計算機公共基礎教程

?計算機公共根底?課件設計者：麗平馮培祿烏格德樂夫梅榮寶樂爾本課件根據內蒙古大學出版社出版的由斯日古楞、海泉主編的?計算機公共根底教程?教材制作第1章計算機根底知識1.1計算機概述1.2微型計算機系統(tǒng)1.3計算機中信息的表示1.4多媒體計算機1.5計算機的平安使用與病毒預防1.1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、轉換、存儲、處理的器官，所以人們常把計算機稱為電腦。隨著信息時代的到來，信息高速公路的興起，全球信息化進入了一個全新的開展時期。人們越來越認識到計算機強大的信息處理功能，從而使之成為信息產業(yè)的根底和支柱。人們在物質需求不斷得到滿足的同時，對各種信息的需求也將日益增強，計算機終將成為人們生活中必不可少的工具。計算機自開工作的根底在于存儲程序方式，其通用性的根底在于利用計算機進行信息處理的共性方法。計算機開展年代劃分的原那么是依據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)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使用半導體晶體管作為邏輯開關元件；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。(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元件；②開始使用半導體存儲器。輔助存儲器仍以磁盤、磁帶為主；③外部設備種類和品種增加；④開始走向系列化、通用化和標準化；⑤操作系統(tǒng)進一步完善，高級語言數(shù)量增多。(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元件；②主存儲器采用半導體存儲器，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外部設備有了很大開展，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)不斷開展和完善，數(shù)據庫管理系統(tǒng)有了更新的開展，軟件行業(yè)已開展成為現(xiàn)代新型的工業(yè)產業(yè)。

(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、學習和解釋能力，能幫助人類開拓未知的領域和獲取新的知識。1.1.3計算機的分類1巨型機

其運算速度在每秒1億以上：主存容量高達數(shù)百兆字節(jié)：字長可達64位；結構復雜，價格昂貴。它主要用于天氣預報、地質勘察等尖端科技領域。2大型機其運算速度在每秒100萬~數(shù)千萬次；主存容量高達數(shù)十兆字節(jié)，字長為32~64位。它主要用于計算中心和計算機網絡。3中型機其性能和規(guī)模處于大型機和小型機之間。4小型機其結構簡單、規(guī)模較小、操作簡單、本錢較底。代表機有vax8800。5工作站它是20世紀70年代后期出現(xiàn)的一種新型機種。它的獨特之處是易聯(lián)網、內存大、具有較強的網絡通訊功能。代表機有sun-III等。2信息處理信息處理是指非科學、工程方面的計算、管理以及對各種形式數(shù)據的操縱。例如，企業(yè)生產管理、質量管理、人事管理、財務管理以及各種報表的統(tǒng)計和計算等。3自動控制自動控制是指通過計算機對某一過程進行自動操縱，不需人工干預就能夠按人們預定的目標和預定的狀態(tài)進行過程控制。例如，煉鋼、機床、無人駕駛飛機、導彈、人造衛(wèi)星的控制都是靠計算機來控制的。4輔助設計計算機在輔助設計〔簡稱cad〕、輔助制造、計算機集成輔助制造系統(tǒng)和輔助教育等方面發(fā)揮著越來越大的作用。例如，利用計算機局部代替人工，進行飛機、船舶、建筑等的設計和制造，使設計和制造的效率和質量大大提高。5人工智能人工智能是指用計算機模擬人腦的局部功能。數(shù)據庫的智能性檢索、專家系統(tǒng)、智能機器人等都是計算機人工智能的典型應用。6文化娛樂隨著計算機的日益微型化、平民化，它已走進千家萬戶。人們利用計算機可以欣賞電影、觀看電視、玩游戲及進行家庭文化教育等。7計算機通信隨著計算機網絡的普及，遠距離通信已越來越方便。與普通通信相比教，計算機通信具有本錢低、能進行可視化交流等優(yōu)點。8電子商務電子商務是指基于計算機網絡的商務活動。它包括電子郵件、電子數(shù)據交換、電子資金轉帳和信用卡交易等。9網絡教育

網絡教育是指基于因特網的教育，是一種新型教育模式。通過網絡教育，學生除了可以不受時間、空間的限制學習外，還可以得到一流教師的指導，向世界最權威的專家請教；也可以從世界任何角落獲取最新的信息和資料。1.2微型計算機系統(tǒng)

微型計算機系統(tǒng)硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)主機外部設備微處理器〔CPU〕運算器控制器總線內存儲器只讀存儲器隨機存儲器外存儲器輸入設備輸出設備系統(tǒng)軟件應用軟件操作系統(tǒng)程序設計語言語言處理程序數(shù)據庫管理程序工具軟件通用軟件專用軟件1.2.1微型計算機硬件系統(tǒng)

微機硬件系統(tǒng)由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五大部件構成。2〕控制器控制器〔CU〕是整個微機系統(tǒng)的控制中心，是指揮微機各部件協(xié)調工作的。3〕存放器存放器〔MU〕是用來存放當前運算所需的各種操作數(shù)、地址信息、中間結果等內容。將數(shù)據暫存于CPU內部存放器中，加快了操作速度。2總線系統(tǒng)總線從其功能可分為數(shù)據總線、地址總線和控制總線。1〕數(shù)據總線(DB)數(shù)據總線是用于傳輸各種數(shù)據的總線，是雙向總線。數(shù)據總線的位數(shù)和微處理器的位數(shù)一致。2〕地址總線(AB)地址總線是用于傳輸?shù)刂沸盘柕目偩€，是單向總線。地址總線的位數(shù)決定于的CPU尋址能力。例如，16位總線的尋址能力為64k;3〕控制總線(CB)控制總線是用于傳輸各種控制信號的總線，是雙向總線。CPU內存儲器I\O接口數(shù)據總線地址總線控制總線外部設備外部設備3存儲器存儲器是微機系統(tǒng)中的記憶設備，用來保存程序和數(shù)據。存儲器按其作用可分為內存儲器和外存儲器倆種。1〕內存儲器內存儲器〔簡稱內存〕直接與CPU相連接，存取速度快，但存儲容量較小；是用來存放當前運行程序的指令和數(shù)據的，由半導體器件構成。內存按其功能可分為只讀存儲器〔ROM〕和隨機存儲器〔RAM〕倆種。ROM主要用來存放固定不變的程序和數(shù)據，如BIOS程序，這種存儲器中的信息只能讀出而不能隨意寫入，是在制造時用特殊方法寫入的，斷電后其中的信息不會喪失。RAM是一種讀寫存儲器其中的內容是根據需要可以隨時讀出或寫入，由于信息是通過電信號寫入的，因此，斷電后其中的信息會喪失。RAM是直接與CPU進行數(shù)據交換的，而且RAM的速度比CPU的速度慢，為了解決倆者之間的速度不匹配的矛盾，在RAM和CPU之間設計了一個速度較快的高速緩沖存儲器〔Cache〕。2〕外存儲器外存儲器〔簡稱外存〕，它是內存的擴充。外存儲器容量大，價格低，但存儲速度較慢，一般用來存放大量暫時不用的程序、數(shù)據和中間結果，需要時，可成批地和內存儲器進行信息交換。常用的外存有軟盤存儲器、硬盤存儲器、光盤存儲器等?！?〕移動存儲設備移動硬盤移動硬盤是目前重要的數(shù)字移動存儲設備，它具有容量大、插拔簡便、保密性強、讀寫速度快等優(yōu)點，它又可分為活動硬盤和新型接口移動硬盤。閃盤閃盤是USB移動存儲器。它具有防磁、防震、防潮等特點，而且性能穩(wěn)定，最高容量可達2GB，可反復擦寫100萬次，數(shù)據至少可保存十年?！?〕其他外部存儲設備光盤庫為了適應大批量的信息交換，出現(xiàn)了光盤庫；它是一種能夠自動交換光盤盤片和讀寫數(shù)據的裝置。磁帶存儲器它是最古老的一種存儲器，稱為順序存取存儲器。其特點是存儲容量大、速度慢，主要用于數(shù)據備份。輸入設備輸入設備是向微機輸入程序、數(shù)據和命令的部件常見的輸入設備有鍵盤、鼠標、掃描儀、數(shù)字化儀、光筆、數(shù)碼相機、話筒等?！?〕鍵盤鍵盤是用戶與微機進行交流的主要工具，是微機標準設備。鍵盤根據其按鍵開關的接觸方式可分為觸點式和無觸點式兩種。鍵盤主要由主鍵盤、小鍵盤、功能鍵三局部組成。

鍵盤結構示意圖〔2〕鼠標鼠標是微機一種常用的指點式輸入設備。利用它可以很方便地指定光標在屏幕上的位置。鼠標使某些操作變得更容易、更有效、更有趣味；鼠標與鍵盤各有長短，倆者常被混合使用。鼠標按其原理可分為機械鼠標、光電鼠標和光電機械鼠標；按其按鍵數(shù)可分為倆鍵鼠標、三鍵鼠標和多鍵鼠標?！?〕掃描儀掃描儀是一種光電一體化的輸入設備，是一個將各種形式的圖象信息輸入到計算機的重要工具。它由掃描頭、主板、機械結構和附件四局部組成。按其所處理的顏色，掃描儀可分為黑白掃描儀和彩色掃描儀倆種；按其掃描方式可分為手持式、臺式、平板式和滾筒式四種。掃描儀的主要性能指標有分辨率、掃描區(qū)域、灰度級、圖象處理能力、精確度和掃描速度等?！?〕話筒話筒是一種語言輸入設備，是通過聲卡連接到微機上的。它是在語音識別系統(tǒng)的支持下完成語言輸入的。輸出設備輸出設備是將經過微機計算或處理后所得的結果以人們人們能夠識別的字符、數(shù)據、圖形等形式進行輸出的部件。常見的輸出設備有顯示器、打印機、繪圖儀、投影機、揚聲器等。〔1〕顯示器顯示器是微機最主要的輸出設備，用戶通過顯示器能夠及時了解機器的工作狀態(tài)，看到信息處理的過程和結果。辨率、亮度、投影度、投影尺寸、投影感應時間、投影變焦、輸入源和投影顏色等。1.2.2微型計算機軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)是微機系統(tǒng)必不可少的組成局部。微機軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件和應用軟件。1系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、程序設計語言、語言處理程序、數(shù)據庫管理程序和工具軟件?！?〕操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是最根本、最重要的系統(tǒng)軟件。它負責管理微機系統(tǒng)的全部軟件資源和硬件資源，合理地組織微機各部件協(xié)調工作，為用戶提供操作和編程界面。常用操作系統(tǒng)有：CP\M和DOS(單用戶單任務操作系統(tǒng))Windos3.x(16位單用戶多任務操作系統(tǒng))Windos95\98(32位單用戶多任務操作系統(tǒng))Windosxp(32位多用戶多任務操作系統(tǒng))UNIX和Linx(分時操作系統(tǒng))RDOS(實時操作系統(tǒng))Amoeba、MDST、CDCS(分布式操作系統(tǒng))NetWare、WindosNT和OS\2(網絡操作系統(tǒng))MVXDOS\VSE(批處理操作系統(tǒng))〔2〕程序設計語言編寫程序所用的語言稱為程序設計語言，它是人與機器之間交換信息的工具，可分為機器語言、匯編語言、高級語言和第四代語言四類。1〕機器語言機器語言是一種二進制代碼表示的，能夠被機器直接識別和執(zhí)行的面向機器的程序設計語言，是第一代計算機語言，屬于低級語言。用機器語言編寫程序稱為機器語言程序，編寫難度大，不容易被移植。2〕匯編語言匯編語言是一種用助記符表示的、面向機器的程序設計語言，它比較接近機器語言，離人類語言仍較遠，是第二代計算機語言，屬于低級語言。用匯編語言編寫的程序稱為匯編語言程序，不能被機器直接識別和執(zhí)行，必須由“匯編程序〞翻譯成機器語言程序之后才能運行。3〕高級語言高級語言是一種比較接近自然語言和數(shù)學表達式的程序設計語言，是一種面向過程的程序設計語言；其中所用的符號、標記接近人們的習慣，便于理解、掌握和記憶；是第三代計算機語言，稱為算法語言。4〕第四代語言第四代語言是面向對象的程序設計語言，具有可視化、網絡化、多媒體等功能。目前，較為流行的第四代語言有VisualBasic、VisualC++、VisualFoxPro和JAVA語言等。語言處理程序語言處理程序主要是指把匯編語言轉換成機器語言的匯編程序、把高級語言轉換為機器語言的編譯程序或解釋程序和作為軟件開發(fā)工具的編譯程序、裝配和連接程序等?！?〕數(shù)據庫管理程序數(shù)據庫管理程序主要由數(shù)據庫和數(shù)據庫管理系統(tǒng)組成。目前，微型計算機系統(tǒng)常用的單機數(shù)據庫管理系統(tǒng)有Dbase、FoxBase、VisualFoxpro等；適合于網絡環(huán)境的大型數(shù)據庫管理系統(tǒng)有Sybase、Oracle、DB2、SQLServer等。(5)工具軟件工具軟件主要包括機器的監(jiān)控管理程序、調試程序、故障檢測程序和診斷程序等。這些工具軟件為用戶編寫程序及使用計算機提供了很大的方便。2應用軟件應用軟件是為實現(xiàn)微機的各種應用而編寫的軟件，側重于解決實際問題，它往往涉及應用領域的知識，并且在系統(tǒng)軟件的支持下才能運行。按其效勞對象，應用軟件又分為通用軟件和專用軟件。1〕通用軟件通用軟件通常用于帶有“共性〞的微機應用問題，設計面廣。常用的通用軟件有文字處理軟件、表格處理軟件、繪圖軟件、財務軟件、圖形處理軟件和游戲等。2〕專用軟件專用軟件是專為少數(shù)用戶設計的、目的單一的應用軟件。例如，某種機床設備的自動控制軟件、專為學習某門課程而設計的教學課件等。3用戶與微機軟件系統(tǒng)和硬件軟件系統(tǒng)的層次關系用戶與微機軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的層次關系如下圖；2)主頻主頻是指CPU的時鐘頻率，單位為MHZ。它在很大程度上決定了微機的運行速度；主頻越高，微機的運行速度就越快。如8086的主頻為5~8MHZ、80286的主頻為4~10MHZ、80386的主頻為16~32MHZ、80486的主頻為25~100MHZ、80586的主頻為75~266MHZ、Pentium微處理器的主頻目前已超過3GHZ。3)運行速度運行速度是指微機每秒鐘能夠執(zhí)行的指令系統(tǒng)，單位為MIPS;它更能直觀地反映微機的速度。4〕存取速度存儲器完成一次讀、寫操作所需的時間被稱為存儲器的存取時間或訪問時間。存儲器連續(xù)進行讀寫操作所允許的最短的時間間隔被稱為存取周期。通常，存取速度的快慢決定了運算速度的快慢。1.3計算機中信息的表示

1.3.1進位計數(shù)制1．數(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)那么來表示數(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。

3．數(shù)位、基數(shù)和位權

在進位計數(shù)制中有數(shù)位、基數(shù)和位權三個要素。(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：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。數(shù)碼所處的位置不同，代表數(shù)的大小也不同。

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由上述分析可歸納出，任意一個十進制數(shù)S，可表示成如下形式：(S)10=Sn－1×10n–1＋Sn－2×10n–2＋…＋S1×101＋S0×100＋S－1×10–1＋S－2×10–2＋…×10–m+1＋…＋S－m×10–m式中

Sn為數(shù)位上的數(shù)碼，其取值范圍為0～9；n為整數(shù)位個數(shù)，m為小數(shù)位個數(shù)，10為基數(shù)10n–1，10n–2，101，100，10–1，…，10–m是十進制數(shù)的位權。在計算機中，一般用十進制數(shù)作為數(shù)據的輸入和輸出。

2．二進制二進位計數(shù)制簡稱二進制。二進制數(shù)具有以下特點：(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)10

任意一個二進制數(shù)S，可以表示成如下形式：(S)２=Sn－1×2n–1＋Sn－2×2n–2＋…+S1×21＋S0×20＋S－1×2–1＋S－2×2–2＋…＋S－m×2–m式中Sｎ為數(shù)位上的數(shù)碼，其取值范圍為0～1；n為整數(shù)位個數(shù)，m為小數(shù)位個數(shù)；2為基數(shù)。2n－１，2n–2，…，21，20，2–1…，2–m是二進制數(shù)的位權。3．八進制八進位計數(shù)制簡稱八進制。八進制數(shù)具有以下特點：(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)10任意一個八進制數(shù)S，可以表示成如下形式：(S)8=Sn–1×8n–1＋Sn–2×8n–2＋…＋S1×81＋S0×80＋S–1×8–1＋S–2×8–2＋…＋S–m×8–m式中Sｎ為數(shù)位上的數(shù)碼，其取值范圍為0～7；n為整數(shù)位個數(shù)，m為小數(shù)位個數(shù)；8為基數(shù)。8n–1，8n–2，…，81，80，8–1，82，…，8–m是八進制數(shù)的位權。八進制數(shù)是計算機中常用的一種計數(shù)方法，它可以彌補二進制數(shù)書寫位數(shù)過長的缺乏。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)具有以下兩個特點：(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。(2)每個數(shù)碼符號根據它在這個數(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任意一個十六進制數(shù)S，可表示成如下形式：(S)16=Sn–1×16n–1＋Sn–2×16n–2＋…＋S1×161＋S0×160＋S–1×16–1+…＋S–m×16–m其中Sｎ為數(shù)位上的數(shù)碼，其取值范圍為0～F；n為整數(shù)位個數(shù)，m為小數(shù)位個數(shù)；16為基數(shù)。16n–1，16n–2，…，161，160，16–1，16–2，…，16–m為十六進制數(shù)的位權。

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)過長的缺乏。總結以上四種計數(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，并且遵循“逢R進一〞的原那么。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〕。表1.1中列出了幾種常用進位計數(shù)制表示法。表1.2中列出了幾種常用進位計數(shù)制數(shù)位的位權。表1.1十進制、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

表1.2十進制、二進制、八進制、十六進制數(shù)的位權數(shù)

位十進制權二進制權八進制權十六進制權S01=1001=201=801=160S110=1012=218=8116=161S2100=1024=2264=82256=162S31000=1038=23512=834096=163S410000=10416=244096=8465536=164Sn-110n-12n-18n-116n-11.3.3不同進位計數(shù)制之間的轉換不同進位計數(shù)制之間的轉換，實質上是基數(shù)間的轉換。一般轉換的原那么是：如果兩個有理數(shù)相等，那么兩數(shù)的整數(shù)局部和小數(shù)局部一定分別相等。因此，各數(shù)制之間進行轉換時，通常對整數(shù)局部和小數(shù)局部分別進行轉換，然后將其轉換結果合并即可。1．非十進制數(shù)轉換成十進制數(shù)非十進制數(shù)轉換成十進制數(shù)的方法是：把各個非十進制數(shù)按以下求和公式展開求和即可。即把二進制數(shù)〔或八進制數(shù)，或十六進制數(shù)〕寫成2〔或8或16〕的各次冪之和的形式，然后計算其結果。例1.1把以下二進制數(shù)轉換成十進制數(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1.2把以下八進制數(shù)轉換成十進制數(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1.3把以下十六進制數(shù)轉換成十進制數(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)102.十進制數(shù)轉換成非十進制數(shù)把十進制數(shù)轉換為二、八、十六進制數(shù)的方法是：整數(shù)局部轉換采用“除R取余法〞；小數(shù)局部轉換采用“乘R取整法〞。例1.4將十進制數(shù)(125.6875)10轉換為二進制數(shù)。整數(shù)局部125轉換如下：2│125余數(shù)└─┰───────2│62┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄1二進制整數(shù)低位├──────2│31┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄0├──────2│15┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄1└┬────2│7┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄1├────2│3┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄1├────2│1┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄1└────0┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄1二進制整數(shù)高位3．二、八、十六進制數(shù)之間的相互轉換由于一位八〔十六〕進制數(shù)相當于三〔四〕位二進制數(shù)，因此，要將八〔十六〕進制數(shù)轉換成二進制數(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)用相應的三〔四〕位二進制數(shù)取代即可。如果缺乏三〔四〕位，可用零補足。反之，二進制數(shù)轉換成相應的八〔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)用相應的一位八〔十六〕進制數(shù)取代即可。

例1.7

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

例1.8

將二進制數(shù)(11101110.00101011)2轉換成八進制數(shù)。011101110．001010110356126即(11101110.00101011)2=(356.126)8。例1.9

將十六進制數(shù)(1AC0.6D)16轉換成相應的二進制數(shù)。lAC0．6D0001101011000000．01101101即(lAC0.6D)162。

例1.10

將二進制數(shù)2轉換成相應的十六進制數(shù)。010111100101．0001100110105E5．l9A即2=(5E5.19A)16。1.3.2計算機中的數(shù)據與編碼

1什么是數(shù)據

數(shù)據是可由人工或自動化手段加以處理的那些事實、概念、場景和指示的表示形式，包括字符、符號、表格、聲音、圖形和圖像等。數(shù)據可在物理介質上記錄或傳輸，并通過外圍設備被計算機接收，經過處理而得到結果。數(shù)據能被送入計算機加以處理，包括存儲、傳送、排序、歸并、計算、轉換、檢索、制表和模擬等操作，以得到人們需要的結果。數(shù)據經過加工并賦予一定的意義后，便成為信息。計算機系統(tǒng)中的每一個操作，都是對數(shù)據進行某種處理，所以數(shù)據和程序一樣，是軟件工作的根本對象。2數(shù)據的單位計算機中數(shù)據的常用單位有位、字節(jié)和字。1〕．位〔bit〕計算機采用二進制。運算器運算的是二進制數(shù)，控制器發(fā)出的各種指令也表示成二進制數(shù)，存儲器中存放的數(shù)據和程序也是二進制數(shù)，在網絡上進行數(shù)據通信時發(fā)送和接收的還是二進制數(shù)。顯然，在計算機內部到處都是由0和1組成的數(shù)據流。計算機中最小的數(shù)據單位是二進制的一個數(shù)位，簡稱為位(bit，比特)。計算機中最直接、最根本的操作就是對二進制位的操作。一個二進制位可表示兩種狀態(tài)〔0或1〕。兩個二進制位可表示四種狀態(tài)〔00，01，10，11〕。位數(shù)越多，所表示的狀態(tài)就越多。2〕．字節(jié)〔Byte〕為了表示人讀數(shù)據中的所有字符(字母、數(shù)字以及各種專用符號，大約有256個)，需要用7位或8位二進制數(shù)。因此，人們選定8位為一個字節(jié)〔Byte〕通常用B表示。1個字節(jié)由8個二進制數(shù)位組成。字節(jié)是計算機中用來表示存儲空間大小的最根本的容量單位。例如，計算機內存的存儲容量、磁盤的存儲容量等都是以字節(jié)為單位表示的。除用字節(jié)為單位表示存儲容量外，還可以用千字節(jié)〔KB〕、兆字節(jié)〔MB〕以及千兆字節(jié)〔GB〕等表示存儲容量。它們之間存在以下?lián)Q算關系： lB=8bit lKB=210B=l024B lMB=220B=l024KB lGB=230B=l024MB3〕．字〔word〕字是由假設干字節(jié)組成的〔通常取字節(jié)的整數(shù)倍〕。字是計算機進行數(shù)據存儲和數(shù)據處理的根本運算單位。字長是計算機性能的重要標志，它是一個計算機字所包含的二進制位的個數(shù)。不同檔次的計算機有不同的字長。按字長可以將計算機劃分為8位機〔如AppleⅡ、中華學習機〕、16位機〔如286機〕、32位機〔如386機、486機〕、64位機〔奔騰系列微機或巨型機〕。3字符編碼計算機中，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〕．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)那么用二進制編碼才能在機器中表示。ASCII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，阿拉伯數(shù)字10個，大、小寫英文字母52個，各種標點符號和運算符號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。表1.4ASCII字符編碼

十六進制高位十六進制低位0000010100111001011101110000NULDELSP0@P`p0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2“2BRbr0011ETXDC3＃3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB'7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*：JZjz1011VTESC+；K[k{1100FFFS,<L\l|1101CRGS-=M]m}1110SORS.>N^n~1111SIUS/?O_oDEL當微型計算機上采用7位ASCII碼作為機內碼時，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。當最高位為0時，稱為根本ASCII碼〔編碼與7位ASCII碼相同〕，當最高位為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。2〕．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。當然，關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。〔1〕?信息交換用漢字編碼字符集·根本集??信息交換用漢字編碼字符集·?根本集?是我國于1980年制定的國家標準GB2312—80，代號為國標碼，是國家規(guī)定的用于漢字信息交換使用的代碼的依據。〔2〕漢字的機內碼漢字的機內碼是供計算機系統(tǒng)內部進行存儲、加工處理、傳輸統(tǒng)一使用的代碼，又稱為漢字內部碼或漢字內碼?！?〕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。