第1章-计算机基础知识

1、大学计算机基础 大学计算机基础大学计算机基础 计算机基础知识计算机基础知识李群李群大学计算机基础2本次课程所讲内容本次课程所讲内容l课程注意事项课程注意事项l教学内容安排教学内容安排l计算机基础知识计算机基础知识课时分配课时分配课程考核方式课程考核方式教学服务器教学服务器作业和实验报告作业和实验报告大学计算机基础3课时分配课时分配l理论课（理论课（2424学时）学时）l上课时间：上课时间： 1-81-8周周,12-15,12-15周，周周，周三三上午上午1-21-2节节l上课地点：二教上课地点：二教110110l实验课（实验课（1616学时）学时）l上课时间：上课时间： 14-16 14-16

2、周，周，1818周，周五上午周，周五上午1-41-4节，节，l上课地点：计算中心上课地点：计算中心计算机应用基础计算机应用基础4本课程的考核方式本课程的考核方式l本课程采用的考核方式是机考方式（闭卷），本课程采用的考核方式是机考方式（闭卷），考试题型为：单项考试题型为：单项选择题选择题（理论知识，共（理论知识，共40分）、软件分）、软件操作题操作题（3道上机题，共道上机题，共60分）分） 。l总评成绩总评成绩 ( (作业作业+ +实验实验+ +出勤出勤) )* *(30%40%) (30%40%) +( +(期末考试的成绩期末考试的成绩) )* *(70%60%)(70%60%)大学计算机基础

3、5教学服务器教学服务器l77l7/7/李群李群/ /课件课件 课件下载、实验和作业通知、教学辅助材料课件下载、实验和作业通知、教学辅助材料l7/7/李群李群/ /作业作业 包含各班文件夹：上传作业和实验报告包含各班文件夹：上传作业和实验报告大学计算机基础6作业和实验报告作业和实验报告l每次作业和实验报告都要按照规定每次作业和实验报告都要按照规定的时间的时间按时提交按时提交，否则扣分，否则扣分l

4、严禁抄袭，若发现抄袭现象，严禁抄袭，若发现抄袭现象，抄袭抄袭者和被抄袭者者和被抄袭者本次作业或者实验报本次作业或者实验报告的分数都为告的分数都为0 0分分大学计算机基础7作业和实验报告上传作业和实验报告上传l上传作业和实验报告时，请按照上传作业和实验报告时，请按照以下格式给你的文件取名以下格式给你的文件取名学号学号- -姓名姓名- -实验实验X.X.* * * *l上交到作业文件夹下各自班级的子上交到作业文件夹下各自班级的子文件夹内文件夹内大学计算机基础8本次课程所讲内容本次课程所讲内容l课程注意事项课程注意事项l教学内容安排教学内容安排l计算机基础知识计算机基础知识大学计算机基础9教学内容安

5、排教学内容安排l计算机基础知识计算机基础知识l计算机的发展历程、数据在计算机中计算机的发展历程、数据在计算机中的表示形式、信息编码的表示形式、信息编码l计算机系统计算机系统l硬件系统、软件系统、模拟攒机硬件系统、软件系统、模拟攒机l操作系统操作系统l文件的概念、资源管理器、控制面板文件的概念、资源管理器、控制面板大学计算机基础10教学内容安排（续）教学内容安排（续）l办公软件应用办公软件应用l文字处理文字处理l艺术排版、科技排版艺术排版、科技排版l电子表格处理电子表格处理l工作表操作、单元格设置、函数和公式、工作表操作、单元格设置、函数和公式、图表分析图表分析l演示文稿演示文稿l基本操作、添加

6、对象、设置动画效果、设基本操作、添加对象、设置动画效果、设置幻灯片放映置幻灯片放映大学计算机基础11教学内容安排（续）教学内容安排（续）l多媒体技术应用多媒体技术应用l多媒体信息基础知识、多媒体信息基础知识、图形图像处理图形图像处理l网络基础知识网络基础知识l网络概述、网络组成、网络应用技术网络概述、网络组成、网络应用技术l计算机安全计算机安全l病毒定义、网络入侵、防治措施病毒定义、网络入侵、防治措施大学计算机基础12本次课程所讲内容本次课程所讲内容l课程注意事项课程注意事项l教学内容安排教学内容安排l计算机基础知识计算机基础知识l计算机的发展历程计算机的发展历程l数据在计算机中的表示方法数据

7、在计算机中的表示方法l信息化的发展趋势信息化的发展趋势l信息编码信息编码大学计算机基础13计算机的定义计算机的定义l计算机（计算机（ComputerComputer）是一种可以）是一种可以接收接收输入输入信息，并且具有信息，并且具有处理和处理和存储存储程序和数据的能力，能产生程序和数据的能力，能产生输出输出信息的装置信息的装置计算工具的演变计算工具的演变劳动创造工具劳动创造工具工具扩展人类探索自然界的功能工具扩展人类探索自然界的功能l机械工具扩展四肢的功能机械工具扩展四肢的功能l测试工具扩展感官的功能测试工具扩展感官的功能l计算工具扩展大脑的功能计算工具扩展大脑的功能大学计算机基础14大学计算

8、机基础15手动式计算工具手动式计算工具筹算法筹算法( (秦汉时期秦汉时期) )算盘算盘( (中国唐朝中国唐朝) )最古老最古老的手动的手动式计算式计算工具工具大学计算机基础16手动式计算工具（续）手动式计算工具（续）l纳皮尔计算尺纳皮尔计算尺:一种能简化计算的乘法一种能简化计算的乘法速算器，由英国数学家纳皮尔发明速算器，由英国数学家纳皮尔发明( (1622年年) )大学计算机基础17手动式计算工具（续）手动式计算工具（续）l纳皮尔计算尺纳皮尔计算尺73327332090612416 做个位904 做十位011 做百位2 做千位23366323大学计算机基础18机械式计算工具机械式计算工具l16

9、421642年，法国科学家帕斯卡发明了年，法国科学家帕斯卡发明了世界上第一台机械式加减法器世界上第一台机械式加减法器大学计算机基础19机械式计算工具（续）机械式计算工具（续）l16741674年，德国数学家莱布尼兹发明了年，德国数学家莱布尼兹发明了机械式四则运算计算器机械式四则运算计算器大学计算机基础20近代计算机近代计算机18221822年，差分机年，差分机 英国数学家英国数学家 查尔斯查尔斯. .巴比奇巴比奇大学计算机基础21近代计算机（续）近代计算机（续）18341834年，分析机年，分析机大学计算机基础22第一台第一台电子计算机电子计算机l名称？名称？l诞生时间？诞生时间？l诞生地点？

10、诞生地点？l由谁研制？由谁研制？l用途？用途？ENIAC美国宾夕法尼亚大学美国宾夕法尼亚大学埃克特埃克特、莫莫克克利利等等计算炮弹弹道计算炮弹弹道1946年年2月月约翰约翰埃克特埃克特 莫克利莫克利第一台电子计算机第一台电子计算机 ENIACENIACl约约1800018000个电子管个电子管l重重3030吨吨l占地占地170170平方米平方米l耗电耗电174174千瓦千瓦/ /小时小时大学计算机基础24第一台电子计算机第一台电子计算机 ENIACENIACl每秒进行每秒进行50005000次次加减运算加减运算l没有存储器没有存储器l用线路连接的方用线路连接的方式编排程序式编排程序l标志电子计

11、算机标志电子计算机时代的到来时代的到来巨人巨人(Colossus)(Colossus)计算机计算机电电子子管管尘封在电脑史尘封在电脑史册里的册里的超级机密超级机密 l“巨人巨人”机于机于1943年年10月秘密运到布雷契莱月秘密运到布雷契莱 庄园。这台机器用庄园。这台机器用1500个电子管组成十进制计数个电子管组成十进制计数器，阅读速度可达每秒器，阅读速度可达每秒5000字符。字符。“巨人巨人”安装在安装在两个用支架架起的两个用支架架起的7英尺高、英尺高、16英尺宽的箱子里，中英尺宽的箱子里，中间隔开间隔开6英尺，总重量约英尺，总重量约1吨，功率达吨，功率达4.5千瓦。千瓦。l英国人用它来破译德

12、国人的密码。英国人用它来破译德国人的密码。l随着随着时间的推移，时间的推移，“超级机密超级机密”逐渐被人向外批露逐渐被人向外批露：研制：研制“巨人巨人”的团队，是一个人才济济的英雄群的团队，是一个人才济济的英雄群体；研制体；研制“巨人巨人”的历程，是一场惊心动魄的战斗的历程，是一场惊心动魄的战斗，有的军事学史家甚至认为，有的军事学史家甚至认为，“巨人巨人”参战改变了参战改变了二战进程。二战进程。大学计算机基础26大学计算机基础27电子计算机之父电子计算机之父l计算机世界中不能忘记计算机世界中不能忘记的人的人-美籍匈牙利数学美籍匈牙利数学家家冯冯诺依曼诺依曼l发表题为发表题为“电子计算机电子计算

13、机逻辑结构初探逻辑结构初探”报告，报告，奠定了存储程序式计算奠定了存储程序式计算机的理论基础。机的理论基础。计算机应用基础计算机应用基础28冯冯.诺依曼诺依曼的的“存储程序存储程序”理论理论1. 计算机必须由计算机必须由运算器运算器、控制器控制器、存储器存储器、 输入器输入器和和输出器输出器五大部件组成五大部件组成2. 存储器中预先存放着控制计算机运行的程存储器中预先存放着控制计算机运行的程序和数据，并且程序必须能自动执行序和数据，并且程序必须能自动执行3. 计算机中的程序和数据用二进制表示计算机中的程序和数据用二进制表示从电子计算机诞生至今，除第一台电子计从电子计算机诞生至今，除第一台电子计

14、算机算机ENIAC之外，其余的计算机几乎都遵之外，其余的计算机几乎都遵循以上循以上三三条原则条原则大学计算机基础29电子计算机的发展历程电子计算机的发展历程时代时代年份年份使用的逻辑元件使用的逻辑元件第一代第一代1946-19581946-1958电子管电子管第二代第二代1958-19641958-1964晶体管晶体管第三代第三代1964-19701964-1970集成电路集成电路第四代第四代19711971年迄今年迄今大规模和超大规大规模和超大规模集成电路模集成电路微机时代的微机时代的到来到来大学计算机基础30l科学计算是计算机最早的应用领域，科学计算是计算机最早的应用领域， 例如导弹发射轨

15、道的例如导弹发射轨道的 计算，天气预报等工作。计算，天气预报等工作。计算机应用：科学计算计算机应用：科学计算大学计算机基础31计算机应用：过程控制或者自动控制计算机应用：过程控制或者自动控制l用计算机对卫星或者飞用计算机对卫星或者飞船进行实时监控船进行实时监控l 2011 2011年年1111月，神舟八号飞船发月，神舟八号飞船发射射, ,与天宫一号目标飞行器实现与天宫一号目标飞行器实现无人对接。无人对接。 l 2012 2012年年6 6月月1818日日, ,神舟九号神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器实飞船与天宫一号目标飞行器实现首次载人的空间交会对接。现首次载人的空间交会对接。 l 2013

16、2013年年6 6月月1111日日, ,神舟十号神舟十号飞船升天，完成了自动和手飞船升天，完成了自动和手动交会对接、组合体飞行、动交会对接、组合体飞行、绕飞等任务。绕飞等任务。 大学计算机基础32计算机应用：计算机辅助系统计算机应用：计算机辅助系统l计算机辅助设计（计算机辅助设计（CAD）l计算机辅助制造（计算机辅助制造（CAM）l计算机辅助测试（计算机辅助测试（CAT）l计算机集成制造系统（计算机集成制造系统（CIMS）l计算机辅助教育（计算机辅助教育（CBE）大学计算机基础33计算机应用计算机应用 ：多媒体应用：多媒体应用l数字声音设计制作数字声音设计制作l数字视觉设计制作数字视觉设计制作

17、l图形图像设计图形图像设计l动画设计动画设计 l电影特技制作电影特技制作 l电子游戏电子游戏大学计算机基础34计算机应用：网络、信息处理计算机应用：网络、信息处理l网络应用网络应用l电子邮件电子邮件l信息检索信息检索l电子商务等电子商务等l信息处理信息处理l办公自动化办公自动化l财务管理系统等财务管理系统等大学计算机基础35计算机的发展趋势计算机的发展趋势l巨型化巨型化l微型化微型化l网络化网络化l智能化智能化大学计算机基础36计算机的新技术计算机的新技术嵌入式技术嵌入式技术: : 将计算机作为将计算机作为一个信息处理部件一个信息处理部件，嵌入嵌入到应用系统之中，系统和功能软件固化起来。到应用

18、系统之中，系统和功能软件固化起来。应用应用：各种家电、数码各种家电、数码相机相机、手机、手机等等。人脸识别人脸识别大学计算机基础37计算机的新技术计算机的新技术网格计算技术：网格计算技术：利用利用互联网把分散在不同地理互联网把分散在不同地理位位置置的电脑组织成一个的电脑组织成一个“虚拟的超级计算机虚拟的超级计算机”，其其中中每一台的计算机就是一个每一台的计算机就是一个“节点节点”，而整个计算，而整个计算是是 由由成千上万个成千上万个“节点节点”组成的组成的“一张网格一张网格”。优点优点：数据处理能力超强，充分利用网上的闲置数据处理能力超强，充分利用网上的闲置处理处理能力能力。3D投影技术：投影

19、技术：2013年，美国利用年，美国利用3D投影技术来快速组装战机：投影技术来快速组装战机：3D投影系统可以将装配复杂机械部件的说明直接投投影系统可以将装配复杂机械部件的说明直接投影到零部件的表面，从而为装配提供了一分清晰的影到零部件的表面，从而为装配提供了一分清晰的数字路线图。数字路线图。计算机的新技术计算机的新技术3D打印技术打印技术呈现真实的你呈现真实的你 3D 3D打印如今正越来越多的在生活中进行商业化应打印如今正越来越多的在生活中进行商业化应 用的尝试用的尝试 ，从打印玩具到打印物体模型，再到打印金，从打印玩具到打印物体模型，再到打印金属零件。属零件。3D3D打印技术的进步已经让我们可

20、以打印真人。打印技术的进步已经让我们可以打印真人。德国汉堡有一家创业公司德国汉堡有一家创业公司TwinkindTwinkind可以实现这个愿景，可以实现这个愿景，专门打印个人雕塑，将专门打印个人雕塑，将minimini版的你栩栩如生地还原出来版的你栩栩如生地还原出来计算机的新技术计算机的新技术大学计算机基础40本次课程所讲内容本次课程所讲内容l课程注意事项课程注意事项l教学内容安排教学内容安排l计算机基础知识计算机基础知识l计算机的发展历程计算机的发展历程l数据在计算机中的表示方法数据在计算机中的表示方法l信息编码信息编码大学计算机基础41l什么是二进制？什么是二进制？l二进制表示的数据中，每

21、个数位上二进制表示的数据中，每个数位上的数字只能是的数字只能是0 0或者或者1 1l(10101011)(10101011)2 2l逢逢2 2进一：进一：(1)(1)2 2+(1)+(1)2 2=(10)=(10)2 2计算机中采用计算机中采用二进制二进制来表示数据来表示数据 大学计算机基础42l容易实现容易实现 二进制只有二进制只有0 0和和1 1两个状态，两个状态， 电子器件具有实现的可行性电子器件具有实现的可行性l运算简单运算简单 二进制的运算法则少，运算简单，二进制的运算法则少，运算简单，使硬件结构大大简化使硬件结构大大简化l有逻辑性有逻辑性 二进制的二进制的0 0和和1 1正好和逻辑

22、代数的正好和逻辑代数的假假和和真真相对应相对应l有稳定性有稳定性 二进制只有二进制只有0 0和和1 1两个状态，传输两个状态，传输和处理时不容易出错和处理时不容易出错二进制的优点二进制的优点大学计算机基础43常用的进位计数制常用的进位计数制l日常使用：十进制（日常使用：十进制（D Decimalecimal）l计算机采用：二进制（计算机采用：二进制（B Binaryinary）l为了简化二进制的表示方式，使用为了简化二进制的表示方式，使用l八进制（八进制（O Octalctal）l十六进制（十六进制（H Hexdecimalexdecimal）大学计算机基础44进位计数制的要素进位计数制的要素

23、l数码、基数、计数规则数码、基数、计数规则lR进制数进制数(R = 2,8,10 or 16)l数码：数码：0 (R-1)l基数：基数：Rl计数规则：逢计数规则：逢 R 进一进一特殊说明，十六进制特殊说明，十六进制的数码的数码比较特殊，为：比较特殊，为：09，A、B、C、D、E、F大学计算机基础45进位计数制的表示形式进位计数制的表示形式l数字后面加各计数制的英文单词的数字后面加各计数制的英文单词的第一个字母的大写第一个字母的大写l1011B 16D 26O 6AHl数字加括号再加下标数字加括号再加下标l(1011)2 (16)10 (26)8 (6A)16l每一个数位上的数字不能超出数码每一

24、个数位上的数字不能超出数码的范围的范围(1010)2 ，(18)10 ，(28)8 ，(6AEI)16(正确正确)(正确正确)(错误错误)(错误错误)大学计算机基础46不同进位制之间的转换不同进位制之间的转换l二进制二进制 十进制十进制l二进制二进制 八进制八进制l二进制二进制 十六进制十六进制l十进制十进制 十六进制十六进制大学计算机基础47二进制二进制 十进制十进制l方法方法每个数位上的数字乘以各自每个数位上的数字乘以各自位权位权的累加的累加l示例示例 (1011.01)(1011.01)2 2=1=1* *2 23 3+0+0* *2 22 2+1+1* *2 21 1+1+1* *2

25、20 0+0+0* *2 2-1 -1+ + 1 1* *2 2-2-2=11.25=11.25D位权大学计算机基础48十进制十进制 二进制二进制l整数部分整数部分l除除2 2取余，先余为低，后余为高取余，先余为低，后余为高l除除 2 2 取余数，直到商为取余数，直到商为 0 0l首次取得的余数是转换后的进制部分首次取得的余数是转换后的进制部分的的最低位最低位，最后取得的余数是，最后取得的余数是最高位最高位大学计算机基础49十进制十进制 二进制（续）二进制（续）l将将 (100)10 二进制二进制l(100)10 = (1100100)210025022521226232100010011高高

26、2低低十进制十进制 二进制（续）二进制（续）l小数部分小数部分l乘乘2 2取整，先整为高，后整为低取整，先整为高，后整为低l乘乘 2 2 取整数，直到小数部分为取整数，直到小数部分为0 0或达或达到要求的精度为止到要求的精度为止l首次取得的整数是转换后的进制部分首次取得的整数是转换后的进制部分的的最高位最高位，最后取得的整数是，最后取得的整数是最低位最低位大学计算机基础50将将(0.6875)(0.6875)1010转换为二进制形式：转换为二进制形式： 0. 68750. 6875 2 2 1.3750 1.3750 整数部分为整数部分为1 1 高位高位 0. 37500. 3750 2 2

27、0. 7500 0. 7500 整数部分为整数部分为0 0 0. 7500 0. 7500 2 2 1. 5000 1. 5000 整数部分为整数部分为1 1 0. 5000 0. 5000 2 2 1. 0000 1. 0000 整数部分为整数部分为1 1 低位低位即：即：(0.6875)(0.6875)1010 =(0.1011) =(0.1011)2 2 l将将一个既有整数部分又有小数部分的一个既有整数部分又有小数部分的 十进制数十进制数转换成二进制数转换成二进制数，可以，可以将其将其整数整数部分部分和和小数部分小数部分分别分别转换，然后再组合。转换，然后再组合。十进制十进制 二进制（续

28、）二进制（续）大学计算机基础52大学计算机基础53二进制二进制 八进制八进制八进制八进制二进制二进制00001001201030114100510161107111大学计算机基础54二进制二进制 八进制（续）八进制（续）l1 1位八进制数相当于位八进制数相当于3 3位二进制数位二进制数l从二进制整数的最右端向左分组，每从二进制整数的最右端向左分组，每3 3 位为一组，最左端不足位为一组，最左端不足3 3位补位补0 0即可即可(100 101 110 111)2( )86745大学计算机基础55二进制二进制 十六进制十六进制十六进制十六进制二进制二进制十六进制十六进制二进制二进制00000810

29、00100019100120010A101030011B101140100C110050101D110160110E111070111F1111大学计算机基础56二进制二进制 十六进制（续）十六进制（续）l1 1位十六进制数相当于位十六进制数相当于4 4位二进制数位二进制数l从二进制整数的最右端向左分组，每从二进制整数的最右端向左分组，每4 4 位为一组，最左端不足位为一组，最左端不足4 4位补位补0 0即可即可( 10 1010 0101)2( )165A200计算机应用基础计算机应用基础57十六进制数十六进制数 十进制数十进制数l十六进制数十六进制数十进制数十进制数 各位十六进制数码乘以与

30、其相应的各位十六进制数码乘以与其相应的权之和即为该十六进制数相对应的十权之和即为该十六进制数相对应的十进制数进制数 例如：例如：N=A8CH=A*162+8*161+C*160=2700D计算机应用基础计算机应用基础58十进制数十进制数 十六进制数十六进制数l十进制数十进制数十六进制数十六进制数 方法一：把要转换的十进制数的整数部分不方法一：把要转换的十进制数的整数部分不断除以断除以16,16,记下余数，直到商为记下余数，直到商为0 0。对小数部。对小数部分要不断地乘以分要不断地乘以16,16,记下其整数部分记下其整数部分, ,直到结直到结果的小数部分为果的小数部分为0 0为止。为止。 方法二

31、：把要转换的十进制数先转换成二进方法二：把要转换的十进制数先转换成二进值，然后由二进值再转换成十六进值。值，然后由二进值再转换成十六进值。大学计算机基础59本次课程所讲内容本次课程所讲内容l课程注意事项课程注意事项l教学内容安排教学内容安排l计算机基础知识计算机基础知识l计算机的发展历程计算机的发展历程l数据在计算机中的表示方法数据在计算机中的表示方法l信息编码信息编码计算机中数据的存储单位计算机中数据的存储单位l位：位：也称比特，记为也称比特，记为bitbit或或b b。是数据。是数据的最小表示单位，用的最小表示单位，用0 0或或1 1表示表示l字节：字节：也称拜特，记为也称拜特，记为Byt

32、eByte或或B B，是，是计算机中用来表示计算机中用来表示存储容量大小的最存储容量大小的最基本单位基本单位 1B=8bit 1KB=1024B=210B 1MB=1024KB=210KB=220B 1GB=1024MB=210MB=230B 1TB=1024GB=210GB=240B 1PB=1024GB=210GB=250B60大学计算机基础大学计算机基础61计算机中数据的存储单位（续）计算机中数据的存储单位（续）l字字：常记为：常记为WordWord或或W W，字由若干字节组成，字由若干字节组成，每个字中包含的二进制位数称为每个字中包含的二进制位数称为字长字长l示例：示例：l6464位计

33、算机是指计算机一次可以处理位计算机是指计算机一次可以处理6464位位二进制数二进制数l6464位计算机中的位计算机中的6464是指是指机器字长机器字长1011111110000000一个位一个位一个字节一个字节字长（字长（1616位）位）计算机应用基础计算机应用基础62 数的表示数的表示l在计算机中，数只有在计算机中，数只有“0 0”和和“1 1”。所以数的。所以数的正负也是由正负也是由“0 0”和和“1 1”来表示的。习惯上用来表示的。习惯上用“0 0”表示表示正数正数，用，用“1 1”表示表示负数负数。l一个一个带符号的二进制数带符号的二进制数通常是由两部分组成，通常是由两部分组成，即数的

34、即数的符号符号部分和部分和数值数值部分。通常把一个数的部分。通常把一个数的最高位定义为符号位，其他位为数值位。例如最高位定义为符号位，其他位为数值位。例如, ,一个字长为一个字长为1616的计算机中的计算机中, ,对于有符号数来说对于有符号数来说, ,最高为其符号位最高为其符号位, ,数值只有数值只有1515位；而对无符号位；而对无符号来说来说,16,16位全部为数值位。位全部为数值位。 例如：例如：l在一个字长为在一个字长为8 8位的计算机中，一个带符号位的计算机中，一个带符号的数的数0101001101010011表示表示+1010011+1010011，等效于十进，等效于十进制数制数+8

35、3+83。l带符号的数带符号的数1001001110010011表示表示-10011-10011，等效于，等效于十进制数十进制数-19-19；l如果如果1001001110010011表示的是无符号数则等于十表示的是无符号数则等于十进制数进制数147147。63计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础计算机应用基础64数的表示数的表示原码、反码和补码原码、反码和补码l 将符号数值化了的数据表示形式称为将符号数值化了的数据表示形式称为机器数机器数。 计算机中机器数的表示有原码、反码和补码。计算机中机器数的表示有原码、反码和补码。l 对于对于正数正数，其原码、反码与补码表示是，其原码、反码与补码

36、表示是完全相同完全相同的；的；l 对于对于负数负数，其原码、反码和补码是，其原码、反码和补码是不同不同的表示形式的表示形式。l除符号位外，除符号位外，将其原码的数值部分求反将其原码的数值部分求反（即（即0 0变变1 1，1 1变变0 0） 则可求其则可求其反码反码，l由由反码的最低位加反码的最低位加1 1即可求得其补码即可求得其补码。 &原码编码简单直观，但不能直接对两个原码编码简单直观，但不能直接对两个同符号同符号 的数相减或两个异符号的数相加。的数相减或两个异符号的数相加。 &使用补码的优点是：使用补码的优点是：（1）使得符号位能与有效数值部分一起参加运算，从）使得符号位能

37、与有效数值部分一起参加运算，从而简化运算规则。而简化运算规则。（2）使减法运算转换为加法运算，简化计算机中运算）使减法运算转换为加法运算，简化计算机中运算器的线路设计。器的线路设计。计算机应用基础计算机应用基础65计算机应用基础计算机应用基础66小数点的表示小数点的表示 1. 定点表示法定点表示法：所谓定点表示法就是小数：所谓定点表示法就是小数点在数中的位置是固定不变的。点在数中的位置是固定不变的。(1) 定点整数定点整数小数点位置固定在数的最低位小数点位置固定在数的最低位之后之后 ,如：如： Dn-1 Dn-2 D1 D0 .(2)定点小数定点小数小数点位置固定在数的符号位小数点位置固定在数

38、的符号位之后、数值最高位之前。之后、数值最高位之前。 如：如：D0. D-1 D-(n-2) D-(n-1)2. 浮点数浮点数的的表示表示小数点小数点在数中的位置是浮动在数中的位置是浮动的的l一个浮点数由一个浮点数由阶码部分阶码部分和和尾数部分尾数部分组成组成l阶码部分：阶码阶码部分：阶码是是整数，整数，确定小数点移动的位数，阶符为正向右确定小数点移动的位数，阶符为正向右移，阶符为负则向左移。移，阶符为负则向左移。l尾数部分尾数部分：尾数是小于：尾数是小于1 1的数字，尾符确定尾数的正负的数字，尾符确定尾数的正负；M1M2Mn尾数值尾数值 阶值阶值阶符阶符尾符尾符 91028 = 0.9 10

39、- -2721033 = 0.2 1034 任意任意一个十进制数一个十进制数 可以写成可以写成=10E （十进制表示）（十进制表示）计算机应用基础计算机应用基础67大学计算机基础68计算机的信息转换过程计算机的信息转换过程 输入信息输入信息数值数值西文字符西文字符汉字汉字二进制数二进制数数值数值西文字符西文字符汉字汉字 计算机计算机 输出信息输出信息编码编码编码编码各类数据在计算机中的转换过程各类数据在计算机中的转换过程l数值数值-十十/二进制转换（输入）二进制转换（输入）-内存内存-二二/十十进制转换（输出）进制转换（输出）-数值数值l西文西文-ASCII码码(输入输入)-内存内存-西文字形

40、码西文字形码(输输出）出）-西文西文l汉字汉字-输入码输入码/机内码转换机内码转换(输入）输入）-内存内存-汉汉字字形码（输出）字字形码（输出）-汉字汉字l声音、图像声音、图像-模模/数转换数转换(输入输入)-内存内存-数数/模转模转换换(输出）输出）-声音、图像声音、图像大学计算机基础69l字符编码：字符编码：规定用怎样的二进制码来表示规定用怎样的二进制码来表示 字母、数字以及专门符号字母、数字以及专门符号。l在微型机系统中，有一种重要的字符编码方在微型机系统中，有一种重要的字符编码方式：式：ASCII码码。lASCII码码 :是是美国标准信息交换码美国标准信息交换码（American St

41、andard Code for information Interchange）的缩写。的缩写。它本来只是一个美国交换码的国家标准，它本来只是一个美国交换码的国家标准， 但但它成为一种国际标准。它成为一种国际标准。 字符的表示字符的表示计算机应用基础计算机应用基础70ASCIIASCII编码用编码用7 7位二进制数表示位二进制数表示0 0127127共共128128个个字符字符每一个字符有一个唯一的二进制编码。每个字每一个字符有一个唯一的二进制编码。每个字符占一个字节，其中最高位为符占一个字节，其中最高位为0 0。 l09 00110000B00111001B 4857lAZ 01000001

42、B01011010B 6590laz 01100001B01111010B 97122l 3232个标点符号和运算符以及个标点符号和运算符以及3434个控制码。个控制码。ASCIIASCII编码编码计算机应用基础计算机应用基础71 扩展扩展ASCIIASCII码：有码：有128128个字符，编码从个字符，编码从 128 128 到到 255 255 。每个字符占一个字节，最高位为。每个字符占一个字节，最高位为1 1。ASCIIASCII编码表编码表l汉字汉字字数多，字形复杂，计算机存储字数多，字形复杂，计算机存储和和 处理处理比较复杂。计算机处理汉字信息比较复杂。计算机处理汉字信息的的 前提前

43、提条件是对每个汉字进行编码，这些条件是对每个汉字进行编码，这些编码编码 统称统称为汉字编码为汉字编码。l从汉字代码转换的角度从汉字代码转换的角度，可以，可以把汉字信息处把汉字信息处理系统抽象为一个结构模型，如下理系统抽象为一个结构模型，如下图示图示 汉字编码汉字编码大学计算机基础73大学计算机基础74l输入输入码码：输入汉字时使用的：输入汉字时使用的编码编码l音码类：音码类：全拼、双拼、微软拼音、智全拼、双拼、微软拼音、智能能ABC等等 l形码形码类：类：五笔字型法、郑码输入法五笔字型法、郑码输入法汉字编码（续）汉字编码（续）l机内码机内码 是是计算机内部处理计算机内部处理汉字信息所汉字信息所

44、用的汉字编码用的汉字编码。 机内码机内码为为二进制，二进制，为方便多用十六进制表示为方便多用十六进制表示。l国标国标码码 19811981年我国颁布了年我国颁布了信息交换用汉字编码字符集信息交换用汉字编码字符集基本集基本集，制定了，制定了国标码国标码。根据词频统计选择出。根据词频统计选择出6763 6763 个常用汉字，为每个汉字分配了标准代码，国个常用汉字，为每个汉字分配了标准代码，国标码又称为汉字交换码标码又称为汉字交换码。后历经十余年。后历经十余年9090余余稿的修稿的修改，改，通用规范汉字表通用规范汉字表公布公布，81058105个汉字领到个汉字领到“身份证身份证”。一些异体字。一些异

45、体字加入到了规范字行列，有了加入到了规范字行列，有了“合法地位合法地位”，比如，比如，“堃堃”、“喆喆”等字。等字。 汉字编码（续）汉字编码（续）75大学计算机基础l区位码区位码：将汉字：将汉字和汉字和汉字符号组成一个符号组成一个9494的方阵的方阵，每一行称为一个每一行称为一个“区区”；每一列称每一列称为一个为一个“位位”，区，区、位的序号均从、位的序号均从01到到94。l汉字机内码、国标汉字机内码、国标码、和码、和区位码三者之间的区位码三者之间的关系关系： 汉字编码（续）汉字编码（续） 区码区码 位码位码如汉字如汉字“啊啊”的区位码是的区位码是16011601，区码为区码为1616，位码为

46、，位码为0101，区位码、，区位码、区码、位码都为十进制数区码、位码都为十进制数大学计算机基础76l区位码区位码（十进制）的两个字节分别转换（十进制）的两个字节分别转换为为 十六进制十六进制后加后加20H20H得到对应的得到对应的国标国标码码： 国标码国标码区位码区位码2020H2020H l机内码机内码是将国标码两是将国标码两个字节的最高位分别加个字节的最高位分别加1 1，即汉字交换码即汉字交换码（国标码）（国标码）的两个字节分别加的两个字节分别加80H80H得到对应的机内码；得到对应的机内码； 机内码机内码国标码国标码8080H8080Hl区位码区位码（十进制）的两个字节分别转换为十六（十

47、进制）的两个字节分别转换为十六进制后加进制后加A0HA0H得到对应的得到对应的机内码机内码。 机内码机内码区位码区位码A0A0HA0A0H汉字编码（续）汉字编码（续）大学计算机基础77大学计算机基础78l汉字机内码汉字机内码 = 汉字区位码汉字区位码 + A0A0Hl“啊啊”的区位码为的区位码为“1601D”，机内码为，机内码为“B0A1H”区码、位码区码、位码分别分别转换成转换成16进制为：进制为：“1001H”1001HA0A0HB0A1H汉字编码（续）汉字编码（续）汉字字形码汉字字形码字形码是汉字字形的字模数据，以点阵方字形码是汉字字形的字模数据，以点阵方 式或矢量函数表示。式或矢量函数

48、表示。000010000000100001111111000010000001010000100010010000010000000008087F0814224100123456781234567888的点阵l汉字点阵的信息量很大，汉字点阵的信息量很大，所所以占用的以占用的存储存储 空间空间也很也很大大：如：如 8 88 8点阵点阵 每个汉字每个汉字占占8 8个字节个字节l字模字模点阵就构成了所谓的点阵就构成了所谓的“字库字库”，用于显示和，用于显示和打印。打印。l根据汉字形式的精密程度要求的不同，每个汉字根据汉字形式的精密程度要求的不同，每个汉字点阵的大小也不同点阵的大小也不同。l点阵点阵形

49、式形式有：有： 88 、1616、2424、3232、4848、 6464、7272、128128 汉字字形码汉字字形码80大学计算机基础大学计算机基础81课程小结课程小结l课程注意事项课程注意事项l教学内容安排教学内容安排l计算机基础知识计算机基础知识l计算机的发展历程计算机的发展历程l数据在计算机中的表示数据在计算机中的表示l信息编码信息编码大学计算机基础82Thanks!大学计算机基础83大学计算机基础84大学计算机基础85大学计算机基础86大学计算机基础87大学计算机基础88大学计算机基础89大学计算机基础90大学计算机基础91大学计算机基础92电子管电子管大学计算机基础93晶体管晶体管大学计算机基础94集成电路集成电路大学计算机基础95平板计算机平板计算机超便携个人计算机超便携个人计算机大学计算机基础96电子管电子管大学计算机基础97晶体管晶体管大学计算机基础98集成电路集成电路大学计算机基础99IBMRoad runner（走娟走娟）由由IBMIBM和美国新墨西和美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室联合开国家实验室联合开发，发，用于天文、能用于天文、能源、人类基因科学、源、人类基因科学、以及气候变化