大学计算机基础教程74

大学计算机基础教程

方诗虹

suellenfsh@163.com

第二章计算机信息技术基础

*2.1数据、信息和文件

♦2.1.1数据与信息导述一一几个概念

1、数据

在计算机科学中，一切能被计算机

接受和处理的物理符号都成为“数据”，

是构成信息和知识的原始材料。

第二章计算机信息技术基础

按性质分•模拟数据和数字数据

按类型分•数值型数据和非数值型

数据

第二章计算机信息技术基础

2、信息

信息是有意义的数据关联排列的结

果。

信息同物质和能源一样，是人们赖

以生存与发展的重要资源。人类通过信

息认识各种事物，借助信息的交流沟通

人与人之间的联系，互相协作，从而推

动社会前进。

第二章计算机信息技术基础

信息的主要特征

•可传递性和共享性

•信息必须依附于载体

•信息的可处理性

第二章计算机信息技术基础

，数据是信息的表示形式，信息是数

据所表达的含义。

，数据是具体的物理形式，信息是抽

象出来的逻辑意义。

第二章计算机信息技术基础

3、数据处理

把杂乱无章的数据加工成为有

意义、有价值的信息的过程。数据的

输入、数据的加工、分类、存贮、结

果的输出等一系列过程。

第二章计算机信息技术基础，

计算机在信息处理中的作用:

*充分利用计算机速度快精度高的特点，完成许多

以往人工无法完成的工作。

*利用计算机强大的“记忆”能力，保存大量的1彳竹』

息，并且快速高效地利用这些信息。

•日益发展的多媒体技术，大大扩展了计算机的应‘

用领域。$

*计算机网络的应用拉近了人和整个世界的距离。d

*计算机进入决策系统。

第二章计算机信息技术基础

4、信息化与国家信息化体系

信息化是计算机、通信和网络技术

的现代化；是从物质生产占主导地位的

社会向信息产业占主导地位的社会转变

的发展过程，是从工业社会向信息社会

演进的过程。

一个基于计算机的信息化系统是以

计算机软件、硬件和通信等技术为核心

的人机系统。

第二章计算机信息技术基础

，2.1.2信息的单位

位（Bit）

二进制的一个数位，计算机信息

的最小存储单位，可以用0或1表示。

例：11001011有8个位

第二章计算机信息技术基础'艮

Xj

字节(Byte)

字节是若干个二进制位的组合,

一个字节由8个二进制位组成。

lByte=8Bit

K__________________________________/

第二章计算机信息技术基础

•计算机储存容量的大小是用字节来度量

的：

1KB=210B=1024B

1MB=220B=1024KB

1GB=230B=1024MB

1TB=240B=1024GB

1

第二章计算机信息技术基础'是.

字(Word)

一组二进制数位叫一个“字”

是若干个字节的组合。

lWord=nByte

V_________________________________)

第二章计算机信息技术基础

•一个字所包含的二进制数位的多少叫一

个“字长”，字长表示参与运算的二进

制数位的基本位数。

*字长越长，计算机存储的位数就越多,

存储容量就越大，性能就越可靠。

第二章计算机信息技术基础

*通常所说多少位的计算机，就是『一,

指一个字长有多少位。如8位机的

字长为8,能表示28个不同的信息

,16位机的字长为16位，能表示

216个不同的信息，一般说来，计.■；.|

算机的字长愈长，性能也越高。L

位、字节、字的关系

位

字节（8位）

字，字长

第二章计算机信息技术基础

^2.1.3计算机的数据编码

把各种信息转换成计算机能够识别

的二进制数的编码形式，计算机才能进

行处理。这个转换过程称为“编码”。

常用编码方法■.

剧的编鸡过室褊妈

生苻褊妈（ASCII码）

第二章计算机信息技术基础

数的编码

在计算机中表示一个数值型数据时，

要指定数的长度、数的符号和约定小数点的

表示形式。需要将数转换为计算机能识别的

二进制代码，计算机才能进行处理。'

第二章计算机信息技术基础），

■

/数的长度：用一个十进制数表示一个数值

所占用的实际位数。r（

/数的符号：数的最高位（左边第一位），wji

0表示正，1表示负，又称为符号位。飞（

/小数点的表示：小数点的位置是隐含的。

/数的编码：把以编码形式表示的一个数，43

称为“机器数”。

■

①机器数的位数固定，能表示的数值范围

受到位数的限制。

例：一个8位机能表示的无符号整数范围是

0^11111111,如果计算机运算的结果超卜

过了机器数能表示的范围，就会产生“，

溢出”，计算机便停止运行，进行溢出&

处理。

②0表示正，1表示负。

例:(+79)10=(01001111)2

(-79)10=(11001111)2

机器数的特点

第二章计算机信息技术基础

*号码正数的符号位用0表示，负数用1

不O

*反码正数的反码与原码相同；负数除冬

号位，其余各位按位取反。

*补码正数的补码与原码相同；负数除符

号位，其余各位按位取反，末位+1。

*移码将补码的符号位取反，其余各位不

变。C

•几种编码方案的关系

当XK)时X=(X)原=(X)反=(X)补

当XVO时

X将负号用1表示，得到(X)原；

(X)原符号不变，数值位按位取反得到(X)反;

(X)反符号不变末位+1得到(X)补

*例:

、79

・79

+0反码00000000;・0反码11111111

★计算机是以补码形式存放数的。

第二章计算机信息技术基础

副注意:

»-0与+0在补码表示法中相同，而在原

码、反码表示却不同。

»正数的原码、反码、补码都相等，即

表示方法只有一种

»原码等于补码最高位不动，其他各位

取反加一。

字符的编码字SCII码）

在计算机器内部，信息是以二进制

数形式进行存储和处理的。

编码就是用一串二进制数码代表一

位十进制数字或一个字符，这项工作由

计算机在输入、输出信息时自动进行。

需要将字符转换为二进制编码的形式，

计算机才能对其进行处理。

广泛使用国际通用的ASCH码o

第二章计算机信息技术基础,

▼基本ASCH码

基本ASCH码用7位二进制数（或最高

位为0的8位二进制数）来表示字符。

范围oooooooo~oinnii,相应的十进

制数为0~127,共表示128个字符。

*各类字符的ASCII码值大小比较:

空格v标点符号v数字v大写字母v4'写字母

高三位

低四位

000001010011100101110111

、

0000SP0@pp

0001!1AQaq

00102BRbr

0011#3CScs

0100$4DTdt

0101%5EUeu

0110&6FVfV

011167Gwgw

1000(8HXhX

*

1001)9IY1y

**

1010JZJz

1011+*KIk(

1100<L\11

1101—=M]m)

人

1110*>Nn/

?

1111/O—oDEL

*例：从键盘上按键输入“HELLO”的字串，存入计

算机的则是：01001000、0100010K01001100、

oiooiioo、oiooini这五个二进制数字符串。

高三位

低四位

OOOOO1O1OOil1oo1O111o111

、

OOOOSPo@pp

A

OOO1AQaq

BRbr

OO1O一W

OO11nI.1Mc:scs

O1OOS4T>Tdt

©

O1O1%5ueu

O11O<&6VfV

O111G7GwSw

1OOO(8XhX

1OO1)91Yiy

1O1O-JZJN

1O11+5Krk|

11OO<\11

11O1—=Mjm}

111O-AJNn

1111/«?—oDEL

第二章计算机信息技术基础

hEASCII码

范围oooooooo~nnnn,扩充范围为,

10000000^11111111,共表示256个字符。

▼

110。

丹沙7001力

A007;%

\

第二章计算机信息技术基础

汉字编码

汉字编码通常采用两个高位（左边

第一位）为1的ASCII码表示一个汉字。

即两个字节表示一个汉字。

■马

第二章计算机信息技术基础

•汉字输入巧（汉字外巧）

*汉字国标码

*汉字机内码（汉字内码）

*区住码、国标码、内码的关系

*汉字字形码

•汉字的显示与打印

♦汉字输入码

又称“外码”，按照编码规则，汉

字输入编码有音码输入、形码输入、音

行码输入、数字码输入。

*例如，汉字“人”的拼音为“ren”，而、

人e、n这几个字母是可以通过键盘输入

的。这样，就需要先进入拼音输入法，

在这种输入法下输入“ren”，拼音输入

法就显示出所有发音为“ren”的汉字，

再选择出“人”字。

第二章计算机信息技术基础:

*汉字输入法的种类：]

叱流水码（如电报码，区位码，国标码[

▼音码（如全拼码，简拼码，双拼码等）'

▼形码（如五笔字型，大众码，仓吉码等）

，音形码（如自然码，首尾码等）

第二章计算机信息技术基础

♦汉字国标码

汉字国标码采用两个字节表示一个

汉字，每个字节用7位，最高位一般置0。

OxxxxxxxOxxxxxxx

第二章计算机信息技术基础

♦汉字机内码1

汉字机内码是用语存储汉字的编闻

每个汉字及符号用两个字节表示。\

1xxxxxxx!XXXXXXX

每一个汉字可能有很多种汉字输入

码（外码），但在计算机内部存储却只有《

一种形式，这就是汉字的机内码，它使得不

计算机内的汉字处理统一化。

第二章计算机信息技术基础;

♦汉字交换码/

1981年国家标准总局颁布了GB2312-80

《通讯用汉字字符集（基本集）及其交换标

准》，通称标准码或交换码。

此标准录入汉字和符号共7445个。所有

汉字字符共分为94个区（01-94区），每个

区分为94个位，汉字所在的区号和位号共同

组合成该汉字的区位码，即标准码（或称交

换码）。4

•国标GB2312—80（即《信息交换用汉字编

码字符集——标准集》）共收录了汉字、

图形符号等7445个，其中汉字6763个。

*区的编号（即区号）从01到94；每个“区

”包含94个汉字或图形符号；位的编号从

01到94,也就是该汉字在所属“区”中的

具体位置。

1位码

•给定一个“区号”（纵坐标）和“位号”

（横坐标）就可以唯一确定一个汉字或图

形符号。也就是用4个数字就可以唯一确定

一个汉字或图形符号。如“普”字的区位

码为“3853”，即位于38区53位

•优点：没有重码。

*缺点：编码缺少规律，很难记忆

1位码

第二章计算机信息技术基础

♦汉字字形码

输入时采用汉字输入码（外码），在

计算机内部存储时使用机内码，在屏幕上

显示或在打印机上打印输出则需要使用汉

字的另一种编码——汉字的字形码。

汉字字形码是对汉字的形状进行二进

制编码，主要用来显示或打印汉字。

计算机科学中使用“点阵”来描述图

形符号和汉字形状。

第二章计算机信息技术基础':片;

*汉字实际上是有规则的图形，将汉字图情3/

放在一个“假想”的规定大小的纵横交错

的网状方阵上。如将一个“大”字放在一

个16X16的网状方阵上得到图所示。、■产

•汉字“点元”的方格称为“黑格”，无汉

字“点元”的方格称为“白格”。

•黑格对应位1,白格对应位o。因此“点”

方阵就变成了“位”方阵。却步

L

JFTkvkJ,

第二章计算机信息技术基础

表1-216X16的位方阵¥

00行

64x64点阵，

共占512字节

000700E0

07000C00

其中的第32行用

字节保存后如上

所示63行

系统代码交换流程

第二章计算机信息技术基础

^2.1.4多媒体信息

1>媒体(Media)1

描述、承载、储存或传递信息的载

体。

2、多媒体(Multimedia)

多种信息载体的表现形式和传递方

式，是能够表达声频、视频、文本、图

象和动化的多种媒体，即媒体多样化。

3、多媒体信息的特点\.了

（1）相关性多媒体信息中的多种信息之间

通常存在一定的关系，并通过一定的方式组

合在一起。/rw

（2）综合性:多媒体信息是多媒体信息化的

综合。

（3）动态性:多媒体中的信息通常随时间变：《

化而变化，在一个动态的过程中表现和反虚

事物的动态性特点。

（4）复杂性：不同类型数据的处理形式、组

织形式和管理形式都存在很大差别。9

第二章计算机信息技术基础,

4、多媒体技术

第二章计算机信息技术基础

^2.1.5计算机文件的命名与分类

文件是具有表示的一组有完整逻辑

意义的信息的集合。

计算机的文件是“无形”的，可根

据“按名存取”的原则，按照一定的格

式输入或输出这些文件。

♦文件与文件夹7

(1)文件1

文件是数据在磁盘上的组织形式。7

使用文件的优点：n

★文件可以永久保存

★文件中的数据可以为多个应用程序共享、

★文件中的数据可以多次重复使用

★文件中存放数据的数量在理论上没有限制N

(2)文件夹0

文件夹有层次结构。文件夹可进行归类。

第二章计算机信息技术基础

♦文件系统

文件系统是由被管理的文件、操作

系统中管理文件的软件和相应的数据结

构组成的一个系统。

空间分配

实现文件按名存取及文件操作

提供文件安全措施

多层次文件目录结构

♦文件类型

（1）按文件用途分:系统文件、库文件、用

户文件

（2）按信息流向分:输入文件、输出文

输入输出文件

只读文件、读写文丛/I

（3）按存储保护分:

不保护文件

★文件名的组成：

******

（文件名）（扩展名）

第二章计算机信息技术基础

♦文件命名

Windows文件命名规则：(

①文件名最长可使用255个ASCII码字符\

②可使用多间隔符的扩展名

③文件名中不能使用？,

④不区分大小写，可使用汉字

⑤查找、复制文件时可以使用通配符？和*

*根据文件命名规则判断下列哪些文件名

正确，哪些错误,为什么?

你好.jpg你好xyz.jpg

ok?,rm4>5.exe

8.doc.txte..o

〃〃

Xy.cBOOK.sys

Bu.SYS

第二章计算机信息技术基础

^2.1.6计算机文件的管理

对计算机文件的管理，包括创建新

文件、打开文件、查找文件和文件夹、

查看文件目录、查看文件属性、文件重

命名、文件复制、移动、删除等。

1、利用“我的电脑”

2、利用“资源管理器”

*2.2计算机编码技术

叱2.2.1计算机编码与进位计数制£，

计数：数的表达、记写和命名方法。Ji

数制：表示数的方法和规则。rr

采用什么样的计数制，主要根据需要选

择。7

1、进位计数制(

把一组特定的符号按先后顺序排列起

来，由低位到高位进位计数的方法，称为,“

进位计数制”。2

•进位计数制的2个基本要素：基数、权

基数一种计数制允许使用的基

本数字符号的个数。

权也称“位权”，是以基娄

为底的冥。

例：十进制的基数是10,十进制数32L5中，■

3表示300,2表示20,5表示0・5,分别可以眼口

10为底的冥表示。

任何一个数的值都可以按位权展开式小

示，位权展开式又称为“乘权求和”。

第二章计算机信息技术基础

•一般地，一个有n位数、m位小数的R进制

数K,其位权展开式为：

(K)R=Kn」xRn」+Kn-2><R"或+・,.KoXR°+

2m

K.iXR」+K2XR-+...KmXR

其中：R为基数。

第二章计算机信息技术基础

例：十进制数3296.45按位权展开式为:

3296.45=3X103+2X102+9X1O1+6X1O°

+4X101+5X10-2

2、计算机编码

利用字节实现对欲记录的计算机系

统中的信息符号的一一编号，叫计算机

编码。

。2.2.2常用进位计数制

1、十进制(D)

十进制计数规则：

①基数为10,由数符0、1、2、3、4、5、6

、7、8、9构成IV

②逢十进-，借-当十N

例：十进制数68.92可以写成如下位权展开i

式：

112

(68.92)10=6X1O+8X10°+9X1O+2X10

2、二进制(B)

二进制计数规则：

①基数为2,由数符0、1构成

②逢二进一，借一当二

例：二进制数(noi.oi)2可以写成如下位

权展开式：

(1101.01)2=

1X23+1X22+0X21+1X2°+0X21+1X22

3、八进制(0)

八进制计数规则：1

①基数为8,由数符0、1、2、3、4、5、6

、7构成।

②逢八进一，借一当八I

例：八进制数(72L43%可以写成如下位权

展开式：

(721.43)8=7X82+2X81+1X8°+4X833X

4、十六进制(H)

十六进制计数规则：

①基数为16,由数符0、1、2、3、4、5、6、

7、8、9、A(10)、B(11)、C(12)、D

(13)、E(14)、F(15)构成

②逢十六进一，借一当十六

例：八进制数(2A36.ED16可以写成如下位权a?

展开式：二J

(2A36.E1)16=

2X163+10X162+3X161+6X160+14X16"1+1X16-2

2

第二章计算机信息技术基础'艮

Xj

★注意：除了十进制数以外，其他各进制数

都必须加下标，或加数制符。

例：二进制数（noi.oi）2,或（noi.Oi）B

八进制数(721.43)8,或(721.43)0

十六进制数(2A36.El)i6,或(2A36.E1)

，2.2.3在计算机内部采用二进制

在计算机内部采用二进制的原因

易于器件实现

_______________________r

二进制数运算简便

__________________________________F

易于实现逻辑运算

__________________________________F

，2.2.4不同进位计数制之间的转换

各进制数与十进制数值的对应关系

十

012345618

进制

0110111001011101111000

进制

八

0123456710

进制

十六

012345678

进制

，2.2.4不同进位计数制之间的转换

各进制数与十进制数值的对应关系

十

91011121314151617

进制

10011010101111001101111011111000010001

进制

八

111213141516172021

进制

十六

9ABCDEF1011

进制

0

二进制数与十进制数的转换

★二进制数转换为十进制数的规则：

一个二进制数的加权展开式就是该

二进制数所对应的十进制数。

例：把（noi.oi）2转换成十进制数

(1101.01)2

=1X23+1X22+0X21+1X2°+0X21+1X22

=8+4+0+1+0+1/4

=13.25

★十进制数转换为二进制数的规则：

整数部分：除2取余，倒排

小数部分：乘2取整，顺排

例：把25.125转换成二进制数

2|254余1

0.125*2=0.250取整数&.

2|12余0

0.250*2=0.500取整数0

2|_6余0

0.500*2=1.0001取整娄

2U余1

2|」余12.125=(11001.001)：2

0

八进制数与十进制数的转换

★八进制数转换为十进制数的规则：

一个八进制数的加权展开式就是该

八进制数所对应的十进制数。

例：把(25.1)8转换成十进制数

1

(25.1)8=2X8+5X8°+1X8」

=16+5+1/

=21.125

★十进制数转换为八进制数的规则:

整数部分：除8取余，倒排

小数部分：乘8取整，顺排

例：把69.45转换成八进制数

8|694余5

0.45*8=3.60取整^3

8|8余0取整数、^

0.60*8=4.80

8|1余1

0.80*8=6.40取整数6

0

0.40*8=3.20取整数3

69.45=(105.34631)ov取整数NJ

0.20*8=1.60

十六进制数与十进制数的转换

★十六进制数转换为十进制数的规则：

一个十六进制数的加权展开式就是

该十六进制数所对应的十进制数。

例：把(8FB.8)16转换成十进制数

)16

X162+FX164+BX16°+8X16”

=2299.5

★十进制数转换为十六进制数的规则:

整数部分：除16取余，倒排

小数部分：乘16取整，顺排

例：把100.78125转换成十六进制数

16I100A余4

0.78125*16=12.50取整数1(C)

166余6

0.50000^16=8.00J取整数8

0

100.78125=(64.C8)16

二进制数与八进制数的转换

★二进制数转换为八进制数的规则：Z01I

从二进制数的小数点开始，分别向前商飞

后每三位划分为一组，末尾不足三位补o；再

把各组数（每组三位）分别转换为相应的八N

进制数