第1章计算机基础知识(本科教学用)

1、大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 台式个人电脑 笔记本智能手机，如iphone平板电脑，如ipad GPS导航仪 机房服务器路由器 . 计算机已成了生活的必需品 21世纪是信息的世纪 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 l古代：商业活动中用来记录和计算的设备古代：商业活动中用来记录和计算的设备 l古巴比伦的粘土板（公元前古巴比伦的粘土板（公元前4000年）年） l中国的算盘（公元前中国的算盘（公元前3000年）年） 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 l启蒙时期：对钟表机构的好奇心与实验启蒙时期：对钟表机构的好奇心与实验 lPascalin

2、ePascaline（16421642）：）：B. PascalB. Pascal发明的一种用钟表元件构成发明的一种用钟表元件构成 的、能够做两个十进制数加减法的机器的、能够做两个十进制数加减法的机器 lAutomata Automata （大约（大约1818世纪）世纪）: :J. J. DrozDroz发明的一种计算发明的一种计算器器 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 l工业革命时期：纺织技术工业革命时期：纺织技术 l提花织机（提花织机（17281728） l飞梭织机（飞梭织机（17331733） 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 l1821年，英国数学家年，英国数学家C. Ba

3、bbage（1791-1871）设计了差分机，这是第一台可自动设计了差分机，这是第一台可自动 进行数学变换的机器，因此他被称为进行数学变换的机器，因此他被称为“计算之父计算之父”。此后，他又设计了能够处理。此后，他又设计了能够处理 数学公式的分析机。然而，这两种机器都没有真正实现。数学公式的分析机。然而，这两种机器都没有真正实现。 lAda Lovelace（1815-1852）为为 Babbage 的分析机设计了程序，被称为的分析机设计了程序，被称为“第一位程第一位程 序员序员”。 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 自从公元17世纪，欧洲人发明了对数计算器， 后来又发明了机械式的手摇计

4、算机、电动机械 计算机之后。 20世纪初，英国人Boole创立了“布尔代数”， 为电子计算机的诞生奠定了理论基础。用两个 电子管等元件构成的双稳态触发器，来表示二 进制数“0”和“1”，又为电子计算机的诞生 奠定了物质基础。 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 lAlan Turing（19121954）19361936年上研究生时发表的一篇年上研究生时发表的一篇 论文中提出了论文中提出了图灵机图灵机（Turing Machine），奠定了计算机，奠定了计算机 的理论基础。的理论基础。 l第二次世界大战中，第二次世界大战中，Turing 领导的小组制造出了破译德军领导的小组制造出了破译德军

5、 Enigma 密码的计算机，并成功地完成了任务。密码的计算机，并成功地完成了任务。 lTuring 与与 Church 合作给出了数学证明，断言未合作给出了数学证明，断言未 来计算机能够象人那样具有思维能力来计算机能够象人那样具有思维能力（因而汉语中（因而汉语中 有了有了“电脑电脑”）。 l计算机学科的最高荣誉是计算机学科的最高荣誉是 ACM（美国计算机学会）美国计算机学会） 图灵奖。图灵奖。 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 l1945年，在宾夕法尼亚大学年，在宾夕法尼亚大学 Moore 学院，学院，J. Eckert 和和 J. Mauchly 为实现为实现 弹道计算研制成功了弹道

6、计算研制成功了 ENIACENIAC（“电子数字积分计算机电子数字积分计算机”， Electronic Numerical Integrator and Computer），），它用了它用了 19000 个电子管，重个电子管，重 13 吨，耗电吨，耗电 200 千瓦。千瓦。 l现在所谓的计算机就是电子数字计算机现在所谓的计算机就是电子数字计算机 5000次加法/秒 体重28吨 占地170m2 18800只电子管 1500个继电器 功率150KW 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 l1946年，年，John von Neumann（19031957）发表了第一篇关于电子计算发表了第一篇关于

7、电子计算 机程序存储的论文，描述了如何用（可被存储、读出和执行的）数字来表机程序存储的论文，描述了如何用（可被存储、读出和执行的）数字来表 示逻辑操作（程序）。至今，大多数计算机采用的都是示逻辑操作（程序）。至今，大多数计算机采用的都是 von Neumann 体体 系结构系结构（von Neumann architecture） 。 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 John von Neumann 冯诺依曼 1949 冯诺依曼提出了三个重要的设计思想： (1)计算机由五个基本部分组成：运算器、控 制器、存储器、输入设备和输出设备。 (2)采用二进制形式表示计算机的指令和数据。 (3)

8、将程序(由一系列指令组成)和数据存放在 存储器中，并让计算机自动地执行程序，这就是 “存储程序和程序控制”思想的基本含义。 EDVAC方案成了后来计算机设计的主要依据。 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 第一代 （19461957） 电子管 5千4万（次/秒） 第二代 （19571964） 晶体管 几十万百万（次/秒） 第三代 （19651970） 集成电路 百万几百万（次/秒） 第四代 （1971至今） 集成电路 几百万几亿（次/秒） 按按计算机计算机年代划分年代划分 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 l第一代第一代（19451957）：电子管计算机：电子管计算机 l第二代第二代

9、（19581963）：晶体管计算机：晶体管计算机 l第三代第三代（19641969）：小规模集成电路计算机：小规模集成电路计算机 l第四代第四代（19701990）：以微处理器：以微处理器（Microprocessors）为标志的大规模为标志的大规模/ /超大超大 规模集成电路规模集成电路（LSI/VLSI）计算机计算机 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 第一代 19461957年 第二代 19581964年 第三代 19651970年 第四代 1971至今 电子器件电子管晶体管 中、小规模集 成电路 大规模和超大规模 集成电路 主存储器 阴极射线管或汞 延迟 磁芯、磁鼓 磁芯、磁鼓、

10、半导体存储器 半导体存储器 外部辅助 存储器 纸带、卡片磁带、磁鼓 磁带、磁鼓、 磁盘 磁带、磁盘、光盘、 U盘 处理方式 机器语言、汇编 语言 监控程序、连续 处理作业、高级 语言编译 多道程序 实时处理 实时、分时处理、 网络操作系统 运算速度 几千几万次/ 秒 几十万百万次 /秒 百万几百万 次/秒 几百万万亿次/ 秒 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 竹筹、算盘 机械装置 电子管计算机 晶体管计算机 大规模、超大规模集大规模、超大规模集 成电路当代计算机成电路当代计算机 机械分析机 集成电路计算机 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 晶 体 管 数 单 位 时 间 执 行 的

11、 指 令 数 百万条/每秒 每18个月芯片能力增长一倍 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 晶 体 管 数 目 4004奔腾4 420,000,000 2,300 0.18微米芯片 10微米芯片 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 第一代微机：CPU是8088，诞生于1981年。 第二代微机：CPU是80286于1985年诞生。 第三代微机：CPU是80386，1987年诞生。 第四代微机：CPU是80486，1989年诞生。 第五代微机：1993年推出的Pentium。 第六代微机：1998年推出了的Pentium 、 Pentium 、Pentium 4等。 第七代微机：2003年

12、9月，AMD公司发布了面 向台式机的64位处理器 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 主机 计算机系统 硬件系统 控制器 运算器 中央处理器 CPU 存储器 外存储器 软盘 硬盘 U盘 光盘等 内存储器 只读存储器 随机存储器 输入设备 输出设备 I/O设备 软件系统 系统软件 操作系统 语言处理程序 数据库管理系统 网络及通信系统 应用软件 应用软件包 用户程序 外部设备 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 计 算 机 人 软 件 硬 件 灵 魂 身 躯 物质 基础 控制 指挥 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 硬 件 身 躯 CPU 内存 总线 输入 设备 输出 设备 时钟

13、大脑 记忆 帐本 神经 中枢 眼耳 口等 手脚 脉搏 思考、指挥 帐本、存储 传递信号 接受信号 响应 引擎、动力 运算器控制器 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 PC ALU 总线接口 寄存器 I/O桥 主存 储器 CPU USB控制 器 图形适配器磁盘控制器 系统总线存储总线 I/O总线 磁盘显示器 鼠标、键盘、U盘等 扩展槽 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 软 件 灵 魂 系 统 软 件 性 格 感觉 不到 默默 指挥 应 用 软 件 淡 吐 举 止 与外 界打 交道 调 用 体 现 使用语言 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 非计算机语言 德 语 编译程序翻译 计算

14、机语言中文 笔画、字、词、句、文章位、字节、字、语句、程序 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 l软件系统软件系统 l (1) 系统软件 l 操作系统 l 程序设计语言 l 语言处理程序 l 数据库管理系统 l 网络管理软件 l (2) 应用软件 操 作系 统 他 各 其 种 应用 软 件 软 件 系统 硬件 图1.3 计算机硬件、软件与用户的关系 用户 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 程序程序A程序程序B操作系统操作系统 时间 0.2m s 0.2m s 切换 切换 切换 调用操 作系统 的功能 判断该 执行哪 个程序 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 大学计算机 1 第一

15、章 计算机基础知识 l运算速度快 l计算精度高 l存储能力强 l逻辑判断能力 l自动运行程序 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 类类 别别特特 点点用用 途途 个人(微型)计算机 体积小、功耗低、结构简单、 使用方便 家庭、办公室 工作站 配有高分辨率的大屏幕显示器、 绘图仪、扫描器和数字化仪等 计算机辅助设计(CAD)技术 及专用 小型计算机规模较小，价格相对较便宜早期用于科研院所 中型计算机 规模和价格介于小型机和大型 机之间 小型机和大型机之间 大型计算机 规模较大，价格昂贵，一台主 机可带上百台用户 金融业、大型商业、科研机 构 巨型计算机 速度快、性能高、体积大、耗 资多 国防

16、与科技 高性能计算机 超级计算机 超级服务器 科学工程计算及专门的设计； 数值计算、事务处理、数据 库应用、网络应用与服务； 气象观测、石油勘探、航空 航天、信息安全和生命科学 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 l科学与工程计算 l信息处理和管理 l过程控制 l计算机辅助系统 l电子商务 l人工智能 l多媒体技术应用 l计算机网络应用 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 l位 称为比特，记为bit（Binary Digit）或小写b。位是 计算机中最小的信息单位，是用0或1来表示一个二进制数 位。 l字节称为拜特，记为Byte或大写B。字节是数

17、据存储中最常 用的基本单位，计算机中八个二进制位构成一个字节，即 1Byte=8bit。位是计算机中最小数据单位，字节是计算机中基 本信息单位。 l字字也称为计算机字，记为Word 或W，是位的组合。字是信息交换、加 工、存储的基本单元（独立的信息单 位）。用二进制代码表示，一个字由一 个字节或若干字节构成（通常取字节的 整数倍）。 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 l演示用UltraEdit打开文件 l说明计算机中的文件都是位序列、字节序列或字的序列， 计算机才能读明白，文本文件、Word文件或PPT文件也不 例外。 l位的序列的意义要根据当前环境才能知道，一个文本文件 只有用记事本或

18、者能识别字符的软件打开才能正确显示， 文本文件也可以重命名为EXE文件，没有本质的区别，但 双击不能正常运行，因为计算机虽然将字符编码的位识别 成执行代码，但执行过程中发现错误；同样，一个EXE文 件也可以重命名为.txt文件，用记事本打开，但因为里面 的位序列并没有按字符编码排列，所以显示成没有意义的 乱码。 l位的编码规则下一小节详细介绍。 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 l字 长一个字中包含的二进制位数；CPU一次能够处理的二进制位数 l内存容量通常指随机存储器（RAM）的容量，表示存储数据的能力 l运算速度根据一些典型题目，让计算机计算各种指令的频度以及每 种指令执行的时间折算

19、出来，用MIPS（每秒百万条指令数）衡量 l主频、外频和倍频 l主频CPU的时钟频率，CPU运算时的工作频率。单位MHz或GHz。 l外频系统总线的工作频率，主板为CPU提供的基准时钟频率。 l倍频主频=外频倍频 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 l字 长一个字中包含的二进制位数；CPU一次能够处理的二进制位数 l内存容量通常指随机存储器（RAM）的容量，表示存储数据的能力 l运算速度根据一些典型题目，让计算机计算各种指令的频度以及每 种指令执行的时间折算出来，用MIPS（每秒百万条指令数）衡量 l主频、外频和倍频 l主频CPU的时钟频率，CPU运算时的工作频率。单位MHz或GHz。 l

20、外频系统总线的工作频率，主板为CPU提供的基准时钟频率。 l倍频主频=外频倍频 l超频超频人为地提高外频或倍频，人为地提高外频或倍频， 使使CPUCPU超出额定主频，以提高性能超出额定主频，以提高性能 l锁频锁频厂家锁定厂家锁定CPUCPU倍频，无法倍频，无法 调整，目前大部分调整，目前大部分CPUCPU被锁频被锁频 l前端总线频率前端总线频率（FSBFSB）是指）是指CPUCPU 与内存之间的数据交换速度。目前与内存之间的数据交换速度。目前 CPUCPU的的FSBFSB有有533MHz533MHz、800MHz800MHz、 1066MHz1066MHz和和1333MHz1333MHz，FS

21、BFSB是是CPUCPU性能性能 的一个重要指标的一个重要指标 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 l字 长一个字中包含的二进制位数；CPU一次能够处理的二进制位数 l内存容量通常指随机存储器（RAM）的容量，表示存储数据的能力 l运算速度根据一些典型题目，让计算机计算各种指令的频度以及每 种指令执行的时间折算出来，用MIPS（每秒百万条指令数）衡量 l主频、外频和倍频 l主频CPU的时钟频率，CPU运算时的工作频率。单位MHz或GHz。 l外频系统总线的工作频率，主板为CPU提供的基准时钟频率。 l倍频主频=外频倍频 l内存总线速度CPU的二级高速缓存和内存之间的通信速度 l存取速度存储

22、器完成一次读/写操作所需时间称为存取时间 l磁盘容量硬盘、光盘或U盘存储量的大小 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 l字 长一个字中包含的二进制位数；CPU一次能够处理的二进制位数 l内存容量通常指随机存储器（RAM）的容量，表示存储数据的能力 l运算速度根据一些典型题目，让计算机计算各种指令的频度以及每 种指令执行的时间折算出来，用MIPS（每秒百万条指令数）衡量 l主频、外频和倍频 l主频CPU的时钟频率，CPU运算时的工作频率。单位MHz或GHz。 l外频系统总线的工作频率，主板为CPU提供的基准时钟频率。 l倍频主频=外频倍频 l内存总线速度CPU的二级高速缓存和内存之间的通信速

23、度 l存取速度存储器完成一次读/写操作所需时间称为存取时间 l磁盘容量硬盘、光盘或U盘存储量的大小 1B=8bit1B=8bit 1KB=1024B=210B1KB=1024B=210B 1MB=1024KB=210KB=220B1MB=1024KB=210KB=220B 1GB=1024MB=210MB=230B1GB=1024MB=210MB=230B 1TB=1024GB=210GB=240B1TB=1024GB=210GB=240B 1PB=1024TB=210TB=250B1PB=1024TB=210TB=250B l注意：硬盘厂商在标识硬盘容量时，注意：硬盘厂商在标识硬盘容量时，

24、采用的计量方法是采用的计量方法是1KB=1000Byte1KB=1000Byte， 而不是而不是1KB=1024Byte1KB=1024Byte 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 PC ALU 总线接口 寄存器 I/O桥 主存 储器 CPU USB控制 器 图形适配器磁盘控制器 磁盘显示器 鼠标、键盘、U盘等 扩展槽 主频：主频：CPU内部内部 前端总线频率前端总线频率 基准频率 倍频倍频 内存总线频率内存总线频率 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 寄存器 L1高速缓存 L2高速缓存 L3高速缓存 主存 磁盘、光盘、U盘 Web、FTP、P2P等 更小 更快 更贵 更大 更慢 更便

25、宜 CPU寄存器保存来自L1的字 L1保存来自L2的行 L2保存来自L3的行 L3保存来自主存的行 主存保存来自本地磁 盘的磁盘块 本地磁盘保 存来自远程 网络的文件 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 l根据环境的不同，位的解释也不同 控制码 程序员关心的事 文本 字符编码 数字 如何表示、如何转换 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 数制的概念数制的概念 基数基数: :是指该进制中允许选用的基本数码的是指该进制中允许选用的基本数码的 个数。个数。 位权位权: :的大小是以基数为底、数码所在位置的大小是以基数为底、数码所在位置 的序号为指数的整

26、数次幂（整数部分的个位位的序号为指数的整数次幂（整数部分的个位位 置序号为置序号为0）。）。 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 121012 . nnm Naaa aaaa 12101 12101 nnm nnm N arara rararar 对任何一种用进位计数制表示的数据都可 以写出按其权展开的多项式之和。如任意r进 制数可表示为 ： 其中：ai为数字符号；ri为位权；n、m为整数。 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 十进制十进制=10，可使用，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 二进制二进制=2 ，可使用，可使用0,1 八进制八进制=8 ，可使用，可使用0,1,2

27、,3,4,5,6,7 十六进制十六进制=16 ，可使用，可使用0,9,A,B,C,D,E,F “逢 进，借当 ” 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 进制进制二进制二进制八进制八进制十进制十进制十六进制十六进制 规则规则逢二进一逢二进一逢八进一逢八进一逢十进一逢十进一逢十六进一逢十六进一 基数基数2 28 810101616 基本符号基本符号0,10,10,1,0,1,7,70,1,0,1,9,90,1,0,1,9,A,B,9,A,B,F,F 权权(n(n为整数为整数) ) 2 2n n 8 8n n 10 10n n 16 16n n 形式表示形式表示 B B O OD D或省略或省略

28、H H 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 十进制二进制八进制十六进制十进制二进制八进制十六进制 000091001119 111110101012A 2102211101113B 3113312110014C 41004413110115D 51015514111016E 61106615111117F 71117716100002010 8100010817100012111 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 任意r进制数化成十进制数的方法是：按权展开 各项，按十进制运算法则相加求和。 如将二进制数(10101.1)2化为十进制数。 (10101.1)2=124+023+122+

29、021+120+12-1 =116+14+11+10.5=(21.5)10 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 十进制数化成任意十进制数化成任意r r进制数分为两部分，整数部分进制数分为两部分，整数部分 和小数部分分别化，然后再将其连成一个整体。其和小数部分分别化，然后再将其连成一个整体。其 中整数部分的化法是：除以基数中整数部分的化法是：除以基数(r)(r)，取其余数，取其余数， 倒排序；小数部分的化法是：乘以基数倒排序；小数部分的化法是：乘以基数(r)(r)，取其，取其 整数，顺排序。整数，顺排序。 说明：在整数部分的转换时，每次除基取余时， 直到商为0时为止；小数的转化过程中，每次乘

30、基取 整时，直到小数部分为0时为止，但由于一个十进制 小数不一定能完全准确地转换成二进制小数，如果 小数部分永不为0，这时应根据精度要求转换到一定 的位数为止。 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 将十制数将十制数98.34598.345转换成二进制数。转换成二进制数。 9 8 4 9 2 4 1 1 2 3 6 2 2 2 2 2 2 2 0 a3 0 a2 0 a4 1 a5 1 a1 0 a0 0 1 a6 取余数取余数 (98.345)10 (1100010.01011)2 0.345 2 0.690 2 1.380 2 0.760 2 1.520 2 1.040 取整数取整数 0

31、 a-1 1 a-2 0 a-3 1 a-4 1 a-5 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 二进制数转换成八进制数的方法是：二进制数转换成八进制数的方法是： 从低位向高位每从低位向高位每3位一位一组，高位不足组，高位不足3位位 用用0补足补足3位，然后位，然后每每3位二进制数用位二进制数用1位八进制数代替位八进制数代替 即即可。可。 从高位向低位每从高位向低位每3位一组，低位不足位一组，低位不足3位位 用用0补足补足3位位，然后每，然后每3位二进制数用位二进制数用1位八进制数代替位八进制数代替 即可。即可。 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 二进制数转换成十六进制数的方法是：二进制

32、数转换成十六进制数的方法是： 从低位向高位每四位一组，高位不足四从低位向高位每四位一组，高位不足四 位用位用0补足四位补足四位，然后每，然后每4位二进制数用位二进制数用1位十六进制数位十六进制数 代替即可。代替即可。 从高位向低位每四位一组，低位不足四从高位向低位每四位一组，低位不足四 位用位用0补足四位补足四位，然后每，然后每4位二进制数用位二进制数用1位十六进制数位十六进制数 代替即可。代替即可。 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 (11 0110 1110. 1101 01)(11 0110 1110. 1101 01)2 2=(36E.D4)=(36E.D4)16 16 3 6

33、E D 4 3 6 E D 4 ( (1 101 101 110. 110 101)1 101 101 110. 110 101)2 2=(1556.65)=(1556.65)8 8 1 5 5 6 6 5 1 5 5 6 6 5 后面补两个后面补两个0 0，变成，变成01000100 前面补两个前面补两个0 0，变成，变成001001 例如：例如： 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 八进制八进制转换成二进制转换成二进制, ,用用“一位变三位一位变三位”法法 十六进制转换成二进制十六进制转换成二进制, ,用用“一位变四位一位变四位”法法 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 例如：例如

34、： （142）8 =(001 100 010)2=(1100010)2 1 4 2 （62）16=(0110 0010)2=(1100010)2 6 2 （2C1.A5）16 =(0010 1100 0001.1010 0101)2 2 C 1 A 5 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 八进制数与十六进制数之间的相互转换，可 以通过二进制作为桥梁进行互化。即八进制数 先化成二进制数，再将该二进制数化成十六进 制数，反之亦然。 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 字符字符是由英文字母、数字、标点符号及一些是由英文字母、数字、标点符号及一些 特殊符号组成。特殊符号组成。 目前计算机中使用

35、最广泛的字符编码为目前计算机中使用最广泛的字符编码为ASCIIASCII 码（美国标准信息交换码）码（美国标准信息交换码）。 这种编码规定：八个二进制位进行编码，但这种编码规定：八个二进制位进行编码，但 最高位为零，用余下的七位进行编码。因此，可最高位为零，用余下的七位进行编码。因此，可 表示表示128128个字符。其中，个字符。其中，9595个编码对应着计算机终个编码对应着计算机终 端能敲入并可显示的端能敲入并可显示的9595个字符，另外的个字符，另外的3333个编码个编码 对应着控制字符，它们不可显示。对应着控制字符，它们不可显示。 注意：数值注意：数值3 3与字符与字符“3”3”的区别。

36、的区别。 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 高高三三位位 低低四四位位 000 001 010 011 100 101 110 111 0000 SP0Pp 0001 ！1AQaq 0010 “2BRbr 0011 #3CScs 0100 $4DTdt 0101 %5EUeu 0110 Kk 1100 ,Nn 1111 /?O_oDEL 美国信息交美国信息交 换标准码换标准码 ASCIIASCII码码 ASCIIASCII码的码的 十进制表示十进制表示: : SP:32 0-9:48-57 A-Z:65-90 a-z:97-122 NUL DLE SOH DC1 STX DC2 ETX

37、DC3 EOT DC4 ENQ NAK ACK SYN BEL ETB BS CAN HT EM LF SUB BT ESC FF FS CR GS SO RS SI US 1西文字符编码西文字符编码 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 利用利用键盘输入汉字时对汉字的编码，也称之为键盘输入汉字时对汉字的编码，也称之为 汉字的外码。汉字的输入码一般用键盘上的字母和汉字的外码。汉字的输入码一般用键盘上的字母和 数字描述。汉字输入码可分为以下四类：数字描述。汉字输入码可分为以下四类： 数字码（如电报码，区位码等）数字码（如电报码，区位码等） 音码（如全拼码，简拼码，双拼码等）音码（如全拼码，简拼

38、码，双拼码等） 形码（如五笔字型，大众码，郑码等）形码（如五笔字型，大众码，郑码等） 混合码（如自然码，首尾码等）混合码（如自然码，首尾码等） 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 为了为了便于各计算机系统之间能够准确无误地交换汉便于各计算机系统之间能够准确无误地交换汉 字信息，必须规定一种专门用于汉字信息交换的统一字信息，必须规定一种专门用于汉字信息交换的统一 编码，这种编码称为汉字的交换码。编码，这种编码称为汉字的交换码。 我国我国制定了制定了“中华人民共和国标准信息交换中华人民共和国标准信息交换 汉字编码汉字编码”代号为代号为“GB2312-80GB2312-80”，称为交换码。称为交

39、换码。 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 汉字内码是为在计算机内部对汉字进行存储、 处理和传输而编制的汉字代码，也叫内部码，简 称内码。 目前对应于国标码一个汉字的内码也用2个字 节存储，并把每个字节的最高位置“1”作为汉 字内码的标识，以免与单字节的ASCII码产生歧 义。如果用十六进制来表示，就是把汉字国标码 的每个字节上加一个80H(即二进制数 10000000)，所以汉字国标码与其内码有下列 关系： 汉字的内码汉字的内码= =汉字的国标码汉字的国标码+8080H+8080H。 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 输出码输出码也称为字形码或字模也称为字形码或字模，是指字形是指字

40、形 的点阵信息的数字代码。存放在汉字库中。的点阵信息的数字代码。存放在汉字库中。 字形码有显示字形码和打印字形码两种。根字形码有显示字形码和打印字形码两种。根 据输出的去向将汉字输出在显示器上或打印据输出的去向将汉字输出在显示器上或打印 机上。机上。 字库字库是一个汉字信息系统具有的所有汉字是一个汉字信息系统具有的所有汉字 字形码的集合。字形码的集合。 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 64*64点阵，共点阵，共 占占512字节字节 00行行 63行行 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 输入码 汉字外码 国标码汉字内码字形码 汉字 输入 输入 设备 管理 模块 汉字 标识 字模库输

41、出 设备 汉字 输出 图1.5 汉字编码流程图 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 图形、图像、声音和视频等多媒体信息要在计算图形、图像、声音和视频等多媒体信息要在计算 机中处理和存储，一样需要经过数字化，以某种二进机中处理和存储，一样需要经过数字化，以某种二进 制编码形式来表示，不过其形式要复杂得多。制编码形式来表示，不过其形式要复杂得多。 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 （1）嵌入式计算机）嵌入式计算机 区别：区别：系统的应用软件与硬件一体化 组成：组成：嵌入式处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及特 定的应用程序 特点：特点：要求高可

42、靠性、实时处理能力、嵌入式系统中的软件代 码要求高质量、高可靠性，一般都固化在只读存储器或闪存 中 在各种类型的计算机中，嵌入式计算机应用最广泛，数量超 过PC。目前广泛用于各种家用电器之中，如电冰箱、自动洗 衣机、数字电视机、数码照相机等。 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 （2）中间件技术）中间件技术 1、中间件（Middleware）是介于操作系统和应用软件之间的 系统软件，它是一种独立的系统软件或服务程序。 2 2、中间件是在客户机和服务器之间增加一组服务，这些服务具 有标准的程序接口和协议。这组服务(应用服务器)就是中间件。 3、通过中间件，应用程序可以工作于多平台或操作系统环

43、境。 中间件是一类软件，而非一种软件，中间件不仅仅实现互连， 还要实现应用之间的互操作。 4、目前，中间件技术已经发展成为企业应用的主流技术，并形 成各种不同类别，如交易中间件、消息中间件、专有系统中 间件、面向对象中间件、数据存取中间件、远程调用中间件 等。 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 （3）云计算云计算 1 1、云计算是并行计算(Parallel Computing)、分布式 计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing) 的发展。 2、云计算最基本的概念是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆 成无数个较小的子程序，再交由多部服务器

44、所组成的庞大系统经搜 寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。 3、网络服务提供者可以在数秒之内，达成处理数以千万计甚至亿计 的信息，达到和“超级计算机”同样强大效能的网络服务。 4、搜寻引擎、网络信箱等，使用者只要输入简单指令即能得到大量 信息。 5、在“云计算”时代，“云”会替我们做存储和计算的工作。因为 “云”就是计算机群，而每一群包括了几十万台、甚至上百万台计 算机。所以“云”的好处还在于，其中的计算机可以随时更新，保 证“云”长生不老。 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 （4）物联网）物联网 1 1、过去：人、过去：人互联网互联网人人 人与人之间的相互交换信息和通信 今后：人或物今后：人或物互联网互联网人或物人或物 2 2、物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础之上延 伸和扩展的一种网络。 3 3、其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间进行信息交换 和通信 应用：应用：物联网的应用十分广泛，遍及智能交通、环境保护、公 共安全、平安家居、智能消防、工业监测、病人护理、花卉 栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多种领 域 大学计算机 1 第一章 计算机基础知识 (1)光子计算机：光子计算机利用光子取代电子进行数 据运算、传输和存储。与电子