的时间划分成若干个片段，称为时间片。操作系统以时间片为单位，轮流为每个终端用户服

务。每个用户轮流使用一个时间片而使每个用户并不感到有别的用户存在。

常见的通用操作系统是分时系统与批处理系统的结合。其原则是：分时优先，批处理在

后。“前台”响应需频繁交互的作业，如终端的要求；“后台”处理时间性要求不强的作业。

（3）实时操作系统。

实时操作系统（RealTimeOperatingSystem,RT（）S）是指使计算机能及时响应外部事件

的请求在规定的严格时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时设备和实时任务协调一致

地工作的操作系统。实时操作系统要追求的目标是：对外部请求在严格时间范围内做出反应，

有高可靠性和完整性。其主要特点是资源的分配和调度苜先要考虑实时性然后才是效率。此

外，实时操作系统应有较强的容错能力。

（4）网络操作系统。

网络操作系统是基于计算机网络的，是在各种计算机操作系统上按网络体系结构协议标

准开发的软件，包括网络管理、通信、安全、资源共享和各种网络应用。其目标是相互通信及资

源共享。在其支持下，网络中的各台计算机能互相通信和共享资源。其主要特点是与网络的

硬件相结合来完成网络的通信任务。

（5）分布式操作系统。

分布式操作系统是为分布计算系统配置的操作系统。大量的计算机通过网络被连接在一

起，可以获得极高的运算能力及广泛的数据共享。这种系统被称作分布式系统（Distributed

System）o分布操作系统的通信功能类似于网络操作系统。由于分布计算机系统不像网络分

布得那样广，同时分布操作系统还要支持并行处理，因此它提供的通信机制和网络操作系统提

供的有所不同，它要求通信速度高。分布操作系统的结构也不同于其他操作系统，它分布于系

统的各台计算机上，能并行地处理用户的各种需求，有较强的容错能力。

7.模数转换与数模转换

随着数字电子计算机的应用日益广泛，几乎渗透到国民经济的所有领域之中。数字计算

机只能对数字信号进行处理，处理的结果还是数字量，而它在用于生产过程自动控制的时候，

808注册电气工程师执业资格考试复习指导+典型题解公共基础

所要处理的变量往往是连续变化的物理量，如温度、压力、速度等都是模拟量，这些非电子信号

的模拟量先要经过传感器变成电压或者电流信号，然后再转换成数字量，才能送往计算机进

行处理。

模拟量转换成数字量的过程被称为模数转换，简称A/D（AnalogtoDigital）转换；完成模

数转换的电路被称为A/D转换器，简称ADC（AnalogtoDigitalConverter）o数字量转换成模

拟量的过程称为数模转换，简称D/A（DigitaltoAnalog）转换；完成数模转换的电路称为D/A

转换器，简称DAC（DigitaltoAnalogConverter）o

B♦♦典型题解三♦♦

例题精析：

【例1】在计算机中，每个存储单元都有一个连续的编号，此编号称为（）„

A.地址B.住址C.位置D.序号

【答案】A

【精析】本题考查计算机硬件系统的组成。为了便于存放，每个存储单元必须有唯一的编

号（称为“地址”），通过地址可以找到所需的存储单元，取出或存入信息。这如同旅馆中每个房

间必须有唯一的房间号，才能找到该房间内的人.

【例2］把硬盘上的数据传送到计算机内存中去的操作称为（）o

A.读盘B.写盘C.输出D.存盘

【答案】A

【精析】本题考查计算机硬件系统组成。把存储在硬盘上的程序传送到指定的内存区域

中称为读盘。

【例3】下列叙述中，正确的是（）o

A.计算机能直接识别并执行用高级程序语言编写的程序

B.用机器语言编写的程序可读性最差

C.机器语言就是汇编语言

D.高级语言的编译系统是应用程序

【答案】B

【精析】本题考查计算机程序设计语言。只有机器语言才能被计算机宜接识别，但机器语

言可读性是最差的。汇编语言是符号化的机器语言，但不是机器语言，其程序计算机也不能有

接识别。高级语言编写的程序是高级语言源程序，不能宜接运行，必须翻译成机器语言才能

执行。

经典习题I

1.世界上第一台计算机是1946年美国研制成功的，该计算机的英文缩写名为（）。

A.MARK-IIB.ENIACC.EDSACD.EDVAC

7计算机系统809

2.英文缩写CAI的中文意思是（兀

A.计算机辅助教学B.计算机辅助制造

C.计算机辅助设计D.计算机辅助管理

3.计算机的主频指的是（）。

A.软盘读写速度，用Hz表示B.显示器输出速度，用MHz表示

C.时钟频率，用MHz表示D.硬盘读写速度

4.CPU的主要性能指标是（）o

A.字长和时钟主频B.可靠性

C.耗电量和效率D.发热量和冷却效率

5.计算机技术应用广泛，以下属于科学计算方面的是（）。

A.图像信息处理B.视频信息处理C.火箭轨道计算D.信息检索

6.构成CPU的主要部件是（）。

A.内存和控制器B.内存、控制器和运算器

C.高速缓存和运算器D.控制器和运算器

7.现代微型计算机中所采用的电子器件是（）o

A.电子管B.晶体管

C.小规模集成电路D.大规模和超大规模集成电路

8.度量计算机运算速度常用的单位是（）。

A.MIPSB.MHzC.MB/sD.Mbps

9.在计算机指令中，规定其所执行操作功能的部分称为（)o

A.地址码B.源操作数C.操作数D.操作码

10.控制器的功能是（）。

A.指挥、协调计算机各相关硬件工作

B.指挥、协调计算机各相关软件工作

C.指挥、协调计算机各相关硬件和软件工作

D.控制数据的输入和输出

11.计算机指令主要存放在（）o

A.CPUB.内存C.硬盘D.键盘

12.CPU主要技术性能指标有（兀

A.字长、主频和运算速度B.可靠性和精度

C.耗电量和效率D.冷却效率

13.影晌一台计算机性能的关键部件是（）o

A.CD-ROMB.硬盘C.CPUD.显示器

14.组成计算机系统的两大部分是（）。

A.硬件系统和软件系统B.手机和外部设备

C.系统软件和应用软件D.输入设备和输出设备

15.下列叙述中，错误的是（）o

A.计算机系统由硬件系统和软件系统组成

B.计算机软件由各类应用软件组成

810注册电气工程师执业资格考试复习指导+典型题解公共基础

C.CPU主要由运算器和控制器组成

D.计算机主机由CPU和内存储器组成

16.下列叙述中，正确的是（）。

A.内存中存放的只有程序代码

B.内存中存放的只有数据

C.内存中存放的既有程序代码又有数据

D.外存中存放的是当前正在执行的程序代码和所需的数据

17.ROM中的信息是（）。

A.由生产厂家预先写入的

B.在安装系统时写入的

C.根据用户需求不同，由用户随时写入的

D.由程序临时存入的

18.ROM是指（

A.随机存储器B.只读存储器C.外存储器D.辅助存储器

19.摄像头属于（

A.控制设备B.存储设备C.输出设备D.输入设备

20.一条指令必须包括（）o

A.操作码和地址码B.信息和数据C.时间和信息D.以上都不是

21.下列叙述中，正确的是（）o

A.计算机的体积越大，其功能越强

B.CD-ROM的容量比硬盘的容量大

C.存储器具有记忆功能，故其中的信息任何时候都不会丢失

D.CPU是中央处理器的简称

22.CPU能够宜接访问的存储器是（

A.软盘B.硬盘C.RAMD.CD-ROM

23.下列各存储器中，存取速度最快的是（）o

A.CD-ROMB.内存储器C.软盘D.硬盘

24.SRAM指的是（）o

A.静态随机存储器B.静态只读存储器

C.动态随机存储器D.动态只读存储器

25.下列叙述中，正确的是（）.

A.CPU能直接读取硬盘上的数据B.CPU能直接存取内存储器

C.CPU由存储器、运算器和控制器组成D.CPU主要用来存储程序和数据

26.在计算机中，条码阅读器属于（）o

A.输入设备B.存储设备C.输出设备D.计算设备

27.计算机之所以能按人们的意图自动进行匚作，最宜接的原因是采用了（）。

A.二进制B.高速电子元件C.程序设计语言D.存储程序控制

28.完整的计算机软件指的是（）o

A.程序、数据与有关的文档B.系统软件与应用软件

7计算机系统811

C.操作系统与应用软件D.操作系统与办公软件

29.CPU的指令系统又称为（）o

A.汇编语言B.机器语言C.程序设计语言D.符号语言

【解题思路】

1.B

解题思路：本题考查计算机的发展。第一台电子计算机ENIAC是美国奥伯丁武器试验

场为了满足弹道计算需要而研制的，于1946年2月交付使用。

2.A

解题思路：本题考查计算机的应用。计算机辅助工程是计算机的一个主要应用领域，其中

包括CAD（ComputerAidedDesign,计算机辅助设计）、CAI（ComputerAidedInstruction,计

算机辅助教学）、CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystem,计算机集成制造系

统）等。

3.C

解题思路：本题考查计算机的性能指标。主频是指CPU的外部时钟频率，是计算机运算

速度的重要指标,单位是“MHz”。

4.A

解题思路：本题考查计算机的性能指标。计算机的主要性能指标包括字长、运算速度、时

钟主频、内存容量等。

5.C

解题思路：本题考查计算机的应用。科学计算是计算机应用最早也最成熟的应用领域，例

如火箭轨道计算、气象预报、可控热核反应等。

6.D

解题思路:本题考查计算机的组成。CPU是计算机的核心部件，主要由运算器和控制器

组成，并采用超大规模集成电路制成芯片。

7.D

解题思路：本题考查计算机的发展。现代微型计算机属于第四代计算机，采用大规模和超

大规模集成电路构成。

8.A

解题思路:本题考查计算机的性能指标。MIPS即MillionInstructionsPerSecond,每秒

执行的百万条指令数，用来衡量计算机的运算速度。

9.D

解题思路：本题考查计算机硬件组成。指令包括操作码和操作数两部分，其中操作码规定

指令所执行操作的功能，操作数规定指令操作所需要的数值或数值在内存中的地址。

10.C

解题思路：本题考查计算机硬件组成。控制器的主要功能是从内存中读取指令并分析指

令，按照指令要求指挥、协调计算机各相关硬件和软件工作。

11.B

解题思路：本题考查计算机硬件组成。计算机中宜接与CPU交换信息的存储器称为内

存，其主要功能是存放计算机运行时所需要的程序和数据。

812注册电气工程师执业资格考试复习指导+典型题解公共基础

12.A

解题思路：本题考查计算机的性能指标。计算机的主要性能指标包括字长、主频、运算速

度、内存容量等。

13.C

解题思路：本题考查计算机硬件组成。CPU决定了计算机的主要性能。

14.A

解题思路：本题考查计算机组成。计算机系统由硬件系统和软件系统组成。

15.B

解题思路：本题考查计算机软件系统组成。计算机软件系统包括系统软件、支撑软件和应

用软件，是计算机系统中由软件组成的部分。

16.C

解题思路：本题考查计算机硬件系统的组成。内存中存放的是当前正在执行的应用程序

和所需的数据。

17.A

解题思路：本题考查计算机硬件的组成。ROM即只读存储器，其中的内容只能读出不能

删改，主要用于存放固定不变的信息，一般由生产厂家预先写入。

18.B

解题思路：本题考查计算机硬件的组成。计算机内存分为随机存储器(RandomAccess

Memory,RAM)、只读存储器(ReadOnlyMemory,ROM)和高速缓冲存储器(Cache)。

19.D

解题思路：本题考查计算机硬件的组成。输入设备是向计算机输入信息的设备，常用的输

入设备有键盘、鼠标、扫描仪、数码相机、摄像头等。

20.A

解题思路:本题考查计算机的组成。一条指令就是对计算机下达的命令，必须包括操作码

和地址码(或称操作数)两部分。前者指出该指令完成操作的类型，后者指出参与操作的数据

和操作结果存放的位置。

21.D

解题思路：本题考查计算机硬件的组成。中央处理器(CentralProcessingUnit,CPU)±

耍包括运算器(ALU)和控制器(CU)两大部件。

22.C

解题思路:本题考查计算机硬件的组成。内存储器是计算机主机的一个组成部分，它与

CPU皿接进行信息交换；而外存储器不能与CPU宜接进行信息交换，CPU只能有接读取内

存中的数据。选项C属于内存，其他选项都属于外存储器。

23.B

解题思路：本题考查计算机硬件的组成。内存与外存相比：内存速度快，容量小，价格高。

硬盘、光盘和软盘均是外存，它们的存取速度比内存慢。

24.A

解题思路：本题考查计算机硬件的组成。内存分为随机存储器(RAM)和只读存储器

(ROM)。RAM分为静态随机处理器(SRAM)。

7计算机系统813

25.B

解题思路：本题考查计算机硬件的组成。CPU由运算器和控制器组成。CPU只能宜接

访问存储在内存中的数据，外存中的数据只有先调入内存后，才能被中央处理器访问和处理。

26.A

解题思路：本题考查计算机硬件的组成。输入设备是用来向计算机输入命令、程序、数据、

文本、图形、图像、音频和视频等信息的。

27.D

解题思路:本题考查计算机硬件的组成。电子计算机采用了“存储程序控制”原理。这一

原理是1946年由美籍匈牙利数学家冯・诺依曼提出的，所以又称为“冯•诺依曼原理”。

28.A

解题思路：本题考查计算机软件系统的组成。所谓软件是指为方便使用计算机和提高使

用效率而组织的程序，以及用于开发、使用和维护的有关文档。

29.B

解题思路:本题考查计算机程序设计语言。指令系统也称机器语言。每条指令都对应一

串二进制代码。

8信息表示

?复习指导?

♦，一♦♦.♦♦♦♦♦♦♦♦♦・♦

考试大纲：

信息在计算机内的表示；二进制编码：数据单位；计算机内数值数据的表示；计算机内非数

值数据的表示；信息及其主要特征。

主要考点,

1.计算机中的数制

1）数制

用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数目的方法就叫作数制。

人们比较熟悉的是十进位数制，使用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个基本算符。在计算机领

域，还有另外三种常用的数制：二进制、八进制和十六进制。八进制的基数是8,使用0、1、2、3、

4、5、6、7八个基本算符；十六进制的基数是16,使用O、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F十

六个基本算符。

2）二进制

二进制的基数是2,使用0、1两个基本算符。现代的电子计算机全部采用二进制，因为它

只使用0、1两个数字符号，非常简单方便，易于用电子方式实现。

二进制的运算规则如下：

加法00+00=00,00+01=01,01+00=01,01+01=10

减法0—0=0,1—0=1,1—1=0,10—1=1

乘法0义0=0,0X1=0,1X0=0,1X1=1

除法0+1=0,1+1=1

3）数制转换

一个数从一种数制表示转换成另外一种数制表示的过程，称为数制转换。

十进数转成二进数的方法是：整数部分，把十进制转成二进制一直分解至商数为0,之后

读所有的余数，从下读到上。小数部分，则用其乘2,取其整数部分的结果，再用计算后的小数

部分依此重复计算，算到小数部分全为0为止，之后读所有计算后整数部分的数字，从上读

到下。

R进制数转换为十进制数的方法是：采用多项式替代法，将R进制数按权展开，再在十进

制的数制系统内进行计算,所得结果就是该R进制数的十进制数形式。

8信息表示815

基数为2K进位制之间的转换的方法是：二、八、十六进制之间的基数为2K的关系，即

23=8、2,=16、所以一位八进制数可直接用三位二进制数代替，一位十六进制数可直接用四

位二进制数代替。

2.计算机中数值数据的表示

1）机器数

数值在计算机中的二进制表示形式称为机器数。二进制数在计算机中的表示是以这个二

进制数的补码形式表示的，由于二进制数可能是正数、负数、小数，所以它的补码可能会与这个

二进制数不相同。约定“0”表示正号,“1”表示负号。

2）数值数据的表示

数值数据的表示方法可分为定点和浮点表示法。定点表示法又分为定点整数和定点小

数。如果一个数是整数就用定点整数表示，如果是一个小于1的小数就用定点小数表示。如

果是大于1的小数就用浮点表示法。

定点表示法中数据的小数位置固定不变，在设计计算机系统时已确定，不需要专门表示小

数点。定点整数的小数点位置约定在所有有效数据的最低位之后，用于表示整数；定点小数的

小数点位置约定在符号位之后、有效数值部分最高位之前，用于表示纯小数。

浮点表示法源于科学记数法，将一个数用一个定点小数和一个基数的整数次塞的乘积来

表示，定点小数称为尾数（M）,表示基数的第次部分称为阶码（e）。这样，任意一个二进制数N

可以表示为N=MX岑，在计算机中的存放形式为：

阶符士阶码e数符士尾数M

3）原码、反码和补码

计算机是以补码的形式表示数值型数据的。正数的原码、反码、补码都一样。反码和补码

的提出就是针对负数。负数在计算机中的表示步骤：原码——反码（符号位不变）——补码（加

1）„由补码计算出负数真值的方法有两种：①补码减1——取反（符号位不变）一原码;

②补码——取反后加1——原码。所有的取反都不涉及符号位。

3.字符编码

计算机中最常用的字符编码是ASCI1码（美国标准信息交换码）。ASCH码于1968年提

出，用于在不同计算机硬件和软件系统中实现数据传输标准化，在大多数的小型机和全部的个

人计算机都使用此码。标准ASCII码为7位,扩充为8位。

基本的ASCII字符集共有128个字符，其中有96个可打印字符，包括常用的字母、数字、

标点符号等，另外还有32个控制字符。字母和数字的ASCII码记忆非常简单。只要记住一

个字母或数字的ASCII码（例如记住A为65,0的ASCII码为48），知道相应的大小写字母

之间差32，就可以推算出其余字母、数字的ASCII码。

由于标准ASCII字符集字符数目有限，在实际应用中往往无法满足要求。为此，国际标

准化组织将ASCII字符集扩充为8位代码，陆续制定了一批适用于不同地区的扩充ASCII

字符集，称为扩展ASCII码。

4.汉字编码

计算机中汉字的表示也是用二进制编码，根据应用目的的不同，汉字编码分为外码、交换

码、机内码和字形码。

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1）外码（输入码）

外码也叫输入码，是用来将汉字输入到计算机中的一组键盘符号。目前常用的输入码有

拼音码、五笔字型码、自然码、表形码、认知码、区位码和电报码等，一种好的编码应具有编码规

则简单、易学好记、操作方便、重码率低、输入速度快等优点。

2）交换码（国标码）

交换码是国家规定的用于汉字处理和传送的代码。国家标准总局在1981年制定了中华

人民共和国国家标准《信息交换用汉字编码字符集一基本集》（GB2312—1980）,即国标码，共

由6763个常用汉字和682个全角的非汉字字符组成。其中汉字根据使用的频率分为两级。

一级汉字3755个，二级汉字3008个。

3）机内码

机内码是计算机内部存储和处理汉字的统一代码。计算机接收到的汉字外码，须要转换

成内码再进行处理和传送。通常用汉字在字库中的物理位置来表示内码。在计算机内部汉字

代码都用机内码，在磁盘上存储汉字也使用机内码。

4）字形码

字形码是汉字的输出码，输出汉字时都采用图形方式，无论汉字的笔画多少，每个汉字都

可以写在同样大小的方块中。通常用16X16点阵来显示汉字。

5.多媒体编码

将声音、图像、图形、视频转化为二进制代码存储的过程叫数字化，也就是多媒体编码。