计算机基础实践与创新课件 第1章 计算机与信息技术基础

一计算机与信息技术基础…CONTENTS任务一了解计算机发展历程任务二了解科学思维训练实践与拓展评价任务三了解计算机中信息的表示目标

计算机的诞生开启了人类信息时代的序幕。计算机作为20世纪诞生的最先进的科学技术发明之一,以其强大的生命力迅速从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域。因此,掌握计算机的基本操作技能,学会利用计算机作为工具去解决实际问题,已经成为各行业对所需人才的基本要求之一。本项目模块将通过3个任务来介绍计算机与信息技术的基础知识,包括了解计算机发展历程、了解科学思维、认识计算机中信息的表示等,为后面的学习和实践打下坚实基础。计算机与信息技术基础了解计算机发展历程任务目标:了解计算机的诞生过程、计算机的5个发展阶段、计算机的发展趋势;认识计算机的特点、分类和具体应用。(1)原始人类的计数。人类使用工具进行计算的历史可以追溯到原始人的手指计算、石头计数、木棍计数、结绳计1数、刻痕计数等方式。(2)中国甲骨文甲骨文又称“契文”“甲骨卜辞”“殷墟文字”或“龟甲兽骨文”。(3)中国的筹算数码筹算数码常指中国从汉代筹算至明代商业所用的数字,是人类最重要、最常用的数字之一。(4)中国的珠算盘。算筹操作简单,念歌诀摆弄算筹,计数既直观又形象知识点2近代的计算工具(1)比例规比例规又叫扇形圆规,,用于计算、考古绘图或绘画设计(2)纳皮尔筹它是由十根木条组成的,每根木条上都刻有数码,右边第一根木条是固定的,其余的都可根据计算的需要进行拼合或调换位置(3)计算尺计算尺(SlideRule)是根据对数原理制成的一种计算工具,能进行乘、除、乘方、开方、三角函数及对数等的运算(4)加法器1642年,法国数学家布莱士·帕斯卡)为了帮助整天忙着计算税率、税款的父亲,发明了世界上第一台机械计算机———加法器知识点2近代的计算工具(5)乘法器莱布尼茨转轮,因为增加了一个“步进轮”,解决了进位和连续计算的问题,已经能够完全掌握四则运算规则,自动进行加减乘除(6)差分机1819年,英国科学家查尔斯·巴贝奇,设计出“差分机”,并于1822年制造出可动模型,制作了差分机1号的七分之一(7)手摇计算机“奥德涅尔轮”就是凸齿上有9个齿数可变的用于置数的轮子,代替了莱布尼兹的阶梯形轴。奥拓展阅读

原子弹是算盘打出来的?在“两弹一星”的研发过程中,由于条件艰苦、设备简陋、算力紧张,新中国第一代科学家利用“算盘+计算尺+手摇计算机+国产电子计算机”把理论变成现实,完成轰动世界的壮举。邓稼先领导研制中国第一颗原子弹时使用的手摇计算机如图1.17所示。

1958年,我国第一台电子计算机103型计算机问世。1959年,104型计算机问世,并成为我国科学家在研发“两弹一星”时使用的主力机型。中科院计算技术研究所研制的104型计算机如图1.18所示。关于“原子弹是算盘打出来的”这一说法,科学家们确实用过算盘、计算尺作为补充性的辅助工具,用于粗估,原子弹研发过程中的主要算力来自手摇计算机+国产电子计算机。知识点3电子计算机的发展随着人类对计算需求的不断提升,计算工具经历了由简单到复杂的演化,它们在不同的历史时期推动了科技的进步,当手动计算不能满足人类生产、生活需求时,现代电子计算机开始走入人们的视野。进入20世纪,电子技术、自动理论、数学科学的发展为现代计算机的发展提供了物质基础和理论依据。(1)微分分析器1930年,美国科学家、工程师范内瓦·布什造出世界上首台模拟电子计算机———微分分析器(2)ABC计算机美国科学家约翰·文森特·阿塔纳索夫与当时的物理系硕士生克利福德·贝瑞)一起开发的阿塔纳索夫-贝瑞计算机,是世界上第一台电子计算机(3)ENIAC1946年2月,由美国军方定制的电子数字积分计算机“埃尼阿克”在美国宾夕法尼亚大学问世代别划分年代电子元器件运算速度(指令数/秒)硬件软件应用领域

第一代计算机

1946-1958

真空电子管

几千—几万主存储器采用汞延迟线、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓、磁芯；外存储器采用的是磁带

机器语言、汇编语言

军事和科学计算

第二代计算机

1958-1964

晶体管

几万至几十万内存储器大量使用磁性材料制成的磁芯存储器，外存储器主要采用磁带、磁盘

高级程序设计语言、早期操作系统除科学计算外，已应用于数据处理、过程控制

第三代计算机

1965-1970

中小规模集成电路

几十万至几百万内存储器磁芯、半导体，外存储器主要采用磁带、磁盘广泛使用操作系统，产生了分时、实时等操作系统和计算机网络

科学计算、数据处理、过程控制

第四代计算机

1971至今

大规模、超大规模集成电路

上千万至千万亿

内存储器采用半导体芯片，外存储器采用大容量磁盘、光盘等可视化操作系统、数据库、多媒体、网络软件。微处理器和微型计算机获得飞速发展广泛应用于工业、生活各个领域，并进入以网络为支撑的应用时代

第五代智能计算机

1981至今

超大规模集成电路，光学元器件等

亿亿先进的微细加工和封装测试技术，砷化镓器件、约瑟夫森器件、光学器件、光纤通信技术以及智能辅助设计系统等

由问题求解与推理、知识库管理和智能化人机接口三个基本子系统组成

模拟人的智能和交流方式拓展阅读

戈登·摩尔(GordonMoore)是Intel公司的创始人之一。1965年,时任仙童半导体公司研究开发实验室主任的摩尔应邀为《电子学》杂志35周年专刊写了一篇题目是《让更多的元器件填满集成电路》的观察评论报告,对未来十年间半导体元件工业的发展趋势做出预言。这篇报告整理后形成摩尔定律:由于硅技术的不断改进,每18个月,集成度将翻一番,速度将提高一倍,而其价格将降低一半。实践证明摩尔定律的预测是基本准确的。知识点4计算机的发展趋势(1)微型化微型化是指用高性能的VLSI(超大规模集成电路)来开发质量更可靠、性能更好、价格更低、整机更小、携带更方便的高度集成的微型计算机(2)巨型化巨型化是指运行速度更快、存储容量更大、功能更强、可靠性更高的计算机(3)网络化网络化是通过通信设备和传输介质将具有地理独立功能的不同计算机相互连接,在通信软件的支持下,按照网络协议相互通信,网络内的计算机之间实现软硬件资源共享、信息交换和协同工作(4)智能化智能化是指事物在计算机网络、大数据、物联网和人工智能等技术的支持下,所具有的能满足人的各种需求的属性010203040506知识点5计算机的特点、分类和应用计算机的分类计算机的特点(1)运算速度快，(2)计算精确度高(3)逻辑运算能力强(4)存储容量大(5)自动化程度高(6)普及率高(1)按信息的处理方式分类。按信息的处理方式分类可将计算机分为数字计算机、模拟计算机和混合计算机3种。(2)按照用途及其使用范围分类。按照用途及其使用范围,可将计算机分为专用计算机和通用计算机(3)按照性能、规模和功能分类。按照性能、规模和处理能力进行分类,可以将计算机分为微型机、小型机、中型机、大型机、超级计算机拓展阅读

国家超级计算中心是由国家科技部批准成立的数据计算机构,是科技部下属事业单位。纳入国家超算中心序列的有九所:国家超级计算天津中心、国家超级计算广州中心、国家超级计算深圳中心、国家超级计算长沙中心、国家超级计算济南中心、国家超级计算无锡中心、国家超级计算郑州中心、国家超级计算昆山中心、成都超算中心。“神威太湖之光”超算由国家并行计算机工程技术研究中心研制,安装在国家超级计算无锡中心,该中心由清华大学管理运营。5.3计算机的应用(1)科学计算(或数值计算)。科学计算是指利用计算机再现、预测和发现客观世界运动规律和演化特征的全过程,是指利用计算机解决科学和工程中的数学问题进行的数值计算(2)数据处理(或信息处理)。数据处理是指对数值、文字、图表等信息数据进行收集、存储、整理、分类、统计、加工、利用、传播等一系列活动的统称。被广泛地应用于办公自动化,80%以上的计算机主要用于数据处理,这类工作量大面宽,是计算机应用的主导方向数据处理从简单到复杂经历了三个发展阶段:①电子数据处理(ElectronicDataProcessing,EDP)②管理信息系统(ManagementInformationSystem,MIS)③决策支持系统(DecisionSupportSystem,DSS)(3)计算机辅助系统。计算机辅助系统是指利用计算机来帮助设计人员进行工程设计,以提高设计工作的自动化程度,缩短设计周期、降低生产成本、节省人力物力,而且保证产品质量：①计算机辅助设计(ComputerAidedDesign,CAD)。②计算机辅助制造(ComputerAidedManufacturing,CAM)③计算机辅助教学(ComputerAidedInstruction,CAI)。(4)过程控制(或实时控制)。(5)人工智能(或智能模拟)

(6)网络应用

(7)多媒体技术拓展阅读

英国数学家、逻辑学家、密码学家艾伦·图灵(AlanTuring,1912—1954),被称为计算机科学之父、人工智能之父。1936年,图灵在《论数字计算在决断难题中的应用》的论文中,给“可计算性”下了一个严格的数学定义,并提出著名的“图灵机”(TuringMachine)设想。“图灵机”不是一种具体的机器,而是一种思想模型,可制造一种十分简单但运算能力极强的计算装置,用来计算所有能想象得到的可计算函数。“图灵机”与“冯·诺伊曼机”齐名,被永远载入计算机的发展史中。1950年10月,图灵又发表划时代之作———《机器能思考吗》,也正是这篇文章,为图灵赢得了“人工智能之父”的桂冠。著名的图灵测试:如果一个人(代号C)使用测试对象皆理解的语言去询问两个他不能看见的对象任意一串问题。对象为:一个是正常思维的人(代号B)、一个是机器(代号A)。如果经过若干询问以后,C不能得出实质的区别来分辨A与B的不同,则此机器A通过图灵测试,这台机器具有智能。图灵还进一步预测称,到2000年,人类应该可以用10GB的计算机设备,制造出可以在5分钟的问答中骗过30%成年人的人工智能。2014年,俄罗斯人开发的聊天机器人软件尤金·古斯特曼号称是史上第一个通过图灵测试的人工智能。5.4未来新一代的计算机(1)量子计算机量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置(2)模糊计算机模糊计算机是专门用以处理模糊信息的电子计算机,属于第六代计算机(3)神经网络计算机神经网络计算机是模仿人的大脑判断能力和适应能力、可并行处理多种数据功能,可以判断对象的性质与状态,并能采取相应的行动,而且可同时并行处理实时变化的大量数据,并引出结论的计算机(4)生物计算机生物计算机也称仿生计算机,属于第六代计算机。拓展阅读

上海交通大学金贤敏团队,长期聚焦光子芯片,将量子信息和光子信息芯片化与集成化。2018年,金贤敏团队通过“飞秒激光直写”技术制备出节点数达49×49的芯片,是世界最大规模的三维集成光量子芯片,也是国内首个光量子计算芯片。2020年,金贤敏团队又研制出一种基于非冯·诺依曼计算架构下的结合集成芯片、光子概念的光子计算机。2021年2月国内首家光量子芯片及光量子计算公司———图灵量子成立于上海。图灵量子已发布的核心产品包括全系统集成的商用科研级专用光量子计算机———TuringQGen1、三维光量子芯片及超高速可编程光量子芯片等,自主研发的首款商用光量子计算模拟软件FeynmanPAQS弥补了当时国内光量子EDA领域技术和产品的空白。。拓展阅读

2020年,浙江大学联合之江实验室共同研制成功了我国首台基于自主知识产权类脑芯片的类脑计算机(DarwinMouse)。这台类脑计算机包含792颗浙江大学研制的达尔文2代类脑芯片,支持1.2亿脉冲神经元、近千亿神经突触,与小鼠大脑神经元数量规模相当,典型运行功耗只需要350~500瓦,同时它也是目前国际上神经元规模最大的类脑计算机,如图1.23所示。与此同时,团队还研制了专门面向类脑计算机的操作系统———达尔文类脑操作系统(DarwinOS),实现对类脑计算机硬件资源的有效管理与调度,支撑类脑计算机的运行与应用。训练实践与拓展评价

图灵奖是计算机领域世界最高奖项,请查找获得图灵奖的科学家,选择其中一位进行100字以内的总结,并与同学进行分享目标

科学思维是指符合认识规律、遵循一定的逻辑规则,并能够达到正确认识结果的思维。科学思维是为了正确认识客观世界所具有的思辨模式和认识方法,它是连接实践与理论的桥梁科学思维的本质特点是正确性在科学认识活动中,科学思维需要遵守三个基本原则:逻辑性原则、方法论原则、历史性原则。了解常见的科学思维,了解科学思维遵循的三个原则,了解科学思维的三大思维;能够有意识地运用科学思维和创新思维去分析问题、解决问题,培养科学思维素质,提升科学思维能力;尝试分析总结计算机使用过程中软件系统和硬件系统上的创新设计了解科学思维6.1逻辑性原则逻辑性原则就是遵循逻辑法则,达到归纳和演绎的统一。科学认识活动的逻辑规则包括归纳逻辑、演绎逻辑以及归纳和演绎的统一。(1)从个别到一般的归纳思维其目的在于透过现象认识本质,通过特殊揭示一般。主要的归纳方法包括完全归纳法、简单枚举法和因果联系的归纳法(2)从一般到个别的演绎思维所谓演绎是根据一类事物都有的属性、关系、本质来推断该事物中个别事物也具有此属性、关系和本质的思维方法和推理形式(3)归纳和演绎的辩证统一个性中包含共性,通过个性可以认识共性。同样,掌握了共性就能更深刻地了解个性。归纳和演绎之间是相互依存、相互渗透的,它们在科学认识中的主次地位是可以互相转化的。6.2方法论原则方法论原则就是在方法上要求辩证地分析和综合两种思维方法。分析与综合是抽象思维的基础方法,分析是把事物的整体或过程分解为各个要素,分别加以研究的思维方法和思维过程。(1)分析思维方法分析方法大体上有四个层次,即定性分析、定量分析、因果分析和系统分析,它是最基本的思维方法之一(2)综合思维方法综合思维是力求通过全面掌握事物各部分、各方面的特点及内在联系,并通过概括和升华,以事物各个部分、各个属性和关系的真实联结和本来面貌来复现事物的整体,综合为多样性的统一体(3)分析与综合辩证统一的思维分析思维与综合思维所关心和强调的角度不同,“认识了部分才能更好地认识整体”和“认识了整体才能更好地认识部分”是同一个原则的两个方面,整个认识过程应该是分析与综合的辩证结合过程。0102030405066.3历史性原则

历史性原则就是在体系上,实现逻辑与历史的一致,达到理论与实践的具体历史的统一。历史性原则就是承认事物存在的暂时性和实际生活永恒的变动性,凭借时代的发展和历史条件的变化而不断地拓展自身的理论内容和理论形态。历史是第一性的,是逻辑的客观基础;逻辑是第二性的,是对历史的抽象概括

科学思维不仅是一切科学研究和技术发展的起点,而且始终贯穿于科学研究和技术发展的全过程,是创新的灵魂。三大科学思维包括实证思维、逻辑思维、计算思维,科学思维与创新思维相辅相成,具有科学思维能力是创新型人才在思维方式、知识素养、实践能力上的综合体现。010203040506知识点7实证思维

实证思维(ExperimentalThinking)又称实验思维,是指通过观察、归纳为特征,通过实验、实践获取自然规律、事物规律的一种思维方法,以物理学科为代表。碰到一个具体的问题时,确定问题主题,结合自身实际情况有针对性地去学习,以观察和归纳为特征,借助某些特定的设备或方法,来获取数据并进行分析,提出自己的解决方案,然后积极实践,大胆试错,删减、修正方案中的错误或不足,快速迭代010203040506知识点8逻辑思维

逻辑思维(LogicalThinking)是指通过抽象概括,建立描述事物本质的概念,应用科学的方法探寻概念之间联系的一种思维方法,以数学学科为代表,以推理和演绎为特征,基于事实,探事物之间联系、发展的一种思维方法。

逻辑思维是人脑的一种理性活动,思维主体把感性认识阶段获得的对于事物认识的信息材料抽象成概念,运用概念进行判断,并按一定逻辑关系进行推理,从而产生新的认识。逻辑思维每一步必须准确无误,否则无法得出正确的结论。逻辑思维是分析性的,按部就班。逻辑思维要遵循逻辑规律,如同一律、矛盾律、排中律、充足理由律等规律,违背这些规律,思维就会发生偷换概念、自相矛盾、形而上学等逻辑错误,认识就是混乱和错误的010203040506知识点9计算思维

计算思维(ComputationalThinking)又称构造思维,是指从具体的算法设计规范入手,通过算法过程的构造与实施,认知事物规律,解决给定问题的一种思维方法。它以设计和构造为特征,以计算机学科为代表计算思维的本质是抽象(Abstract)和自动化(Automation)。它反映了计算的根本问题,即什么能被有效地自动进行。计算是抽象的自动执行,自动化需要某种计算机去解释抽象。计三大思维方法需要在实践中有意识地持续训练和体会,逐渐养成科学思维习惯,形成良好的科学思维素养,有助于促进良好的交流和素质的提升,有助于形成正确的世界观和方法论,有助于掌握认识和改造世界的思想武器,有助于正确地认识世界和改造世界,有助于我们在认识世界和改造世界的活动中少走弯路,有助于我们判断事实是否与理论相符合,有助于正确的科学理论的形成。总之,科学思维能够帮助我们综合运用各种科学思维方法,面对新情况,解决新问题,有所发现、有所创新、有所发明、有所创造010203040506知识点10科学思维与创新思维创新思维(InnovativeThinking)指的是在科学研究过程中,形成一种不受或者较少受传统思维和范式的束缚,超越常规思维、构筑新意、独树一帜、捕捉灵感或相信直觉,用以实现科学研究突破的一种思维方式。创新思维的本质在于用新的角度、新的思考方法来解决现有的问题。创新思维的判定标准是提高工作质量、生活质量、工作效率、个人或产品竞争力,对经济、社会、技术、教育等产生有益的影响就是创新,创新不一定非得是全新的东西,“旧瓶子装新酒”“新瓶子装老酒”都是创新。进行创新思维要注意打破思维定式、思维惯性和思维封闭三大障碍。科学思维与创新思维相辅相成,在科学研究的过程当中,我们需要创新,而创新的过程也需要遵守科学。创新思维用新颖独到的方法解决问题。通过这两种思维的结合,可以突破常规思维的界限,用非常规的方法和视角思考问题,提出有特色的解决方案,从而产生新颖、独特、具有社会意义的思维结果。目标

计算机是对各种信息进行自动、高速处理的机器。这些信息包括数字、字符、符号、表达式等,还可能是图像、图形、声音、视频、动画等多媒体信息,无论什么类型的数据,在计算机内部都是以二进制的形式存储、运算、处理和传输的理解计算机的存储与进制的含义,掌握常用数制及进制数之间的相互转换,掌握二进制数的运算,了解数值型数据的表示和处理,简单了解非数值型数据的表示和处理;能够熟练地进行常用进制数的转换计算,能够运用软件简单处理非数值型数据。了解计算机中信息的表示010203040506知识点11计算机中的数据及其单位(2)存储容量的度量单位(1)基本储存单元位(bit,简记为b,音为“比特”):计算机中的数据都以二进制代码来表示,二进制代码只有“0”和“1”两个数码,采用多个数码(0和1的组合)来表示一个数字节(Byte,简记为B,音译为“拜特”):计算机中数据存储的基本构成单位,每8位组成一个字节:1Byte=8bit。字(Word):计算机进行数据处理时,一次存取、加工和传送的数据长度称为字。一个字通常由一个或多个(一般是字节的整数位)字节构成在计算机各种存储介质中,例如内存、硬盘、光盘、U盘等,存储容量的表示不是位、字节和字,而是KB、MB、GB等,但这不是新的存储单位,而是基于字节换算的。单位换算单位拼写单位名称1KB=2¹0B=1024BKiloByte,KB千字节1MB=2¹0K=1024KB=220BMegaByte,MB兆字节1GB=2¹0M=1024MB=230BGigaByte,GB吉字节1TB=2¹0G=1024GB=240BTeraByte,TB太字节1PB=210T=1024TB=250BPetaByte,PB拍字节1EB=2¹0P=1024PB=260BExaByte,EB艾字节1ZB=210E=1024EB=270BZetaByte,ZB泽字节1YB=2¹0Z=1024ZB=280BYottaByte,YB尧字节1BB=2¹0Y=1024YB=290BBrontobyte,BB珀字节1NB=2¹0B=1024BB=2100BNonaByte,NB诺字节IDB=2¹0D=1024NB=2l¹0BDoggaByte,DB刀字节知识点12常用数制及进制数转换数制是人类表示数值大小的方法的统称。进位计数制是人类按照进位方式实现计数的制度,简称计数制数的表示法一般采用位置计数法。在一个数中,数码和数码所在的位置决定了该数的大小。任何进位计数制都包含有两个重要的概念:基数和位权。不同进位制之间的区别,本质上就是基数和位权的取值不同(1)十进制(2)二进制(3)八进制(4)十六进制十进制二进制八进制十六进制00001111210223113341004451015561106671117781.00010891.00111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F12.2常见进制间的转换(1)非十进制转换成十进制。将二进制、八进制和十六进制数转换成十进制数时,只需要将该数进行按权展开后求和,即“按权展开求和法【例1.1】(1010.101)₂=1×2³+0×2²+1×2¹+0×2⁰+1×2-¹+0×2²+1×2-3=(8+0+2+0+0.5+0+0.125)10=(10.625)10【例1.2】(7435.34)g=7×8³+4×8²+3×8¹+5×8⁰+3×8-¹+4×8-²=(3584+256+24+5+0.375+0.0625)10=(3869.4375)1012.2常见进制间的转换(2)十进制转换成非十进制。十进制转化为R进制(这里R进制是泛指,可以代表二进制、八进制、十六进制等)要分为两部分分别进行:整数部分:要除R取余法,直到商为0,余数从后向前排列;小数部分:要乘R取整,小数部分继续乘R取整,直到小数部分为0,取得的整数从前向后排列。【例1.4】(725.625)10=(?)₂练习:(725.625)10=(?)8=(?)1612.2常见进制间的转换①二进制数转八进制数。二进制数转换成八进制数的方法是,“取三合一421法”,即从二进制的小数点为分界点,向左(或向右)每三位取成一位,不足三位补零,分好组后按照“421”计算每组的和。练习：(10011101.1011)₂=(?)812.2常见进制间的转换②二进制数转十六进制数。二进制数转换成十六进制数的方法是,“取四合一8421法”,即从二进制数的小数点为分界点,向左(或向右)每四位取成一位,不足四位补零,分好组后按照“8421”计算每组的和练习：(10011101.1011)₂=(?)16总结：二进制数转八进制数或者二进制数转换成十六进制数，也可以先转换成十进制数，再转换成目标进制12.2常见进制间的转换(4)八进制数、十六进制数转换成二进制数。①八进制数转二进制数。八进制数转换成二进制数的方法是“一分三421法”,即从八进制的小数点为分界点,向左(或向右)每一位上的八进制数按照“421”写成对应的三位二进制数,最高位零或最低位零略去练习：(357.64)₈=(?)₂12.2常见进制间的转换②十六进制数转二进制数。十六进制数转换成二进制数的方法是“一分四8421法”,即从十六进制的小数点为分界点,向左(或向右)每一位上的十六进制数按照“8421”写成对应的四位二进制数,最高位零或最低位零略去练习:(F46.89)16=(?)2知识点13二进制数的运算13.1二进制数的算术运算二进制数的算术运算包括加、减、乘、除四则运算,在数字系统中是经常遇到的,它们的运算规则与十进制数很相似知识点13二进制数的运算(3)二进制的乘法。二进制数乘法过程可仿照十进制数乘法进行。但由于二进制数只有0或1两种可能的乘数位,导致二进制乘法更为简单。二进制数乘法的法则为:0×0=0,0×1=0,1×0=0,1×1=113.2二进制数的逻辑运算(1)逻辑“与”运算又称为逻辑乘(AND),常用符号“×”或“∧”或“·”表示。逻辑“与”运算遵循如下运算规则(2)逻辑“或”运算又称为逻辑加(OR),可用符号“+”或“∨”来表示。(3)逻辑“非”运算逻辑非运算又称作逻辑取反操作(NOT),又称为逻辑否定操作,实际上就是将原逻辑变量的状态求反(4)逻辑“异或”运算“异或”运算(XOR),常用符号“∧”或“☉”来表示知识点14数值型数据的表示和处理(1)定点小数定点小数约定小数点的位置在最高数据位的左边,定点小数表示的是小于1的纯小数(2)定点整数定点整数约定小数点的位置在最低数据位的右边,定点整数表示的是纯整数。整数分两类:无符号整数和有符号整数14.2浮点数在计算机中,浮点数的特点是小数点的位置根据需要而浮动。浮点数表示的基本原理来源于十进制中使用的科学计数法：N=M×2E知识点15非数值型数据的表示和处理15.1字符和字符串的表示和处理计算机中字符和字符串是人和计算机进行交流的桥梁。计算机内部需要将其按照一定的规则转换成二进制才能被识别。(1)字符。计算机中的信息都是用二进制编码表示的,用以表示字符的二进制编码称为字符编码。计算机中最常用的字符编码是美国信息交换标准交换代码(AmericanStandCodeforInformationIn_x0002_terchange,ASCII)。国际通用的是用7位二进制表示一个字符的ASCII码,共128个:10个十进制数0~9,52个英文大小写(A~Z,a~z),34个专用字符和32个控制字符,如表1.4所示。最高位在机内存储时恒为0(2)字符串。字符串是指一串连续的字符。对于字符串的储存,在计