大学课件大学计算机基础高级语言程序设计之计算机基础一

1、高级语言程序设计高级语言程序设计-计算机基础知识计算机基础知识信息科学与技术学院信息科学与技术学院 郝晓枫郝晓枫第一部分第一部分 计算机的基本概念计算机的基本概念计算机是一种能按照事先计算机是一种能按照事先存储存储的程序，的程序，自动自动、高速高速进行大量进行大量数值计算数值计算和各种和各种信息处理信息处理的现代化智能电的现代化智能电子装置。子装置。计算机基础知识计算机基础知识什么是计算机什么是计算机什么是计算机什么是计算机电子计算机是用电子技术电子计算机是用电子技术代替了机械和继电器技术代替了机械和继电器技术，具有高速计算，内部存，具有高速计算，内部存储能力，由程序控制其操储能力，由程序控制

2、其操作过程的电子设备。作过程的电子设备。计算机基础知识计算机基础知识 l计算机的发展是随着电子器件的发展计算机的发展是随着电子器件的发展而发展，计算机的性能得到了极大提而发展，计算机的性能得到了极大提高，其体积大大缩小，功能越来越强高，其体积大大缩小，功能越来越强，应用越来越广泛。根据电子计算机，应用越来越广泛。根据电子计算机所采用的电子器件，一般把电子计算所采用的电子器件，一般把电子计算机的发展分为四个阶段，这四个阶段机的发展分为四个阶段，这四个阶段通常被称为计算机发展的四代。通常被称为计算机发展的四代。计算机的发展计算机的发展F电子管、晶体管、集成电路、电子管、晶体管、集成电路、F大规模集

3、成电路和超大规模集成电路大规模集成电路和超大规模集成电路基于冯基于冯 若依曼思想设计的计算机若依曼思想设计的计算机F 硬件核心由五部分组成硬件核心由五部分组成F 采用二进制采用二进制F 程序存储程序存储发展特点：发展特点：发展：发展：计算机基础知识计算机基础知识第一台电子计算机的诞生第一台电子计算机的诞生:90立方米立方米;重量重量:30 吨吨;占地占地:170 平方米平方米;:140 千瓦千瓦;:18800个电子管个电子管,70000个电阻个电阻,1500个电个电容容,6000个开关个开关运算速度运算速度:5000次加法次加法/秒秒,500次乘法次乘法/秒秒,100次除次除法法/秒秒.存储容

4、量存储容量：存：存20个字长为个字长为10位的十进制数；位的十进制数；：在计算机内存储程序的概念以及计算机硬在计算机内存储程序的概念以及计算机硬件组成的基本思想件组成的基本思想 。由美籍匈牙利著名数学家。由美籍匈牙利著名数学家冯冯诺诺依曼依曼（John Von Neumann）首先提出。）首先提出。第一代第一代 电子管计算机（电子管计算机（1946-19581946-1958年）年）l主要器件：主要器件： 电子管电子管l主存储器：主存储器： 延迟线和磁鼓延迟线和磁鼓l辅助存储器：纸带、卡片和磁鼓辅助存储器：纸带、卡片和磁鼓l速度：几千速度：几千几万次几万次/ /秒秒l软件：机器语言和汇编语言。

5、软件：机器语言和汇编语言。l用途：科学计算、军事研究。用途：科学计算、军事研究。第二代第二代 晶体管计算机（晶体管计算机（1958-19641958-1964年）年）l主要器件：晶体管主要器件：晶体管l主存储器：磁芯主存储器：磁芯l辅助存储器：磁带、磁盘。辅助存储器：磁带、磁盘。l速度：几十万次速度：几十万次/ /秒秒百万次百万次/ /秒。秒。l软件：高级语言程序（软件：高级语言程序（FORTRANFORTRAN语言）语言）、汇编语言程序及操作系统出现。、汇编语言程序及操作系统出现。l用途：科学计算、过程控制、数据处理用途：科学计算、过程控制、数据处理和事务处理。和事务处理。 第三代第三代 集

6、成电路计算机集成电路计算机(1965-1971(1965-1971年年) )l主要器件：集成电路主要器件：集成电路l主存储器：半导体主存储器：半导体l辅助存储器：磁带、磁盘辅助存储器：磁带、磁盘l速度：几百万次速度：几百万次/ /秒秒几千万次几千万次/ /秒。秒。l软件和外部设备：高级语言程序及操作系统软件和外部设备：高级语言程序及操作系统进一步发展和完善，外部设备增加。进一步发展和完善，外部设备增加。 l用途：科学计算、数据处理、远程终端联机用途：科学计算、数据处理、远程终端联机系统和工业控制各个领域。系统和工业控制各个领域。第四代第四代 大规模、超大规模集成电路大规模、超大规模集成电路 （

7、19711971年年- -现在）现在）主要器件：大规模、超大规模集成电路主要器件：大规模、超大规模集成电路 。l主存储器：半导体主存储器：半导体l辅助存储器：磁盘、光盘辅助存储器：磁盘、光盘l速度：速度： 几百万次几百万次/ /秒秒千亿次千亿次/ /秒秒l软件：高级语言、数据库、语言处理程序、操软件：高级语言、数据库、语言处理程序、操作系统、各类软件、作系统、各类软件、l用途：科学计算、过程控制、数据处理、计算用途：科学计算、过程控制、数据处理、计算机网络与分布式处理、软件工程、人工智能、机网络与分布式处理、软件工程、人工智能、应用到各个领域。应用到各个领域。计算机的特点计算机的特点运 算 速

8、 度 快运 算 速 度 快精 确 度 高精 确 度 高具有记忆和逻辑判断能力具有记忆和逻辑判断能力计算机内部自动化操作计算机内部自动化操作计算机基础知识计算机基础知识计算机的应用计算机的应用F科学计算科学计算F数据处理数据处理F过程控制过程控制F人工智能人工智能F计算机辅助工程计算机辅助工程(CAD/CAM/CAI) F电子设计自动化电子设计自动化(EDA)F电子商务电子商务F娱乐娱乐计算机基础知识计算机基础知识计算机的分类计算机的分类数 字 计 算 机数 字 计 算 机模 拟 计 算 机模 拟 计 算 机数模混合计算机数模混合计算机按处理对象按处理对象按使用范围按使用范围通 用 计 算 机通

9、 用 计 算 机专 用 计 算 机专 用 计 算 机按规模按规模 巨 型 计 算 机巨 型 计 算 机大大/ /中型计算机中型计算机小 型 计 算 机小 型 计 算 机微 型 计 算 机微 型 计 算 机工作站或服务器工作站或服务器计算机基础知识计算机基础知识巨型计算机巨型计算机研制巨型机是现代科学技术、尤其研制巨型机是现代科学技术、尤其是国防尖端技术发展的需要。巨型是国防尖端技术发展的需要。巨型机的研制水平、生产能力及其应用机的研制水平、生产能力及其应用程度已成为衡量一个国家的经济实程度已成为衡量一个国家的经济实力和科技水平的重要标志。力和科技水平的重要标志。 大型机具有通用性强、综合大型机

10、具有通用性强、综合数据处理能力强、性能较高数据处理能力强、性能较高等特点等特点大型数据处理、信息大型数据处理、信息管理与安全保护、大型科学管理与安全保护、大型科学与工程计算等方面发挥巨大与工程计算等方面发挥巨大的作用。的作用。大大/ /中型计算机中型计算机小型机规模小、结构简单、设小型机规模小、结构简单、设计试制周期较短，便于及时采计试制周期较短，便于及时采用先进工艺和先进技术。这类用先进工艺和先进技术。这类机器由于可靠性较高，对运行机器由于可靠性较高，对运行环境要求相对较低，易于操作环境要求相对较低，易于操作且便于维护且便于维护。 小型计算机小型计算机微型机微型机具有先进、小巧灵活、通用具有

11、先进、小巧灵活、通用性强、价格低、省电等优点，是发性强、价格低、省电等优点，是发展速度最快的一类计算机。一般单展速度最快的一类计算机。一般单位和家庭使用的大多是微型机。除位和家庭使用的大多是微型机。除了台式机，还有笔记本型、膝上型、了台式机，还有笔记本型、膝上型、掌上型等微型机。掌上型等微型机。 微型计算机微型计算机工作站是一种高档微机系统，它具工作站是一种高档微机系统，它具有大、中、小型机的多任务、多用有大、中、小型机的多任务、多用户能力，又兼有微型机的操作便利户能力，又兼有微型机的操作便利和良好的人机界面，可连接多种输和良好的人机界面，可连接多种输入入/ /输出设备，具有很强的图形交互输出

12、设备，具有很强的图形交互处理能力及很强的网络功能。处理能力及很强的网络功能。 工作站或服务器工作站或服务器指发展高速、大存储和功能更强大的巨型机以满足尖端科学的需要。巨型化:发展小、巧、轻、价格低、功能强的微型计算机，以满足更广泛的应用领域，如多媒体技术 。微型化:计算机网络是计算机技术和通信技术结合的产物，是计算机技术中最重要的一个分支，是信息系统的基础设施。网络化是将各种资源连接在一起，被全体公民所共享。网络化:用计算机来模拟人的感觉和思维过程，使计算机具备人的某些智能如听、说、识别文字、图形和物体，并具备一定的学习和推理能力等 智能化:使计算机能更有效地处理文字、图形、动画、音频、视频等

13、多种形式的信息，使人们更自然、有效地使用信息。多媒体化:冯诺依曼体系结构的“程序存储和控制”原理表现在“集中顺序控制”方面的串行机制，这已成为进一步提高计算机性能的瓶颈。限制了计算机软件和硬件发展高速度持续下去。研制基于新理论（非冯诺依曼理论）的计算机成为计算机发展的主要方向之一。非冯诺依曼理论:F 数 制F 计算机编码F 数据在计算机中的存储方式微型计算机系统微型计算机系统计算机数制和编码计算机数制和编码计算机中常用的名词计算机中常用的名词-位位计算机中所有的数据都是以二进制来表示的，计算机中所有的数据都是以二进制来表示的，一个二进制代码称为一位，记为一个二进制代码称为一位，记为bitbit

14、。位是计。位是计算机中最小的信息单位。算机中最小的信息单位。 字节字节为了表示计算机数据中的所有字符（包括各种符号、为了表示计算机数据中的所有字符（包括各种符号、数字、字母等），大约在数字、字母等），大约在128128到到256256个，需要用个，需要用7 7到到8 8位二进制数表示。因此，人们选定位二进制数表示。因此，人们选定8 8位为位为1 1个字节。个字节。即即1 1个字节由个字节由8 8个二进制数位组成。字节是计算机中个二进制数位组成。字节是计算机中用来表示存储空间大小的最基本的容量单位。用来表示存储空间大小的最基本的容量单位。在对二进制数据进行存储时，以八位二进制代码为在对二进制数据

15、进行存储时，以八位二进制代码为一个单元存放在一起，称为一个字节，记为一个单元存放在一起，称为一个字节，记为ByteByte。字节是计算机中次小的存储单位。字节是计算机中次小的存储单位。字是由若干字节构成（一般为字节的整数倍）。一条字是由若干字节构成（一般为字节的整数倍）。一条指令或一个数据信息，称为一个字。字是计算机进行指令或一个数据信息，称为一个字。字是计算机进行信息交换、处理、存储的基本单元。信息交换、处理、存储的基本单元。CPU中每个字所包含的二进制代码的位数，称为字中每个字所包含的二进制代码的位数，称为字长。字长是衡量计算机性能的一个重要指标。长。字长是衡量计算机性能的一个重要指标。不

16、同不同档次的计算机有不同的字长。按计算机的字长可分档次的计算机有不同的字长。按计算机的字长可分为为8位机（如苹果位机（如苹果II、中佛学习机）、中佛学习机）、16位机（如位机（如286机）、机）、32位机（如位机（如386、486机）、机）、64位机（如位机（如Pentium、Pentium）等。）等。l字长越长，在相同的时间内能传送越多的信息，使字长越长，在相同的时间内能传送越多的信息，使计算机运算的速度越快；字长越长，可以有更大的计算机运算的速度越快；字长越长，可以有更大的寻址空间，从而使主存储器容量可以越大；字长越寻址空间，从而使主存储器容量可以越大；字长越长，系统支持的指令越多，功能越

17、强。长，系统支持的指令越多，功能越强。 字长字长指令：指令：指挥计算机执行某种基本操作的命令称为指令。一条指挥计算机执行某种基本操作的命令称为指令。一条指令规定一种操作，由一系列有序指令组成的集合称指令规定一种操作，由一系列有序指令组成的集合称为程序。为程序。容量：容量：容量是衡量计算机存储能力常用的一个名词，主要指容量是衡量计算机存储能力常用的一个名词，主要指存储器所能存储信息的字节数。常用的容量单位有存储器所能存储信息的字节数。常用的容量单位有B、KB、MB、GB，它们之间的关系是：，它们之间的关系是：1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB。返回本节目录返回本节目录

18、s 按进位的原则进行计数s 逢N进1s 采用位权表示法数数 制制定义：定义：编码和数制编码和数制常用进位计数制表示方法常用进位计数制表示方法常用计数制的基数和数字符号常用计数制的基数和数字符号十进制二进制八进制十六进制基 数数字符号100920,18071609,A,B,C,D,E,F编码和数制编码和数制二进制计算机中为什么要使用二进制数计算机中为什么要使用二进制数v实现容易实现容易v运算规则简单运算规则简单v能方便使用逻辑代数能方便使用逻辑代数v记忆和传输可靠记忆和传输可靠如开关的闭合/断开二极管的导通/截止电流的有/无电压的正/负等例如：一位二进制数的加法运算和一位二进制数的乘法运算规则为

19、： 0+0=0 00=0 0+1=1+0=1 01=10=0 1+1=10（逢二向高位进一） 11=1可用1表示真，0表示假；进行逻辑运算十进制数十进制数非十进制数非十进制数非十进制数非十进制数十进制数十进制数二、八、十六进制之间的转换二、八、十六进制之间的转换编码和数制编码和数制数制间的转换数制间的转换 8 75 3 8 9 1 8 1 1 0结果为：113余数法：余数法：除基数取余数、由下而上排列。示例示例1：十进制整数十进制整数 非十进制整数非十进制整数2 75 1 2 37 1 2 18 0 2 9 1 2 4 0 2 2 0 2 1 1 0示例示例2:结果为：结果为：1001011十

20、进制整数十进制整数 非十进制整数非十进制整数进位法：进位法：用十进制小数乘基数，当积为0或达到所要求的精度时，将整数部分由上而下排列。示例：示例：0.625 21.250 整数为1 20.50 整数为0 21.0整数为1 小数值为0结果为：结果为：101十进制小数十进制小数 非十进制小数非十进制小数位权法位权法：把各非十进制数按权展开求和把各非十进制数按权展开求和转换公式转换公式：(F)x =an-1xn-1 + an-2xn-2 + . + a1x1 + a0 x0 + a-1x-1 + .示例：示例： (1011.1) 2 = 123+022 + 121 + 1 20 +1 2-1 = 8

21、 + 0 + 2 + 1 + 0.5 = (11.5)10非十进制数非十进制数 十进制数十进制数编码和数制编码和数制二进制二进制 十六进制十六进制 二进制二进制 八进制八进制二、八与十六进制之间的转换二、八与十六进制之间的转换一位拆三位一位拆三位一位拆四位一位拆四位整数从右向左整数从右向左小数从左向右小数从左向右三位并一位三位并一位四位并一位四位并一位编码和数制编码和数制示例：示例：编码和数制编码和数制100 110 110 111 . 010 100( 4 6 6 7 . 2 4 )80001 1011 0111.0100( 1 B 7 . 4 )16二进制二进制 十六进制十六进制 二进制二

22、进制 八进制八进制二、八与十六进制之间的转换二、八与十六进制之间的转换一位拆三位一位拆三位一位拆四位一位拆四位整数从右向左整数从右向左小数从左向右小数从左向右三位并一位三位并一位四位并一位四位并一位编码和数制编码和数制0001 1011 0111.0100( 1 B 7 . 4 )16示例：示例：编码和数制编码和数制100 110 110 111 . 010 100( 4 6 6 7 . 2 4 )8第二部分第二部分 中英文字符集、编码中英文字符集、编码及中文输入法及中文输入法l计算机最早是作为一种计算工具出现的，所以它的计算机最早是作为一种计算工具出现的，所以它的最基本的功能是对数进行加工和

23、处理。最基本的功能是对数进行加工和处理。l数在计算机中是数在计算机中是以器件的物理状态来表示以器件的物理状态来表示的。的。l一个一个具有两种不同的稳定状态且能相互转换的器件具有两种不同的稳定状态且能相互转换的器件，就可以用来表示一位二进制数。，就可以用来表示一位二进制数。l所以所以,二进制数的表示是最简单而且可靠的。二进制数的表示是最简单而且可靠的。l另外另外,二进制的运算规则也最简单。因此二进制的运算规则也最简单。因此,在计算机在计算机中中,数几乎全是用二进制表示的。数几乎全是用二进制表示的。数据在计算机中的表示数据在计算机中的表示l基本概念基本概念: 信息：数值、文字、语音、图形和图象。信

24、息：数值、文字、语音、图形和图象。 信息必须数字化编码，才能传送、存储和处理。信息必须数字化编码，才能传送、存储和处理。l二进制的优点：二进制的优点： 物理上容易实现，可靠性强物理上容易实现，可靠性强 ，运算简单，通用，运算简单，通用性强性强l编码：编码： 就是采用少量的基本符号，按照一定的组合原则就是采用少量的基本符号，按照一定的组合原则，表示大量复杂多样的信息。基本，表示大量复杂多样的信息。基本符号的种类符号的种类和和这些符号的这些符号的组合规则组合规则是一切信息编码的两大要素是一切信息编码的两大要素。 BCD码码（余三码（余三码 / 8421码）码）国国标标码码（7445）ASCII码码

25、汉字编码汉字编码字符编码字符编码二进制编码二进制编码的十进制数的十进制数编码和数制编码和数制计算机编码计算机编码数据在计算机中的表示方式即：即：+77 0 1001101机器数机器数01001101+77+77 符号位符号位真值真值机机器器数数/真真值值编码和数制编码和数制1 01 1 0 0 1 01 10 0 1 1 0 11 01 1 0 0 1 1原码原码反码反码补码补码带带符符号号的的机机器器数数-77-77 原码原码反码反码补码补码数据在计算机中的表示方式编码和数制编码和数制0100000010000011定点小数：定点小数：定点整数：定点整数：定定点点数数符号位符号位隐含小数位（

26、隐含小数位（+0.5)符号位符号位隐含小数位（隐含小数位（-3)数据在计算机中的表示方式编码和数制编码和数制31 30 24 23 22 31 30 24 23 22 0 0如：如：0.27E-2 + 0.27 0.27E-2 + 0.27 * * 10 10-2-2浮浮点点数数阶符阶符 阶码阶码 数符数符 尾数尾数 阶码部分阶码部分 尾数部分尾数部分 数据在计算机中的表示方式编码和数制编码和数制二二十进制编码（十进制编码（BCD码）码）l二二十进制编码十进制编码(BCD码码l数在计算机中是用二进制表示的。但一般计算问题数在计算机中是用二进制表示的。但一般计算问题的原始数据大多是十进制数的原始

27、数据大多是十进制数,十进制数不能直接送十进制数不能直接送入计算机中参加运算入计算机中参加运算,必须用二进制数为它编码必须用二进制数为它编码,使使其成为二其成为二/十进制码或称十进制码或称BCD码码(Binary Coded Decimal)后方能送入计算机。送入计算机的后方能送入计算机。送入计算机的BCD码经十码经十/二转换程序变为二进制数后参加运算。二转换程序变为二进制数后参加运算。二二十进制编码（十进制编码（BCD码）码）l用二进制数为十进制数编码用二进制数为十进制数编码,每一位十进制数需要每一位十进制数需要由由4位二进制数来表示。位二进制数来表示。4位二进制数能编出位二进制数能编出16个

28、个码码,其中其中6个码是多余的个码是多余的,应该放弃不用。而这种多应该放弃不用。而这种多余性便产生了多种不同的余性便产生了多种不同的BCD码码,较常用的是较常用的是8421BCD码。码。8421BCD码有码有10个不同的数字符号个不同的数字符号,且它是且它是十十进位的进位的,所以所以,它是十进制数它是十进制数:但它的每但它的每一位是用一位是用4位二进制编码来表示的位二进制编码来表示的,因此因此,称为二进称为二进制编码的十进制数。制编码的十进制数。l例如例如:(0100100101111000.000101001001)BCD 余三码（余3码）l是由8421BCD码加上0011形成的一种码，由于

29、它的每个字符编码比相应的8421码多3，故称为余三码。BCD码的一种。 l如， （526）10进制进制=（0101 0010 0110）8421BCD码码=（1000 0101 1001）余余3码码 计算机中正负数的表示法计算机中正负数的表示法 l通常一个数字的前面加上符号通常一个数字的前面加上符号“+”或或“”表示这表示这个数是正数或是负数。而计算机无法识别个数是正数或是负数。而计算机无法识别“+”或或“”这两个符号，解决的办法就是将数的最高位设这两个符号，解决的办法就是将数的最高位设置为符号位，规定置为符号位，规定“0”代表正数，代表正数，“1”代表负数。代表负数。l例如例如,(+1101

30、101)2和和(110110)2在计算机中分别在计算机中分别表示为表示为01101101和和11101101。这两个数的最高位。这两个数的最高位0和和1就是符号位。就是符号位。l符号在机器中已经数码化了。符号数字化后给运算符号在机器中已经数码化了。符号数字化后给运算带来了一定的方便。在现代计算机中带来了一定的方便。在现代计算机中,数有三种表示数有三种表示方法方法:原码表示法、反码表示法和补码表示法。原码表示法、反码表示法和补码表示法。 原码表示法原码表示法l原码表示法是把二进制数原码表示法是把二进制数x与它的符号位放在一起与它的符号位放在一起考虑考虑,使之成为统一的一组数码。使之成为统一的一组

31、数码。l原码相对于原码相对于x来说来说,其数值部分并没改变其数值部分并没改变,只是将其最只是将其最高位作为符号位高位作为符号位,即当符号为正时用即当符号为正时用“。”表示表示,为为负时用负时用“1”表示。表示。l例如例如:二进制数二进制数lx1=+1010110 x1原原=01010110lx2=-1010110 x2原原=11010110 反码表示法反码表示法l2.反码表示法反码表示法l正数的反码和原码一样正数的反码和原码一样:负数的反码符号为负数的反码符号为“1”,数数值部分的数码与原码中的数码相反值部分的数码与原码中的数码相反,即即“0变变1,1变成变成0。l例如例如:当当x1=+101

32、010 lx1原原=00101010 x1反反=00101010l当当x2=101010lx2原原=1101010 x2反反=1010101补码表示法补码表示法1l3.补码表示法补码表示法l正数的补码与原码相同正数的补码与原码相同,负数的补码就是其反码在末负数的补码就是其反码在末位加上位加上1。l例如例如:当当x1=+101010 x1补补=0101010l当当x2101010 x2补补=1010101+14010110补码表示法补码表示法2l引入这三种码的概念主要是为计算机运算方便引入这三种码的概念主要是为计算机运算方便,有了有了补码可以把减法运算转化为加法运算补码可以把减法运算转化为加法运

33、算,可以提高计算可以提高计算机的运算速度。机的运算速度。l例如例如,将二进制数将二进制数+1111111和和-1表示成连同符号位共表示成连同符号位共l8位的补码表示形式位的补码表示形式:l当当x=1111111时时,x补补41111111l当当x=1时时,x补补=10000001l 反反+1=11111110+1=11111111l所以当所以当n=8时时,补码所能表示的最大正数即为补码所能表示的最大正数即为127 （1）定点数表示法）定点数表示法 在机器中，小数点位置固定的数称为定点数，一般采用定点小数表示法，即小数点固定在符号位与最高位之间。有时也采用定点整数表示法，此时将小数点固定在数的最

34、低位的后面。定点数的运算规则比较简单，但不适宜对数值范围变化比较大的数据进行运算。定点数和浮点数定点数和浮点数1（2）浮点数表示法）浮点数表示法 浮点数可以扩大数的表示范围。 浮点数由两部分组成，一部分用以表示数据的有效位，称为尾数；一部分用于表示该数的小数点位置，称为阶码。 一般阶码用整数表示，尾数大多用小数表示。一个数N用浮点数表示可以写成： N MRe M表示尾数，e表示指数，R表示基数。基数一般取2，8，16。一旦机器定义好了基数值，就不能再改变了。因此，在浮点数表示中基数不出现，是隐含的。定点数和浮点数定点数和浮点数2英文字符集英文字符集l在计算机中在计算机中,数是用二进制表示的。而

35、计算机不光应数是用二进制表示的。而计算机不光应能识别数能识别数,还应能识别和处理各种字符，这些字符也还应能识别和处理各种字符，这些字符也必须按特定的规则用二进制编码才能在机器中表示必须按特定的规则用二进制编码才能在机器中表示，编码也可以有各种规定，目前在微机中普遍采用，编码也可以有各种规定，目前在微机中普遍采用的是的是ASCII码码。lASCII码是美国信息交换标准码（码是美国信息交换标准码（American Standard Code for Information Interchange）,它是微型机中表示字符的常用码制，多用于输入它是微型机中表示字符的常用码制，多用于输入输出。它能用输出

36、。它能用7位或位或8位二进制数对字符编码。位二进制数对字符编码。字符编码（字符编码（ASCII码）码）l7位位ASCII码可表示码可表示128种字符，其中包括数码种字符，其中包括数码(O9)，以及，以及英文字母等可打印的字符，参见教材。英文字母等可打印的字符，参见教材。l例如：字母例如：字母A的的ASCII码为码为1000001B(B表示二进制数表示二进制数)或或41H(H表示十六进制数表示十六进制数)；字母；字母T的的ASCII码为码为1010100B或或54H；数字；数字9的的ASCH码为码为0111001B或或39H等。等。l8位位ASCII码是在码是在7位位ASCII码基础上加一个奇偶

37、检验位而构码基础上加一个奇偶检验位而构成的，比如，若采用偶校验，如果成的，比如，若采用偶校验，如果7位位ASCII码中码中“1”的个数的个数为偶数为偶数, 则第则第8位补位补“0”，否则补，否则补“1”，字母，字母A、T及数字及数字9的的偶校验偶校验8位位ASCII码分别为码分别为01000001B、11010100B及及00111001B。汉字编码及中文输入法汉字编码及中文输入法复习几个基本概念：复习几个基本概念：l位：一个二进制数位称一位。位：一个二进制数位称一位。其单位用其单位用bit表示，即：表示，即：1位位=1bit。l字节：一个字节：一个8位二进制数位称一个字节。位二进制数位称一个

38、字节。其单位为其单位为Byte，简写，简写B。l1Byte=8bit；210B=1024B=1KB；220B=1024KB=1MB；230B=1024MB=1GB;l字：字是表示存储、传送、处理数据的信息单位。字：字是表示存储、传送、处理数据的信息单位。一个字由若干字节组成。一个字由若干字节组成。 汉字的编码汉字的编码l计算机中处理汉字也是通过一种编码形式实现。计算机中处理汉字也是通过一种编码形式实现。l由于汉字个数多由于汉字个数多,常用汉字就有常用汉字就有3000个。要对这么多个。要对这么多汉字进行编码，用一个字节来区分是不可能的，必汉字进行编码，用一个字节来区分是不可能的，必须使用须使用两

39、个字节两个字节来进行编码。来进行编码。国标码国标码(1)l国家标准局于国家标准局于1981年公布了国家标准年公布了国家标准GB2312-80,即信息交即信息交换用汉字编码字符集基本集，作为我国汉字系统必须遵守的换用汉字编码字符集基本集，作为我国汉字系统必须遵守的国家规范。国家规范。l汉字、字母、图形符号共汉字、字母、图形符号共7445个，按个，按94行行94列列排列成一排列成一张大表，张大表， 其行号为其行号为区区，列号为，列号为位位。l全部符号包括全部符号包括 ：l一般符号一般符号202个。包括：标点、间隔符、运算符制表符等个。包括：标点、间隔符、运算符制表符等。 l复合型序号复合型序号60

40、个。包括：个。包括：1至至20和和(1)至至(20)各二十个，各二十个，至至和一至十各十个。和一至十各十个。l数字数字22个。包括个。包括:数字数字0-9,罗马字罗马字。国标码国标码(2)l大小写英文字母大小写英文字母52个、希腊字母个、希腊字母48个、俄文字母个、俄文字母66个，日个，日文假名文假名169个个.l汉语拼音符号汉语拼音符号26个。个。l汉语注音字母汉语注音字母37个。个。l汉字汉字6763个。其中个。其中,一级汉字一级汉字3755个个,二级汉字二级汉字3008个。个。l国标国标GB231280中中,非汉字符号存放在第非汉字符号存放在第1至至9区。一级汉字区。一级汉字存放在第存放

41、在第16至至55区区,按拼音顺序排列，按拼音顺序排列，同音字按起笔横、竖、同音字按起笔横、竖、撇、点、折存放。二级汉字存放在第撇、点、折存放。二级汉字存放在第56至至87区区,按部首顺序排按部首顺序排列列。l把表示汉字区位的两字节编码（第一字节为区，第二字节为把表示汉字区位的两字节编码（第一字节为区，第二字节为列）的实际值称为列）的实际值称为国标码国标码。内码内码l为了与为了与ASCII码最高位为码最高位为0相区别，通常把汉字编码相区别，通常把汉字编码的两字节的最高位都置为的两字节的最高位都置为1，我们称之为，我们称之为机器内码机器内码,简称内码简称内码,又称异形码又称异形码，它是微机汉字系统

42、中机器存，它是微机汉字系统中机器存储、处理和传输汉字信息的编码。储、处理和传输汉字信息的编码。l当字节当字节最高位最高位为为0时，表示为时，表示为ASCII编码方式；当字编码方式；当字节最高位为节最高位为1时，则表示为汉字编码方式。时，则表示为汉字编码方式。汉字的编码汉字的编码2l为了使汉字编码与为了使汉字编码与ASCII码相区别并与英文系统兼码相区别并与英文系统兼容；容；l而在英文而在英文ASCII码字符集中有码字符集中有128个字符个字符,用一个字用一个字节的低七位表示其中高位为零节的低七位表示其中高位为零.其中前其中前32个为不个为不可显示的控制码；加上可显示的控制码；加上DEL和空格共

43、和空格共34个不可显示个不可显示字符，其余的字符，其余的94个为可显示字符，所以每个字节只个为可显示字符，所以每个字节只有有12834=94种状态可编码，双种状态可编码，双7位能表示位能表示9494=8836种状态。种状态。区位码区位码l由于国标码与国家标准字符集中的汉字和字符是一由于国标码与国家标准字符集中的汉字和字符是一一对应的。一对应的。实际上实际上,为避免使用为避免使用ASCII码中前码中前32个控个控制字符，国标码的行号和位号从制字符，国标码的行号和位号从33开始编码，即第开始编码，即第一字节一字节33对应区号对应区号1；第二字节；第二字节33对应位号对应位号1，加之，加之采用十进制

44、排列方式，其区位编码对应于采用十进制排列方式，其区位编码对应于194,这这就是区位码的表示方法。就是区位码的表示方法。l这种这种以区号和位号来表示汉字的代码称为该汉字的以区号和位号来表示汉字的代码称为该汉字的区位码区位码. 国标码、内码、区位码转换规则国标码、内码、区位码转换规则l （两字节高位置两字节高位置）即）即128l 国标码国标码 内码内码l 两字节两字节32 ，l 即：即：l 第一字节第一字节33对应区号对应区号1l 第二字节第二字节33对应位号对应位号1l l l 区位码区位码 两字节分别两字节分别+（32+128）显示、打印及字库显示、打印及字库 l汉字在计算机内部以内码形式存储

45、和处理，输出时汉字在计算机内部以内码形式存储和处理，输出时必须将内码转换为人们熟悉的字形，必须将内码转换为人们熟悉的字形，字形字形在排版中在排版中原本指具有一定尺寸和形式的铅字，在电脑中沿用原本指具有一定尺寸和形式的铅字，在电脑中沿用这一名词，表示汉字的形状和大小。这一名词，表示汉字的形状和大小。 汉字字形信息的存储汉字字形信息的存储l首先把汉字字模经过数字化分解，将汉字表示成数首先把汉字字模经过数字化分解，将汉字表示成数字化字模的形式。字化字模的形式。l虽然汉字字形有多种变化，但都是方块字，每个汉虽然汉字字形有多种变化，但都是方块字，每个汉字都同样大小，无论汉字笔划多少，都可以写在同字都同样

46、大小，无论汉字笔划多少，都可以写在同样大小的方块中。样大小的方块中。 于是可以把一个方块看成一个于是可以把一个方块看成一个m行行n列的点阵，共有列的点阵，共有mn点，每个点可以是黑点或点，每个点可以是黑点或无黑点、一个点阵的黑点组成汉字的笔画，这种无黑点、一个点阵的黑点组成汉字的笔画，这种用用点阵描绘出的字型称为汉字点阵字型。点阵描绘出的字型称为汉字点阵字型。 汉字点阵汉字点阵l汉字常用汉字常用1616，2424点阵，英文字符常用点阵，英文字符常用79或或57点阵，由于黑点、无黑点为两个状态，与二进制点阵，由于黑点、无黑点为两个状态，与二进制“1”“0”对对应，因此可用一组二进制数表示点阵应，

47、因此可用一组二进制数表示点阵 黑黑“1”，无黑，无黑“0”l 计算机中计算机中8个二进制位为个二进制位为1个字节个字节l 那么那么1616点阵汉字需点阵汉字需21632个字节表示个字节表示l 2424 32472个字节个字节l 3232 432128个字节个字节l 可见，在一个汉字方块中，行、列分得越多，描绘的汉可见，在一个汉字方块中，行、列分得越多，描绘的汉字越细致，字形越精确、美观，但占用存储空间越多字越细致，字形越精确、美观，但占用存储空间越多汉字点阵图示例汉字点阵图示例 (3) 汉字字形码汉字字形码汉字字形码通常有两种表示方式：点阵和矢量表示方式。 点阵：汉字字形点阵的代码 1616、

48、2424、3232、4848。 矢量：存储的是描述汉字字形的轮廓特征。 点阵和矢量方式区别： 前者特点 编码、存储方式简单、无需转换直接输出，但字形放大后产生的效果差，而且同一种字体不同的点阵需要不同的字库；矢量方式特点正好与前者相反。（4）汉字地址码汉字地址码 汉字地址码：每个汉字字形码在汉字字库中的相对位移地址。 地址码和机内码要有简明的对应转换关系。 汉字字形汉字字形l1616点阵是最简单的汉字字形点阵，基本上能表示点阵是最简单的汉字字形点阵，基本上能表示GB2312中所有简体的字形中所有简体的字形l2424可以表示宋体、仿宋体、楷体、黑体等多种字体汉字可以表示宋体、仿宋体、楷体、黑体等

49、多种字体汉字 l汉字字形信息（也称字模）集中在一起存储，称为字库汉字字形信息（也称字模）集中在一起存储，称为字库 l由于汉字字形是以点阵信息存储的，其输出一般也采用点阵由于汉字字形是以点阵信息存储的，其输出一般也采用点阵方式、以点的亮灭来显示汉字方式、以点的亮灭来显示汉字 l一般微机选择一般微机选择1616点阵作显示字库；点阵作显示字库；2424点阵作打印点阵作打印字库；字库； 79 点阵作点阵作ASC显示显示l由于汉字用由于汉字用1616显示，一个汉字占两个西文字符的显示宽显示，一个汉字占两个西文字符的显示宽度。度。 汉字的输入汉字的输入l标准标准ASC字符集有字符集有128个符号，很容易实

50、现按键与字符一个符号，很容易实现按键与字符一一对应。一对应。l而汉字仅而汉字仅GB2312-80规定就有规定就有6763个汉字，很难用按键与个汉字，很难用按键与汉字一一对应的方式实现，汉字的输入必然要采用编码的方汉字一一对应的方式实现，汉字的输入必然要采用编码的方式。式。l由于汉字输入编码只是在录入汉字时使用，与内码相对，又由于汉字输入编码只是在录入汉字时使用，与内码相对，又被称为汉字的外码（又称汉字输入编码）被称为汉字的外码（又称汉字输入编码）l外码是输入汉字的代码，是代表某一汉字的一组键盘符号外码是输入汉字的代码，是代表某一汉字的一组键盘符号l内码是唯一的由汉字编码方案确定，外码随汉字输入

51、法而异内码是唯一的由汉字编码方案确定，外码随汉字输入法而异，由汉字输入方案设计，由汉字输入方案设计 汉字输入码的一些概念汉字输入码的一些概念l汉字输入码的规则：汉字输入码的规则：l 简单、清晰、直观、易学、容易记忆、方便操作简单、清晰、直观、易学、容易记忆、方便操作、码位短、输入速度快、重码少。、码位短、输入速度快、重码少。l 汉字的输入法不同，同一个汉字的外码可能不一汉字的输入法不同，同一个汉字的外码可能不一样。样。l 根据汉字的属性（汉字字量、字形、字音、使用根据汉字的属性（汉字字量、字形、字音、使用频度）提出了数百种汉字编码方案、按编码方法大频度）提出了数百种汉字编码方案、按编码方法大致

52、分为：致分为：l 流水码、拼音码、拼形码、音形结合码流水码、拼音码、拼形码、音形结合码流水码流水码l流水码是把汉字按一定顺序排列并逐一编号流水码是把汉字按一定顺序排列并逐一编号,再利用再利用这个编号作为汉字的输入码。这个编号作为汉字的输入码。l例如例如:国标码、区位码、电报局码都属于此例。流水国标码、区位码、电报局码都属于此例。流水码的编码规则简单、码长整齐，但编码与汉字码的编码规则简单、码长整齐，但编码与汉字“音音、形、义、形、义”之间没有直接的对应关系之间没有直接的对应关系,一般用户难以一般用户难以记忆和掌握记忆和掌握,只适用于某些特定部门的专门应用。只适用于某些特定部门的专门应用。 拼音

53、输入法拼音输入法l拼音输入法是利用汉字的字音属性，按照汉语拼音拼音输入法是利用汉字的字音属性，按照汉语拼音方案的声、韵、调三要素方案的声、韵、调三要素,把声母、韵母和声调直接把声母、韵母和声调直接分配到计算机键盘的字符数字键上，操作员只需知分配到计算机键盘的字符数字键上，操作员只需知道汉语拼音道汉语拼音,便可以象输入西文一样便可以象输入西文一样,按规定顺序击按规定顺序击键输入汉字。键输入汉字。l不需要象学习其它输入方法一样强行记忆大量陌生不需要象学习其它输入方法一样强行记忆大量陌生的规则，上手容易、掌握快的规则，上手容易、掌握快,十分适于非专职操作员十分适于非专职操作员使用。使用。l但拼音输入

54、法由于同音字多、重码率较高但拼音输入法由于同音字多、重码率较高,必然会影必然会影响汉字输入的速度。响汉字输入的速度。 拼形输入法拼形输入法l拼形输入法是利用汉字的字形信息进行汉字编码拼形输入法是利用汉字的字形信息进行汉字编码,可可分为分为字根编码和笔形编码两大类字根编码和笔形编码两大类。l其中应用最广泛的其中应用最广泛的“五笔字型五笔字型”输入法主要采用字输入法主要采用字根编码。因为其设计合理根编码。因为其设计合理,具有取码短、易盲打、输具有取码短、易盲打、输入速度高等优点入速度高等优点,受到专职操作人员的普遍欢迎。但受到专职操作人员的普遍欢迎。但这种输入方法需要记忆一定数量的字根和一段时间这

55、种输入方法需要记忆一定数量的字根和一段时间拆字训练，前期学习所需花费的间较多拆字训练，前期学习所需花费的间较多 自然码自然码l自然码输入法属于音形结合码。以音为主自然码输入法属于音形结合码。以音为主,以形为辅以形为辅，符合人们听想习惯。容易掌握，记忆量较少，符合人们听想习惯。容易掌握，记忆量较少,特别特别适合于适合于一面想一面想,一面写的人一面写的人。 汉字输入法应有的特点汉字输入法应有的特点l理想的汉字输入方法应具备以下特点：理想的汉字输入方法应具备以下特点：l编码规则简单，易学易记编码规则简单，易学易记;l重码率低，编码等长，便于盲打；重码率低，编码等长，便于盲打；l平均击键次数少，键位分

56、布合理，以利于提高速度平均击键次数少，键位分布合理，以利于提高速度；l编码容量大，至少应覆盖编码容量大，至少应覆盖GB2312-80基本集中规定基本集中规定的全部汉字，并易于扩充；的全部汉字，并易于扩充；l避免编码的二义性；避免编码的二义性；中文输入法中文输入法lWindows中中文输入法的选择中中文输入法的选择l中文输入法的切换中文输入法的切换l中文输入法的安装中文输入法的安装l汉字的输入：汉字的输入：全拼输入法、五笔字型输入法全拼输入法、五笔字型输入法 ；指令指令（Instruction）就是一组计算机能识别并能执行的各种基本操作命令。指令构成如图示：操作码 操作数指令系统指令系统（Ins

57、truction System）是一台计算机的所有指令的集合。指令系统反映了计算机的基本功能，不同的计算机其指令系统不尽相同。程序程序（Program）是为解决某一问题而选用的一条条有序指令的集合。程序具有目的性、分步性、有限性、有序性、分支性等特性。操作码指明该指令要操作码指明该指令要完成的操作，如加、完成的操作，如加、减、乘、除。减、乘、除。操作数是指参操作数是指参加运算的数据加运算的数据或者数据所在或者数据所在的地址。的地址。 指令、指令系统和程序的概念指令、指令系统和程序的概念 人们在相互交谈时使用的是相互理解的语言，如汉语、英语、俄语等，它们统称为自然语言。人们用以同计算机“交谈”的

58、语言，称之计算机语言。 计算机每做的一次动作，一个步骤，都是按照已经用计算机语言编好的程序来执行的，程序是计算机要执行的有序指令的集合，而程序全部都是用我们所掌握的语言来编写的。所以人们要控制计算机一定要通过计算机语言向计算机发出命令。 计算机所能识别的语言只有机器语言。 计算机语言计算机语言计算机语言计算机语言 机器语言(由0和1构成的代码)汇编语言(英文缩写的助记符) 高级语言直接对硬件操作 1、采用比较接近人们习惯的自然语言2、具有很大的通用性（即不受具体机器指令的约束）3、 面向算法编写程序高级语言按转换方式可将它们分高级语言按转换方式可将它们分为两类为两类 ： （1）解释类：应用程序

59、源代码一边由相应语言的解释）解释类：应用程序源代码一边由相应语言的解释器器“翻译翻译”成目标代码，一边执行。成目标代码，一边执行。 效率比较低，而且不能生成可独立执行的可执行文件效率比较低，而且不能生成可独立执行的可执行文件，应用程序不能脱离其解释器，但这种方式比较灵活，可，应用程序不能脱离其解释器，但这种方式比较灵活，可以动态地调整、修改应用程序。以动态地调整、修改应用程序。 （2）编译类：编译是指在应用源程序执行之前，就将）编译类：编译是指在应用源程序执行之前，就将程序源代码程序源代码“翻译翻译”成目标代码，因此其目标程序可以脱成目标代码，因此其目标程序可以脱离其语言环境独立执行。离其语言环境独立执行。 现在大多数的编程语言都是编译型的。现在大多数的编程语言都是编译型的。 5 病毒的定义 5 计算机病毒的表现形式 5 计算机病毒的分类 5 计算机病毒的