1、学习目的v了解计算机的基本组成和工作原理；了解计算机的基本组成和工作原理；v了解硬、软件的原理和作用；了解硬、软件的原理和作用；v掌握计算机的基本操作技能。掌握计算机的基本操作技能。计算机：计算机：按指定方式转换信息的电子装置（按指定方式转换信息的电子装置（IEEE）。）。人类发明工具的目的是延伸人类自身的能力，包括人的体人类发明工具的目的是延伸人类自身的能力，包括人的体力和脑力。力和脑力。计算机具有按人预先存储的程序，自动地、高速计算机具有按人预先存储的程序，自动地、高速地、精确地进行信息处理的电子装置，是人类脑力的延伸，地、精确地进行信息处理的电子装置，是人类脑力的延伸，所以计算机也称为电
2、脑。所以计算机也称为电脑。COMPUTER 输入信息输入信息（数据和程序）（数据和程序）输出信息输出信息2+35 文化是人类在社会历史发展中创造的物质财富和精神财文化是人类在社会历史发展中创造的物质财富和精神财富的总和。文化的创造是人类自觉意识控制下的一种创造性实富的总和。文化的创造是人类自觉意识控制下的一种创造性实践活动，它源于人类的创造性思维。计算机技术引起了思维概践活动，它源于人类的创造性思维。计算机技术引起了思维概念和推理的改变。计算机产生了新的文化。念和推理的改变。计算机产生了新的文化。一、什么是计算机一、什么是计算机(COMPUTER)二十世纪四十年代，无线电技术和无线电工业的发展
3、为电子计算机的研制准备了物质基础。二次大战中，为了解决新武器弹道的复杂计算问题，美国陆军部资助宾夕法尼亚大学从1943年到1946年成功地研制了称为：ENIAC：Electronic Numerical Integrator And Computer。ENIAC共用了18,000多个电子管，1500个继电器，重达30吨，占地170平方米，耗电约140千瓦时。主要技术指标为每秒5000次加法运算。同时，匈牙利裔美籍数学家冯诺依曼（Von Neumann）与莫尔小组合作，研制出了名为EDVAC的计算机。该计算机根据冯诺依曼提出的原理制造而成，由此，奠定了现代计算机的体系结构，这一结构也称冯诺依曼体
4、系结构。传统的计算机发展传统的计算机发展发展最快的技术；影响最大的技术；应用领域最广的技术。计算机按其使用的物理器件，可分为四代。计算机按其使用的物理器件，可分为四代。磁盘磁盘光盘光盘磁带磁带磁盘磁盘磁带磁带纸带纸带穿孔卡片穿孔卡片外存储器外存储器半导体半导体芯片芯片半导体半导体芯片芯片磁芯磁芯存储器存储器汞延迟线汞延迟线主存储器主存储器数据库数据库高级语言及软高级语言及软件工程标准化件工程标准化三个独立系统：三个独立系统：操作系统、编辑操作系统、编辑系统、应用程序系统、应用程序高级语言高级语言批处理程序批处理程序机器语言机器语言汇编语言汇编语言程序设计程序设计71今今64-7157-6446
5、-57年代年代社会生产和社会生产和生活的各个生活的各个领域领域几百万几百万几十亿几十亿超大规模超大规模集成电路集成电路四四扩大到工业扩大到工业控制控制几十万几十万几百万几百万中小规模中小规模集成电路集成电路三三数据处理和数据处理和事务处理事务处理几万几万 几几十万十万晶体管晶体管二二科学计算和科学计算和军事计算军事计算几千几千 几几万次万次电子管电子管一一应用范围应用范围运算速度运算速度物理器件物理器件时代时代计算机的发展历史表现计算机的发展历史表现出以下三个特点：出以下三个特点：四、计算机的分类v个人计算机个人计算机PCv工作站工作站Work stationv小型机小型机MiniComput
6、erv大型机大型机Main Framev巨型机巨型机Super Computer主机终端1终端n大型机IBM S390PC巨型机GrayT3E五、计算机的应用领域v科学计算v数据处理v过程控制vCA系统v人工智能v计算机网络天文、气象、气动力学。办公自动化OA、电子商务、银行证券。工业控制、程控交换、导航。CAD、CAM、CAI。专家系统、模式识别。数据通讯、文件传输。六、前景展望v计算机向巨型化和微型化两极发展。v计算机技术和通讯技术的结合使网络技术和网络经济呈爆炸式增长，彻底改变人类的生活方式。v多媒体技术。v人工智能的突破。第五代计算机的应用。v光计算机。一、一、冯冯 诺依曼原理诺依曼原
7、理计算机的硬件由五部分组成计算机的硬件由五部分组成;计算机的信息是以二进制表示的计算机的信息是以二进制表示的;程序是自动执行的（存储程序原理）。程序是自动执行的（存储程序原理）。二、计算机的硬件模型二、计算机的硬件模型运算器控制器存储器存储器输入装置输出装置CPU 中央处理器CPU：CENTRAL PROCESSING UNIT主机主机+外设（外设（I/O设备）设备）三、存储器结构v存储器由一个个大小相同的基本单元组成。v为了区分各个单元，给每个单元编号。称为存储单元的地址。v各单元内存放的是数据。vCPU对内存可以读（取）也可以写（存），要有控制信号控制。01n因此，因此，CPU对存储器的操
8、作必须有三类信号：对存储器的操作必须有三类信号：地址信号地址信号数据信号数据信号控制信号控制信号总线的概念：总线的概念：总线是连接计算机个部件的公共连接线。总线是连接计算机个部件的公共连接线。总线的类型：总线的类型：地址总线（地址总线（ABus）数据总线（数据总线（DBus）控制总线（控制总线（CBus）总线计算机模型：总线计算机模型：CPU内存I/O接口ABDBCB外设五、计算机的主要指标v字字 长：长：数据总线的宽度，表示计算机一次处理数据数据总线的宽度，表示计算机一次处理数据的二进制的位数。的二进制的位数。v存储容量：存储容量：主存储器单元的多少，受限于主存储器单元的多少，受限于CPU的
9、地址总线。的地址总线。v主主 频：频：计算机在统一的时钟节拍下工作，时钟的频计算机在统一的时钟节拍下工作，时钟的频率为主频。率为主频。写拍读拍读拍周期T主频主频f=1/T一、硬件系统组成一、硬件系统组成主机主机CPU：Intel 公司的公司的80 x86系列。系列。内存：半导体存储器，内存：半导体存储器，RAM、ROM外设外设软盘驱动器软盘驱动器硬硬 盘盘CD-ROM鼠标器鼠标器 输入设备输入设备键盘键盘 输入设备输入设备显示器显示器 输出设备输出设备串行口串行口 标准接口标准接口并行口并行口 标准接口标准接口外存（辅存）外存（辅存）PC机1.CPUIntel：8086/8088、80286、
10、80386、80486、Pentium、Pentium MMX（多能奔腾）、（多能奔腾）、Pentium Pro（高能奔腾）、（高能奔腾）、Pentium /Celeron（赛扬）（赛扬）Pentium Pentium 二、各部件介绍二、各部件介绍字长字长32位位CPUIntel AMD 内存器件采用的是半导体存储器，其特点是速度快、功内存器件采用的是半导体存储器，其特点是速度快、功耗低，但价格相对较高。在计算机中有两类：耗低，但价格相对较高。在计算机中有两类：RAM、ROM。1)随机存取存储器随机存取存储器 RAM：既可读又可写，断电后：既可读又可写，断电后信息丢失。信息丢失。2)只读存储器
11、只读存储器 ROM：只能读不能写，：只能读不能写，断电仍然能够保持数据。断电仍然能够保持数据。1)1)硬盘驱动器接口电路硬盘驱动器接口电路 2)2)软盘驱动器接口电路软盘驱动器接口电路3)3)并行打印机适配器电路：插座并行打印机适配器电路：插座2525孔。孔。4)4)异步通信适配器接口异步通信适配器接口 插座插座9 9针或针或2525针两种，连接鼠标，绘图仪等串行设备。针两种，连接鼠标，绘图仪等串行设备。5)5)游戏操纵杆接口游戏操纵杆接口6)6)多功能适配器卡多功能适配器卡(Super I/O(Super I/O卡卡)连接硬盘、软盘、打印机、鼠标、游戏操纵杆等。连接硬盘、软盘、打印机、鼠标、
12、游戏操纵杆等。7)7)显示卡显示卡 PCI PCI和和AGPAGP：都属于：都属于VGAVGA卡，有卡，有3D3D加速功能，显存加速功能，显存2MB2MB以上，分辨率以上，分辨率达达1280128010241024以上，显示速度快。目前以上，显示速度快。目前AGPAGP最常用。最常用。3.输入/输出接口电路 由于主机是由集成电路芯片连接而成，而由于主机是由集成电路芯片连接而成，而I/O设备通常是机电结合设备通常是机电结合的装置，在它们之间存在着速度、时序、信号格式和类型等方面的差的装置，在它们之间存在着速度、时序、信号格式和类型等方面的差异。异。I/O接口的功能主要是解决上述的不匹配，使主机与
13、接口的功能主要是解决上述的不匹配，使主机与I/O设备能协调设备能协调地工作。不同的外部设备都有者与之匹配的接口电路。下面是计算机地工作。不同的外部设备都有者与之匹配的接口电路。下面是计算机中的一些基本中的一些基本I/O接口电路：接口电路：PS/2 鼠标接口 打印机接口(25 针孔)键盘接口USB 接口COM1(9 针孔)COM2(9 针孔)(1)磁盘类存储器磁盘类存储器 软盘：软盘：3.5英寸高密度容量英寸高密度容量 =2 面面 80 磁道磁道 18扇区扇区 512字节字节 =1.44MB 硬盘：由若干个磁性圆盘组成。硬盘：由若干个磁性圆盘组成。存储容量存储容量=磁头数磁头数 柱面数柱面数 扇
14、区数扇区数 每扇区字节数每扇区字节数 (2)磁带存储器磁带存储器 顺序存取设备顺序存取设备。(3)光盘存储器光盘存储器 CD-ROM：Compact Disk-ROM，只读型光盘。，只读型光盘。一倍速率：一倍速率：150KB/s；24倍速率：倍速率：24150KB/s=3.6MB/s。三、常用外设基本配置 1、辅助存储器（外存储器）磁盘采用同心圆结构分为面、道、扇区。磁盘采用同心圆结构分为面、道、扇区。磁盘容量为磁盘容量为=面数面数 道数道数 扇区数扇区数 扇区字节数。扇区字节数。扇区字节数为扇区字节数为512。盘片：两个面磁道磁道扇区转动轴移动臂磁头软驱、软盘软驱、软盘容量为1.44MB硬盘
15、硬盘磁头盘片硬盘的工作原理光驱、光盘光驱、光盘容量为650MB 光盘（光盘（Optical Disk）是利用激光进行读写信息的圆盘。）是利用激光进行读写信息的圆盘。光盘存储器系统是由光盘片、光盘驱动器和光盘控制适配光盘存储器系统是由光盘片、光盘驱动器和光盘控制适配器组成。器组成。U盘存储器 U盘又称为盘又称为闪存存储器闪存存储器(Flash Memory(Flash Memory）,是是一种可以直接插在一种可以直接插在USBUSB端口上的外存储器，它是端口上的外存储器，它是一种类似于内存颗粒的存储器，属于电子结构，一种类似于内存颗粒的存储器，属于电子结构，具有防潮、抗震、耐高低温等特点。产品本
16、身具有防潮、抗震、耐高低温等特点。产品本身不易损坏，数据存储安全。理论上可以进行不易损坏，数据存储安全。理论上可以进行100100万次以上的反复擦写而不会损坏。万次以上的反复擦写而不会损坏。通过通过USBUSB端口，在端口，在Windows ME/2000/XPWindows ME/2000/XP系统系统下可以即插即用下可以即插即用(Windows 98(Windows 98系统需安装驱动系统需安装驱动)。PP以上的以上的PCPC机都有机都有USBUSB接口，用户可以随时将接口，用户可以随时将U U盘连接到任何一台电脑上使用，用完后可即刻盘连接到任何一台电脑上使用，用完后可即刻拔下来带走，方便
17、快捷。拔下来带走，方便快捷。由于由于U U盘重量轻盘重量轻(只有十几克只有十几克)、容量大（数、容量大（数十兆几百兆）、体积小十兆几百兆）、体积小(相当于一个钢笔套相当于一个钢笔套)、携带方便、即插即用和保存信息可靠等优点，携带方便、即插即用和保存信息可靠等优点，所以，大有替代软盘的趋势。所以，大有替代软盘的趋势。为适应大规模的信息交换，现在又出现了为适应大规模的信息交换，现在又出现了“光盘库光盘库”，如图所示。它是一种能够自动交换光盘盘片和读写数据的如图所示。它是一种能够自动交换光盘盘片和读写数据的装置。装置。磁带机是最古老的一种存储器，如图所示。其特点是磁带机是最古老的一种存储器，如图所示
18、。其特点是存储容量大，速度慢。存储容量大，速度慢。其他外部存储设备显示器是微型机最基本的输出设备 目前流行的显示卡是目前流行的显示卡是VGA显卡，其分辨率在显卡，其分辨率在640*480之上，颜色数在之上，颜色数在256色之上，除此之外，还有更高分辨率的显卡，如：色之上，除此之外，还有更高分辨率的显卡，如：SVGA(增强型的增强型的VGA),分辨率为分辨率为1024*768，AVGA(加速的加速的VGA)，分辨率为，分辨率为1600*1200等。等。分辨率越高，光点越细腻，色彩越丰富，其清晰度也越高。分辨率越高，光点越细腻，色彩越丰富，其清晰度也越高。2、显示器显示器常用参数分辨率分辨率:显示
19、器水平方向和垂直方向的像素点数显示器水平方向和垂直方向的像素点数(横横向点向点纵向点纵向点)颜色数颜色数:显示器能显示的颜色数量显示器能显示的颜色数量扫描刷新频率：扫描刷新频率：显示器单位时间内垂直扫描刷新显示器单位时间内垂直扫描刷新的次数的次数,单位是赫兹单位是赫兹(Hz)(Hz)。刷新频率越低，图像闪。刷新频率越低，图像闪烁和抖动就越厉害，眼睛疲劳得就越快。一般采烁和抖动就越厉害，眼睛疲劳得就越快。一般采用用70Hz70Hz以上的刷新频率时可基本消除闪烁现象。以上的刷新频率时可基本消除闪烁现象。打印机也是计算机重要的输出设备打印机大致分为三类：打印机大致分为三类：针式打印机、针式打印机、喷
20、墨打印机、喷墨打印机、激光打印机激光打印机3、打印机激光打激光打印机印机针式打印机针式打印机喷墨打印机喷墨打印机键盘是计算机最常用的输入设备键盘统称分为四个区域：基本键区、功能键区、数字键区、编辑键区按键分成：控制键、功能键、字符键功能键区基本键区编辑键区数字键区 4、键盘空格AltCtrlEnterShiftbackspaceCaps lock5、鼠标器机械鼠标滚动小球反射板光电鼠标 操作方法：操作方法：1.点击：按下，立即释放。点击：按下，立即释放。2.按住：按下，不释放。按住：按下，不释放。3.拖动：按下，不释放，拖动：按下，不释放，并且拖动鼠标。并且拖动鼠标。鼠标根据其使用原理可分为：
21、机械鼠标、光电鼠标和光鼠标根据其使用原理可分为：机械鼠标、光电鼠标和光电机械鼠标。按键数可分为：两键鼠标、三键鼠标和多键鼠电机械鼠标。按键数可分为：两键鼠标、三键鼠标和多键鼠标。标。软软件件分分类类系统软件系统软件操作系统操作系统 Dos、Windows、Unix语言处理程序语言处理程序 Basic、C、Fortran 实用诊断程序实用诊断程序 数据库系统数据库系统 FoxPro、Oracle应用软件应用软件办公软件办公软件 OFFICE、WPS辅助设计软件辅助设计软件 AutoCAD、CAM、CAI实时控制软件实时控制软件 软件软件是计算机的程序、数据、方法、规则、文档的总称。是计算机的程序
22、、数据、方法、规则、文档的总称。一个完整的计算机系统包括硬件和软件两部分。软件是计算一个完整的计算机系统包括硬件和软件两部分。软件是计算 机的灵魂。没有安装软件的计算机称为机的灵魂。没有安装软件的计算机称为“裸机裸机”，无法完成任，无法完成任 何工作。软件分为系统软件和应用软件两大类。何工作。软件分为系统软件和应用软件两大类。1.操作系统 为了使计算机系统的所有资源协调一致、有条不紊地工为了使计算机系统的所有资源协调一致、有条不紊地工作，就必须有一个软件来进行统一管理和统一调度，这种软作，就必须有一个软件来进行统一管理和统一调度，这种软件称为操作系统。件称为操作系统。功能：用于管理计算机系统的
23、所有资源，控制各部件协功能：用于管理计算机系统的所有资源，控制各部件协调工作，并为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。调工作，并为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。1.4.1 1.4.1 系统软件系统软件 系统软件是指管理、监控和维护计算机资源（包括硬件系统软件是指管理、监控和维护计算机资源（包括硬件和软件）的软件。和软件）的软件。2.计算机语言 语言是人类交流的重要工具。人类的语言也称自然语言。计语言是人类交流的重要工具。人类的语言也称自然语言。计算机语言是人与计算机交流的工具，为了更好地使用计算机解决问算机语言是人与计算机交流的工具，为了更好地使用计算机解决问题，人们开发出一套完
24、整的语言系统。题，人们开发出一套完整的语言系统。计算机语言的发展经历了三个阶段：计算机语言的发展经历了三个阶段：机器语言机器语言特点：面向机器的二进制表示的语言。特点：面向机器的二进制表示的语言。汇编语言汇编语言特点：面向机器的符号化的机器语言。特点：面向机器的符号化的机器语言。高级语言高级语言特点：面向问题的类自然语言。特点：面向问题的类自然语言。2+3010100100011ADD 2,32+3高级语言高级语言 翻译系统翻译系统机器语言机器语言 实用程序是面向计算机维护的软件，主要包括错误诊断、实用程序是面向计算机维护的软件，主要包括错误诊断、程序检查、自动纠错、测试程序和软硬件的调试程序
25、。程序检查、自动纠错、测试程序和软硬件的调试程序。4.数据库管理系统 数据库管理系统是一种基于某种数据模型的通用软件，数据库管理系统是一种基于某种数据模型的通用软件，对数据进行存储、分析、综合、排序、归并、检索、传递对数据进行存储、分析、综合、排序、归并、检索、传递等操作。用户也可根据自已对数据分析、处理的特殊要求等操作。用户也可根据自已对数据分析、处理的特殊要求编制程序。数据库管理系统提供与多种高级语言的接口，编制程序。数据库管理系统提供与多种高级语言的接口，用户在用高级语言编制程序中，可调用数据库的数据，也用户在用高级语言编制程序中，可调用数据库的数据，也可用数据库管理系统提供的各类命令编
26、制程序。可用数据库管理系统提供的各类命令编制程序。1.4.2 1.4.2 应用软件应用软件 利用计算机及其提供的系统软件，为计算机用户在各利用计算机及其提供的系统软件，为计算机用户在各自的业务领域中开发和使用的解决各种实际问题而编制的自的业务领域中开发和使用的解决各种实际问题而编制的程序集合。如办公软件程序集合。如办公软件OfficeOffice、绘图软件、绘图软件AutoCADAutoCAD、杀毒软、杀毒软件等等。件等等。1.5.1 1.5.1 存储程序工作原理存储程序工作原理 计算机的工作过程就是执行程序并对数据进行处理的过程。程计算机的工作过程就是执行程序并对数据进行处理的过程。程序是完
27、成指定任务的有限条指令的集合，每一条指令都对应于计序是完成指定任务的有限条指令的集合，每一条指令都对应于计算机的一种基本操作，计算机的工作就是识别并按照程序的规定算机的一种基本操作，计算机的工作就是识别并按照程序的规定执行这些指令。执行这些指令。美籍匈牙利数学家冯美籍匈牙利数学家冯.诺依曼于诺依曼于1946年提出了一个完整的计算机年提出了一个完整的计算机原型，称之为冯原型，称之为冯.诺依曼原理。它包括以下三个方面的内容。诺依曼原理。它包括以下三个方面的内容。1.1.计算机的硬件由五部分组成；计算机的硬件由五部分组成；2.2.计算机的信息是以二进制表示的计算机的信息是以二进制表示的;3.3.程序
28、是自动执行的（存储程序原理）。程序是自动执行的（存储程序原理）。冯冯.诺依曼原理决定了计算机的工作方式取决于计算机在以诺依曼原理决定了计算机的工作方式取决于计算机在以下两个方面的能力，一是计算机是否能够存储程序；二是计算机下两个方面的能力，一是计算机是否能够存储程序；二是计算机是否能够自动执行程序。遵循冯是否能够自动执行程序。遵循冯.诺依曼原理的计算机利用存储器诺依曼原理的计算机利用存储器存放需执行的程序；中央处理器依次从存储器中取出每一条指令，存放需执行的程序；中央处理器依次从存储器中取出每一条指令，并经过分析后加以执行，直到全部指令执行完成。这就是计算机并经过分析后加以执行，直到全部指令执
29、行完成。这就是计算机的存储程序工作原理。的存储程序工作原理。指指 令令：用来规定计算机的一个基本操作的二进制代码用来规定计算机的一个基本操作的二进制代码。程程 序序：就是由一连串指令按一定顺序组成的能完成某就是由一连串指令按一定顺序组成的能完成某 种任务的一系列二进制代码。种任务的一系列二进制代码。指令系统指令系统：一种计算机所能识别的一组不同指令的集合，一种计算机所能识别的一组不同指令的集合，称为该种计算机的指令集或指令系统。称为该种计算机的指令集或指令系统。一条指令由两个部分组成：操作码和地址码。一条指令由两个部分组成：操作码和地址码。(1)(1)操作码操作码 指明计算机应执行的操作的二进
30、制代码，它对应于一个指明计算机应执行的操作的二进制代码，它对应于一个动作，代表一种功能。如加法、减法、取数、存数等。动作，代表一种功能。如加法、减法、取数、存数等。(2)(2)地址码地址码 指明被操作的数据在存储器中的地址，也可以是操作数指明被操作的数据在存储器中的地址，也可以是操作数本身。本身。指令按其功能可分为五类：指令按其功能可分为五类：数据处理型指令：主要完成对数据进行运算，如算术和逻辑运算。数据处理型指令：主要完成对数据进行运算，如算术和逻辑运算。数据传送型指令：实现数据存取和数据传送等操作。数据传送型指令：实现数据存取和数据传送等操作。控制转移类指令：是控制程序本身的执行顺序，实现
31、程序的分支和转移。控制转移类指令：是控制程序本身的执行顺序，实现程序的分支和转移。输入输出型指令：实现输入输出型指令：实现I/O设备与主机之间的数据传递，如读指令。设备与主机之间的数据传递，如读指令。硬件控制型指令：控制和管理计算机的硬件。硬件控制型指令：控制和管理计算机的硬件。1.5.3 程序的自动执行 启动一个程序的执行只需将该程序的第一条指令在内存启动一个程序的执行只需将该程序的第一条指令在内存中的地址放入程序计数器（中的地址放入程序计数器（PCPC）；从）；从PCPC中取出程序的第一条中取出程序的第一条指令到指令到CPUCPU内部的指令译码器进行译码；由控制器发出相应的内部的指令译码器
32、进行译码；由控制器发出相应的控制信号，按该指令的要求完成相关的操作；之后自动从内控制信号，按该指令的要求完成相关的操作；之后自动从内存中取出下一条指令，送到存中取出下一条指令，送到CPUCPU中进行译码并执行；直到把程中进行译码并执行；直到把程序中的指令执行完毕为止。程序的自动执行过程序中的指令执行完毕为止。程序的自动执行过程 ：取出指令取出指令指令译码指令译码完成本条完成本条指令的操作指令的操作启动地址启动地址 PCPC+1 PC形成转移地址形成转移地址程序结束程序结束?停机指令非转移指令转移指令计算机自动执行程序的过程计算机自动执行程序的过程计算机中为什么采用二进制计算机中为什么采用二进制
33、二进制只有两个状态，易于区分，稳定；二进制只有两个状态，易于区分，稳定；自然界中存在着大量两个状态的物理器件，可靠，方便，自然界中存在着大量两个状态的物理器件，可靠，方便，易于实现。易于实现。易于实现算术和逻辑运算。易于实现算术和逻辑运算。根据冯根据冯诺依曼原理，在计算机内部这些信息都是以诺依曼原理，在计算机内部这些信息都是以 二进制表示的。二进制表示的。二进制是计算机中数据表示的基础二进制是计算机中数据表示的基础。用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数目的方法用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数目的方法称为数制。数制有进位计数制与非进位计数制之分，目前一称为数制。数制有进位计数制与非进
34、位计数制之分，目前一般使用进位计数制。计算机中常使用二进制、十进制、八进般使用进位计数制。计算机中常使用二进制、十进制、八进制、十六进制等。制、十六进制等。1.6.1.1 进位计数制进位计数制 我们可以把我们可以把P P进制数用统一的一般表达式来表示：进制数用统一的一般表达式来表示：N=Nn-1P n-1+Nn-2P n-2+N1P 1+N0P 0+N-1P-1+N-mP-m 式中：式中：v N NI I：第第i i位的数码（系数），进位制不同，数码的个数不同；位的数码（系数），进位制不同，数码的个数不同；vP：进位基数，即数码的个数；进位基数，即数码的个数；vPi：为权；为权；vn：整数部分
35、位数，为正整数；整数部分位数，为正整数；vm m：小数部分位数，为正整数。小数部分位数，为正整数。2.二进制 二进制数的数码为二进制数的数码为0 0、1 1共两个，进数规则为共两个，进数规则为“逢二进一，逢二进一，借一当二借一当二”。如：二进制数如：二进制数111011.101可以写成如下形式；可以写成如下形式；(111011.101)2 =125+124+123+022+121+120+12-1+02-2+12-3=32+16+8+2+1+0.5+0.125=(59.625)10 八进制数的数码为八进制数的数码为0、1、2、3、4、5、6、7共八个，进数规共八个，进数规则为则为“逢八进一，借
36、一当八逢八进一，借一当八”。如：(327)8=382+281+780=192+16+7=(215)10 4.16进制 十六进制数的数码为十六进制数的数码为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F共十六个，其中数码共十六个，其中数码A、B、C、D、E、F分别代表分别代表十进制数中的十进制数中的10、11、12、13、14、15，进数规则为逢十六进一，进数规则为逢十六进一，借一当十六。借一当十六。如：如：(327)16 =3162+2161+7160=768+32+7=(807)10=(F)1615D=1111B=17Q=FH下标法后缀法(15)10=(1111)2=(17)
37、8 1.6.1.2 1.6.1.2 不同进位计数制之间的转换不同进位计数制之间的转换 10101B=1 24+0 23+1 22 +0 21+1 20=21D101.11B=1 22+0 21+1 20 +1 2-1 +1 2-2=5.75D101Q=1 82 +0 81+1 80=65D101AH=1 16 3 +0 16 2 +1 16 1+10 16 0 4106D任意任意P进制数转换为十进制数采用进制数转换为十进制数采用“按权展开相加按权展开相加”的方法即可。的方法即可。1.1.任意任意P P进制数转换十进制数进制数转换十进制数原则：原则：整数部分：整数部分：除以基取余数，直到商为除以
38、基取余数，直到商为0，余数从右到左排列。，余数从右到左排列。小数部分：小数部分：乘以基取整数，整数从左到右排列。乘以基取整数，整数从左到右排列。例例 100.345(D)=1100100.01011(B)100(D)=144(Q)=64(H)100(D)=144(O)=64(H)=1100100(B)50230010022 251226221001011100812818044110016604616 0.7600.34520.69021.3802 2 1.520 2 1.0464Q：6 4 110 100B (1)(1)八进制转换成二进制八进制转换成二进制 原则：原则：一分为三法。一分为三法
39、。每每一一个八进制数对应个八进制数对应三三位二进制码。位二进制码。27.461Q：2 7.4 6 1 010 111 100 110 001B (2)(2)二进制转化成八进制二进制转化成八进制 原则：原则：三位一组法。三位一组法。整数部分：从整数部分：从右右向向左左进行分组。进行分组。小数部分：从小数部分：从左左向向右右进行分组，进行分组，不足不足3位补零位补零。110 101 111.010 10 B=657.24Q 6 5 7 2 4后边补一个零 010064H：6 4 0110 0100B4.4.二进制与十六进制之间的转化二进制与十六进制之间的转化 (1)(1)十六进制转换成二进制十六进
40、制转换成二进制 原则：原则：一分为四法。一分为四法。每每一一个十六进制数对应个十六进制数对应四四位二进制码。位二进制码。2C1DH：2 C 1 D 0010 1100 0001 1101B (2)(2)二进制转化成十六进制二进制转化成十六进制 原则：四位一组法。整数部分：从右向左进行分组。小数部分：从左向右进行分组，不足4位补零。11 0110 1110.1101 01 B=36E.D4H 3 6 E D 4后边补两个零 010000十进制（十进制（D）二进制（二进制（B）八进制（八进制（O）十六进制（十六进制（H）0 1 2 3 4 5 6 7 8 910111213141500000001
41、00100011010001010110011110001001101010111100110111101111 0 1 2 3 4 5 6 71011121314151617 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F数据相关的概念数据相关的概念一位二进制称为一个比特（一位二进制称为一个比特（bit）；）；八位二进制构成一个字节（八位二进制构成一个字节（Byte）。）。字节是存储的基本单元，是计算机对数据操作的最小单位。字节是存储的基本单元，是计算机对数据操作的最小单位。地址相关的概念地址相关的概念 地址总线的宽度决定了可以访问内存单元的个数。每一地址总线的宽度决定了可以
42、访问内存单元的个数。每一根地址线对应一位二进制。一位二进制可以区分两个状态。根地址线对应一位二进制。一位二进制可以区分两个状态。10根地址线，可访问的单元数是：根地址线，可访问的单元数是：210=1024 103=1K20根地址线，可访问的单元数是：根地址线，可访问的单元数是：220=1024K 106=1M30根地址线，可访问的单元数是：根地址线，可访问的单元数是：230=1024M 109=1G32根地址根地址线可以访线可以访问多大内问多大内存？存？ASCII码码(American Standard Code for Information Interchange)常用字符有常用字符有12
43、8个，编码从个，编码从0到到127。空格空格 00100000 20H 32 09 00110000 00111001 30H39H 4857 AZ 01000001 01011010 41H5AH 6590 a z 01100001 01111010 61H7AH 97122控制字符：032、127，共34个；普通字符(可打印字符)：94个。每个字符占一个字节，即每个字符占一个字节，即8 位二进制位，最高位恒为位二进制位，最高位恒为0。字符 二进制表示 十六进制表示 十进制表示 计算机的功能是处理信息，包括数值、文字、符号、语音、图形、图象。计算机内部各种信息是以二进制表示的。各种信息都必须
44、以数字化的二进制编码形式传送、存储和加工。因此，所有的信息都应转化为二进制编码。编码是以量的二进制位，通过一定的组合规则，表示出大量复杂多样的信息。1.6.2 1.6.2 编码编码 国标码国标码(GB231280)：我国汉字交换码的国家标准我国汉字交换码的国家标准 其中：其中：一级汉字：一级汉字：3755个；二级汉字：个；二级汉字：3008个。个。汉字分区，每个区汉字分区，每个区94个汉字。个汉字。每个汉字占每个汉字占两个两个字节，国标码最高位为字节，国标码最高位为0。区号区中位置例：例：汉字汉字 国标码国标码 沪沪 2706(00011011 00000110B)久久 3035(000111
45、10 00100011B)汉字内码汉字内码 沪沪 10011011 10000110B 久久 10011110 10100011B 汉字的编码汉字的编码 汉字的特点是象形文字、单字单音。汉字的特点是象形文字、单字单音。由于汉字本身的特点，它在由于汉字本身的特点，它在输入、输出、存储和处理过程中所使用的汉字代码是不相同的。汉输入、输出、存储和处理过程中所使用的汉字代码是不相同的。汉字编码比字编码比ASCII码要复杂。码要复杂。用四位二进制码表示一位十进制数的编码为用四位二进制码表示一位十进制数的编码为BCD码码 常用的常用的BCD码为码为8421码，其特点为二进制代码本身的码，其特点为二进制代码
46、本身的值就是它所对应的十进制数字字符的面值，且它是一种带值就是它所对应的十进制数字字符的面值，且它是一种带权码，权码，四位二进制个位的权值由高到四位二进制个位的权值由高到 低分低分 别是别是23、22、21、20，即即8，4，2，1，故因此而得名。，故因此而得名。例如：十进制数例如：十进制数 1987 可写成可写成 0001 1001 1000 0111BCD码1.7 计算机安全1.7.1 1.7.1 计算机信息系统安全计算机信息系统安全 计算机信息系统是指由计算机及其相关的和配套的设备、设施（含计算机信息系统是指由计算机及其相关的和配套的设备、设施（含网络）构成的，按照一定的应用目标和规则对
47、信息进行采集、加工、网络）构成的，按照一定的应用目标和规则对信息进行采集、加工、存储、传送、检索等处理的人机系统。存储、传送、检索等处理的人机系统。计算机信息系统安全包括实体安全、信息安全、运行安全和人员计算机信息系统安全包括实体安全、信息安全、运行安全和人员安全等几个部分。人员安全主要是指计算机使用人员的安全意识、法安全等几个部分。人员安全主要是指计算机使用人员的安全意识、法律意识、安全技能等。律意识、安全技能等。1.7.1.1 1.7.1.1 计算机信息系统的实体安全计算机信息系统的实体安全 在计算机信息系统中，计算机及其相关的设备、设施在计算机信息系统中，计算机及其相关的设备、设施(含网
48、络含网络)统称统称为计算机信息系统的实体。为计算机信息系统的实体。实体安全实体安全是指为了保证计算机信息系统安是指为了保证计算机信息系统安全可靠地运行，确保计算机信息系统对信息进行采集、处理、传送、全可靠地运行，确保计算机信息系统对信息进行采集、处理、传送、存储过程中，不致受到人为或自然因素的危害，而使信息丢失、泄漏存储过程中，不致受到人为或自然因素的危害，而使信息丢失、泄漏或破坏，为此对计算机设备、设施、环境、人员等应采取适当的安全或破坏，为此对计算机设备、设施、环境、人员等应采取适当的安全方法和措施。方法和措施。影响计算机系统实体安全的主要因素有影响计算机系统实体安全的主要因素有:(1)1
49、)计算机系统本身存在的脆弱性因素计算机系统本身存在的脆弱性因素.(2)(2)各种自然灾害导致的安全问题各种自然灾害导致的安全问题.(3)(3)由于人为的误操作及各种计算机犯罪导致的安全问题由于人为的误操作及各种计算机犯罪导致的安全问题.计算机信息系统的运行安全包括系统风险分析、审计跟踪、计算机信息系统的运行安全包括系统风险分析、审计跟踪、备份与恢复、应急等方面的内容。系统的运行安全是计算机信备份与恢复、应急等方面的内容。系统的运行安全是计算机信息系统重要环节，其目标是保证系统能连续、正常地运行。息系统重要环节，其目标是保证系统能连续、正常地运行。1.风险分析 风险分析是指风险分析是指用于估计威
50、胁发生的可能性以及由于系统易用于估计威胁发生的可能性以及由于系统易于受到攻击的脆弱性而引起的潜在的损失的步骤于受到攻击的脆弱性而引起的潜在的损失的步骤。风险分析的。风险分析的最终目的是帮助选择安全防护，并将风险降低到可接受的程度。最终目的是帮助选择安全防护，并将风险降低到可接受的程度。常见的风险有：后门或陷阱门、犯大错误、辐射、盗用、火灾常见的风险有：后门或陷阱门、犯大错误、辐射、盗用、火灾和自然灾害、伪造、不准确的或过时的信息，逻辑炸弹、程序和自然灾害、伪造、不准确的或过时的信息，逻辑炸弹、程序编制错误、偷窃行为、计算机病毒、搭线窃听等。编制错误、偷窃行为、计算机病毒、搭线窃听等。2.审计跟
