第02章 信息管理和信息系统概论2011

信息管理与信息系统概论

肖慧青2011.10.9第二章

计算机基础知识2.1数据的类型数据(data)文本(text)数字(number)图像(image)音频(audio)视频(video)数制定义

:用一组固定的数字一套统一的规则表示数的进位制

X进制：逢X进一二进制、八进制、十进制、十六进制、六十进制。。。无论哪一种数制，都存在一个进位基数，每计满一个基数就向高位进一。二进制提出者：Leibnitz(莱布尼茨)（1646－1716）德国数学家、哲学家，和牛顿并列为微积分的创始人。中国的阴阳八卦，就是二进制数计算机中使用的数制二进制固定数字计数规则基数权0、1逢二进一22的幂次方计算机中使用的数制计算机中使用的数制

机内数据无论是的计算或处理都用二进制数表示数值型非数值型其数据可行性：用二进制数表示，只需0、1

两个基数。用电子技术实现最容易。可靠性：它只有两个状态，数字转移和处理不易出错。

简易性：二进制数运算法则简单，加、减、乖、除法，法则都只有三个。这就使运算器结构大大简化，控制器也可随之简化。逻辑性：用0、1

两个数码，可以代表逻辑代数中的“真”、“假”。二进制特点十进制0、1、2、3、4、5、6、7、8、9逢十进一10固定数字计数规则基数权10的幂次方十进制(Decimal)

如十进制数：3245

.75可表示为如下计算式5×1004×101+2×102

+3×103++7×10-1+5×10-23245

.

75权权权权权权权权权八进制(Octal)八进制0、1、2、3、4、5、6、7逢八进一8固定数字计数规则基数权8的幂次方如八进制数：3245

.75可表示为如下计算式5×804×81+2×82

+3×83++7×8-1+5×8-23245

.

75权权权权权权权十六进制十六进制0、1、2、3、4、5、6、7、8、9逢十六进一16固定数字计数规则基数权16的幂次方A、B、C、D、E、F如十六进制数：3245

.75可表示为如下计算式5×1604×161+2×162

+3×163++7×16-1+5×16-23245

.

75权权权权权权权权权又如：

十进制二进制十六进制十进制二进制十六进制0008100081119100192102101010A3113111011B41004121100C51015131101D61106141110E71117151111F三种常用进制比较进制一般规律n代表整数位数，m代表小数位数，ai为第i位数码，它可以是0、1、…、(R-1)个不同数码中的任何一个，Ri为第i位数码的权值。数制转换:10进制换2进制除二取余，自低位向高位排列。最高位最低位排列方向整数部分整数部分1101将（13.375）10

转换成二进制数13…余数为1…余数为

0…余数为1…余数为126232120乘二取整，自高位向低位排列。0.375×2=0.75

…余数为0.75

整数为00.75

×2=1.5

…余数为0.5

整数为1

0.5×2=1…余数为0

整数为1最高位最低位排列方向小数部分结果(13.375)10=(1101.011)2转换方法每位二进制数乘以相应位的权，再相加。(1001.011)2=1×2

3

＋0

×22

＋

0

×

21＋

1

×

20＋0

×2

-1

＋

1

×2-2

＋

1

×

2

-3=8＋0＋0＋1＋0＋0.25＋0.0625=(

9.3125)10将(1001.011)2转换成十进制数数制转换:2进制换10进制转换方法从二进制数的最低位开始，每四位一组进行转换。(01111101.0101)27D5=(7D.5)16

将(01111101.0101)2

转换成十六进制数2进制换16进制

将(82A.3C)16转换成二进制数转换方法把每一位十六进制数用四位相应的二进制数表示。

(82A.3C)16(100000101010.00111100)2结果(82A.3C)16=(100000101010.00111100)2注意除最高位以外,每一位十六进制数小于8时,高位必须用0补足四位。数制及其转换互转将（617）10分别转换为8进制、16进制000000000000000012486432161285122560000001001101001

1024617＝（1151)800000010011010010269

变为16进制00000010011010011变为8进制511将二进制111010111101.1010

B转换为十六进制。

二进制数：十六进制数：（111010111101.101）B=（EBD.A)H111010111101.1010

E

BD.Abit──1

bit就是1位二进制数：0或1（最小单位）B

──1B（Byte）＝8bit（基本单位，最小存取单位）KB──1KB(KiloByte)＝1024Byte，读作“开”，记为KMB──1MB(MegaByte)＝1024KB，读作“兆”，记为MGB──1GB(GigaByte)＝1024MB，读作“吉”，记为GTB──1TB(TeraByte)＝1024GB，读作“太”，记为TPB──1PB(PetaByte)＝1024TB，简记为PEB──1EB(ExaByte)＝1024PB，简记为E信息单位码制在计算机中如何表示正负?

“＋”表示正数，“－”表示负数如：+101-101

把符号数值化，用0表示“+”，用1表示“-”，连同符号位在一起作为一个数，称为机器数。正数负数0XXXXXXX1XXXXXXX机器数由于数值部分的表示方法不同，有符号数可有三种表示方法，即机器数有三种形式，分别叫做原码、反码、补码。原码：用符号位和数值表示带符号数，正数的符号位用“0”表示，负数的符号位用“1”表示，数值部分用二进制形式表示。反码：正数的反码与原码相同，负数的反码为对该数的原码除符号位外各位取反。补码：正数的补码与原码相同，负数的补码为原码除符号位外各位取反，然后在最后一位加1。原码原码表示的有符号数，最高位为符号位，数值位部分就是该数的绝对值。例如：假设某机器为8位机，即一个数据用8位（二进制）来表示，则：

+23(17H)的原码机器数为00010111 -23(-17H)的原码机器数为10010111其中最高位是符号位，后7位是数值位。反码

反码表示的有符号数。最高位规定为符号位，数值部分：正数=绝对值；负数=绝对值按位取反（即1变0，0变1）。 例如：+23的反码机器数为00010111

-23的反码机器数为11101000

数字‘0’的反码有2种表示：

(+0)10=(00000000)2(-0)10=(11111111)2

补码补码表示有符号数。正数：补码=原码=反码；负数：数值位部分为其绝对值按位取反后末位加1所得。例如：+23的反码为00010111

-23的反码为11101000-23的补码为11101001末位+1BCD码=8421码基于二进制的BCD(BinaryCodedDecimal)

码，用四位二进制数才能表示十进制的0～9，如：8421码、2421码等，其中的数字表示位权，还有余3码、格雷码等。十进制数：

BCD码：01010110011110005687ASCII码

AmericanStandardsCommitteeInterchangeofInformation采用7位二进制数表示一个字符在计算机中用一个字节（8位）表示一个ASCII字符，最高位默认为0。可以表示27即128个字符：34个控制符、52个英文字母，10个阿拉伯数字、32个标点符号和运算符号。汉字编码UNICODE字符集UNICODE字符集Unicode采用16位，1996公布V2.0。内容包含符号6811个。汉字20902个。韩文拼音11172个。造字区6400个。保留20249个。共计65534个

Unicode是ASCII的超集，前256个字符与ASCII一致。字，字节，位字是中国的说法，指电脑显示出来的可阅读的文字。也就是汉字，每个汉字是两个字节。字节是美国的说法，指一个英文字符。每个字符是1个字节。字节电脑存储数据的最小单位位bit8bit=byte1个字=2个字节1个字节=8位2.2逻辑代数基础命题：有具体意义且能够判断真假的陈述句逻辑：命题的运算命题标识符：表示命题的符号，称为命题常量。原子命题：不能分解的陈述句的命题；复合命题：原子命题用连接词和标点符号复合而成。命题具有真假意义的陈述句。

命题具有一个确定的值要么为真，记为True（真），用符号T；要么为假（False），用符号F表示。注意：不能作为命题的句子：一切没有判断内容的句子，无所谓是非的句子。如感叹句，疑问句，祈使句，陈述句中的悖论等。命题

(2),(3)这些句子都无所谓是非，

(4)无法判定其真假值（语义上的悖论），

(5)中的x,y的值不确定。今年冬天是个暖冬。多漂亮的花呀！明天你有什么安排吗？我正在说谎。x

y＞2。天气晴朗

悖论由一个被承认是真的命题为前提，设为B，进行正确的逻辑推理后，得出一个与前提互为矛盾命题的结论非B

例如：“一尺之捶，日取其半，万世不竭”

逻辑数据的表示法

逻辑是命题的运算逻辑数据是用来表示二值逻辑中的“是”与“

否”，或“真”与“假”两个状态的数据。计算机中二进制编码:“1”表示T“0”表示F基本逻辑运算异或条件逻辑运算非与或连接词“与”（∧）A BA∧BTTTT

F

FFT

FF

F

F

命题A和B的“与”(“合取”)，A∧B。当且仅当A和B同时为真时，A∧B为真，其他情况A∧B均为假。

A∧B的真值表:

Target 10011000

AND

00110101

------------------

Result00010000

连接词“或”（∨）A和B的“或”（“析取”），A∨B。当且仅当A和B同时为假时，A∨B为假，其他情况下均为真。A∨B的真值表：A BA∨BTTTT

FTFT

TF

F

FTarget 10011000

OR

00110101

------------------

Result10111101连接词“非”（┑）A的“非”（“否定”），┑A。若A为真，则┑A为假；若A为假，则┑A为真。┑A的真值表：A┑ATFFTTarget 10011000

NOT

------------------

Result01100111连接词“异或”（⊕）A和B的“异或”，记为A⊕B。当且仅当A和B同时为真或同时为假时A⊕B为假，其他情况为真。A⊕B的真值表：A BA⊕BTT

FT

FTFT

TF

F

FTarget 10011000

XOR

00110101

------------------

Result10101101连接词“条件”（→）A和B的“条件”是一个复合命题，记为A→B,读作“如果A，则B”。当且仅当A的真值为真，B的真值为假时，A→B为假，在其他的情况下A→B的真值均为真。A→B的真值表：A BA→BTT

TT

FFFT

TF

FT

连接词“双条件”()

A和B的“双条件”（当且仅当），记为AB，读作“A当且仅当B”。当且仅当A的真值与B的真值相同时，AB为真，否则为假。AB的真值表：A BABTT

TT

FFFT

FF

FT

命题公式由命题变元、连接词和括号组成的合式的式子称为命题公式。命题公式等价：P＝Q。〖例2-28〗证明┑（A→B）与A∧┑B是等价的。

AB┑（A→B）A∧┑BTTFFTFTTFTFFFFFF命题公式的等价律A、B、C等为命题变元，T表示“真”，F表示“假”零律：A∨F＝A A∧F＝F幺律：A∨T＝T A∧T＝A幂等律：A∨A＝A A∧A＝A求补律：A∨┓A＝TA∧┓A＝F交换律：A∨B＝B∨AA∧B＝B∧A结合律：A∨（B∨C）＝（A∨B）∨C A∧（B∧C）＝（A∧B）∧C分配律：A∧（B∨C）＝A∧B∨A∧CA∨B∧C＝（A∨B）∧（A∨C）吸收律：A∧B∨A∧┓B＝A

（A∨B）∧（A∨┓B）＝A 狄－摩根定律：┓（A∨B）＝┓A∧┓B ┓（A∧B）＝┓A∨┓B双重否定律：┓┓A＝A证明狄－摩根定律证明狄－摩根定律之一：┓（A∧B）＝┓A∨┓BABA∧B┓（A∧B）┓A┓B┓A∨┓BTTTFFFFTFFTFTTFTFTTFTFFFTTTT逻辑代数的等价律零律：A＋0＝A A0＝0幺律：A＋1＝1 A1＝A幂等律：A＋A＝AAA＝A求补律：A＋Ā＝1 AĀ＝0

“”（可省略）“与”运算“+”“或”运算“”“非”运算

逻辑函数的化简〖例2-30〗〖例2-30〗试将逻辑函数F＝A＋ĀB化简。解：F＝A＋ĀB

＝（A＋Ā）(A＋B) （分配律） ＝1(A＋B) （求补律）＝A＋B （幺律）A∨B∧C＝（A∨B）∧（A∨C）

逻辑函数的化简〖例2-31〗〖例〗试将逻辑函数F＝AB＋A＋ĀB＋化简。解：F＝AB＋A＋ĀB＋

＝

A(B＋)＋Ā(B＋) （分配律）＝A＋Ā （求补律）＝1 （求补律）主机显示器2.3计算机基本结构计算机硬件组成辅助存储器内存储器运算器控制器输入设备输出设备

程序原始数据

运算结果控制信息数据运算器

运算的部件。在控制器的控制下执行程序中的指令,完成各种算术运算、逻辑运算、比较运算、移位运算等。运算器的组成：算术逻辑部件（ALU）：完成加、减、乘、除等四则运算以及与、或、非、移位等逻辑运算；寄存器：暂存参加运算的操作数或中间结果。技术指标：运算速度，单位是MIPS（百万指令/秒）

存储器存储数据和程序的部件。存储单位：“位”（bit）、“字节”（byte）、“字”。。。容量：存储器所包含的存储单元的总数

分类：内存储器：又内存或主存，用来存放现行程序的指令和数据。包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）等。外存储器：又称为辅助存储器，简称为外存或辅存，用来存放需要长期保存的信息。bit──1

bit就是1位二进制数：0或1（最小单位）B

──1B（Byte）＝8bitKB──1KB(KiloByte)＝1024Byte，记为KMB──1MB(Mega)＝1024KB，记为MGB──1G(Giga)＝1024MB，记为GTB──1TB(Tera)＝1024GB，记为TPB──1PB(Peta)＝1024TB，记为PEB──1EB(Exa)＝1024PB，记为E存储单位bit──1

bit，就是1位二进制数：0或1B

──1B（Byte）＝8bit（最小存取单位）KB──1KB(KiloByte)＝1024Byte，记为KMB──1MB(MegaByte)＝1024KB，记为MGB──1GB(GigaByte)＝1024MB，记为GTB──1TB(TeraByte)＝1024GB，记为TPB──1PB(PetaByte)＝1024TB，记为PEB──1EB(ExaByte)＝1024PB，记为E信息单位主存储器MainMemory存储结构

RAMandROM

随机存储器和只读存储器RAMstandsforRandomAccessMemoryInherentintheideaofbeingabletoaccesseachlocationistheabilitytochangethecontentsofeachlocation每一个存储单元可以直接访问，可以改写这个存储单元的内容ROMstandsforReadOnlyMemoryThecontentsinlocationsinROMcannotbechanged只读存储器，内容不能更改，是永久的。RAMisvolatile,ROMisnotThismeansthatRAMdoesnotretainitsbitconfigurationwhenthepoweristurnedoff,

butROMdoesRAM是易失性的，也就是说关闭电源以后RAM不在保存内容，而ROM则不同RAMandROMRAMSRAM静态（采用传统的触发器）DRAM动态（采用电容器）ROMPROM可编程只读存储器EPROM可擦除的可编程只读存储器EEPROM电可擦除的可编程只读存储器存储器MagneticTape磁带Thefirsttrulymassauxiliarystoragedevicewasthemagnetictapedrive第一种大容量辅助存储设备。光存储设备DVD坑更小磁道更为紧密1～2个存储层，并且还可以是单面或双面的Feature

---------------------------------single-sided,single-layersingle-sided,dual-layerdouble-sided,single-layerdouble-sided,dual-layerCapacity

------------4.7GB8.5GB9.4GB17GB控制器指挥计算机的各个部件按照指令的功能要求协调工作。控制器的组成：程序计数器（PC）：用来对程序中的指令进行计数，使控制器能依次读取指令；指令寄存器（IR）：在指令执行期间暂时保存正在执行的指令。指令译码器（ID）：用来识别指令的功能，分析指令的操作要求。时序控制电路：用来生成时序信号，以协调在指令执行周期内各部件的工作。微操作控制电路：用来产生各种控制操作命令。输入/输出设备简称为I/O设备，是外部与计算机交换信息的渠道。输入设备：用于输入程序、数据、操作命令、图形、图像以及声音等信息。常用的输入设备有键盘、鼠标器、扫描仪、光笔、数字化仪以及语音输入装置等。输出设备：用于显示或打印程序、运算结果、文字、图形、图像等，也可以播放声音。常用的输出设备有显示器、打印机、XY绘图仪以及声音播放装置等。键盘鼠标:1)光电式鼠标2)机械式鼠标

3.光笔

几种主要图形输入设备1触摸屏:电阻式和电容式

2)红外线式

3)声表面波式

5.扫描仪:

二维：扫描仪通过光电转换、点阵采样的方式，将一幅画面变为数字图像

三维：三维物体的几何形状及表面颜色属性。

几种主要图形输入设备2三维扫描仪6数字化仪：美国CALCOMP公司生产其他常见输入设备操纵杆：声音输入设备iPhone接收的全息照片全息全息电影绘图机

图形绘制设备打印机

声音输出设备计算机的指令系统操作码：规定了该指令进行的操作种类；地址码：给出了操作数、结果以及下一条指令的地址。操作码地址码指令的一般格式操作码第一操作数地址第二地址操作数多地址指令1：操作码第一地址第二地址下一指令地址多地址指令2：操作码第一地址第二地址结果地址下一指令地址多地址指令3：计算机指令例子ANDAX，BX；(AX)与(BX)，结果放在AX中ANDAL，11110000B

；屏蔽AL寄存器低4位ORAL，30H;(AL)或30H，结果放在AL中XORAX，AX;(AX)异或(AX),结果放在AX中NOT

BX；BX中内容求反码，结果在BX中MOVCL，4；将计数值送CLSHLBL，CL；将高位移到BL的高4位

指令类型

数据传送型指令数据处理型指令输入输出型指令硬件控制指令指令的执行过程取指令：根据指令计数器中的地址，从内存储器中取出指令，并送往指令寄存器中。分析指令：对指令寄存器中存放的指令进行分析，由操作码确定执行什么操作，由地址码确定操作数的地址。执行指令：根据分析的结果，由控制器发出完成该操作所需要的一系列控制信息，去完成该指令所要求的操作。完成后，指令计数器加1，为执行下一条指令做好准备。如果遇到转移指令，则将转移地址送入指令计数器。程序设计语言机器语言：使用机器语言编写，计算机能够直接理解并执行，但编程和理解都十分的困难。汇编语言：使用“助忆符”来表示指令的操作码，并使用存储单元或寄存器的名字表示地址码，以便于记忆和书写。高级程序设计语言：表达形式更接近于被描述的问题的程序设计语言，便于程序的编写。这种程序称为源程序，必须经过翻译系统的处理后才能执行。面向过程程序设计语言面向对象程序设计语言

程序设计步骤一般过程：

需求分析总体设计详细设计编码测试运行与维护使用程序设计语言产生一系列的指令以告诉计算机该做什么的过程。

结构化程序设计

采用自顶向下逐步求精的设计方法和单入口单出口的控制成分。

TFTF条件AAB（a）顺序结构（b）选择型分支结构（c）循环结构AB条件3种基本的控制结构：良好的程序设计风格标识符：按意命名、保留字用大写字母、使用统一的缩写规则。表达式：使用括号、使用库函数、条件化简、函数与过程模块化：模块的独立性（高内聚、低耦合）、模块的规模适中。程序行的排列格式：排列格式美观、层次分明、使用统一的缩进格式，同一嵌套深度并列的语句对齐。注释：添加必要的注释，以说明程序、过程和