计算机导论上课课件(第2讲：记忆)

课程内容第1讲计算机如何思考第2讲计算机如何记忆第3讲计算机如何工作第4讲计算机如何处理信息第5讲计算机如何通信第6讲计算机的前世今生第7讲常用软件的使用第2讲计算机如何记忆本章内容1.从超市购物谈起2.数据的表示形式及其存储3.存储器的种类4.存储器的工作原理5.数据类型的概念6.数据量的度量7.数据库的概念8.数据分析与数据挖掘1.从超市购物谈起超市计算机要记住那些数据？商品名称单价与折扣数量金额支付方式售货员日期…2.数据的表示形式及其存储模拟数据(Analog

Data)是由传感器采集得到的连续变化的值，例如温度、压力，以及目前在电话、无线电和电视广播中的声音和图像。

数字数据(Digital

Data)则是模拟数据经量化后得到的离散的值，例如在计算机中用二进制代码表示的字符、图形、音频与视频数据。2.1模拟数据与数字数据数字数据二进制数据2.2计算机所使用的数据7

目前，ASCII

(American

StandardCode

for

Information

Interchange)已为ISO国际标准化组织和CCITT国际电报电话咨询委员会所采纳，成为国际通用的信息交换标准代码，使用7位二进制数来表示一个英文字母、数字、标点或控制符号；图形、音频与视频数据则可分别采用多种编码格式。举例：照片数码照片2.3数据的机内编码

高位低位0000010100111001011101110000NULDLESP0@Ｐ`ｐ0001SOHDC1!1ＡＱａｑ0010STXDC2“2ＢＲｂｒ0011EXTDC3#3ＣＳｃｓ0100EOTDC4$4ＤＴｄｔ0101ENQNAK%5ＥＵｅｕ0110ACKSYN&6ＦＶｆｖ0111BELETB‘7ＧＷｇｗ1000BSCAN(8ＨＸｈｘ1001HTEM)9ＩＹｉｙ1010LFSUB*:ＪＺｊｚ1011VTESC+;Ｋ[ｋ{1100FFFS,<Ｌ\ｌ|1101CRGS－=Ｍ]ｍ}1110SORS.>Ｎ^ｎ~1111SIUS/?Ｏ_ｏDEL92.4二进制数据二进制数字：0、1二进制加法：0+0=0；0+1=1；1+0=1；1+1=10例如：(0)10=(0)2,(1)10=(1)2,(2)10=(10)2,

(3)10=(11)2(365.2)10,=(11011.01)2二进制数的计算一般转换为加法与移位运算，通过“与”、“或”、“非”等逻辑运算电路来实现。与（AND）或（OR）非（NOT）异或（XOR）二进制数据的逻辑运算开关电路实现的“与”“或”“非”数字信号：高电平为1,低电平为001“与”运算电路“或”运算电路“非”运算电路用晶体管实现的与”“或”“非”“与”门电路“或”门电路“非”门电路门电路实现的加法器101101001Ai

Bi+CiCi+1Si使用二进制的优点和不足优点：运算规则简单可以用逻辑运算实现算术运算可以找到很多元器件支持二进制运算不足：人读起来困难，一般在输入输出时，转换为16进制表示。

BCD码由于人们日常使用的是十进制，而机器内使用的是二进制，所以，需要将十进制表示成二进制码。

BCD码用十个不同的码:

0000，0001，0010，0011，0100，

0101，0110，0111，1000，1001，表示0~9的十进制码，但它的每位是用二进制编码来表示的，因此称为二进制编码的十进制（BinaryCodedDecimal）。BCD码十分直观，可以很容易实现与十进制的转换。在商业上有它特殊的意义。

例:（0010100001011001.01110100）BCD=2859.74计算机如何存放数据按位存放数据每8位为一个单元，称为一个字节在16位的计算机中，两个字节为一个字因此，计算机中也常用0、1表示的十六进制数据十六进制数据十六进制中的数字：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F例如(9)10=(9)16(10)10=(A)16(11)10=(B)16(16)10=(F)16(365.2)10=(11011.01)2=(3460.32)8=(596.12)16进制的换算问题：已知di，求十进制的NN=(dn-1dn-2…d2d1d0.d-1d-2…d-m)r=dn-1rn-1+dn-2rn-2+…+d1r1+d0r0+d-1r-1+d-2r-2+…+d-mr-m=

3.存储器的种类存储器的种类寄存器：存放微处理器正在处理的数据缓存：为使CPU快速访问数据而设计的专用高速存储器（减少访问外存的次数）主（内）存：临时存放等待处理的数据外存：永久存放文件的存储介质硬盘软盘U盘光盘各种存储器之间的关系存储设备软盘光盘U盘硬盘磁芯存储RAM半导体存储芯片纸带

4.存储器的工作原理存储器工作原理磁盘工作原理计算机存储的发展技术汞延迟线磁带/磁芯/磁鼓存储半导体存储（ROM/RAM）磁盘存储(硬盘与软盘）光盘存储(CD-ROM,CDR/W,DVD,蓝光)FlashRAMUSB活动硬盘固态硬盘纳米存储/量子存储趋势体积越来越小容量越来越大访问速度越来越快可靠性越来越高功耗越来也低持久性越来越好

5.数据类型的概念数据类型问题：光有2进制、16进制数是否足够？怎样区分整数、小数、正数、负数、逻辑值（真/假）、文字、日期、颜色…?什么是数据类型？一类数据区别于另一类数据的性质。便于计算机理解和处理。一组值的集合及其操作的总称。数据类型举例0：男，1：女0：黑，1：白000：星期一，001：星期二，010：星期三，011：星期四，100：星期五，101：星期六，110：星期日000：计算机学院，001：通信学院，010：信管学院，011：自动化学院，100：机械学院，101：光电学院，110：经管学院33常见的数据类型数据类型描述存储String字符串类型，用于文本或文本与数字的组合。最多255个字符。

Byte字节类型，允许0到255的数字。1字节Integer整数类型，允许介于-32,768到32,767之间的数字。2字节Long长整数类型：允许介于-2,147,483,648与2,147,483,647之间的全部数字4字节Float单精度浮点类型。处理大多数小数。4字节DoubleFloat双精度浮点类型。处理大多数小数。8字节Date/Time日期和时间类型。8字节Boolean布尔类型，可以显示为Yes/No、True/False或On/Off。在代码中，使用常量True和False（等价于1和0）1比特34

6.数据量的度量数据量什么是数据量？数据的多少，一般用字节（Byte，B）作为单位。量级：1KB=1024B1MB=1024KB=1048576B（约100万字节）1GB=1024MB=1073741824B（约10亿字节）1TB=1024GB=1099511627776B（约1万亿字节）1PB=1024TB1EB=1024PB

7.数据库的概念37回到超市购物要记住的数据：商品名称（字符串类型）单价与折扣（货币/浮点类型）数量（整数类型）金额（货币/浮点类型）支付方式（布尔类型）售货员（字符串类型）日期（日期时间类型）…这些数据是怎么存放的？这些数据大多存放在数据库中。什么是数据库？信息的集合，一般用表格形式来存储数据。什么是数据库管理系统？维护这些数据表格的软件系统。存储超市数据的数据库物品编号物品名称单价折扣供货厂商批号23700001化妆盒12.00100%xxxxxx85940123700002化妆盒15.00100%xxxxxx8600-0124600002粉底液10.00100%蕾琪8803065100011眼影18.00100%忆自美xxxxxx17300006眼影3.00100%xxxxxx8541-03……存储超市数据的数据库销售单编号货品编号购买数量金额支付方式售货员日期XS09011002000123700001112.00现金黄德春2009-01-1011:02:56XS09011002000123700002115.00现金黄德春2009-01-1011:02:56XS09011002000124600002110.00现金黄德春2009-01-1011:02:56XS09011002000165100011118.00现金黄德春2009-01-1011:02:56XS0901100200011730000613.00现金黄德春2009-01-1011:02:56数据库的优点方便数据的增加、删除、修改自动计算数据，例如：商品金额=单价*折扣*数量总价=∑单项金额方便查询数据，例如：找出单价大于10元的商品保持数据的一致性、完整性、安全性自动分析数据

7.数据分析与数据挖掘数据分析数据库包含以原始数据形式存在的一些事实，使用统计学和其他工具分析这些数据，可以得到这些隐藏在数据背后的信息。这些信息对于业务活动往往非常有用。例如，顾客常常会一起买：化妆盒、眼影、粉底霜问题：有人发现西方超市中顾客会同时购买啤酒和尿布，这是为什么？怎样降低银行贷款的风险？数据分析一般包括：数据挖据：从多个数据库构成的数据仓库中发现有价值的信息联机数据分析：从数据中发现多个数据维度之间的关系（天气、学校假期、交通）数据分析数据库包含以原始数据形式存在的一些事实，使用统计学和其他工具分析这些数据，可以得到这些隐藏在数据背后的信息。这些信息对于业务活动往往非常有用。例如，顾客常常会一起买：化妆盒、眼影、粉底霜问题：有人发现西方超市中顾客会同时购买啤酒和尿布，这是为什么？怎样降低银行贷款的风险？数据分析一般包括：数据挖据：从多个数据库构成的数据仓库中发现有价值的信息联机数据分析：从数据中发现多个数据维度之间的关系（天气、学校假期、交通）数据仓库与数据挖掘数据仓库，英文名称为DataWarehouse，可简写为DW或DWH。数据仓库是为企业所有级别的决策制定过程提供支持的所有类型数据的战略集合。数据仓库出于分析性报告和决策支持的目的而创建。为企业提供需要业务智能来指导业务流程改进和监视时间、成本、质量和控制。

数据挖掘，一般是指从大量的数据中通过算法搜索隐藏于其中信息的过程。大数据对于“大数据”（Bigdata）研究机构Gartner给出了这样的定义。“大数据”是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。大数据技术的战略意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于对这些含有意义的数据进行专业化处理。换言之，如果把大数据比作一种产业，那么这种产业实现盈利的关