《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)省公開課金獎(jiǎng)全國(guó)賽課一等獎(jiǎng)微課獲獎(jiǎng)?wù)n件

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)北京航空航天大學(xué)教學(xué)課件11/130第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)第2章微機(jī)用戶界面及其應(yīng)用

第3章慣用Office辦公軟件第4章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)第5章程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第9章

網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)與制作第10章

慣用工具軟件第11章

數(shù)學(xué)建模與MATLAB第8章數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)基礎(chǔ)第一層次第二層次第6章信息安全與道德內(nèi)容提要第7章多媒體技術(shù)基礎(chǔ)

22/130第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)1.3

計(jì)算機(jī)硬件組成

1.1

計(jì)算機(jī)發(fā)展

1.2

數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中表示

1.4

微型計(jì)算機(jī)組成

1.5

軟件系統(tǒng)33/130本章重點(diǎn)

進(jìn)位計(jì)數(shù)制及數(shù)制之間轉(zhuǎn)換；原碼、反碼、補(bǔ)碼概念；定點(diǎn)數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)表示方法；字符編碼；計(jì)算機(jī)硬件組成及工作原理；計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。44/1301.1

計(jì)算機(jī)發(fā)展

1.1.1電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)生和發(fā)展1.1.2計(jì)算機(jī)發(fā)展幾個(gè)階段1.1.3中國(guó)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展大事記1.1.4計(jì)算機(jī)特點(diǎn)和用途1.1.5計(jì)算機(jī)類型1.1.6計(jì)算機(jī)新技術(shù)1.1.7未來(lái)計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)1.1.8信息技術(shù)發(fā)展

55/1301.1.1電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)生和發(fā)展1642BlaisePascal加法器CharlesBabbage1822差分機(jī)1833分析機(jī)MARKIENIAC電子計(jì)算機(jī)時(shí)代人類追求計(jì)算工具66/130ENIAC第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)5000次加法/秒體重30噸占地170M218800只電子管1500個(gè)繼電器耗電150KW耗資40萬(wàn)美元77/130馮·諾依曼思想程序和數(shù)據(jù)用二進(jìn)制表示程序存放概念計(jì)算機(jī)由五個(gè)基本部分組成輸入、存放、運(yùn)算、控制和輸出88/130電子恐龍縮骨法——晶體管ENIAC劃時(shí)代試驗(yàn)裝置晶體管實(shí)質(zhì)上是按顯微百分比真空管建造電子管缺點(diǎn)：體積大；耗能高、散熱量大。晶體管優(yōu)點(diǎn)：體積??；耗能低；性能穩(wěn)定。99/130采取中、小規(guī)模集成電路代替了獨(dú)立元件晶體管。第三代計(jì)算機(jī)1010/130晶體管數(shù)目4004飛躍4750,000,0002,300將電腦濃縮在一顆芯片上0.18微米芯片10微米芯片1111/130晶體管數(shù)單位時(shí)間執(zhí)行指令數(shù)百萬(wàn)條/每秒計(jì)算機(jī)CPU性能每18個(gè)月，集成度將翻一番，速度將提升一倍，而其價(jià)格將降低二分之一。計(jì)算機(jī)第一定律——摩爾定律1212/1301.1.2計(jì)算機(jī)發(fā)展幾個(gè)階段

依據(jù)計(jì)算機(jī)所采取物理器件，將計(jì)算機(jī)發(fā)展分為四個(gè)階段第一代(1946~1958)電子管5千~幾萬(wàn)（次/秒）第二代(1958~1964)晶體管幾萬(wàn)~幾十萬(wàn)（次/秒）第三代(1964~1970)中、小集成電路幾十萬(wàn)~幾百萬(wàn)（次/秒）第四代(1971~至今)大規(guī)模集成電路上千萬(wàn)~萬(wàn)億（次/秒）1313/1301.1.3中國(guó)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展大事記

從1956年開始，我國(guó)完成了第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)運(yùn)算器和控制器設(shè)計(jì)工作，同時(shí)編寫了中國(guó)第一本電子計(jì)算機(jī)原理講義。

1973年，我國(guó)第一臺(tái)百萬(wàn)次集成電子計(jì)算機(jī)研制成功。

1977年，我國(guó)第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)研制成功。

1983年，“銀河”一號(hào)巨型機(jī)研制成功，運(yùn)算速度達(dá)1億次／秒。

1993年，我國(guó)第一臺(tái)10億次巨型“銀河”Ⅱ型經(jīng)過(guò)判定。

1995年，曙光1000大型機(jī)經(jīng)過(guò)判定，峰值可達(dá)25億次／秒。

年，聯(lián)想完成并購(gòu)IBMPC，一躍成為全球第三大PC制造商。1414/1301.1.4計(jì)算機(jī)特點(diǎn)和用途計(jì)算機(jī)特點(diǎn)高速、準(zhǔn)確運(yùn)算能力準(zhǔn)確邏輯判斷能力強(qiáng)大存放能力自動(dòng)功效網(wǎng)絡(luò)與通信功效1515/130計(jì)算機(jī)在信息社會(huì)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)應(yīng)用十分廣泛工商：電子商務(wù)、AD/CAM 教育：多媒體教育、遠(yuǎn)程教育醫(yī)藥：CAT、MRI、遠(yuǎn)程醫(yī)療家庭：家庭信息化政府：電子政府娛樂(lè)：虛擬現(xiàn)實(shí)、影視特技科研：數(shù)據(jù)采集、計(jì)算分析1616/130計(jì)算機(jī)主要應(yīng)用領(lǐng)域1.科學(xué)計(jì)算3.實(shí)時(shí)控制2.數(shù)據(jù)處理其它領(lǐng)域：電子商務(wù)CAD/CAM/CIMS多媒體技術(shù)

人工智能網(wǎng)絡(luò)與通信

1717/1301.1.5計(jì)算機(jī)類型專用計(jì)算機(jī)通用計(jì)算機(jī)按用途及使用范圍分類巨型機(jī)微型計(jì)算機(jī)按速度等指標(biāo)分類工作站服務(wù)器大型通用機(jī)1818/1301.1.6計(jì)算機(jī)新技術(shù)充分利用成千上萬(wàn)個(gè)網(wǎng)絡(luò)中閑置計(jì)算機(jī)共同參加計(jì)算。將計(jì)算機(jī)作為信息處理部件，嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中一個(gè)技術(shù)。

中間件是介于應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)之間系統(tǒng)軟件。嵌入式技術(shù)網(wǎng)格計(jì)算中間件技術(shù)1919/130高性能計(jì)算機(jī)競(jìng)爭(zhēng)

年，日本NEC企業(yè)開發(fā)成功“地球模擬器”高性能計(jì)算機(jī)，每秒運(yùn)算速度為35.86萬(wàn)億次，曾長(zhǎng)時(shí)間保持世界計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度最快紀(jì)錄。

為了應(yīng)對(duì)日本“地球模擬器”，美國(guó)國(guó)防部先進(jìn)研究計(jì)劃局（DARPA）專門撥出了1.5億美元進(jìn)行高性能計(jì)算機(jī)研究。

今年6月28日在德國(guó)德累斯頓市舉行國(guó)際超級(jí)計(jì)算機(jī)大會(huì)上，IBM藍(lán)色基因/L超級(jí)計(jì)算機(jī)取得排名第一。藍(lán)色基因/L運(yùn)算速度達(dá)每秒鐘280.6萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算，其它沒(méi)有一款計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度超出100萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算。2020/130藍(lán)色基因商業(yè)版服務(wù)器八臺(tái)藍(lán)色基因服務(wù)器2121/130裝配中藍(lán)色基因2222/1301.1.7未來(lái)計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)巨型化微型化網(wǎng)絡(luò)化智能化

未來(lái)新一代含糊計(jì)算機(jī)生物計(jì)算機(jī)光子計(jì)算機(jī)超導(dǎo)計(jì)算機(jī)量子計(jì)算機(jī)2323/1301.1.8信息技術(shù)發(fā)展

數(shù)據(jù)與信息數(shù)據(jù)是信息載體。信息既是對(duì)各種事物改變和特征反應(yīng)，又是事物之間相互作用和聯(lián)絡(luò)表征。數(shù)據(jù)與信息區(qū)分應(yīng)用在信息加工和處理中科學(xué)、技術(shù)與工程訓(xùn)練方法和管理技巧；上述方面技巧和應(yīng)用；計(jì)算機(jī)及其與人、機(jī)相互作用；與之對(duì)應(yīng)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和文化等諸種事物。

信息技術(shù)聯(lián)合國(guó)教科文組織對(duì)信息技術(shù)定義2424/130當(dāng)代信息技術(shù)內(nèi)容和特點(diǎn)當(dāng)代信息技術(shù)內(nèi)容信息基礎(chǔ)技術(shù)新材料、新能源、新器件開發(fā)和制造技術(shù)

信息系統(tǒng)技術(shù)感測(cè)技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)與智能技術(shù)和控制技術(shù)

信息應(yīng)用技術(shù)工廠自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化、人工智能和互聯(lián)通信技術(shù)

當(dāng)代信息技術(shù)特點(diǎn)數(shù)字化多媒體化高速度、網(wǎng)絡(luò)化、寬頻帶智能化2525/1301.2

數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中表示

1.2.1計(jì)算機(jī)采取二進(jìn)制編碼1.2.2進(jìn)位計(jì)數(shù)制

1.2.3R進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制1.2.4十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為R進(jìn)制1.2.5八進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制1.2.6計(jì)算機(jī)中信息單位1.2.7數(shù)值1.2.8字符重點(diǎn)2626/130基本概念信息：數(shù)值、文字、語(yǔ)音、圖形和圖像。

信息必須數(shù)字化編碼，才能傳送、存放和處理。2727/1301.2.1計(jì)算機(jī)采取二進(jìn)制編碼

二進(jìn)制優(yōu)點(diǎn)物理上輕易實(shí)現(xiàn)，信息存放愈加輕易，可靠性強(qiáng)，運(yùn)算簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)ENIAC采取十進(jìn)制

馮·諾依曼研制IAS時(shí)，提出了二進(jìn)制表示方法

2828/1301.2.2進(jìn)位計(jì)數(shù)制進(jìn)位計(jì)數(shù)制進(jìn)位制中三個(gè)要素:數(shù)碼：數(shù)制中固定基本符號(hào)基數(shù)：某種進(jìn)位制所包含數(shù)字符號(hào)（或數(shù)碼）個(gè)數(shù)。N進(jìn)制基數(shù)是N。位權(quán)：在某種進(jìn)位制中，各數(shù)碼位權(quán)是以該進(jìn)位制基數(shù)為底冪次方。例：十進(jìn)制數(shù)9788基數(shù)、各數(shù)碼位權(quán)分別是多少？2929/130慣用進(jìn)位制類型不一樣進(jìn)制數(shù)表示方法在該數(shù)后面加上字母B（二進(jìn)制）、O（八進(jìn)制）、D（十進(jìn)制）、H（十六進(jìn)制）來(lái)表示。例：（10100101）B

表示二進(jìn)制數(shù)。數(shù)制類型基數(shù)數(shù)碼權(quán)形式表示二進(jìn)制20，121B八進(jìn)制80，1，2，3，4，5，6，781O十進(jìn)制100，1，2，3，4，5，6，7，8，9101D十六進(jìn)制160，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F(xiàn)161H3030/130幾個(gè)不一樣進(jìn)制數(shù)基本符號(hào)3131/130不一樣進(jìn)制間轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換基本標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換R進(jìn)制十進(jìn)制R進(jìn)制十進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制3232/130R進(jìn)制向十進(jìn)制轉(zhuǎn)換R進(jìn)制十進(jìn)制方法

把各個(gè)R進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開求和搞清進(jìn)位制中三要素:數(shù)碼、基數(shù)、位權(quán)3333/130十進(jìn)制表示形式任意一個(gè)十進(jìn)制數(shù)D，可表示成以下形式：(D)10=Dn-110n-1+Dn-210n-2+···+D1101+D0100

+D-110-1+D-210-2+···+D-m+110-m+1+D-m10-m

式中Di是數(shù)碼，其取值范圍為0～9；i為數(shù)碼編號(hào)（整數(shù)位取n-1～0，小數(shù)位取-1～-m)；10為基數(shù)。例：(123.45)D=1×102+2×101+3×100+4×10-1+5×10-2=(123.45)D3434/130二進(jìn)制表示形式任意一個(gè)二進(jìn)制數(shù)B，可表示成以下形式：(B)2=Bn-12n-1+Bn-22n-2+···+B121+B020+B-12-1+B-22-2+···+B-m+12-m+1+B-m2-m 式中Bi是數(shù)碼，其取值范圍為0～1；i為數(shù)碼編號(hào)（整數(shù)位取n-1～0，小數(shù)位取-1～-m)；2為基數(shù)。例：(110.01)B=1×22+1×21+0×20+0×2-1+1×2-2=(6.25)D3535/130八進(jìn)制表示形式任意一個(gè)八進(jìn)制數(shù)Q，可表示成以下形式：(Q)8=Qn-18n-1+Qn-28n-2+···+Q181+Q080+Q-18-1

+Q-28-2+···+Q-m+18-m+1+Q-m8-m式中Qi是數(shù)碼，其取值范圍為0～7；i為數(shù)碼編號(hào)（整數(shù)位取n-1～0，小數(shù)位取-1～-m)；8為基數(shù)。例：八進(jìn)制(123.45)O=1×82+2×81+3×80+4×8-1+5×8-2=(83.578125)D3636/130十六進(jìn)制表示形式

任意一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)H，可表示成以下形式：(H)16=Hn-116n-1+Hn-216n-2+···+H1161+H0160

+H-116-1+H-216-2+···+H-m+116-m+1+H-m16-m式中Hi是數(shù)碼，其取值范圍為0～F；i為數(shù)碼編號(hào)（整數(shù)位取n-1～0，小數(shù)位取-1～-m)；16為基數(shù)。例：十六進(jìn)制(123.45)H=1×162+2×161+3×160+4×16-1+5×16-2=(291.26953125)D3737/1301.2.3R進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制

方法

把各個(gè)R進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開求和例把下面二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)

(1101.101)B

=123+122+021+120+12-1+02-2+12-3=8+4+0+1+0.5+0+0.125=(13.625)D3838/1301.2.3R進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制例把下面八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。(456.124)O=482+581+680+18-1+28-2+48-3

=256+40+6+0.125+0.03125+0.0078125=(302.1640625)D例把下面十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。（32CF.48)H=3163

+2162+C161+F160+416-1

+816-2

=12288+512+192+15+0.25+0.03125=(13007.28125)D3939/1301.2.4十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為R進(jìn)制十進(jìn)制R進(jìn)制方法

（1）整數(shù)轉(zhuǎn)換用“除基取余法”，直到商為零；每次相除所得余數(shù)為對(duì)應(yīng)二進(jìn)制整數(shù)各位數(shù)碼。（2）小數(shù)轉(zhuǎn)換用“乘基取整法”，直到乘積小數(shù)部分為零，或到達(dá)所要求位數(shù)（當(dāng)小數(shù)部分永不可能為零時(shí)）。4040/130十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制方法（1）整數(shù)轉(zhuǎn)換用“除2取余法”，直到商為零；每次相除所得余數(shù)為對(duì)應(yīng)二進(jìn)制整數(shù)各位數(shù)碼。（2）小數(shù)轉(zhuǎn)換用“乘2取整法”，直到乘積小數(shù)部分為零，或到達(dá)所要求位數(shù)（當(dāng)小數(shù)部分永不可能為零時(shí)）。4141/130十進(jìn)制數(shù)125.6875

轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)31015171311101二進(jìn)制整數(shù)低位二進(jìn)制整數(shù)高位2余數(shù)125162結(jié)果故整數(shù)部分(125)D

=(1111101)B222222商為零4242/130小數(shù)部分轉(zhuǎn)換取整0.68751.3750)

21二進(jìn)制小數(shù)首位二進(jìn)制小數(shù)末位00.37500.7500)20.75001.50001)20.50001.00001)2為零,轉(zhuǎn)換結(jié)束0000故小數(shù)部分（.6875)D=（.1011)B

結(jié)果4343/130十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制（例）將十進(jìn)制數(shù)（197.734375)D

轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)(197.734375)D=(C5.BC)H結(jié)果4444/1301.2.5八進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制方法

（1）二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù):以小數(shù)點(diǎn)為界，向左(小數(shù)點(diǎn)之前)或向右(小數(shù)點(diǎn)之后)每3位二進(jìn)制數(shù)用對(duì)應(yīng)一位八進(jìn)制數(shù)取代（不足3位二進(jìn)制數(shù)先用0補(bǔ)足）。（2）八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù):以小數(shù)點(diǎn)為界，向左或向右每一位八進(jìn)制數(shù)用對(duì)應(yīng)3位二進(jìn)制數(shù)取代；假如不足3位，則用零補(bǔ)足。一位八進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)著3位二進(jìn)制數(shù)首先4545/130二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制（例）將二進(jìn)制數(shù)1101101110.11011轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)1556.66(001

101

101

110.110

110)B=(?)O4646/130八進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制（例）(135.23)O=(001

011

101.

010

011)B135.23(7123.56)O=(111

001

010

011.

101

110)B7123.56將八進(jìn)制數(shù)135.23和7123.56轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)4747/130（1）二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù):以小數(shù)點(diǎn)為界，向左(小數(shù)點(diǎn)之前)或向右(小數(shù)點(diǎn)之后)每4位二進(jìn)制數(shù)用對(duì)應(yīng)一位十六進(jìn)制數(shù)取代（不足4位二進(jìn)制數(shù)先用0補(bǔ)足）。（2）十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù):以小數(shù)點(diǎn)為界，向左或向右每一位十六進(jìn)制數(shù)用對(duì)應(yīng)4位二進(jìn)制數(shù)取代；假如不足4位，則用零補(bǔ)足。一位十六進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)著4位二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制與十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換二進(jìn)制十六進(jìn)制方法4848/130二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制（例）將二進(jìn)制數(shù)1101101110.11011轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)36E.D8（0011

0110

1110.1101

1000）B=（?）H4949/130十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制（例）將十六進(jìn)制數(shù)6A.B1和2C1D.6轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)(6A.B1)H=(0110

1010.

1011

0001)B6A.B1(2C1D.6)H=(0010

1100

0001

1101.0110)B2C1D.65050/130八進(jìn)制與十六進(jìn)制間轉(zhuǎn)換（2731.62）O=（010

111

011

001.110

010）B2731.62

（0101

1101

1001.1100

10）B=（5D9.C8）H

借助于二進(jìn)制將八（十六）進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六（八）進(jìn)制數(shù)方法是：將1位轉(zhuǎn)換為3（4）位二進(jìn)制數(shù)（2D5C.74）H

=（0010

11010101

1100.0111

0100）B2D5C.74（0010110101011100.01110100）B=（26534.35）O5151/1301.2.6計(jì)算機(jī)中信息單位

位度量數(shù)據(jù)最小單位

字節(jié)信息組織和存放基本單位

1Byte=8bit1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB

5252/1301.2.7數(shù)值用0或1表示正負(fù)號(hào)數(shù)機(jī)器數(shù)機(jī)器數(shù)對(duì)應(yīng)實(shí)際數(shù)值，也稱尾數(shù)。真值數(shù)比如：真值數(shù)（－1001101）B其機(jī)器數(shù)為11001101，存放在計(jì)算機(jī)中。5353/130問(wèn)題提出100001010000010010001001+=-9錯(cuò)誤結(jié)果為處理這類問(wèn)題，提出了：原碼、反碼和補(bǔ)碼符號(hào)位參加運(yùn)算，-5+4=？5454/130原碼表示原碼表示相當(dāng)于：

1.正數(shù)符號(hào)位是0，負(fù)數(shù)符號(hào)位是1。2.數(shù)值位就是這個(gè)數(shù)絕對(duì)值二進(jìn)制表示。原碼表示法簡(jiǎn)單、易懂，與真值轉(zhuǎn)換方便。缺點(diǎn)：加減法運(yùn)算復(fù)雜。5555/130原碼表示（例）以8位原碼表示以下各數(shù)：(0.25)D、(-0.8125)D、(228)D、(-12)D(0.25)D=(0.01)B=(-0.8125)D=(-0.1101)B=(228)D=(11100100)B=(-12)D=(-1100)B=018位原碼表示范圍：-127<=X<=+12710100000110100011000005656/130原碼表示說(shuō)明

原碼0表示有兩種：

（以4位帶符號(hào)定點(diǎn)整數(shù)為例）正0：0000負(fù)0：1000n位帶符號(hào)定點(diǎn)整數(shù)表示范圍：-2n-1+1<=X<=2n-1-1

4位帶符號(hào)定點(diǎn)整數(shù)原碼表示范圍：

1111~0111，即-7~7

也就是-24-1+1<=X<=24-1-15757/130反碼表示反碼表示相當(dāng)于：

1.正數(shù)符號(hào)位是0，負(fù)數(shù)符號(hào)位是1；2.正數(shù)數(shù)值位同原碼相同，

負(fù)數(shù)數(shù)值位將原碼數(shù)值位各位取反。5858/130反碼表示（例）以8位反碼表示以下各數(shù)：(0.25)D、(-0.8125)D、(228)D、(-12)D(0.25)D=(0.01)B=(-0.8125)D=(-0.1101)B=(228)D=(11100100)B=(-12)D=(-1100)B=(00100000)原(11101000)原8位反碼表示范圍：-127<=X<=+127(10001100)原(00100000)反(10010111)反(11110011)反5959/130反碼表示說(shuō)明

反碼0表示有兩種：（以4位帶符號(hào)定點(diǎn)整數(shù)為例）正0：0000負(fù)0：1111n位帶符號(hào)定點(diǎn)整數(shù)表示范圍：-2n-1+1<=X<=2n-1-1

4位帶符號(hào)定點(diǎn)整數(shù)反碼表示范圍：

1000~0111，即-7~7也就是-24-1+1<=X<=24-1-16060/130補(bǔ)碼表示補(bǔ)碼表示相當(dāng)于：正數(shù)符號(hào)位是0，負(fù)數(shù)符號(hào)位是1；2.正數(shù)數(shù)值位同原碼相同，負(fù)數(shù)數(shù)值位將反碼數(shù)值位+1（末位）。補(bǔ)碼表示適于加減法運(yùn)算。6161/130補(bǔ)碼表示（例）以8位補(bǔ)碼表示以下各數(shù)：(0.25)D

(-0.8125)D(228)D(-12)D(0.25)D=(0.01)B=(-0.8125)D=(-0.1101)B=(228)D=(11100100)B=(-12)D=(-1100)B=8位補(bǔ)碼表示范圍：-128<=X<=+127(00100000)反(10010111)反(11110011)反(00100000)補(bǔ)(10011000)補(bǔ)(11110100)補(bǔ)6262/130補(bǔ)碼表示說(shuō)明

補(bǔ)碼0表示只有一個(gè)：以4位帶符號(hào)定點(diǎn)整數(shù)為例

0000n位帶符號(hào)定點(diǎn)整數(shù)表示范圍：-2n-1<=X<=2n-1-14位帶符號(hào)定點(diǎn)整數(shù)補(bǔ)碼表示范圍：

1000~0111，即-8~7也就是-24-1<=X<=24-1-16363/130用補(bǔ)碼進(jìn)行運(yùn)算（例）100001010000010010001001+=111110110000010011111111-5補(bǔ)碼-1補(bǔ)碼利用補(bǔ)碼，可方便地實(shí)現(xiàn)正負(fù)數(shù)加法運(yùn)算符號(hào)位如同數(shù)值一樣參加運(yùn)算允許產(chǎn)生最高位進(jìn)位（被丟失），使用較廣泛。-5+4=？4

補(bǔ)碼原碼除符號(hào)位外末位減1再取反，則得到原碼10000001X6464/130幾個(gè)表示比較0XX<=01|X|+10<=X+127：011111110：00000000－127：10000001

（3）補(bǔ)碼[X]補(bǔ)=－128：100000000X1|X|0<=XX<=0+127：01111111+0：00000000－127：10000000－0：11111111（2）反碼[X]反=0<=X0X1|X|+127：01111111+0：00000000－127：11111111－0：10000000[X]原=

（1）

原碼X<=0（+0）補(bǔ)

=（-0）補(bǔ)

=000000006565/130小結(jié)符號(hào)位數(shù)值位原碼該數(shù)絕對(duì)值二進(jìn)制表示反碼正數(shù)同原碼，負(fù)數(shù)為原碼各位取反補(bǔ)碼正數(shù)同原碼，負(fù)數(shù)為反碼末位＋1原碼、反碼、補(bǔ)碼優(yōu)缺點(diǎn)整數(shù)表示范圍0表示1表負(fù)數(shù)0表正數(shù)6666/130定點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)小數(shù)：定點(diǎn)整數(shù)：定點(diǎn)數(shù)：在計(jì)算機(jī)中用固定長(zhǎng)度表示，小數(shù)點(diǎn)固定在某一個(gè)位置。

6767/130浮點(diǎn)表示階符階碼數(shù)符尾數(shù)

X=(11.01)B=0.1101×210101101階和尾數(shù)均為原碼0101101階為補(bǔ)碼，尾數(shù)為原碼000浮點(diǎn)表示法：小數(shù)點(diǎn)位置是浮動(dòng)。一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)分為階碼和尾數(shù)兩部分。6868/130浮點(diǎn)表示（續(xù)）階符階碼數(shù)符尾數(shù)X1=(-0.00011)B=-0.11×2-11

111100階和尾數(shù)均為原碼1011100階為補(bǔ)碼，尾數(shù)為原碼1116969/130計(jì)算機(jī)中數(shù)表示正負(fù)號(hào)和小數(shù)點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)浮點(diǎn)數(shù)（階碼＋尾數(shù)）定點(diǎn)小數(shù)（原碼、反碼、補(bǔ)碼）定點(diǎn)整數(shù)不帶符號(hào)帶符號(hào)（原碼、反碼、補(bǔ)碼）7070/1301.2.8字符ASCII

(AmericanStandardCodeforInformationInterchange，美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼)7位ASCII碼用7位二進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)字符編碼

慣用字符有128個(gè)，編碼從0到127。

字符 十六進(jìn)制表示 十進(jìn)制表示空格 20H 32‘0’～‘9’30H～39H48～57‘A’～‘Z’41H～5AH65～90‘a(chǎn)’～‘z’61H～7AH97～122控制字符：34個(gè)，0～32，127；普通字符：94個(gè)。例：“a”字符編碼為1100001，對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)是977171/130ASCII碼7272/130漢字字符－漢字編碼國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)碼（GB2312-80）一級(jí)漢字：3755個(gè)，按漢語(yǔ)拼音排列二級(jí)漢字：3008個(gè)，按偏旁部首排列

區(qū)位碼由94個(gè)區(qū)號(hào)和94個(gè)位號(hào)組成每個(gè)漢字占兩個(gè)字節(jié)7373/130區(qū)位碼轉(zhuǎn)換為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)碼例“中”區(qū)位碼：（5448）D（3630）H（0011011000110000）B（5448）D+區(qū)位分別加32

=（8680）D（3630）H

＋（）H=（5650）H

（0011011000110000）+（0010000000100000）B=（0101011001010000）B區(qū)、位分別加32國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)碼“華”字區(qū)位碼是2710，那么國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)碼是什么？思索ASCII表中控制碼（32）D

=（00100000）B

7474/130漢字處理過(guò)程漢字輸入碼五筆字型法、鄭碼輸入法等形碼類其它語(yǔ)音、手寫輸入或掃描輸入等

全拼、雙拼、微軟拼音、自然碼和智能ABC等音碼類7575/130國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)碼轉(zhuǎn)換為機(jī)內(nèi)碼國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)碼（GB2312-80）及其機(jī)內(nèi)碼漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)部進(jìn)行存放、處理代碼漢字內(nèi)碼漢字內(nèi)碼：2個(gè)字節(jié)存放機(jī)內(nèi)碼：每個(gè)字節(jié)最高位置“1”

目地：區(qū)分于ASCII碼方法：漢字國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)碼＋8080H“中”字內(nèi)碼是：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)碼（5650）H＋（8080）H＝（D6D0）H

0101011001010000+1000000010000000=1101011011010000

例7676/130漢字字形碼用于漢字在顯示器或打印機(jī)輸出。通常有兩種表示方式：點(diǎn)陣和矢量表示方式。

漢字字形碼——漢字字形點(diǎn)陣代碼16×16點(diǎn)陣顯示漢字，需要多少存放空間？

計(jì)算16×16／8=32字節(jié)7777/130漢字地址碼漢字庫(kù)中存放漢字字形信息邏輯地址碼輸出設(shè)備輸出漢字時(shí)，必須經(jīng)過(guò)地址碼字形信息是按一定次序連續(xù)存放在存放介質(zhì)上，所以漢字地址碼也大多是連續(xù)有序，與漢字內(nèi)碼間有著簡(jiǎn)單對(duì)應(yīng)關(guān)系，以簡(jiǎn)化漢字內(nèi)碼到漢字地址碼轉(zhuǎn)換。7878/1301.3

計(jì)算機(jī)硬件組成

1.3.1運(yùn)算器1.3.2控制器

1.3.3存放器1.3.4輸入輸出設(shè)備1.3.5計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)重點(diǎn)7979/1301.3.1運(yùn)算器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵部件，相關(guān)性能指標(biāo)包含計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)和速度。

運(yùn)算器存放器控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備簡(jiǎn)單運(yùn)算器結(jié)構(gòu)示意圖

馮·諾依曼機(jī)：計(jì)算機(jī)由輸入、存放、運(yùn)算、控制和輸出5個(gè)部分組成。

8080/1301.3.2控制器控制計(jì)算機(jī)各部件協(xié)調(diào)工作，并使整個(gè)處理過(guò)程有條不紊地進(jìn)行?？刂破鹘Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

運(yùn)算器存放器控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備8181/1301.3.2控制器機(jī)器指令操作碼源操作數(shù)（或地址）目標(biāo)操作數(shù)地址指令執(zhí)行過(guò)程是計(jì)算機(jī)硬件真正能夠“執(zhí)行”命令?；靖袷?

從存放單元中讀指令，并存放到指令存放器IR中。指令譯碼器分析該指令（稱為譯碼）。控制器依據(jù)譯碼結(jié)果，按次序產(chǎn)生控制信號(hào)。控制計(jì)算機(jī)完成對(duì)應(yīng)操作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和結(jié)果保留。控制器和運(yùn)算器兩部分合稱中央處理器，簡(jiǎn)稱CPU。CPU8282/130計(jì)算1+2=?

運(yùn)算器控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備程序和數(shù)據(jù)01

存放器

01存放器

01存放器1010add011001+10=11111101存放器10118383/1301.3.3存放器容量指一個(gè)存放器包含存放單元數(shù)。1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB

運(yùn)算器存放器控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備內(nèi)存放器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

存放器是存放程序和數(shù)據(jù)部件。存放器主要性能指標(biāo)有兩個(gè)：容量和速度。8484/1301.3.4輸入/輸出設(shè)備輸入/輸出設(shè)備是計(jì)算機(jī)與外部世界進(jìn)行信息交換中介，是人與計(jì)算機(jī)聯(lián)絡(luò)橋梁。輸入/輸出系統(tǒng)輸入/輸出接口輸入/輸出設(shè)備運(yùn)算器存放器控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備8585/1301.3.5計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)直接連接總線結(jié)構(gòu)IAS計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

基于總線結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)示意圖

8686/130微型計(jì)算機(jī)8787/130總線類型

數(shù)據(jù)總線：一組用來(lái)在存放器、運(yùn)算器、控制器和I/O部件之間傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)公共通路。

地址總線：一組用來(lái)在存放器、運(yùn)算器、控制器和I/O部件之間傳輸?shù)刂沸盘?hào)公共通路，地址信號(hào)可能是存放器地址，也可能是I/O接口地址。

控制總線：一組用來(lái)在存放器、運(yùn)算器、控制器和I/O部件之間傳輸控制信號(hào)公共通路。連接各個(gè)部件公共通信線-----總線8888/1301.4微型計(jì)算機(jī)組成1.4.1微型計(jì)算機(jī)1.4.2輸入設(shè)備

1.4.3輸出設(shè)備8989/130簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)9090/130微型計(jì)算機(jī)發(fā)展方向分類

高速化、超小型化、多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、隱形化按組成結(jié)構(gòu)分類：?jiǎn)纹瑱C(jī)、單板機(jī)、多板機(jī)按用途分類：臺(tái)式機(jī)、便攜式PC機(jī)9191/1301.4.1微型計(jì)算機(jī)硬件（Hardware）計(jì)算機(jī)實(shí)體部分（看得見摸得著物理裝置），能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)最基本操作行為。9292/130微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)CPU內(nèi)存條軟盤驅(qū)動(dòng)器光盤驅(qū)動(dòng)器硬盤顯示卡其它外部設(shè)備9393/130系統(tǒng)主板內(nèi)存條芯片組BIOS芯片CPU插座串行接口AGP擴(kuò)展槽PCI擴(kuò)展槽電池主板：AT結(jié)構(gòu)和ATX結(jié)構(gòu)

ATX新型主板結(jié)構(gòu)規(guī)范：優(yōu)化板上元件布局配合ATX電源，實(shí)現(xiàn)軟關(guān)機(jī)MODEM遠(yuǎn)程遙控開關(guān)機(jī)需要配合專門ATX機(jī)箱使用PC99規(guī)范要求主板各接口必須采取有色識(shí)別標(biāo)識(shí)，方便識(shí)別9494/130CPU運(yùn)算器CPU微處理器控制器

運(yùn)算器和數(shù)據(jù)線位數(shù)反應(yīng)了CPU檔次。80386以下CPU為16位，80386及以上CPU為32位CPU。CPU功效是計(jì)算機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)之一，人們習(xí)慣用CPU檔次來(lái)大致表示微機(jī)規(guī)格。9595/130存放器性能比較Cache存放器ALU存放器主存放器（DRAM）輔存（軟盤、硬盤、光盤）后援存放器（磁帶庫(kù)、光盤庫(kù)）內(nèi)存放器訪問(wèn)速度快信息暫時(shí)性相對(duì)價(jià)格高外存放器訪問(wèn)速度慢信息永久性相對(duì)價(jià)格低存放器層次結(jié)構(gòu)9696/130內(nèi)存放器隨機(jī)存取存放器(RAM)DDRAM、RDRAM、SDRAMII只讀存放器(ROM)高速緩沖存放器Cache存放程序和數(shù)據(jù)主要部件按功效分為三類9797/130外存放器——軟盤寫保護(hù)窗口讀寫窗口軟盤表面信息統(tǒng)計(jì)格式

軟盤驅(qū)動(dòng)器9898/130外存放器——硬盤硬盤片讀寫磁頭IDE接口，電纜另一端連接到主板IDE接口上電源接口9999/130外存放器-----硬盤（續(xù)）柱面扇區(qū)磁道硬盤總?cè)萘浚酱蓬^數(shù)（H）×柱面數(shù)（C）×磁道扇區(qū)數(shù)（S）×每扇區(qū)字節(jié)數(shù)（B）100100/130外存放器——光盤CD-ROM統(tǒng)計(jì)方式

光盤驅(qū)動(dòng)器

101101/130外存放器——光盤（續(xù)）光盤類型CD-ROM、CD-R、CD-RW和DVD-ROM。衡量光盤驅(qū)動(dòng)器傳輸數(shù)據(jù)速率指標(biāo)——倍速一倍速率=150KB/秒DVD-ROM一倍速率=1.3MB/秒102102/130外存放器——移動(dòng)存放產(chǎn)品伴隨信息技術(shù)不停發(fā)展，幾十MB甚至幾百M(fèi)B信息交換很普遍。近幾年來(lái)，更多小巧、輕便、價(jià)格低廉移動(dòng)存放產(chǎn)品正在不停涌現(xiàn)和普及。SD卡MiniSD卡移動(dòng)硬盤移動(dòng)硬盤3.5寸硬盤USB2.0數(shù)據(jù)傳輸率:480MB／秒U(xiǎn)盤103103/130I/O總線與擴(kuò)展槽I/O總線擴(kuò)展槽擴(kuò)展槽作用接口電路微處理器外部設(shè)備存放器輸入/輸出數(shù)據(jù)總線控制總線地址總線104104/130輸入/輸出設(shè)備輸入設(shè)備數(shù)字、字符、圖像、聲音二進(jìn)制內(nèi)存處理結(jié)果數(shù)字、字符、圖像、聲音輸出設(shè)備并行端口串行端口鼠標(biāo)接口鍵盤接口105105/130輸入設(shè)備——101鍵盤數(shù)字小鍵盤狀態(tài)指示燈主鍵區(qū)光標(biāo)方向鍵功效鍵106106/130輸入設(shè)備——104鍵盤“應(yīng)用程序”鍵Windows徽標(biāo)鍵107107/130104鍵盤快捷操作108108/130輸入設(shè)備——鼠標(biāo)接口按鍵功效109109/130其它輸入設(shè)備110110/130輸出設(shè)備——顯示器電源開關(guān)尺寸14、15、17和21英寸或者更大

類型CRT(CathodeRayTube，陰極射線管)顯示器

LCD(LiquidCrystalDisplay)顯示器性能指標(biāo)分辨率越？越好，點(diǎn)距越？越好。111111/130輸出設(shè)備——顯示器適配器接收CPU顯示數(shù)據(jù)，控制顯示器顯示出來(lái)。包含顯示存放器分辨率：640x4801024x7681600x1200VGA接口，顯示器數(shù)據(jù)電纜連接到此接口上112112/130輸出設(shè)備——打印機(jī)點(diǎn)陣式噴墨激光113113/1301.5

軟件系統(tǒng)1.5.1進(jìn)程與線程

1.5.2軟件系統(tǒng)及其組成

1.5.3計(jì)算機(jī)語(yǔ)言

1.5.4應(yīng)用軟件重點(diǎn)114114/130什么是軟件？指令程序基本操作指令序列軟件程序、數(shù)據(jù)、文檔軟件系統(tǒng):為運(yùn)行、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)而編制各種程序、數(shù)據(jù)和文檔總稱。

115115/130計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)軟件是硬件與用戶之間接口，用戶經(jīng)過(guò)軟件使用計(jì)算機(jī)硬件。116116/1301.5.1進(jìn)程與線程

作業(yè)：是程序被選中到運(yùn)行結(jié)束并再次成為程序整個(gè)過(guò)程。

進(jìn)程管理：“程序”成為