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1、1第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识 1.1 引言引言1.2 计算机系统的组成计算机系统的组成1.3 计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理1.4 微型计算机的基本组成微型计算机的基本组成1.5 计算机中的数制和编码系统计算机中的数制和编码系统1.6 多媒体计算机多媒体计算机第1页，共533页。21.1 计算机的发展计算机的发展 1.1.1 计算机的发展计算机的发展 1、什么是计算机、什么是计算机 定义：计算机是一种能快速而高效地完成信息处理的数定义：计算机是一种能快速而高效地完成信息处理的数字化电子设备，它能按照人们编写的程序对原始输入数据字化电子设备，它能按照人们编写的程序对原始输

2、入数据进行加工处理、存储或传送，以便获得所期望的输出信息进行加工处理、存储或传送，以便获得所期望的输出信息，从而利用这些信息来提高社会生产率并改善人民的生活，从而利用这些信息来提高社会生产率并改善人民的生活质量。质量。1946年，美国物理学家年，美国物理学家约翰约翰莫克利莫克利和工程师和工程师普雷斯伯普雷斯伯埃埃克特克特领导研制出了世界上第一台数字式电子计算机领导研制出了世界上第一台数字式电子计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator）第2页，共533页。5000次加法次加法/秒秒体重体重28吨吨占地占地170m218800只

3、电子管只电子管1500个继电器个继电器功率功率150KW第一台电子计算机第一台电子计算机ENIAC3第3页，共533页。41.1 计算机的发展计算机的发展 v 计算机发展的四个阶段 (因采用的物理器件不同)第一代第一代(19461959)电子管电子管几千（次几千（次/秒）秒）第二代第二代(19591964)晶体管晶体管几万几万几十万几十万（次（次/秒）秒）第三代第三代(19641972)中、小集成电路中、小集成电路几十万几十万几百万几百万（次（次/秒）秒）第四代第四代(1972至今至今)大、超大规模集成电路大、超大规模集成电路上千万上千万万亿万亿（次（次/秒）秒）第4页，共533页。51.1

4、计算机的发展计算机的发展 v 中国电子计算机的发展中国电子计算机的发展 1958年，研制出第一台电子计算机。年，研制出第一台电子计算机。1964年，研制出第二代晶体管计算机。年，研制出第二代晶体管计算机。1971年，研制出第三代集成电路计算机。年，研制出第三代集成电路计算机。1977年，研制出第一台微型机年，研制出第一台微型机DJS050。1983年，研制出年，研制出1万次万次/秒的秒的“深腾深腾1800”计算机。计算机。2003年年12月，自主研发出月，自主研发出10万亿次万亿次/秒的秒的“曙光曙光4000A”高高性能计算机。性能计算机。2010年，研制出千万亿次年，研制出千万亿次/秒的秒的

5、“天河一号天河一号”计算机计算机第5页，共533页。61.1 计算机的发展计算机的发展 2.计算机的分类计算机的分类 按照计算机的运算速度、字长、存储容量、软件配置等多方按照计算机的运算速度、字长、存储容量、软件配置等多方面的综合性能指标，将计算机分为以下几类面的综合性能指标，将计算机分为以下几类:1、巨型机、巨型机 银河系列银河系列 曙光曙光3000 用于尖端科学用于尖端科学2、大型通用机、大型通用机 用于大公司、大银行、证券等用于大公司、大银行、证券等3、小型机、小型机 用于中小企业工业控制、测量、医疗设备现在主要用于中小企业工业控制、测量、医疗设备现在主要用作服务器用作服务器 4、工作站

6、、工作站 为了某种特殊用途而将高性能的计算机系统、输为了某种特殊用途而将高性能的计算机系统、输入入/输出设备与专用软件结合在一起的系统输出设备与专用软件结合在一起的系统 5、微型机微型机 用于办公、商业、个人等用于办公、商业、个人等第6页，共533页。71.1 计算机的发展计算机的发展 1.计算机的特点计算机的特点 1.1.2 计算机的特点应用和分类计算机的特点应用和分类（1）运算速度快）运算速度快每秒几百亿次几千亿次每秒几百亿次几千亿次（2）精度高）精度高可使用足够多的二进制位数来获得所要求的数据精可使用足够多的二进制位数来获得所要求的数据精度度（3）存储容量大）存储容量大提供大容量的存储器

7、来存储程序和数据提供大容量的存储器来存储程序和数据（4）具有逻辑判断能力）具有逻辑判断能力这是区别于其他任何机器的一个特点这是区别于其他任何机器的一个特点（5）具有友好的人机交换界面具有友好的人机交换界面第7页，共533页。81.1 计算机的发展计算机的发展 2.计算机的应用计算机的应用(1)(1)科学计算科学计算(数值计算数值计算)。计算机在处理计算量大、时间性强的数值计算机在处理计算量大、时间性强的数值计算中尤其表现出巨大威力。计算中尤其表现出巨大威力。(2)(2)数据处理数据处理(非数值计算非数值计算)。对大批量的信息进行收集、分类对大批量的信息进行收集、分类、排序、传送、存储及打印报表

8、和图形等。在办公自动化、事务、排序、传送、存储及打印报表和图形等。在办公自动化、事务管理和情报检索等领域的应用十分广泛。管理和情报检索等领域的应用十分广泛。(3)(3)过程控制。过程控制。在生产过程中对现场数据进行巡回检测并由计算机进在生产过程中对现场数据进行巡回检测并由计算机进行自动调节和控制（工业自动化及现代化的武器系统等）。行自动调节和控制（工业自动化及现代化的武器系统等）。第8页，共533页。91.1 计算机的发展计算机的发展(4)(4)计算机辅助系统。计算机辅助系统。包括包括CADCADComputer Aided DesignComputer Aided Design，利，利用计算

9、机的图形功能做各种设计工作；用计算机的图形功能做各种设计工作；CAMCAMComputer Aided Manufacture Computer Aided Manufacture，利用计算机管理、控制，利用计算机管理、控制生产设备及其操作；生产设备及其操作；CAICAIComputer Aided Instruction Computer Aided Instruction，利，利用多媒体计算机的图、文、声功能实施教学。用多媒体计算机的图、文、声功能实施教学。(5)人工智能。人工智能。用计算机来模拟人的智能，包括模式识别、景物用计算机来模拟人的智能，包括模式识别、景物分析、语言识别、机器翻译

10、、专家系统、博弈、机器人。分析、语言识别、机器翻译、专家系统、博弈、机器人。(6)网络应用。网络应用。例如，电子商务、网上购物、远程教学。例如，电子商务、网上购物、远程教学。第9页，共533页。101.2 计算机的组成计算机的组成计算机系统计算机系统硬件系统硬件系统由主机和外部设备组成（各种物理设备）。由主机和外部设备组成（各种物理设备）。软件系统软件系统由系统软件和应用软件组成，是运行、管理和由系统软件和应用软件组成，是运行、管理和维护计算机的各类程序和文档的总称。维护计算机的各类程序和文档的总称。一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成第10

11、页，共533页。111.2 计算机的组成计算机的组成（控制器控制器输入输入设备设备输出输出设备设备数据流数据流地地 址址控制流控制流运算器运算器1.1.计算机硬件计算机硬件执行算术执行算术和逻辑运算的和逻辑运算的部件部件计算机的指挥中心，负计算机的指挥中心，负责对控制指令进行分析，责对控制指令进行分析，然后发出操作控制信号，然后发出操作控制信号，控制并协调计算机各个控制并协调计算机各个部分的工作。部分的工作。主要是存放程序和数据。存主要是存放程序和数据。存储器有内存和外存，外存储器有内存和外存，外存是存放程序和数据的是存放程序和数据的“仓库仓库”可以长时间保存大量信息，可以长时间保存大量信息，

12、但是程序必须调入内存方但是程序必须调入内存方可执行，待处理的数据也可执行，待处理的数据也只有进入内存后才能被程只有进入内存后才能被程序加工。序加工。第11页，共533页。121.2 计算机的组成计算机的组成主存储器（内存）主存储器（内存）作用：内存和作用：内存和CPU直接相连，存放当前要运行的程序和数据，故也直接相连，存放当前要运行的程序和数据，故也称主存储器。称主存储器。分类：分类：随机存储器（随机存储器（RAMRAM）RAM 中的内容随时可读、可写，断电后中的内容随时可读、可写，断电后RAM中的信息全部丢失。中的信息全部丢失。RAM用于存放当前运行的程序和数据。根据制造原理不同，用于存放当

13、前运行的程序和数据。根据制造原理不同，RAM可分为静态随机存储器（可分为静态随机存储器（SRAM）和动态随机存储器（）和动态随机存储器（DRAM）。）。DRAM较较SRAM电路简单，集成度高，但速度较慢，微机的内存一电路简单，集成度高，但速度较慢，微机的内存一般采用般采用DRAM。目前微机中常用的内存以内存条的形式插于主板上。目前微机中常用的内存以内存条的形式插于主板上。第12页，共533页。131.2 计算机的组成计算机的组成主存储器（内存）主存储器（内存）作用：内存和作用：内存和CPU直接相连，存放当前要运行的程序和数据，故直接相连，存放当前要运行的程序和数据，故也称主存储器。也称主存储器

14、。分类：分类：只读存储器（只读存储器（ROMROM）ROM中的内容只能读出，不能随意删除或修改，断电后信中的内容只能读出，不能随意删除或修改，断电后信息不会丢失。息不会丢失。ROM主要用于存放固定不变的信息。在微机主要用于存放固定不变的信息。在微机中主要用于存放系统的引导程序、开机自检、系统参数等信中主要用于存放系统的引导程序、开机自检、系统参数等信息。目前常用的只读存储器还有可擦除和可编程的息。目前常用的只读存储器还有可擦除和可编程的ROM（EPROM）和可电擦除、电改写的）和可电擦除、电改写的ROM（EEPROM）、）、闪烁存储器（闪烁存储器（Flash Memory）等类型。）等类型。第

15、13页，共533页。141.2 计算机的组成计算机的组成内存的性能指标内存的性能指标存储容量：存储器可以容纳的二进制信息量称为存储容量，存储容量：存储器可以容纳的二进制信息量称为存储容量，通常以通常以RAM的存储容量来表示微型计算机的内存容量。存储器的存储容量来表示微型计算机的内存容量。存储器的容量以字节（的容量以字节（Byte）为单位，）为单位，1个字节为个字节为8个二进制位（个二进制位（Bit）。）。1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB 1TB=210GB=1024GB读写时间：指从存储器读一个字或向存储器写一个字所需读写时间：指从存

16、储器读一个字或向存储器写一个字所需要的时间。存储器的存取周期是衡量主存储器工作速度的重要的时间。存储器的存取周期是衡量主存储器工作速度的重要指标。要指标。第14页，共533页。151.2 计算机的组成计算机的组成操作系统语言编译解释系统服务应用程序数据库管理系统系统软件系统软件文字处理软件信息管理图形软件辅助设置软件 各种程序包应用软件应用软件软软件件把不包括软件的计算机称为把不包括软件的计算机称为“裸机裸机”。2.计算机的软件系统计算机的软件系统第15页，共533页。161.2 计算机的组成计算机的组成软件：是指挥计算机工作的程序、程序运行时所需要的数据，以及软件：是指挥计算机工作的程序、程

17、序运行时所需要的数据，以及和这些程序、数据有关的文档资料。和这些程序、数据有关的文档资料。软件分类：软件分类：系统软件、应用软件系统软件、应用软件：是用于计算机管理、监控、维护和运行的软件。：是用于计算机管理、监控、维护和运行的软件。其他软其他软件都通过系统软件实施开发和运行件都通过系统软件实施开发和运行。操作系统操作系统语言编译解释系统语言编译解释系统服务应用程序服务应用程序数据库管理系统数据库管理系统系统软件系统软件第16页，共533页。171.2 计算机的组成计算机的组成目前使用最为广泛的操作系统有目前使用最为广泛的操作系统有WindowsWindows、DosDos和和UNIX UNI

18、X 等，等，DosDos属于属于单用户单任务磁盘操作系统、单用户单任务磁盘操作系统、UNIXUNIX属于多用户多任务操作系统、属于多用户多任务操作系统、WindowsWindows属于多窗口操作系统。属于多窗口操作系统。操作系统操作系统(OS)(OS)：是对计算机全部硬件资源和软件资源进行控制和管理的大型程序。是对计算机全部硬件资源和软件资源进行控制和管理的大型程序。其他软件必须在操作系统的支持下才能运行，它是软件系统的核其他软件必须在操作系统的支持下才能运行，它是软件系统的核心。心。操作系统的功能：存储器管理、操作系统的功能：存储器管理、CPUCPU管理、设备管理、文件管理和作业管理、设备管

19、理、文件管理和作业管理。管理。第17页，共533页。181.3 计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理冯冯诺依曼计算机的工作原理可概述为诺依曼计算机的工作原理可概述为 “存储程序存储程序”+“程序控制程序控制”要点：要点：1以二进制表示数据和指令（程序）。以二进制表示数据和指令（程序）。2.先将程序存入存储器中，再由控制器自动读取并先将程序存入存储器中，再由控制器自动读取并执行。执行。1.3.1 计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理第18页，共533页。191.3 计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理存储程序与程序控制存储程序与程序控制存储程序存储程序是指人们必须事先把计算机的执行步

20、骤序列（即程序）是指人们必须事先把计算机的执行步骤序列（即程序）及运行中所需的数据，通过一定的方式输入并存储在计算机的及运行中所需的数据，通过一定的方式输入并存储在计算机的存储器中。存储器中。程序控制程序控制是指计算机运行时能自动地逐一取出程序中一条条指令，加以是指计算机运行时能自动地逐一取出程序中一条条指令，加以分析并执行规定的操作分析并执行规定的操作。指令指令是指计算机完成某个基本操作的命令。指令能被计算机硬是指计算机完成某个基本操作的命令。指令能被计算机硬件理解并执行。一条指令就是计算机机器语言的一个语句，是件理解并执行。一条指令就是计算机机器语言的一个语句，是程序设计的最小语言单位。一

21、条计算机指令是用一串二进制代程序设计的最小语言单位。一条计算机指令是用一串二进制代码表示的码表示的。第19页，共533页。201.3 计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理1.3.2 程序与软件程序与软件 程序是为使计算机完成某项特定的任务而编写的一个有序的程序是为使计算机完成某项特定的任务而编写的一个有序的命令和数据的集合。这些命令可以是计算机指令，也可以是某种命令和数据的集合。这些命令可以是计算机指令，也可以是某种汇编语言或高级语言的词句。汇编语言或高级语言的词句。软件是为方便用户，提高计算机效能而编制的各种程序的总称。软件是为方便用户，提高计算机效能而编制的各种程序的总称。从软件工程学

22、的观点来看，软件是程序的完善和发展，它是经过严格从软件工程学的观点来看，软件是程序的完善和发展，它是经过严格的正确性检验和实际试用，并具有相对稳定的文本和完整的文档资料的正确性检验和实际试用，并具有相对稳定的文本和完整的文档资料的程序。的程序。第20页，共533页。211.3 计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理1.3.3 计算机语言计算机语言 程序设计语言一般分为机器语言、汇编语言、高级语言。前两种程序设计语言一般分为机器语言、汇编语言、高级语言。前两种是面向机器的语言，是面向机器的语言，高级语言是面向人的，机器不能直接识别和执高级语言是面向人的，机器不能直接识别和执行。行。机器语言机器

23、语言：机器语言是以二进制代码表示的指令集合，是计算机硬件：机器语言是以二进制代码表示的指令集合，是计算机硬件唯一可以直接识别和执行的语言。它的特点是运算速度快，每条指令都是唯一可以直接识别和执行的语言。它的特点是运算速度快，每条指令都是0 0和和1 1的代码串，指令代码包括操作码与地址码，且不同计算机其机器语言的代码串，指令代码包括操作码与地址码，且不同计算机其机器语言不同。不同。第21页，共533页。221.3 计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理1.3.3 计算机语言计算机语言 程序设计语言一般分为机器语言、汇编语言、高级语言。前两种是程序设计语言一般分为机器语言、汇编语言、高级语言。

24、前两种是面向机器的语言，面向机器的语言，高级语言是面向人的，机器不能直接识别和执行。高级语言是面向人的，机器不能直接识别和执行。汇编语言：汇编语言：汇编语言是将机器语言的每条二进制代码指令用易于记忆的汇编语言是将机器语言的每条二进制代码指令用易于记忆的符号形式表示出来的一种语言。机器不认识，要编译成机器码（符号形式表示出来的一种语言。机器不认识，要编译成机器码（0 0、1 1），该过程称汇编，由汇编程序完成。），该过程称汇编，由汇编程序完成。机器语言和汇编语言都是面向机器的低级语言，其特点是与特定的机机器语言和汇编语言都是面向机器的低级语言，其特点是与特定的机器有关，工作效率高。器有关，工作效

25、率高。第22页，共533页。231.3 计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理1.3.3 计算机语言计算机语言 高级语言高级语言：是一种是一种非常接自然语言和数学表达式的语言。但由非常接自然语言和数学表达式的语言。但由于机器硬件不能直接识别高级语言中的语句，因此必须经过于机器硬件不能直接识别高级语言中的语句，因此必须经过“翻译程翻译程序序”(即语言处理程序即语言处理程序)将用高级语言编写的程序翻译成机器将用高级语言编写的程序翻译成机器语言的程序才能执行。语言的程序才能执行。用汇编语言和各种高级语言编写出来的程序称为源程序，用汇编语言和各种高级语言编写出来的程序称为源程序，将高级语言或汇编语言

26、经翻译后产生的机器语言程序称为目将高级语言或汇编语言经翻译后产生的机器语言程序称为目标程序。标程序。翻译程序有两种典型的实现途径翻译程序有两种典型的实现途径,分别称为解释过程与编译分别称为解释过程与编译过程。过程。第23页，共533页。241.4 微型机的基本组成微型机的基本组成输输入入设设备备控制器控制器输输出出设设备备 CPU 存储器存储器运算器运算器ALU1.4.1 微型计算机的微型计算机的组成组成第24页，共533页。251.4 微型机的基本组成微型机的基本组成总线总线是指计算机系统中能够为多个部件共享的一组公共信息是指计算机系统中能够为多个部件共享的一组公共信息线路，按照功能和传输信

27、息分为三类：地址总线、数据总线、线路，按照功能和传输信息分为三类：地址总线、数据总线、控制总线控制总线 地址总线地址总线 AB存存储储器器I/O接接口口输输入入设设备备I/O接接口口数据总线数据总线 DB控制总线控制总线 CB输输出出设设备备CPU第25页，共533页。261.4 微型机的基本组成微型机的基本组成鼠标接口鼠标接口键盘接口键盘接口COM接口打印机接口打印机接口显示器接口显示器接口第26页，共533页。271.4 微型机的基本组成微型机的基本组成1.4.3 微型计算机的性能指标微型计算机的性能指标1字长：字长：字长是指字长是指CPUCPU能够一次能同时处理的二进制数据的位数。字长能

28、够一次能同时处理的二进制数据的位数。字长越长计算机处理能力越强；字长越长，计算机处理数据精度越高。同时越长计算机处理能力越强；字长越长，计算机处理数据精度越高。同时字长与指令长度有一个对应关系，因而指令系统功能的强弱程度与字长字长与指令长度有一个对应关系，因而指令系统功能的强弱程度与字长有关。目前微型机字长为有关。目前微型机字长为3232位，随着计算机技术的发展，计算机的字长位，随着计算机技术的发展，计算机的字长有所加长。有所加长。主频主频是指计算机的时钟频率，它在很大程度上决定了计算机的运算速是指计算机的时钟频率，它在很大程度上决定了计算机的运算速度。一般来说，时钟频率越高，运算速度就越快。

29、主频的单位是度。一般来说，时钟频率越高，运算速度就越快。主频的单位是MHzMHz。运算速度运算速度是指每分钟所执行的指令条数，单位为是指每分钟所执行的指令条数，单位为MIPSMIPS（Millions Millions Instruction Per SecondInstruction Per Second，百万条指令每秒）。，百万条指令每秒）。2速度速度第27页，共533页。281.5 计算机中的数制和编码系统计算机中的数制和编码系统1.计算机中信息的表示计算机中信息的表示信息在计算机中是以数据来表示的，有时信息处理也称作数据处理。信息在计算机中是以数据来表示的，有时信息处理也称作数据处理。

30、数据有两种，一种是数值数据，另一种是非数值数据。无论哪一种数据有两种，一种是数值数据，另一种是非数值数据。无论哪一种数据在计算机中都是用二进制数码表示的。数据在计算机中都是用二进制数码表示的。第28页，共533页。291.5 计算机中的数制和编码系统计算机中的数制和编码系统提问：提问：为什么计算机使用二进制数呢？为什么计算机使用二进制数呢？原因如下：原因如下：（1）状态简单。二进制数仅有两个数码，在物理上最容易实现。）状态简单。二进制数仅有两个数码，在物理上最容易实现。（2）运算规则简单。有利于计算机的运算、数值处理的速度，有）运算规则简单。有利于计算机的运算、数值处理的速度，有利于电路的简化

31、。利于电路的简化。（3）逻辑对应简单。二进制数的两个符号）逻辑对应简单。二进制数的两个符号“1”和和“0”正好与正好与逻辑逻辑“真真”和和“假假”相对应，为计算机实现逻辑运算和程序中相对应，为计算机实现逻辑运算和程序中的逻辑判断提供了便利的条件。的逻辑判断提供了便利的条件。第29页，共533页。301.5 计算机中的数制和编码系统计算机中的数制和编码系统1.5.1.数制数制 按进位的方法进行计数，按进位的方法进行计数，称为进位称为进位计数制计数制，简称，简称数制数制。数制对我们而言既熟悉又陌生。熟悉的是我们从小学就开始学数制对我们而言既熟悉又陌生。熟悉的是我们从小学就开始学十进制，认十进制，认

32、0 09 9十个数及其运算。生活中除了十进制实际上我十个数及其运算。生活中除了十进制实际上我们还接触过十二进制、八进制、十六进制等各种进制。们还接触过十二进制、八进制、十六进制等各种进制。然而陌生的是计算机所采用的二进制，在计算机中数是以器件然而陌生的是计算机所采用的二进制，在计算机中数是以器件的物理状态来表示的。计算机广泛采用的是只有的物理状态来表示的。计算机广泛采用的是只有“0 0”和和“1 1”两个两个基本符号组成的二进制数基本符号组成的二进制数,其计数规律是逢二进一，即其计数规律是逢二进一，即1+1=10(1+1=10(读作壹零读作壹零)，而不使用人们所习惯的十进制数。，而不使用人们所

33、习惯的十进制数。第30页，共533页。311.5 计算机中的数制和编码系统计算机中的数制和编码系统进位计制数有两个要素，即基数和位权。进位计制数有两个要素，即基数和位权。基数：基数：R指进位计数制所包含的数字符号的个数。指进位计数制所包含的数字符号的个数。十进制十进制 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 R=10二进制二进制 0,1 R=2八进制八进制 0,1,2,3,4,5,6,7 R=8十六进制十六进制0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F R=16 第31页，共533页。321.5 计算机中的数制和编码系统计算机中的数制和编码系统位权位权：任何一种进制，每一位

34、数所表示的实际值大小，除数字本身任何一种进制，每一位数所表示的实际值大小，除数字本身的数值外，还与它的位置有关，由位置决定的值就称为的数值外，还与它的位置有关，由位置决定的值就称为位值位值或位权。用或位权。用Ri 某一位数绝对值大小某一位数绝对值大小=数位权数位权 二进制：二进制：位权位权2i 八进制八进制:位权位权8i 十进制十进制:位权位权10i 十六进制十六进制:位权位权16i第32页，共533页。331.5 计算机中的数制和编码系统计算机中的数制和编码系统 任何一个任何一个R进制数进制数D都可以展开为都可以展开为其中，其中，R为计数的基数；为计数的基数；ki为第为第i位的系数，可以为位

35、的系数，可以为0,1,R-1中的任意中的任意1个；个；Ri称为第称为第i位的权。位的权。1niiikRkD第33页，共533页。341.5 计算机中的数制和编码系统计算机中的数制和编码系统例例1：十进制：十进制666.28其中其中为各数码所对应的位为各数码所对应的位权。权。位权是用基数的位权是用基数的i i次方来表示次方来表示R Ri i第34页，共533页。351.5 计算机中的数制和编码系统计算机中的数制和编码系统例例2(111.11)2=(7.75 )10 根据以上分析，任何一种数制表示的数都可以写成按位权展根据以上分析，任何一种数制表示的数都可以写成按位权展开的多项式之和。开的多项式之

36、和。第35页，共533页。361.5 计算机中的数制和编码系统计算机中的数制和编码系统2.十进制转换为十进制转换为R进制进制 将十进制数转换为将十进制数转换为R进制数时，可将此数分为整数和小数两进制数时，可将此数分为整数和小数两部分分别进行转换，再拼接起来即可。部分分别进行转换，再拼接起来即可。一种常见的十进制数转换为一种常见的十进制数转换为R进制数的方法：进制数的方法：整数部分用整数部分用“除除R取余取余”法；法；小数部分用小数部分用“乘乘R取整取整”法。法。第36页，共533页。371.5 计算机中的数制和编码系统计算机中的数制和编码系统例例3 (133)10=()2 2 133 66 1

37、 2 33 0 2 16 1 2 8 0 2 4 0 2 2 0 2 1 0 2 0 1第37页，共533页。381.5 计算机中的数制和编码系统计算机中的数制和编码系统 0.75 2=1.5 整数部分为 1 0.5 2=1.0 整数部分为 1 所以，(0.875)10=(0.111)2例例4 (0.875)10=()2 0.8752=1.75 整数部分为 1第38页，共533页。391.5 计算机中的数制和编码系统计算机中的数制和编码系统 从小数点开始，分别向左右展开从小数点开始，分别向左右展开 不足三位的补零不足三位的补零二进制二进制 八进制八进制一位拆三位一位拆三位一位拆四位一位拆四位

38、从小数点开始，分别向左右展开从小数点开始，分别向左右展开 不足四位的补零。不足四位的补零。二进制二进制 十六进制十六进制 3、八进制、十六进制与二进制数的转换、八进制、十六进制与二进制数的转换第39页，共533页。401.5 计算机中的数制和编码系统计算机中的数制和编码系统100 110 110 111.010 11001 1011 0111.0101(9 B 7 .5)16示例：示例：(4 6 6 7.2 4)800第40页，共533页。411.5 计算机中的数制和编码系统计算机中的数制和编码系统 信息在计算机中是用数据来表示的，任何数据都只能采用信息在计算机中是用数据来表示的，任何数据都只

39、能采用二进制数的各种组合来表示，二进制二进制数的各种组合来表示，二进制0、1的组合就是信息的编的组合就是信息的编码。如码。如“毛毛”在计算机里的内码编码就是在计算机里的内码编码就是11000011 10101011。1.5.2、数值型数据的编码、数值型数据的编码8421BCD码码 因为二进制数不直观，为了使数据操作尽可能简单，于是因为二进制数不直观，为了使数据操作尽可能简单，于是在计算机的输入和输出时通常还是用十进制数。但是计算机只在计算机的输入和输出时通常还是用十进制数。但是计算机只能使用二进制数编码，所以另外规定了一种用二进制编码表示能使用二进制数编码，所以另外规定了一种用二进制编码表示十

40、进制数的方式，即每十进制数的方式，即每1位十进制数数字对应位十进制数数字对应4位二进制编码，位二进制编码，称称BCD码（码（Binary Coded Decimal，二进制编码的十进制数，二进制编码的十进制数），又称），又称8421码。码。第41页，共533页。421.5 计算机中的数制和编码系统计算机中的数制和编码系统十进制数和十进制数和8421BCD码对照表码对照表十进制十进制BCDBCD码码十进制十进制BCDBCD码码0 0000000005 5010101011 1000100016 6011001102 2001000107 7011101113 3001100118 8100010

41、004 4010001009 910011001第42页，共533页。431.5 计算机中的数制和编码系统计算机中的数制和编码系统1.5.3 字符数据编码字符数据编码 1、ASCII码码ASCII码（码（American Standard Code for Information Interchange）是美国信息交换标准代码的简称。）是美国信息交换标准代码的简称。标准的标准的ASCIIASCII码是码是7 7位码，用一个字节表示，最高位总是位码，用一个字节表示，最高位总是0 0，可以表示，可以表示128128个字个字符。符。字符是计算机中最多的信息形式之一，是人与计算字符是计算机中最多的信息

42、形式之一，是人与计算机进行通信、交互的重要媒介。在计算机中，要为每个机进行通信、交互的重要媒介。在计算机中，要为每个字符指定一个确定的编码，作为识别与使用这些字符的字符指定一个确定的编码，作为识别与使用这些字符的依据。各种字母和符号也必须按规定好的二进制码表示，依据。各种字母和符号也必须按规定好的二进制码表示，计算机才能处理。计算机才能处理。第43页，共533页。441.5 计算机中的数制和编码系统计算机中的数制和编码系统v 7位位ASCII代码表代码表b6b5b4b3b2b1b000000000100101001001101110010010110111011011111100000000N

43、ULNULDLEDLESPSP0 0 P Pp p00010001SOHSOHDC1DC1！1 1A AQ Qa aq q00100010STXSTXDC2DC2”2 2B BR Rb br r00110011ETXETXDC3DC3#3 3C CS Sc cs s01000100EOTEOTDC4DC4$4 4D DT Td dt t01010101ENQENQNAKNAK%5 5E EU Ue eu u01100110ACKACKSYNSYN&6 6F FV Vf fv v第44页，共533页。1.5 计算机中的数制和编码系统计算机中的数制和编码系统 字符字符 十六进制表示十六进制表示 十

44、进制表十进制表示示 空格空格 20H 32 09 30H39H 4857 AZ 41H5AH 6590 az 61H7AH 97122控制字符：控制字符：032，127；普通字符：普通字符：94个。个。例：例：“a”字符的编码为字符的编码为 1100001，十进制数是，十进制数是 97。v ASCII码的排列码的排列有大小之分有大小之分：空格：空格 数字数字 大写字母大写字母 小写字母小写字母45第45页，共533页。46462.1 汉字输入基础汉字输入基础 计算机处理汉字信息时，由于汉字具有特殊性，因此汉字的输计算机处理汉字信息时，由于汉字具有特殊性，因此汉字的输入、存储、处理及输出过程中所

45、使用的汉字代码不相同。其中，入、存储、处理及输出过程中所使用的汉字代码不相同。其中，用于汉字输入的是输入码，用于机内存储和处理的是机内码，用用于汉字输入的是输入码，用于机内存储和处理的是机内码，用于输出显示和打印的是字模点阵码（或称字形码）。于输出显示和打印的是字模点阵码（或称字形码）。1981年我国实施了信息交换用汉字编码字符集年我国实施了信息交换用汉字编码字符集 基本集基本集代代号号GB/T 23121980。该字符集中共收录了汉字。该字符集中共收录了汉字6763个，各种个，各种字母符号字母符号682个，合计个，合计7445个。这些汉字根据其常用程度又分个。这些汉字根据其常用程度又分为一级

46、汉字、二级汉字。为一级汉字、二级汉字。第46页，共533页。47472.1 汉字输入基础汉字输入基础2.汉字的编码汉字的编码 一级汉字：一级汉字：37553755个，按汉语拼音排列个，按汉语拼音排列二级汉字：二级汉字：30083008个，按偏旁部首排列个，按偏旁部首排列由由9494个区号和个区号和9494个位号构成个位号构成 每个汉字占两字节每个汉字占两字节v 国标码（GB2312-80）v 区位码第47页，共533页。48482.1 汉字输入基础汉字输入基础部分汉字国标码部分汉字国标码 第48页，共533页。49492.1 汉字输入基础汉字输入基础 国标码并不等于区位码，它是由区位码稍作转换

47、得到，其国标码并不等于区位码，它是由区位码稍作转换得到，其转换方法：先将十进制区码和位码转换为十六进制的区码和位转换方法：先将十进制区码和位码转换为十六进制的区码和位码，再将这个代码的第一个字节和第二个字节分别加上码，再将这个代码的第一个字节和第二个字节分别加上20H，就得到国标码。其目的是避免与就得到国标码。其目的是避免与ASCII的控制码冲突。的控制码冲突。例如，例如，“保保”字的国标码为字的国标码为3123，它是经过下面的转换得到的：，它是经过下面的转换得到的：1703D1103H 11H+20H，03H+20H 3123H。国标码是汉字信息交换的标准编码，但因其前后字节的最高国标码是汉

48、字信息交换的标准编码，但因其前后字节的最高位为位为0，与，与ASCII码发生冲突，如码发生冲突，如“保保”字的国标码为字的国标码为31H和和23H，而西文字符而西文字符“1”和和“#”“”“的的ASCII也为也为31H和和23H，现假如内，现假如内存中有两个字节为存中有两个字节为31H和和23H，这到底是一个汉字，还是两个西，这到底是一个汉字，还是两个西文字符的文字符的“1”“”“和和“#”？于是就出现了二义性，显然，国标码？于是就出现了二义性，显然，国标码是不可能在计算机内部直接采用的。是不可能在计算机内部直接采用的。第49页，共533页。2.1 汉字输入基础汉字输入基础 输入码 国标码 字

49、形码 机内码 地址码 汉字输出 汉字输入 v 通过键盘输入汉字的输入码。通过键盘输入汉字的输入码。v 输出汉字时，将汉字的机内码通过简单的对应关系转换输出汉字时，将汉字的机内码通过简单的对应关系转换为相应的汉字地址码；通过汉字地址码对汉字库进行访问，为相应的汉字地址码；通过汉字地址码对汉字库进行访问，从字库中提取汉字的字形码，最后根据字形数据显示和打印从字库中提取汉字的字形码，最后根据字形数据显示和打印出汉字出汉字。v 将输入码转换为相应的国标码，再转换为机内码，将输入码转换为相应的国标码，再转换为机内码，就可以就可以在计算机内存储和处理了。在计算机内存储和处理了。503.汉字的处理过程汉字的

50、处理过程第50页，共533页。51512.1 汉字输入基础汉字输入基础1）汉字输入码）汉字输入码 为将汉字输入计算机，利用计算机标准键盘上按键的不同排列为将汉字输入计算机，利用计算机标准键盘上按键的不同排列组合来对汉字的输入进行编码。组合来对汉字的输入进行编码。v 音码类：音码类：全拼、双拼、微软拼音、智能全拼、双拼、微软拼音、智能ABC等。等。v 形码类：形码类：五笔字型法、郑码输入法等。五笔字型法、郑码输入法等。v 其他：其他：语音、手写输入或扫描输入等。语音、手写输入或扫描输入等。第51页，共533页。2.1 汉字输入基础汉字输入基础汉字在计算机内部进行存储、处理的代码汉字在计算机内部进