高職基礎第1章

1、第1章 計算機基礎知識1.1 初識計算機1.3 計算機系統(tǒng)1.2 數(shù)制和編碼第1章 計算機基礎知識重點難點重點難點學習目標學習目標 了解計算機的發(fā)展過程，熟練掌握基本的數(shù)制和編碼、常了解計算機的發(fā)展過程，熟練掌握基本的數(shù)制和編碼、常用數(shù)制之間的轉換，掌握計算機的軟、硬件系統(tǒng)的基本知識。用數(shù)制之間的轉換，掌握計算機的軟、硬件系統(tǒng)的基本知識。重點：計算機發(fā)展階段、數(shù)制和編碼、計算機系統(tǒng)難點：數(shù)制之間的轉換第1章 計算機基礎知識1.1 初識計算機1.2 數(shù)制與編碼1.3 計算機系統(tǒng)1.1 初識計算機一、計算機的誕生與發(fā)展二、計算機的分類三、計算機的特點四、計算機的應用1.2 數(shù)制與編碼 一、數(shù)制二、

2、常用的數(shù)制三、常用數(shù)制的轉換四、計算機中的數(shù)據(jù)與編碼五、數(shù)據(jù)的存儲六、基本運算1.3 計算機系統(tǒng)一、計算機硬件系統(tǒng)二、計算機外部設備的使用（實驗課使用）三、計算機軟件系統(tǒng)1.1 初識計算機 19461946年年2 2月月1414日，第一臺計算機日，第一臺計算機誕生于賓夕法尼亞大學，名為誕生于賓夕法尼亞大學，名為ENIACENIAC（即（即“埃尼阿克埃尼阿克”）。）。 ENIACENIAC由由17 46817 468個電子管、個電子管、60 60 000000個電阻器、個電阻器、10 00010 000個電容器和個電容器和60006000個開關組成，重達個開關組成，重達3030噸，占地噸，占地1

3、60160平方米，耗電平方米，耗電174174千瓦，耗資千瓦，耗資450000450000美元，這臺計算機每秒只能美元，這臺計算機每秒只能運行運行50005000次加法運算，僅相當于一次加法運算，僅相當于一個電子數(shù)字積分計算機。個電子數(shù)字積分計算機。1. 第一臺計算機的誕生1.1 初識計算機2. 計算機發(fā)展的四個階段電子管計算機階段電子管計算機階段 （19461957年）年）晶體管計算機階段晶體管計算機階段 19581964年年集成電路計算機階段集成電路計算機階段 19651970年年大規(guī)模集成電路計算機階段大規(guī)模集成電路計算機階段1971年至今年至今第一代第一代第二代第二代第三代第三代第四代

4、第四代巨型機巨型機巨型機有極高的運算速度（目前運算速度可達每秒百億次）巨型機有極高的運算速度（目前運算速度可達每秒百億次）和極大的存儲容量，主要用于國防尖端技術、空間技術、和極大的存儲容量，主要用于國防尖端技術、空間技術、大范圍長期性天氣預報、石油勘探等領域。大范圍長期性天氣預報、石油勘探等領域。大型通用機大型通用機這類計算機具有極強的綜合處理能力和極大的性能覆蓋面，這類計算機具有極強的綜合處理能力和極大的性能覆蓋面，主要應用在政府部門、銀行、大公司、大企業(yè)等。主要應用在政府部門、銀行、大公司、大企業(yè)等。小型機小型機小型機的機器規(guī)模小、結構簡單、設計試制周期短，便于小型機的機器規(guī)模小、結構簡單

5、、設計試制周期短，便于及時采用先進工藝技術，軟件開發(fā)成本低，易于操作維護。及時采用先進工藝技術，軟件開發(fā)成本低，易于操作維護。 微型機微型機 微型計算機有體積小、重量輕、耗電少、維護方便、可靠微型計算機有體積小、重量輕、耗電少、維護方便、可靠性高、易操作、功能強、使用靈活、價格便宜。性高、易操作、功能強、使用靈活、價格便宜。按按照照性性能能規(guī)規(guī)模模分分類類1.1 初識計算機根據(jù)計算機的用途分類根據(jù)計算機的用途分類專用計算機專用計算機功能單一、操作復雜，用于完成功能單一、操作復雜，用于完成特定的工作任務特定的工作任務通用計算機通用計算機功能強、兼容性強、應用面廣、功能強、兼容性強、應用面廣、操作

6、方便操作方便根據(jù)處理的對象分類根據(jù)處理的對象分類模擬計算機模擬計算機所處理的電信號在時間上是連續(xù)所處理的電信號在時間上是連續(xù)的的數(shù)字計算機數(shù)字計算機用于處理數(shù)字數(shù)據(jù)的計算機用于處理數(shù)字數(shù)據(jù)的計算機混合計算機混合計算機模擬技術與數(shù)字計算機靈活結合模擬技術與數(shù)字計算機靈活結合在一起的電子計算機在一起的電子計算機1.1 初識計算機1.1 初識計算機1. 自動連續(xù)地高速運行程序2. 運算速度快 3. 運算精度高 4. 具有記憶和邏輯判斷能力5. 可靠性高1.1 初識計算機科學計算科學計算科學計算，亦稱數(shù)值計算，是指用計算機來完成科學研究和工程技術中所提出的科學計算，亦稱數(shù)值計算，是指用計算機來完成科學

7、研究和工程技術中所提出的數(shù)學問題。計算機作為一種計算工具，科學計算是它最早的應用領域，也是計算數(shù)學問題。計算機作為一種計算工具，科學計算是它最早的應用領域，也是計算機最重要的應用之一。機最重要的應用之一。數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理又稱信息處理，是集信息的收集、分類、整理、加工、存儲等一系列活數(shù)據(jù)處理又稱信息處理，是集信息的收集、分類、整理、加工、存儲等一系列活動的總稱動的總稱。目前在計算機應用中，數(shù)據(jù)處理所占比重最大。目前在計算機應用中，數(shù)據(jù)處理所占比重最大。計算機輔助計算機輔助系統(tǒng)系統(tǒng)包括計算機輔助設計（包括計算機輔助設計（CADCAD）、計算機輔助制造（）、計算機輔助制造（CAMCAM）、計

8、算機輔助教學（）、計算機輔助教學（CAICAI） 過程控制過程控制過程控制亦稱實時控制，是用計算機及時采集數(shù)據(jù)，按最佳值迅速對控制對象進過程控制亦稱實時控制，是用計算機及時采集數(shù)據(jù)，按最佳值迅速對控制對象進行自動控制或采用自動調節(jié)。行自動控制或采用自動調節(jié)。人工智能人工智能人工智能人工智能（artificial intelligenceartificial intelligence，AIAI）是用計算機模擬人類的智能，如判斷、）是用計算機模擬人類的智能，如判斷、理解、學習、圖像識別、問題求解等活動的一門學科。理解、學習、圖像識別、問題求解等活動的一門學科。計算機網(wǎng)絡計算機網(wǎng)絡計算機的超級處理能

9、力與通信技術結合起來就形成了計算機網(wǎng)絡。人們熟悉的全計算機的超級處理能力與通信技術結合起來就形成了計算機網(wǎng)絡。人們熟悉的全球信息查詢、郵件傳送、電子商務等都是依靠計算機網(wǎng)絡來實現(xiàn)的。球信息查詢、郵件傳送、電子商務等都是依靠計算機網(wǎng)絡來實現(xiàn)的。1.2 數(shù)制和編碼 數(shù)制是人們利用符號來計數(shù)的科學方法，也稱為計數(shù)制。數(shù)制是人們利用符號來計數(shù)的科學方法，也稱為計數(shù)制。一個進位計數(shù)制包括數(shù)位、基數(shù)和位權三個要素。一個進位計數(shù)制包括數(shù)位、基數(shù)和位權三個要素。 （1 1）數(shù)位）數(shù)位 數(shù)碼在一個數(shù)中所處的位置。數(shù)碼在一個數(shù)中所處的位置。 （2 2）基數(shù)）基數(shù) 在一個進位計數(shù)制中，每個數(shù)位上所能使用數(shù)碼的個數(shù)在

10、一個進位計數(shù)制中，每個數(shù)位上所能使用數(shù)碼的個數(shù)稱為基數(shù)。例如在十進制中，每個數(shù)位上可使用的數(shù)字有稱為基數(shù)。例如在十進制中，每個數(shù)位上可使用的數(shù)字有0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9共共1010個數(shù)碼，所以十進制的基個數(shù)碼，所以十進制的基數(shù)就是數(shù)就是1010，即逢十進一。，即逢十進一。 （3 3）位權）位權 位權包括兩個要素：基數(shù)和位置序號。位權包括兩個要素：基數(shù)和位置序號。1.2 數(shù)制和編碼 位權的值是以基數(shù)為底、數(shù)碼所在位置的序號為指數(shù)的整數(shù)冪。其位權的值是以基數(shù)為底、數(shù)碼所在位置的序號為指數(shù)的整數(shù)冪。其中位置序號的排列規(guī)則如下：從小數(shù)點算起，自右

11、向左各位的位置序號中位置序號的排列規(guī)則如下：從小數(shù)點算起，自右向左各位的位置序號分別為分別為0 0、l l、2 2、3 3、；自左向右，分別為；自左向右，分別為1 1、2 2、3 3、。 十進制計數(shù)法中基數(shù)為十進制計數(shù)法中基數(shù)為1010，各位的位各位的位權？（教師學生互動）權？（教師學生互動） 例如：例如：（16245.3916245.39）1010？1.2 數(shù)制和編碼 人們最常見、最熟悉的是十進制，而計算機中使用二進制、八進制人們最常見、最熟悉的是十進制，而計算機中使用二進制、八進制和十六進制，并且后兩者都是從二進制和十六進制，并且后兩者都是從二進制“派生派生”出來的。出來的。 1十進制數(shù)

12、數(shù)碼：數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（共（共10個）。個）。 進位制：進位制：逢十進一逢十進一。 表示方法表示方法：（：（1）在數(shù)字外面加括弧并加注下標在數(shù)字外面加括弧并加注下標10； （2）加后綴加后綴D （decimal）或省略）或省略。 【例例】十進制數(shù)十進制數(shù)123，可，可表示為：表示為：（123）10或或123D。 任何一個十進制數(shù)的數(shù)值均由各位數(shù)字與其對應的權的乘積的總和任何一個十進制數(shù)的數(shù)值均由各位數(shù)字與其對應的權的乘積的總和表示。表示。 【例例】（123）10110221013100 1.2 數(shù)制和編碼 2二進制數(shù) 數(shù)碼：數(shù)碼：0、1（共（共2個）。個）。 進位制

13、：進位制：逢逢二二進一進一。 表示方法表示方法：（：（1）在數(shù)字外面加括弧并加注下標在數(shù)字外面加括弧并加注下標2； （2）加后綴加后綴B（ binary） 。 【例例】二進制數(shù)二進制數(shù)1001表示為（表示為（1001）2，或記作，或記作1001B。 一個二進制數(shù)亦可用各位數(shù)字與其對應的權的乘積的總和表示。一個二進制數(shù)亦可用各位數(shù)字與其對應的權的乘積的總和表示。 請思考請思考 （1011.101）2？1.2 數(shù)制和編碼 3八進制數(shù) 數(shù)碼：數(shù)碼： 0、1、2、3、4、5、6、7 （共（共8個）。個）。 進位制：進位制：逢逢八八進一進一。 表示方法表示方法：（：（1）在數(shù)字外面加括弧并加注下標在數(shù)字

14、外面加括弧并加注下標8； （2）加后綴加后綴Q（Octal, 寫作寫作Q，避免與數(shù)字，避免與數(shù)字0混淆）混淆）。 【例例】八進制數(shù)八進制數(shù)127表示為（表示為（127）8或或127Q。 請思考：請思考： 八進制各位的權值是什么？八進制各位的權值是什么？ 將將（127）8 的按權展開式是什么？的按權展開式是什么？1.2 數(shù)制和編碼 4十六進制數(shù) 數(shù)碼：數(shù)碼： 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9和和A、B、C、D、E、F。 進位制：進位制：逢十六進一逢十六進一。 表示方法表示方法：（：（1）在數(shù)字外面加括弧并加注下標在數(shù)字外面加括弧并加注下標16； （2）加后綴加后綴H（Hexadecimal

15、）。 【例例】（8FA.5）16或或8FA.5H。 注意：注意：若十六進制首個數(shù)為若十六進制首個數(shù)為AF，則在其前加，則在其前加0，以表示是一個數(shù)，以表示是一個數(shù)區(qū)別于其他符號。區(qū)別于其他符號。 1.2 數(shù)制和編碼 1非十進制數(shù)轉換為十進制數(shù) 二進制、八進制和十六進制等非十進制數(shù)轉換為十進制數(shù)的基本方二進制、八進制和十六進制等非十進制數(shù)轉換為十進制數(shù)的基本方法可以用法可以用6個字總結：按權展開求和。個字總結：按權展開求和。 即先寫出非十進制數(shù)的按權展開式，再計算出結果，所得數(shù)制就是即先寫出非十進制數(shù)的按權展開式，再計算出結果，所得數(shù)制就是該非十進制所對應的十進制數(shù)。該非十進制所對應的十進制數(shù)。

16、 【例【例1.1】分別將】分別將10101B、101Q和和101AH轉換為十進制數(shù)。轉換為十進制數(shù)。 學生練習！學生練習！1.2 數(shù)制和編碼 2十進制數(shù)轉換為非十進制數(shù) 十進制數(shù)轉換為非十進制數(shù)時，將整數(shù)部分和小數(shù)部分分開轉換。十進制數(shù)轉換為非十進制數(shù)時，將整數(shù)部分和小數(shù)部分分開轉換。 整數(shù)部分采用除基取余法，而小數(shù)部分采用乘基取整法，將兩部分整數(shù)部分采用除基取余法，而小數(shù)部分采用乘基取整法，將兩部分轉換的結果用小數(shù)點連接。轉換的結果用小數(shù)點連接。 （1）除基取余法）除基取余法 用欲轉換數(shù)制的基數(shù)去除十進制數(shù)的整數(shù)部分，第一次相除得到的用欲轉換數(shù)制的基數(shù)去除十進制數(shù)的整數(shù)部分，第一次相除得到的

17、余數(shù)作為目的數(shù)的最低位，然后把得到的商再除以該基數(shù)，所得余數(shù)為余數(shù)作為目的數(shù)的最低位，然后把得到的商再除以該基數(shù)，所得余數(shù)為目的數(shù)的次低位，依此類推，直到商為目的數(shù)的次低位，依此類推，直到商為0時所得余數(shù)即為目的數(shù)的最高時所得余數(shù)即為目的數(shù)的最高位。位。 【例【例1.2】將十進制整數(shù)105D轉換為二進制整數(shù) 【例【例1.3】將十進制整數(shù)120D轉換為八進制整數(shù)。 教師演練教師演練1.2 數(shù)制和編碼 （2）乘基取整法）乘基取整法 用該小數(shù)乘上目的數(shù)制的基數(shù)，第一次乘得結果的整數(shù)部分為目的用該小數(shù)乘上目的數(shù)制的基數(shù)，第一次乘得結果的整數(shù)部分為目的數(shù)小數(shù)部分的最高位，然后取其小數(shù)部分再乘上基數(shù)，所得

18、結果的整數(shù)數(shù)小數(shù)部分的最高位，然后取其小數(shù)部分再乘上基數(shù)，所得結果的整數(shù)部分為目的數(shù)的次高位，依此類推，直到小數(shù)部分為部分為目的數(shù)的次高位，依此類推，直到小數(shù)部分為0或達到要求的精或達到要求的精度為止。度為止。 【例1.4】將十進制小數(shù)0.8125D轉換為二進制小數(shù) （3）既有整數(shù)又有小數(shù)）既有整數(shù)又有小數(shù) 遇見既有整數(shù)又有小數(shù)的情況，可將整數(shù)部分和小數(shù)部分分別轉換，遇見既有整數(shù)又有小數(shù)的情況，可將整數(shù)部分和小數(shù)部分分別轉換，再將兩部分的結果用小數(shù)點連接即可。再將兩部分的結果用小數(shù)點連接即可。教師演練教師演練1.2 數(shù)制和編碼 3二、八、十六進制數(shù)之間的轉換 （1）二進制數(shù)和八進制數(shù)之間的轉換

19、）二進制數(shù)和八進制數(shù)之間的轉換 二進制數(shù)轉換為八進制數(shù)可以用二進制數(shù)轉換為八進制數(shù)可以用“三位合一三位合一”來概括。來概括。 將二進制數(shù)轉換為八進制數(shù)時，以小數(shù)點為起點，整數(shù)部分向左，小將二進制數(shù)轉換為八進制數(shù)時，以小數(shù)點為起點，整數(shù)部分向左，小數(shù)部分向右，按數(shù)部分向右，按3位分組，最左、最右端不足三位補位分組，最左、最右端不足三位補0，然后將每組二進制，然后將每組二進制數(shù)轉換成一位八進制數(shù)即可。數(shù)轉換成一位八進制數(shù)即可。 反之，要將八進制數(shù)轉換為二進制數(shù)時，可以總結為反之，要將八進制數(shù)轉換為二進制數(shù)時，可以總結為“一分為三一分為三”，將每位八進制數(shù)擴充為對應的三位二進制數(shù)。將每位八進制數(shù)擴充

20、為對應的三位二進制數(shù)。 【例1.5】將二進制數(shù)100110110111.0101001轉換為八進制數(shù)。 【例1.6】將74.35Q轉換為二進制數(shù)。 教師演練教師演練1.2 數(shù)制和編碼 （2）二進制數(shù)和十六進制數(shù)之間的轉換）二進制數(shù)和十六進制數(shù)之間的轉換 二進制數(shù)轉換為十六進制時，就用二進制數(shù)轉換為十六進制時，就用“四位合一四位合一”總結。以小數(shù)點為總結。以小數(shù)點為起點向左、向右每起點向左、向右每4位一組，最左、最右端不足位一組，最左、最右端不足4位補位補0，然后轉換為對，然后轉換為對應的十六進制數(shù)即可。應的十六進制數(shù)即可。 【例1.7】將100110110111.0101001B轉換為十六進制

21、數(shù)。 十六進制數(shù)轉換為二進制數(shù)就十六進制數(shù)轉換為二進制數(shù)就“四位合一四位合一”地將一位十六進制數(shù)擴地將一位十六進制數(shù)擴充為充為4位二進制數(shù)即可。位二進制數(shù)即可。 （3）八進制數(shù)和十六進制數(shù)之間的轉換）八進制數(shù)和十六進制數(shù)之間的轉換 八進制數(shù)和十六進制數(shù)之間的轉換可通過二進制數(shù)進行八進制數(shù)和十六進制數(shù)之間的轉換可通過二進制數(shù)進行 【例1.8】將十六進制數(shù)2C1DH轉換為八進制數(shù)。1.2 數(shù)制和編碼 1BCD碼 十個十進制數(shù)字十個十進制數(shù)字09分別用分別用4位二進制代碼來表示，在此基礎上可位二進制代碼來表示，在此基礎上可按位對任意十進制數(shù)進行編碼，這就是二進制編碼的十進制數(shù)，簡稱按位對任意十進制數(shù)

22、進行編碼，這就是二進制編碼的十進制數(shù)，簡稱BCD碼（碼（binary-coded decimal）。）。 BCD碼表如表碼表如表1.3所示。所示。1.2 數(shù)制和編碼【例1.9】將十進制數(shù)2018.4轉換為8421BCD碼。 2西文字符編碼 對西文字符編碼最常用的是對西文字符編碼最常用的是“美國信息交換標準代碼美國信息交換標準代碼”，又稱為，又稱為ASCII（American Standard Code for Information Interchange）碼。）碼。 ASCII碼已被國際標準化組織（碼已被國際標準化組織（ISO）定為國際標準，分為它其中包括）定為國際標準，分為它其中包括英文字

23、符、數(shù)字字符、西文標點和一些符號等。英文字符、數(shù)字字符、西文標點和一些符號等。ASCII碼是一個碼是一個7位編碼，位編碼，共有共有128個編碼?；镜膫€編碼?；镜腁SCII編碼表如表編碼表如表1.4所示。所示。1.2 數(shù)制和編碼1.2 數(shù)制和編碼 通過通過ASCII表查閱某個字符的表查閱某個字符的ASCII碼碼的的方法方法： 在表中找到字符的位置，然后確定它所在位置的行和列，根據(jù)列確在表中找到字符的位置，然后確定它所在位置的行和列，根據(jù)列確定高位碼，根據(jù)行確定低位碼，再將它們合并在一起就是該字符的定高位碼，根據(jù)行確定低位碼，再將它們合并在一起就是該字符的ASCII碼。例如，字母碼。例如，字母

24、A的列碼是的列碼是100，行所在的碼是，行所在的碼是0001，那么字母，那么字母A的的ASCII碼是碼是1000001（41H）。）。 從從ASCII碼表中我們很容易發(fā)現(xiàn)碼表中我們很容易發(fā)現(xiàn)： 數(shù)字、大寫英文字母、小寫英文字母的數(shù)字、大寫英文字母、小寫英文字母的ASCII碼是依次增大的碼是依次增大的； 數(shù)字字符數(shù)字字符09的的ASCII碼是連續(xù)的，為碼是連續(xù)的，為30H39H； 大寫英文字母大寫英文字母AZ的的ASCII碼也是連續(xù)的，為碼也是連續(xù)的，為41H5AH； 同樣小寫英文字母同樣小寫英文字母az的的ASCII碼也是連續(xù)的，為碼也是連續(xù)的，為61H7AH。 因此，當知道一個數(shù)字或字母的因

25、此，當知道一個數(shù)字或字母的ASCII碼時，很容易推算其他數(shù)字碼時，很容易推算其他數(shù)字或字母的或字母的ASCII碼碼。1.2 數(shù)制和編碼 3. 漢字編碼 由于漢字是象形文字，種類繁多，編碼要困難一些，在漢字處理系由于漢字是象形文字，種類繁多，編碼要困難一些，在漢字處理系統(tǒng)中，輸入、內(nèi)部處理、輸出環(huán)節(jié)對漢字編碼的要求也不盡相同，因此統(tǒng)中，輸入、內(nèi)部處理、輸出環(huán)節(jié)對漢字編碼的要求也不盡相同，因此漢字信息處理系統(tǒng)在處理漢字和詞語時，要進行一系列的漢字代碼轉換。漢字信息處理系統(tǒng)在處理漢字和詞語時，要進行一系列的漢字代碼轉換。如圖如圖1.4所示。所示。 （1）輸入碼）輸入碼 漢字輸入碼是為了利用現(xiàn)有的計算

26、機鍵盤，將形態(tài)各異的漢字輸漢字輸入碼是為了利用現(xiàn)有的計算機鍵盤，將形態(tài)各異的漢字輸入計算機而編制的代碼。入計算機而編制的代碼。 例如：全拼、簡拼、搜狗、五筆等。例如：全拼、簡拼、搜狗、五筆等。1.2 數(shù)制和編碼 （2）交換碼）交換碼 交換碼用于漢字輸入碼和內(nèi)部碼的交換交換碼用于漢字輸入碼和內(nèi)部碼的交換，又稱為國標碼。又稱為國標碼。 區(qū)位碼區(qū)位碼+2020H=國標碼國標碼 （3）內(nèi)部碼）內(nèi)部碼 漢字的內(nèi)部碼是供計算機系統(tǒng)內(nèi)部進行存儲、加工處理、傳輸?shù)冉y(tǒng)漢字的內(nèi)部碼是供計算機系統(tǒng)內(nèi)部進行存儲、加工處理、傳輸?shù)冉y(tǒng)一使用的代碼，又稱為漢字機內(nèi)碼或漢字內(nèi)碼。一使用的代碼，又稱為漢字機內(nèi)碼或漢字內(nèi)碼。 國

27、標碼國標碼+8080H=機內(nèi)碼機內(nèi)碼 【例例】“阿阿”的區(qū)位碼為的區(qū)位碼為1602（1002H），計算其國標碼和機內(nèi)碼。），計算其國標碼和機內(nèi)碼。 （4）字形碼）字形碼 漢字字形碼是漢字字庫中存儲的漢字字形的數(shù)字化信息，用于漢字漢字字形碼是漢字字庫中存儲的漢字字形的數(shù)字化信息，用于漢字的顯示和打印。目前，漢字字形的產(chǎn)生方式大多是數(shù)字式，即以點陣方的顯示和打印。目前，漢字字形的產(chǎn)生方式大多是數(shù)字式，即以點陣方式形成漢字。一個漢字方塊中行數(shù)、列數(shù)分得越多，描繪的漢字也就越式形成漢字。一個漢字方塊中行數(shù)、列數(shù)分得越多，描繪的漢字也就越精致，但占用的存儲空間也越大。精致，但占用的存儲空間也越大。（如（

28、如1616點陣、點陣、24 24點陣等）。點陣等）。 1.2 數(shù)制和編碼 在計算機中，任何數(shù)據(jù)都是以二進制來進行存儲的。與存儲相關的在計算機中，任何數(shù)據(jù)都是以二進制來進行存儲的。與存儲相關的概念有：概念有： 1位（bit） 位是組成數(shù)據(jù)的最小單位。二進制數(shù)位是組成數(shù)據(jù)的最小單位。二進制數(shù)0或或1都是都是1位。位。 2字節(jié)（Byte） 字節(jié)是存儲或處理數(shù)據(jù)的基本單位，簡寫為字節(jié)是存儲或處理數(shù)據(jù)的基本單位，簡寫為B。一個字節(jié)由。一個字節(jié)由8位組成，位組成，即即1Byte8bit。 例如計算機的內(nèi)部和外部存儲器的基本單位就是字節(jié)，它們的容量例如計算機的內(nèi)部和外部存儲器的基本單位就是字節(jié)，它們的容量就

29、是用字節(jié)數(shù)表示的。除了就是用字節(jié)數(shù)表示的。除了B外，常用的單位還有外，常用的單位還有KB、MB、GB等，它等，它們的關系為：們的關系為： 1KB1024B 1MB1024KB 1GB1024MB 1TB1024GB1.2 數(shù)制和編碼 3.字（word） 字是計算機作為一個整體進行處理的數(shù)據(jù)單位，可由若干個字節(jié)構字是計算機作為一個整體進行處理的數(shù)據(jù)單位，可由若干個字節(jié)構成。它的成。它的bit數(shù)稱為字長。數(shù)稱為字長。 不同的計算機系統(tǒng)的字長是不同的，常見的有不同的計算機系統(tǒng)的字長是不同的，常見的有8位、位、16位、位、32位、位、64位等，字長越長，存放數(shù)的范圍越大，精度越高。字長是計算機性能位等

30、，字長越長，存放數(shù)的范圍越大，精度越高。字長是計算機性能的一個重要指標。的一個重要指標。 4.地址（Address） 為了便于存儲信息，每一個存儲單元都有唯一的編號，這個編號就是為了便于存儲信息，每一個存儲單元都有唯一的編號，這個編號就是地址。通過地址可以找到所需的存儲單元，并從中取出或存入信息。地址。通過地址可以找到所需的存儲單元，并從中取出或存入信息。1.2 數(shù)制和編碼 1算術運算 二進制數(shù)的算術運算有加法、減法、乘法和除法。其運算規(guī)則如下：二進制數(shù)的算術運算有加法、減法、乘法和除法。其運算規(guī)則如下： （1）加法：加法：000，011，101，1110（有進位，逢（有進位，逢二進一）。二進

31、一）。 （2）減法：減法：000，101，110，1011（有借位，借（有借位，借一當二）。一當二）。 （3）乘法：）乘法：000，010，100，111。 （4）除法：）除法：010，111。 【例1.10】計算以下各式： 1）1011B1101B 2） 1011B1001B 3）1011B101B 4）11010B101B1.2 數(shù)制和編碼 2邏輯運算 邏輯運算是指對因果關系進行分析的一種運算。邏輯運算的結果成立，邏輯運算是指對因果關系進行分析的一種運算。邏輯運算的結果成立，則為真或用則為真或用1表示，否則為假或用表示，否則為假或用0表示。表示。 二進制數(shù)的邏輯運算有二進制數(shù)的邏輯運算有“

32、與與”、“或或”、“非非”和和“異或異或”四種。四種。 （1）“與與”運算運算（邏輯乘邏輯乘）：）： 用符號用符號“”表示。運算規(guī)則如下：表示。運算規(guī)則如下： 00 0 01 0 10 0 11 1 （2）“或或”運算運算（邏輯加邏輯加）：）： 用符號用符號“”或或“”表示。運算規(guī)則表示。運算規(guī)則如下：如下： 00 0 01 1 10 1 11 1 （3）“非非”運算運算（求反運算求反運算）：）： 用符號用符號“”表示。運算規(guī)則表示。運算規(guī)則為為： 1 0 （4）“異或異或”運算運算： 用符號用符號“ ”表示，其運算規(guī)則表示，其運算規(guī)則為為： 0 00 0 11 1 01 1 10 1.3 計

33、算機系統(tǒng) 1946年美籍匈牙利數(shù)學家年美籍匈牙利數(shù)學家馮馮諾依曼諾依曼提出提出“存儲程序控制存儲程序控制理論理論”，確立了現(xiàn)代計算機的基本組成和工作方式。，確立了現(xiàn)代計算機的基本組成和工作方式。 “存儲程序控制存儲程序控制”理論的基本內(nèi)容可以歸納為以下理論的基本內(nèi)容可以歸納為以下3點：點： （1）計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸）計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備出設備五大基本部件五大基本部件組成，每個部件各有不同的基本功能，組成，每個部件各有不同的基本功能，它們相互配合來完成相應的工作。它們相互配合來完成相應的工作。 （2）計算機中使用）計算機中使用二進制二進制來

34、表示數(shù)據(jù)和指令。來表示數(shù)據(jù)和指令。 （3）采用）采用存儲與程序控制存儲與程序控制的方式工作。的方式工作。1.3 計算機系統(tǒng) 一個微型計算機系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成的，如圖一個微型計算機系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成的，如圖1.5所示所示。 圖1. 5 微型計算機系統(tǒng)組成框圖1.3 計算機系統(tǒng) 計算機的硬件系統(tǒng)通常由“五大件”組成：運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備。如圖1. 6所示。 圖1. 6 計算機硬件系統(tǒng)的五大組成部件1.3 計算機系統(tǒng) 1CPU 運算器和控制器兩大部分構成計算機的中央處理器運算器和控制器兩大部分構成計算機的中央處理器CPU（central pr

35、ocessing unit）。 （1）運算器）運算器：主要的功能是完成各種算術運算和邏輯運算。主要的功能是完成各種算術運算和邏輯運算。 （2）控制器）控制器：完成協(xié)調和指揮整個計算機系統(tǒng)的操作完成協(xié)調和指揮整個計算機系統(tǒng)的操作。 （3）CPU主要的性能指標主要的性能指標： 1）主頻）主頻 2）字長）字長 圖1.7 CPU芯片1.3 計算機系統(tǒng) 2存儲器 存儲器是用來存儲程序和數(shù)據(jù)的部件，計算機中的全部信息包括輸存儲器是用來存儲程序和數(shù)據(jù)的部件，計算機中的全部信息包括輸入的原始數(shù)據(jù)、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存入的原始數(shù)據(jù)、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器

36、中。儲器中。 存儲器分為內(nèi)存儲器和外存儲器兩種，具體分類和組成如圖存儲器分為內(nèi)存儲器和外存儲器兩種，具體分類和組成如圖1. 8所所示。示。 圖1. 8 存儲器的分類1.3 計算機系統(tǒng) （1）內(nèi)存儲器）內(nèi)存儲器 內(nèi)存儲器又稱為內(nèi)存或主存儲器，是內(nèi)存儲器又稱為內(nèi)存或主存儲器，是CPU可以直接訪問的存儲器可以直接訪問的存儲器，常用的內(nèi)存條如圖常用的內(nèi)存條如圖1.9所示。所示。 按照存儲器的讀寫功能可將內(nèi)存分為按照存儲器的讀寫功能可將內(nèi)存分為： 1）只讀存儲器（）只讀存儲器（read only memory，ROM） 2）隨機存儲器（）隨機存儲器（random access memory，RAM） 3

37、）高速緩沖存儲器（）高速緩沖存儲器（Cache） 圖1.9 內(nèi)存條1.3 計算機系統(tǒng) （2）外存儲器）外存儲器 外存儲器又稱海量存儲器、輔助存儲器，容量一般都比較大，且容外存儲器又稱海量存儲器、輔助存儲器，容量一般都比較大，且容易移動，便于不同計算機之間進行信息交流。易移動，便于不同計算機之間進行信息交流。 常用的外存儲器有硬盤和光盤。常用的外存儲器有硬盤和光盤。 1）硬盤）硬盤 圖1.10 硬盤驅動器的內(nèi)部結構1.3 計算機系統(tǒng) 2）光光盤。盤。 圖1.11 光盤 圖1.12 光盤驅動器 光盤按照其制造材料和記錄信息方式的不同可分為光盤按照其制造材料和記錄信息方式的不同可分為3類。類。 只讀

38、光盤（只讀光盤（CD-ROM）。）。 一次性寫入光盤（一次性寫入光盤（CD-R）。）。 可擦寫光盤（可擦寫光盤（CD-RW）。）。 1.3 計算機系統(tǒng) 3）新型存儲設備）新型存儲設備 U盤。盤。 移動硬盤。移動硬盤。 名片光盤。名片光盤。1.3 計算機系統(tǒng) 3輸入設備 輸入輸入/輸出設備是計算機的五大組成部分之一，統(tǒng)稱為外圍設備，簡輸出設備是計算機的五大組成部分之一，統(tǒng)稱為外圍設備，簡稱為外設。稱為外設。 常用的輸入設備有鍵盤、鼠標、掃描儀和數(shù)碼相機等。常用的輸入設備有鍵盤、鼠標、掃描儀和數(shù)碼相機等。 （1）鍵盤）鍵盤 目前目前Windows操作系統(tǒng)中主要使用操作系統(tǒng)中主要使用104鍵，鍵，

39、如圖如圖1.13所示。所示。 圖1.13 鍵盤1.3 計算機系統(tǒng) （2）鼠標）鼠標 目前市場上流行的有有線鼠標和無線鼠標等。目前市場上流行的有有線鼠標和無線鼠標等。 圖1.14 機械鼠標 圖1.15 光電鼠標1.3 計算機系統(tǒng) （3）掃描儀）掃描儀 根據(jù)掃描儀掃描介質和用途的不同根據(jù)掃描儀掃描介質和用途的不同可以把可以把掃描儀分為：掃描儀分為： 1）手持式掃描儀。）手持式掃描儀。 2）平板式掃描儀。）平板式掃描儀。 3）名片掃描儀。）名片掃描儀。 （4）數(shù)碼相機）數(shù)碼相機 圖1.16 平板式掃描儀 圖1.17 名片掃描儀圖1.18 數(shù)碼照相機1.3 計算機系統(tǒng) 4輸出設備 輸出設備是將計算機處

40、理的結果以文字、圖形或圖像等方式呈現(xiàn)給輸出設備是將計算機處理的結果以文字、圖形或圖像等方式呈現(xiàn)給用戶。常用的輸出設備包括顯示器、打印機和繪圖儀等。用戶。常用的輸出設備包括顯示器、打印機和繪圖儀等。 （1）顯示器）顯示器 常用的顯示器可分為陰極射線管顯示器（常用的顯示器可分為陰極射線管顯示器（CRT）、）、 液晶顯示器（液晶顯示器（LCD）和）和LED顯示器幾種。顯示器幾種。 （2）顯卡）顯卡 顯卡也稱顯示適配器顯卡也稱顯示適配器，是顯示器與主機通信是顯示器與主機通信 圖1.19 LCD顯示器的控制電路和接口。的控制電路和接口。圖1.20 顯卡1.3 計算機系統(tǒng) （3）打印機）打印機 打印機是計

41、算機的輸出設備之一，用于將計算機處理結果打印在相關打印機是計算機的輸出設備之一，用于將計算機處理結果打印在相關介質上。介質上。 （4）聲卡及音箱）聲卡及音箱 圖1.21 打印機圖1.22 音箱1.3 計算機系統(tǒng)1鍵盤的使用 （實驗課介紹）2鼠標的使用（實驗課介紹）3顯示器的使用（自學）4打印機的使用（自學）1.3 計算機系統(tǒng) 計算機軟件系統(tǒng)根據(jù)其功能和面向的對象可分為系統(tǒng)軟件和應用軟件計算機軟件系統(tǒng)根據(jù)其功能和面向的對象可分為系統(tǒng)軟件和應用軟件兩大類。兩大類。 1.軟件系統(tǒng) （1）系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是管理計算機的軟件，包括是管理計算機的軟件，包括操作系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、各種各種語言

42、處理程序、語言處理程序、機器的監(jiān)控管理程序、調試程序、機器的監(jiān)控管理程序、調試程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。常用的系統(tǒng)軟件有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。常用的系統(tǒng)軟件有DOS、Windows、UNIX等。等。 操作系統(tǒng)（操作系統(tǒng)（Operating System，簡稱，簡稱OS）是計算機軟件中最重要的）是計算機軟件中最重要的軟件，是系統(tǒng)軟件的核心。軟件，是系統(tǒng)軟件的核心。主要用來管理和控制計算機系統(tǒng)中的硬件和軟主要用來管理和控制計算機系統(tǒng)中的硬件和軟件資源，調度用戶作業(yè)和處理各種中斷，從而保證計算機各部分協(xié)調、有件資源，調度用戶作業(yè)和處理各種中斷，從而保證計算機各部分協(xié)調、有效地工作。是用戶和計算機的接口。效地工作。是用戶和計算機的接口。 （2）應用軟件應用軟件 應用軟件是為解決各種實際問題而編制的軟件的總稱。應用軟件是為解決各種實際問題而編制的軟件的總稱。（舉例）（舉例）1.3 計算機系統(tǒng) 2操作系統(tǒng)的功能、發(fā)展和分類 （1）操作系統(tǒng)的功能）操作系統(tǒng)的功能 1）為計算機中運行的程序管理和分配各種軟、硬件資源。）為計算機中運行的程序管理和分配各種軟、硬件資源。 2）為用戶提供友善的人機界面。）為用戶提供友善的人機界面。 3）為應用程序的開發(fā)和運行提供一個高效率的平臺。）為應用程序的開發(fā)和運行提供一個高