《大学计算机基础与计算思维》课件 第1、2章 计算机基础知识、信息的表示与存储

《大学计算机基础与计算思维》第1章计算机基础知识目录CONTENT1计算机的产生与发展历程3计算机系统2计算机的发展趋势4微型计算机系统计算机的产生与发展历程1.11.1.1

计算机的产生1.ENIACElectronicNumericalIntegratorandCalculator，电子数字积分计算机1946年，由美国军方为计算弹道轨迹而定制，在美国宾夕法尼亚大学问世。ENIAC是世界上第一台电子数字计算机，标志着电子计算机时代的到来。ENIAC的主要缺点：采用十进制，线路复杂；用线路连接方法来编排程序，程序的进入与修改靠人工拨动开关和插接导线来设置。4计算机的产生2.EDVACElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer，离散变量自动电子计算机1945年，冯•诺依曼提出EDVAC的两大设计思想：机器内部使用二进制表示数据；像存储数据一样存储程序。

这两大设计思想为计算机的设计树立

了一座里程碑。由于各种原因，1951年，EDVAC才能

正常使用。5计算机的产生2.EDVACEDVAC方案明确了计算机由五个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入装置、输出装置，并描述了这五部分的职能和相互关系。该体系结构一直延续至今，其描述了计算机的基本工作原理，即：存储程序和程序控制，所以现在的计算机一般称为冯•诺依曼结构计算机。冯•诺依曼被誉为“计算机之父”。61.1.2计算机的发展历程7第一代：电子管第二代：晶体管第三代：中、小规模集成电路第四代：大规模、超大规模集成电路1.1.2计算机的发展历程8发展阶段主要电子元件代表机型主要应用第一代（1946~1957年）电子管ENIAC,EDVAC军事研究的科学计算（如：计算炮弹的弹道，导航计算等）第二代（1958~1964年）晶体管IBM7000系列计算机应用于气象、工程设计、数据处理（人口普查、统计会计资料等）第三代（1965~1970年）中、小规模集成电路IBM-360系列、DEC公司PDP-8机、PDP-11系列机、VAX-11系列机政府机关及商业用途第四代（1971年至今）大规模、超大规模集成电路微型计算机，也称为微机，个人计算机，PC机广泛应用到日常生活中；开启网络时代1.1.3计算机的分类9专用计算机通用计算机按使用范围分类电子数字计算机电子模拟计算机按处理数据的方式分类按规模和处理能力分类巨型机大型机中型机小型机微型机单片机按规模和处理能力分类1.巨型机巨型机是一种超大型电子计算机，也称为超级计算机，其运算速度很高，数据存储容量很大，规模大，结构复杂，价格昂贵。主要用于承担重大的科学研究、国防尖端技术和国民经济领域的大型科学计算及数据处理任务，如大范围天气预报，整理卫星照片，研究洲际导弹、宇宙飞船等。2.大型机、中型机、小型机它们的性能指标和结构规模相应地依次递减，性能介于巨型机和微型机之间。主要用于大型企业的数据处理，或者用作网络服务器。10按规模和处理能力分类(续)3.微型机指的是微型计算机，简称微机，也称PC（PersonalComputer，个人计算机），是一种价格低廉、体积较小的计算机，适合于办公和家庭使用，是世界上发展最快、应用最广泛的一类计算机。工作站是一种较为高端的微型机，为用户提供比PC更强大的性能，其具有较强的图形处理能力、任务并行能力等，是一类高性能计算机。4.单片机单片机是一种集成式电路芯片，其集成了运算器、控制器和存储器，但没有输入/输出设备，相当于把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机的应用领域涉及到智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。111.1.4计算机的应用领域科学计算信息处理自动控制计算机辅助技术人工智能计算机网络多媒体技术12也称为数值计算，是指利用计算机来完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算，如军事、天气预报、航天、导弹等。科学计算是计算机最早的应用领域。也称为数据处理，是指利用计算机对各种信息进行收集、存储、分类、统计、查询、分析、传输等一系列活动的统称。是最为广泛的应用领域，如办公自动化、医疗诊断等。是指在工业生产或其他过程中，自动地对控制对象进行控制和调节。例如：自动化生产线、航天器导航系统、卫星发射回收系统、列车调度系统、导弹拦截系统等。计算机的应用领域(续)科学计算信息处理自动控制计算机辅助技术人工智能计算机网络多媒体技术13计算机辅助技术已广泛应用于机械、工业、大规模集成电路等方面，包括：计算机辅助设计(ComputerAidedDesign，CAD)计算机辅助教学(ComputerAidedInstruction，CAI)计算机辅助制造(ComputerAidedManufacturing，CAM)计算机辅助工程(ComputerAidedEngineering，CAE)计算机辅助测试(ComputerAidedTest，CAT）指利用计算机模拟人的智能活动，如感知、推理、学习、理解等。人工智能的研究领域主要包括自然语言理解、智能机器人、博弈、专家系统、自动定理证明等方面.是计算机应用中最诱人，也是难度最大且目前研究最活跃的领域之一。计算机的应用领域(续)科学计算信息处理自动控制计算机辅助技术人工智能计算机网络多媒体技术14多媒体技术是计算机技术和视频、音频及通信等技术相结合的产物，它将文字、声音、图形、影像、动画进行综合处理，形成具有完美视听感觉的新媒体。计算机技术与现代通信技术的结合构成了计算机网络。网络早已渗透到我们生活中的方方面面。1.1.5我国计算机的发展概况1958年，我国第一台小型电子管通用计算机由中科院计算所研制成功。1965年，中科院计算所研制成功第一台大型晶体管计算机，该机在两弹试验中发挥了重要作用。1974年，清华大学等单位联合设计、研制成功采用集成电路的小型计算机，运算速度达每秒100万次。1983年，国防科技大学研制出第一台超级计算机“银河一号”，使中国成为继美国、日本之后第三个能独立设计和研制超级计算机的国家。2002年8月10日，我国成功制造出首枚高性能通用CPU——龙芯一号。此后龙芯二号问世，龙芯三号也正在紧张的研制中。龙芯的诞生，打破了国外的长期技术垄断，结束了中国近二十年无“芯”的历史。15超级计算机的发展16运算速度为每秒2570兆次（一兆等于一万亿）。如果用“天河一号”计算1秒钟，相当于全国13亿人连续计算88年。如果用“天河一号”计算1天，相当于使用一台当前主流的微型计算机连续计算160年之久。“天河一号”超级计算机由国防科技大学研制2010年，荣获超算排行榜全球第一。比“天河一号”更强的超级计算机172016年6月至2017年11月，全国产CPU制造的“神威•太湖之光”连续四次霸占世界超算500强第一的位置，同时段“天河二号”霸占第二的位置。2013年至2015年，天河二号连续六届（半年一次）位居世界超算500强第一名。量子计算机的发展量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速的数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。相比传统计算机，量子计算机最大的优点在于运算上。

由于采用量子来处理信息，数据越多，处理的速度越快，同时数据处理也越精准。182020年12月4日，中国科学技术大学潘建伟团队成功构建量子计算原型机“九章”量子计算机的发展研究成果于2021年5月7日

在线发表在《科学》杂志上192021年10月26日央视新闻：关于“祖冲之二号”20计算机的发展趋势1.21.2计算机的发展趋势巨型化：速度更快、存储量更大、功能更强、可靠性更高微型化：体积更小、功耗更低、可靠性更高、携带更方便、价格更便宜网络化：利用通信技术，把分布在不同地点的计算机互联起来，按照网络协议相互通信，以达到所有用户都可共享资源的目的智能化：使计算机具有模拟人的感觉和思维过程的能力多媒体化：具有对文字、数字、图片、声音、视频等进行处理的能力22计算机系统1.31.3计算机系统24计算机系统硬件系统软件系统运算器控制器存储器输入设备输出设备系统软件：例如操作系统、语言处理程序等应用软件：例如Office软件、杀毒软件等物质基础灵魂只有硬件系统的计算机——裸机。计算机的五大部件（遵循冯·诺依曼结构）内存外存计算机的硬件系统(五大部件)运算器：是计算机的核心部件之一，用于完成算术运算和逻辑运算。控制器：是计算机的指挥中心，用来分析指令、协调I/O操作和内存访问。25运算器控制器寄存器中央处理器(CPU)一种存储容量有限的高速存储部件，用来临时保存运算的中间结果计算机的硬件系统(五大部件)存储器：是计算机的“记忆”装置，是存储程序、数据、运算的中间结果及最后结果的设备。存储器分为两大类：内存：即内存储器，又称主存储器，简称内存或主存。

正在运行的程序和数据都必须存放在内存中，内存是能直接与CPU交换数据的存储设备。

内存可进一步分为ROM、RAM和Cache。外存：即外部存储器，又称辅助存储器，简称外存或辅存。

外存的存取速度比内存慢得多。外存不能与CPU直接交换数据，如果CPU需要使用外存中的程序或数据，则需先将其加载到内存中。26ROM（ReadOnlyMemory，只读存储器）在制造ROM时，生产厂家通过专用设备将信息（程序或数据）存入ROM并永久保存，用户只能读出ROM中的信息，无法修改。计算机断电后，ROM存储的数据不会丢失。可擦除ROM（EPROM,EEPROM）：允许用户通过专业手段将其内容改写多次，但使用时仍然作为只读存储器使用。27RAM（RandomAccessMemory，随机存取存储器）RAM中的信息既可以读出也可以写入。计算机断电后，RAM中的数据将全部丢失。RAM可分为：DRAM（DynamicRAM，动态随机存储器）SRAM（StaticRAM，静态随机存储器）28速度集成度功耗成本是否要刷新主要用途SRAM较快较高较大较高不需要刷新二级CacheDRAM慢高小低要周期性刷新内存条Cache（高速缓冲存储器，简称高速缓存）Cache位于CPU与内存之间，是为了协调CPU与内存之间速度不匹配的矛盾，具有容量小、速度快、价格昂贵的特点。分为：一级缓存（L1Cache）二级缓存（L2Cache）三级缓存（L3Cache）当CPU向内存中写入或读出数据时，这个数据也被存储进Cache中；当CPU再次需要这些数据时，就从Cache中读取数据，如果需要的数据在Cache中没有，CPU会去读取内存中的数据并同时存入Cache中。29计算机的硬件系统(五大部件)输入设备向计算机输入信息的设备。常用的输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、手写笔、触摸屏、条形码阅读器等。输出设备从计算机中输出人们可以识别的信息的设备。常用的输出设备：显示器、打印机、绘图仪、音响等。30计算机的硬件系统（小结）31硬件系统主机CPU(中央处理器)运算器控制器寄存器内存ROMRAMCache外部设备(外设）外存：硬盘、U盘、光盘等输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、手写笔、触摸屏、

条形码阅读器等输出设备：显示器、打印机、绘图仪、音响等存储器指令与程序计算机指令，简称指令，就是指挥计算机执行某种操作的命令。程序就是一系列按一定顺序排列的指令的集合。程序的执行过程就是计算机的工作过程。32操作码地址码指令的格式要完成什么操作执行对象（具体数据或数据存放的地址）一台计算机所能执行的全部指令的集合，称为指令系统。计算机的工作原理目前，计算机都遵循冯•诺伊曼体系结构。其主要思想是：计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件构成；计算机内部采用二进制来表示指令和数据；采用存储程序和程序控制方式，即将程序和数据预先存放在存储器中，计算机在程序的控制下自动运行，不需人工干预。33存储程序工作原理34中央处理器(CPU)存储器输入设备输出设备运算器控制器数据流指令流控制流存储程序：用输入设备将事先编制好的程序和运行时所需的数据一起存放在存储器中；程序控制：计算机运行程序时能自动从内存中逐条取出程序中的指令，由CPU分析并执行指令。微型计算机系统1.41.4微型计算机系统微型计算机，简称微机，俗称电脑，是由大规模集成电路组成的、体积较小的电子计算机。微型计算机系统由微型计算机的硬件系统和软件系统两大部分组成。361.4.1微型计算机的主要技术指标1.字长字长是指计算机运算部件一次能同时处理的二进制数据的位数。字长越长，计算机的运算精度越高，处理能力越强。字长通常都是8的整数倍，常见的有32位、64位。2.主频主频是指CPU的时钟频率，它的高低在一定程度上决定了计算机速度的高低。主频越高，速度越快。以赫兹（Hz）为单位。37微型计算机的主要技术指标3.运算速度运算速度是衡量计算机性能的一项重要指标，通常是指每秒钟所能执行指令的数目，其常用单位是MIPS（MillionInstructionsPerSecond，百万次/秒）。主频越高，字长越长，内存容量越大，存取周期越小，运算速度越快。4.存储容量通常分内存容量和外存容量，这里主要指内存容量。内存容量越大，机器所能运行的程序就越大，处理能力就越强。38微型计算机的主要技术指标5.存取周期内存的存取周期也是影响整个计算机系统性能的主要指标之一。存取周期是指CPU从内存中存取数据所需的时间。目前，内存的存取周期在7-70ns之间。391.4.2常见的微型计算机硬件1.微处理器微型计算机的CPU也称为微处理器，是微型计算机最核心的部件。40Intel公司的CPUAMD公司的CPU常见的微型计算机硬件2.主板主板，又叫主机板、系统板、或母板，是计算机最基本最重要的部件之一，是主机箱内面积最大的一块印刷电路板。41主板的优劣在某种程度上决定了一台计算机的整体性能、使用年限以及功能扩展能力。常见的微型计算机硬件3.总线总线（Bus）是计算机的各个功能部件之间传送信息的公共通路，它是由导线组成的传输线束。主机的各个部件通过总线相连接，外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接，从而形成了计算机硬件系统。按照总线所传输的信息种类，可以划分为：数据总线（DataBus，DB）地址总线（AddressBus，AB）控制总线（ControlBus，CB）42常见的微型计算机硬件4.内存微型计算机的内存一般指RAM。平常所使用的内存，实际上是将多个内存颗粒封装在一个插板上，俗称“内存条”。43常见的微型计算机硬件5.外存外存用于存储需要长期保存的数据和程序。微型计算机中，常见的外存设备有：硬盘、光盘、U盘、移动硬盘等。硬盘可分为：机械硬盘（HardDiskDrive，HDD）固态硬盘（SolidStateDisk，SSD）44机械硬盘机械硬盘，又称为温彻斯特硬盘，简称温盘，即传统的普通硬盘。主要由磁盘盘片、磁头、主轴与传动轴等组成，数据存放在磁盘盘片中。45机械硬盘46每个盘片在逻辑上被划分为很多个同心圆，将每个同心圆称作磁道，最外面的同心圆就是0磁道。在磁盘上从圆心向外呈放射状地产生分割线，将每个磁道等分为若干弧段，每个弧段就是一个扇区。每个扇区为512字节。所有盘片上具有相同编号的磁道会形成一个圆柱，称为磁盘的柱面。固态硬盘固态硬盘是用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘。固态硬盘的存储介质分为两种：基于闪存（FLASH芯片）的固态硬盘：采用FLASH芯片作为存储介质，就是通常所说的SSD。

SSD固态硬盘最大的优点是可以移动，且数据保护不受电源控制，适应于各种环境，适合个人用户使用。基于DRAM的固态硬盘：采用DRAM作为存储介质，它是一种高性能的存储器，理论上可以无限次写入，其缺点是需要独立电源来保护数据安全，因此应用范围较窄，属于非主流的设备。47固态硬盘和机械硬盘对比48对比项目固态硬盘机械硬盘容量较小大读/写速度极快—般写入次数1万~10万次没有限制工作噪声极低有工作温度极低较高防震很好怕震动重量低高价格高低光盘光盘是利用激光原理进行读写的设备，是迅速发展的一种辅助存储器，具有存储量大、价格低、寿命长和可靠性好等优点。光盘可分为两种：不可擦写光盘，如CD-ROM、DVD-ROM等；可擦写光盘，如CD-RW、DVD-RW等，其优势在于刻录后可以使用软件擦除数据，并再次使用。49U盘

USB闪存盘(USBflashdisk)，简称U盘。闪存是一种长寿命、非易失性的存储器。可通过标准的USB接口与电脑相连，实现即插即用。U盘的优点：体积小，携带方便，容量大，价格便宜，可靠性高。U盘的常见容量：从4GB、8GB、16GB到512GB、1TB都有。50移动硬盘主要指采用USB或IEEE1394接口，可以随时插上或拔除，小巧而便于携带的硬盘存储器，可以较高的速度与系统进行数据传输。移动硬盘的优点：容量大，即插即用，速度快，体积小，安全可靠。移动硬盘的常见容量：512GB、1TB、

2TB、3TB、4TB，最高可达12TB51

本章小结(1)小结第一台电子计算机：ENIAC（十进制，线路连接）冯•诺依曼与EDVAC（二进制，存储程序）计算机发展的四代，其主要电子元器件、代表机型、主要应用计算机的分类计算机的应用领域了解超级计算机、量子计算机

小结计算机的发展趋势计算机系统：硬件系统、软件系统冯•诺伊曼机的五大部件、工作原理微型计算机的主要技术指标：字长、主频、运算速度、存储容量、存取周期常见的微型计算机硬件：微处理器、主板、内存、外存（硬盘、光盘、U盘、移动硬盘等）本章小结(2)

END《大学计算机基础与计算思维》第2章信息的表示与存储目录CONTENT1信息与编码3数据在计算机中的表示2进位计数制及其相互转换信息与编码2.11.信息信息：音讯、消息，泛指人类社会传播的一切内容。信息是由客观事物得到的，使人们能够认知客观事物的各种信息、情报、数字、信号、图形、图像、语言等所包括的内容。信息是为了满足用户决策的需要而经过加工处理的数据，或者说，信息是数据处理的结果。信息不能独立存在，必须依附于某种载体之上。信息无处不在，具有可传递性、共享性、可处理性。582.1信息与编码2.1信息与编码2.编码用预先规定的方法将文字、数字或其它对象编成数码，即使用计算机数据世界中的一串0、1代码来编码。计算机中的一切信息都是以0和1组成的二进制形式存储的。

592.1信息与编码2.编码：0、1代码表示的二进制作为计算机的编码技术实现简单简化运算规则适合逻辑运算抗干扰能力强，可靠性高60进位计数制及其相互转换2.22.2.1进位计数制进位计数制：把一组特定的数字符号按先后顺序排列起来，由低位向高位进位计数的方法，简称“进制”。一种进位计数制包含一组固定的数码符号和三个基本要素：数码、基数、数位和位权。数码：一组用来表示某种数制的符号。例如，十进制的数码是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9；二进制的数码是0、1。基数：某种计数制可以使用的数码个数，也是在做加减法时的进位或借位数。数位：数码在一个数中所处的位置。位权：是以基数为底的幂，表示处于该位的数码所代表的数值大小62例：十进制数4567.23，其基数为10，数码、数位、位权632.2.1进位计数制几种常用的进制642.2.1进位计数制十进制的数值0~15与其他进制的对照表652.2.1进位计数制不同进制数据的表示662.2.1进位计数制

二进制：

（1011）2或1011B

八进制：

（1011）8或1011O

十进制：

（9186）10或9186D

十六进制：（13F）16或13FH1.二进制、八进制、十六进制转换为十进制

“二进制数”转换为“十进制数”方法：按位权展开并相加，即：将二进制按其各位置的数值与其位权形式展开，权重为2，并求和，结果即为对应的十进制数。如：其他数制转换为“十进制数”方法：同理，八进制和十六进制也按其各位置数值与其位权形式展开。如：672.2.2进制转换2.十进制整数转换为其他进制整数

整数部分的转换方法为：除以基数倒取余数法。方法：用十进制整数连续地除以目标进制的基数（例如，十进制转换成二进制，则除以基数2），每次取余数，直到商为0为止。将得到的余数倒序排列（即：最后得到的余数是最高位），就得到转换后的结果。例：682.2.2进制转换计算结果：(29)10=(11101)2计算结果：(13)10=(15)8计算结果：(156)10=(9C)162.十进制整数转换为其他进制整数

小数部分的转换方法为：乘基数取整法。方法：用十进制小数连续地乘以目标进制的基数，每次取走整数部分，直到小数部分为0或达到所要求的精度为止。将每次取出的整数部分正序排列（即先得到的整数是高位），就得到转换后的结果。例：692.2.2进制转换计算结果：(29.375)10=(11101.011)2计算结果（保留3位小数）：(0.33)10=(0.547)163.二进制、八进制、十六进制的互相转换

二进制转换成八进制：以小数点为分界线，整数部分从右往左，小数部分从左往右，每3位分成一组，不足3位补0，每组转换成一位八进制数。反之，八进制转换成二进制时，是将一位八进制数拆分成3位二进制数。例：将二进制数10110101转换成八进制。结果：(10110101)2=(265)8例：(31)8=(011001)2

702.2.2进制转换3.二进制、八进制、十六进制的互相转换

二进制转换成十六进制:以小数点为分界线，整数部分从右往左，小数部分从左往右，每4位分成一组，不足4位补0，每组转换成一位十六进制数。反之，十六进制转换成二进制时，是将一位十六进制数拆分成4位二进制数。例：(00101101)2=(2D)16(4F)16=(01001111)2例：八进制数513转换成十六进制。712.2.2进制转换4.微软Windows操作系统自带的计算器

Windows10为例，单击“开始”菜单→“所有程序”→“附件”→“计算器”，在打开的计算器窗口中单击“查看”→“程序员”，即可调出可进行整数进制转换的计算器。722.2.2进制转换数据在计算机中的表示2.31.位（bit,b）

计算机中表示信息的最小单位，即一个0或1。一位二进制可表示21=2种信息，取值分别为0、1；两位二进制可表示22=4种信息，取值分别为00、01、10、11；，n位二进制可表示2n种信息。2.字节字节（Byte,B）计算机处理信息的基本单位，一个字节由8位构成，经常写成1B=8b。一个字节可以表示28=256种不同信息。3.字长（word）计算机一次可处理的二进制数码的组合称为字（Word），字的位数称为字长。字长是计算机一次存取、处理和传输的二进制的位数，通常是字节的整数倍。目前微机常用的字长有32位和64位，即32位机和64位机，字长是衡量计算机性能的一个重要指标，字长越长，一次传送的二进制位数越多，运算速度越快，可以表示的状态越多，运算精度越高，数据的表示范围越大，计算机性能越好.742.3.1存储单位及存储容量4.存储容量存储容量是衡量计算机存储能力的重要指标，用字节（B）来表示。由于存储器的容量比较大，为了阅读与书写方便，又引入KB（千字节）、MB（兆字节）、GB（吉字节）、TB（太字节）、PB（拍字节）作为存储容量的单位，它们之间的换算进率为210=1024。1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB1TB=1024GB 1PB=1024TB752.3.1存储单位及存储容量1.机器数

数值在机器内的表达形式称为机器数，机器数的位数（长度）是固定的，例如，64位机能够表示的机器数长度是64位。由于计算机中只能表示0和1，所以要想使计算机能够完整地表示一个数值数据，必须解决两个问题：一、数据的符号（正负号），二、小数点的表示1.数据的符号表示：机器数的最高位为符号位，0表示正号，1表示负号；其余各位为数值位。机器数所代表的实际数值，称为真值，一般用十进制数表示。762.3.2数值型数据2.整数的表示

整数一般采用定点表示法，即小数点位置固定，小数点隐含固定在最右边。小数点是假设的，并不实际存储。整数分为无符号整数和有符号整数。

假设机器数长度为8位，10011010这一串二进制数，若代表的是有符号数，则最高位的1表示负号，后面7位是数值位，转换成十进制是-26；若是无符号数，则8位全部是数值位，转换成十进制是154。3.实数的表示实数是带有整数部分和小数部分的数。实数的存储，不仅需要以0、1的二进制形式来表示，还要指明小数点的位置。小数点在计算机中通常有两种表示方法：定点小数和浮点数。772.3.2数值型数据3.

实数的表示

定点小数是把小数点隐含固定在数值部分最高位的左边、符号位的右边。浮点数：在浮点表示方法中，任何一个数都可表示为N=M×RE。M：尾数，是一个定点小数，它表示数的有效数值。E：阶码，是一个带符号的整数，它表示小数点在该数中的位置。R：基数，一般取2、8、10或16，在同一体系结构的计算机中，基数是固定的，通常不需要存储。782.3.2数值型数据西文字符的表示

在英文输入法状态下输入的所有字符，包括大小写英文字母、数字、标点符号、一些控制符等。西文字符采用ASCII码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange，美国信息交换标准代码）进行编码，每个字符均由7位二进制组成，共可表示27=128种字符。792.3.3西文字符大写字母A的ASCII码的二进制为1000001，对应的十进制形式为65，且26个大写字母是连续编码的，即B、C……Z的ASCII码依次为66、67……90；小写字母a的ASCII码为97，且26个小写字母也是连续编码的。大小写字母的ASCII码相差32。汉字编码计算机内部处理的信息，都是用二进制代码表示的，汉字也不例外。根据应用目的的不同，汉字编码分为外码、交换码、机内码和字形码等。1.外码（输入码）外码又称为输入码，是用来将汉字输入到计算机中的一组键盘符号；常用的输入码有拼音码、五笔字型码、自然码、表形码、认知码、区位码和电报码等；同一个汉字，采用不同的输入方法，相应的外码也就不同。2.汉字交换码汉字交换码是计算机与其他系统或设备之间交换汉字信息的标准编码。国标码字符集中收集了常用汉字和图形符号7445个，其中图形符号682个，汉字6763个，按照汉字的使用频度分为两级，第一级为常用汉字3755个，第二级为次常用汉字3008个。汉字用2字节表示，每个字节用七位码（最高位为0）。802.3.4汉字编码汉字编码3.机内码每一个汉字都有一个确定的二进制代码，通常用2个字节表示。计算机在处理到最高位是“1”的代码时把它理解为汉字的机内码，在处理到最高位是“0”的代码时把它理解为西文字符的ASCII码。4.汉字的字型码

字型码是汉字的输出码，输出汉字时都采用图形方式，无论汉字的笔画多少，每个汉字都可以写在同样大小的方块中。为了能准确地表达汉字的字型，对于每一个汉字都有相应的字型码，目前大多数汉字系统中都是以点阵的方式来存储和输出汉字的字型。812.3.4汉字编码汉字编码中文西文信息编码822.3.4汉字编码1.声音编码多媒体就是多重媒体的意思，可以理解为直接作用于人感官的文字、图形、图像、动画、声音和视频等各种媒体的统称，即多种信息载体的表现形式和传递方式。自然界中的声音非常复杂，波形也相对复杂。计算机要处理自然界的声音，需要将波形数据转换成0、1代码组成的数字数据，即音频数字化。波形声音转换成数字化音频需要经过抽样、量化、编码三个步骤。832.3.5多媒体及其编码1.声音编码计算机音频的编码格式有多种标准，常见音频文件格式有MIDI格式、WAV格式、MP3格式和RealAudio格式。MIDI（MusicalInstrumentDigitalInterface，乐器数字接口）是数字音乐/电子合成乐器国际标准。WAV为微软公司（Microsoft）开发的一种声音文件格式，它符合RIFF文件规范，用于保存Windows平台的音频信息资源，被Windows平台及其应用程序所广泛支持的文件。MP3是一种音频压缩技术，也称为动态影像专家压缩标准音频层面3（MovingPictureExpertsGroupAudioLayerⅢ），简称为MP3。RealAudio（即时播音系统）是ProgressiveNetworks公司所开发的软体系统，是一种新型