大学计算机基础课件系列-1

1、网络与计算中心大学计算机基础大学计算机基础2011年年10月制作月制作网络与计算中心2任课教师：黄庆凤任课教师：黄庆凤联系方式：联系方式子邮箱：电子邮箱：hqf- 网络与计算中心互动：调查5/25/20223有没有人没有用过计算机哪个行业没有计算机的影子你能想到的计算机的酷酷的应用没有做不到，只有想不到没有做不到，只有想不到网络与计算中心计算技术和计算机是现代社会、经济和科技的基石之一互动：调查5/25/20224网络与计算中心思维性思维性 + 实践性实践性网络与计算中心章名章名学时学时备注备注计算机基础知识计算机基础知识4介绍调查问卷介绍调查问卷; 学习团队的学习团

2、队的组织组织计算机软件应用基础计算机软件应用基础 4网络基础与网络基础与Internet 4数据库技术基础数据库技术基础4多媒体技术基础多媒体技术基础3复习复习1网上调查问卷网上调查问卷考试形式考试形式 : 平时成绩平时成绩 40% + 笔试笔试 60% (期末期末 闭卷闭卷)教学日历教学日历理论授课学时安排表理论授课学时安排表网络与计算中心一、实验学时一、实验学时 验证性验证性实验实验2020学时（课内）、学时（课内）、2 2个个综合大作业综合大作业（课外）（课外） ，1 1个个设计性大作业设计性大作业（课外）。（课外）。二、实验成绩评定二、实验成绩评定 平时表现平时表现 + + 验证性实验

3、验证性实验 2020分分 + + 综合大作业综合大作业1010分分 + + 设计性大作业设计性大作业1010分分 三、实验的组织形式三、实验的组织形式以以实验小组实验小组（约（约6-86-8人）为学习团队，充分发挥学习基础人）为学习团队，充分发挥学习基础好的学生的积极性，要求相互帮助，共同进步。好的学生的积极性，要求相互帮助，共同进步。大学计算机基础门户网站地址大学计算机基础门户网站地址:202.114.18.8提醒各班班长到主校区提醒各班班长到主校区(南南6楼楼)四楼实验室四楼实验室 领取学生的上机登录帐号、密码。领取学生的上机登录帐号、密码。实验学时、内容与安排实验学时、内容与安排网络与计

4、算中心第一章第一章 计算机概论计算机概论1.1 计算思维概述计算思维概述 1.2 计算机应用案例计算机应用案例1.3 数据在计算机中的表示数据在计算机中的表示1.4 计算机系统组成和工作原理计算机系统组成和工作原理8重点：重点：1. 1. 理解计算思维概念及计算思维案例理解计算思维概念及计算思维案例2. 2. 了解计算机发展史，掌握标志性变迁了解计算机发展史，掌握标志性变迁3. 3. 了解计算机主要应用领域了解计算机主要应用领域4 4、理解、理解0 0和和1 1，数据在计算机中的表示，数据在计算机中的表示5. 5. 掌握冯掌握冯诺依曼计算机体系结构诺依曼计算机体系结构网络与计算中心 Compu

5、tational thinking will be a fundamental skill used by everyone in the world by the middle of the 21st Century.1972 年。年。 第七位图灵奖第七位图灵奖(1972年年) 获得者获得者Jeannette M. WingJeannette M. Wing 周以真周以真卡内基卡内基-梅隆大学教授梅隆大学教授 Edsger_Dijkstra: 我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯习惯,从而也将深刻的影响着我们的思维能力从而也将深刻的影响着我

6、们的思维能力.1.1 计算思维的提出计算思维的提出网络与计算中心10v科学方法科学方法 理论方法、实验方法、计算方法理论方法、实验方法、计算方法v科学思维科学思维 理论思维理论思维 实验思维实验思维 计算思维计算思维 运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解的涵盖了计算机科统设计、以及人类行为理解的涵盖了计算机科学之广度的一系列思维活动。学之广度的一系列思维活动。 本质：抽象，自动化本质：抽象，自动化网络与计算中心计算机的优势？计算机的优势？u速度快速度快: 复杂的大型问题的求解复杂的大型问题的求解地球物理探测地球物理探测对天体演

7、变的研究对天体演变的研究对上亿人口的社会学研究对上亿人口的社会学研究2010年年11月月17日日“天河一号天河一号”二期系统（二期系统（4700万亿次和万亿次和2566万亿次）万亿次）1小时小时:13亿亿*340；1天天:1台双核的高档桌面电脑运算台双核的高档桌面电脑运算620年以上。年以上。 日本的日本的“京京”u计算机仿真计算机仿真:无法在现实世界中进行实验的研究无法在现实世界中进行实验的研究核武器爆炸核武器爆炸地震、洪水地震、洪水恐怖袭击等灾害性事件恐怖袭击等灾害性事件网络与计算中心v用四个字来概括：用四个字来概括： 抽象、算法抽象、算法v用八个字来概括：用八个字来概括： 合理抽象、高效

8、算法合理抽象、高效算法网络与计算中心v 考虑这些日常中的事例： 当你去上学校时，会把需要的东西放进背包-这就是预置和缓存。 当你弄丢东西时，你会沿走过的路回寻-这就是回推。 在什么时候你停止租用照相机而为自己买一个呢？这就是在线算法。 在超市付账时你应当去排哪个队呢？这就是多服务器系统的性能模型。 为什么停电时你们家仍然在做午饭吃？这就是设计的冗余性。网络与计算中心计算思维能解决哪些问题？v问题是否可计算问题是否可计算？不可计算的准则：不可计算的准则：1）永不停止）永不停止 2）时间太长，效率太低）时间太长，效率太低不可计算的问题：不可计算的问题：1）图灵停机问题）图灵停机问题 2）评价一个艺

9、术作品的好坏）评价一个艺术作品的好坏计算思维能解决计算思维能解决可计算的问题可计算的问题 网络与计算中心计算思维能解决哪些问题？v问题是否可计算问题是否可计算？不可计算的准则：不可计算的准则：1）永不停止）永不停止 2）时间太长，效率太低）时间太长，效率太低不可计算的问题：不可计算的问题：1）图灵停机问题）图灵停机问题 2）评价一个艺术作品的好坏）评价一个艺术作品的好坏计算思维能解决计算思维能解决可计算的问题可计算的问题 网络与计算中心计算思维如何解决问题u合理抽象合理抽象，即-建立有效的计算模型建立有效的计算模型u高效算法高效算法，即用计算的方法解决现实问题，即用计算的方法解决现实问题p高效

10、？高效？时间复杂度时间复杂度空间复杂度空间复杂度p以空间换时间以空间换时间网络与计算中心17问题可计算吗？问题可计算吗？算法设计算法设计模型建立模型建立问题抽象问题抽象优化算法优化算法性能比较性能比较改用其它方法改用其它方法是否否否否否否网络与计算中心1.2计算机应用案例-室内装潢网络与计算中心1.2计算机应用案例-嵌入式网络与计算中心1.2计算机应用案例-核爆炸探测器网络与计算中心 1.2 计算机应用案例计算机应用案例-生物计算生物计算AGCAAGAAGTTGCATGACGATGCATGACCTAGTGCATGACGATGCATGACCTAGCAGCATCGAAGTTGCATA1.2 计算机

11、应用案例计算机应用案例网络与计算中心2022年5月25日星期三231.3.2、数据在计算机中的表示、数据在计算机中的表示1.3.1、二进制与数制的转换、二进制与数制的转换1.3.3、信息编码、信息编码网络与计算中心2022年5月25日星期三2401计算机世界的两个基本色计算机世界的两个基本色-信息表示的基础信息表示的基础简单的外在，深刻的内涵简单的外在，深刻的内涵逻辑运算逻辑运算 与、或、非与、或、非算术运算算术运算 +,-,+,-,，,编码编码 文字，图片，声音文字，图片，声音一切力量之源！一切力量之源！网络与计算中心帕斯卡发明帕斯卡发明人类有史以人类有史以来第一台机来第一台机械计算机械计算

12、机莱布尼茨改进莱布尼茨改进了帕斯卡的计了帕斯卡的计算机使之能够算机使之能够进行连续运算进行连续运算宾西法尼亚大宾西法尼亚大学教授莫契利学教授莫契利和埃克特研制和埃克特研制成功成功ENIAC。冯冯.诺伊曼结构诺伊曼结构1642167419461945-2011数制是十进制数制是十进制利用齿轮的不利用齿轮的不同位置表示不同位置表示不同的数值同的数值每一个齿轮有每一个齿轮有十格，小齿轮十格，小齿轮转一圈大齿轮转一圈大齿轮走一格走一格-实现实现十位十进制数十位十进制数 数制是十进制数制是十进制 首次首次提出了提出了“二进制二进制”数的数的概念概念 “步进轮步进轮”的的装置能够连续装置能够连续重复地做加

13、法重复地做加法 数制是十进制数制是十进制 以电子管为元以电子管为元器件器件 运算速度达到运算速度达到每秒钟每秒钟5000次次加法加法 170平方米、平方米、30吨吨 计算机硬件由五个基计算机硬件由五个基本部分组成。本部分组成。 采用二进制采用二进制 存储程序的思想，即存储程序的思想，即程序和数据一样，存程序和数据一样，存放在存储器中放在存储器中 1950研制成研制成EDVACENIAC和和EDVAC的建造者的建造者均為均為莫契利和埃莫契利和埃克特克特 数制是二进制数制是二进制 以电子管为元以电子管为元器件器件 “存储程序存储程序”结构结构 1次加法次加法/864微秒微秒 可靠、可生产可靠、可生

14、产 著名报告著名报告“关关于于EDVAC的的报报告草案告草案”在早期设计的计算装置中在早期设计的计算装置中, ,使用的并不是二进制使用的并不是二进制网络与计算中心2022年5月25日星期三26第第4 4代代 & & 大规模和超大规模集成电路大规模和超大规模集成电路 从从7070年开始至现在年开始至现在运算速度每秒几亿次运算速度每秒几亿次数据库、网络数据库、网络科学研究、经济管理科学研究、经济管理 从从6262年到年到7070年年运算速度每秒运算速度每秒40004000万次万次第第3 3代代 & & 中小规模集成电路中小规模集成电路操作系统操作系统文字处理图像处理

15、文字处理图像处理第第2 2代代 & & 晶体管晶体管. .从从5656年到年到6262年年运算速度每秒运算速度每秒300300万次万次高级语言高级语言数据处理工业控制数据处理工业控制第第1 1代代 & & 电子管电子管从从EDVACEDVAC到到19561956年年运算速度每秒几万次运算速度每秒几万次机器语言汇编语言机器语言汇编语言科学应用科学应用计算机在中国计算机在中国网络与计算中心2022年5月25日星期三27第第5 5代代 创新技术创新技术生物计算机生物计算机 纳米计算机纳米计算机 量子计算机量子计算机 光计算机光计算机 超导计算机超导计算机网络与计算中心

16、2022年5月25日星期三28采用二进制采用二进制摒弃十进制摒弃十进制n运算规则简单：两个二进制数和、积运算组合各有三种，运运算规则简单：两个二进制数和、积运算组合各有三种，运算规则简单，有利于简化计算机内部结构，提高运算速度。算规则简单，有利于简化计算机内部结构，提高运算速度。 n适合逻辑运算：逻辑代数是逻辑运算的理论依据，二进制只适合逻辑运算：逻辑代数是逻辑运算的理论依据，二进制只有两个数码，正好与逻辑代数中的有两个数码，正好与逻辑代数中的“真真”和和“假假”相吻合。相吻合。n技术实现简单：计算机是由逻辑电路组成，逻辑电路通常只技术实现简单：计算机是由逻辑电路组成，逻辑电路通常只有两个状态

17、，开关的接通与断开，这两种状态正好可以用有两个状态，开关的接通与断开，这两种状态正好可以用“1”1”和和“0”0”表示。表示。 2022年5月25日星期三29减法运算减法运算加法运算加法运算0+0=00+1=11+0=11+1=100-0=01-0=10-1=11-1=0乘除法运算可转为多次加减法运算来进行乘除法运算可转为多次加减法运算来进行算术运算算术运算10111 (23)10+) 10011 (19)10101010) 1001110111000 10-运算规则简单运算规则简单1.3.1、二进制与数制的转换、二进制与数制的转换网络与计算中心2022年5月25日星期三300和和1与逻辑与逻

18、辑现实世界中处处体现逻辑现实世界中处处体现逻辑今天你吃了没有？今天你吃了没有？ 今年的寒假是不是要提前啊？今年的寒假是不是要提前啊？你们班有没有身高一米九以上的男生啊？你们班有没有身高一米九以上的男生啊？0 1真与假，对与错，是与否真与假，对与错，是与否二进制逻辑运算二进制逻辑运算2022年5月25日星期三31异或运算异或运算或运算或运算0 OR 0=00 OR 1=11 OR 0=11 OR 1=1NOT 0=1NOT 1=0逻辑运算逻辑运算10111 AND) 10011 OR)1001110111101 11与运算与运算非运算非运算0 AND 0=00 AND 1=01 AND 0=01

19、 AND 1=10 XOR 0=00 XOR 1=11 XOR 0=11 XOR 1=0 100111.3.1、二进制与数制的转换、二进制与数制的转换2022年5月25日星期三32R3.9kBAFV2V1FAB(a)(b)&FAB(c)FAB 01灯泡灯泡亮亮/ /灭灭0 1电压电压高高/ /低低与电路与电路或电路或电路非电路非电路UCC(+5V)R3.9kABFV1V2R3.9kBAFV2V1FAB(a)(b)FAB(c)1FABFA(a)FA(b)1FA(c)逻辑符号逻辑符号与与或或非非电子线路电子线路0 0与与1 1 元器件容易实现元器件容易实现元器件容易实现元器件容易实现CPU

20、半加法器半加法器1.3.1、二进制与数制的转换、二进制与数制的转换网络与计算中心2022年5月25日星期三3320=121=222=4=2+223=2+2+224=2+2+2+25=32=2+2+26=64=2+2+2+. 莱布尼兹：莱布尼兹：1与与0，一切数字的神奇渊源，一切数字的神奇渊源德国德国 1674-17160和和1与数与数-计算思维：计算思维：复杂分解为简单之叠加复杂分解为简单之叠加任意一个自然数都可以用任意一个自然数都可以用0、1之和来表示之和来表示1.3.1、二进制与数制的转换、二进制与数制的转换网络与计算中心2022年5月25日星期三34十进制十进制二进制二进制八或十六进制八

21、或十六进制1234561.3.1、二进制与数制的转换、二进制与数制的转换网络与计算中心2022年5月25日星期三35十进制数转换为二进制数分如下两部分转换十进制数转换为二进制数分如下两部分转换:1 1）整数部分转换方法）整数部分转换方法2 2）小数部分的转换方法）小数部分的转换方法网络与计算中心2022年5月25日星期三36除除2 取余法取余法例：（例：（97）10 =（ ）2为了区别不同进制的数，为了区别不同进制的数，数值用括号括起来，数值用括号括起来，在右下角用一个脚标表示进制数。在右下角用一个脚标表示进制数。？1100001余数余数97248 1224 0212 026 023 021

22、120 1高位高位低位低位总结：总结：整数部整数部分转换方法为：分转换方法为：除除2 2 取余法。即取余法。即反复除反复除2 2 ，直到，直到商为商为 0 0，然后反，然后反向取余即可。向取余即可。网络与计算中心2022年5月25日星期三37例例:（0.8125）10 = ( )2乘乘2取整法取整法。即：。即：1.将小数乘将小数乘2后取其整数；后取其整数；2.将剩余的小数重复刚才的过将剩余的小数重复刚才的过程，直到剩余小数为程，直到剩余小数为0或做到或做到规定位数为止。规定位数为止。注意：先求得的整数为高位，注意：先求得的整数为高位，后求得的整数为低位。后求得的整数为低位。？0.11010.8

23、1252X1.6250 1整数整数0.62521.250 10.2520.5 00.521.0 1高位高位低位低位XXX网络与计算中心2022年年5月月25日星期三日星期三38v十进制数转化为二进制数的方法知道了。那十进制数转化为二进制数的方法知道了。那么十进制数转化为八进制数、十六进制数或么十进制数转化为八进制数、十六进制数或者任意者任意(R)进制数进制数的方法也就知道了。的方法也就知道了。v方法为：方法为：v整数部分转化方法为：除整数部分转化方法为：除R取余法。取余法。v小数部分的转化方法为：乘小数部分的转化方法为：乘R取整法。取整法。网络与计算中心2022年5月25日星期三39例如：十进

24、制数向十六进制数转化例如：十进制数向十六进制数转化（68.46）10整数部分的转化整数部分的转化小数部分的转化小数部分的转化= ( ? )16 ( 44.75C2 )16余数余数164 4160 4低位低位高位高位680.4616X7.36 7整数整数0.36165.76 50.761612.16 120.16162.56 2高位高位低位低位XXX0.56网络与计算中心2022年5月25日星期三40十进制数二进制数八进制数十六进制数十进制数二进制数八进制数十六进制数0000810001081111910011192102210101012A3113311101113B4100441211001

25、4C51015513110115D61106614111016E71117715111117F16?十进制数16所对应的其他进制数为多少？注意1，2，4，8所对应的二进制数注意八进制数7和十六进制数F所对应的二进制数网络与计算中心2022年年5月月25日星期三日星期三41v 数的数的加权系数表示法加权系数表示法举例举例: :(123.45)(123.45)1010 = 1 = 110102 2+ 2+ 210101 1+ 3+ 310100 0+ 4+ 41010-1-1+ 5+ 51010-2-2 (1101.01)(1101.01)2 2 = 1 = 12 23 3+ 1+ 12 22 2

26、+ 0+ 02 21 1+1+12 20 0+ 0+ 02 2-1-1+1+12 2-2-2 v R R进制数的进制数的加权系数表示法加权系数表示法: :(D)(D)r r = = = d= dn n-1-1r rn-1n-1+d+dn-2n-2r rn-2n-2+ + +d d0 0r r0 0 + + d d-1-1r r-1-1+ + +d d-m-mr r-m-m其中其中d di i为系数为系数,r,ri i为权值为权值,r,r为基数为基数( (进制数进制数),i),i为位置。为位置。1*nmiiird整数部分整数部分小数部分小数部分网络与计算中心2022年5月25日星期三42故，故，

27、R R进制数转化为十进制数的方法为：进制数转化为十进制数的方法为： -加权系数法加权系数法(1101.01)2 =123+ 122+ 021+120+ 02-1+12-2=(13.25)10( 104.3534 )8 =182+ 081+480+ 38-1+58-2 + 38-3+48-4(68.46)10( 44.75C2 )16= 4161+4160+ 716-1+516-2 + 1216-3+216-4 (68.46)10网络与计算中心2022年5月25日星期三43(1 101 001 011.101 111)2 = ( )83151571513.57.00(11 0100 1011.1

28、011 11)2 = ( )16B43BC34B.BC.00001）二进制数转换为八进制数举例）二进制数转换为八进制数举例？2）二进制数转换为十六进制数举例）二进制数转换为十六进制数举例网络与计算中心2022年5月25日星期三44( 1 5 1 3 . 5 7 )8=( )2八进制数或十六进制数转化为二进制数的方法为：八进制数或十六进制数转化为二进制数的方法为： 每一位八进制或十六进制数分解成三位或四位每一位八进制或十六进制数分解成三位或四位二进制数。注意一定要分足二进制数。注意一定要分足3位或位或4位，不足时前面位，不足时前面补零。补零。( 3 4 B . B C )16=( )21101

29、001011101111.00?11 0100 1011 1011 1100?.00网络与计算中心2022年5月25日星期三451 1数值数据的机内表示数值数据的机内表示n“位位”（BitBit）：是计算机中最小的信息单位。）：是计算机中最小的信息单位。n“字节字节”（ByteByte）：是由相连）：是由相连8 8个位组成的信息存储单位个位组成的信息存储单位 n“字字”（WordWord）：对于）：对于CPUCPU字长为字长为3232的计算机（以下同），的计算机（以下同），是由相连是由相连4 4个字节（即个字节（即3232位）构成的信息存储单位。位）构成的信息存储单位。1.3.2、数据在计算机

30、中的表示、数据在计算机中的表示网络与计算中心2022年5月25日星期三46 真值：带符号位的二进制数真值：带符号位的二进制数 如如: ( + 1001110 )2 、 ( - 1001110 )2 1.3.2、数据在计算机中的表示、数据在计算机中的表示网络与计算中心2022年5月25日星期三472 2整数在计算机内的表示整数在计算机内的表示 原原 码码 反反 码码 补补 码码1.3.2、数据在计算机中的表示、数据在计算机中的表示网络与计算中心2022年5月25日星期三48 规则：数值不变，符号规则：数值不变，符号“0”0”正，正，“1”1”负负 假定：机器字长为假定：机器字长为n n= +10

31、10110 X1原原= 01010110 = + 0.1010110 原原= 0.1010110 X1 = - 1010110 X1原原= 11010110 X2 = - 0.1010110 原原= 1.1010110 0 0的的原码原码表示有两种形式：表示有两种形式： +0+0原原 = = 0 000000000000000 -0-0原原 = = 1 100000000000000原码原码网络与计算中心2022年5月25日星期三49规则：规则： 正数同正数同原码原码。负数的反码。负数的反码 符号位为符号位为 1 1，数值部分，数值部分按位取反按位取反。= +1010110 X1反反= 010

32、10110 = + 0.1010110 反反= 0.1010110 X1 = - 1010110 X1反反= 10101001 X2 = - 0.1010110 X2反反= 1.01010010 0的的反码反码表示有两种形式：表示有两种形式： +0+0反反 = = 0 000000000000000 -0-0反反 = = 1 111111111111111反码反码的表示方法的表示方法网络与计算中心2022年5月25日星期三50规则：规则： 正数同正数同原码原码。负数的补码。负数的补码 符号位为符号位为 1 1，数值部分，数值部分按位取反按位取反+1+1。= +1010110 X1补补= 010

33、10110 = + 0.1010110 补补= 0.1010110 X1 = - 1010110 X1补补= 10101010 X2 = - 0.1010110 X2补补= 1.01010100 0的的补码补码表示唯一：表示唯一： +0+0补补 = 00000000= 00000000 -0 -0补补 = 00000000= 00000000补码补码的表示方法的表示方法网络与计算中心2022年5月25日星期三51对时操作对时操作: :（假设将时针对为（假设将时针对为1 1时）时）u 一是将时针退一是将时针退 10-9=1 10-9=1 ； u 一是将时针向前拨一是将时针向前拨 10+3=131

34、0+3=13。这两种方法都能对准到这两种方法都能对准到1 1时。时。由此可以看出，减由此可以看出，减9 9和加和加3 3是等价的，就是说是等价的，就是说3 3是是(-9)(-9)对对1212的补码，可以用数学公式表示：的补码，可以用数学公式表示：-9-9+3 mod+3 mod1212结论：结论：负数用补码表示时负数用补码表示时, ,可以把减法转化为加法。可以把减法转化为加法。补码补码的举例的举例1网络与计算中心2022年5月25日星期三52用做加法代替做减法用做加法代替做减法 9-2=9+(-2)9-2=9+(-2)99补补=00001001=00001001-2-2补补=11111110=

35、1111111099补补+-2+-2补补= 00001001+ 11111110= 00001001+ 11111110结果结果: 超过超过8位，最高位丢失。位，最高位丢失。故故: 9补补+-2补补= 00000111 结果为结果为700001001+) 11111110000001111补码补码的举例的举例2网络与计算中心2022年5月25日星期三53正机器数正机器数：符号位用：符号位用0表示，数值表示，数值不变不变。X1原原= X1反反= X1补补符号位用符号位用 表示，数值表示，数值符号位用符号位用 表示，数值表示，数值符号位用符号位用 表示，数值表示，数值或或1.3.2、数据在计算机中

36、的表示、数据在计算机中的表示网络与计算中心2022年5月25日星期三54（1 1）字符编码）字符编码 计算机中使用最多的字符包括：计算机中使用最多的字符包括：十进制数字十进制数字 0 09 9大、小写英文字母大、小写英文字母A AZ Z和和a az z 常用的运算符和标点符号常用的运算符和标点符号ASCII 码：码：美国信息交换标准码美国信息交换标准码 用低用低7位二进制数对一种字符编码，位二进制数对一种字符编码，最高位为最高位为0 0。 一共可对一共可对128种字符进行编码。种字符进行编码。1.3.3、信息编码、信息编码网络与计算中心2022年5月25日星期三550 1 2 3 4 5 6

37、789ABCDEF0 1 2 3 4 5 6 7控控制制字字符符（不不可可见见）数数字字字字符符普通字符普通字符大写大写英文英文字符字符小写小写英文英文字符字符空格空格 ASCII码为码为(32)100字符字符 ASCII码为码为(48)10A字符字符 ASCII码为码为(65)10a字符字符 ASCII码为码为(97)10回车回车 ASCII码为码为(13)101.3.3、信息编码、信息编码网络与计算中心2022年5月25日星期三56 ASCII 字符表0000010100111001011101110000NULDLESP0Pp0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC22BRbr

38、0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENGNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*:JZjz1011VTESC+;Kk1100FFFS,Nn1111SIUS/?OoDEL注：H 表示高 3 位，L 表示低 4 位。HL0 1 2 3 4 5 6 70 1 2 3 4 5 6 789ABCDEFA = (1000001)ASCII = ( )1065a = (1100001)ASCII = ( )1097表表1-41-41.3.3、信息

39、编码、信息编码网络与计算中心2022年5月25日星期三57（2 2）汉字编码）汉字编码 要想能在计算机中处理汉字，必须解决汉字的输入编码、存储编码、要想能在计算机中处理汉字，必须解决汉字的输入编码、存储编码、显示和打印字符的编码问题。显示和打印字符的编码问题。输入码是解决汉字输入采用的编码输入码是解决汉字输入采用的编码，如，如“国标区位码国标区位码”、“全拼全拼”、“五笔五笔”、“智能智能ABC”ABC”、“紫光华宇拼音紫光华宇拼音”等输入编码。等输入编码。我国在我国在19801980年制定了年制定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作为国作为国家标准家标准GB231

40、2-80GB2312-80编码字符集，称为编码字符集，称为国标码。国标码。在国家标准在国家标准GB2312-80GB2312-80中，每个汉字采用双字节表示。中，每个汉字采用双字节表示。1.3.3、信息编码、信息编码 -汉字编码汉字编码网络与计算中心2022年5月25日星期三58汉字国标码汉字国标码 采用两个字节来编码，每个字节采用两个字节来编码，每个字节使用低使用低7 7位，最高位为位，最高位为0 0。0XXXXXXX765432100XXXXXXX76543210第一个字节第一个字节第二个字节第二个字节01010110765432100101000076543210第一个字节第一个字节第二

41、个字节第二个字节例如：例如：“中中”的国标码如下：的国标码如下：其其16进制表示为：进制表示为：5650H1.3.3、信息编码、信息编码 -汉字编码汉字编码网络与计算中心2022年5月25日星期三59汉字机内码汉字机内码 如果将汉字国标码用于计算机内如果将汉字国标码用于计算机内部存储传输，则汉字国标码的每个字节和标准部存储传输，则汉字国标码的每个字节和标准ASCIIASCII码就没法区别了（每个字节均用低码就没法区别了（每个字节均用低7 7位来编位来编码，最高位均为码，最高位均为0 0）。）。1.3.3、信息编码、信息编码 -汉字编码汉字编码网络与计算中心2022年5月25日星期三600101

42、0110765432100101000076543210第一个字节第一个字节第二个字节第二个字节例如：例如：“中中”的国标码为：的国标码为：其其16进制表示为：进制表示为：5650H11010110765432101101000076543210第一个字节第一个字节第二个字节第二个字节则：则：“中中”的机内码如下：的机内码如下：其其16进制表示为：进制表示为：D6D0H1.3.3、信息编码、信息编码 -汉字编码汉字编码_ 汉字机内码汉字机内码网络与计算中心2022年5月25日星期三61v数制；数制；v位、字节、字、双字；位、字节、字、双字；v字长；字长；计算机中的单位计算机中的单位n 1 By

43、te（B）=8bit（b）n 1 kilobit（kB）=1024Bn 1 Megabit（MB）=1024KBn 1 Gigabit（GB）=1024MBn 1 Terabyte（T/TB）=1024GB 1.3节相关概念的回顾节相关概念的回顾网络与计算中心2022年5月25日星期三62计算机系统的组成与工作原理计算机系统的组成与工作原理1.4、计算机系统的组成与工作原理、计算机系统的组成与工作原理网络与计算中心2022年5月25日星期三63 n计算机是自动化的信息处理装置，计算机是自动化的信息处理装置，它采用了它采用了“存储程序存储程序”工作原理。工作原理。这一原理是这一原理是194619

44、46年由美籍匈牙利数年由美籍匈牙利数学家冯学家冯诺伊曼提出的，故称为冯诺伊曼提出的，故称为冯诺伊曼原理，其主要思想如下：诺伊曼原理，其主要思想如下：n计算机硬件由五个基本部分组成。计算机硬件由五个基本部分组成。n采用二进制。采用二进制。n存储程序的思想，即程序和数据一存储程序的思想，即程序和数据一样，存放在存储器中。样，存放在存储器中。1.4、计算机系统的组成与工作原理、计算机系统的组成与工作原理网络与计算中心2022年5月25日星期三64数据流数据流控制流控制流取数存数地址指令（控制器控制器运算器运算器输出输出设备设备输入输入设备设备程序+数据操作命令处理结果反馈信号响应信号请求信号响应信号

45、请求信号1.4、计算机系统的组成与工作原理、计算机系统的组成与工作原理2022年5月25日星期三651、指令、指令:是指计算机完成某个基本操作的命令。是指计算机完成某个基本操作的命令。2、指令系统、指令系统:一台计算机所能执行的全部指令的集合。一台计算机所能执行的全部指令的集合。3、指令的执行过程示意图、指令的执行过程示意图:输输入入设设备备输输出出设设备备内内存存储储器器微微处处理理器器程程序序执执行行结结果果地地址址/ /指指令令/ /数数据据控控制制命命令令控控制制命命令令1.4、计算机系统的组成与工作原理、计算机系统的组成与工作原理网络与计算中心2022年5月25日星期三663 + 5

46、输输入入命命令令 33 55 +取取加加法法指指令令取取操操作作数数加法加法运算运算8存储结果存储结果输输出出命命令令 881.4、计算机系统的组成与工作原理、计算机系统的组成与工作原理网络与计算中心2022年5月25日星期三67 软件软件 = 程序程序 + 数据数据 + 文档文档系统系统软件软件应用应用软件软件操作系统操作系统程序语言处理系统程序语言处理系统数据库管理系统数据库管理系统服务程序：检查、诊断、排错服务程序：检查、诊断、排错通用程序：如：通用程序：如：office 办公程序等办公程序等专用程序：用户程序专用程序：用户程序1.4、计算机系统的组成与工作原理、计算机系统的组成与工作原

47、理网络与计算中心2022年5月25日星期三68打印机显示器显示屏/屏幕CD 驱动器游戏杆鼠标键盘控制台单元软盘驱动器扬声器计算机硬件计算机硬件1.4、计算机系统的组成与工作原理、计算机系统的组成与工作原理网络与计算中心2022年5月25日星期三69PCI插槽插槽AGP插槽插槽CPU插槽插槽(主存主存)内存内存插槽插槽硬盘硬盘IDE插槽插槽软盘软盘IDE插槽插槽北桥芯片组北桥芯片组ROM南桥芯片组南桥芯片组USB接口组接口组游戏、声游戏、声音接口组音接口组并行、串行并行、串行接口组接口组主板的组成主板的组成电池电池主板主板1.4、计算机系统的组成与工作原理、计算机系统的组成与工作原理网络与计算中

48、心2022年5月25日星期三70PCI插槽插槽AGP插槽插槽CPU插槽插槽(主存主存RAM)内存内存插槽插槽硬盘硬盘IDE插槽插槽软盘软盘IDE插槽插槽北桥芯片组北桥芯片组ROM南桥芯片组南桥芯片组USB接口组接口组游戏、声游戏、声音接口组音接口组并行、并行、串行串行接口组接口组硬件系统：硬件系统：v CPUv 存储系统v I/O设备计算机硬件系统计算机硬件系统_主板主板网络与计算中心2022年5月25日星期三71计算机系统是一个由计算机系统是一个由计算机硬件系统和计计算机硬件系统和计算机软件系统构成的算机软件系统构成的完整系统。完整系统。 软件系统可分为系统软件系统可分为系统软件和应用软件两

49、大软件和应用软件两大类类 。 一个硬盘是由一个或一个硬盘是由一个或多个圆盘组成，这些多个圆盘组成，这些盘的单面或双面上覆盘的单面或双面上覆盖着用于记录数据的盖着用于记录数据的一层磁性物质。一层磁性物质。磁道、扇区、柱面磁道、扇区、柱面 。 CPUCPU能够直接存取的存能够直接存取的存储设备叫做内存。内储设备叫做内存。内存分为两类：一类是存分为两类：一类是只读存储器只读存储器ROMROM，一类，一类是随机存取存储器是随机存取存储器RAM RAM 。 硬件系统由主机和外硬件系统由主机和外部设备等组成。部设备等组成。 总结总结1.4、计算机系统的组成与工作原理、计算机系统的组成与工作原理2022年年5月月25日星期三日星期三72 中央处理器中央处理器 (CPU) 是执是执行所有工作、思考所有问行所有工作、思考所有问题或进行所有处理的计算题或进行所有处理的计算机部件机部件 CPU 的部件的部件 算术逻辑单元算术逻辑单元 ； 控制单元控制单元 ； 算术逻辑单元算术逻辑单元 (ALU) 负负责计算机执行的所有数学责计算机执行的所有数学与逻辑功能与逻辑功能 控制单元控制计算机的所控制单元控制计算机的所有其他部件有其他部件中央处理器中央处理器2022年5月25日星期三73 计算机存储器基本分为两种类型： 内