第一章 计算机和数字基础知识

课时及考核要求内容学时分数理论课46学时10分：测验、作业实验课24学时10分：实验作业、实验报告17周/18周考试（闭卷）2学时80分计算机和数字基础知识第1章信息处理概论与计算机原理胡松筠2013年10月1.1A部分:一切数字事物1.2B部分:数字设备1.3C部分:数据在计算机中的表示1.4D部分:数字化处理1.5E部分:密码安全第1章计算机和数字基础知识3本章内容第1章计算机和数字基础知识41.1一切数字事物数字社会一体化数字革命SECTIONA第1章计算机和数字基础知识5SECTIONA1.1.1数字革命第一次科技革命，以18世纪末蒸汽机的发明和应用为主要标志，这次革命使社会生产力发生了革命性的变革，以机器大工作代替工场手工业，使人类进入机器时代。第1章计算机和数字基础知识6SECTIONA1.1.1数字革命第二次科技革命，发生于19世纪中叶，它以电机的发明为起点，以电力的广泛应用为标志，不仅推动了生产技术由一般的机械化到电气化、自动化转变，更改变了人们的生活方式。第1章计算机和数字基础知识7SECTIONA1.1.1数字革命第三次科技革命，发生在第二次世界大战之后，以原子能、电子计算机、空间技术和生物工程的发明和应用为主要标志，涉及信息技术、新能源技术、新材料技术、生物技术、空间技术和海洋技术等诸多领域。这次科技革命不仅极大地推动了人类社会经济、政治、文化领域的变革，而且也影响了人类生活方式和思维方式，使人类社会生活和人的现代化向更高境界发展。第1章计算机和数字基础知识8数字革命是正在发生的由数字技术（例如计算机和因特网）引起的社会、政治和经济变化的改变过程

一大批技术,包括数字电子技术、计算机、通信网络、Web以及数字化加速了数字革命SECTIONA1.1.1数字革命第1章计算机和数字基础知识9数字电子技术用电子电路来表示数据现在，数字电子装置包括计算机便携式媒体播放器（如iPod）数码相机和摄像机蜂窝电话收音机和电视机GPS、DVDandCD播放器电子书阅读器和游戏机1.1.1数字革命SECTIONA第1章计算机和数字基础知识101.1.1数字革命SECTIONA世界上第一台电子计算机是由美国宾夕法尼亚大学为美国陆军军械部阿伯丁弹道研究实验室研制的，用于计算炮弹弹道轨迹，叫做“电子数值积分和计算机”（ElectronicNumericalIntegratorandCalculator简称ENIAC）。这台叫做“埃尼阿克”的计算机占地面积170平方米，总重量30吨，使用了18000只电子管，6000个开关，7000只电阻，10000只电容，50万条线，耗电量140千瓦，可进行5000次加法/秒运算。第1章计算机和数字基础知识111.1.1数字革命SECTIONA第一代电子计算机：电子管计算机（1946-1958）第二代电子计算机：晶体管计算机（1958-1964）第三代电子计算机：中小规模集成电路计算机（1964-1975）第四代电子计算机：大规模和超大规模集成电路计算机第五代电子计算机：智能计算机第1章计算机和数字基础知识121.1.1数字革命SECTIONA第1章计算机和数字基础知识131.1.1数字革命SECTIONA2007年，我国大城市家用电脑普及率为40.6％第1章计算机和数字基础知识141.1.1数字革命数字革命的第二阶段始于因特网的使用对公众开放之时电子公告牌电子邮件在线社交网络博客聊天组SECTIONA第1章计算机和数字基础知识151.1.1数字革命1计算机网络是一组用有线或者无线技术连接到一起的计算机，其目的是共享数据和资源2Web是可以通过因特网访问的链接的文档、图片和声音的集合3网际空间是一个术语，指大量出现在计算机网络中的实体4数字化是一个将文本、数字、声音、照片和视频转化为能被数字设备处理的数字信息的过程SECTIONA第1章计算机和数字基础知识161.1一切数字事物数字社会一体化数字革命SECTIONA第1章计算机和数字基础知识171.1.2一体化技术一体化：是一些具有不同功能的技术整合在一起形成单一产品的过程一体化易于提高功能性和方便性SECTIONA第1章计算机和数字基础知识181.1一切数字事物数字社会一体化数字革命SECTIONA第1章计算机和数字基础知识191.1.3数字社会1数字技术和通信网络使跨越文化和地理鸿沟变得容易。2匿名的网站和匿名的工具可以隐藏人的身份，甚至可以实现在报复压力下的言论自由。3自由社会的公民有保护自我隐私的期望。4知识产权是指对某些类型的信息、概念或表示的所有权。SECTIONA第1章计算机和数字基础知识201.1.3数字社会数字技术在全球和国家的经济中是一个重要因素全球化可以被定义为由跨国商业的增加和金钱在国家间更为自由的流动引起的世界范围的国家间经济互相依赖。个人会受到数字鸿沟的影响，数字鸿沟是指接触数字技术的人与不接触数字技术的人之间的鸿沟。SECTIONA第1章计算机和数字基础知识211.1A部分:一切数字事物1.2B部分:数字设备1.3C部分:数据在计算机中的表示1.4D部分:数字化处理1.5E部分:密码安全本章内容第1章计算机和数字基础知识221.2数字设备微控制器PDA、便携式播放器和智能电话个人计算机、服务器、大型机和超级计算机计算机基础知识SECTIONB第1章计算机和数字基础知识231.2.1计算机基础知识计算机：是一种在存储指令集的控制下，接受输入、处理数据、存储数据并产生输出的多用途设备。SECTIONB计算机可以从输入设备接受输入CPU根据已经加载到计算机内存中的指令处理数据计算机可以从在输出设备上产生输出计算机可以使用磁盘、CD、DVD和U盘来长期存储数据第1章计算机和数字基础知识241.2.1计算机基础知识输入：是输入、提交或是传输到计算机系统的任意内容。输出：是计算机产生的结果。数据：是指表示事实、对象和概念的符号。处理：计算机通过不同的方式操作数据，这种操作叫处理。中央处理器(CPU，CentralProcessingUnit)微处理器SECTIONB第1章计算机和数字基础知识251.2.1计算机基础知识内存：是计算机中临时存放等待被处理、存储或者输出的数据的地方。存储器：是当数据不需要立刻被处理时长期存储数据的区域。文件：是存在于存储介质中的命名的数据集合。计算机程序：控制计算机执行处理任务的指令集合。程序构成软件。SECTIONB第1章计算机和数字基础知识261.2.1计算机基础知识SECTIONB打孔卡霍尔瑞斯牌的打孔卡阅读器（左）和普通复写器（右）第1章计算机和数字基础知识271.2.1计算机基础知识SECTIONB打孔纸带第1章计算机和数字基础知识281.2.1计算机基础知识SECTIONB磁鼓第1章计算机和数字基础知识291.2.1计算机基础知识SECTIONB第一个硬盘容量不到5MB第一块容量上G的硬盘第1章计算机和数字基础知识301.2.1计算机基础知识允许用户在不同任务之间转换。将计算机与其它更简单设备的区分开。存储程序：指一系列计算任务的指令能加载到计算机的内存中。SECTIONB第1章计算机和数字基础知识311.2.1计算机基础知识应用软件是一套帮助人执行任务的计算机程序。系统软件的主要目的是帮助计算机系统监视自身，以便更有效率的运行。操作系统(OS)SECTIONB第1章计算机和数字基础知识321.2数字设备微控制器PDA、便携式播放器和智能电话个人计算机、服务器、大型机和超级计算机计算机基础知识SECTIONB第1章计算机和数字基础知识33个人计算机：是基于微处理器的计算设备，用来满足个人的处理要求。SECTIONB1.2.2个人计算机、服务器、大型机和超级计算机第1章计算机和数字基础知识34连接到网络的普通的个人计算机。工作站包含两层含义性能强劲的用来执行高性能任务的桌面计算机。SECTIONB1.2.2个人计算机、服务器、大型机和超级计算机第1章计算机和数字基础知识36视频游戏机，例如任天堂的Wii、索尼的PalyStation或者微软的Xbox，

通常不被视作个人计算机，因为它们都是专门的游戏设备。SECTIONB1.2.2个人计算机、服务器、大型机和超级计算机第1章计算机和数字基础知识37服务器的目的是通过为网络（如因特网或家庭网络）上的计算机提供数据来向它们提供服务。大型计算机（或简称“大型机”）是大型且昂贵的计算机，能同时为成百上千的用户处理数据。超级计算机，是世界上运算速度最快的一类计算机，用来完成其他计算机所不能处理的复杂任务和处理计算密集型（需要用复杂的数学计算来处理大量数据）问题。SECTIONB1.2.2个人计算机、服务器、大型机和超级计算机第1章计算机和数字基础知识39SECTIONB1.2.2个人计算机、服务器、大型机和超级计算机第1章计算机和数字基础知识41SECTIONB1.2.2个人计算机、服务器、大型机和超级计算机中国曙光超级计算机第1章计算机和数字基础知识42SECTIONB1.2.2个人计算机、服务器、大型机和超级计算机中国天河超级计算机第1章计算机和数字基础知识461.2数字设备微控制器PDA、便携式播放器和智能电话个人计算机、服务器、大型机和超级计算机计算机基础知识SECTIONB第1章计算机和数字基础知识471PDA（个人数字助理）是袖珍数字记事簿，它带有小型标准键盘或者触摸屏幕，靠电池运行，并在掌中使用。2掌上电脑在本质上是带有例如移动存储器、电子邮件、Web接入、语音通信、内置相机和GPS等功能的加强版PDA。3智能电话，除了语音通讯外，还包含其它功能，如完整的标准键盘、文本消息、电子邮件、Web接入、移动存储器、照相机、FM收音机、数字音乐播放器、游戏软件、财务管理、个人管理、GPS和地图等。4iPod和其它类似装置被归类于便携式媒体播放器，因为他们的主要功能是播放音乐、播放视频和存储照片。SECTIONB1.2.3PDA、便携式播放器和智能电话第1章计算机和数字基础知识48SECTIONB1.2.3PDA、便携式播放器和智能电话第1章计算机和数字基础知识491.2数字设备微控制器PDA、便携式播放器和智能电话个人计算机、服务器、大型机和超级计算机计算机基础知识SECTIONB第1章计算机和数字基础知识501.2.4微控制器微控制器是一种内置到它所控制的机器中的专用微处理器。微控制器可以被嵌入到各类日常使用的设备中。SECTIONB第1章计算机和数字基础知识511.1A部分:一切数字事物1.2B部分:数字设备1.3C部分:数据在计算机中的表示1.4D部分:数字化处理1.5E部分:密码安全本章内容第1章计算机和数字基础知识521.3数据在计算机中的表示中文编码字符编码数值数据表示概述SECTIONC非文字数据编码第1章计算机和数字基础知识531.3.1概述数据：是表示人、事件、事务以及思想的符号。数据可以是名称、数字、照片中的色彩或者是音乐作品中的音符。信息：当数据用人们可以理解和使用的形式表示的时候数据就变成了信息。数据是供机器使用的，信息是供人使用的！SECTIONC1.3.1概述数据表示：是指数据存储、处理和传输的形式。例:IPod、PDA以及计算机等电子设备能处理的文本、数字、图像、音乐和视频的格式。这些格式就是数据表示。SECTIONC数据能以数字或模拟方式表示。模拟数据是使用无限的数值范围进行表示的数据。数字数据是以离散数字表示的数据。数字装置处理数字数据，模拟装置处理模拟数据。第1章计算机和数字基础知识551.3.1概述SECTIONC计算机中处理的数据可分为两类：数值数据和非数值数据。数值数据有大小、正负之分，包含量的概念；非数值数据包括字母、符号、语言和图像等，没有大小之分。数据在计算机中以器件的物理状态表示，由于具有两种稳定状态的电子元件（如晶体管的导通和截止，继电器的接通和断开，电脉冲电平的高低等）容易找到，因此，数据在计算机中采用二进制数字系统来表示。这样运算规则简单，且节省设备。第1章计算机和数字基础知识561.3数据在计算机中的表示中文编码字符编码数值数据表示概述SECTIONC非文字数据编码第1章计算机和数字基础知识57SECTIONC1.3.2数值数据表示进位计数制

凡是按进位的方式计数的数制叫做进位计数制，简称进制。

基数：指该进制中所使用的数码的个数。

位权：数码在不同位置上的倍率值。目前常使用的几种进位计数制：十进制（Decimal，D）

：基数为10，有10个数码0-9。如10D二进制（Binary，B）：基数为2，只有两个数码0和1。如11B八进制（Octal，Q）：基数为8，有8个数码0-7。如123Q十六进制（Hexadecimal，H）：基数为16，有16个数码，用0-9、A～F表示十进制中的10～15。如246H各种进位计数制及其转换第1章计算机和数字基础知识58SECTIONC1.3.2数值数据表示各种进位计数制及其转换进制对照表

第1章计算机和数字基础知识59SECTIONC1.3.2数值数据表示各种进位计数制及其转换常用进位计数制间的相互转换其它进制数转换为十进制数

变成按位权的展开式，累加求和：

N代表一个数值r是某个数制的基数i表示数码排列的位号，范围-k…-1,0,1…mDi

是位号为i的位上的一个数码ri

是第i位上的权，即以r为底的i次幂Di*ri

是第i位的数码所代表的实际值第1章计算机和数字基础知识60SECTIONC1.3.2数值数据表示各种进位计数制及其转换常用进位计数制间的相互转换其它进制数转换为十进制数

例如：(110.11)2=1×22+1×21+0×20+1×2-1+1×2-2=4+2+0+0.5+0.25=(6.75)10第1章计算机和数字基础知识61SECTIONC1.3.2数值数据表示各种进位计数制及其转换常用进位计数制间的相互转换十进制数转换为二进制数对整数部分：除2取余法

将十进制数除以2，取余数作为二进制数最低位数K0；再取商继续除以2，取余数作为高一位的数K1；如此继续直到商等于0为止。然后按上述顺序将所有余数组合在一起即为二进制的整数部分。对小数部分：乘2取整数法

将十进制纯小数乘以2，所得乘积的整数部分即为对应二进制小数最高位的值，然后对所余的小数部分乘以2，所得的乘积的整数部分为次高位的值，如此进行下去，直到乘积的小数部分为0，或结果以满足所需精度要求为止。C1.3.2数值数据表示各种进位计数制及其转换常用进位计数制间的相互转换十进制数转换为二进制数例如：11.625D21122252101101低高SECTION0.625*210.25*200.5*21

0.0高低1011.101B第1章计算机和数字基础知识63SECTIONC1.3.2数值数据表示各种进位计数制及其转换常用进位计数制间的相互转换二进制数与八进制数的互换

二进制数从低位到高位按三位一组划分，不满三位时，整数部分在高位补0，小数部分在末位补0。然后每三位二进制数转换成一位八进制数。反之则一位八进制数转换为三位二进制数。二进制数与十六进制数的互换

与八进制同理，只是要四位二进制数一组。第1章计算机和数字基础知识64SECTIONC1.3.2数值数据表示各种进位计数制及其转换例题（105.125）10=（1101001.001）2（1101.0101）2=（13.3125）10（1246）8=（001010100110）2（C5A8）16=（1100010110101000）2第1章计算机和数字基础知识65SECTIONC1.3.2数值数据表示位与字节的概念计算机中存放二进制数时，常用两个单位来衡量数的多少：位（bit）：一个二进制数。字节（byte）：8位二进制数，通常缩写为B。101101011个字节1位第1章计算机和数字基础知识66SECTIONC1.3.2数值数据表示位与字节的概念

当描述这些数据时，如果数据量很大，为简便起见，常用一些数量级的缩写代替具体数字，常用的数量级缩写有：Kilo，K：日常生活表示1000，在计算机领域表示1024，即210；Mega，M：日常生活表示1000000，在计算机领域表示1024×1024，1024K，即220；Giga，G：日常生活表示1000000000，在计算机领域表示1024×1024×1024，1024M，即230；Tera，T：日常生活表示1000000000000，在计算机领域表示1024×1024×1024×1024，1024G，即240。第1章计算机和数字基础知识67SECTIONC1.3.2数值数据表示数的机器码表示真值与机器数

真值：在现实生活中，用正号、负号加绝对值表示数值的数称为真值，如128、-126等。机器数：在计算机内部使用的、连同符号一起数码化了的数，称为机器数。机器数分为三种表示法：原码、补码、反码。

SECTIONC1.3.2数值数据表示数的机器码表示原码表示法原码：真值X的符号数值化后所表示出来的机器数，记作[X]原

（1）正数的原码符号位用0表示，再加数值的绝对值部分

[X]原=X(2n>X>0)共n+1位数

例如：X=+11010，则[X]原=[+11010]原=011010SECTIONC1.3.2数值数据表示数的机器码表示原码表示法（2）负数的原码符号位用1表示，再加数值的绝对值部分

[X]原=2n-X=2n+|X|(-2n<X<0)共n+1位数

例如：X=-110011的原码是：[X]原=[-110011]原=26-（-110011）=1110011SECTIONC1.3.2数值数据表示数的机器码表示原码表示法（3）0的原码表示正零的原码若X=+00…0

则[X]原=[+00…0]原=000…0

n个0n个0负零的原码若X=-00…0

则[X]原=[-00…0]原=100…0

n个0n个0SECTIONC1.3.2数值数据表示数的机器码表示原码表示法（4）总结真值0的原码有两种不同的表示形式（+0、-0）n+1位整数原码表示的真值范围为：-2n<x<2n纯小数原码表示范围为：-1<x<1原码表示简单易懂，其缺点是加法运算复杂。因为人为约定符号位0为正数，1为负数，在运算时，符号和数值要分开处理。SECTIONC1.3.2数值数据表示数的机器码表示补码表示法模与互补数如北京时间4点整，而表的时间是7点，要校准，可以向回拨3小时，也可以向前拨12-7+4小时。因此，对于表时钟，可以得出：7-3<=>7+912639“模”是指一个计量系统的计数范围当K为模时，对于两个正整数a、b，若有a＝K－b，则称b为a的补数，或称a与b为互补数。SECTIONC1.3.2数值数据表示数的机器码表示补码表示法补码：符号位的表示方法与原码相同，数值部分的表示如下：对于正数，数值部分与真值的形式相同；对于负数，将真值的数值部分按位求反，最低位加1；0的补码就是0，无正负之分。整数的补码定义：[x]补=

例如，x=+101，则[x]补

=0101x=-101，则[x]补

=1011X0≤X＜2n2n+1-|X|-2n≤X＜

0Mod=2n+1SECTIONC1.3.2数值数据表示数的机器码表示补码表示法正数的补码表示与原码相同。如：[x]原=01011010，[x]补=01011010负数原码转换为补码的方法：之一：符号位保持1不变，数值位按位求反，末位加1。

如：[x]原=11011010，按位求反得10100101，末位加1得10100110，[x]补=10100110之二：符号位保持1不变，在数值位中从低位向高位找1，第一个1及其右边的0保持不变，数值位的其余部分求反。 如：[x]原=11011010，符号位及后两位不变，其余求反得

[x]补=10100110由原码转换为补码的简便方法SECTIONC1.3.2数值数据表示数的机器码表示补码表示法正数补码与原码相同，不需要转换。负数补码转换为原码，可以采用上述方法，对补码再求补码，实现逆转换，即对补码再求补码结果为原码。由补码表示转换为原码与真值SECTIONC1.3.2数值数据表示数的机器码表示补码表示法补码的加法运算规则是：

[X＋Y]补=[X]补＋[Y]补补码的减法运算规则是：

[X-Y]补=[X]补+[-Y]补补码加减法

例如：已知X=33，Y=15X-Y用补码完成[X]补+[-Y]补=00100001+11110001=[00010010]补=[00010010]原=18SECTIONC1.3.2数值数据表示数的机器码表示补码表示法在补码表示中，仍以最高位作为符号位，0为正数、1为负数。补码的符号位是数值的一部分，可以和数值位一起参与运算，不需要单独处理。数值0只有一种表示，无+0和-0之分，补码的负数域不含0。补码表示可以把减法转化为加法，用一套电路完成加法和减法总结SECTIONC1.3.2数值数据表示数的机器码表示反码表示法反码：反码符号位的表示方法与原码相同，数值部分表示：对于正数，数值部分与真值的形式相同；对于负数，将真值的数值部分按位求反；零的反码也分为正零和负零。[x]反=X0≤X＜2n(2n+1–1)+X-2n＜

X≤0反码通常作为求补过程的中间形式，即在一个负数的反码的未位上加1，就得到了该负数的补码。SECTIONC1.3.2数值数据表示数的机器码表示反码表示法例如：X1=+1010110X2=-1001010[X1]原=01010110[X1]反=[X1]原=01010110[X2]原=11001010[X2]反=10110101SECTIONC1.3.2数值数据表示数的机器码表示定点数和浮点数计算机处理的数值数据多数带有小数，小数点在计算机中通常有两种表示方法：一种是约定所有数值数据的小数点隐含在某一个固定位置上，称为定点表示法，简称定点数；一种是小数点位置可以浮动，称为浮点表示法，简称浮点数。SECTIONC1.3.2数值数据表示数的机器码表示定点数和浮点数定点数表示法（fixed-pointnumber）在计算机中通常采用两种简单的约定表示定点数：将小数点的位置固定在数据的最高位之前，称为定点小数将小数点的位置固定在最低位数据之后，称为定点整数SECTIONC1.3.2数值数据表示数的机器码表示定点数和浮点数定点数表示法（fixed-pointnumber）定点小数是纯小数，若数据|x|=0.x1x2…xn，则在计算机中的表示形式为下图所示，其中x0为符号位。x0x1x2…xn符号位小数点位置数值部分SECTIONC1.3.2数值数据表示数的机器码表示定点数和浮点数定点数表示法（fixed-pointnumber）定点整数是纯整数，若数据x=x1x2…xn，则在计算机中的表示形式为下图，其中x0为符号位。x0x1x2…xn符号位小数点位置数值部分SECTIONC1.3.2数值数据表示数的机器码表示定点数和浮点数定点数表示法（fixed-pointnumber）计算机采用定点数表示数时，对于既有整数又有小数的数据，需要设定一个比例因子，数据按其缩小成定点小数或扩大成定点整数再参加运算，运算结果，根据比例因子，还原成实际数值。SECTIONC1.3.2数值数据表示数的机器码表示定点数和浮点数浮点数表示法（floating-pointnumber）任意一个十进制数N可以写成N=10E×M同理，计算机中的一个数N也可以写成

N=RE×M=2E×M其中：

M：尾数，是一个纯小数

E：浮点的指数，是一个整数，称为阶码一个机器浮点数由阶码和尾数及其符号位组成：尾数：用定点小数表示阶码：用定点整数表示SECTIONC1.3.2数值数据表示数的机器码表示定点数和浮点数浮点数表示法（floating-pointnumber）E0E1E2……Em阶符阶值M0M1M2……Mm尾符尾数值第1章计算机和数字基础知识871.3数据在计算机中的表示中文编码字符编码数值数据表示概述SECTIONC非文字数据编码第1章计算机和数字基础知识88数字设备可使用多种类型的编码表示字符数据：ASCII（（AmericanStandardCodeforInformationInterchange，美国信息互换标准代码）扩展ASCIIEBCDIC（ExtendedBinaryCodedDecimalInterchangeCode，扩展二进制编码的十进制交换码）Unicode，统一码、万国码、单一码SECTIONC1.3.3字符编码第1章计算机和数字基础知识89SECTIONC1.3.3字符编码1、10个十进制数2、26个英文字母3、34个专用符号4、32个控制字符共计128个，其中有95个可打印。5、用7为二进制数表示第1章计算机和数字基础知识911.3数据在计算机中的表示中文编码字符编码数值数据表示概述SECTIONC非文字数据编码第1章计算机和数字基础知识92SECTIONC1.3.4中文编码汉字的输入码

区位码：用数字串代表一个汉字。区位码是将国家标准局公布的6763个汉字分94个区，每个区分94个位(汉字)，把汉字表示成二维数组，每个汉字在数组中的下标就是区位码。区码和位码各两位十进制数。拼音码：以汉语拼音为基础的输入方法。

字型编码：用汉字的形状来进行编码，例如五笔字型。

SECTIONC1.3.4中文编码SECTIONC1.3.4中文编码第1章计算机和数字基础知识95SECTIONC1.3.4中文编码汉字国标码=区号十六进制+20H位号十六进制+20H汉字机内码=汉字国标码+8080H汉字内码

汉字内码是用于汉字信息处理、存储、交换、检索等操作的机内代码。国标码是由国家标准局公布的汉字交换码，主要用于信息交换。1981年，GB2312-80的国家标准字符集的构成：一级常用汉字3755个，按汉语拼音排列二级常用汉字3008个，按偏旁部首排列非汉字字符682个第1章计算机和数字基础知识96SECTIONC1.3.4中文编码汉字字模码

用点阵表示的汉字字型码，用于汉字的输出。

字模码是用点阵表示的汉字字型码，是汉字的输出形式，用于输出。字模码占用的存储空间也很大。只有显示或打印时才找出来使用。有16×16点阵、24×24点阵、32×32点阵，甚至更高。第1章计算机和数字基础知识971.3数据在计算机中的表示中文编码字符编码数值数据表示概述SECTIONC非文字数据编码图像的数字化是将图像转化成一系列彩色的点，每个点的色彩都有指派给它的二进制数来表示的。图像是它所包含的所有点的色彩数字列表。即由分辨率和颜色深度两部分数据结合而成。

第1章计算机和数字基础知识98SECTIONC1.3.5非文字数据编码声音是由波形的特性区分的，因此可以用数字化的方式表示波形。第1章计算机和数字基础知识99SECTIONC1.3.5非文字数据编码模拟声音波形是由一系列连续的值所形成的光滑曲线要将波形数字化，需要将波形切割成垂直的片段，这些片段就是样本。为了形象地说明问题，这幅图中时长一秒的声音波形被切割为30个样本第1章计算机和数字基础知识100SECTIONC1.3.5非文字数据编码数字数据：是指转换成离散数字的文本、数字、图形、声音和视频的表达形式。模拟数据：是使用无限的数值范围进行表达的，尤其是图像、声音等数据可以有此种表示方式。第1章计算机和数字基础知识1011.1A部分:一切数字事物1.2B部分:数字设备1.3C部分:数字数据表示1.4D部分:数字化处理1.5E部分:密码安全本章内容第1章计算机和数字基础知识识1021.4数字化处理程序和指令集1处理器逻辑2SECTIOND第1章计算机和数字基础知识103

1.4.1程序和指令集计算机、便携式媒体播放器、掌上电脑和智能电话都能处理数字数据，并且是在计算机程序或软件的控制下进行的。计算机程序员会创建控制数字装置的程序。这些程序通常是用高级编程语言来编写的。源代码：程序员用高级语言编写的程序的可读版本。但处理器不能使用没有转换成数字格式的源代码。SECTIOND第1章计算机和数字基础知识104

1.4.1程序和指令集编译器：将单独程序组中一个程序的所有语句转换成0和1组成的序列的程序。解释器：一次只能转换并执行一条语句的程序。SECTIOND第1章计算机和数字基础知识1051.4.1程序和指令集SECTIOND高级语言指令编译器机器语言指令处理器高级语言指令解释器处理器编译执行解释执行第1章计算机和数字基础知识1061.4.1程序和指令集指令集：是指微处理器用硬布线形式执行的一系列预编程的活动集合。机器语言：微处理器指令集的编码列表，它可以直接被处理器的电路执行。机器代码：是程序使用的一系列机器语言指令。包括操作码和操作数。目标代码：指计算机编译器处理源代码后所生成的代码，它一般由机器代码或接近于机器语言的代码组成。SECTIOND第1章计算机和数字基础知识1071.4.1程序和指令集操作码：是代表操作（如加、比较或者跳转）的命令字。操作数：是需要操作数据或者数据的地址。

如：在接下图的指令中，操作码表示加，操作数是1，所以这条指令表示加1。SECTIOND操作码操作数第1章计算机和数字基础知识1081.4.1程序和指令集SECTIOND第1章计算机和数字基础知识识1091.4数字化处理程序和指令集1

处理器逻辑2SECTIOND第1章计算机和数字基础知识1101.4.2处理器逻辑ALU（算数逻辑单元）：是微处理进行算术运算的部分

，它同时也能进行逻辑运算。控制单元：是用来取指令的。指令周期：是指计算机执行单条指令的全过程。SECTIOND微处理器中包括数以英里计的精密电路，以及数以百万计的微型元件，这些元件分为很多不同种类的操作单元，如算数逻辑单元和控制单元。第1章计算机和数字基础知识1111.4.2处理器逻辑SECTIOND控制单元ADD寄存器2寄存器31.获取指令2.解释指令3.执行指令4.指针递增，指向下一条指令控制单元取出ADD指令，然后将数据装载到ALU的寄存器中，数据在寄存器中被处理指令周期第1章计算机和数字基础知识1121.4.2处理器逻辑SECTIOND控制单元的作用地址M1地址M2地址M3将两数字相加把结果放到M3中指令指针M1将两数相加ALU4+51.4.2处理器逻辑第1章计算机和数字基础知识113SECTIOND寄存器14寄存器25RAM累加器9控制单元计算机处理数据时ALU的工作第1章计算机和数字基础知识1141.1

A部分:一切数字事物1.2

B部分:数字设备1.3

C部分:数字数据表示1.4

D部分:数字化处理1.5

E部分:密码安全本章内容1.5密码安全第