人美版二年級下冊美術(shù)《假如我是巨人》

第1章計算機基礎(chǔ)知識

1.1計算機概述1.2計算機中常用的數(shù)制1.3計算機中的數(shù)據(jù)與編碼1.4計算機系統(tǒng)組成1.5信息安全與法律第1章計算機基礎(chǔ)知識

1.1計算機概述11.1計算機概述1.1.1計算機的概念計算機是一種按程序控制自動進行信息加工處理的通用工具。它的處理對象和結(jié)果都是信息。單從這點來看，計算機與人的大腦有某些相似之處。因為人的大腦和五官也是信息采集、識別、轉(zhuǎn)換、存儲、處理的器官，所以人們常把計算機稱為電腦。1.1計算機概述1.1.1計算機的概念2

1.1.2計算機的發(fā)展階段

1．計算機的誕生與發(fā)展1）計算機的誕生20世紀(jì)40年代中期，正值第二次世界大戰(zhàn)進入激烈的決戰(zhàn)時期，在新式武器的研究中日益復(fù)雜的數(shù)字運算問題需要迅速、準(zhǔn)確的解決。由于手搖或電動式機械計算機、微分分析儀等計算工具已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。 人類第一臺電子計算機由于采用了電子管和電子線路，大大提高了運算速度，每秒完成加法運算達5000次，但它的主要缺陷是不能存儲程序。1.1.2計算機的發(fā)展階段3

2）計算機的發(fā)展階段 計算機發(fā)展年代劃分的原則是依據(jù)計算機所采用的電子器件的不同，這就是人們通常所說的電子管、晶體管、集成電路、超大規(guī)模集成電路等四個年代。(1)第一代計算機（1946～1957），通常稱為電子管計算機年代。其主要特點是：①

采用電子管作為邏輯開關(guān)元件；②

存儲器使用水銀延遲線、靜電存儲管、磁鼓等；③

外部設(shè)備采用紙帶、卡片、磁帶等；④

使用機器語言，50年代中期開始使用匯編語言，但還沒有操作系統(tǒng)。 2）計算機的發(fā)展階段4(2)第二代計算機（1958～1964），人們通常稱為晶體管計算機年代。其主要特點是：①

使用半導(dǎo)體晶體管作為邏輯開關(guān)元件；②

使用磁芯作為主存儲器，輔助存儲器采用磁盤和磁帶；③

輸入/輸出方式有了很大改進；④開始使用操作系統(tǒng)，有了各種計算機高級語言。(2)第二代計算機（1958～1965(3)第三代計算機（1965～1970），通常稱為集成電路計算機年代。其主要特點是：①

使用中、小規(guī)模集成電路作為邏輯開關(guān)元件；②

開始使用半導(dǎo)體存儲器。輔助存儲器仍以磁盤、磁帶為主；③

外部設(shè)備種類和品種增加；④

開始走向系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化；⑤操作系統(tǒng)進一步完善，高級語言數(shù)量增多。(3)第三代計算機（1965～1976(4)第四代計算機（1971年至今），通常稱為大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路計算機年代。其主要特點是：①

使用大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路作為邏輯開關(guān)元件；②

主存儲器采用半導(dǎo)體存儲器，輔助存儲器采用大容量的軟、硬磁盤，并開始引入和使用光盤；③

外部設(shè)備有了很大發(fā)展，采用光字符閱讀器(OCR)、掃描儀、激光打印機和繪圖儀；④

操作系統(tǒng)不斷發(fā)展和完善，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有了更新的發(fā)展，軟件行業(yè)已發(fā)展成為現(xiàn)代新型的工業(yè)產(chǎn)業(yè)。(4)第四代計算機（1971年至7(5)新一代計算機。從80年代開始，日本、美國以及歐洲共同體都相繼開展了新一代計算機(FGCS)的研究。新一代計算機是把信息采集、存儲、處理、通信和人工智能結(jié)合在一起的計算機系統(tǒng)，它不僅能進行一般信息處理，而且能面向知識處理，具有形式推理、聯(lián)想、學(xué)習(xí)和解釋能力，能幫助人類開拓未知的領(lǐng)域和獲取新的知識。(5)新一代計算機。從80年代開始8

1.1.3計算機的主要特點

計算機的發(fā)明和發(fā)展是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)技術(shù)成就之一。作為一種通用的智能工具，它具有以下幾個特點：

1．運算速度快現(xiàn)代的巨型計算機系統(tǒng)的運算速度已達每秒幾十億次乃至幾百億次。

2．運算精度高由于計算機內(nèi)采用二進制數(shù)制進行運算，因此可以用增加表示數(shù)字的設(shè)備和運用計算技術(shù)，使數(shù)值計算的精度越來越高。1.1.3計算機的主要特點93．通用性強計算機可以將任何復(fù)雜的信息處理任務(wù)分解成一系列的基本算術(shù)和邏輯操作，反映在計算機的指令操作中，按照各種規(guī)律執(zhí)行的先后次序把它們組織成各種不同的程序，存入存儲器中。

4．具有記憶和邏輯判斷功能計算機有內(nèi)部存儲器和外部存儲器，可以存儲大量的數(shù)據(jù)，隨著存儲容量的不斷增大，可存儲記憶的信息量也越來越大。 5．具有自動控制能力計算機內(nèi)部操作、控制是根據(jù)人們事先編制好的程序自動控制進行的，不需要人工干預(yù)。

3．通用性強10

1.1.4計算機的分類

我國計算機界根據(jù)計算機的性能指標(biāo)，如運算速度、存儲容量、功能強弱、規(guī)模大小以及軟件系統(tǒng)的豐富程度等，將計算機分為巨型機、大型機、中型機、小型機和微型機五大類。 而國際上根據(jù)計算機的性能指標(biāo)和面向的應(yīng)用對象，將計算機分為巨型機、小巨型機、大型機、小型機、工作站和個人計算機六大類。

隨著計算機科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種計算機的性能指標(biāo)均會提高，這種分類方法也會有所變化。1.1.4計算機的分類11

1.1.5計算機的應(yīng)用領(lǐng)域 計算機的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，涉及到科學(xué)研究、軍事技術(shù)、信息管理、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、文化教育等各個方面。這可概括為以下幾個方面。

1．科學(xué)計算（數(shù)值計算）科學(xué)計算是計算機最重要的應(yīng)用之一。如工程設(shè)計、地震預(yù)測、氣象預(yù)報、火箭和衛(wèi)星發(fā)射等都需要由計算機承擔(dān)龐大復(fù)雜的計算任務(wù)。2．?dāng)?shù)據(jù)處理（信息管理）當(dāng)前計算機應(yīng)用最為廣泛的是數(shù)據(jù)處理。人們用計算機收集、記錄數(shù)據(jù)，經(jīng)過加工產(chǎn)生新的信息形式。1.1.5計算機的應(yīng)用領(lǐng)域12

3．過程控制（實時控制）計算機是生產(chǎn)自動化的基本技術(shù)工具，它對生產(chǎn)自動化的影響有兩個方面：一是在自動控制理論上，現(xiàn)代控制理論處理復(fù)雜的多變量控制問題，其數(shù)學(xué)工具是矩陣方程和向量空間，必須使用計算機求解；二是在自動控制系統(tǒng)的組織上，由數(shù)字計算機和模擬計算機組成的控制器，是自動控制系統(tǒng)的大腦。它按照設(shè)計者預(yù)先規(guī)定的目標(biāo)和計算程序以及反饋裝置提供的信息，指揮執(zhí)行機構(gòu)動作。生產(chǎn)自動化程度越高，對信息傳遞的速度和準(zhǔn)確度的要求也就越高，這一任務(wù)靠人工操作已無法完成，只有計算機才能勝任。在綜合自動化系統(tǒng)中，計算機賦予自動控制系統(tǒng)越來越大的智能性。3．過程控制（實時控制）13

4．計算機通信現(xiàn)代通信技術(shù)與計算機技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成聯(lián)機系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)，這是微型機具有廣闊前途的一個應(yīng)用領(lǐng)域。計算機網(wǎng)絡(luò)的建立，不僅解決了一個地區(qū)、一個國家中計算機之間的通信和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各種資源的共享，還可以促進和發(fā)展國際間的通信和各種數(shù)據(jù)的傳輸與處理。4．計算機通信14

5．計算機輔助工程(1)計算機輔助設(shè)計（CAD）：利用計算機高速處理、大容量存儲和圖形處理的功能而使輔助設(shè)計人員進行產(chǎn)品設(shè)計的技術(shù)，稱為計算機輔助設(shè)計。計算機輔助設(shè)計技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電路設(shè)計、機械設(shè)計、土木建筑設(shè)計以及服裝設(shè)計等各個方面。 (2)計算機輔助制造（CAM）：在機器制造業(yè)中，利用計算機通過各種數(shù)控機床和設(shè)備，自動完成離散產(chǎn)品的加工、裝配、檢測和包裝等制造過程的技術(shù)，稱為計算機輔助制造。5．計算機輔助工程15(3)計算機輔助教學(xué)（CAI）：學(xué)生通過與計算機系統(tǒng)之間的對話實現(xiàn)教學(xué)的技術(shù)，稱為計算機輔助教學(xué)。 (4)其它計算機輔助系統(tǒng)：利用計算機作為工具輔助產(chǎn)品測試的計算機輔助測試(CAT)；利用計算機對學(xué)生的教學(xué)、訓(xùn)練和對教學(xué)事務(wù)進行管理的計算機輔助教育(CAE)；利用計算機對文字、圖像等信息進行處理、編輯、排版的計算機輔助出版系統(tǒng)(CAP)，等等。(3)計算機輔助教學(xué)（CAI）：學(xué)16

6．人工智能人工智能是利用計算機模擬人類某些智能行為（如感知、思維、推理、學(xué)習(xí)等）的理論和技術(shù)。它是在計算機科學(xué)、控制論等基礎(chǔ)上發(fā)展起來的邊緣學(xué)科，包括專家系統(tǒng)、機器翻譯、自然語言理解等。6．人工智能171.2計算機中常用的數(shù)制

1.2.1進位計數(shù)制

1．?dāng)?shù)制

數(shù)制也稱為計數(shù)制，是指用一組固定的符號和統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)值的方法。

2．進位計數(shù)制按進位的方法進行計數(shù)，稱為進位計數(shù)制。在日常生活和計算機中采用的都是進位計數(shù)制。

1.2計算機中常用的數(shù)制

1.2.1進位計數(shù)制183．?dāng)?shù)位、基數(shù)和位權(quán)

在進位計數(shù)制中有數(shù)位、基數(shù)和位權(quán)三個要素。(1)數(shù)位：是指數(shù)碼在一個數(shù)中所處的位置。(2)基數(shù)：是指在某種進位計數(shù)制中，每個數(shù)位上所能使用的數(shù)碼的個數(shù)，例如十進位計數(shù)制中，每個數(shù)位上可以使用的數(shù)碼為0～9十個數(shù)碼，即其基數(shù)為十。(3)位權(quán)：是指在某種進位計數(shù)制中，每個數(shù)位上的數(shù)碼所代表的數(shù)值的大小，等于在這個數(shù)位上的數(shù)碼乘上一個固定的數(shù)值，這個固定的數(shù)值就是此種進位計數(shù)制中該數(shù)位上的位權(quán)。數(shù)碼所處的位置不同，代表數(shù)的大小也不同。3．?dāng)?shù)位、基數(shù)和位權(quán)19

1.2.2常用的進位計數(shù)制

進位計數(shù)制很多，這里主要介紹與計算機技術(shù)有關(guān)的幾種常用進位計數(shù)制。

1．十進制

十進位計數(shù)制簡稱十進制。十進制數(shù)具有下列特點：(1)有十個不同的數(shù)碼符號0，1，2，3，4，5，6，7，8，9。(2)每一個數(shù)碼符號根據(jù)它在這個數(shù)中所處的位置(數(shù)位)，按“逢十進一”來決定其實際數(shù)值，即各數(shù)位的位權(quán)是以10為底的冪次方。1.2.2常用的進位計數(shù)制20

例如(123.456)10，以小數(shù)點為界，從小數(shù)點往左依次為個位、十位、百位，從小數(shù)點往右依次為十分位、百分位、千分位。因此，小數(shù)點左邊第一位3代表數(shù)值3，即3×100，第二位2代表數(shù)值20，即2×101；第三位1代表數(shù)值100，即1×102；小數(shù)點右邊第一位4代表數(shù)值0.4，即4×10–1；第二位5代表數(shù)值0.05，即5×10–2；第三位6代表數(shù)值0.006，即6×10–3。因而該數(shù)可表示為如下形式：(123.456)10=1×102＋2×101＋3×100＋4×10–1＋5×10–2＋6×10–3例如(123.456)10，以小數(shù)21

2．二進制

二進位計數(shù)制簡稱二進制。二進制數(shù)具有下列特點：(1)有兩個不同的數(shù)碼符號0，1。(2)每個數(shù)碼符號根據(jù)它在這個數(shù)中的數(shù)位，按“逢二進一”來決定其實際數(shù)值。 例如

(11011.101)2=1×24＋1×23＋0×22＋1×21＋1×20＋1×2－1＋0×2－2＋1×2－3=(27.625)102．二進制22

3．八進制八進位計數(shù)制簡稱八進制。八進制數(shù)具有下列特點：(1)有八個不同的數(shù)碼符號0，1，2，3，4，5，6，7。(2)每個數(shù)碼符號根據(jù)它在這個數(shù)中的數(shù)位，按“逢八進一”來決定其實際的數(shù)值。例如(123.24)8=1×82＋2×81＋3×80＋2×8–1＋4×8–2=(83.3125)103．八進制23

4．十六進制

十六進位計數(shù)制簡稱為十六進制。十六進制數(shù)具有下列兩個特點：(1)它有十六個不同的數(shù)碼符號0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F(xiàn)。由于數(shù)字只有0～9十個，而十六進制要使用十六個數(shù)字，所以用A～F六個英文字母分別表示數(shù)字10～15。4．十六進制24(2)每個數(shù)碼符號根據(jù)它在這個數(shù)中的數(shù)位，按“逢十六進一”來決定其實際的數(shù)值。

例如

(3AB.48)16=3×162＋A×161＋B×160＋4×16–1＋8×16–2=(939.28125)10 十六進制數(shù)是計算機常用的一種計數(shù)方法，它可以彌補二進制數(shù)書寫位數(shù)過長的不足。

(2)每個數(shù)碼符號根據(jù)它在這個數(shù)中25

總結(jié)以上四種計數(shù)制，可將它們的特點概括為：(1)每一種計數(shù)制都有一個固定的基數(shù)R（R為大于1的整數(shù)），它的每一數(shù)位可取0～R個不同的數(shù)值。 (2)每一種計數(shù)制都有自己的位權(quán)，并且遵循“逢R進一”的原則。對于任一種R進位計數(shù)制數(shù)S，可表示為：(S)P=±(Sn–1Rn–1+Sn–2Rn–2+…+S1R1+S0R0+S–1R–1+…+S–mR–m)=±式中Si表示數(shù)位上的數(shù)碼，其取值范圍為0～R–1，R為計數(shù)制的基數(shù)，i為數(shù)位的編號（整數(shù)位取n–l～0，小數(shù)位取–1～–m）?？偨Y(jié)以上四種計數(shù)制，可將它們的特點概26十進制、二進制、八進制、十六進制數(shù)的常用表示方法十進制二進制八進制十六進制十進制二進制八進制十六進制000000010101012A100011111101113B200102212110014C300113313110115D401004414111016E501015515111117F6011066161000020107011177

81000108

91001119

十進制、二進制、八進制、十六進制數(shù)的常用表示方法十進制二進制27

1.2.3不同進位計數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換

不同進位計數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換，實質(zhì)上是基數(shù)間的轉(zhuǎn)換。一般轉(zhuǎn)換的原則是：如果兩個有理數(shù)相等，則兩數(shù)的整數(shù)部分和小數(shù)部分一定分別相等。因此，各數(shù)制之間進行轉(zhuǎn)換時，通常對整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進行轉(zhuǎn)換，然后將其轉(zhuǎn)換結(jié)果合并即可。

1．非十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)

按權(quán)展開法1.2.3不同進位計數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換按權(quán)展開法28

例1.1

把下列二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)。 (1)(110101)2(2)(1101.101)2

解：(1)(110101)2=1×25＋1×24＋0×23＋1×22＋0×21＋1×20

=32＋16＋0＋4＋0＋1=(53)10

(2)(1101.101)2=1×23＋1×22＋0×21＋1×20＋l×2-1＋0×2–2＋l×2–3=8＋4＋0＋1＋0.5＋0＋0.125=(13.625)10

例1.1把下列二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進29

例1.2

把下列八進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)。(1)(305)8

(2)

(456.124)8解：(1)(305)8=3×82＋0×81＋5×80=192＋5=(197)10(2)(456.124)8=4×82＋5×81＋6×80＋1×8–1＋2×8–2＋4×8–3=256＋40＋6＋0.125＋0.03125＋0.0078125=(302.1640625)10例1.2把下列八進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制30

例1.3

把下列十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)。(1)(2A4E)16(2)(32CF.48)16解：(1)(2A4E)16=2×163＋A×l62＋4×161＋E×l60=8192＋2560＋64＋14=(10830)10(2)(32CF.48)16=3×163＋2×162＋C×l61＋F×l60＋4×16–1＋8×16–2=12288＋512＋192＋15＋0.25＋0.03125=(13007.28125)10例1.3把下列十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進31

2.十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成非十進制數(shù)

把十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二、八、十六進制數(shù)的方法是：整數(shù)部分轉(zhuǎn)換采用“除R取余法”；小數(shù)部分轉(zhuǎn)換采用“乘R取整法”。

例1.4

將十進制數(shù)(125.6875)10轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。整數(shù)部分125轉(zhuǎn)換如下：十進制——>二進制除二取余

2.十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成非十進制數(shù)十進制32

2│125余數(shù)-----------------------------1└─┰───────二進制整數(shù)低位2│62--------------------------------0├──────2│31---------------------------------1├──────2│15--------------------------------1└┬────2│7----------------------------------1├────2│3-----------------------------------1├────2│1-----------------------------------1└────0二進制整數(shù)高位

125=(1111101)2

2│12533十進制——>二進制乘2取整

0.6875 ×2 01.37501 ×2 0.75000 ×2 01.50001 ×201.00001(0.6875)10=(0.1011)2十進制——>二進制乘2取整 0.68734

3．二、八、十六進制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換由于一位八（十六）進制數(shù)相當(dāng)于三（四）位二進制數(shù)，因此，要將八（十六）進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)時，只需以小數(shù)點為界，向左或向右每一位八（十六）進制數(shù)用相應(yīng)的三（四）位二進制數(shù)取代即可。如果不足三（四）位，可用零補足。反之，二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的八（十六）進制數(shù)，只是上述方法的逆過程，即以小數(shù)點為界，向左或向右每三（四）位二進制數(shù)用相應(yīng)的一位八（十六）進制數(shù)取代即可。3．二、八、十六進制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)35

例1.7

將八進制數(shù)(714.431)8轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)。714．431111001100100011001即(714.431)10=(111001100.100011001)2。

例1.8

將二進制數(shù)(11101110.00101011)2轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)。011101110．001010110356126即(11101110.00101011)2=(356.126)8。例1.7將八進制數(shù)(714.4336例1.9

將十六進制數(shù)(1AC0.6D)16轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的二進制數(shù)。lAC0．6D0001101011000000．01101101即(lAC0.6D)16=(1101011000000.01101101)2。

例1.10

將二進制數(shù)(10111100101.00011001101)2轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的十六進制數(shù)。010111100101．0001100110105E5．l9A即(10111100101.00011001101)2=(5E5.19A)16。例1.9將十六進制數(shù)(1AC0.37計算機中，對非數(shù)值的文字和其它符號進行處理時，要對文字和符號進行數(shù)字化處理，即用二進制編碼來表示文字和符號。字符編碼就是規(guī)定用怎樣的二進制編碼來表示文字和符號。

1．BCD碼（二—十進制編碼）人們習(xí)慣于使用十進制數(shù)，而計算機內(nèi)部多采用二進制數(shù)表示和處理數(shù)值數(shù)據(jù)，因此在計算機輸入和輸出數(shù)據(jù)時，就要進行由十進制到二進制和從二進制到十進制的轉(zhuǎn)換處理，這是多數(shù)應(yīng)用環(huán)境的實際情況。1.3字符編碼計算機中，對非數(shù)值的文字和其它符號進38BCD編碼方法很多，通常采用的是8421編碼。這種編碼較為自然、簡單。其方法是用四位二進制數(shù)表示一位十進制數(shù)，自左至右每一位對應(yīng)的位權(quán)分別是8，4，2，1。值得注意的是，四位二進制數(shù)有0000～1111十六種狀態(tài)，這里我們只取了0000～1001十種狀態(tài)。而1010～1111六種狀態(tài)在這種編碼中沒有意義。這種編碼的另一特點是書寫方便、直觀、易于識別。例如十進制數(shù)864，其BCD編碼為：864(1000)(0110)(0100)

8421碼不等同于二進制BCD編碼方法很多，通常采用的是8439表1.3十進制數(shù)與8421碼的對照表十進制數(shù)8421碼十進制數(shù)8421碼00000601101000170111200108100030011910014010050101

表1.3十進制數(shù)與8421碼的對照表十進制數(shù)8421碼十40

2．ASCII碼

在將用匯編語言或各種高級語言編寫的程序輸入到計算機中時，人與計算機通信所用的語言，已不再是一種純數(shù)學(xué)語言了，而多為符號式語言。因此，需要對各種符號進行編碼，以使計算機能識別、存儲、傳送和處理。

最常見的符號信息是文字符號，所以字母、數(shù)字和各種符號都必須按約定的規(guī)則用二進制編碼才能在機器中表示。2．ASCII碼41ASCII碼有7位版本和8位版本兩種。國際上通用的是7位版本。7位版本的ASCII碼有128個元素，其中通用控制字符34個，阿拉伯?dāng)?shù)字10個，大、小寫英文字母52個，各種標(biāo)點符號和運算符號32個。7位版本ASCII碼只需用7個二進制位(27=128)。為了查閱方便，表1.4中列出了ASCII字符編碼。ASCII碼有7位版本和8位版本兩種42表1.4ASCII字符編碼

二進制高位二進制低位0000010100111001011101110000NULDELSP0@P`p0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2“2BRbr0011ETXDC3＃3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB'7GWgw1000BSCAN(8HXhx表1.4ASCII字符編碼二進制高位431001HTEM)9IYiy1010LFSUB*：JZjz1011VTESC+；K[k{1100FFFS,<L\l|1101CRGS-=M]m}1110SORS.>N^n~1111SIUS/?O_oDEL1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*：JZjz144

當(dāng)微型計算機上采用7位ASCII碼作為機內(nèi)碼時，每個字節(jié)只占后7位，最高位恒為0。8位ASCII碼需用8位二進制數(shù)進行編碼。當(dāng)最高位為0時，稱為基本ASCII碼（編碼與7位ASCII碼相同），當(dāng)最高位為1時，形成擴充的ASCII碼，它表示數(shù)的范圍為128～255，可表示128種字符。通常各個國家都把擴充的ASCII碼作為自己國家語言文字的代碼。當(dāng)微型計算機上采用7位ASCII碼作45

3．漢字編碼

我國用戶在使用計算機進行信息處理時，一般都要用到漢字，因此，必須解決漢字的輸入、輸出以及漢字處理等一系列問題。當(dāng)然，關(guān)鍵問題是要解決漢字編碼的問題。

由于漢字是象形文字，數(shù)目很多，常用漢字就有3000～5000個，加上漢字的形狀和筆畫多少差異極大，因此，不可能用少數(shù)幾個確定的符號將漢字完全表示出來，或像英文那樣將漢字拼寫出來。每個漢字必須有它自己獨特的編碼。3．漢字編碼461）《信息交換用漢字編碼字符集·基本集》《信息交換用漢字編碼字符集·?基本集》是我國于1980年制定的國家標(biāo)準(zhǔn)GB2312—80，代號為國標(biāo)碼，是國家規(guī)定的用于漢字信息交換使用的代碼的依據(jù)。2）漢字的機內(nèi)碼漢字的機內(nèi)碼是供計算機系統(tǒng)內(nèi)部進行存儲、加工處理、傳輸統(tǒng)一使用的代碼，又稱為漢字內(nèi)部碼或漢字內(nèi)碼。1）《信息交換用漢字編碼字符集·基本473）漢字的輸入碼（外碼）漢字輸入碼是為了將漢字通過鍵盤輸入計算機而設(shè)計的代碼。漢字輸入編碼方案很多，其表示形式大多用字母、數(shù)字或符號。4）漢字的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，用于漢字的顯示和打印。3）漢字的輸入碼（外碼）48

1.4計算機系統(tǒng)的組成與應(yīng)用

1.4.1計算機系統(tǒng)的組成一個完整的計算機系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分。如圖1.1所示。硬件系統(tǒng)一般指計算機實體。微型機，這里“微”的含義是指微型計算機的體積小。微型化的中央處理器稱為微處理器，它是微機系統(tǒng)的核心。計算機軟件是指在硬件設(shè)備上運行的各種程序以及有關(guān)說明資料的總稱。

1.4計算機系統(tǒng)的組成與應(yīng)用

1.4.1計算49圖1.1微機系統(tǒng)的組成圖1.1微機系統(tǒng)的組成50

1.4.2微型機的硬件系統(tǒng)計算機硬件的基本功能是接受計算機程序的控制來實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入、運算、數(shù)據(jù)輸出等一系列根本性的操作。圖1.2列出了一個計算機系統(tǒng)的基本硬件結(jié)構(gòu)。圖中，實線代表數(shù)據(jù)流，虛線代表指令流，計算機各部件之間的聯(lián)系就是通過這兩股信息流動來實現(xiàn)的。1.4.2微型機的硬件系統(tǒng)51圖1.2計算機系統(tǒng)基本硬件結(jié)構(gòu)圖1.2計算機系統(tǒng)基本硬件結(jié)構(gòu)52

1．中央處理器

中央處理器簡稱為CPU（CentralProcessingUnit），它是計算機系統(tǒng)的核心，中央處理器包括運算器和控制器兩個部件。計算機所發(fā)生的全部動作都受CPU的控制。其中，運算器主要完成各種算術(shù)運算和邏輯運算，是對信息加工和處理的部件，由進行運算的運算器件以及用來暫時寄存數(shù)據(jù)的寄存器、累加器等組成。1．中央處理器53中央處理器是計算機的心臟，CPU品質(zhì)的高低直接決定了計算機系統(tǒng)的檔次。CPU能夠處理的數(shù)據(jù)位數(shù)是它的一個最重要的品質(zhì)標(biāo)志。

2．存儲器存儲器是計算機的記憶和存儲部件，用來存放信息。對存儲器而言，容量越大，存取速度則越快。計算機中的操作，大量的是與存儲器交換信息，存儲器的工作速度相對于CPU的運算速度要低得多，因此存儲器的工作速度是制約計算機運算速度的主要因素之一。中央處理器是計算機的心臟，CPU品質(zhì)541）內(nèi)存儲器內(nèi)存又稱為主存，它和CPU一起構(gòu)成了計算機的主機部分。2）外存儲器內(nèi)存由于技術(shù)及價格上的原因，容量有限，不可能容納所有的系統(tǒng)軟件及各種用戶程序，因此，計算機系統(tǒng)都要配置外存儲器?；締挝?1B=8b1K=1024B1M=1024K1G=1024M1T=1024G1）內(nèi)存儲器基本單位:1B=8b55

在微型計算機中，常用的外存有磁盤、光盤和磁帶，磁盤又可以分為硬盤和軟盤。(1)軟磁盤。軟磁盤是一種磁介質(zhì)形式的大容量存儲器。它的磁盤片被裝在一個保護套內(nèi)，一方面保護磁面上的磁層不被損傷，另一方面防止盤片旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生靜電引起數(shù)據(jù)丟失。目前常用的雙面高密度5.25英寸盤的存儲容量為1.2MB，雙面高密度3.5英寸盤的存儲容量為1.44MB。圖1.3為軟盤結(jié)構(gòu)示意圖。

在微型計算機中，常用的外存有磁盤、光56圖1.3軟盤結(jié)構(gòu)示意圖圖1.3軟盤結(jié)構(gòu)示意圖57軟盤的每一面包含許多同心圓，稱為磁道。磁道由外向內(nèi)順序編號，最外面的為零磁道，最里面的為末磁道。磁道被若干條直徑分割為若干個扇區(qū)。磁道和扇區(qū)的數(shù)量視各類操作系統(tǒng)和磁盤類型的規(guī)定而有所不同，圖1.4為磁盤劃分示意圖。對于一個軟磁盤來說，它的容量可用以下公式來計算：

磁盤容量＝磁盤面數(shù)×每面磁道數(shù)×每磁道扇區(qū)數(shù)×每扇區(qū)字節(jié)數(shù)軟盤的每一面包含許多同心圓，稱為磁道58圖1.4磁盤劃分示意圖圖1.4磁盤劃分示意圖59(2)硬盤。硬磁盤是由若干硬盤片組成的盤片組，一般被固定在計算機機箱內(nèi)。硬盤的存儲格式與軟盤類似，但硬盤的容量要大得多，存取信息的速度也快得多?，F(xiàn)在一般微型機上所配置的硬盤容量通常在幾十個GB至幾百十個GB。硬盤在第一次使用時，必須首先進行分區(qū)和格式化。 (3)光盤。光盤的存儲介質(zhì)不同于磁盤，它屬于另一類存儲器。由于有存儲容量大、存取速度較快、不易受干擾和價格低廉等特點，所以光盤的應(yīng)用越來越廣泛。光盤根據(jù)其制造材料和記錄信息方式的不同一般分為三類：只讀光盤、一次性寫入光盤和可擦寫光盤。(2)硬盤。硬磁盤是由若干硬盤片60

3．輸入設(shè)備輸入設(shè)備是外界向計算機傳送信息的裝置。在微型計算機系統(tǒng)中，最常用的輸入設(shè)備是鍵盤和鼠標(biāo)。1）鍵盤鍵盤由一組按陣列方式裝配在一起的按鍵開關(guān)組成。2）鼠標(biāo)鼠標(biāo)也是一種常用的輸入設(shè)備，通過它可以方便、準(zhǔn)確地移動光標(biāo)進行定位。3．輸入設(shè)備61

4．輸出設(shè)備輸出設(shè)備的作用是將計算機中的數(shù)據(jù)信息傳送到外部媒介，并轉(zhuǎn)化成某種為人們所認(rèn)識的表示形式。在微型計算機中，最常用的輸出設(shè)備有顯示器和打印機。1）顯示器

顯示器是微型計算機不可缺少的輸出設(shè)備，它可以方便地查看送入計算機的程序、數(shù)據(jù)等信息和經(jīng)過微型計算機處理后的結(jié)果，它具有顯示直觀、速度快、無工作噪聲、使用方便靈活、性能穩(wěn)定等特點。4．輸出設(shè)備622）打印機打印機是微型機另一種常用的輸出設(shè)備。常見的打印機有針式打印機、噴墨打印機和激光打印機。針式打印機在打印頭上裝有兩列針，打印時，隨著打印頭在紙上的平行移動，由電路控制相應(yīng)的針動作或不動作。3）繪圖儀

繪圖儀（Plotter）是一種輸出圖形的硬拷貝設(shè)備。繪圖儀在繪圖軟件的支持下可繪制出復(fù)雜、精確的圖形，是各種計算機輔助設(shè)計（CAD）不可缺少的工具。2）打印機63

5．微型計算機總線

總線是連接微型計算機系統(tǒng)中各個部件的一組公共信號線，是計算機中傳送數(shù)據(jù)、信息的公共通道。

微機系統(tǒng)總線由數(shù)據(jù)總線（DB：DataBus）、地址總線（AB：AddressBus）和控制總線（CB：ControlBus）三部分組成。 數(shù)據(jù)總線DB：用于微處理器、存儲器和輸入/輸出設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù)。

地址總線AB：用于傳送存儲器單元地址或輸入/輸出接口地址信息。

控制總線CB：用于傳送控制器的各種控制信號。包括命令和信號交換聯(lián)絡(luò)線及總線訪問控制線等。5．微型計算機總線64

1.4.3微型計算機的主要性能指標(biāo)

1．字長字長是指微機能直接處理的二進制信息的位數(shù)。字長越長，微機的運算速度就越快，運算精度就越高，內(nèi)存容量就越大，微機的性能就越強（因支持的指令多）。

2．內(nèi)存容量內(nèi)存容量是指微機內(nèi)存儲器的容量，它表示內(nèi)存儲器所能容納信息的字節(jié)數(shù)。內(nèi)存容量越大，它所能存儲的數(shù)據(jù)和運行的程序就越多，程序運行的速度就越高，微機的信息處理能力就越強，所以內(nèi)存容量亦是微機的一個重要性能指標(biāo)。1.4.3微型計算機的主要性能指標(biāo)65 3．主頻主頻是指微機CPU的時鐘頻率。主頻的單位是MHz（兆赫茲）。主頻的大小在很大程度上決定了微機運算速度的快慢，主頻越高，微機的運算速度就越快。 4．運算速度運算速度是指微機每秒鐘能執(zhí)行多少條指令，其單位為MIPS（百萬條指令/秒）。由于執(zhí)行不同的指令所需的時間不同，因此，運算速度有不同的計算方法。 3．主頻66

1.4.3微型機的軟件系統(tǒng)

1．軟件的概念及其分類軟件是相對于硬件而言的。軟件和硬件有機地結(jié)合在一起就是計算機系統(tǒng)。脫離軟件或沒有相應(yīng)的軟件，計算機硬件系統(tǒng)不可能完成任何有實際意義的工作。 如果從計算機系統(tǒng)的角度來劃分，軟件又可以分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類：(1)系統(tǒng)軟件。指管理、監(jiān)控和維護計算機資源（包括硬件和軟件）的軟件。它主要包括操作系統(tǒng)、各種程序設(shè)計語言及其解釋和編譯系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。(2)應(yīng)用軟件。除系統(tǒng)軟件以外的所有軟件都是應(yīng)用軟件，它是用戶利用計算機及其提供的系統(tǒng)軟件為解決各類實際問題而編制的計算機程序。1.4.3微型機的軟件系統(tǒng)67

2.操作系統(tǒng) 操作系統(tǒng)是系統(tǒng)軟件中的核心。負(fù)責(zé)管理計算機系統(tǒng)的全部軟件資源和硬件資源,合理地組織計算機各部分協(xié)調(diào)工作,為用戶提供操作和編程界面。由操作系統(tǒng)的功能和使用環(huán)境，可分為以下幾類： （1）單用戶操作系統(tǒng) （2）批處理操作系統(tǒng) （3）分時操作系統(tǒng) （4）實時操作系統(tǒng) （5）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) （6）分布式操作系統(tǒng) 2.操作系統(tǒng)683.應(yīng)用軟件①文字處理軟件。如word、wps②表格處理軟件。如excel③實時控制程序。應(yīng)用于生產(chǎn)過程，統(tǒng)稱為CADA軟件，負(fù)責(zé)監(jiān)察控制和數(shù)據(jù)采集。3.應(yīng)用軟件694.微型計算機的指令 ㈠指令

計算機的工作就是順序地執(zhí)行存放在存儲器中的一系列指令。為解決某一實際問題而設(shè)計的一系列指令稱為程序。

指令是一組二進制代碼，規(guī)定由計算機執(zhí)行程序的每一步操作。

一種計算機所能識別并執(zhí)行的全部指令的集合，稱為該種計算機的指令系統(tǒng)。指令和指令系統(tǒng)與計算機的硬件密切相關(guān)，每一種計算機都有它們各自的指令系統(tǒng)。4.微型計算機的指令70

㈡程序設(shè)計語言與語言處理程序1）程序設(shè)計語言

人們要利用計算機解決實際問題，一般首先要編制程序。程序設(shè)計語言就是用戶用來編寫程序的語言，它是人們與計算機之間交換信息的工具，實際上也是人們指揮計算機工作的工具。程序設(shè)計語言是軟件系統(tǒng)的重要組成部分。一般它可分為機器語言、匯編語言和高級語言三類。(1)機器語言：計算機唯一能識別的語言，每一條指令是由0和1組成的代碼串，因此，由它編寫的程序不易閱讀，而且指令代碼不易記憶。㈡程序設(shè)計語言與語言處理程序71(2)匯編語言。符號化的機器語言，用匯編語言編寫的程序稱為匯編語言源程序，機器語言程序程序稱目標(biāo)程序。機器語言和匯編語言都是面向機器的語言，一般稱為低級語言。 ①

匯編程序。匯編程序是將用匯編語言編寫的程序（源程序）翻譯成機器語言程序（目標(biāo)程序），這一翻譯過程稱為匯編。下面是匯編程序功能的示意圖：

(2)匯編語言。符號化的機器語言，用72 ②編譯程序。編譯程序是將用高級語言編寫的程序（源程序）翻譯成機器語言程序（目標(biāo)程序）。這個翻譯過程稱為編譯。 ③解釋程序。解釋程序是邊掃描邊翻譯邊執(zhí)行的翻譯程序，解釋過程不產(chǎn)生目標(biāo)程序。 (3)高級語言。按一定的“語法規(guī)則”編寫程序的語言。常見高級語言有BASIC語言，簡單易學(xué)，具有可視化設(shè)計功能；FORTRAN語言，適合科學(xué)和工程設(shè)計，含有大量工程設(shè)計計算程序庫；PASCAL語言，結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言，C語言，使用靈活，適合教學(xué)、數(shù)值計算、數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)軟件開發(fā)等；JAVA語言，簡單、可移植性強，適用于網(wǎng)絡(luò)編程及交互式多媒體。 ②編譯程序。編譯程序是將用高級語言編寫的程序（源程序）翻73（4）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS。作用是管理數(shù)據(jù)，單機常用數(shù)據(jù)庫有dbase、foxbase、visualfoxpro等；網(wǎng)絡(luò)上常用數(shù)據(jù)庫有sybase、oracle、db2、sqlserve等。（5）聯(lián)網(wǎng)及通信軟件。通過網(wǎng)絡(luò)運用系統(tǒng)軟件獲得信息和管理信息。系統(tǒng)如常見的windowsNT，網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，如微軟的IE，Netscape公司的Navigator等。（4）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS。作用是管理數(shù)據(jù)，單機常用數(shù)據(jù)庫741.5信息安全與法律1.5.1信息社會 1.特征新的社會模式；建立在信息技術(shù)基礎(chǔ)上；信息產(chǎn)業(yè)成為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)；人們娛樂生活更加精彩。 2.不穩(wěn)定因素 數(shù)據(jù)不安全性體現(xiàn)在操作系統(tǒng)的不安全性；計算機網(wǎng)絡(luò)的不安全性；計算機病毒的不安全性；客觀因素及主觀因素的不安全性。利用其不安全性引發(fā)了計算機犯罪，如非法侵入和破壞計算機信息系統(tǒng)，甚至盜竊、貪污等犯罪案件。1.5信息安全與法律1.5.1信息社會75

1.5.2計算機的安全操作

1．微型機