計算機概述-計算機基礎知識

第1章計算機基礎知識

教學目標和要求了解計算機發(fā)展概況，數(shù)據(jù)在計算機中的存儲。掌握計算機系統(tǒng)的組成，微型

計算機的硬件系統(tǒng)，多媒體技術的概念及特點。了解二進制、十進制，八進制、十六進制，簡

單了解在這些數(shù)制間進行整數(shù)轉(zhuǎn)換。

簡單了解計算機中的數(shù)、字符編碼、位、字節(jié)及內(nèi)存容量。

簡單了解多媒體的概念、特點及多媒體計算機系統(tǒng)。

在這一章中，主要介紹計算機的一些基礎知識。通過這一章的學習，可以了解計算機的組成，

了解存儲器的種類，學會如何使用鍵盤和鼠標，了解操作系統(tǒng)的概念，掌握有關文件和文件夾

的基本知識，掌握啟動和關閉計算機的方法，學會輸入漢字。還可以了解有關計算機病毒的知

識及預防方法。

1.1計算機概述

1.2計算機系統(tǒng)組成

1.3PC的硬件系統(tǒng)

1.4數(shù)據(jù)在計算機中的存儲

1.5多媒體技術

1.1計算機概述

cai.1.1計算機的發(fā)展樓況

Ql.1.2計算機系統(tǒng)分類

cai.i.3計算機的應用

cai.i.4計算機應用的發(fā)展展望

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1.1.1計算機的發(fā)展概^況

計算機是一種能快速、高效地對各種信息進行

存儲和處理的電子設備。具有以下幾個特征：

⑴運算速度快

⑵精確度高，可靠性好

⑶具有記憶能力和邏輯運算能力

(4)能自動執(zhí)行命令

⑸高性能的實時通信和交流能力

(6)信息表達形式的直觀性和使用的方便性

1.1.2計算機的發(fā)展

i.計算機的誕生

世界上第一臺電子數(shù)值積分計算機誕生于1946年。

2.計算機的發(fā)展歷程

計算機從處理數(shù)據(jù)的方法上分成模擬式計算機和數(shù)字

式計算機。

模擬機是以連續(xù)變化的物理量表示所測量的數(shù)據(jù)來模

擬某一變化過程，它主要用于仿真研究。數(shù)字機則以數(shù)字

量表示數(shù)據(jù)。模擬機所做的工作都可由數(shù)字機來完成。

按照計算機所用的邏輯元件（電子器件）來劃分計算

機的時代：

⑴第一代電子計算機（1946年到1958年）：基本邏輯電路由

電子管組成。

⑵第二代電子計算機（1958年到1964年）：基本邏輯電路

由晶體管電子元件組成。

⑶第三代電子計算機（1964年到1970年）：基本邏輯電路

由小規(guī)模集成電路組成。

（4）第四代電子計算機（1970年以后）：采用中、大規(guī)模集

成電路構(gòu)成邏輯電路。

3.計算機發(fā)展趨勢

當前計算機的發(fā)展趨勢概括為四化：巨型化、微型化、

網(wǎng)絡化和智能化。

⑴微型化

芯片的集成度越來越高，計算機的元器件越來越小,

而使得計算機的計算速度快、功能強、體積小、價格低。

⑵巨型化

為了滿足尖端科學技術、軍事、氣象等領域的需要,

計算機也必須向超高速、大容量、強功能的巨型化發(fā)展。

巨型機的發(fā)展集中體現(xiàn)了計算機技術的發(fā)展水平。

⑶網(wǎng)絡化

計算機網(wǎng)絡可以實現(xiàn)資源共享。資源包括了硬件

資源，如存儲介質(zhì)、打印設備等，還包含軟件資源和

數(shù)據(jù)資源，如系統(tǒng)軟件、應用軟件和各種數(shù)據(jù)庫等。

(4)智能化

智能化是未來計算機發(fā)展的總趨勢。這種計算機

除了具備現(xiàn)代計算機的功能之外，還要具有在某種程

度上模仿人的推理、聯(lián)想、學習等思維功能，并具有

聲音識別、圖像識別能力。

1J.3計算機的分類

1.巨型機：運算速度快，每秒可達1億次以上。

2.大型機：運算速度在100萬?幾千萬次/秒，

3.中型機：性能和規(guī)模處于大型機和小型機之間。

4.小型機：結(jié)構(gòu)簡單、規(guī)模較小、操作簡單。

5.微型機：體積小、價格低、功能全、操作方便。

6.工作站：易于聯(lián)網(wǎng)、有大量內(nèi)存、配置大屏幕顯示

器和較強的網(wǎng)絡通信功能。

1.1.4計算機的應用領域

科學計算娛樂與文化教育

自動控制產(chǎn)品藝術造型設計

信息處理計算機通信

人工智能電子商務

計算機輔助設計

1.2計算機系統(tǒng)組成及計算機硬件組

成

微型計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

1.2.1計算機的基本結(jié)構(gòu)

B1.2.2總線結(jié)構(gòu)

1.2.3內(nèi)部存儲器

1.2.4主板

1.2.5外部存儲器

1.2.6輸入設備

1.2.7輸出設備

1.2.8電源與機箱

1.2.9微型計算機硬件發(fā)展展望

1.2.10軟件系統(tǒng)一

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控制器

微處理器（CPU）

(-I'-|運算器|

機除機存儲器（RAM）

內(nèi)存儲器（內(nèi)存）

硬只讀存儲器（ROM）

件

軟盤

系

r外存儲器（外存）硬盤

光盤

鍵盤

I外設《輸入設備.（Input）

鼠標

掃描儀

「顯示器、投影機

輸出設備（Output）＜打印機

繪圖儀

典乍系統(tǒng)

語言處理程序

痢褥膏理系統(tǒng)

網(wǎng)絡通信管理程序

應

用I應婆件包

軟用戶嬴

件

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1.2.1計算機的基本結(jié)構(gòu)

1.馮?諾依曼型計算機的基本結(jié)構(gòu)

1945年美籍匈牙利科學家馮?諾依曼(VonNeumann)提

出了一個“存儲程序”的計算機方案。這個方案包含3個

要點：

⑴采用二進制數(shù)的形式表示數(shù)據(jù)和指令。一

⑵將指令和數(shù)據(jù)存放在存儲器中。一

⑶計算機硬件由控制器、運算器、存儲器、輸入設備和輸

出設備5大部分組成。

其工作原理的核心是“程序存儲”和“程序控制”，

就是通常所說的“順序存儲程序”概念。我們把按照這一

原理設計的計算機稱為“馮?諾依曼型計算機”。

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馮?諾依曼型計算機的基本結(jié)構(gòu)

外（輔助）存儲器

輸入設備C>內(nèi)（主）存儲器輸出設備

運控

算制

器器

CPU

主機

圖122硬件系統(tǒng)中五大功能部件

說明：--------表示控制流表示數(shù)據(jù)流

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2.微處理器CPU

是計算機中最關鍵的部件，它由控制器、運算器、寄

存器組和輔助部件組成。

運算器：用來進行算術運算和邏輯運算的元件。

控制器：從存儲器中取出指令、分析指令、確定指令

類型并對指令進行譯碼，負責向其他各部件發(fā)出控制信號。

~寄存器：用來存放當前運算所需的各種操作數(shù)、地址

信息、中間結(jié)果等內(nèi)容。

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幾種類型的CPU（奔騰、奔騰H、

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1.2.2總線結(jié)構(gòu)

所謂總線，是指微型計算機各部件之間

傳送信息的通道。CPU內(nèi)部的總線為內(nèi)部

總線，連接微型計算機系統(tǒng)各部件的總線

稱為外部總線。

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總線結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)總線的種類

微型計算機的系統(tǒng)總線從功能上分為地址總線、

數(shù)據(jù)總線和控制總線。

1.地址總線

地址總線是單向的。地址總線的位數(shù)決定了CPU

的尋址能力，也決定了微型機的最大內(nèi)存容量。

2.數(shù)據(jù)總線

數(shù)據(jù)總線用于傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)總線的傳輸方向是

雙向的，是CPU與存儲器、CPU與I/O接口之間的雙

向傳輸。

3.控制總線

控制總線是CPU對外圍芯片和I/O接口的控制以

及這些接口芯片對CPU的應答、請求等信號組成的總

線。

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1.2.3內(nèi)部存儲

器

存儲器是計算機的記憶部件，負責存儲程序和數(shù)據(jù)。

『主存儲器（內(nèi)存）

存儲器I輔助存儲器（外存）

“隨機存儲器RAM

內(nèi)存

I只讀存儲器ROM

ROM存放固定不變的程序、數(shù)據(jù)和系統(tǒng)軟件；其

中的信息只能讀出不能寫入；斷電后信息不會丟失。

RAM是一種讀寫存儲器，其內(nèi)容可以隨時根據(jù)需

要讀出或?qū)懭?；斷電后信息丟失。

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?內(nèi)存儲器

4算機的內(nèi)存儲器分\

為兩部分，一部分是

讀寫存儲器，也稱隨

機存儲器，英文是

“RandomAccess

Memory",所以簡稱

RAM；另一部分是只

讀存儲器，英文是

“ReadOnly

Memory",簡稱RON

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內(nèi)存條

□

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常見的幾種內(nèi)存條

關于存儲的幾個重要概念

位：是計算機中存儲數(shù)據(jù)的最小單位。指二進制數(shù)中

的一個位數(shù),其值為“0”或“1，"其英文名為“bit”。

字節(jié)：是計算機存儲容量的基本單位，計算機存儲容

量的大小是用字節(jié)的多少來衡量的。其英文名為

“byte”，通常用“B”表示。||——

字節(jié)經(jīng)常使用的單位還有KB（千字節(jié)）、MB（兆

字節(jié)）和GB（千兆字節(jié)）等，它們與字節(jié)的關系是：

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■計算機中的信息表示方法

.卷.計算機采用二進制：用0和工存儲信息。

.澎-計算機最小的存儲單位為“位”(bit)。1個bit可以有

兩種狀態(tài)，。或1。

卷8個bit組成1個字節(jié)(Byte),字節(jié)是存儲器的基本

計算單位。以一個字節(jié)表示的信息稱為一個字符。

.澎由若干個字節(jié)組成-個存儲單元，稱為“字”(Word)

一個存儲單元中存放一條指令或一個數(shù)據(jù)。

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衡量存儲器容量的大小用字節(jié)表示:

1024Byte=1K（或KB）

1024KB=1MB（兆）

1024MB=1（1吉）

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1B=8bit

1KB=21OB=1024B

1MB=210X1KB=210X210B=1024KB

1GB=210X1MB=210X210X210B=1024MB

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字：是計算機內(nèi)部作為一個整體參與運算、處理和

傳送的一串二進制數(shù)，其英文名為“Word”。

字長：是計算機CPU一次處理數(shù)據(jù)的實際位數(shù)，是

衡量計算機性能的一個重要指標?！?/p>

字長越長，一次可處理的數(shù)據(jù)二進制位越多，運算

能力就越強，計算精度就越高。

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1.2.4主板

Pentium（奔騰）主板

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1.CMOS只讀存儲器

CMOS只讀存儲器中裝載著BIOS程

序。BIOS負責處理主板與操作系統(tǒng)之間

的接口問題。

2.I/O擴充插槽!II:

——在主板上備有一些擴充插槽，用

來插入部件或連接外部設備。

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3.外圍設備連接口

PS/2鼠標接口打印機接口（25針孔）

鍵盤接口

一C0M1COM2

USB接口二二；、

（9針孔）（9針孔）

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1.2.5外部存儲器

外部存儲器包括軟盤存儲器、

硬盤存儲器、光盤存儲器、磁帶存

儲器等幾大類。

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1.軟盤存儲器

寫保護口，現(xiàn)處于保護狀態(tài)

標簽

保護套

中心軸孔

金屬套

3.5寸磁盤外形

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軟盤和軟盤驅(qū)動器

硬盤

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旋轉(zhuǎn)方向

磁盤內(nèi)部

3.5寸磁盤內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

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硬盤存儲器

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硬盤和硬盤驅(qū)動器

硬盤的盤符

，我的電曲

文件(E)編輯(0查看(y)收藏(行工具(D幫F

。后遑▼?，！委|/搜索文件另同,X

地址⑼14我的電腦

§百軟盤國》SYSTEM(C:)PROGRAM(D:)

DATA(E:)CD驅(qū)動器(F:)共享文檔

硬盤

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光盤存儲器

光盤(OpticalDisk)是利用激光進行讀寫

信息的圓盤。

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?光盤和光盤驅(qū)動器

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DVD外形

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4.其他外部存儲設備

磁帶機

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DVD和DVD-ROM

最初DVD代表的英文全名是DigitalVideoDisk,即數(shù)字視頻光盤或數(shù)字影盤,

后來的含義是DigitalVersatileDisk,即數(shù)字通用光盤。

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1.2.6輸入設備■鍵盤

1.鍵盤

功能鍵編輯鍵

,狀態(tài)顯示燈'

主鍵盤和

打字鍵

‘小數(shù)字健

控制鍵et；代［ihEi

___1

104鍵盤

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認識計算機的鍵盤

常用鍵的使用方法

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鼠標

鼠標根據(jù)其使用原理可分為：機械鼠標、光

電鼠標和光電機械鼠標。

鼠標的使用方法

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4.光筆

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5.數(shù)字化儀

數(shù)字化儀是一種圖形輸入設備，它可將各種

圖紙的圖形信息轉(zhuǎn)換成計算機可識別的數(shù)字信號

輸入計算機中。它與繪圖儀一起常用于工程設計

單位。

6.麥克風

利用話筒可以進行語音輸入。其硬件系統(tǒng)是

由聲卡和話筒（麥克風）組成。

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數(shù)碼相機

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8,其他輸入設備

條形碼閱讀器游戲手柄

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1.2-7輸出設備

輸出設備是用來輸出經(jīng)過計算機運算或處理后

所得的結(jié)果，并將結(jié)果以字符、數(shù)據(jù)、圖形等人們

能夠識別的形式進行輸出。常見輸出設備有顯示器、

打印機、投影機、繪圖儀、聲音輸出設備等。

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1.顯示器

顯示器顯示控制適配器（顯卡）

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顯示器的主要技術指標有屏幕尺寸、點距、顯示分

辨率、灰度和顏色深度及刷新頻率。

分辨率：屏幕能顯示像素的數(shù)目，像素是可以顯示的最

小單位。分辨率越高，則像素越多，能顯示的圖形就越

清晰。

灰度：指像素點亮度的級別數(shù)，在單色顯示方式下，灰

度的級數(shù)越多，圖像層次越清晰。―II

顏色深度：指計算機中表示色彩的二進制位數(shù)

刷新頻率：指每秒鐘內(nèi)屏幕畫面刷新的次數(shù)。刷新頻率

越高，畫面閃爍越小，通常是75Hz?90Hz。

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2.打印機

熱升華打印機噴蠟打印機

針式打印機

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3.繪圖儀

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4.聲音輸出設備

聲音輸出設備包括聲卡和揚聲器兩部分。聲

卡可分為8位、16位、32位、64位，位數(shù)越高，效

果越好。

聲卡的總線接口有ISA和PCI兩種，PCI已經(jīng)

成為主流。聲卡除了發(fā)聲以外，還提供錄入、編

輯、回放數(shù)字音頻和進行MIDI音樂合成的能力。

揚聲器主要有音箱和耳機兩類。

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PCI聲卡

PCI聲卡

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5.投影機

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1.2.8電源與機箱

微機電源要求輸入220V、50Hz的交流電，

經(jīng)過變壓整流穩(wěn)壓后，輸出四種直流電，供微

機不同部件使用。

如果對供電可靠性要求較高可使用不間斷電

源(UPS)o

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UPS電源

1.2.9微型計算機硬件發(fā)展展望

1.功能強大

一微機的運算速度、存儲器容量大大加強。一

2.微型化、集成化

*導體材質(zhì)不斷改進,目前已研制出了銅芯片,

使計算機的結(jié)構(gòu)與形式發(fā)生了變化。如筆記本電腦、

掌上電腦。

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筆記本電腦

1.2.10軟件系統(tǒng)

軟件系統(tǒng)又可分為系統(tǒng)軟件和應用

軟件兩大類。

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1.系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件是管理、監(jiān)控、維護計算機

資源(包括硬件與軟件)的軟件。包括：

⑴操作系統(tǒng)一

⑵程序設計語言——I—P

⑶各種程序設計語言的處理程序

(4)工具軟件

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2.應用軟件

應用軟件是用戶為了解決實際問題

而編制的各種程序。如各種工程計算、模

擬過程、輔助設計和管理程序、文字處理

和各種圖形處理軟件等等。

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L4數(shù)據(jù)在計算機中的存儲

>1.4.1

>1.4.2

>1.4.3

>1.4.4

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1.4.1數(shù)制與數(shù)值的轉(zhuǎn)換

1.數(shù)制定義

用一組固定的數(shù)字和一套統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)

目的方法稱為數(shù)制。數(shù)制有進位計數(shù)制與非進位計

數(shù)制之分，目前一般使用進位計數(shù)制。

計算機中常使用二進制、十進制、八進制、十

六進制等。

2.十進制數(shù)

十進制數(shù)的數(shù)碼為0、1、2、3、4、5、6、7、8、

9共10個，進數(shù)規(guī)則為逢十進一，借一當十。

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3.二進制數(shù)

二進制數(shù)的數(shù)碼為0、1共2個，進數(shù)規(guī)則為

逢二進一，借一當二。

4.八進制數(shù)

八進制數(shù)的數(shù)碼為0、1、2、3、4、5、6、7共8

個，進數(shù)規(guī)則為逢八進一，借一當八。

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5.十六進制數(shù)

十六進制數(shù)的數(shù)碼為0、1、2、3、4、5、

6、7、8、9、A、B、C、D、E、F共16個，

其中數(shù)碼A、B、C、D、E、F分別代表十進

制數(shù)中的10、11、12、13、制、15,進數(shù)規(guī)則

為逢十六進一，借一當十六。

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1.4.2計算機中的

1.十進制數(shù)、二進制數(shù)、繆Gi制數(shù)和十六進制數(shù)的

對應關系如表所示。

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1.4.3計算極中的字符編石

1.BCD碼

規(guī)定用什么樣的二進制碼來表示字母、數(shù)字以

及專門符號。有兩種字符編碼方式：ASCII碼和

BCD碼。

BCD碼：二?十進制編碼

采用若干位二進制數(shù)碼表示一位十進制數(shù)的編碼

方案。BCD碼的編碼方案很多，8421碼是最常用的一

種。

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2.ASCH碼

目前，國際上使用的字母、數(shù)字和符號的

信息編碼系統(tǒng)是采用美國標準信息交換碼

(AmericanStandardCodeforInformation

Interchange),簡稱為ASCH碼。它有7位碼版

本和8位碼版本兩種。

ASCH碼由8位二進制數(shù)組成，最高為校驗碼，其余7位

二進制數(shù)表示一個字符，共有128種組合。如下表：

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000001010Oil100101110111

bMb岔7、

0000NULDLESP0@Pp

0001SOHDC1I1AQa

，，q

001USTXDC22BRbr

U011ETXDC33CScs

0100EOTDC4$4DTdt

0101ENQNAK%5EUeu

0110ACKSYN&6FVfV

0111BELETBJ7GWgw

1000BSCAN(8HXhX

1001HTEIvI)9IYy

1010LFSUB*JZz

1011VTESC+K[k(

1100FFS<L\11

HUICRGSM]m)

1110SORS?>NAn

1111SIUS/?0—0DEL

3.漢字編碼

漢字編碼比常用字符的編碼要復雜得多，這是因

為漢字的數(shù)量比較多，而且漢字的字形也是復雜多變

⑴漢字輸入碼

漢字輸入碼是指用戶從鍵盤上輸入漢字時所使用

的編碼。

(2)漢字交換碼(國標碼)

我國制定了“中華人民共和國國家標準信息交換

漢字編碼”，代號為“GB2312-80”，又稱國標碼。

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國標碼規(guī)定，每個漢字由一個2字節(jié)代碼組成。

每個字節(jié)的最高位恒為0,其余7位用于組成各種不同

的碼值。

啊1601

一級3755個（按拼音排）

漢字（6763）「

74451j二級3008個（按部首排）

y符號（682）（拉丁文、俄文字母、日文假名、漢語拼音、

L希臘字母、標點、序號等）

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⑶漢字機內(nèi)碼

漢字機內(nèi)碼，也稱漢字內(nèi)碼，是指漢字在計算機

中存儲、加工、處理時所用的代碼。

漢字機內(nèi)碼以漢字交換碼為基礎，在得到漢字交

換碼后，將漢字交換碼的每個最高位置加1,就得到了

漢字機內(nèi)碼。

漢字兩字節(jié)的機內(nèi)碼和國標碼有一個對應關系

國標碼+8080(H尸機內(nèi)碼

例如:“重”字國標碼是3122(H),它的機內(nèi)碼是

3122(H)+8080(H)=BlA2(H)

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⑷漢字字形碼

漢字字形碼即漢字輸出碼，用于顯示或打印漢字

時產(chǎn)生字形。

漢字的字形稱為字模，以一點陣表示。點陣中的

點對應存儲器中的一位，對于16x16點陣的漢字，其有

256個點，即256位。由于計算機中，8個二進制位作為

一個字節(jié)，所以16x16點陣漢字需要2x16=32字節(jié)表示

一個漢字的點陣數(shù)字信息（字模）。

點陣數(shù)越大，分辨率越高，字形越美觀，但占用的

存儲空間越多。

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144位、字節(jié)和字及字的內(nèi)存容

量關于存儲的幾個重要概念

位：是計算機中存儲數(shù)據(jù)的最小單位。指二進制數(shù)中_

的一個位數(shù)，其值為的”或的十其英文名為“bit”。

字節(jié)：是計算機存儲容量的基本單位，計算機存儲容_

量的大小是用字節(jié)的多少來衡量的。其英文名為一

“byte”，通常用“B”表示?！?——]!’一t—

字節(jié)經(jīng)常使用的單位還有KB（千字節(jié)）、MB（兆

字節(jié)）和GB（千兆字節(jié)）等，它們與字節(jié)的關系是：

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■計算機中的信息表示方法

.卷.計算機采用二進制：用0和工存儲信息。

.澎-計算機最小的存儲單位為“位”(bit)。1個bit可以有

兩種狀態(tài)，?；?。

卷8個bit組成1個字節(jié)(Byte),字節(jié)是存儲器的基本

計算單位。以一個字節(jié)表示的信息稱為一個字符。

.澎由若干個字節(jié)組成-個存儲單元，稱為“字”(Word)

一個存儲單元中存放一條指令或一個數(shù)據(jù)。

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衡量存儲器容量的大小用字節(jié)表示: