计算机应用基础第1章 计算机基础知识

计算机应用根底──Windows7+Office2021问题？

学习本课程的意义

课程的主要内容

学习后有什么收获

如何学习好这门课程2第一章计算机根底知识3本章内容提要了解计算机根本运行机理二进制概念了解计算机中数据的表示和存储方式计算方式和编码等41.1计算机的开展历程计算工具经历了由简单到复杂、从低级到高级的不同阶段，每一阶段都促进了生产力的开展，本节简单介绍计算机的开展历程，从而了解人类对客观世界的认知过程。51.1.1 早期计算的工具算盘、计算尺手摇计算机

程序控制计算机器61.1.2 第一台电子计算机7ENIAC〔ElectronicNumericalAndCalculator中文名：埃尼阿克〕1.1.3 数字电子计算机采用二进制思想“存储程序控制〞工作原理由五局部组成〔存储器、运算器、控制器、输入和输出设备〕被称为冯•诺依曼型计算机数字电子计算机开展阶段81.1.4 微型计算机开展以大规模集成电路为根底核心部件集成CPU

〔运算器、控制器〕有代表性的开展阶段9微型计算机开展阶段第1阶段(1971—1973年)4-8位低档微处理器时代，第2阶段（1971—1977年）是8位中高档微处理器时代，第3阶段（1978—1984年）是16位微处理器时代第4阶段（1985—1992年）是32位微处理器时代，第6阶段（2005年至今）是酷睿（core）系列微处理器时代第5阶段（1993-2005年）是奔腾（pentium）系列微处理器时代10了解计算机应用领域能开阔视野，了解计算机开展趋势捕捉应用先机。1.2 计算机应用领域和开展趋势111.2.1 计算机的应用领域12科学计算信息管理过程控制辅助技术应用人工智能多媒体应用电子商务电子政务1.2.2 计算机开展前景13巨型化微型化网络和移动化人工智能化云计算1.3计算机中信息的表示与存储本节对信息在计算机中的表示、处理和存储方法作介绍，初步了解计算机的运行机理，为将来更深入了解计算机其它复杂信息表示方法打下根底。141.3.1 计算机中的数据数字计算机是由数字电路芯片构成数字电路两种状态“低”“高”电平数学上抽象为“0”、“1”两个数码计算机中只有“0”、“1”两种状态。计算机数据运算用“0”、“1”实现。信息储存、表示均用“0”“1”实现151.3.2 数制十进制数十进制数是由0，1，2.…，9共十个不同符号来表示数值，也称为阿拉伯数字。特点是“逢十进一〞；数字所处的位置决定了值和权。如223.45可以看成为：223.45=2×102+2×101+3×100+4×10-1+5×10-210是十进制的基数，每个位置的数是不一样的，都有权重，以小数点为界左边从0开始编号，右边从-1开始编号，第i位的“权〞是10i。16数制二进制数由0、1两个数字组成，基数为2，特点是“逢二进一〞，如1+1=10。例如二进制数1101.1可表示为：

(1101.1)2=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1=(13.5)1017数制3. 八进制数由0、1、2…、7八个数字组成，基数为8，

特点是“逢八进一〞如：

(123.4)8=1×82+2×81+3×80+4×8-1=(83.5)1018数制4. 十六进制数由0、1、2…、9、A、B、C、D、E、F十六个数字字符组成，基数为16,特点是“逢十六进一〞，

如：9+1=A，F+1=(10)16。例：(4F8A)16=4×163+F×162+8×161+A×160=(20362)1019数制5. 十进制、与其它进制对应关系20十进制二进制八进制十六进制

十进制二进制八进制十六进制000000008100010810001011910011192001002210101012A3001103311101113B4010004412110014C5010105513110115D6011006614111016E7011107715111117F数制不同的数制可以表示相同的数量；不同数制表示同一个数值时，基数越大，使用的位数越少；八进制和十六进制与二进制有一一对应的关系，

3位二进制数可以与1位八进制数对应，4位二进制数与1位十六进制数对应。二进制与十六进制的对应关系是常用的，请熟记。21数制二进制数转换为十六进制数方法是：从小数点开始向左、右每4位为一组，缺乏4位用0补齐，然后对照表1-1每组直接转换。例1：〔〕2=0010010010101110=28AE反过来也是这样如：

〔1B07〕16=〔0001101100000111〕2=〔6919〕10例2：(11010.01101)2=(00011010.01101000)2=(1A.68)16二进制数转八进制数是：从小数点开始向左、右每3位为一组，缺乏3位用0补齐，然后对照表1-1每组直接转换。22数制转换1).任意进制数转换为十进制数任意进制数转换为十进制数可按“权〞展开求和。(1101.1)2=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1=(13.5)10(123.4)8=1×82+2×81+3×80+4×8-1=(83.5)10(4F8A)16=4×163+F×162+8×161+A×160=(20362)10有些书籍，对二进制数给后缀B标识，八进制数用后缀O标识，十进制数用后缀D标识或不标识，十六进制数用后缀H标识。如：1101.1B，123.4O，4F8AH,85.5。23数制转换2).十进制数转换为任意进制数要将十进制数的整数局部和小数局局部别进行转换，小数点位置不变。整数局部规那么：除以基数取余数，先余为低位，后余为上下小数局部规那么：乘以基数取整，先整为上下，后整为低位24数制转换—整数局部25例如：求〔105〕10的二进制数。例如：求(3456)10的十六进制数结果是：(3456)10=〔D80〕16数制转换—小数局部26例如：将(0.3)10变为二进制数。0.3×2=0.6……积的整数局部为00.6×2=1.2……积的整数局部为10.2×2=0.4……积的整数局部为00.4×2=0.8……积的整数局部为00.8×2=1.6……积的整数局部为10.6×2=1.2……积的整数局部为1……结果是(0.3)10=〔0.010011〕2例如：将(0.3)10变为十六进制数0.3×16=4.8……积的整数局部为40.8×16=12.8……积的整数局部为12(C)160.8×16=12.8……积的整数局部为12(C)160.8×16=12.8……积的整数局部为12(C)16……可以看出还可以不断进行下去，因此只能取一定精度。结果是(0.3)10=〔0.4CCC〕16数制转换—结论

不同的数制的数表现形式不一样，但表现客观世界数量关系是没有分别的。人类习惯了十进制数，而现代的数字电子计算机更擅长于二进制数进行运算。在表示数量时两个数制之间没有本质区别。271.3.3 计算机信息存储单位位〔bit〕“位〞是二进制度量的最小的单位。数字电路组成的计算机中一位能表示的数只有“0〞，“1〞两种

如〔1101〕2是由4位二进制数组成。

28比特币〔bitcoin〕1.3.3 计算机信息存储单位2.字节〔Byte〕将8位二进制数字构成一组被称为称一个字节〔1Byte=8bit〕字节是信息组织和存储的根本单位。在计算机中8位〔8bit，b〕称为一个字节〔Byte，B〕存储单元。

29信息存储单位及之间的关系：1B=8b〔bit〕1KB=1024B=210B千字节1MB=1024KB=220B兆字节1GB=1024MB=230B吉字节1TB=1024GB=240B太字节1.3.3 计算机信息存储单位3. 字长计算机一次能并行处理的二进制位称为该机器的字长，或简称“字〞。早期的计算机字长只有8位刚好是一字节。

〔如苹果公司早期的Apple微型计算机就是8位计算机。而现在PC计算机可以同时运算64位〔bit〕二进制数，因此我们称字长是64位。〕字长是计算机中的重要指标，直接反映了计算机中的计算机能力。通常字长越长表示计算机的数据处理能力越强。

301.3.4 计算机中数的表示本节将简单介绍数值在计算机是怎么表示，如何存放，怎么进行运算。从而加深对计算机中的二进制数理解。

31数值运算机制？1.3.4 计算机中数的表示1. 无符号整数整数的表示都是字节的倍数。

〔一字节称为短整数，两字节称为整数，四字节称为长整数。无符号整数，存储单元可表示数的范围为： 无符号短整数〔shortint〕 最大表示的整数是：FFH=255； 无符号整数〔int〕 最大表示的整数是：FFFFH=65535； 无符号长整数〔shortint〕 最大表示的整数是：FFFFFFFFH=4294967295；

321.3.4 计算机中数的表示33思考？

在计算机中二进制数的长度有存储单元的限制，每个有长度限制的存储单元可以表示的数是有限的。如1个字节能表示的数是，0，1，2，…，254，255，如果想在最大数值中再加1会出现什么情况？请举例说明。1.3.4 计算机中数的表示2有符号整数在计算机中如果要表示数值的符号仍需用二进制位来表示。通常将数的最高位作为符号位，约定：0表示正数，1表示负数。例如：对于一个字节的有符号整数〔01111111〕2=+127，〔11111111〕2=-127。例如：对于一个字的有符号整数〔0000000001111111〕2=+127；

〔1000000011111111〕2=-255。为了使计算机快捷运算，将减法运算变为有符号数的加法运算，会把有符号数会进一步用三种表示方法：原码、补码、反码。本书篇幅所限，将不涉及计算机CPU内部运算机制，感兴趣请自行参阅相关书籍341.3.4 计算机中数的表示353小数与浮点数在计算机中要存放小数或在一个固定长度的存储单元中要表示更大范围的数就要用定点数或浮点数来表达。一般而言，任意大小二进制数可以用以下格式表示：1阶符阶码数符尾数阶码：是以2为底的二进制指数；阶符：是指数的符号；尾数：是以二进制表示的纯小数，数符：是尾数的符号，符号位同样可以约定“0〞表示正数，“1〞表示负数。1.3.4 计算机中数的表示假定浮点数需要2个字节〔即16位〕存储单元，其中指数局部占8位〔含阶符和阶码〕，小数局部占8位〔含数符和尾数〕。例1：将16位二进制数浮点数〔0000001011110000〕2转换为十进制数。解：根据上述规那么，把题目中的16位二进制数看成是浮点数应表示为：即210×(-0.111)2=〔4〕10×(-0.875)10=(-3.5)10例2：将16位浮点数〔0111111101111111〕2转换为十进制数。解：根据上述规那么，把按题目中的16位二进制数看成是高精度浮点数应表示为： 即21111111×(0.1111111)2=(2127)10×(0.1111111)2≈(1.701×1038)10×(0.992)10≈〔1.688×1038〕1036进一步了解：000000101111000001111111011111111.3.4 计算机中数的表示在计算机中存放数值的存储单元大小确定后，1〕浮点数与整数一样有最大值限制，如上例2字节存储单元能表示的最大值是1.688×1038，在这个值的根底上增加任何数都会产生溢出错误；2〕有小数的十进制数不一定能精确转换成对应二进制数，只能得到近似值，计算机学科中把这种近似误差称为量化误差或量化噪声。〔有时人们认为CD的音色没有黑胶唱片的音色好？为什么？〕3〕对于要求误差很小的财务运算不适合使用浮点数。37小结：

计算机中信息编码

38计算机中信息编码本节将进一步讨论用二进制数实现数字〔不是数值〕、字符、文字、中文、图像甚至视频的表达方式。1.3.5 计算机中信息编码1数字编码十进制数0～9在计算机中有等价二进制编码的表示方式，即每一位十进制数直接用4位二进制码表示，通常称为8421BCD码。39十进制数BCD码十进制数BCD码00000601101000170111200108100030011910014010010000100005010111000100011.3.5 计算机中信息编码2字符编码国际上普遍采用ASCII编码〔AmericanStandardCodeforInformationInterchange美国信息交换标准代码〕作为通用的字符编码。ASCII码使用指定的7位或8位二进制数组合来表示128或256种可能的字符。标准ASCII码也叫根底ASCII码，当今微型计算机中均使用8位〔1Byte〕二进制表示ASCII码也叫扩展ASCII码。无论是7位或8位ASCII码前128个字符是相同的。下面具体说明这0～127ASCII码的含意，请参看表1-3。401.3.5 计算机中信息编码41表3ASCII码表1.3.5 计算机中信息编码421.3.5 计算机中信息编码2〕Unicode编码Unicode由两字节构成一个字符，Unicode能够同时表示世界上多国语言中的字符。使用了Unicode后，在