第1章 信息技术基础

第一章信息技术contents目录一.

计算机的产生与发展二.

计算机分类及应用三.

计算机的发展趋势四.计算机系统概述五.计算机中数据的表示六.计算机网络七.信息技术PART11.1计算机的产生与发展1.1计算机的产生与发展算盘

算盘是我国东汉时期被称为“算圣”的天文学家和数学家刘洪发明的一种简便计算工具，珠算始于汉代，至宋走向成熟，元明达于兴盛，清代以来在中国全国范围内普遍流传。明代以后，中国珠算传到日本、朝鲜、东南亚各国，后又逐渐流行于美洲。16世纪时还传播到周边国家和地区，对其经济、文化和科学技术的发展起到了推动作用。1.1计算机的产生与发展19世纪初，英国数学家查尔斯·巴贝奇率先在计算工具结构上采用了三个具有现代化意义的装置：存储装置、运算装置以及控制装置。由于技术落后，致使这部以齿轮为元件、以蒸汽为动力的差分机未能制成，但其超越了当时的时代的先进设计思想仍旧给了后人很大的启示。第二次世界大战时期，由于军事的需要，在1946年2月15日，世界上第一台计算机——电子数值积分式计算机诞生了，名叫ENIAC(埃尼阿克)。1994年12月，美国Intel公司宣布研制成功世界上最快的超级计算机，它每秒可进行3280亿次加法运算（是第一台电子计算机的6600万倍）。1.1计算机的产生与发展2017年6月19日最新全球超级计算机500强榜单正式出炉，中国“神威·太湖之光”夺得冠军以峰值性能为12.5亿亿次/秒，持续性能为9.3亿亿次/秒，再次刷新全球最快的计算机纪录。2023年，最新全球超级计算机500强榜单，中国共有162台计算机入围总榜单，数量稳居世界第一，充分体现了我国的科技实力。1958年8月1日我国第一台电子计算机诞生。1964年我国第一台自行设计的大型通用数字电子管计算机研制成功。到1970年初期我国陆续推出大、中、小型采用集成电路的第三代计算机。1983年在国防科技大学研发成功的银河-I巨型机以每秒亿次的计算速度成为了我国高速计算机研制的一个重要里程碑。1.1计算机的产生与发展计算机的发展历程发展阶段计算机名时间段特点第一代电子管计算机1946年-1958年体积大、耗电大、可靠性差、价格昂贵、维修复杂速度慢、存储量小第二代晶体管计算机1958年-1964年计算机的体积大大缩小，耗电减少，可靠性提高，性能比第一代计算机有很大的提高第三代中小规模集成电路计算机1965年-1970年计算机变得更小，功耗更低，速度更快第四代大、超大规模集成电路计算机1971至今计算机的逻辑元件为大规模或超大规模集成电路，主存储器为半导体存储器，性价比更高，体积更小

1.1计算机的产生与发展3．我国的电子计算机发展历程1958年8月1日我国第一台电子计算机诞生。1964年我国第一台自行设计的大型通用数字电子管计算机研制成功。1974年，清华大学研制成功采用集成电路的DJS-130小型计算机。1983年在国防科技大学研发成功的银河-I巨型机。1995年，曙光公司推出了国内第一台具有大规模并行处理机(MPP)结构的并行机曙光1000(含36个处理机)。2003年，百万亿次数据处理超级服务器曙光4000L通过国家验收，再一次刷新国产超级服务器的历史纪录，使得国产高性能产业再上新台阶。2017年，新一期全球超级计算机500强榜单发布，中国超级计算机“神威·太湖之光”和“天河二号”连续第四次分列冠亚军。2023年，最新全球超级计算机500强榜单，中国共有162台计算机入围总榜单，数量稳居世界第一，充分体现了我国的科技实力。PART21.2计算机的分类及应用1.2.1

计算机的分类1.2.2

计算机的应用1.2计算机的分类与应用1.2.1计算机的分类根据用途和适用领域专用计算机通用计算机按规模分类巨型计算机大型机小型计算机微型计算机工作站1.2计算机的分类与应用按照工作原理分类数字计算机模拟计算机混合计算机1.2计算机的分类与应用1.2.2计算机的应用科学计算数据处理电子商务过程控制科学计算也称为数值计算，通常指用于完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。数据处理也称为非数值计算，是指对大量的数据进行加工处理，例如统计分析、合并、分类等。信息处理是计算机的一个重要应用方面。电子商务是指利用计算机和网络进行的新型商务活动。过程控制指用计算机实时采集检测数据，按最佳值迅速地对控制对象进行自动控制或自动调节，从而大大提高自动化控制水平并保证控制的及时性和准确性。1.2计算机的分类与应用计算机辅助系统计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，CAD）就是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。多媒体技术多媒体技术是以计算机技术为核心，将现代声像技术和通信技术融为一体，能够对文本、图形、图像、声音、视频等多种媒体信息进行存储、传送和处理的综合性技术。虚拟现实虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境。人工智能人工智能是指用计算机来模拟人类的智能,使计算机具有诸如感知、判断、理解的功能。网络应用计算机技术与现代通信技术的结合构成了计算机网络。PART31.3计算机的发展趋势1.3.1计算机的发展方向1.3.2新一代计算机1.3计算机的发展趋势1.3.1计算机的发展方向

进入21世纪以来，世界计算机技术的发展更为迅速，产品不断升级换代。未来的计算机将面向“巨”（巨型化）、“微”（微小化）、“网”（计算机网络化）、“智”（计算机智能化）、“多”（多媒体计算机）的方向发展。1.3计算机的发展趋势1.3.2新一代计算机光子计算机生物计算机量子计算机超导计算机DNA计算机模糊计算机神经计算机PART41.4计算机系统概述1.4.1

计算机硬件1.4.2计算机软件1.4.3计算机的主要性能指标1.4.4计算机的工作原理1.4计算机系统概述计算机系统计算机硬件计算机软件CPU运算器控制器存储器随机存储器只读存储器输入设备输出设备系统软件应用软件操作系统语言编译解释系统服务性程序

一个完整的计算机系统，应当包括两大部分，即硬件系统和软件系统。1.4计算机系统概述

计算机硬件系统，是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备构成，是指构成计算机的物理设备，即由机械、光、电、磁器件构成的具有计算、控制、存储、输入和输出功能的实体部件。

软件系统是指管理计算机的硬件资源、控制计算机运行的程序、命令、指令、数据等。1.4.1计算机硬件1.4计算机系统的概述

运算器控制器

计算机中的运算器是一个用于信息加工的部件，运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。控制器由程序计数器（PC）、指令寄存器（IP）、指令译码器（ID）、时序控制电路以及微操作控制电路等组成。存储器存储器是用来存放指令和数据的部件，分为内存储器和外存储器。内存储器又称主存储器，一般由半导体器件构成，通过电路和CPU相联接，

它的存取速度快，但容量相对较小。输入输出设备输入输出设备是实现人与计算机之间相互联系的部件。其主要功能是实现人机对话、输入与输出以及各种形式的数据变换等。1.4计算机系统概述

常见的计算机系统硬件设备

（1）主板（Motherboard）：又称主机板、系统板、逻辑板、母板、底板等，是构成复杂电子系统例如电子计算机的中心或者主电路板，主板是计算机最重要的一个组成部分，是其他硬件设备的平台。如图2-2所示：1.4计算机系统概述

（2）中央处理器（CentralProcessingUnit，简称CPU）：中央处理器是一个体积不大而集成度非常高、功能强大的芯片，也称为微处理器（MicroProcessorUnit，简称MPU），是微型机的核心，中央处理器主要包括运算器和控制器两大部件。

中央处理器如图2-3奔腾四处理器所示：1.4计算机系统概述

（3）内存储器(Memory)：也被称为内存，是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。内存储器的技术指标主要有：存储容量、存取周期、读写时间等。按照内存的工作原理，可分为：随机存储器（RAM），只读存储器（ROM），以及高速缓存（CACHE）。常见的内存如图2-4所示：图1-9内存1.4计算机系统概述(4)外存储设备：在计算机系统中，除了有主存外，一般还有外存储器，用于存储暂时不用的程序和数据。

软磁盘存储器是过去常见的外存储设备现已基本淘汰，当前流行的外存储设备主要有以下几种：硬盘：如图2-5所示：

光盘、U盘：如图2-6所示：1.4计算机系统概述(5)总线系统：微机各功能部件相互传输数据时，需要有连接它们的通道，这些公共通道就称为总线（BUS）。CPU本身也由若干个部件组成，这些部件之间也是通过总线连接。总线从功能上分为数据总线（DB）、地址总线（AB）、控制总线。(6)接口：两个部件之间的交接部件称为接口，或称为界面。这里的部件即可以指硬件，也可以指软件。龙芯3号研制成功摆脱西方芯片垄断2022年11月，龙芯中科（龙芯研发团队）宣布，龙芯3号最新一代中央处理器（龙芯3A6000）如图1-8所示，将于2023年上半年做出样片。该芯片采用完全自研的核心架构，以成熟工艺生产芯片，达到了主流PC处理器的水平，这对于美国垄断的中央处理器行业无疑是相当大的冲击，美国在芯片行业的垄断也将因此被打破。龙芯3号研制成功摆脱西方芯片垄断龙芯中科的前身是中科院成立的龙芯课题组，2001年由课题组转型成立公司，企业成立之初团队立下两大原则：1、不接受海外资本参与；2、核心技术必须独立自主！这是一支名副其实的“国家队”！经过多年探索，围绕龙芯形成了包括近千家企业的产业链，基于龙芯的信息产业体系慢慢形成。目前，已有数万人在龙芯的软硬件生态上做开发，龙芯不仅应用于政企办公设备，在工业控制、石油勘探等民用领域也能见到它的身影。1.4计算机系统概述

1.4.2计算机软件1．系统软件

广义地讲，软件是指系统中的程序以及开发、使用和维护程序所需要的所有文档的集合。通常，把没有安装任何软件的计算机称为硬件计算机或者裸机（BareMachine）。只有装了软件系统的计算机才能称为完整的计算机系统。系统软件（SystemSoftware）是指所有能支持用户运行自己的应用软件的的基础软件，是管理、监控和维护计算机资源的软件。1.4计算机系统概述⑤文件管理操作系统是一个庞大的管理控制程序，它大致包括如下5个管理功能：①进程与处理机调度②作业管理③存储管理④设备管理

操作系统的种类有很多，目前主流的大概有Windows系列操作系统、Unix类操作系统、Linux类操作系统、Mac操作系统四种。（1）操作系统(OperatingSystem,OS)1.4计算机系统概述（2）语言处理系统

计算机语言又称程序设计语言，是计算机与用户之间进行相互交流的介质，也是开发计算机软件的重要工具。程序设计语言处理系统随被处理的语言及其处理方法和处理过程的不同而异。一般来说，计算机语言分为三类，即机器语言，汇编语言和高级语言。其中，机器语言和汇编语言又称低级语言。

（3）数据库管理系统

数据库是以一定的组织方式存储起来的、具有相关性的数据的集合。数据库管理系统是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库，简称DBMS。机器语言汇编语言高级语言1.4计算机系统概述2．应用软件（ApplitionSoftware）

应用软件是指为针对用户的某种应用目的所撰写的软件。常见的应用程序有用户程序、杀毒软件、计算机辅助软件、实时控制软件、数据压缩软件、数据备份与恢复软件等。用户程序杀毒软件

用户程序是用户为了解决特定的具体问题而开发的软件。编制用户程序应充分利用计算机系统的种种现成软件，在系统软件和应用软件包的支持下可以更加方便、有效地研制用户专用程序。

国内称为杀毒软件，后来由于和世界反病毒业接轨统称为“反病毒软件(Anti-virusSoftware)”或“安全防护软件(Safe-defendSoftware)”，近年来陆续出现了集成防火墙的“互联网安全套装”、“全功能安全套装”等。1.4计算机系统概述计算机辅助软件

利用计算机的某些特点为人类从事的工作提供辅助的软件称为计算机辅助软件。实时控制软件

实时控制系统是指能对受控对象的状态保持连续监控，对状态的变化趋势迅速作出判断，并在这种变化尚未超越正常范围的情况下实时控制响应的系统。1.4计算机系统概述字长运算速度

CPU在一个时间单元内一次性能够直接处理的二进制数据位数，在其他指标相同时，字长越大计算机处理数据的速度就越快，它直接关系到计算机处理数据的能力。

运算速度是衡量计算机性能的一项重要指标，它是指计算机每秒中所能执行的指令条数，一般用MIPS为单位，读作“百万条指令／秒”。

1.4.3计算机的主要性能指标1.4计算机系统概述主频主频是指微型计算机CPU在单位时间（1秒）内所产生的脉冲个数，又称为CPU时钟频率，单位是GHz。外频

外频是指系统总线的工作频率，也是各种外部设备如主板、硬盘、显卡等的工作频率。由于内存速度、主板速度大大低于CPU的运行速度，为了能够与内存、主板等保持一致，CPU在与外部设备通信时只好降低自己的速度，这就是外频。倍频倍频是CPU的主频与外频之间的一个比值。即：主频=外频×倍频。主存容量主存容量是指主存储器能够存储信息的总字节数，它反映了内存储器存储数据的能力。外存储器的容量外存储器容量通常是指硬盘容量（包括内置硬盘和移动硬盘）。1.4计算机系统概述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.指令在存储器中按执行顺序存放，由指令计数器指明要执行的指令所在的单元。4.具备运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5个基本部分。

1.4.4计算机的工作原理1.4

计算机系统概述输入设备控制器存储器运算器输出设备程序命令请求命令命令请求结果指令地址结果数据

计算机系统的各个部件能够有条不紊地协调工作，全部是在控制器的控制下完成的。PART51.5计算机中数据的表示1.5.1

进位计数制1.5.2不同进制间的转换1.5.3数值在计算机中的表示1.5.4字符在计算机中的表示1.5计算机中数据的表示1.二进制技术实现简单2.二进制运算规则简单3.二进制便于逻辑判断（是或非）4.抗干扰能力强，可靠性高5.二进制数与十进制数之间的转换相当容易6.通用性强冯诺伊曼提出了用二进制存储程序数据的想法。为什么计算机用二进制数来处理各种信息更好呢？1.5计算机中数据的表示1.5.1进位计数制

1.数码：数制中表示基本数值大小的不同数字符号。

2.基数：是进位计数制的基本内容定义的一个标准量，以此标准量来进行进位或借位运算，它的大小是所使用数码的个数。3.位权：数制中某一位上数子符号所表示数值的大小（所处位置的价值），以基数为底，以某一数字所在位置的序号为指数的幂，称为该数字在该位置的权。

数制也称计数制，即表示数的方法，是指用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法，按进位的原则进行计数的数制称为进位计数制。

任何一个数制都包含三个基本要素：数码、基数和位权。1.5计算机中数据的表示1.5.2不同进制间的转换

数制转换是指将一个数从一种进位制转换成另一种进位制。1.将N进制数转换成十进制数：使用位权法按权展开。只需将N进制数表示成按权展开式，并按十进制运算法则进行计算，所得结果即为该数对应的十进制数。例如二进制转换为十进制：（101.1）2=1*22+0*21+1*20+1*2-1=4+0+1+0.5=5.51.5计算机中数据的表示（532.1）8=5*82+3*81+2*80+1*8-1=5*64+3*8+2*1+0.125=（346.125）10

八进制转换为十进制：（532.1）16=5*162+3*161+2*160+1*16-1=(1330.0625)10十六进制转换为十进制：1.5计算机中数据的表示

将一个十进制数转换成二、八、十六进制数，其整数部分与小数部分必须分别遵守不同的转换规则。即：整数部分：除基数取余数，得到的余数序列取逆序。小数部分：乘基数取整数，得到的整数序列取顺序。2.十进制数转换为N进制数

1.5计算机中数据的表示

商为0，整数部分转换结束。

将先得出的余数放在低位，后得出的余数放在高位，即可得出所求二进制的整数部分为（1100）212/2=6…………取出余数06/2=3…………

取出余数

03/2=1…………

取出余数11/2=0…………取出余数

1向上按逆序取余数（1）将十进制数12.375转换为二进制数。

整数部分：除二取余数的逆序排列。

小数部分：乘二取整数，顺序排列。1.5计算机中数据的表示0.375×2=0.75…………取出整数00.75×2=1.5…………取出整数10.5×2=1.0…………取出整数1向下按顺序取整数取整后为０，转换结束。将先得出的整数放在高位，后得出的整数放在低位，即可得出二进制的小数部分为（0.011）2整数部分与小数部分连接起来，可得：（12.375）10=（1100.011）2

商为0，整数部分转换结束。将先得出的余数放在低位，后得出的余数放在高位，即可得出所求的八进制的整数部分为（156）81.5计算机中数据的表示（2）将十进制数110.162109375转换为八进制数整数部分：除八取余数的逆序排列110/8=13…………取出余数613/8=1…………取出余数51/8=0…………取出余数1向上按逆序取余数

小数部分：乘八取整数，顺序排列

整数部分与小数部分连接起来，可得：（110.162109375）10=（156.123）8或表示为156.123O0.162109375×8=1.296875…………取出整数10.296875×8=2.375…………取出整数20.375×8=3.0…………取出整数3向下按顺序取整数

取整后为０，转换结束。将先得出的整数放在高位，后得出的整数放在低位，即可得出所求二进制的小数部分为(0.123)81.5计算机中数据的表示1.5计算机中数据的表示（3）将十进制数20换为十六进制数

整数部分：除十六取余数的逆序排列

商为0，整数部分转换结束。将先得出的余数放在低位，后得出的余数放在高位，即可得出所求的十六进制的整数部分为（14）1620/16=1…………取出余数41/16=0…………取出余数1向上按逆序取余数1.5计算机中数据的表示小数部分：乘十六取整，顺序排列

整数部分与小数部分连接起来，可得：（2010=（14.216）16或表示为20=14.216H016=2.0859375…………取出整数20.0859375×16=1.375…………取出整数10.375×16=6.0…………取出整数6向下按顺序取整数

取整后为０，转换结束。将先得出的整数放在高位，后得出的整数放在低位，即可得出所求十六进制的小数部分为(0.216)161.5计算机中数据的表示（4）将十进制数12转换为二进制数

只有整数部分，采用除二取余法

商为0，整数部分转换结束。将先得出的余数放在低位，后得出的余数放在高位，即可得出所求的八进制的整数部分为（1100）212/2=6…………取出余数06/2=3…………取出余数03/2=1…………取出余数11/2=0…………取出余数1向上按逆序取余数1.5计算机中数据的表示八进制数01234567二进制数0000010100111001011101113.二进制与八进制、十六进制之间的转换(1)二进制数与八进制数之间的转换

由于二进制数和八进制数之间存在特殊关系，即三位二进制数对应相应的一位八进制数，所以每位八进制数可用三位二进制数表达，对应关系如下列所示。1.5计算机中数据的表示

二进制数转换成八进制数：以小数点为界，分别往高、往低每3位为一组，最后不足3位时用0补充，再写出每组对应的八进制字符，即为相应八进制数。

例：将二进制数100101110.1转换成八进制数。添0补足三位即：(100101110.1)2=(456.4)8

100

4

101

5

1106

100..41.5计算机中数据的表示八进制数转换成二进制数：只需将每位八进制数用3位二进制数表示。例：将八进制数765.4转换成二进制数。即：(765.4)8=(111110101.100)2

7111611051014.100.1.5计算机中数据的表示(2)二进制数与十六进制数之间的转换

由于二进制数的每四位刚好对应于十六进制数的一位，所以每位十六进制数可用四位二进制数表达，对应关系如下表所示。十六进制数01234567二进制数00000001001000110100010101100111十六进制数89ABCDEF二进制数100010011010101111001101111011111.5计算机中数据的表示

例：将二进制数100111000010.011转换成十六进制数。添0补足四位

二进制数转换成十六进制数：以小数点为界，分别往高、往低每4位为一组，最后不足4位时用0补充，再写出每组对应的十六进制字符即可。即：(100111000010.0110)2=(9C2.6)16

1001

9

1100

C

00102

0110..61.5计算机中数据的表示

十六进制数转换成二进制数：只需将每位十六进制数用4位二进制数表示。由于八进制数、十六进制数与二进制数的转换很方便，因此，常用来作二进制数的缩写。例：将十六进制数FC6.E转换成二进制数。即：(FC6.E)16=(111111000110.1110)2F1111C1100

60110

E.1110.1.5计算机中数据的表示

1.5.3数值在计算机中的表示1.存储单位

位（bit）：位也称为比特，记作bit或b，是电子计算机中最小的数据单位，一个bit可以有两种状态，即0或1

字节（Byte）：字节记作Byte或B，字节是计算机中信息存储的最小单位，与长度的m、质量的g等基本单位相同。字节是信息储存中最常用的单位。

字（Word）：两个字节（Byte）构成一个“字”（Word）。1.5计算机中数据的表示2．原码、反码和补码经过对比上面的例子可知，其最高位为0表示该数值是正数，反之为1表示该数值为负数，有效值部分则用二进制数绝对值表示。注意在原码表示法中0有两种表示方法：[+0]原=00000000，[-0]原=10000000原码：将给定的数的按照其绝对值的大小转换为二进制数，将符号位（二进制数的最高位）“0”表示正数，符号位为“1”表示负数，这样得到的数的二进制表示法称为原码表示法。例如：[+11]原=00001011，[-11]原=100010111.5计算机中数据的表示2．原码、反码和补码由上例对比可知：正数的反码与其原码相同，负数的反码是该数的绝对值所对应的二进制数按位求反。反码：正数、负数的反码的表示方法有一点区别，正数的反码与原码相同，负数的反码符号位为1，其他位是在原码的基础上按位取反。反码是一种中间过渡码，其主要是为了计算补码做铺垫。例如：[+11]反=00001011，[-11]反=111101001.5计算机中数据的表示2．原码、反码和补码补码表示法中数值0有唯一的表示方法：[+0]补＝[−0]补＝00000000补码：一个正数的补码与其原码相同，而负数的补码是将反码加1。也就是说，要得到一个负数的补码，要先得到反码，再将反码加上1，所得数称为补码。例如：[+11]补=00001011，[-11]补=111101011.5计算机中数据的表示

（1）定点整数与定点小数定点数是小数点固定的数。在计算机中没有专门表示小数点的位，小数点的位置是约定默认的。一般小数点固定在机器数的最低位之后的方式常用于表示整数。称为定点整数。3.定点数与浮点数0000000011101011例如：计算机中定点数的字长为两个字节，假设定点整数在机器中存储的实际二进制数为：0000000011101011，其表示的十进制数值为：+235，其定点表示如下：符号位约定小数点的位置1.5计算机中数据的表示如果小数点固定在符号位之后，最高数值位之前，常用以表示绝对值小于l的纯小数。称为定点小数，例如：计算机中定点数的字长为两个字节，假设定点小数数在机器中存储的实际二进制数为：+0.625，其定点表示如下所示：0.101000000000000符号位约定小数点的位置1.5计算机中数据的表示（2）浮点数

计算机中实数一般用浮点数表示，因为阶码的大小不固定，所以称浮点数。一般浮点数的存放形式：阶符阶码数符尾数

数值=尾数×2的阶码次方（尾数与阶码可为正可为负，正负号存储在阶符与数符中）在浮点数表示中，数符和阶码都各占一位，阶码是定点整数，阶码的位数决定了表示数的范围，尾数是定点小数，尾数的位数决定了数的精度，在不同字长的计算机中，浮点数的字长不同，一般为两个或者四个机器字长。1.5计算机中数据的表示

计算机中的运算效率的区别:一般说来，定点数的运算在计算机中实现起来比较简单，效率较高；而浮点数的运算在计算机中实现起来比较复杂，效率相对较低。

定点数与浮点数的比较：

小数点位置的区别：浮点数和定点数的区别就在于浮点和定点上，点就是指小数点。浮点数就是小数点是浮动的，定点数就是小数点是固定不动的。

数值的表示范围

：浮点表示法所能表示的数值范围将远远大于定点表示法

。精度:字长相同的定点数与浮点数，浮点数扩大了数的表示范围，但精度降低。数的运算:浮点运算要比定点运算复杂。1.5计算机中数据的表示

（1）美国信息交换标准代码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange，ASCII），是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，主要用于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。1.5.4字符在计算机中的表示

字符的字符数据在计算机中是用二进制数表示的，每个字符对应一个二进制数，称为二进制编码。字符编码（CharacterCode）在不同的计算机上应是一致的，这样便于数据的交流与交换。1.字符编码1.5计算机中数据的表示A4A3A2A1A7A6A50000010100111001011101110000NULDLE空格0@P、p0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2"2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB'7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*:JZjz1011VTESC+;K[k{1100FFFS,<

L\l|1101CRGS-=M]m}1110SORS.(点号)>

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（3）Unicode：是一种国际的标准标准编码，它的出现是为了解决传统字符编码的局限性。

(4).UTF-8。UTF-8是一种变长的编码方式。它可以使用1~4个字节表示一个符号，根据不同的符号而变化字节长度。1.5计算机中数据的表示（2）扩展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，国际标准化组织又制定了ISO2022标准，它规定了在保持与ISO646兼容的前提下将ASCII字符集扩充为8位代码的统一方法。2.汉字编码

汉字存储时都使用两个字节来储存，国标码是汉字的国家标准编码，目前主要有GB2312、GBK、GB18030三种。（1）国标码1.5计算机中数据的表示

（2）汉字机内码

汉字机内码，又称“汉字ASCII码”，简称“内码”，是在设备和信息处理系统内部存储、处理、传输汉字用的一种代码。（3）汉字输入码1.5计算机中数据的表示

为了将汉字在显示器或打印机上输出，就需要用到汉字的显示字库。用于显示的字库叫显示字库。（4）汉字字形码

无论是区位码或国标码都不利于输入汉字，为方便汉字的输入而制定的汉字编码，称为汉字输入码常见的输入法有以下几类：④自然码、智能ABC等使用的是按汉字的音、形结合形成的编码又称音形码；①区位码使用的是按汉字的排列顺序形成的编码又称流水码；②全拼、简拼、双拼等使用的是按汉字的读音形成的编码又称音码；③五笔字型、郑码等使用的是按汉字的字形形成的编码又称形码）；PART61.6

计算机网络1.6.1

计算机网络的类型1.6.2计算机网络的拓扑结构1.6.3常用网络设备和传输介质1.6.4互联网基础1.6.5互联网的主要功能1.6.6互联网的物理结构与工作模式1.6.7

IP地址与域名1.6计算机网络计算机网络概述计算机网络技术是当今信息社会的重要支柱，尤其是以互联网为核心的信息高速公路已经成为人们交流信息的重要途径。目前计算机网络在全世界范围内迅猛发展，它已成为衡量一个国家现代化程度的重要标志之一，它的应用渗透到社会的各个领域。借助计算机网络，人们可以实现信息的交换和共享.1.6计算机网络1.6.1计算机网络的类型1．按网络覆盖的地理范围分类按网络覆盖的地理范围分类是最常用的分类方法。按照网络覆盖的地理范围的大小，可以把计算机网络分为局域网、城域网和广域网3种类型。2．按网络的拓扑结构分类按网络的拓扑结构，可以将网络分为总线型网络、星形网络、环形网络和混合形网络。1.6计算机网络3．按网络协议分类根据使用的网络协议，可以将网络分为使用IEEE802.3标准协议的以太网（Ethernet），使用IEEE802.5标准协议的令牌环网(TokenRing)。另外，还有FDDI网、ATM(AsynchronousTransferMode，非同步传输方式）网、X.25网、TCP/IP网等。4．按传输介质分类根据网络使用的传输介质，可以将网络分为双绞线网络、同轴电缆网络、光纤网络、无线网络（以无线电波为传输介质）和卫星数据通信网（通过卫星进行数据通信）等。5．按通信方式分类

根据所使用的数据通信方式，可以将网络分为广播式网络和点到点网络。1.6计算机网络1.6.2计算机网络的拓扑结构1．总线型结构总线型结构采用一条单根的通信线路（总线）作为公共的传输通道，所有的节点都通过相应的接口直接连接到总线上，并通过总线进行数据传输。

总线型拓扑结构具有如下特点:(1)结构简单灵活，易于扩展；共享能力强，便于广播式传输。网络响应速度快，但负荷重时性能迅速下降；总线出现故障，将影响整个网络。易于安装，费用低。1.6计算机网络2．星形结构星形结构的每个节点都由一条点到点链路与中心节点（公用中心交换设备，如交换机等）相连。星形拓扑结构具有如下特点:结构简单，便于管理和维护；易实现结构化布线；结构易扩充，易升级。通信线路专用，电缆成本高。星形结构的网络由中心节点控制与管理，中心节点的可靠性基本上决定了整个网络的可靠性。中心节点负担重，易成为信息传输的瓶颈，且中心节点一旦出现故障，会导致全网瘫痪。1.6计算机网络3．环形结构环形结构是各个网络节点通过环接口连在一条首尾相接的闭合环形通信线路中。环形拓扑结构具有如下特点:在环形网络中，各工作站间无主从关系，结构简单；信息流在网络中沿环单向传递，延迟固定，实时性较好。两个节点之间仅有惟一的路径，简化了路径选择，但可扩充性差。可靠性差，任何线路或节点的故障，都有可能引起全网故障，且故障检测困难。1.6计算机网络4．混合形结构混合形结构是由以上几种拓扑结构混合而成的。如由星形结构与总线型结构结合成的混合形拓扑结构。此外，还有从星形结构演变而来的树形结构，从环形结构演变而来的网状结构。树形结构是各节点按一定的层次连接起来，形状像一棵倒置的树。网状结构是指将各网络节点互连成不规则的形状，每个节点至少与其他两个节点相连。1.6计算机网络1.6.3常用网络设备和传输介质1．计算机网络的常用设备

(1)中继器（Repeater）

中继器是一种放大模拟信号或数字信号的网络连接设备。1.6计算机网络（2）集线器（HUB）集线器又称为集中器或HUB，它提供网络设备之间的直接连接或多重连接。(3)交换机（Switch）交换（switching）是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。1.6计算机网络(4)路由器（Router）路由器是实现异种网络互连的设备。(5)服务器（Server）服务器是指提供服务的软件或硬件，或两者的结合体。(6)工作站（WorkStation）当一台计算机连接到网络上时，它就成为网络上的一个节点，又称为网络工作站或网络客户，简称工作站。1.6计算机网络2．计算机网络的传输介质(1)双绞线双绞线是两根相互绝缘的导线按一定距离绞合而成的，从而使外部的电磁干扰降到最低限。通常双绞线做成电缆形式（封装4对双绞线）。

1.6计算机网络

(2)同轴电缆

同轴电缆是局域网布线中较早使用的一种传输介质，近年来，随着以双绞线和光纤为主的标准化布线的推行，同轴电缆已逐渐退出大中型网络的布线。1.6计算机网络(3)光缆光缆又称光纤电缆。光纤是由非常透明的石英玻璃拉成细丝（光导纤维）做成图7-12所示为光纤结构示意图。1.6计算机网络1.6.5互联网的主要功能

1．共享资源

远程登录(Telnet)服务使用户可以通过网络共享计算机资源，包括硬件和软件资源。2．交流信息3．发布和获取信息Internet作为一种新的信息传播媒体，为人们提供了一种让外界了解自己的窗口。1.6计算机网络1.6.6互联网的物理结构与工作模式 1．互联网的物理结构

互联网的物理结构是指与连接互联网相关的网络通信设备之间的物理连接方式，即网络拓扑结构。1.6计算机网络2．互联网的工作模式

参与通信的计算机可以分为两类：一类是提供服务的程序，属于服务器；另一类是访问服务的程序，属于客户机。1.6计算机网络1.6.7IP地址与域名1．IP地址

（1）IP地址的概念

为了实现Internet上不同计算机之间的通信，除使用相同的通信协议TCP/IP之外，每台计算机都必须由授权单位分配一个区分于其他计算机的惟一地址，即IP地址。IP地址具有如下特