第1章-計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)(課件)

1、計(jì)算機(jī)中信息的單位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成微型計(jì)算機(jī)的基本操作1.1計(jì)算機(jī)發(fā)展及應(yīng)用 早期的一些計(jì)算工具早期的一些計(jì)算工具珠算盤珠算盤算籌算籌計(jì)算器計(jì)算器結(jié)繩記數(shù)（事）結(jié)繩記數(shù)（事）Electronic Numerical Integrator And Calculator電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)1946年由年由美國(guó)賓夕法尼亞大美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)莫爾學(xué)院學(xué)莫爾學(xué)院研制成功的研制成功的ENIAC電子計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來電子計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來表示表示計(jì)算機(jī)的指令和數(shù)據(jù)全部由二進(jìn)制表示計(jì)算機(jī)的指令和數(shù)據(jù)全部由二進(jìn)制表示原理原理程序語言由指令組成，并和要處理的數(shù)程序語言由指令組成，并和要處理的數(shù)據(jù)一起存

2、放在存儲(chǔ)器中。機(jī)器一啟動(dòng)，據(jù)一起存放在存儲(chǔ)器中。機(jī)器一啟動(dòng)，控制器按照程序中指令的邏輯順序，把控制器按照程序中指令的邏輯順序，把指令從存儲(chǔ)器中讀出來，逐條執(zhí)行指令從存儲(chǔ)器中讀出來，逐條執(zhí)行 組成組成計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由控制器、存儲(chǔ)器、運(yùn)控制器、存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、輸入和輸出設(shè)備算器、輸入和輸出設(shè)備組成。在控制器組成。在控制器的統(tǒng)一控制下，協(xié)調(diào)統(tǒng)一地完成程序所的統(tǒng)一控制下，協(xié)調(diào)統(tǒng)一地完成程序所描述的處理工作描述的處理工作John von Neumann馮馮 諾依曼諾依曼存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流控制流控制流運(yùn)算器外存儲(chǔ)器輸出設(shè)備內(nèi)存儲(chǔ)器輸入設(shè)備控制器由五大基本部分所組成，它們是由五大基本部分所組

3、成，它們是運(yùn)算器運(yùn)算器、控制器控制器、存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備輸入設(shè)備和和輸出設(shè)備輸出設(shè)備。運(yùn)算器運(yùn)算器 : 主要是完成各主要是完成各種算術(shù)運(yùn)算和種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算CPU控制器控制器 : 用來協(xié)調(diào)和用來協(xié)調(diào)和指揮整個(gè)計(jì)指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的算機(jī)系統(tǒng)的操作操作 。存儲(chǔ)器的容量是用字節(jié)來計(jì)算和表示：存儲(chǔ)器的容量是用字節(jié)來計(jì)算和表示： 1B = 8 bits 1KB（千字節(jié)）（千字節(jié)）=1024B（字節(jié)）（字節(jié)） 1MB（兆字節(jié)）（兆字節(jié)）=1024KB 1GB（千兆字節(jié)）（千兆字節(jié)）=1024MB 存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的記憶裝置。它的功能是存放存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的記憶裝置。它的功能是存放原始數(shù)據(jù)、中間

4、數(shù)據(jù)、運(yùn)算結(jié)果和處理問題的原始數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)、運(yùn)算結(jié)果和處理問題的程序。程序。 存儲(chǔ)器可分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器可分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器 字節(jié)字節(jié)(Byte)：一個(gè)字節(jié)為：一個(gè)字節(jié)為8個(gè)個(gè)bit，是衡量存儲(chǔ)，是衡量存儲(chǔ)器容量的最基本單位。器容量的最基本單位。內(nèi)存內(nèi)存 直接和直接和CPU及輸入輸出設(shè)備打交道。容量小，及輸入輸出設(shè)備打交道。容量小，速度快，價(jià)格高。速度快，價(jià)格高。 能讀能寫，關(guān)電消失。能讀能寫，關(guān)電消失。RAM 只能讀，不能寫。只能讀，不能寫。關(guān)電不消失關(guān)電不消失ROM 外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器 作用：用來接收用戶輸入的原始數(shù)據(jù)和程序 作用：用于將存放在內(nèi)存中由計(jì)算機(jī)處理得到的結(jié)果數(shù)據(jù)

5、轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗兡軌蚪邮艿男问?。顯示器顯示器打印機(jī)打印機(jī)音響音響投影儀投影儀針式打印機(jī)針式打印機(jī)噴墨打印機(jī)噴墨打印機(jī)激光打印機(jī)激光打印機(jī)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)語言程序設(shè)計(jì)語言語言處理系統(tǒng)語言處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理軟件數(shù)據(jù)庫管理軟件 網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)通信 軟件軟件文字處理文字處理軟件軟件輔助設(shè)計(jì)輔助設(shè)計(jì) 軟件軟件圖形圖像圖形圖像 軟件軟件網(wǎng)頁制作網(wǎng)頁制作軟件軟件 在計(jì)算機(jī)硬件和系統(tǒng)軟件的支持下，面向具在計(jì)算機(jī)硬件和系統(tǒng)軟件的支持下，面向具體問題和具體用戶的軟件稱為應(yīng)用軟件體問題和具體用戶的軟件稱為應(yīng)用軟件常用工具常用工具 軟件軟件十進(jìn)制：十進(jìn)制：有十個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)，即有十個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)，即0、1、2、3

6、、4、5、6、7、8、9。R10。每一個(gè)數(shù)碼根據(jù)它在這個(gè)數(shù)中所處的位。每一個(gè)數(shù)碼根據(jù)它在這個(gè)數(shù)中所處的位置（數(shù)位），按照置（數(shù)位），按照“逢十進(jìn)一逢十進(jìn)一”的原則來決定其實(shí)的原則來決定其實(shí)際數(shù)值，即各數(shù)位的位權(quán)是際數(shù)值，即各數(shù)位的位權(quán)是10的若干次冪。的若干次冪。例如，將例如，將(123.615)10使用公式按各位的權(quán)展開，即使用公式按各位的權(quán)展開，即(123.615)10110221013100610-1110-2510-3123.615除了使用腳碼的形式表示十進(jìn)制數(shù)，還可以使用字除了使用腳碼的形式表示十進(jìn)制數(shù)，還可以使用字符符“D”（Decimal），例如），例如123.615D。在計(jì)算機(jī)

7、中，。在計(jì)算機(jī)中，數(shù)據(jù)的輸入和輸出一般采用十進(jìn)制數(shù)。數(shù)據(jù)的輸入和輸出一般采用十進(jìn)制數(shù)。 1.5 計(jì)算機(jī)中信息的表示方法計(jì)算機(jī)中信息的表示方法二進(jìn)制：二進(jìn)制：有兩個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)有兩個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)0和和1。R2。每個(gè)數(shù)碼符號(hào)根據(jù)它在這個(gè)數(shù)中的數(shù)位，。每個(gè)數(shù)碼符號(hào)根據(jù)它在這個(gè)數(shù)中的數(shù)位，按按“逢二進(jìn)一逢二進(jìn)一”來決定其實(shí)際的數(shù)值。例如，將來決定其實(shí)際的數(shù)值。例如，將(1101.01)2使用公式按各位的權(quán)展開，即使用公式按各位的權(quán)展開，即(1101.01)212312202112002-112-2(13.25)10我們還可以使用字符我們還可以使用字符“B”（Binary）表示二進(jìn)制數(shù)，）表示二進(jìn)制

8、數(shù)，例如例如1001.01B。 1.5 計(jì)算機(jī)中信息的表示方法計(jì)算機(jī)中信息的表示方法八進(jìn)制：八進(jìn)制：有八個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)有八個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)0，1，2，3，4，5，6，7。R8。每個(gè)數(shù)碼符號(hào)根據(jù)它在這個(gè)數(shù)中的數(shù)位，。每個(gè)數(shù)碼符號(hào)根據(jù)它在這個(gè)數(shù)中的數(shù)位，按按“逢八進(jìn)一逢八進(jìn)一”來決定其實(shí)際的數(shù)值。例如，將來決定其實(shí)際的數(shù)值。例如，將(34.125)8使用公式按各位的權(quán)展開，即使用公式按各位的權(quán)展開，即(34.125)838148018-128-258-3(28.166)10 （結(jié)果保留（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）位有效數(shù)字）我們還可以使用字符我們還可以使用字符“O”（Octal）表示八進(jìn)制數(shù)，）表示

9、八進(jìn)制數(shù)，例如例如34.125O。1.5 計(jì)算機(jī)中信息的表示方法計(jì)算機(jī)中信息的表示方法十六進(jìn)制：十六進(jìn)制：有十六個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)有十六個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F(xiàn)R16。每個(gè)數(shù)碼符號(hào)根據(jù)它在這個(gè)數(shù)中的數(shù)位，。每個(gè)數(shù)碼符號(hào)根據(jù)它在這個(gè)數(shù)中的數(shù)位，按按“逢十六進(jìn)一逢十六進(jìn)一”來決定其實(shí)際的數(shù)值。例如，將來決定其實(shí)際的數(shù)值。例如，將(3AB.48)16使用公式按各位的權(quán)展開，即使用公式按各位的權(quán)展開，即(3AB.48)1631621016111160416-1816-2(939.28125)10 我們還可以使用字符我們還可以使用字符“H”（Hexad

10、ecimal）表示十）表示十六進(jìn)制數(shù)，例如六進(jìn)制數(shù)，例如3AB.48H。 1.5 計(jì)算機(jī)中信息的表示方法計(jì)算機(jī)中信息的表示方法 數(shù)制也稱計(jì)數(shù)制，是指用一組固定的符號(hào)和統(tǒng)一的規(guī)則數(shù)制也稱計(jì)數(shù)制，是指用一組固定的符號(hào)和統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)值的方法。按進(jìn)位的方法進(jìn)行計(jì)數(shù)，稱為進(jìn)位計(jì)數(shù)來表示數(shù)值的方法。按進(jìn)位的方法進(jìn)行計(jì)數(shù)，稱為進(jìn)位計(jì)數(shù)制。計(jì)算機(jī)中采用二進(jìn)制數(shù)。制。計(jì)算機(jī)中采用二進(jìn)制數(shù)。 基數(shù)。在一種數(shù)制中，一組固定不變的不重復(fù)數(shù)字基數(shù)。在一種數(shù)制中，一組固定不變的不重復(fù)數(shù)字的個(gè)數(shù)稱為基數(shù)（用的個(gè)數(shù)稱為基數(shù)（用R表示）。表示）。 位權(quán)。某個(gè)位置上的數(shù)代表的數(shù)量大小。位權(quán)。某個(gè)位置上的數(shù)代表的數(shù)量大小。

11、一般來說，如果數(shù)值只采用一般來說，如果數(shù)值只采用R個(gè)基本符號(hào)，則稱為個(gè)基本符號(hào)，則稱為R進(jìn)進(jìn)制。進(jìn)位計(jì)數(shù)制的編碼遵循制。進(jìn)位計(jì)數(shù)制的編碼遵循“逢逢R進(jìn)一進(jìn)一”的原則。各位的權(quán)的原則。各位的權(quán)是以是以R為底的冪。對(duì)于任意一個(gè)具有為底的冪。對(duì)于任意一個(gè)具有n位整數(shù)和位整數(shù)和m位小數(shù)的位小數(shù)的R進(jìn)制數(shù)進(jìn)制數(shù)N，按各位的權(quán)展開可表示為：，按各位的權(quán)展開可表示為：(N)Ran-1Rn-1an-2Rn-2a1R1a0R0a-1R-1a-mR-m 1二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù) 二進(jìn)制數(shù)到十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換的基本原理二進(jìn)制數(shù)到十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換的基本原理:將二進(jìn)制數(shù)從將二進(jìn)制數(shù)從小數(shù)點(diǎn)開始，往左從小數(shù)點(diǎn)

12、開始，往左從0開始對(duì)各位進(jìn)行正序編號(hào)，往右序開始對(duì)各位進(jìn)行正序編號(hào)，往右序號(hào)則分別為號(hào)則分別為-1，-2，-3直到最末位，然后分別將各位直到最末位，然后分別將各位上的數(shù)乘以上的數(shù)乘以2的的k次冪所得的值進(jìn)行求和，其中次冪所得的值進(jìn)行求和，其中k的值為各的值為各個(gè)位所對(duì)應(yīng)的上述編號(hào)。個(gè)位所對(duì)應(yīng)的上述編號(hào)。 2二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù) 基本原理基本原理:由于十六進(jìn)制數(shù)基數(shù)是由于十六進(jìn)制數(shù)基數(shù)是2的四次冪，所的四次冪，所以一個(gè)二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制，如果是整數(shù)，只要從它以一個(gè)二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制，如果是整數(shù)，只要從它的低位到高位每的低位到高位每4位組成一組，然后將每組二進(jìn)制數(shù)所

13、對(duì)位組成一組，然后將每組二進(jìn)制數(shù)所對(duì)應(yīng)的數(shù)用十六進(jìn)制表示出來。如果有小數(shù)部分，則從小應(yīng)的數(shù)用十六進(jìn)制表示出來。如果有小數(shù)部分，則從小數(shù)點(diǎn)開始，分別向左右兩邊按照述方法進(jìn)行分組計(jì)算。數(shù)點(diǎn)開始，分別向左右兩邊按照述方法進(jìn)行分組計(jì)算。 例如例如:將二進(jìn)制數(shù)將二進(jìn)制數(shù)111010111101010110轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)。數(shù)。 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù): 111 1010 1111 0101 0110 十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù): 7 A F 5 6結(jié)果為結(jié)果為: （111010111101010110）2 = （7AF56）16 3二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù) 基本原理基本原理: 由于

14、由于23=8，所以要將一個(gè)二進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)，所以要將一個(gè)二進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)，只要從它的低位到高位每換為八進(jìn)制數(shù)，只要從它的低位到高位每3位為一組，然位為一組，然后將每組二進(jìn)制數(shù)所對(duì)應(yīng)的數(shù)用八進(jìn)制表示出來即可。后將每組二進(jìn)制數(shù)所對(duì)應(yīng)的數(shù)用八進(jìn)制表示出來即可。如果有小數(shù)部分，則從小數(shù)點(diǎn)開始分別向左右兩邊按照如果有小數(shù)部分，則從小數(shù)點(diǎn)開始分別向左右兩邊按照上述方法進(jìn)行分組計(jì)算。不足三位的整數(shù)部分左補(bǔ)上述方法進(jìn)行分組計(jì)算。不足三位的整數(shù)部分左補(bǔ)0，小，小數(shù)部分右補(bǔ)數(shù)部分右補(bǔ)0。 例如例如: 將二進(jìn)制數(shù)將二進(jìn)制數(shù)101011110.10110001轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)。數(shù)。 二進(jìn)制數(shù)：二進(jìn)制數(shù)：

15、 101 011 110 . 101 100 01 十六進(jìn)制數(shù)：十六進(jìn)制數(shù)： 5 3 6 . 5 4 2 結(jié)果為結(jié)果為: (101011110.10110001)2 = (536.542)8 4十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制 基本原理基本原理:十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，只要從它的十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，只要從它的低位開始將每位上的數(shù)用二進(jìn)制表示出來。如果有小數(shù)低位開始將每位上的數(shù)用二進(jìn)制表示出來。如果有小數(shù)部分，則從小數(shù)點(diǎn)開始，分別向左右兩邊按照述方法進(jìn)部分，則從小數(shù)點(diǎn)開始，分別向左右兩邊按照述方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。行轉(zhuǎn)換。 例如例如:將十六進(jìn)制數(shù)將十六進(jìn)制數(shù)6FBE4轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。轉(zhuǎn)換為二

16、進(jìn)制數(shù)。 十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù): 6 E C F 3 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù): 110 1110 1100 1111 0011 結(jié)果為結(jié)果為: （6ECF3）16 = （1101110110011110011）2 5八進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制八進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制 基本原理基本原理: 采用采用“一分為三一分為三”的原則，即從八進(jìn)制的原則，即從八進(jìn)制整數(shù)的低位開始，將每位上的數(shù)用三位二進(jìn)制表示出來整數(shù)的低位開始，將每位上的數(shù)用三位二進(jìn)制表示出來即可。如果有小數(shù)部分，則從小數(shù)點(diǎn)開始，分別向左右即可。如果有小數(shù)部分，則從小數(shù)點(diǎn)開始，分別向左右兩邊按照上述方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。兩邊按照上述方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 例如例如: 將八進(jìn)制數(shù)

17、將八進(jìn)制數(shù)357.162轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。 八進(jìn)制數(shù)八進(jìn)制數(shù): 3 5 7 . 1 6 2 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù): 010 101 111 . 001 110 010結(jié)果為結(jié)果為: (357.162)8 = (010101111.001110010)2 6十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制 將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)時(shí)，可將此數(shù)分成整數(shù)將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)時(shí)，可將此數(shù)分成整數(shù)與小數(shù)兩部分分別轉(zhuǎn)換，然后拼接起來即可。與小數(shù)兩部分分別轉(zhuǎn)換，然后拼接起來即可。 基本原理：整數(shù)部分轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)整數(shù)采用基本原理：整數(shù)部分轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)整數(shù)采用“除除2取余法取余法”，既將十進(jìn)制整數(shù)不斷除以，既將十進(jìn)制整數(shù)不斷除以2取余數(shù)，直取余數(shù)，直到商為到商為0，余數(shù)從右到左排列，首次取得的余數(shù)排在最右。，余數(shù)從右到左排列，首次取得的余數(shù)排在最右。小數(shù)部分換成二進(jìn)制數(shù)采用乘小數(shù)部分換成二進(jìn)制數(shù)采用乘2取整法，即將十進(jìn)制小數(shù)取整法，即將十進(jìn)制小數(shù)不斷乘以不斷乘以2取整數(shù)，直到小數(shù)部分為取整數(shù)，直到小數(shù)部分為0或達(dá)到所求的精度或達(dá)到所求的精度為止（小數(shù)部分可能永遠(yuǎn)不會(huì)得到為止（小數(shù)部分可能永遠(yuǎn)不會(huì)得到0）；所得的整數(shù)從?。?；所得的整數(shù)從小數(shù)點(diǎn)自左往右排列，取有效精度，首次取得的整數(shù)排在數(shù)點(diǎn)自左往右排列，取有效精度，首次取得的整數(shù)排在最左。