大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)第一章概論第一章概論主要內(nèi)容1.1計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展1.2計(jì)算機(jī)分類與應(yīng)用1.3未來計(jì)算機(jī)展望計(jì)算機(jī)是一種能夠按照事先存儲(chǔ)的程序，自動(dòng)、高速進(jìn)行大量數(shù)值計(jì)算和各種信息處理的現(xiàn)代化智能電子裝置。什么是計(jì)算機(jī)?1.1.1計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生1.1計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展手指計(jì)數(shù)、木棍、石塊算盤:幾百年前我國(guó)發(fā)明手動(dòng)式計(jì)算工具計(jì)算尺:1621年英國(guó)數(shù)學(xué)家岡特根據(jù)對(duì)數(shù)表設(shè)計(jì)1642年法國(guó)數(shù)學(xué)家帕斯卡發(fā)明了加法器，人類有史以來第一臺(tái)機(jī)械計(jì)算機(jī)。采用齒輪旋轉(zhuǎn)進(jìn)位方式執(zhí)行運(yùn)算，但是只能做加法和減法。1673年在此基礎(chǔ)上，德國(guó)數(shù)學(xué)家萊布尼茨設(shè)計(jì)制造了計(jì)算器。1822年英國(guó)數(shù)學(xué)家巴貝奇發(fā)明了差分機(jī)1834年研制出分析機(jī)（有3個(gè)主要部分：保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)庫、運(yùn)算裝置和對(duì)操作順序進(jìn)行控制）1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展過程機(jī)械計(jì)算（齒輪傳動(dòng)）1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展過程第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的誕生（ENIAC）

1946年2月14日（艾尼亞克）美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)重達(dá)30噸占地170m2耗電150千瓦使用18000個(gè)電子管5000次加減運(yùn)算/秒機(jī)電方法制造計(jì)算機(jī)電子管1958年8月我國(guó)第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)103誕生缺點(diǎn)：沒有存儲(chǔ)器，用布線接板進(jìn)行控制，計(jì)算速度也就被這一工作抵消了。ENIAC1.1.2計(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)階段時(shí)代年份器件存儲(chǔ)器軟件應(yīng)用運(yùn)算速度一1946—1957電子管內(nèi)存:汞延遲線外存:磁鼓使用機(jī)器語言和匯編語言軍事研究科學(xué)計(jì)算幾千次/s二1958—1964晶體管內(nèi)存:磁芯外存:磁盤,磁帶使用高級(jí)語言數(shù)據(jù)處理事務(wù)處理工業(yè)控制幾十萬次/s三1965—1971集成電路內(nèi)存:磁芯,半導(dǎo)體存儲(chǔ)器外存:磁盤操作系統(tǒng)、編譯程序、網(wǎng)絡(luò)軟件開始廣泛應(yīng)用幾十萬到幾百萬/s四1972—

大規(guī)模集成電路內(nèi)存:半導(dǎo)體存儲(chǔ)器外存:磁盤,光盤操作系統(tǒng)完善、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域幾百萬到幾億萬/s晶體管超大規(guī)模集成電路電子管集成電路1.2計(jì)算機(jī)的分類1.2.1計(jì)算機(jī)的分類按用途和使用范圍，計(jì)算機(jī)分為：

通用計(jì)算機(jī)和專用計(jì)算機(jī)。按計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的方式又分為：

數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)和模擬計(jì)算機(jī)。（1）電子數(shù)字計(jì)算機(jī)以數(shù)字量（也稱不連續(xù)量）作為運(yùn)算對(duì)象進(jìn)行運(yùn)算，特點(diǎn)是運(yùn)算速度快，精確度高，具有記憶和邏輯判斷能力。計(jì)算機(jī)的內(nèi)部操作和運(yùn)算是在程序控制下自動(dòng)進(jìn)行的。一般不特別說明，計(jì)算機(jī)指的是電子數(shù)字計(jì)算機(jī)。

1.2計(jì)算機(jī)的分類（2）電子模擬計(jì)算機(jī)以連續(xù)變化的模擬量（如電壓、長(zhǎng)度、角度來模擬實(shí)際所需要計(jì)算的對(duì)象）作為運(yùn)算量的計(jì)算機(jī)。主要用于過程控制和模擬仿真。

按計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度和性能指標(biāo)分為：巨型機(jī)：運(yùn)算速度最快、存儲(chǔ)能力最大、處理能力最強(qiáng)。例如：銀河、曙光系列,曙光5000A,速度可達(dá)每秒230萬億次。IBM研制Roadrunner(走娟),運(yùn)算速度達(dá)到每秒1.105千萬億次，Cray公司的捷豹位居第二

。

微型機(jī)：以小、巧、輕、使用方便、價(jià)格便宜、軟件豐富、功能齊全等優(yōu)勢(shì)而擁有廣大的用戶。大型機(jī)：大型、通用、較快、較強(qiáng),承擔(dān)服務(wù)器功能.例如：IBM-360,IBM-370,IBM-900等。

小型機(jī)：規(guī)模小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)試制周期短,工藝先進(jìn)、使用維護(hù)簡(jiǎn)單。如:IBM的AS/400。工作站：

介于PC與小型機(jī)之間,高分辨率、大容量?jī)?nèi)外存，圖形功能較強(qiáng)。Sun、HP都是著名的工作站廠家。服務(wù)器：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下為多用戶提供服務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。1.2.2計(jì)算機(jī)的應(yīng)用1.科學(xué)計(jì)算天文、地質(zhì)、核物理2.數(shù)據(jù)處理企業(yè)管理、辦公自動(dòng)化、統(tǒng)計(jì)3.過程控制冶金、機(jī)械、化工、航天4.計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)

CAD(輔助設(shè)計(jì)）CAM（輔助制造）CAE（輔助教育、CAI輔助教學(xué)、CMI計(jì)算機(jī)管理教學(xué)）5.人工智能模擬人腦，計(jì)算機(jī)診斷6.計(jì)算機(jī)仿真虛擬實(shí)驗(yàn)室，工廠，仿真，汽車、航天員模擬訓(xùn)練7.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代，人們的工作幾乎每天都要面對(duì)計(jì)算機(jī)，借助計(jì)算機(jī)完成各項(xiàng)工作。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)改變了人們傳統(tǒng)的生活工作方式信息交流與傳播

電子郵件、聊天、通訊、傳媒

電子商務(wù)網(wǎng)上訂票、網(wǎng)上購物等電子政務(wù)虛擬政府、網(wǎng)上辦公

文化教育瀏覽新聞、查閱書刊、接受教育遠(yuǎn)程教育、網(wǎng)上招生、報(bào)名、信息共享8.多媒體技術(shù)的應(yīng)用

利用計(jì)算機(jī)的數(shù)字化技術(shù)和人機(jī)交互技術(shù)，將文字、聲音、圖形、圖像、音頻、視頻和動(dòng)畫等集成處理，提供信息表達(dá)形式。1.3未來計(jì)算機(jī)展望

巨型化微型化網(wǎng)絡(luò)化智能化更快的運(yùn)算速度、更大的存儲(chǔ)容量、更強(qiáng)的處理能力以及更高的可靠性。運(yùn)算速度可達(dá)每秒幾百億次運(yùn)算的超級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用：天氣預(yù)報(bào)、地震機(jī)理研究、衛(wèi)星圖像處理等大量科學(xué)計(jì)算的高科技領(lǐng)域。集中體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平。銀河億次巨型計(jì)算機(jī)

1.計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)1.3未來計(jì)算機(jī)展望

巨型化微型化網(wǎng)絡(luò)化智能化使用方便、體積小，成本低和功能齊全方向發(fā)展嵌入式技術(shù)家電、儀器儀表，筆記本電腦，掌上計(jì)算機(jī)1.3未來計(jì)算機(jī)展望

巨型化微型化網(wǎng)絡(luò)化智能化利用計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合,把分布在不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)互連起來,組成規(guī)模強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)方便、及時(shí)、可靠、安全、高效的信息服務(wù)1.3未來計(jì)算機(jī)展望

巨型化微型化網(wǎng)絡(luò)化智能化使計(jì)算機(jī)具有視覺、聽覺、語言、行為、思維、邏輯推理等能力。第一代機(jī)器人機(jī)械手（1962年出現(xiàn)）第二代機(jī)器人具有“感覺”的機(jī)器人第三代機(jī)器人裝有啟發(fā)式計(jì)算機(jī)的“智能機(jī)器人”1.3未來計(jì)算機(jī)展望未來計(jì)算機(jī)有人預(yù)測(cè)除電子計(jì)算機(jī)技術(shù)外，還有光子計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)和量子計(jì)算機(jī)等新型計(jì)算機(jī)。2.計(jì)算機(jī)新技術(shù)領(lǐng)域

（1）嵌入式計(jì)算機(jī)嵌入式計(jì)算機(jī)是指作為一個(gè)信息處理部件，嵌入在各種裝置、產(chǎn)品和系統(tǒng)之中的計(jì)算機(jī)，其特點(diǎn)是系統(tǒng)和功能軟件集成于計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之中。

應(yīng)用領(lǐng)域：如手機(jī)電視機(jī)頂盒數(shù)碼相機(jī)電視機(jī)汽車遙控電風(fēng)扇電子顯示屏等等1.3未來計(jì)算機(jī)展望

（2）高性能計(jì)算(HighPerformanceComputing，HPC)高性能計(jì)算是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，主要是指從體系結(jié)構(gòu)、并行算法和軟件開發(fā)等方面研究開發(fā)高性能計(jì)算機(jī)的技術(shù)，通常使用很多處理器或者某一集群中組織的幾臺(tái)計(jì)算機(jī)的計(jì)算系統(tǒng)和環(huán)境。高性能計(jì)算是以速度為核心，它包括兩方面途徑：一是提高單一處理器的計(jì)算性能，二是把這些處理器集成，由多個(gè)CPU構(gòu)成一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)行并行計(jì)算。目前世界上頂級(jí)的高性能計(jì)算機(jī)有成百上千、甚至上萬個(gè)CPU，這些處理器協(xié)同計(jì)算，才能夠提供需要的速度。

1.3未來計(jì)算機(jī)展望（3）普適計(jì)算（PervasiveComputing)

普適計(jì)算強(qiáng)調(diào)和環(huán)境融為一體的計(jì)算，指在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都可以計(jì)算，也稱無處不在的計(jì)算。在普適計(jì)算的模式下，人們可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、以任何方式進(jìn)行信息的獲取與處理。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化、微型化以及嵌入式技術(shù)的發(fā)展，普適計(jì)算正在逐漸成為現(xiàn)實(shí)。未來的普適計(jì)算將集移動(dòng)通信技術(shù)、計(jì)算技術(shù)和嵌入式技術(shù)于一體，通過將普適計(jì)算設(shè)備嵌入人們生活的各種環(huán)境中，將計(jì)算從桌面上解放出來，使用戶能以各種靈活的方式享受計(jì)算能力和資源服務(wù)。那時(shí)候，人們周圍到處都是計(jì)算機(jī)，這些計(jì)算機(jī)將依據(jù)不同的計(jì)算要求而呈現(xiàn)不同的模樣，不同的名稱。1.3未來計(jì)算機(jī)展望

（4）云計(jì)算

云計(jì)算是一種能夠?qū)?dòng)態(tài)伸縮的虛擬化資源通過互聯(lián)網(wǎng)以服務(wù)的方式提供給用戶的計(jì)算模式，用戶不需要知道如何管理那些支持云計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”，用戶通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的資源。云計(jì)算是并行計(jì)算、分布式計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算的融合和發(fā)展，是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的發(fā)展和商業(yè)實(shí)現(xiàn)。用戶可以按需計(jì)量使用這些資源，從而實(shí)現(xiàn)讓計(jì)算成為一種公用設(shè)施來按需而用的夢(mèng)想。云計(jì)算最基本的概念：通過整合、管理、調(diào)配分布在網(wǎng)絡(luò)各處的計(jì)算機(jī)資源，并以統(tǒng)一的界面同時(shí)向大量用戶提供服務(wù)。借助云計(jì)算，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者可以在瞬間處理數(shù)以萬計(jì)甚至億計(jì)的信息，實(shí)現(xiàn)和超級(jí)計(jì)算機(jī)同樣強(qiáng)大的效能。1.3未來計(jì)算機(jī)展望（5）物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感設(shè)備，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過程等各種需要的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是實(shí)現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識(shí)別、管理和控制。1.3未來計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)信息(Information)是對(duì)各種事物變化和特征的反映，是事物間相互作用和聯(lián)系的表征。信息經(jīng)過轉(zhuǎn)化而成為計(jì)算機(jī)能夠處理的數(shù)據(jù)，同時(shí)也是經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理后作為問題解答而輸出的數(shù)據(jù)。1.3.3計(jì)算機(jī)與信息化社會(huì)1.信息與數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(Data)是記錄下來可以鑒別的符號(hào)，是信息的載體，是對(duì)客觀實(shí)體的一種描述形式，這種描述形式可以進(jìn)行通信、翻譯轉(zhuǎn)換或加工處理。數(shù)據(jù)有多種表現(xiàn)形式：數(shù)字、文字、圖形、圖像、音頻和視頻等。1.3未來計(jì)算機(jī)展望數(shù)據(jù)與信息的關(guān)系：

既有聯(lián)系，又相互區(qū)別。數(shù)據(jù)是信息的載體，是信息的具體表現(xiàn)形式，而信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是有用的、經(jīng)過加工處理的數(shù)據(jù)。信息有意義，數(shù)據(jù)則沒有?；顒?dòng)數(shù)據(jù)信息決策示例1：“2008年農(nóng)村居民人均純收入4761元，扣除價(jià)格上漲因素，比上年實(shí)際增長(zhǎng)8.0%”

。經(jīng)過大量的原始數(shù)據(jù)資料分析后得出的結(jié)論，其表現(xiàn)形式是數(shù)據(jù)。示例2：“某個(gè)病人的體溫是39℃”

。病歷卡上記載病人的體溫39℃是數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)39℃本身是沒有意義的。當(dāng)數(shù)據(jù)以某種形式經(jīng)過處理、描述或與其它數(shù)據(jù)比較時(shí)，才能成為信息。1.3未來計(jì)算機(jī)展望2.信息技術(shù)信息技術(shù)：指獲取信息、處理信息、存儲(chǔ)信息和傳播信息中所用到的技術(shù)。信息技術(shù)的組成微電子技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)通信技術(shù)傳感技術(shù)微電子技術(shù)是信息技術(shù)的基礎(chǔ)，它擴(kuò)展了人類對(duì)信息的控制和使用能力；計(jì)算機(jī)技術(shù)是信息技術(shù)的核心，計(jì)算機(jī)的信息處理能力在不斷加強(qiáng)；

通信技術(shù)加快了信息傳遞的速度和廣度，擴(kuò)展了人的神經(jīng)系統(tǒng)傳遞信息能力傳感技術(shù)擴(kuò)展了利用人的感覺器官收集信息的能力。1.3未來計(jì)算機(jī)展望信息化社會(huì)的特征完善的信息基礎(chǔ)設(shè)施先進(jìn)的信息技術(shù)高素質(zhì)的信息人才廣泛的信息產(chǎn)業(yè)良好的信息環(huán)境3.信息社會(huì)信息社會(huì)給人類帶來全新的工作方式和生活方式。在信息化社會(huì)里，信息是知識(shí)，是技術(shù)，是一種最寶貴的資源。人們利用各種方式獲取信息，了解世界，也讓世界了解自己。在信息時(shí)代，人們的許多活動(dòng)都與網(wǎng)絡(luò)有著密切的聯(lián)系，通過網(wǎng)絡(luò)的方式實(shí)現(xiàn)。1.3未來計(jì)算機(jī)展望本章小結(jié)本章主要介紹了計(jì)算機(jī)的發(fā)展過程、計(jì)算機(jī)的分類與應(yīng)用、計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，以及信息技術(shù)的基本概念。信息化社會(huì)對(duì)人才的培養(yǎng)提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)人才的需求也越來越強(qiáng)，具備計(jì)算機(jī)的基本應(yīng)用能力已成為現(xiàn)代社會(huì)公民的基本素質(zhì)之一。通過本章的學(xué)習(xí)，能夠幫助讀者認(rèn)識(shí)和了解計(jì)算機(jī)，建立自覺、主動(dòng)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)相關(guān)知識(shí)的意識(shí)和興趣。思考題1.計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了哪幾個(gè)階段？各階段的主要特征是什么？2.按綜合性能指標(biāo)，計(jì)算機(jī)一般分為幾類？3.信息與數(shù)據(jù)的區(qū)別是什么？4.現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域。5.計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)。作業(yè)閱讀第一章，完成第一章習(xí)題利用網(wǎng)絡(luò)，了解計(jì)算機(jī)的最新發(fā)展及應(yīng)用第二章信息的表示與存儲(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)第二章信息的表示與存儲(chǔ)主要內(nèi)容2.1二進(jìn)制編碼2.2數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及其運(yùn)算

2.3數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示方法

2.4數(shù)據(jù)壓縮

思考：我們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|的進(jìn)制……

最常用的十進(jìn)制

星期：七進(jìn)制

小時(shí)：24進(jìn)制，分鐘：60進(jìn)制，秒：60進(jìn)制

月份：12進(jìn)制1．二進(jìn)制編碼2.1二進(jìn)制編碼及運(yùn)算理解0和1在計(jì)算機(jī)中采用二進(jìn)制存儲(chǔ)和表示信息。二進(jìn)制數(shù)只有兩個(gè)數(shù)碼，0和1，低位向高位進(jìn)位是逢二進(jìn)一，借一當(dāng)二。為什么計(jì)算機(jī)中采用二進(jìn)制而不采用我們熟悉的十進(jìn)制計(jì)數(shù)呢？因?yàn)橛?jì)算機(jī)中大量的電子元器件一般都具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)，如電壓的高與低、晶體管的導(dǎo)通與截止，開關(guān)的開與關(guān)等，這兩種狀態(tài)正好用來表示二進(jìn)制數(shù)的兩個(gè)數(shù)碼0和1。采用二進(jìn)制使信息數(shù)字化容易實(shí)現(xiàn)，并適合用二值邏輯元件進(jìn)行表示和處理。另外，二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算規(guī)律簡(jiǎn)單，可靠性高，易于物理實(shí)現(xiàn)，適合邏輯運(yùn)算。

理解0和1二進(jìn)制的優(yōu)點(diǎn)：物理上容易實(shí)現(xiàn)，可靠性高，運(yùn)算規(guī)律簡(jiǎn)單，適合邏輯運(yùn)算。

1010

0

101二進(jìn)制是計(jì)算機(jī)中采用的計(jì)數(shù)制。

只有0和1兩個(gè)數(shù)字符號(hào)，基數(shù)是“2”，低位向高位進(jìn)位規(guī)則是“逢二進(jìn)一”。

二進(jìn)制數(shù)中小數(shù)點(diǎn)向右移1位，數(shù)值就擴(kuò)大2倍；小數(shù)點(diǎn)向左移1位，數(shù)值就縮小2倍。

減法：

0-0=0

0-1=1（有借位）

1-0=11-1=0

1011+110010111

1100-10110001

加法：0+0=0

0+1=1

1+0=11+1=0(有進(jìn)位)2．二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算

在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，二進(jìn)制加法是基本運(yùn)算，而二進(jìn)制的減法則是采用補(bǔ)碼運(yùn)算，將減法轉(zhuǎn)換成加上一個(gè)負(fù)數(shù)來實(shí)現(xiàn)的；二進(jìn)制乘、除法運(yùn)算可以通過加、減和移位來實(shí)現(xiàn)。

例2.2例2.1

11+12232025/2/2637邏輯與：0∧0=0

0∧1=0

1∧0=01∧1=13.二進(jìn)制的邏輯運(yùn)算邏輯或：0∨0=0

0∨1=1

1∨0=11∨1=1邏輯非0=11=0邏輯運(yùn)算是指對(duì)某一給定條件，判斷其是否成立的一種運(yùn)算。運(yùn)算結(jié)果不表示數(shù)值的大小，而是表示條件成立與否。2.2數(shù)制轉(zhuǎn)換及其運(yùn)算在討論數(shù)的進(jìn)位制之前，先介紹進(jìn)位計(jì)數(shù)制的“基數(shù)”和“位權(quán)”的概念。因?yàn)闊o論采用哪種計(jì)數(shù)制表示數(shù)據(jù)，都涉及到“基數(shù)”和“位權(quán)”。

在日常生活中,人們除了使用十進(jìn)制外，也經(jīng)常使用其他進(jìn)制，如六十進(jìn)制、十二進(jìn)制等。由于計(jì)算機(jī)中所有信息都是以二進(jìn)制數(shù)的形式表示和存儲(chǔ)的，因此需要了解二進(jìn)制和其他進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換與運(yùn)算。我們先來看一個(gè)例子：十進(jìn)制數(shù)

678.34我們?cè)趺茨苷_識(shí)別這個(gè)數(shù)呢？根據(jù)每個(gè)數(shù)字所在的位置，我們可以判斷數(shù)的大小。678.3410210110010-110-26*1027*1018*1003*10-14*10-2位權(quán)任何一種進(jìn)位計(jì)數(shù)制表示的數(shù)都可以寫成按權(quán)展開的多項(xiàng)式之和1.數(shù)的進(jìn)位計(jì)數(shù)制進(jìn)位計(jì)數(shù)制定義：

進(jìn)位計(jì)數(shù)制是一種數(shù)的表示方法，按進(jìn)位的方法來計(jì)數(shù)。采用位權(quán)表示法；逢r進(jìn)一?；鶖?shù)：每種進(jìn)位計(jì)數(shù)制都有自己基本的符號(hào)，若某種進(jìn)位計(jì)數(shù)制中使用了r個(gè)符號(hào)（0，1，2，…,r-1），r

稱為該進(jìn)位計(jì)數(shù)制的基數(shù)。位權(quán)：進(jìn)位制中基數(shù)的某次冪值稱為“位權(quán)”。r進(jìn)制r進(jìn)制數(shù)N可表示為：基數(shù)：rrn-1，rn-2，…,r0，r-1，r-2，…

r-m分別是某位的權(quán)數(shù)碼：0，1，2，…，r-1Nr=an-1×rn-1+……+a1×r1+a0×r0+a-1×r-1+……+a-m×r-m或r進(jìn)制數(shù)N可以表示為：按權(quán)展開的多項(xiàng)式之和即;該數(shù)各位的數(shù)碼乘以所在位的權(quán)值的和。基數(shù)位權(quán)數(shù)碼（1）十進(jìn)制數(shù)基數(shù)：10102，101，100，10-1，10-2分別是數(shù)的百位、十位、個(gè)位、十分位、百分位的權(quán)數(shù)碼：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9（2）二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)按“權(quán)”展開的形式為:基數(shù)：22n-1，2n-2，…,20,2-1，2-2…,

2-m分別是數(shù)某位的權(quán)數(shù)碼：0，1用英文字母標(biāo)識(shí)來標(biāo)識(shí)進(jìn)位制：字母“D”代表十進(jìn)制，“B”代表二進(jìn)制，字母“O”代表八進(jìn)制，“H”代表十六進(jìn)制。（3）八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)書寫位數(shù)多，難以記憶和識(shí)別，為了便于書寫和記憶，常用八進(jìn)制數(shù)或十六進(jìn)制數(shù)作為二進(jìn)制數(shù)的助記符形式。進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制基數(shù)102816數(shù)字符號(hào)0～90，10～70～9A（10）B（11）C（12）D（13）E（14）F（15）2025/2/2645十進(jìn)制數(shù)非十進(jìn)制數(shù)非十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)二、八、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換2.不同進(jìn)位計(jì)數(shù)制間的轉(zhuǎn)換2.不同進(jìn)位計(jì)數(shù)制間的轉(zhuǎn)換(1)r進(jìn)制數(shù)（非十進(jìn)制數(shù)）轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制數(shù)

各種進(jìn)位制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制的方法：分別寫出二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)的按權(quán)展開式，計(jì)算所得的值，即為轉(zhuǎn)換后的十進(jìn)制數(shù)。

其中：ai為系數(shù)（數(shù)碼）

r為基數(shù)

n為項(xiàng)數(shù)例2.5:（10101)2=

=1×24+0×23+1×22+0×21+1×20

=24+22+1=(21)10舉例例2.6：(3506.2)8=

=3×83+5×82+0×81+6×80+2

×8-1=1536+320+6+0.25=(1862.25)10例2.7：(A3E.5)16==10×162+3×161+14×160+5×16-1

=2560+48+14+0.31=(2622.31)10舉例由以上幾個(gè)例子看出：由R進(jìn)制轉(zhuǎn)換到十進(jìn)制?？梢园研?shù)點(diǎn)作為起點(diǎn)，分成向左右兩邊進(jìn)行，即對(duì)于其整數(shù)部分和小數(shù)部分分別轉(zhuǎn)換。即：

非十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)(1011.1)2232221202-12025/2/2650

875余數(shù)為3（a0）

8

9余數(shù)為1（a1）

8

1余數(shù)為1（a2）

0結(jié)果為:(75)10=(113)8余數(shù)法：除基數(shù)取余數(shù)、由下而上排列。例：將十進(jìn)制的75轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制十進(jìn)制整數(shù)非十進(jìn)制整數(shù)2025/2/26512751

2371

2180

291

240

220

211

0又例：結(jié)果為:(75)10=(1001011)22025/2/2652進(jìn)位法：用十進(jìn)制小數(shù)乘基數(shù)，當(dāng)積為0或達(dá)到所要求的精度時(shí)，將整數(shù)部分由上而下排列。示例：

0.625

╳2

1.250整數(shù)=1

╳2

0.50整數(shù)=0

╳2

1.0

整數(shù)=1小數(shù)值=0十進(jìn)制小數(shù)非十進(jìn)制小數(shù)結(jié)果為:(0.625)10=(0.101)2如果十進(jìn)制的數(shù)即有整數(shù)也有小數(shù)，將其兩部分合起即可。2025/2/26530210050202250122163221200110.23×2

0.46×2

0.92×2

1.84例：將（100.23）10化為二進(jìn)制。0.84×2

1.68

若小數(shù)保留4位：結(jié)果為:(100.23)10=(1100100.001)23.二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換八進(jìn)制對(duì)應(yīng)二進(jìn)制00001001201030114100510161107111每3位二進(jìn)制對(duì)應(yīng)一位八進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制對(duì)應(yīng)二進(jìn)制十六進(jìn)制對(duì)應(yīng)二進(jìn)制0000081000100019100120010A101030011B101140100C110050101D110160110E111070111F1111每4位二進(jìn)制對(duì)應(yīng)一位十六進(jìn)制數(shù)

整數(shù)部分從右向左三位并一位小數(shù)部分從左向右三位并一位二進(jìn)制八進(jìn)制二、八與十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換一位拆三位一位拆四位

整數(shù)部分從右向左四位并一位小數(shù)部分從左向右四位并一位二進(jìn)制十六進(jìn)制

例2.10將二進(jìn)制數(shù)10110011.10101轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)。010

110

011.101

010(B)=263.52(O)26352（高位和低位各補(bǔ)1個(gè)0）例2.11將二進(jìn)制數(shù)1011010101.101011轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)。0010

1101

0101.1010

1100

(B)=2D5.AC(H)

2D5AC（高位和低位各補(bǔ)2個(gè)0）二進(jìn)制轉(zhuǎn)化成八(十六)進(jìn)制

整數(shù)部分：小數(shù)點(diǎn)為基準(zhǔn)從右向左按三(四)位進(jìn)行分組小數(shù)部分：小數(shù)點(diǎn)為基準(zhǔn)從左向右按三(四)位進(jìn)行分組不足補(bǔ)零例2.12將八進(jìn)制數(shù)(6415.64)8轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。(6415.64)8

=(110

100

001

101.110

100)2

6415.64例2.13將十六進(jìn)制數(shù)(6A1D.C4)16轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。(6A1D.C4)16

=(0110

1010

0001

1101.1100

0100)26A1D.C4

八（十六）進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制

將八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：只需將1位八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)為3位二進(jìn)制數(shù)；

將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：只需將1位十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)為4位二進(jìn)制數(shù).4.二-十進(jìn)制數(shù)（BCD碼）日常習(xí)慣使用十進(jìn)制，為了讓計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別、存儲(chǔ)十進(jìn)制數(shù)，向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)時(shí)仍采用十進(jìn)制。計(jì)算機(jī)先將十進(jìn)制按位編碼，每位十進(jìn)制對(duì)應(yīng)4位二進(jìn)制表示，計(jì)算機(jī)自動(dòng)將其轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，這種編碼稱為BCD編碼(又稱8421碼）。主要用途幫助計(jì)算機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制向二進(jìn)制相互轉(zhuǎn)換。BCD碼取10種狀態(tài)表示十進(jìn)制數(shù)碼0～9.既具有二進(jìn)制的形式，又具有十進(jìn)制的特點(diǎn)，逢“十”進(jìn)位。二--十進(jìn)制數(shù)（BCD碼）（75.4）D=（01110101.0100)BCD(10000101.0101)BCD＝(85.5)D

BCD碼與二進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換不能直接進(jìn)行，應(yīng)先轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制后再轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制。2.3數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示方法主要內(nèi)容

1.計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單位2.帶符號(hào)數(shù)的機(jī)器數(shù)表示3.數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼表示

4.定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)

2.帶符號(hào)數(shù)的表示

數(shù)值數(shù)據(jù)是指通常所說的數(shù)或數(shù)據(jù)，它有正負(fù)和大小之分，有整數(shù)和小數(shù)之分。下面介紹帶符號(hào)數(shù)的表示方法。但是在計(jì)算機(jī)中是不能存儲(chǔ)負(fù)號(hào)的，只能存儲(chǔ)0和1.因此，就提出一個(gè)想法，正、負(fù)也要用“0”和“1”來表示，將表示數(shù)的位數(shù)拿出來一位表示數(shù)的符號(hào)。一般指定最左邊一位表示數(shù)的符號(hào)，用0代表正數(shù)，用1代表負(fù)數(shù)。原來八位存儲(chǔ)一個(gè)數(shù)，現(xiàn)在就用七位存儲(chǔ)數(shù)值了。問題：十進(jìn)制數(shù)6用八位二進(jìn)制表示為：00000110

十進(jìn)制-6如何表示？-00000110可以嗎？2.帶符號(hào)數(shù)的表示

符號(hào)位“0”表示正、“1”表示負(fù)10000110

若一個(gè)數(shù)用8位二進(jìn)制表示，+6和-6表示形式為：00000110+6-6通常稱這種符號(hào)數(shù)字化的數(shù)為機(jī)器數(shù)。數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼表示這種用0和1表示數(shù)的符號(hào)的數(shù)稱為機(jī)器數(shù)，也稱為數(shù)的原碼。但是實(shí)際上計(jì)算機(jī)中不是用這種方法存儲(chǔ)有符號(hào)數(shù)的。為什么呢？機(jī)器數(shù)在進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，若將符號(hào)位和數(shù)值位同時(shí)參與運(yùn)算，則會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)果。例2.12：X=+6[X]原碼=00000110Y=-3[Y]原碼=10000011X+Y=+6+（-3）=6-3=3原碼相加：得到-9

00000110+1000001110001001……

（-9）因此，為了運(yùn)算方便，計(jì)算機(jī)中引入了反碼和補(bǔ)碼的概念，將加減法運(yùn)算統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為補(bǔ)碼的加法運(yùn)算。原碼相減：得到-300000110-1000001110000011……-3數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼表示0X1|X|0<=XX<=0+7：00000111+0：00000000

-7：10000111-0：10000000[X]原=數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼表示表示數(shù)的范圍：-127~127

1111111101111111整數(shù)X的原碼表示是：整數(shù)的符號(hào)位用“0”表示正，“1”表示負(fù)，其數(shù)值部分是該數(shù)的絕對(duì)值的二進(jìn)制表示。在原碼表示中，0有兩種表示方法。正數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼形式完全相同，而負(fù)數(shù)則有不同的表示形式。（2）反碼0X1|X|0<=XX<=0+7：00000111+0：00000000-7：11111000-0：11111111[X]反=負(fù)數(shù)的反碼是對(duì)該數(shù)的原碼除了符號(hào)位外各位取反。在反碼表示中，0有兩種表示方法。反碼是求補(bǔ)碼的中間過渡。補(bǔ)碼表示中：0有唯一的表示形式，即[+0]=[-0]=00000000因此，可以用多出來的編碼10000000來擴(kuò)展補(bǔ)碼的表示范圍值為-128，最高位1即可看做符號(hào)位負(fù)數(shù)，又可表示為數(shù)值。表示數(shù)的范圍：-128～127+7：00000111+0：000000000X1|X|+10<=XX<=0-7：11111001-0：00000000[X]補(bǔ)=負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是在其反碼的基礎(chǔ)上末位加1。（3）補(bǔ)碼例2.13：利用補(bǔ)碼進(jìn)行（+6）+（-6）運(yùn)算。X=+6[X]原=00000110[X]補(bǔ)=00000110Y=-6[Y]原=10000110[Y]補(bǔ)=11111010

兩數(shù)相加00000110…………+6的補(bǔ)碼+11111010…………-6的補(bǔ)碼

100000000…………0的補(bǔ)碼例2.14：利用補(bǔ)碼進(jìn)行（+6）+（-3）運(yùn)算。X=+6[X]原=00000110[X]補(bǔ)=00000110Y=-3[Y]原=10000011[Y]補(bǔ)=11111101

兩數(shù)相加00000110…………+6的補(bǔ)碼+11111101…………-3的補(bǔ)碼

100000011…………+3的補(bǔ)碼計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與時(shí)鐘一樣，是個(gè)模數(shù)系統(tǒng)。超過了它所能表示的最大值后，就又會(huì)恢復(fù)到初始狀態(tài)。當(dāng)運(yùn)算結(jié)果超出其表示范圍時(shí)，會(huì)產(chǎn)生“溢出”（得出不正確的結(jié)果）。兩個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)相加11111111：25500000001：1100000000：0

數(shù)表示的范圍受到字長(zhǎng)的限制若表示一個(gè)整數(shù)：用8位，最大值為01111111，即27-1=127用16位，最大值為0111111111111111，即215-1=327673.無符號(hào)數(shù)的表示在無符號(hào)數(shù)據(jù)處理的過程中，如不需要設(shè)置符號(hào)位時(shí)，可用全部字長(zhǎng)來表示數(shù)值大小。如8位無符號(hào)數(shù)的取值范圍是0～255，

255=2８－１同樣位數(shù)的數(shù)據(jù)在機(jī)器中,采用無符號(hào)表示或有符號(hào)表示其取值范圍是不同的。111111114.定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)整數(shù)定點(diǎn)數(shù)分為定點(diǎn)整數(shù)和定點(diǎn)小數(shù)。（1）定點(diǎn)數(shù)表示小數(shù)點(diǎn)固定在機(jī)器數(shù)的最低位之后整數(shù)表示數(shù)據(jù)精確，數(shù)的范圍有限。如機(jī)器字長(zhǎng)16位，補(bǔ)碼范圍-32768-32767定點(diǎn)數(shù)是指規(guī)定小數(shù)點(diǎn)固定在某一位置上。浮點(diǎn)數(shù)是指小數(shù)點(diǎn)位置可以任意浮動(dòng)。符號(hào)位4.定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)S小數(shù)點(diǎn)

定點(diǎn)小數(shù)

（1）定點(diǎn)數(shù)表示小數(shù)點(diǎn)固定在符號(hào)位之后定點(diǎn)數(shù)表示方法使數(shù)的表示范圍受到限制。當(dāng)超出規(guī)定的范圍時(shí)，就無法表示了。因此，就有另外一種表示數(shù)的方法，即浮點(diǎn)數(shù)。（2）浮點(diǎn)數(shù)表示尾數(shù)的位數(shù)決定數(shù)的精度階碼的位數(shù)決定數(shù)的范圍

科學(xué)記數(shù)法表示：十進(jìn)制數(shù)-1234.567可表示為：-1234.567

=-1.234567

103采用以2為底的科學(xué)記數(shù)法存儲(chǔ)：

N=數(shù)符

尾數(shù)

2階碼

（其中：數(shù)符0為正，1為負(fù)，尾數(shù)和階碼都用二進(jìn)制數(shù)表示）浮點(diǎn)數(shù)也稱為實(shí)數(shù)，是指小數(shù)點(diǎn)位置不固定的數(shù)，它既有整數(shù)部分又有小數(shù)部分。利用浮點(diǎn)數(shù)可以擴(kuò)大實(shí)數(shù)的表示范圍。IEEE754標(biāo)準(zhǔn)（美國(guó)電氣電子工程師協(xié)會(huì)IEEE，1985）將浮點(diǎn)數(shù)分成兩類:單精度數(shù)用32位表示：數(shù)符1位，階碼8位，尾數(shù)23位雙精度數(shù)用64位表示：數(shù)符1位,階碼11位,尾數(shù)52位為了處理負(fù)指數(shù)的情況，實(shí)際數(shù)據(jù)的指數(shù)存儲(chǔ)時(shí)數(shù)值加上127（27-1）后進(jìn)行存儲(chǔ)。尾數(shù)只存儲(chǔ)小數(shù)部分。單精度浮點(diǎn)數(shù)機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)格式（占4個(gè)字節(jié)，32位）階碼數(shù)符尾數(shù)1位8位23位由于不同計(jì)算機(jī)所選的基值、尾數(shù)和階碼的長(zhǎng)度不同，因此對(duì)浮點(diǎn)數(shù)表示有較大差別，這就不利于軟件在不同計(jì)算機(jī)之間的移植。為此，1985年，美國(guó)電氣電子工程師協(xié)會(huì)IEEE制定了IEEE754標(biāo)準(zhǔn)。2.4非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示與存儲(chǔ)主要內(nèi)容1.字符編碼2.漢字編碼3.多媒體信息表示

計(jì)算機(jī)除了能處理數(shù)值數(shù)據(jù)外，也能識(shí)別各種符號(hào)、字符，如英文字母、漢字、運(yùn)算符號(hào)等。這些數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中有特定的二進(jìn)制編碼，也就是非數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼。編碼就是按照一定編碼要求和規(guī)則進(jìn)行排列，將1和0組成的符號(hào)串賦予一定的含義，符號(hào)串的位數(shù)決定了可以容納的編碼的數(shù)目。在現(xiàn)實(shí)生活中，有許多編碼的例子。例如學(xué)校學(xué)生學(xué)號(hào)的編碼要根據(jù)招生規(guī)模來設(shè)定，每一位都被賦予一定的含義。編碼還必須具有唯一性，在一所學(xué)校中，不允許出現(xiàn)重復(fù)的學(xué)號(hào)，每個(gè)學(xué)號(hào)唯一的對(duì)應(yīng)一位學(xué)生。如，電話號(hào)碼128個(gè)常用字符，用7位二進(jìn)制編碼，最高位為0，從0到127控制字符34個(gè)：0～32，127；普通字符：94個(gè)。例如：“a”字符的編碼為1100001，61H,對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)是97；空格 20H 32

‘0’～‘9’30H～39H48～57

‘A’～‘Z’ 41H～5AH65～90

‘a(chǎn)’～‘z’61H～7AH 97～122

1.字符編碼（ASCII碼）

(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)目前在微型計(jì)算機(jī)中普遍使用的字符編碼是ASCII碼，每個(gè)字符采用7位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼，27可以表示128種符號(hào)，包括了計(jì)算機(jī)處理信息常用的英文字母、數(shù)字符號(hào)、算術(shù)與邏輯運(yùn)算符號(hào)、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等。存儲(chǔ)字符的編碼采用1個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)，最高位設(shè)置為0.在ASCII字符編碼表中：每種符號(hào)唯一的對(duì)應(yīng)著一個(gè)編碼。數(shù)字0～9、字母A～Z和a～z在表中都是順序排列的，小寫字母比大寫字母的編碼值大32。這里需要記住幾個(gè)常用的編碼：例如：字符“0”的編碼不是整數(shù)，而是二進(jìn)制的00110000（30H），對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)為48；字母“A”的ASCII編碼是1000001（41H），對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為65；“a”的ASCII編碼是1100001（61H），對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為97。掌握了這幾個(gè)字符的編碼，就可以容易寫出后續(xù)字母數(shù)字的ASCII編碼。還有一些擴(kuò)展編碼，采用8位編碼，可以有256個(gè)編碼狀態(tài)。在了解了數(shù)值和字符在計(jì)算機(jī)中的表示后，同學(xué)們可能會(huì)產(chǎn)生一個(gè)問題：數(shù)和字符在計(jì)算機(jī)中都是二進(jìn)制數(shù)，計(jì)算機(jī)如何區(qū)分呢？一個(gè)字節(jié)的內(nèi)容是65，它究竟是數(shù)值65，還是字符A？面對(duì)孤立的字節(jié)，是不能區(qū)分，但是存放和使用這個(gè)數(shù)據(jù)的軟件，會(huì)以其他方式進(jìn)行區(qū)分。2.漢字編碼拼音五筆等GB2312-1980標(biāo)準(zhǔn)漢字字符集，規(guī)定在不同的漢字系統(tǒng)中進(jìn)行漢字交換時(shí)使用的編碼，簡(jiǎn)稱國(guó)標(biāo)碼，兩個(gè)字節(jié)。漢字在機(jī)器內(nèi)部的表示形式，是內(nèi)部存儲(chǔ)，處理，傳輸漢字的代碼，兩個(gè)字節(jié)表示一個(gè)漢字。為了區(qū)分西文字符的機(jī)內(nèi)碼，每個(gè)字節(jié)的最高位設(shè)為1.每個(gè)漢字字形碼在漢字字庫中的相對(duì)位移地址漢字在計(jì)算機(jī)中也是字符，也要表示為二進(jìn)制，也應(yīng)有統(tǒng)一的編碼。但是漢字字符多，字型復(fù)雜，處理起來比西文字符復(fù)雜的多，要解決輸入、存儲(chǔ)、交換和顯示的編碼問題。(1)漢字輸入碼

①數(shù)字編碼：

用4位數(shù)字代表一個(gè)漢字，如國(guó)標(biāo)區(qū)位碼、電報(bào)碼等。GB2312標(biāo)準(zhǔn)將6763個(gè)漢字和700多個(gè)符號(hào)分成94個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)存放94個(gè)漢字和符號(hào)。無重碼，但是記憶困難。如：大2083工2504十進(jìn)制②拼音編碼：以漢語拼音為基礎(chǔ)的輸入法，常用有智能ABC、微軟拼音、紫光、全拼、搜狗等。（簡(jiǎn)單易學(xué)，重碼，拼音為基礎(chǔ)）③字形編碼：以漢字的形狀確定的編碼，如五筆字型、表形輸入法。（無重碼，快，專業(yè)人員）漢字國(guó)標(biāo)碼(GB2312－80）也稱漢字交換碼,

共收錄7445個(gè)漢字符號(hào)。能表示6763個(gè)常用漢字和一些符號(hào)。每個(gè)漢字用兩個(gè)字節(jié)、以16進(jìn)制表示。漢字分成94個(gè)區(qū),每個(gè)區(qū)存放94個(gè)漢字或符號(hào)。由區(qū)號(hào)和位號(hào)構(gòu)成區(qū)位碼。區(qū)位碼加上32就構(gòu)成國(guó)標(biāo)碼。

計(jì)算機(jī)是如何區(qū)分字符與漢字的編碼呢？

（2）漢字國(guó)標(biāo)碼為了在計(jì)算機(jī)中使用漢字，1981年，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局公布了GB2312-80標(biāo)準(zhǔn)漢字字符集，規(guī)定了在不同的漢字系統(tǒng)中進(jìn)行漢字交換時(shí)使用的編碼，簡(jiǎn)稱國(guó)標(biāo)碼。

漢字機(jī)內(nèi)碼是漢字在機(jī)器內(nèi)部的表示形式，是計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)、處理、傳輸漢字的代碼。

為區(qū)別ASCII碼,機(jī)內(nèi)碼采用將漢字國(guó)標(biāo)碼的每個(gè)字節(jié)的最高位設(shè)為1，形成了在計(jì)算機(jī)內(nèi)部用來進(jìn)行漢字存儲(chǔ)、運(yùn)算的編碼。以漢字“大”為例，國(guó)標(biāo)碼為3473H，二進(jìn)制：0011010001110011國(guó)標(biāo)碼二進(jìn)制：1011010011110011機(jī)內(nèi)碼

B4F33473H＋8080H＝B4F3H，得到機(jī)內(nèi)碼為B4F3H

國(guó)標(biāo)碼轉(zhuǎn)換為機(jī)內(nèi)碼：國(guó)標(biāo)碼+8080H=機(jī)內(nèi)碼（3）漢字機(jī)內(nèi)碼漢字區(qū)位碼國(guó)標(biāo)碼漢字機(jī)內(nèi)碼

大20833473(0011010001110011)B(1011010011110011)B

工25041904(0001100100000100)B(1001100110000100)B

計(jì)算機(jī)處理字符數(shù)據(jù)時(shí)，當(dāng)遇到最高位為1的字節(jié)，便將該字節(jié)連同其后續(xù)最高位為1的另一個(gè)字節(jié)看做一個(gè)漢字；當(dāng)遇到最高位為0時(shí)，則可看做一個(gè)ASCII碼西文字符，這樣就實(shí)現(xiàn)了漢字、西文字符的共存和區(qū)分。（4）漢字字形碼漢字的字形碼通常有兩種表示方式，即點(diǎn)陣和矢量表示方式。為了能在屏幕上和打印機(jī)上輸出漢字，必須將漢字的字形以點(diǎn)陣的形式事先存入計(jì)算機(jī)中，字形碼也稱為漢字的字模。點(diǎn)陣字形的構(gòu)成是把每個(gè)漢字放在一個(gè)矩型區(qū)域里，對(duì)每一個(gè)位置用二進(jìn)制的0和1來編碼，有筆劃經(jīng)過的地方為“1”，即發(fā)亮，無筆劃經(jīng)過的地方為“0”，發(fā)暗。然后把這樣形成的二進(jìn)制序列存儲(chǔ)起來，就得到了漢字的點(diǎn)陣字型。當(dāng)需要顯示一個(gè)漢字時(shí)，根據(jù)漢字的機(jī)內(nèi)碼，在字庫中檢索到漢字的字形點(diǎn)陣，把對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制編碼序列放入顯示存儲(chǔ)器中適當(dāng)?shù)牡胤剑涂稍谠谄聊簧巷@示該漢字。點(diǎn)陣表示：用點(diǎn)陣表示的碼，是漢字的輸出形式。它把漢字排成點(diǎn)陣常用16×16、24×24、32×32、48×48或更高二進(jìn)制位來存儲(chǔ)。一個(gè)16*16點(diǎn)陣的漢字字形占用32個(gè)字節(jié)，24*24要占用72個(gè)字節(jié)。編碼、存儲(chǔ)方式簡(jiǎn)單、無需轉(zhuǎn)換直接輸出這類點(diǎn)陣字庫漢字最大的缺點(diǎn)是不能放大，一旦放大后就會(huì)發(fā)現(xiàn)文字邊緣的鋸齒。ASCII碼的字母存儲(chǔ)的也是字母的圖片，編碼與點(diǎn)陣圖片一一對(duì)應(yīng)，需要時(shí)調(diào)用這個(gè)圖片，就可以顯示對(duì)應(yīng)的字符。矢量表示：該方式存儲(chǔ)的是描述漢字字形的輪廓特征。矢量方式與點(diǎn)陣相反，矢量字庫保存的是對(duì)每一個(gè)漢字的描述信息，比如一個(gè)筆劃的起始、終止坐標(biāo)，半徑、弧度等等。需要時(shí)，通過計(jì)算機(jī)的計(jì)算，由漢字字形描述程序生成所需大小和形狀的漢字點(diǎn)陣。

矢量表示方式可以得到高質(zhì)量的漢字輸出，與最終文字顯示的大小和分辨率無關(guān)。放大后，不會(huì)變形。

Unicode國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)編碼標(biāo)準(zhǔn)：為了規(guī)范編碼，采用雙字節(jié)編碼統(tǒng)一表示世界上的主要文字。鍵盤輸入與屏幕顯示一個(gè)漢字從輸入到輸出，需要經(jīng)過在鍵盤上根據(jù)輸入碼輸入、計(jì)算機(jī)將其自動(dòng)翻譯成機(jī)內(nèi)碼進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸，最后根據(jù)字形碼顯示或打印出來這樣幾個(gè)過程。3.多媒體信息表示

（1）音頻信息

為了要使計(jì)算機(jī)能夠處理音頻信息，便于存儲(chǔ)和操作，必須首先要將聲音的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。按照固定的時(shí)間間隔對(duì)聲波的振幅進(jìn)行采樣，記錄所得到的值序列，并轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制序列，得到聲波的數(shù)字化表示。常見的幾種聲音文件格式擴(kuò)展名特點(diǎn)WAV記錄真實(shí)聲音，對(duì)存儲(chǔ)空間需求太大,不便于交流和傳播，是Windows系統(tǒng)使用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字音頻波形文件MIDI比波形文件小，節(jié)省空間，但缺乏重現(xiàn)真實(shí)自然聲音的能力，常用來存放背景音樂WMA與MP3格式類似的一種新的音頻格式，壓縮比和音質(zhì)方面都超過了MP3，適合網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)低速率傳輸Mp3、Mp4數(shù)字音頻編碼和有損壓縮格式，壓縮比高，基本不失真多媒體信息是指以文字、聲音、圖形、圖像為載體的信息。計(jì)算機(jī)除了能夠處理、存儲(chǔ)數(shù)值和文字，還能處理大量多媒體信息。這些多媒體信息雖然表示形式不同，進(jìn)入到計(jì)算機(jī)中也要轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制形式表示。3.多媒體信息表示

（2）視頻信息

視頻信號(hào)數(shù)字化的原理與音頻信息數(shù)字化相似，以一定的頻率對(duì)單幀視頻信號(hào)進(jìn)行采樣、量化、編碼等，實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換、彩色空間變換和編碼壓縮等。

擴(kuò)展名特點(diǎn)AVI采用有損壓縮，壓縮比高，解決了音頻與視頻信息的同步問題，已成為Windows視頻文件的標(biāo)準(zhǔn)，用于保存電影、電視信息MPG按照MPEG標(biāo)準(zhǔn)壓縮的全視頻文件WMV獨(dú)立于編碼方式的標(biāo)準(zhǔn)，可以直接在網(wǎng)上實(shí)時(shí)觀看視頻，屬于網(wǎng)絡(luò)流媒體，播放器是MediaPlayer。rm壓縮比高，文件小、適合網(wǎng)絡(luò)傳輸，屬于流媒體文件格式，文件的播放器是RealPlayerASF可以直接在網(wǎng)上觀看的視頻文件格式，壓縮和圖像質(zhì)量高，屬于流媒體格式，播放器是MediaPlayer。FLV增長(zhǎng)最快、最為廣泛的視頻傳播格式，許多在線視頻網(wǎng)站都采用此視頻格式，屬于流媒體格式。CPU占有率低、視頻質(zhì)量良好、體積小、加載速度極快等特點(diǎn)。常見的視頻文件和流媒體文件格式

（3）圖形圖像圖形圖像文件是多媒體軟件中最重要的信息表現(xiàn)形式之一。不同的圖像采用不同的處理方式。常用文件格式：BMP、GIF、JPEG、WMF等。①位圖：

將圖像表示成一組點(diǎn)，每一個(gè)點(diǎn)稱為一個(gè)像素，每個(gè)像素的顯示被編碼，編碼方式隨著應(yīng)用的不同而不同，分為黑白圖像和彩色圖像。整個(gè)圖像就是這些像素的集合。計(jì)算機(jī)中的許多設(shè)備如顯示器和打印機(jī)，都是根據(jù)像素進(jìn)行操作的。文件擴(kuò)展名：BMP（3）圖形圖像②矢量圖：

把圖像分解為幾何結(jié)構(gòu)（如曲線和直線）的組合，通過數(shù)學(xué)公式定義這些幾何結(jié)構(gòu)。這些數(shù)學(xué)公式是重構(gòu)圖像的指令，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)這些指令，需要生成圖像的時(shí)候，只要輸入圖像的尺寸，計(jì)算機(jī)就能夠按照這些指令生成圖像。

位圖和矢量圖的表示方法各有利弊。

位圖圖像質(zhì)量高，占用存儲(chǔ)空間大，當(dāng)無限放大時(shí)會(huì)失真，不夠清晰，數(shù)碼相機(jī)使用的就是這種方法。矢量圖像放大或縮小時(shí)，能夠保持原來的清晰度，不會(huì)失真。而且矢量圖像比位圖占用的存儲(chǔ)空間小。（3）圖形圖像2.4數(shù)據(jù)壓縮2.4.1數(shù)據(jù)壓縮的概念數(shù)據(jù)壓縮就是在保留數(shù)據(jù)原有內(nèi)容的前提下，對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行壓縮處理。經(jīng)過壓縮后的文件能減小體積，節(jié)省磁盤存空間，減少感染病毒的機(jī)會(huì)，提高數(shù)據(jù)的安全性，方便多個(gè)文件打包傳輸。經(jīng)過壓縮后的數(shù)據(jù)不能直接使用，必須要通過解壓縮后將信息還原才能使用。有損壓縮：有損壓縮在壓縮過程中可能會(huì)發(fā)生信息丟失，有損壓縮比無損壓縮能提供更大的壓縮比。無損壓縮：無損壓縮在壓縮過程中不會(huì)丟失信息，壓縮后的信息可以完全恢復(fù)為原始信息，多用于一般文本壓縮以及通信方面的壓縮。2.4.2文件壓縮文件壓縮的實(shí)現(xiàn)有幾種方式，提供的各種工具能夠每次壓縮一個(gè)文件，或壓縮一組文件。一組文件能壓縮成單個(gè)文件，更易于傳送到其它用戶，解壓縮工具把文件解開。WinRAR是目前較為流行的文件壓縮解壓縮軟件，是適用于Windows系統(tǒng)的32位壓縮工具。2.4.3圖像壓縮1.GIF2.JPEG3.TIFF2.4.4音頻和視頻壓縮MPEGMP3MP4作業(yè)：第二章習(xí)題必做第三章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)第三章

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要內(nèi)容

3.1計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

3.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成

3.3計(jì)算機(jī)的工作過程

3.4微型計(jì)算機(jī)硬件組成引入：人是如何處理事務(wù)的呢？接收信息完成結(jié)果計(jì)算控制眼睛、手記憶數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)也是模仿人來處理事務(wù)的計(jì)算機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)按高效運(yùn)算的？計(jì)算機(jī)的運(yùn)行原理是什么？計(jì)算機(jī)由哪幾部分組成？……英國(guó)科學(xué)家阿蘭.圖靈（1912-1954）1.圖靈機(jī)——計(jì)算機(jī)的理論模型20世紀(jì)30年代，圖靈提出了算法的定義，建立了圖靈機(jī)模型，奠定了可計(jì)算理論基礎(chǔ)。由于圖靈提出的圖靈機(jī)模型直觀形象，用圖靈機(jī)模型能夠解釋算法的概念，很快得到了人們的認(rèn)同。這也是圖靈一生中最大的貢獻(xiàn)。

3.1計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)圖靈機(jī)——計(jì)算機(jī)的理論模型什么是圖靈機(jī)？

圖靈機(jī)由一條無限長(zhǎng)的磁帶、讀/寫頭及控制器構(gòu)成?？刂破鲀?nèi)包括控制規(guī)則表，它能夠通過讀/寫頭對(duì)磁帶上的符號(hào)進(jìn)行讀或?qū)?，讀寫頭可以在磁帶上左右移動(dòng)。磁帶分成了一個(gè)個(gè)的小方格，每個(gè)方格中可以記錄機(jī)器字母表里的符號(hào)，如0或1等。

圖靈機(jī)模型圖靈機(jī)磁帶--圖靈機(jī)就是一個(gè)最簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)模型，圖靈機(jī)將控制處理的規(guī)則用0和1表述，將處理的信息及處理的結(jié)果也用0和1表達(dá)，處理即是對(duì)0和1的變換（可以用機(jī)械/電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)）。--用機(jī)器來模擬人們用紙筆進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的過程，該過程可分為如下兩個(gè)簡(jiǎn)單動(dòng)作：在紙上寫上或擦除某個(gè)符號(hào)把注意力從紙的一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置--而在每個(gè)階段，人要決定下一步的動(dòng)作，依賴于：此人當(dāng)前所關(guān)注的紙上某個(gè)位置的符號(hào)此人當(dāng)前思維的狀態(tài)。圖靈機(jī)工作原理視頻圖靈機(jī)不是一種具體的機(jī)器，而是一種理論模型，可用來指導(dǎo)制造一種十分簡(jiǎn)單但運(yùn)算能力極強(qiáng)的計(jì)算裝置，使得這種機(jī)器能夠?qū)θ魏巍翱捎?jì)算”的函數(shù)進(jìn)行有效的計(jì)算，在有限步內(nèi)求出函數(shù)的計(jì)算結(jié)果。圖靈機(jī)模型理論是計(jì)算學(xué)科最核心的理論之一，圖靈機(jī)模型是算法分析和程序語言設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，為計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)指明了方向。

2.馮·諾依曼計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)家馮·諾依曼根據(jù)圖靈機(jī)的設(shè)想提出設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)也稱為馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)。

馮·諾依曼計(jì)算機(jī)主要有三個(gè)特點(diǎn)：①計(jì)算機(jī)由五大部分組成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。②指令和數(shù)據(jù)以同等地位存儲(chǔ)在主存儲(chǔ)器中，并按地址訪問、以順序的方式執(zhí)行。③程序和數(shù)據(jù)以二進(jìn)制表示。

EDVAC：馮

諾依曼與莫爾小組合作，研制出了EDVAC計(jì)算機(jī)。該計(jì)算機(jī)根據(jù)馮諾依曼提出的原理制造,改進(jìn)了第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的不足。馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是：以運(yùn)算器和控制器作為計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的核心；指令和數(shù)據(jù)都采用二進(jìn)制代碼的形式來表示；采用存儲(chǔ)程序控制方式，指令和數(shù)據(jù)以同等地位存儲(chǔ)在同一個(gè)存儲(chǔ)器中；指令在存儲(chǔ)器中按其執(zhí)行順序存放。馮·諾伊曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)運(yùn)算器輸出設(shè)備存儲(chǔ)器控制器輸入設(shè)備數(shù)據(jù)指令結(jié)果3.現(xiàn)代計(jì)算機(jī)主機(jī)根據(jù)馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)主要以存儲(chǔ)器為中心，由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器和輸入、輸出設(shè)備五大部分組成。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)組成框圖由于運(yùn)算器和控制器在邏輯關(guān)系和電路結(jié)構(gòu)上聯(lián)系緊密，特別是在大規(guī)模集成電路制作工藝下，這兩大部件通常被集成在同一個(gè)集成電路芯片上，統(tǒng)稱為中央處理器；而將輸入設(shè)備與輸出設(shè)備簡(jiǎn)稱為I/O設(shè)備。因此，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)可以認(rèn)為是由CPU、I/O設(shè)備及主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)器組成。計(jì)算機(jī)硬件組成的變化隨著現(xiàn)代電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來計(jì)算機(jī)的硬件組成也有一些變化。采用雙核或多核CPU設(shè)計(jì)先進(jìn)的總線結(jié)構(gòu)超高速計(jì)算機(jī)采用平行處理技術(shù)結(jié)合對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能和服務(wù)的設(shè)計(jì)理念等。3.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)=硬件系統(tǒng)+軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件硬件由電子線路和機(jī)電設(shè)備組成的設(shè)備實(shí)體。為運(yùn)行、維護(hù)管理、應(yīng)用計(jì)算機(jī)所編制的計(jì)算機(jī)程序。軟件3.2.1計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)硬件內(nèi)存CPU外存：軟、硬盤、光盤、閃存外設(shè)主機(jī)運(yùn)算器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器等輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)只讀存儲(chǔ)器(ROM)控制器計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成硬件操作系統(tǒng)軟件用戶程序或文檔計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)作為一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，硬件和軟件是按一定的層次關(guān)系組織起來的。操作系統(tǒng)向下控制硬件、向上支持軟件，所有的其他軟件都必須在操作系統(tǒng)的支持下運(yùn)行。對(duì)計(jì)算機(jī)的操作轉(zhuǎn)化為對(duì)操作系統(tǒng)的使用。為軟件開發(fā)、擴(kuò)充和使用提供了條件。軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)：Windows、Unix、Linux辦公軟件包、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

專業(yè)應(yīng)用軟件工具軟件

服務(wù)性程序：診斷程序、排錯(cuò)程序等

語言處理程序：C、C++、Java、VB等計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)組成3.2.2計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)…服務(wù)程序語言處理程序操作系統(tǒng)系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件…用戶程序應(yīng)用軟件包工具軟件1.操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是最重要的系統(tǒng)軟件,是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件的核心，是對(duì)計(jì)算機(jī)硬件、軟件資源進(jìn)行管理、調(diào)度、控制和運(yùn)行的一組程序，它也是用戶與計(jì)算機(jī)之間的接口。用戶通過操作系統(tǒng)方便、順利地操作計(jì)算機(jī)，而不必過問計(jì)算機(jī)硬件的具體細(xì)節(jié)。

常用的操作系統(tǒng)有：系統(tǒng)軟件

2.程序設(shè)計(jì)語言及語言處理程序

機(jī)器語言：用二進(jìn)制代碼編寫，機(jī)器能直接執(zhí)行。為了應(yīng)用存儲(chǔ)程序概念，CPU被設(shè)計(jì)成可以識(shí)別二進(jìn)制模式編碼的指令。這組指令以及編碼系統(tǒng)稱為機(jī)器語言。系統(tǒng)軟件如：機(jī)器語言指令示例：0011010110100111完成的功能是將第5寄存器中的值存儲(chǔ)到指定的存儲(chǔ)單元。

2.程序設(shè)計(jì)語言及語言處理程序

匯編語言：用符號(hào)表示指令代碼，需要匯編程序?qū)⑵浞g成機(jī)器指令后才能運(yùn)行。

如:用ADD表示加、SUB表示減、HLT表示停機(jī)匯編語言程序示例：計(jì)算S=12+6系統(tǒng)軟件MOVS,12把12放入累加器S中ADDS,66與累加器S中的值相加，結(jié)果仍放入S中HLT結(jié)束，停機(jī)

2.程序設(shè)計(jì)語言及語言處理程序

高級(jí)語言：采用接近自然語言的字符或表達(dá)式、按照一定的語法規(guī)則編寫程序，需要高級(jí)語言編譯程序?qū)⒃闯绦蚓幾g生成目標(biāo)程序后才能運(yùn)行。

程序設(shè)計(jì)語言分為面向過程和面向?qū)ο髢深悺?/p>

高級(jí)語言程序示例：計(jì)算S=12+6

系統(tǒng)軟件S=12+612與6相加結(jié)果放入S中PRINTS輸出SEND程序結(jié)束(1)面向過程語言

特點(diǎn)：強(qiáng)調(diào)用計(jì)算機(jī)能夠理解的邏輯來描述解決問題的方法和步驟，不僅要說明做什么，還要說明如何做。過分強(qiáng)調(diào)求解過程的描述，程序難以重復(fù)使用。如：

系統(tǒng)軟件(2)面向?qū)ο笳Z言

特點(diǎn)：能夠直接描述客觀世界的事物，將一切事物都看成具有屬性和行為的對(duì)象。通過抽象找出同一類對(duì)象的共同屬性和行為，并抽象成類。通過類的繼承實(shí)現(xiàn)代碼重用，編程效率高。如：

任何一種高級(jí)語言或匯編語言編寫的程序(稱為源程序)，都不能由計(jì)算機(jī)直接執(zhí)行，必須通過相應(yīng)的編譯程序翻譯成機(jī)器語言程序(稱為目標(biāo)程序)后才能執(zhí)行,或者通過解釋程序邊解釋邊執(zhí)行。不同的語言所對(duì)應(yīng)的語言處理程序也是不同的。系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件是指除了系統(tǒng)軟件以外的所有軟件,它是用戶利用計(jì)算機(jī)及其提供的系統(tǒng)軟件為解決各種實(shí)際問題而編制的計(jì)算機(jī)程序。

--用于科學(xué)計(jì)算的軟件包、辦公自動(dòng)化軟件

--計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造、輔助教學(xué)軟件

--圖形軟件、工具軟件應(yīng)用軟件是在系統(tǒng)軟件支持下開發(fā)的，可以分為兩種：

（1）用戶程序

用戶程序是用戶為了解決自己特定的具體問題而開發(fā)的軟件，在系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件包的支持下開發(fā)。

（2）應(yīng)用軟件包應(yīng)用軟件包是為實(shí)現(xiàn)某種特殊功能或特殊計(jì)算，經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的獨(dú)立軟件系統(tǒng)，可以滿足同類應(yīng)用許多用戶需要的軟件。應(yīng)用軟件主要內(nèi)容指令和程序的概念計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令過程

計(jì)算機(jī)中常用數(shù)據(jù)單位3.3計(jì)算機(jī)的工作過程為使計(jì)算機(jī)自動(dòng)解決各種實(shí)際問題，必須首先把各種程序、數(shù)據(jù)以及圖形圖像等信息輸入到計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中。若要長(zhǎng)期保存信息，還要將內(nèi)存的信息保存到外存儲(chǔ)器中，需要時(shí)再將外存的信息取回到內(nèi)存中來。

程序是由一條條指令按一定順序組合而成，它告訴計(jì)算機(jī)要完成什么功能和具體步驟。程序必須事先輸入到計(jì)算機(jī)中，才能被執(zhí)行。計(jì)算機(jī)執(zhí)行了相應(yīng)的指令序列，就完成了預(yù)定的任務(wù)。計(jì)算機(jī)的一切操作都是在事先編制好的、存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的程序控制下進(jìn)行的。

1、指令和程序的概念

指令:

計(jì)算機(jī)硬件可執(zhí)行的、完成某種操作的命令。指令由操作碼和操作數(shù)兩部分組成,其格式如下:

操作碼操作數(shù)操作碼：指明該指令要完成操作:加、減、乘、除、傳送等操作數(shù):指出被操作的對(duì)象所在存儲(chǔ)單元地址,寄存器地址及立即數(shù)。或指出運(yùn)算的結(jié)果應(yīng)送到哪個(gè)單元中。程序：根據(jù)解決某一問題的步驟，編制的指令序列。①數(shù)據(jù)傳送指令：將數(shù)據(jù)在內(nèi)存與CPU之間進(jìn)行傳送。②數(shù)據(jù)處理指令：對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)、邏輯或關(guān)系運(yùn)算。如＋－×÷AndOr等③程序控制指令：控制程序中指令的執(zhí)行順序。如條件轉(zhuǎn)移、無條件轉(zhuǎn)移、子程序調(diào)用、返回、停機(jī)等。如IfGoto等④輸入/輸出指令:實(shí)現(xiàn)外部設(shè)備與主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。⑤其它指令:對(duì)計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行管理等。

計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)：

一臺(tái)計(jì)算機(jī)所有指令的集合稱為該計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)，不同種類計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)所包含的指令數(shù)目與格式也不相同。指令系統(tǒng)不僅是硬件設(shè)計(jì)的依據(jù)，而且是軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)：2、計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令的過程存儲(chǔ)程序控制原理是計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和自動(dòng)連續(xù)工作的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)依靠硬件和軟件的配合進(jìn)行工作，計(jì)算機(jī)的工作過程就是執(zhí)行指令的過程（三個(gè)階段）。

取指令：控制器據(jù)程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容，將要執(zhí)行的指令從內(nèi)存單元中取出，并送到CPU的指定寄存器中。分析指令：CPU對(duì)取出的指令通過譯碼器進(jìn)行分析，判斷指令要完成的操作。如果需要操作數(shù)，則到內(nèi)存中取操作數(shù)，如果需要運(yùn)算，則通知運(yùn)算器進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果再保存到內(nèi)存中。執(zhí)行指令：CPU根據(jù)指令分析的結(jié)果，向各部件發(fā)出完成該操作的控制信號(hào)，相關(guān)部件進(jìn)行執(zhí)行指令工作，完成指令規(guī)定的操作，并為執(zhí)行下一條指令做好準(zhǔn)備。程序的執(zhí)行過程計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令的工作過程取指令分析指令執(zhí)行指令

PC+1控制器運(yùn)算器內(nèi)存計(jì)算機(jī)根據(jù)程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容，將要執(zhí)行的指令從內(nèi)存單元中取出，并送到CPU指定的寄存器中。CPU對(duì)取出的指令通過譯碼器進(jìn)行分析譯碼，判斷指令要完成的操作。CPU根據(jù)指令分析結(jié)果，向各部件發(fā)出完成該操作的控制信號(hào)，相關(guān)部件進(jìn)行工作，完成指令規(guī)定的動(dòng)作，并為下一條指令做好準(zhǔn)備。位(bit,縮寫為b)

是計(jì)算機(jī)中表示信息的最小單位，符號(hào)為b,代碼為0和1;n位二進(jìn)制數(shù)能表示2n種狀態(tài)。字節(jié)

(Byte,縮寫為B)是計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)信息的基本單位，每個(gè)字節(jié)由8位二進(jìn)制數(shù)組成。計(jì)算機(jī)是以字節(jié)來計(jì)算存儲(chǔ)容量的。1Byte=8bit

1KB=1024B=210

1MB=1024KB=2201GB=1024MB=2301TB=1024GB=240字（Word）

是計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算的單位，即CPU在單位時(shí)間內(nèi)能一次處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，稱為字長(zhǎng)。由若干字節(jié)組成，如16位、32位、64位等.目前常用的是32位計(jì)算機(jī)。字長(zhǎng)較長(zhǎng)的計(jì)算機(jī)在相同的時(shí)間內(nèi)能處理更多的數(shù)據(jù)。3、計(jì)算機(jī)中常用數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單位3.4微型計(jì)算機(jī)硬件組成主要內(nèi)容微型計(jì)算機(jī)概述微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)主要性能指標(biāo)微型計(jì)算機(jī)概述計(jì)算機(jī)分為巨型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)、小型計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)。微型計(jì)算機(jī)包含了多種系列、不同檔次、型號(hào)的計(jì)算機(jī)，微型計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)采用總線結(jié)構(gòu)，其硬件系統(tǒng)包括主板、微處理器、存儲(chǔ)器和各種外設(shè)等。微型計(jì)算機(jī)性能飛速提高，不同種類計(jì)算機(jī)之間界限變得模糊，大、小、微型計(jì)算機(jī)的工作原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相類似。微型計(jì)算機(jī)可分為IBM-PC兼容機(jī)和蘋果機(jī)兩大類。微機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)是由中央處理器、存儲(chǔ)器、I/O（輸入/輸出）設(shè)備及其接口電路和總線組成。中央處理器地址總線數(shù)據(jù)總線控制總線內(nèi)存插槽外存接口I/O接口其他I/O主存儲(chǔ)器硬盤等各種外設(shè)鍵盤顯示接口電路臺(tái)式機(jī)筆記本工作站掌上電腦平板電腦工作站平板電腦

掌上電腦筆記本臺(tái)式機(jī)典型微型計(jì)算機(jī)1.主板2.CPU3.存儲(chǔ)器4.總線與接口5.輸入設(shè)備6.輸出設(shè)備微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)1.主板主板：主板是微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的核心，是各種設(shè)備的連接載體，為所有硬件提供接口或插槽

。計(jì)算機(jī)通過主板把CPU和其他硬件連接成一個(gè)完整的系統(tǒng)。不同的主板，結(jié)構(gòu)和布線略有不同。

CPU插槽芯片組內(nèi)存插槽系統(tǒng)BIOS，提供最基本的硬件控制功能

CMOS,存放硬件配置參數(shù)微機(jī)主板結(jié)構(gòu)圖主板的板載功能隨著主板技術(shù)的發(fā)展，主板已經(jīng)不單一的是搭載CPU、內(nèi)存、硬盤以及外設(shè)的平臺(tái)，而是可以附加許多原來由各種類型的卡