《大学信息技术导论》第二章计算机系统

《大学信息技术导论》

第2章

2004年8月

A

2008北京奥运寄言LanZhou.管会生

我们不能错过天时、

地利、人和的机遇。我们

要寻找一切机会向世界准

确地表达和表现我们自己。

第二章计算机系统LanZhou.〃》3"”s7ty管会生

2.1计算机的分类与微型计算机的发展

一项新技术的出现到它被投入实际应用的时间已

大大缩短。纸张的推广用了1000年时间，蒸气机为80

/年，电话50年，飞机20年，而晶体管3年，激光仅2个

<月。今天微机的运算速度和功能完全可以与当年中、

I小型机相媲美，加上客户机/服务器技术的兴起，以

>大、中、小型机为中心的计算模式受到了巨大冲击。

件于是计算机的格局产生了两极分化，出现了微机为一

M极，而超级计算机为另一极的新格局。1971年，一只

B12平方毫米的Intel芯片，其处理能力是当年花费40

W万美元的ENIAC的12倍，而售价每片仅200美元。

2.1.1计算机的分类与特点LanZhou.University管会生

按规模和功能分类

C1J大型计算机(Mainframe)

(2)超级计算机(Supercomputer)

C3J小型计算机(Minicomputer)

C4J工作站(Workstation)

C5J微型机(Microcomputer)

C6J笔记本(Notebookcomputer)

2.1.1计算机的分类与特点LanZhou.Univxsity管会生

计算机的特点

(1)运算速度快

(2)计算精度高

(3)存储容量大

(4)工作自动化

(5)判断能力强

美国实施阿波罗登月计划时若没有电子计

算机是不可想象的。曾有100多所大学、几十个

研究所、2万多个厂家、约42万人参加了该项目

的研究和生产。涉及火箭、冶金、化工、空间医

学、天文、气象等十几个领域，历时11年于1969

年完成了地面、空间和登月的全部任务。如此庞

大的团队仅组织管理靠人力也是无法完成的。

2.1.1计算机的分类与特点IILanZhouUnivfvsixy管会生

计算机在各领域中的应用

1.科学计算和工程计算

2.数据处理

3.过程控制

4.计算机辅助设计(CAD)和辅助教学(CAI)

5.人工智能CAIJ

2.1.2微型计算机的发展LanZhou.管会生

>微型计算机也称为PC(PersonalComputer),

即个人计算机，又简称微机

A1981年8月12日(PC诞生日)，IBM公司采用

Intel8088微处理器推出第一台字长为8位的

IBMPC

>1982年推出了IBMPC/XT

>1983年Apple公司采用Motorola公司开发的

M6800微处理器，推出字长16位的LISA微机

A1984年，IBM采用Intel80286,推出IBM

PC/AT(AdvancedTechnology)

>1985年，IBM推出采用32位微处理器的Intel

80386微机

A1989年4月，Intel公司推出Intel80486微处

理器

2.1.2微型计算机的发展LanZhou.University管会生

>Intel公司是世界上生产微处理器的最大公司，它的产品份额占世

界市场的80%以上，大部分微型计算机配备它的微处理器。Intel/

公司自殖出奔腾之后，又相继推出了性能价格比更具竞争力的J

奔腾、晨1能奔腾(PentiumPro)、多能奔腾(Pentium

MMX)和奔蹲II、奔腾III、P4

表2,14004与PentiumPro的比较

年代名称林料时钟球强像集德翻..而

19714004PHOS40.7M162300

1995PentiumPro.CMOS323375500000

I.

翦阻金学信息学院

2.1.3微机的系统构成及主要性能指标LanZhou.University管会生

「中央处理器T算术逻辑运算器（ALU）

[—主机一（CPU）L控制器（cu）

L内存储器一ROM（只读存储器）

1.计算机系统r

（主存）LRAM（读写存储器）

I—磁盘丁软盘

I—硬盘

厂外存储器----盒式磁带、闪存

「硬件一（辅存）1—光盘，磁光盘

腱盘、触摸屏

-外部设备输入设备——鼠标、菱竞岚

L扫描仪、光笔

I一显小番

L输出设备T—打印机、音箱

1-绘图仪、耳机

一不间断电源（UPS）

微机系统-L铺助设备-A/D/A模/数/模转换器

-MODEM（调用j解谪器）

「DOS（单用户、单任务）

一操作系统+Windows,OS/2（单用户、多任务）

LXENIX,UNIX（多用户、多任务）

「汇编语言编译程序

厂系统软件--语言编译程序J■高级语言编译、解释程序

L软件一-服务程序（故障检查和诊断程序等）

L数据库管理系统（DBMS）

L应用软件

图2.1微型计算机的系统构成

2.1.3微机的系统构成及主要性能指标||（二~三；烹煮鳖

2.微机性能指标

（1）字长字长以二进制位为单位，其大小是指计算机CPU能同时直接处理的数

据的二进制位数（32或64）。

（2）运算速度运算速度用每秒钟能执行多少条指令来表示，单位一般用百万次/

秒（MIPS）、每秒浮点运算万亿次（万亿FLOP）。

（3）内存容量内存容量一般以MB为单位。内存容量与所用CPU有关。

（4）时钟频率（主频）时钟频率简称主频，是指计算机CPU在单位时间（秒）

内发出的脉冲数。主频在很大程度上决定着计算机的运行速度。主频的单位是兆

赫兹（MHz）。目前用GHz。

（5）存取周期存储器完成一次读（取）或写（存）信息操作所需的时间称为存

储器的存取时间或访问时间，而连续完成读（或写）所需的最短时间间隔，称为

存储器的存取周期。

（6）连接因特网的能力和多媒体的操作能力对于网络和多媒体PC机，除以上

诸项指标外，还要提出连接、访问因特网的能力和多媒体操作的能力。

还要经常考虑机器的兼容性、可维护性、汉字处理能力、性能价格比等。

电脑商的报价：P42.4G/256MB/80GB(7200)HDD/52XVCD/64M显卡/

(10/100)网卡/声卡/L44/17”数控，5100元

2.2计算机系统的基本硬件结构||LanZhou.管会生

2.2.1硬件的概念及基本结构

1.计算机硬件的概念

•计算机硬件（ComputerHardware）

■硬件工程技术（微电子技术、光电子技术、磁记录技术、

精密机械技术、高密度组装加工技术）

•人机工程学

•集成电路（P38：小规模、中规模、大规模、超大规模集成电路）

•输入和输出设备（终端设备）

•计算机电源

翦阻金学信息学院

2.2.1硬件的概念及基本结构LanZhou.University管会生

2・微型计算机系统的基本硬件结构

图2.2微型计算机系统的基本硬件结构

■■■/司物上¥信息学糜

2.2.1硬件的概念及基本结构ILa/iZhou.Univ“Hy管会生

2.微型计算机系统的基本硬件结构

JIIIIZIIIIL^

—CZSJ^S^^设备I

MH„MW

tw

E运算器抨制器

数据流

中央处理器（CPU）地址

控制流

1硬件的概念及基本结构LanZhou.管会生

存储器、运算器和控制器在工作中的关系

外6储器

（取）恢据

恩

:时人辿备内＜（储制

地弹器

i＜＜）我匕

（如程序.蜥----------

蛤效抵）

检政IV

入序取

命指指

令

,运a命令

偷出世备

喻出伤口控制器

粉出命令

在计算机的工作过程中，存储器和运算器均听从控

制器的指挥。是上下级的关系。

2.2.2微处理器与并行处理系统LanZhou.管会生

1.CPU

微处理器Microprocessor,即中央处理部件（CPU）,是微型计

算机的核心，它在很大程度上决定了计算机的性能

世界上第一块CPU:

1971年H月，英特尔做

出了全球首片微处理器

4004

AMD

微处理器市场中的双雄之一的Advanced

MicroDevice设备公司，推出了代号为

HAMMER（铁锤）的处理器

2.2.2微处理器与并行处理系统

2000年2月23日，来自

祖国宝岛一威盛（VIA）

电子的第一代CyrixIII

处理器.6月初，有着

“预言家”之称的

Samuel（塞缪尔）以新

一代CyrixHI处理器的

形象闪亮登场

2.2.2微处理器与并行处理系统II

2.并行处理系统

并行处理系统(ParallelProcessingSystem)是利用多个功能部件,

或多个处理机同时工作来提高系统性能或可靠性的计算机系统。,

任何一个计算机系统都包含某种程度的并行性，但如果只具有硬

件基本操作的并行性，如一个数据的所有位同时传送，许多门电

路同时工作等，不能认为是并行处理系统。

单指令流多数据流(SIMD,如阵列处理机或向量计算机)、多

指令流单数据流(MISD)和多指令流多数据流(MIMD)的计算机都属

于并行计算机。

并行处理系统的研究与发展涉及计算理论、算法、计算机体

系结构、硬件、软件(包括操作系统、编译、编程环境与程序语言

等)以及性能评价等方面。并行处理系统与分布式处理系统有密切

关系，随着数字通信技术的不断发展，两者的界限越来越模糊。

从广义上讲，分布式处理也可以认为是一种并行处理形式，如工

作站机群或工作站网络。

提高计算机系统的处理能力今后主要将依靠并行处理技术。并

行处理已成为计算机领域中最受重视的研究领域之一。

司用上？信息学院

2.2.2微处理器与并行处理系统LcnZhou.UnfvaHy管会生

赛扬

奔腾3

奔腾4冬

翦阻金学信息学院

2.2.2微处理器与并行处理系统LanZhou.University管会生

舁肃由算术逻辑单元(ALU—ArithmeticLogicUnit),多路选择器(Ml,

M2,M3),一组通用寄存器(RI,R2,R3,R4)和标志寄存器(FLR-

FlagRegister）组成。这些部件配合完成各种算术运算和逻辑运算。

多路选择器

用于从多路

通用寄存器输入中选择

用于暂时存放

一路作为输出

来自主存的即

将参与运算的

数据和/或运算

结果

标志寄存器存放ALU

运算结果的一些状态

7

2.2.2微处理器与并行处理系统LanZhou.管会生

举例说明运算器的工作过程:

若要将寄存器R1和R2中的数相加，结果存入R2中。则在CPU的控

制下运算器的活动是：

CPU的控制信号运算器执行的动作

〃送R1中数到ALU〃R1中数经Ml输入到ALU,表示为A

〃送R2中数到ALU"R2中数经M2输入到ALU,表示为B

“作加法运算”在ALU中实现A+B,结果输出到M3

“结果送入R2”M3向R2输入结果数据，结果存储在R2中

计算机的工作原理2J±J3JzJ5jLanZhou.管会生

运算邃辐

单元

单元预

取

译单

元

单

元

数喏誉存.

。*。<3

O*XOO

oRQ

ON。指令线存

运算（处理）存储（记录）控制（协调）

主板LanZhou.管会生

是电脑系统中最大的一块电路板，它的英文名字叫做“Mainboard”]

或“Motherboard”，还有人称之为“Systemboard"，简称M/B。主

板上布满了各种电子元件、插槽、接口等。它为CPU、内存和各种功能<

（声、图、通信、网络、TV、SCSI等）卡提供安装插座（槽）；为各种'J

磁、光存储设备、打印和扫描等I/O设备以及数码相机、摄像头、“猫”二

（Modem）等多媒体和通讯设备提供接口，实际上电脑通过主板将CPU/

等各种器件和外部设备有机地结合起来形成一套完整的系统。电脑在正常J

运行时对系统内存、存储设备和其它I/O设备的操控都必须通过主板来完成。7

2.2.3存储器与磁盘阵列in

i.存储器的分类

按存储器在计算机中的作用分类,存储器可以分为主存J

储器(即内存)、辅助存储器(即外存)、缓冲存储器等。

按存储媒体分类,存储器可以分为半导体存储器、磁表面存储器

底和光存储器等。

V半导体存储器可分为动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存

®取存储器(SRAM)、视频随机存取存储器(VRAM)等。半导体存储器也

牒可用来作只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦编程只

|读存储器(EPROM)、电可擦编程只读存储器(EEPROM)、快可擦编程只

照读存储器(FlashEPROM)o

R'常用的磁表面存储器有磁带存储器和磁盘存储器。磁盘存储器

可分为硬磁盘存储器和软磁盘存储器。

j光存储器可分为只读型光(CD-ROM)存储器、一写多读(WORM)光

」存储器和可擦光存储器等。

2.2.3存储器与磁盘阵列LanZhou.管会生

2.数据存储单位

在计算机内部，数据是以二进制的形式存储和运算的。

数据存储单伍:伍、字节、字、机器字反

KB(Kilobytes)1KB=1024BC210J

MB(Megabytes)1MB=1024KB(220)

GB(Gigabytes)1GB=1024MB(23。)

TB(Terabytes)1TB=1024GB己40)

PB(Patabytes)1PB=1024TBC250J

EB(Exabytes)1EB=1024PBC260J

2.2.3存储器与磁盘阵列LanZhou.管会生

3.内存1诸器具有记忆功能，能把各种信息存储起来，是微型计算机的

主要工作存储区，待执行的程序和数据必须先从外存储器送入内存储器后才

能执行，CPU可直接访问内存储器中的每个单元。

微型计算机的内存储器包括RAM和ROM两部分

ROM用于存放内容不变的信息，如:引导

程序、自检程序等，在出厂时就已

装入;ROM中的信息只能读出不能改变，

故称其为只读存储器;ROM中的信息是用

电路的结构来表示的，断电后信息不会丢失。

RAM用于存放现场程序和数据;RAM中的内容可随时

按地址进行存、取;因为RAM中的信息是由电路的状态表示的，

所以断电后信息一般会立即丢失，故在录人和编辑过程中应经常存盘,

以免因故障或断电而造成信息丢失。

y

翦也金学信息学院

2.2.3存储器与磁盘阵列LanZhou.University管会生

■

81

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L

4.外部存储器（辅存）

（1）软盘（2）硬盘（3）光盘

磁盘概念简介■»LanZhou.管会生

图磁道(cylinders)0石密道.

中存有文件分配表(FAT)(\

信息H

图扇区(Sectors,512字节)，

图簇(Cluster)一个磁道上2

的一个或更多扇区组合成力

一个簇，簇是DOS用来存储1

磁盘结构及磁道扇区划分文件信息的最小单位。<

5口寸软盘的结构

读/写保护口

轴空

索引空

磁头

读/写窗口

7

口寸软盘的结构

3LcnZhoitUnimy管会生

翦/上？信息学院

3口寸软盘的容量LanZhou.University管会生

容量二磁盘面数X磁道数/面X扇区数/磁道X字节数/扇区

容量=2x80x18x512(字节)

1474560(字节B)

1440(KB)

1.44(MB)

硬瘵的结构LanZhou.UnisHy管会生

柱面

扇区

柱面、磁头、扇区

唯一确切的扇区：

0柱面、1磁头、12扇区

硬盘容量二磁头数X柱面数X扇区数X512B

2.2.3褥储器与磁盘阵列首会生

5.存储体系结构

（1）DAS（直接连接存储）

（2）NAS（网络附加存储）

（3）SAN（存储区域网络）

6.磁盘阵列

磁盘阵列（MagneticDiskArray）用多台磁盘存储器组成的|

快速大容量的外存储子系统。在阵列控制器的组织管理下，能

实现数据的并行、交叉或单独存储操作。

阵列控制器一般由微处理器、高速缓冲存储器、接口等组成。

盘阵列是并行处理技术在外存储器子系统中的卓越应用，它巧妙地处理了速度、容量

,和成本之间的关系。虽然近年来有很大发展，有多种商品进入市场，但尚存在一些理论

,与实际问题有待解决。这些问题主要是，小量数据写入时的效率，与计算机系统连接的

14并行性，大量（例如1000台）磁盘（或光盘）存储器的阵列构造等。

2.2.4输入燃备与输出燃备LanZhou.管会生

1.输入设备

输入设备用于将人们要告诉计算机的信息，如数据、命令等转

换成计算机所能接受的电信号。输入设备主要包括：键盘、鼠标、

扫描仪、光笔、数字化仪、条形码阅读器、数字摄像机、数码像

机、麦克风、触摸屏等。

2.输出设备

计算机产生的结果用输出设备送出。把从存储器取出的电信号］

转换为其他形式输出，如显示在屏幕上或打印到纸上。常见的输'

出设备包括：屏幕显示设备、打印机、绘图仪等。屏幕显示设备

用于显示输出各种数据。显示器主要有阴极射线管（CRT）和液

晶显示（LCD）以及等离子体显示（PDP）三种类型。液晶显示器

是目前的主流产品。

2.3计算机操作系统LanZhou.管会生

操作系统(OS：OperatingSystem)是最基本

、最重要的系统软件。它负责管理计算机系统的各

种硬件资源。例如：CPU、内存、磁盘空间、外部

设备等。并且负责解释用户对机器的管理命令，使

它转换为机器实际的操作。

每一台微机都要有一个功能强大的操作系统来管

理它的运行。一个功能强大的操作系统可以提供用

户需要的各种应用程序，管理其它软件的运行。OS

是附在计算机硬件上的第一层软件，是用户与硬件

联系的接口。

操作系统的分类与并行系统软件|［一2±管会生

1.操作系统的分类

(1)按操作系统运行的环境分类

有实时操作系统、分时操作系统和批处理操作系统。

(2)按管理用户数量分类

有单用户操作系统和多用户操作系统。

(3)按同时管理的作业数分类

有单任务操作系统与多任务操作系统。

(4)按与用户交互界面的形式分类

有字符命令界面操作系统和视窗图形界面操作系统。

(5)按使用范围分类

有个人计算机操作系统和网络操作系统。

2.3.1操作系统的分类与并行系统软件北:意第普

]—、|胤

2.并行系统软件彳

并行计算机的效率在很大程度上取决于并行系统软件。夕

家并行操作系统（对多个处理机进行自动的任务调4

1度，使互不相关的资源同时工作），

置并行编程（包括共享变量、消息传递、数据并行、不

u面向对象、函数式与逻辑程序等）2

g并行语言的编译（如编译指导或宏处理）4

林并行编程环境（包括各种软件编程工具与支撑系统）彳

■

\I.

2.3.2Windows>Linux和UnixLanZhou.管会生

1.Windows操作系统

Windows提供了支持多道程序运行的窗口操作环境。该系统

是由美国Microsoft公司开发的。

2.linux操作系统

linux是由芬兰科学家LinusTorvalds于1991年编写的一个

操作系统内核。当时他还是芬兰赫尔辛基大学计算机系的学生。

linux把这个系统放在Internet上，允许自由下载，许多人对

这个系统进行改进、扩充、完善，并做出了关键性的贡献。计

算机的许多大公司如IBM、Intel>Oracle>Sun、Compaq等都

大力支持linux操作系统。linux是一种和国际上流行的Unix同

类的操作系统。但是Unix是商品软件，而linux则是一种自由

软件。它是遵循GNU组织倡导的generalpubliclicence(GPL)

规则而开发的，其源代码可以免费向一般公众提供。

2.3.2Windows>Linux和UnixLanZhou.管会生

3.Unix操作系统

UNIX是一种通用的、多用户交互式分时操作系

统。它是目前使用广泛、影响较大的主流操作系统

之一。由于它结构简练，功能强大，而且具有移植

性好，兼容性较强以及伸缩性和互操作性强等特色,

故被认为是操作系统的经典。

2.4计算机中数据的表示属转换LanZhou.University管会生

2.4.1n进制数的基数与权

2.4.2四种进制数之间的相互转换

2.4.3字符的二进制编码

■■■/司物上¥信息学限

2.4.1n进制数的基数与权£ajiZhou.管会生

信息的褥储单位

口位(bit)：度量数据的最小单位

字节(Byte):最常用的基本单位

IIIIIII口

0010101

=27+24+22+2°=149

翦阻金学信息学院

各进位制数的对应关系LanZhou.University管会生

表2.2各进位制数的对应关系

十进制二进制八进制十六进制

0000000

1000111

2001022

3001133

4010044

5010155

6011066

7011177

810001081

91001119

10101012A

11101113B

12110014C

13110115D

14111016E

15111117F

16100002010

二进制概念

为什么在计算机中必须使用二进

制数,而不能用常用的十进制数？

原因就一条——易于实现和运算

具体点说：

①易于物理实现

②运算规则简单

③机器可靠性高

④易于逻辑运算

计算机的语言——二进制

£信息复制的精确性

态运算规则简单(R(

£电子线路制造计算机成为可能

•,，我认识她已有111年了。

N进制的概念LanZhou.管会生

基数与权：

用某数据后跟字母B、0、D、H来分别表示该数据是

二进制数、八进制数、十进制数、十六进制数

三个概念：

基数、N进制、位权

位权：对于多位数，处在某一位上的“产所表示的数值

的大小就称为位权，一般情况下，对于R进制数，

整数部分第i位的位权为Ri,而小数部分第j位的

位权为RT

四种进制数：

二进制数、八进制数、十进制数、十六进制数

■■■/司物上¥信息学限

N进制的概念£ajiZhou.管会生

“逢N进一，借一当N”

十进制N=10,可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

二进制N=2,可使用0,1

八进制可彳吏用0,1,2,3,4,5,6,7

十六进制N=16,可使用0,……,9,A,B,C,D,E,F

2.4.2四种进制数之间的相互转换||七二蹩

1.十进制数转换为非十进制数；

转换规则：整数部分转换采用“除基取余

法，即转换中除以基数（2、8或16）取余数，直

到商为0,最后得到的余数倒序读出，即为结

果。小数部分转换采用“乘基取整”法，即转

换中采用乘基数（2、8或16）取整数，直到小数

部分的位数达到所要求的精度时为止。注意，

由于无限小数的存在，不能要求“直到小数部

分等于0%最后得到的整数顺序读出，即为结

I果。

翦也金学信息举院

例：149.6875D=10010101.1011BLanZhou.University管会生

十进制整数

余

余

余

余

余

余

余

余

十进制小数

整数

0.6875

X2最高位最高位最低位

1.3750

X2

0.7500

X2

15000

X2

10000Ml

最低位

2.4.2四种进制数之间的相互转换||二第鲁

2,二进制、八进制数之间的相互转换

转换规则：

由于八进制数的1位数相当于二进制

数的3位数，因此，从八进制数转换成二

进制数，只需以小数点为界，整数部分

向左，小数部分向右，将每位八进制数

用相应的3位二进制数取代，即可分别转

换成二进制的整数和小数。注意，无论

是向左还是向右，最后不足3位二进制数

时都用零补足3位。同理，可以将二进制

数转换为相应的八进制数。

4.2四种进制数之间的相互转换||盅/鳖

3,二进制、十六进制数之间的相互转换

转换规则：

由于十六进制数的1位数相当于二进制的

4位数，因此，从十六进制数转换成二进制数

时，只需以小数点为界，整数部分向左，小

数部分向右，每位十六进制数用相应的4位二

进制数取代，即可分别转换成二进制的整数

和小数。无论是向左还是向右，最后不足4位

时都用零补足4位。同理，可以将二进制数转

换为相应的十六进制数。

翦也金学信息学院

2.4.2四种进制数之间的相互转换■»LanZhou.University管会生

以小数点为界，以小数点为界,

整数部分向左，小数整数部分向左，小数

部分向右，将每位八部分向右，将每位十

进制数用相应的3位六进制数用相应的4

二进制数取代，即可位二进制数取代，即

分别转换成二进制的可分别转换成二进制

整数和小数；同理可的整数和小数；同理

将二进制数转换成相可将二进制数转换成

应的八进制数相应的十六进制数

■仑是向左还是向右，最后不足位数都用零补足

翦阻金学信息学院

四种进制数之间的相互转换*LanZhou.University管会生

把747.6560转换成二进制数。

747:-65，60

111100111•110101110B

即：747.6560=111100111.110101110B

把1101111100011.100101111B转换成八进制数

001101111100011・100101111B

jjj।j

15743-4570

即：1101111100011.100101111B=15743.4570

把1101111100011.10010111011B转换成十六进制数。

000。10C111100011-100101110110B

,Jr.]JfJr.]Jr,JfJr

1BE3-976H

BP：1101111100011.10010111011B=1BE3.976H

.3字符的二进制编码ILajiZhou.UnaMsity管会生

•ASCII码是美国信息交换标准码(American4

StandardCodeforInformationInterchange)

•ASCII采用7位编码，可表示128个字符1

•ASCII的每个编码占用一个字节，7

最高位(左边第1位)为。力

•扩展的ASCII码称为ASCII-8,是8位码，I

可表示256个字符[

•ASCII码有62个字母数字和33个可印刷字符J

•ASCII码有33个控制符，这些控制符大多不可显示彳

•ASCII码中：，

数字字符编码V大写字母编码V小写字母编码2

司锹，4信息学院

2.4.3字符的二进制编码LanZhou.管会生

表2.37位ASCII码

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2.4.3字符的二进制编码