信息学奥赛计算机基础知识复习材料

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第一章计算机的概念、诞生与发展、应用、分类

一、计算机的概念：是一种能迅速而高效的自动完成信息处理的电子

设备，它能按照程序对信息进行加工、处理、存储。

阶段时间逻辑器件应用范围

第一代1946——1958真空电子管科学计算、军事研究

第二代1959——1964晶体管数据处理、事物处理

第三代1965——1970中小规模集成电路包括工业控制的各个领域

第四代1971——至今大规模或超大规模集成电路应用到了各个领域

三、计算机的主要特点

1、惊人的运算速度；2、很高的计算机精度；3、超强的存储能力；

4、准确的逻辑判断能力；5、自动控制能力。

四、计算机的主要应用：

1、数值计算：

2、数据和信息处理：其特点是数据量大，但计算相对简单。其中数

据泛指计算机能处理的各种数字、图形、文字，以及声音、图像等信息。

数据处理指对数据的收集、存储、加工、分析和传送的全过程。

3、过程控制：是生产自动化的重要技术内容和手段，是由计算机对

所采集到的数据按一定方法经过计算，然后输出到指定执行机构去控制生

产的过程。

4、计算机辅助系统：是指利用计算机帮助人们完成各种任务，包括

计算机辅助设计0、计算机辅助制造()、计算机辅助测试0、计算机辅助

教学()等。

：即的缩写，名称为：计算机辅助设计。

：即的缩写，名称为：计算机辅助制造。

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:的缩写，名称为：计算机辅助教学。

:即的缩写，名称为：计算机辅助测试。

:即的缩写，名称为：计算机辅助工程。

5、人工智能：是指用计算机模拟人脑的思维过程，是计算机应用的

重要领域。

五、计算机分类：

1、按规模分：巨型、大型、中型、小型、微型计算机。我们学校和

家庭使用的计算机都微型计算机，简称微机，又称个人计算机，或简称

机。

2、按用途分：专业计算机、通用计算机。

3、按原理分：模拟计算机、数字计算机。

六、微型机的主要技术指标

1、字长：指计算机能够直接处理的二进制数据的位数。单位为位

()0

2、主频：指计算机主时钟在一秒钟内发出的脉冲数，在很大程度上

决定了计算机的运算速度。

3、内存容量：是标志计算机处理信息能力强弱的一向技术指标。单

位为字节()。

811024110241

4、外存容量：一般指软盘、硬盘、光盘。

七、微型计算机时代

1、第一代微型计算机通常把及其兼容机称为第一代微型计算机。

2、第二代微型计算机286机及其兼容机被称为第二代微型计算

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机。

3、第三代微型计算机386微机被称为第三代微型计算机。

4、第四代微型计算机486微机被称为第四代微型计算机。

5、第五代微型计算机1993年公司推出了芯片。

八、多媒体计算机

什么是多媒体技术？以前的个人电脑只能处理文字和数字，这就是单

媒体。现在，个人电脑不仅能处理文字和数字，而且还能处理图像，文

本，音频，视频等多种媒介，这就是多媒体。多媒体是将计算机，电视

机，录相机和游戏机等技术融为一体，形成电脑与用户之间可以相互交流

的操作环境。它可以接收外部图像，声音，各种媒体信息，经计算机加工

处理后以图片，文字，声音，动画等多种方式输出，实现输入输出方式的

多元化，计算机只能输入输出文字，数据的局限，计算机开始能说会唱起

来。

一台标准多媒体计算机包括主机，带音频视频功能的显示器，声像输

入输出装置，通信与控制端口，只光盘驱动器，多媒体操作系统及应用软

件。多媒体计算机与现代通信技术的结合构成了多媒体通信。

二、计算机的诞生与发展

1、诞生：1946年，美国为计算弹道轨迹而研制成功了世界第一台计

算机，名字叫（埃尼阿克）C在宾西法尼亚大学诞生。2、发展：

第二章计算机硬件系统

计算机系统由硬件系统r硬件系统

j操作系统

和软件系统组成。硬件是软计算机系统＜J语言处理程序

「系统软件数据库管理系统

，软件系统，〔服务程序.

件赖以生存的驱壳，软件却

应用软件

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是硬件的灵魂。光只有硬件的裸机是无法工作的，而软件则必须存放在硬

件中。

图2-1

一、冯•诺依曼式的计算机体系结构

1、存储程序式计算机：先将解题步骤用计算机语言写好，存储到计

算机的存储器中，然后在控制器的控制下按步骤执行。

2、集中顺序过程控制：由控制器集中控制，严格按照程序的次序执

行。

二、硬件系统

「运算器［中央处理器(CPU)计算机硬件是指有形的物理设

控制器)］主机

《存储器」’备，它是计算机系统中实际物理设备

I输出设备)外部设备的总称，由各种元器件和电子线路组

成。图2-2计算机硬件系统主要包括运算器、控制器、存储器(分为主

存储器、辅助存储器)、输入设备、输出设备，并且由总线将它们连接在

一起。其中：

1、运算器是对数据进行运算和加工，完成算术和逻辑运算的部件；

2、控制器是计算机的指挥中心，控制各部分协调工作，完成对指令的解

释和执行；运算器和控制器被集成在一起，统称为中央处理器，简称

(),是计算机的“中枢神经”。中央处理器是计算机的心脏，品

质的高低直接决定了计算机系统的档次。能够处理数据的位数是的一个最

重要的品质标志。人们通常所说的8位机、16位机、32位机即指可同时

处理8位、16位、32位的二进制数据。

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、主存储器构成了计算机的主机，输入/输出设备和辅助存储器则统

称为外部设备，简称外设。

/士左，由左随机存储器（RAM）

主存（内存上只读存储器（ROM）图2-3存储器是记忆部件，用于存放

存储器《

［辅存（外存）J需程序和数据。

硬盘

L光盘3、主存储器又称内存或主存，

它直接与交换信息，是计算机的工作存储器，即当前正在运行的数据和程

序都必须存放在主存内，它的存取速度快但容量较小（容量太大，成本昂

贵）。

主存又可分为随机存储器（）和只读存储器（）两类。随机存储器中

的内容可以进行读写操作，但断电时中的信息会丢失。的内容只能反复读

取，而不能重新写入，因此在中存放固定不变的程序和数据，断电后其内

容仍然保留。

4、辅助存储器又称外存，它需要通过内存才能与联系，辅助存储器

存取速度慢而容量较大。

硬磁盘（）：容量大、速度快、价格高。

软磁盘（）：容量小，速度慢，便于携带、价廉。

光盘（）：容量较大、价格便宜、便于携带。

信息的输入和输出要通过输入/输出设备来完成。

5、输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、数码相机（）、数码摄相机

O等向计算机输入数据与指令的设备。

1）文字输入设备：键盘、磁卡阅读机、条形码阅读机、纸带阅读

机、卡片阅读机等；

2）图形输入设备：光笔、鼠标器、数字化仪、触摸屏等；

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3）图像输入设备：扫描仪、数字式照相机、摄像头等；

4）音频处理设备：声卡。

6、输出设备：显示器、打印机、音箱等向操作提供输出结果的设

1）显示设备：分辨率：如800X600像素（）；显示适配器（显

卡）；

2）打印设备：击打式：如点阵（针式）打印机；非击打式：如喷墨

式打印机、激光打印机；

7、总线是连接计算机中各组成部件的一组物理信号线及相关的控制

电路，总线一般都指系统总线。系统总线上有三类信号：数据信号、地址

信号和控制信号。负责在部件间

外存储器

传输数据的一组信号线称为数据

程序数据f输入设备f内存储器+►运算器总线（）；负责指出数据存放的

输入指令鬻命令操存储位置的一组信号线（也可标

命令作

命识是哪一个I/O设备）称为地址

令

◄—输出设备控制虫-----------总线o；在传输与交换数据时

结果输出命令

起控制作用的一组控制信号线称

为控制总线（）。

由运算器、存储器、控制器、输入、输出设备五大基本部件组成计算

机硬件系统，工作流程如图：

图2-4

三、多级存贮器体系

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为提高的处理速度，当今计算机中大都配有高速缓冲存储器（），也

称缓存，实际上是一种特殊的高速存储器。缓存的存取速度比内存要快，

所以就提高了处理速度。

多数现代计算机都配有两级缓存。一级缓存也叫做主缓存，或内部

缓存，直接设计在芯片内部。一级缓存容量很小，通常在8〜64之间。

二级缓存也叫外部缓存，不在内部而是独立的芯片，其速度比一级缓存稍

慢，但容量较大，多在64~2之间。人们讨论缓存时，通常是指外部缓

存。

存贮速度最快的而容量最小的要算内部的寄存器。当需要指令或数据

时，实际检索存储器的顺序是：首先检索一级缓存，然后二级缓存，再往

后是。即寄存器一一级缓存一主存一二级缓存一辅存。

第三章计算机软件系统

计算机软件又称计算机程序，是控制计算机实现用户需求的计算机操

作以及管理计算机自身资源的指令集合，是指在硬件上运行的程序和相关

的数据及文档，是计算机系统中不可缺少的主要组成部分，可分成两大部

分：系统软件和应用软件。

一、系统软件：是计算机最基本的软件，它负责实现操作者对计算最

基本的操作，管理计算机的软件与硬件资源，具有通用性，主要由计算机

厂家和软件公司开发提供。主要包括操作系统、语言处理程序、数据库管

理系统和服务程序。

①操作系统：是控制和管理计算机的软硬件资源、合理安排计算机的

工作流程以及方便用户的一组软件集合，是用户和计算机的接口。、、等

是操作系统，是最常用的操作系统。

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②语言处理程序：将用汇编语言和高级语言编写的源程序翻译成机器

语言目标程序的程序。

③数据库管理系统：是对计算机中所存储的大量数据进行组织、管

理、查询并提供一定处理功能的大型计算机软件。

④服务程序：为计算机系统提供各种服务性、辅助性的程序。

二、应用软件：是为解决实际问题所编写的软件的总称，涉及到计算

机应用的各个领域。绝大多数用户都需要使用应用软件，为自己的工作和

生活服务。如字表处理软件、、等。

根据上述软硬件资源的关系，人们通常把一台完整的计算机划分成四

个结构层次，称为四个平台。它们从底层到高层分别为硬件平台、系统平

台、应用支持平台和应用平台。与用户直接相关、打交道最多的是应用平

台。

三、几个相关概念

1、指令：指令就是指挥机器工作的指示和命令，程序就是一系列按

一定顺序排列的指令，执行程序的过程就是计算机的工作过程。

一条指令包含操作码和地址码两个部分，操作码指示计算机怎么操

作，地址码指定操作对象或操作数据在存贮器中的存放位置。

格式：

操作码操作数地址

指令：一组二进制代码，是规定计算机执行程序的一步操作。

程序：为解决某一问题而设计的一系列指令。

指令系统：计算机能识别并能执行的全部指令的集合。

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2、把一系列的计算机指令组织起来，用来控制计算机完成每一项任

务的指令集合，被称为计算机程序。许多计算机程序，就构成了计算机软

件系统。

3、机器语言

机器指令：能直接被计算机接受并执行的指令。

机器语言：由全部的机器指令构成的二进制代码语言。

机器语言程序：用机器语言编制的程序，机器语言程序可以直接在计

算机上运行。

缺点：不便于记忆、阅读和书写。

4、汇编语言

汇编语言：用助记符号表示二进制代码的语言，是机器语言的符号

化。

汇编语言程序：用汇编语言编制的程序，汇编语言程序不能直接在计

算机上运行。

汇编过程：执行汇编程序，将汇编语言程序翻译成机器语言程序的过

程。

特点：容易记忆、便于阅读和书写，克服了机器语言的缺点。

5.高级语言

高级语言：是同自然语言和数学语言比较接近的计算机程序设计语

言。同样，用高级语言编制的程序也不能直接在计算机上运行，必须将其

翻译成机器语言程序才能为计算机所理解并执行。如：、、C语言。

将高级语言编写的程序翻译成机器语言程序，其翻译过程有编译和解

释两种方式。

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6、编译：是将用高级语言编写的源程序整个翻译成目标程序，然后

将目标程序交给计算机运行，编译过程由计算机执行编译程序自动完成。

解释：是对用高级语言编写的源程序逐句进行分析，边解释、边执行

并立即得到运行结果。解释过程由计算机执行解释程序自动完成，但不产

生目标程序。

特点：高级语言容易被人们掌握，用来描述一个解题过程或某一问题

的处理过程十分方便、灵活。由于它独立于机器，因此具有一定的通用

性。

例如,字长16位的双地址指令：01100

第15〜12位为操作码，0110表示“加”操作；

第11〜6位为操作数之一地址码，000010代表示存储器“B”；

第5〜0位为目标操作数地址码，000100代表示存储器“A”。

该指令在运行时，执行将存储器A中的内容与存储器B中的内容相

加，结果存放在存储器A中。

机器语言形式：00100

汇编语言形式：B,A

高级语言形式：A=A+B

第四章计算机的配置

1、中央处理器：的英文全称是〃〃，翻译成中文就是〃中央处理器单元

〃。它在机中的作用可以说相当于大脑在人体中的作用。所有的电脑程序

都是由它来运行的。是把运算器和控制器都集成在一起的、一块大规模集

成电路。它的体积很小，表面积只有几个平方厘米，但它的金属引脚（金

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手指）却多达几十到几百根。选购要确定的是型号和主频，主频是运算速

度的标志。

2、主板：因为在电脑系统中，、、存储设备和显示卡等所有部件都必须

通过主板相结合，主板性能和质量的好坏将直接影响整个系统。

3、内存条：内存条是计算机的主存中的部分，因其形状呈条状而得名。

电脑中可插1—4条，每条的容量通常有16、32、64、128、256、512多

种。

4、显示器：目前主要有阴极射线管（）显示器与液晶（）显示器。

5、显示卡：又称显示适配器，它插在主板扩展槽内，负责将送来的电信

号转化为显示器能显示的可视信号，传给显示器械。它有自己的数据处理

器与显示内存。通过对显卡的参数调整，可改变显示器的分辨率。现在一

般使用的分辨率是800X600、1024X768等。

6、硬盘：硬盘是计算机主要的外存设备，几乎所有的计算机软件都存贮

在硬盘上。

7、软驱：软驱驱动软盘高速运转，其内部有磁头向软盘读出或写入信

息。目前软驱只有L44一种型号。

8、光驱：光驱驱动光盘高速运转，其内部有一激光头，可从光盘上读取

数据。其中只能读取信息，不能写入数据。光驱才能既可读，又能向可录

写光盘上写入数据。

9、声卡：它是将计算机内电信号转换为音箱发声电信号的设备。

10、网卡：网卡，也称做（，网络接口卡），作为局域网中最基本的部件

之一，是局域网连接的重要部分。按其传输速度划分，可分为10M网卡，

10/100M自适应网卡以及1000M（千兆）网卡这三种。应用最广泛的应属第

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二种。

调制解调器（）:它的作用是对计算机的数字信号与电话线上的模拟

信号相互转化，将计算机与互联网相连。将计算机数字信号转化为电话线

上的模拟信号的过程称为调制，反过来的过程称为解调。人们称这两个过

程为模数转换或转换。

11、机箱电源：

12、鼠标、键盘和音箱：

13、打印机：有点阵打印机、喷墨打印机和激光打印机。

1）点阵打印机分9针和24针打印机两种，24针打印机比9针打

印机打印质量高。

优点：耗材便宜。

缺点：打印速度慢，噪声大，打印质量差。

2）喷墨打印机

优点：设备价格便宜，打印质量高于点阵打印机，可彩色打印，无噪

声。

缺点：打印速度慢，耗材贵。

3）激光打印机

优点：打印速度快，打印质量最好，无噪声。

缺点：设备价格高，耗材贵。打印成本最高。

第五章数制的转换二进制、八进制、十进制、十六进制

一、十进制数

十进制数是日常生活中使用最广的计数制。组成十进制数的符号有

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9等共十个符号，我们称这些符号为数

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码。

在十进制中，每一位有。〜9共十个数码，所以计数的基数为10。超

过9就必须用多位数来表示。十进制数的运算遵循：加法时：“逢十进

一”；减法时：“借一当十”。

十进制数中，数码的位置不同，所表示的值就不相同。如：

I•6X1000

।------------8x100

6834^2x；°式中，每个对应的数码有一个系数I。。。，I。。，10,1与之

相对应，这个系数就叫做权或位权。十进制数的位权一般表示为：IO1

式中，10为十进制的进位基数；10的i次为第i位的权；n表示相对于

小数点的位置，取整数；当n位于小数点的左边时，依次取1、2、

3……no位于小数点的右边时，依次取1、-2、-3……因此,634.27可以

写为：634.27=6X102+3X10^4X10°+2X10^+7X102

在正常书写时，各数码的位权隐含在数位之中，即个位、十位、百位

等。

二、二进制

电子计算机处理的信息，都是仅用“0”与“1”两个简单数字表示的

信息，或者是用这种数字进行了编码的信息。这种数制叫做二进制。要了

解计算机，首先要了解计算机中数的表示方法。

为了区别不同数制表示的数，通常用右括另外下标数字或字母表示数

制，十进制数用D表示，二进制用B表示，十六进制数用H表示，八进制

用0表示。

二进制计算法的特点：①二进制数只有“0”和“I”两个数码，基数

是2,最大的数字是1；②采用逢二进一的原则。

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二进制的位权一般表示为：2'o各位的权为以2为底的累。例如，

(01101010)各位的权自至在依次为2‘、2\2\2\2\2\2\2°。

二进制数的算术四则运算规则，除进、借位外与十进制数相同。

■二进制加法规则

0+0=01+0=1

0+1=11+1=10(红色为进位位)

■二进制减法规则

0-0=00-1=1-借位

1-0=11-1=0

■二进制乘法规则

0X0=01X0=0

0X1=01X1=1

为了区别于十进制数，在书写时二进制数可以用两种方法表示：例如：

(1011.01。或1011.IBo

例如:写出(1011.01)2的十进制数表达式。

322

(1011.01)2=1x2+0X2+1X21+1X2°+0X2'+1X2=(11.25)10

二进制的优点是：

■二进制只有“0”和“1”两数字，很容易表示。电压的高和低、

晶体管的截止与饱和、磁性材料的磁化方向等都可以表示为“0”和“1”

两种状态。

■二进制数的每一位只有0和I两状态，只需要两种设备就能表示，

所以二进制数节省设备。由于状态简单，所以抗干扰力强，可靠性高。

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二进制的主要缺点是数位太长，不便阅读和书写，人们也不习惯。为

此常用八进制和十六进制作为二进制的缩写方式。为了适应人们的习惯，

通常在计算机内都采用二进制数，输入和输出采用十进制数，由计算机自

己完成二进制与十进制之间的相互转换。

三、十六进制数

二进制数在计算机系统中处理很方便，但当位数较多时，比较难记忆

及书写，为了减小位数，通常将二进制数用十六进制表示。

十六进制是计算机系统中除二进制数之外使用较多的进制，其计数法

的特点为：

①有0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,F等共十六个数码,其分别对应于十进

制数的。〜15;

②十六进制数的加减法的进/借位规则为：借一当十六，逢十六进

O

十六进制数的位权一般表示为：161。其中16是十六进制的进位基

数，n表示相对小数点的位置。在书写时，用加注16或H的方式表示十

六进制数，例如:(8.5”或&5H。

例如：写出(8.5)3的十进制数表达式。

2

(8.5)—8X16+15X16'+10X16°+5X16]=(2298.3125)10

四、八进制数

八进制计数法的特点是：有八个不同的计算符号0、1、2、3、4、

5、6、7,这八个符号称为数码。采用逢八进一的原则。对应于十进制数

0、1、2、3、4、5、6、7、8,八进制数分别记作0、1、2、3、4、5、

6、7、8、10o

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下表列出了十进制。〜16对应的二进制数和十六进制数。

十进制数二进制数十六进制数

000000

100011

200102

300113

401004

501015

601106

701117

810008

910019

101010A

111011B

121100C

131101D

141110E

151111F

161000010

五、十进制数转化为非十进制数

十进制转换数转换为非十进制数时，可将其分为整数部分和小数部分

分别进行转换，最后将结果合并为目的数。

•整数部分的转换

整数部分的转换是采用除基取余法。所谓除基取余法就是用欲转换的

数据的基数去除十进制数的整数部分，第一次除取得的余数为目的数的最

低位，把得到的商再除以该基数，所得余数为目的数的次低位，依此类

推，继续上面的过程，直到商为0时，所得余数为目的数的最高位。

例将十进制53D转换为二进制数（5-2）。

53110101B

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・小数部分的转换

小数部分的转换是采用乘基取整法。所谓乘基取整法就是用该小数乘

上目的数制的基数，第一次乘得结果的整数部分为目的数的小数部分的最

高位，其小数部分再乘上基数，所得结果的整数部分为目的数的次高位，

依此类推，继续上述的过程，直到小数部分为。或达到要求的精度为止。

例将十进制数7L34375D转换为十六进制数（5-3）。

例将十进制数0.736D转换为二进制数（结果最多保留4位小

数）。（5-4）

从上面可以看出该数在转换为二进制时，尽管已经过了解5次相乘，

但其小数位还存在，由于题目要求保留小数后4位，故结果为：

0.736D^0.1011B或0.736D^0.1100Bo

六、非十制数转换成十进制数

由于任一数都可以按权展开，于是很容易将一个非十进制数转换为相

应的十进制数。具体的步骤是：将一个非十进制按权展开成一个多项式，

每项是该位的数码与相应的权之积，把多项式按十进制数的规则进行计算

机求和，所得结果即是该数的十进制。

例将二进制数1011.011B转换为十进制数。（5-5）

例将十六进制数4F.3转换为十进制数。（5-6）

七、二进制与十六进制数的相互转换

四位二进制数共有十六种组合，而十六种组合正好与十六进制的十六

种组合一致，故每四位二进制数对应于一位十六进制数，因此二进制数与

十六进制之间的转换非常简单。下面通过两个例子来说其转换：

例将二进制数11010110101.1100101B转换为十六进制数。（5-7）

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例将十六进制数B2c.4转换为二进制数。(5-8)

从上面例子可以总结出两种进制转换的方法：

★二进制转换为十六进制时：只要将二进制数的整数部分自右向左每

四位一组，最后不足四位的用零补足；小数部分则自左向右每四位一组，

最后不足四位时在右边补零。再把每四位二进制数对应的十六进制数写出

来即可。

★十六进制数转换为二进制数的正好与此相反，只要将每位的十六进

制数对应的四位二进制写出来即行了。

一)、数制转换：

1.二进制与十进制的转换

(1)二进制转十进制方法：“按权展开求和”

32-

例：(1011.01)2=(1X2+OX2+1X2'+1X2°+OX2

-2

'+1X2)10

=(8+0+2+1+0+0.25)10

=(11.25)10

(2)十进制转二进制

•十进制整数转二进制数：“除以2取余，逆序输出”

例：(89)10=(1011001)2

289

2441

2220

2110

25...1

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22.......1

21.......0

0.......1

•十进制小数转二进制数：“乘以2取整，顺序输出”

例：(0.625),0=(0.101)2

0.625

X2

1.25

X2

0.5

X2

1.0

2.八进制与二进制的转换

例：将八进制的37.416转换成二进制数：

37.416

011111.100001110

即：(37.416)8=(11111.10000111)2

例：将二进制的10H0.0011转换成八进制:

010110.001100

26.14

即：(10110.011)2=(26.14)8

3.十六进制与二进制的转换

例：将十六进制数5.9转换成二进制：

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5DF.9

010111011111.1001

即：(5.9)16=(10111011111.1001)2

例：将二进制数1100001.111转换成十六进制:

01100001.1110

61.E

即：(1100001.111)2=(61)16

(二)码()

美国的标准信息交换代码

将每个字符用7位的二进制数来表示，共有128种状态

大小字母、0…9、其它符号、控制符

'0'——

48

'A'——65

‘a'-----

97

常用编码

编码

在数字系统中，各种数据要转换为二进制代码才能进行处理，而人们

习惯于使用十进制数，所以在数字系统的输入输出中仍采用十进制数，这

样就产生了用四位二进制数表示一位十进制数的方法，这种用于表示十进

制数的二进制代码称为二一十进制代码()，简称为码。它具有二进制

数的形式以满足数字系统的要求，又具有十进制的特点(只有十种有效状

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态）。在某些情况下，计算机也可以对这种形式的数直接进行运算。常见

的码表示有以下几种。

8421编码

这是一种使用最广的码，是一种有权码，其各位的权分别是（从最有

效高位开始到最低有效位）8,4,2,lo

例写出十进数563.97D对应的8421码。

563.97010101100011.1

例写出8421码1101001.010118421对应的十进制数。

1101001.010118421=01101001.01011000842169.58D

在使用8421码时一定要注意其有效的编码仅十个，即：0000〜

1001o四位二进制数的其余六个编码1010,1011,1100,1101,1110,1111不

是有效编码。

2421编码

2421码也是一种有权码，其从高位到低位的权分别为2,4,2,1,其也

可以用四位二进制数来表示一位十进制数。其编码规则如下表。

余3码

余3码也是一种码，但它是无权码，但由于每一个码对应的8421码

之间相差3,故称为余3码，其一般使用较少，故正须作一般性了解，具

体的编码如下表。

常见编码表

十进制数8421码2421码余3码

0000000000011

1000100010100

2001000100101

3001100110110

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4010001000111

5010110111000

6011011001001

7011111011010

8100011101011

9100111111100

100001,00000001,00000100,0011

格雷反射码（循环码）

格雷码是一种无权码，其特点是任意两个相邻的码之间只有一个数不

同。另外由于最大数与最小数之间也仅一个数不同，故通常又叫格雷反射

码或循环码。

十进制数二进制数格雷码十进制数二进制数格雷码

000000000810001100

100010001910011101

2001000111010101111

3001100101110111110

4010001101211001010

5010101111311011011

6011001011411101001

7011101001511111000

第六章原码、反码、补码

我们已经知道计算机中，所有数据最终都是使用二进制数表达。我们

也已经学会如何将一个10进制数如何转换为二进制数。不过，我们仍然

没有学习一个负数如何用二进制表达。

对有符号数而言，符号的“正”、“负”机器是无法识别的，但由于

“正”、“负”恰好是两种截然不同的状态，如果用“0”表示“正”，

用“1”表示“负"，这样符号也被数字化了，并且规定将它放在有效数

字的前面，这样就组成了有符号数。把符号“数字化”的数叫做机器数，

而把带“十”或“一”符号的数叫做真值。一旦符号数字化后，符号和数

值就形成了一种新的编码。在运算过程中，符号位能否和数值部分一起参

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加运算？如果参加运算，符号位又需作哪些处理？这些问题都与符号位和

数值位所构成的编码有关，这些编码就是原码、补码、反码和移码。

比如，假设有一整型的数，值为5,那么，我们知道它在计算机中表

示为：

0000000000

5转换成二制是101,不过整型的数占用4字节（32位），所以前面

填了一堆0。

现在想知道，-5在计算机中如何表示？在计算机中，负数以其正值

的补码形式表达。什么叫补码呢？这得从原码，反码说起。

原码：一个整数，按照绝对值大小转换成的二进制数，称为原码。

比如0000000000是5的原码。

反码：将二进制数按位取反，所得的新二进制数称为原二进制数的反

码。

取反操作指：原为1,得0；原为0,得1。（1变0;。变1）。

比如：将0000000000每一位取反,

得HHH111111111111111111HlllOlOo

称:11111111111111111111111111111010是0000000000的反

码。

反码是相互的，所以也可称：111111111111111111111111

11111010和

0000000000互为反码。

补码：反码加1称为补码。也就是说，要得到一个数的补码，先得到

反码，然后将反码加上1,所得数称为补码。

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比如:0000000000的反码是:111111111111111111111111

lllllOlOo那么，补码为：11111111111111111111111111111010+1

=11111111111111111111111111111011

所以，-5在计算机中表达为：111111111111111111111111

HlllOllo转换为十六进制:0o

再举一例，我们来看整数T在计算机中如何表示。

假设这也是一个整型，那么：

1、先取1的原码：0000000000

2、得反码：11111111111111111111111111111110

3、得补码：11111111111111111111111111111111

可见，-1在计算机里用二进制表达就是1111111111111111

11111111llllllllo16进制为：0o

第七章计算机常用的单位

计算机内的所有数据都是以二进制形式存贮，所以，一位二进制数的

。或1就占用一个最小的数据单位，我们称这个单位为1位，记作。

但是计算机里里最常用（最基本）的数据单位却是字节（），每字节

含8位，即有

18

通常情况下，1字节的空间能存贮一个英文字符的编码，而需2字节

才能存贮一个汉字的编码。

随着计算机技术的发展，字节这个单位用来描述计算机内的数据大小

或存贮空间的容量，实在太小，于是出现了千字节、兆字节和吉字节等数

据单位。且这些单位因与二进制关系密切，而具有与其它单位不同的换算

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关系，即又一种意义上的:

1千W1000,而是：1千=2X024。

请注意观察下面换算关系：

1千字节()=1024字节。

1兆字节()=1024千字节()

1吉字节()=1024兆字节()

现在计算机的内存容量已达到几十到几百兆字节的容量，硬盘达到几

十到几百吉字节的容量，光盘一般能达到几百兆字节的存贮容量。目前使

用的软盘大都是L44容量这一种型号。如果用这样的软盘来贮存纯文

字，即不带排版格式的文本文件的话，大约能存贮70多万汉字的内容。

磁道()、扇区()与磁盘容量：磁盘上的信息并非均匀地分布在磁

盘上。通常，磁盘上使用前要经过格式化操作，将磁盘的磁介质划分成磁

头容易对准的许多同心圆，称为磁道，并从外向内顺序编号，其中0磁道

是最大的同心圆。同时又把每个磁道划分成等长的若干段，每个段称为一

个扇区，每个扇区存贮相同的字节数。这样，每个扇区的弧长不同，但存

贮的数据相同，即不同磁道的数据的密度不同。

例如，常用的软磁盘，从外到内为。-79共80个磁道，每个磁道分为

0-18共19个扇区，每扇区存贮512个字节，磁盘两面共存贮

(2X80X19X512)1.44。

而硬磁盘是由多个同轴的磁盘片和夹在各磁盘片之间的多个磁头共同

组成的，各磁盘片的同一磁道组成该磁盘的一个柱面。又因硬盘容量较

大，读写时常常将几个连续扇区作为一个基本数据单位，称为簇()。硬

盘的几个数据单位的关系如下：

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硬盘容量=512X磁头数X柱面数X每磁道扇区数（单位为字节）。

第八章操作系统及其功能

操作系统（）

计算机如果在没有安装任何软件之前，则被称为“裸机”，裸机是无

法工作的。操作系统是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件，是系

统软件的核心。

操作系统是管理和控制计算机系统软件、硬件和系统资源的大型程

序，是用户和计算机之间的接口。

1）操作系统的主要作用

♦提高系统资源的利用率；

♦提供方便友好的用户界面；

♦提供软件的开发与运行环境。

2）操作系统的主要功能

♦处理器管理。当多个程序同时运行时，解决处理器0口寸间的分配问

题；

♦存储器管理。为各个程序及其使用的数据分配存储空间，并保证它

们互不干扰；

♦设备管理。根据用户提出使用设备的请求进行设备分配，同时还能

随时接受设备的请求（称为中断），如要求输入信息；

♦文件管理。主要负责文件的存储、检索、共享和保护，为用户提供

文件操作的方便。

♦接口管理。为用户提供一个使用计算机的界面使其方便地运行自己

的作业，并对所有进入系统的作业进行调度和控制，尽可能高效地利用整

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个系统的资源；

3）操作系统的分类

（1）单用户操作系统（）

一次只能支持运行一个用户，计算机系统资源不能充分利用。如、

等。

（2）批处理操作系统（）

将若干用户作业按一定的顺序排列，统一交给计算机系统，由计算机

自动、顺序地完成这些作业。是一种多任务系统。如的。

（3）分时操作系统（）

是一种多用户系统。即多个用户共享一台计算机，操作系统分时地为

为每个用户服务。分时的时间单位叫时间片，多个用户按时间片轮转。

如。

分时系统的特点：

・交互性。用户通过终端向主机请求，主机执行后给出回答，即人机

对话。

•及时性。计算机对用户的请求能在用户比较满意的时间范围内作出

及时的响应。

・同时性。虽然计算机按时间片轮流地为每个用户服务，但是用户在

感觉上则同时在使用计算机。

•独占性。用户彼此之间感觉不到对方的存在，仿佛独占了计算机。

（4）实时操作系统（）是对来自外界的作用和信息在规定时间内及

时响应并处理的系统。要求在信息产生的同时进行处理，即实时处理。实

时系统的特点：响应及时、高可靠性。

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（5）网络操作系统（）将分散独立的计算机系统通过通信设备和

线路互联起来实现信息的交换、资源共享、互操作和协作处理的系统。

6）分布式操作系统

分布式系统是由多台微机组成且满足如下条件的系统：

①系统中任意两台计算机可以通过通信交换信息；

②系统中的计算机无主次之分；

③系统中的资源供所有用户共享；

④一个程序可以分布在几台计算机上并行地运行,互相协作完成一个

共同的任务。

用于管理分布式系统资源的操作系统称为分布式操作系统。

目前，操作系统代表性的有公司的操作系统、操作系统，公司的2操

作系统，公司的操作系统，还有一套免费使用和自由传播的操作系统等。

现在最常见的是操作系统，版本有3.1、95、98、、、2000、、

2003等，家庭和办公中最常用的是98、o

第九章98操作系统介绍

98的功能和特点

98集操作系统、多媒体、网络通信、移动计算、硬件规范和娱乐

功能于一身，它给微机系统带来了软件开发技术的一次革命，并极大地方

便了用户使用和管理微机系统。它的主要功能和特点如下：

1.单用户多任务系统

在98中，用户可以同时运行多个任务，在集成化的操作环境中完

成多任务需求，这有利于充分利用及其他系统资源（）。换言之，当用户

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正在运行某一个程序时，还可以抢占运行另一个程序。例如，用户可以在

欣赏盘播放音乐的同时，又可以给远方的朋友发送电子邮件()。

2.真正的32位操作系统

98突破了只能管理640内存的限制，能对高达4的内存实施动态

管理，提高了内存管理能力和高速缓冲存储器()的效率。这有利于充分利

用微机系统的内存资源，并使操作更为迅速与有效。同时，用户完全不必

关心常规内存区()和上位内存区()的使用情况，也不必考虑内存的分配

情况，这样为用户开发应用程序提供了大容量的存储空间。实际上，98

的应用程序大部分都是在扩充内存中运行的。

98是一个真正的32位操作系统，它能动态管理的内存空间最大

为：

232=4X1024X1024X10244

3.完全的图形用户界面

98提供了一种完全不同于命令行的操作手段，对微机系统的操作

是通过对诸如〃窗口〃、〃对话框〃、〃图标〃、〃菜单〃等图形画面和符号进行

操作来实现的。用户可以用键盘进行操作，而更多的场合是用鼠标来实

现，通过鼠标的移动和点击，选择、运行、移动等操作便轻松完成。

4.丰富的应用程序和附件

98提供了大量的实用程序和〃附件〃，如收发电子邮件和传真、提

供上网和联机服务、支持多媒体播放音频和视频光盘、进行辅助教学、游

戏、电话拨号、超级终端、文件写字板、书写器、画图、方式以及系统维

护的工具软件等，使用户能够灵活自如地使用微机系统。

5.硬件即插即用的兼容性

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在98操作系统中，用户增加新硬件只需在微机系统中插入硬件

后，开机启动时，98就会自动识别和配置相应的硬件。在微机系统上添

加硬件是一件非常繁锁的事情，如跳线、开关、驱动程序以及其他令人困

惑的技术问题经常令人望而生畏。98具有的〃即插即用〃功能使用户摆脱

了安装新设备的繁杂工作，只要在开机前把硬件插入机箱主板的扩展槽

内，开机之后98即可检测新加入的设备，自动地进行设置，加载相应的

软件。从而使新增的〃即插即用〃设备开机后即可使用，添加新设备变得十

分容易。

6.网络与通信功能

98支持网络进行操作系统的目录服务，使用户通过98环境能够登

录到运行4的服务器上，从而访问文件资源和打印资源。另外，98支

持、、等网络协议，运行、等多种网络。

98内嵌4.0浏览器和电子邮件软件，将因特网与微机用户结合在

一起，可以实现信息浏览和收发电子邮件。

98的运行环境要求

尽管一台486微机拥有8内存即可运行98,但是要很好地运行98,

这样的配置是完全不够的。要充分发挥98的性能，微机系统必须具有如

下的基本配置：

1）或更高档的。虽然低档的微机系统也可以运行98,但在运行程序

时会出现难以忍受的长时间等待。98中使用了大量的动画效果，例如弹

出式的菜单、移动式对话框、滚动式的窗口，因此对有较高的要求。另

外，高性能的会使98充分发挥微机系统的多媒体功能。

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2）16或更多的内存。大容量（女如124、32、64）的内存才能使98正

常运行大型的应用程序，例如97中文版、5.0、6.0等。

3）300以上的硬盘空间。如果硬盘空间较小，可以只安装部分组件，

并在安装后需要保留50以上的磁盘空间作为虚似存储（）空间使用。

4）一只或驱动器，一个三英寸高密软盘驱动器。

5）标准或更高分辨率显示器及相应的显示卡。

6）一个键盘和一个双按钮模式的鼠标器。

除了上述基本硬件要求外，用户还可以根据需求选择以下硬件：

•用户可以配置声效卡、音箱、驱动器等设备，以便充分发挥98的

多媒体功能。

•用户可以配置调制解调器（）、网络适配器等部件，以便充分发挥

98的网络与通信功能。

•用户可以配置扫描仪、数码相机等图像输入设备。

•用户可以配置游戏杆。

98的安装

安装98可以在95下进行，也可以直接进行安装。如果使用光盘版

的98进行直接安装，则需要机器系统能够从启动。另外，在系统下安装

98,或者直接使用98安装盘来启动计算机进行安装与在95下安装方法

相差不大。升级安装过程如下：

1）在驱动器中插入98安装光盘。

2）运行安装光盘上的程序，就进入安装向导，开始安装98。

3）整个安装过程分为五个阶段：运行98安装程序，检索计算机的相

关信息，将98文件拷贝到计算机中，重新启动计算机，安装硬件的驱

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动程序并完成设置。在整个安装过程中，用户只要按照安装向导的提示，

进行一些简单的选择，就可以成功安装了。

启动和退出98