计算机应用基础教程

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1、计算机应用基础教程计算机应用基础教程第一章第一章 计算机基础知识计算机基础知识实践训练中心第一章 计算机基础知识1.1 计算机的发展、分类与应用1.1.1 计算机的发展计算机的发展 1、计算机的出现与分代、计算机的出现与分代 1946年第一台电子计算机年第一台电子计算机ENIAC(电子数字积分计算机）诞生于美电子数字积分计算机）诞生于美 国宾夕法尼亚大学。国宾夕法尼亚大学。占地面积：占地面积：170平方米；重平方米；重30余顿；耗电余顿；耗电140千瓦；运算速度千瓦；运算速度5000次次/秒；秒；使用了使用了18000多个电子管、多个电子管、1500多个继电器、多个继电器、10000多只多只电

2、容和电容和7000多个电阻。多个电阻。第一章 计算机基础知识1.1 计算机的发展、分类与应用1.1.1 计算机的发展计算机的发展 1、计算机的出现与分代、计算机的出现与分代 计算机的发展分代是根据电子元器件的发展而划分：计算机的发展分代是根据电子元器件的发展而划分：【电子管(1946-1957)】【晶体管1957-1964】【集成电路 1965-1970】【大规模集成电路 1971】第一章 计算机基础知识1.1 计算机的发展、分类与应用1.1.1 计算机的发展计算机的发展 1、计算机的出现与分代、计算机的出现与分代 计算机的发展分代（根据电子元器件的发展）：计算机的发展分代（根据电子元器件的发

3、展）：（1）第一代：电子管计算机时代（第一代：电子管计算机时代（19461957年）年）采用电子管作为运算和逻辑元件，使用机器语言和汇编语言。运算次数采用电子管作为运算和逻辑元件，使用机器语言和汇编语言。运算次数 达到达到500030000次次/秒。秒。IBM705电子计算机第一章 计算机基础知识1.1 计算机的发展、分类与应用1.1.1 计算机的发展计算机的发展 1、计算机的出现与分代、计算机的出现与分代 计算机的发展分代（根据电子元器件的发展）：计算机的发展分代（根据电子元器件的发展）：（2）第二代：晶体管计算机时代（第二代：晶体管计算机时代（19571964年）年）采用晶体管作为运算和逻

4、辑元件，具有主存储器和外存储器，使用高级采用晶体管作为运算和逻辑元件，具有主存储器和外存储器，使用高级 编程语言（编程语言（FORTRAN、COBOL）。运算次数达到几万次）。运算次数达到几万次几十万次几十万次/秒。并被广泛应用于数据处理领域。秒。并被广泛应用于数据处理领域。CDC6600电子计算机第一章 计算机基础知识1.1 计算机的发展、分类与应用1.1.1 计算机的发展计算机的发展 1、计算机的出现与分代、计算机的出现与分代 计算机的发展分代（根据电子元器件的发展）：计算机的发展分代（根据电子元器件的发展）：（3）第三代：中、小规模集成电路计算机时代（第三代：中、小规模集成电路计算机时代

5、（19651970年）年）采用集成电路代替分立元件，采用半导体存储器，中央处理器采用微程采用集成电路代替分立元件，采用半导体存储器，中央处理器采用微程 序技术；拥有较完善的操作系统；出现了并行技术、多处理机、虚拟存序技术；拥有较完善的操作系统；出现了并行技术、多处理机、虚拟存 储系统等技术。运算速度达到几十万次储系统等技术。运算速度达到几十万次几百万次。几百万次。IBM360第一章 计算机基础知识1.1 计算机的发展、分类与应用1.1.1 计算机的发展计算机的发展 1、计算机的出现与分代、计算机的出现与分代 计算机的发展分代（根据电子元器件的发展）：计算机的发展分代（根据电子元器件的发展）：（

6、4）第四代：大规模集成电路和超大规模集成电路计算机时代（第四代：大规模集成电路和超大规模集成电路计算机时代（1971）采用大规模和超大规模集成电路为主要功能部件，采用更高集成度的半采用大规模和超大规模集成电路为主要功能部件，采用更高集成度的半 导体存储器，出现了磁盘、光盘、鼠标、图像扫描仪、数码照相机和高导体存储器，出现了磁盘、光盘、鼠标、图像扫描仪、数码照相机和高 分辨率彩色显示器以及高质量的打印机和绘图仪。分辨率彩色显示器以及高质量的打印机和绘图仪。IBM-PC第一章 计算机基础知识1.1 计算机的发展、分类与应用1.1.1 计算机的发展计算机的发展 2、微型机的发展阶段、微型机的发展阶段

7、 20世纪世纪70年代后，出现了微处理器和微型计算机。年代后，出现了微处理器和微型计算机。微处理器（微处理器（Microprocessor）：以单片大规模集成电路制成的具有运）：以单片大规模集成电路制成的具有运 算和控算和控 制功能的处理器。制功能的处理器。以微处理器作为以微处理器作为中央处理器中央处理器(CPU)的计算机通称为的计算机通称为微型计算机微型计算机。第一阶段（第一阶段（1971-1972）：计算机指令长为：计算机指令长为4位或位或8位。采用机器语言或汇编语位。采用机器语言或汇编语 言。言。第二阶段（第二阶段（1973-1977）：）：计算机指令长为计算机指令长为8位。集成度较高，

8、采用汇编语言位。集成度较高，采用汇编语言 和高级编程语言，并出现了操作系统。和高级编程语言，并出现了操作系统。第三阶段（第三阶段（1978-1981）：）：计算机指令长为计算机指令长为16位。具有丰富的指令系统、多种位。具有丰富的指令系统、多种 数据处理方式。数据处理方式。第四阶段（第四阶段（1981-）：）：90年代出现了由年代出现了由32位微处理器构成的微型机。位微处理器构成的微型机。2001年出年出 现了现了64位微处理器位微处理器(Itanium)。第一章 计算机基础知识1.1 计算机的发展、分类与应用1.1.2 计算机的分类计算机的分类 分类标准：计算机的速度、存储量、同时容纳的用户

9、数以及价格。(1)、巨型计算机、巨型计算机 也称为超级计算机，其占地最大，价格最贵，功能最强，其运算速度最也称为超级计算机，其占地最大，价格最贵，功能最强，其运算速度最 快，每秒万亿次。目前多用于军事、气象预报、科学研究等领域。快，每秒万亿次。目前多用于军事、气象预报、科学研究等领域。银河巨型计算机第一章 计算机基础知识1.1 计算机的发展、分类与应用1.1.2 计算机的分类计算机的分类 (2)、大型计算机、大型计算机 速度低于巨型机，容量稍小于巨型机，价格低于巨型机。能够支持上百个用速度低于巨型机，容量稍小于巨型机，价格低于巨型机。能够支持上百个用 户工作，一般用于处理中度复杂的问题。户工作

10、，一般用于处理中度复杂的问题。IBM大型计算机第一章 计算机基础知识1.1 计算机的发展、分类与应用1.1.2 计算机的分类计算机的分类 (3)、小型计算机、小型计算机 容量小于大型机，价格较便宜，同时容纳容量小于大型机，价格较便宜，同时容纳3060多个用户。随着计算机硬件多个用户。随着计算机硬件 的发展，已有用微型机代替小型机的发展趋势。的发展，已有用微型机代替小型机的发展趋势。小型机第一章 计算机基础知识1.1 计算机的发展、分类与应用1.1.2 计算机的分类计算机的分类 (4)、微型计算机、微型计算机 又称又称“个人计算机个人计算机”（PC），俗称），俗称“电脑电脑”。价格便宜，功能齐全

11、，广泛。价格便宜，功能齐全，广泛应用于应用于 家庭、学校、办公等。家庭、学校、办公等。主要类型有台式的、笔记本式等。目前市场上主要流主要类型有台式的、笔记本式等。目前市场上主要流 流行的是流行的是“双核双核”CPU 的计算机。的计算机。微型机第一章 计算机基础知识1.1 计算机的发展、分类与应用1.1.2 计算机的分类计算机的分类 (5)、工作站、工作站 是一种高档的微型机，介于小型机和微型机之间。是一种高档的微型机，介于小型机和微型机之间。与普通与普通PC机的区别是：配有高分辨率大屏幕、容量很大的内存储器存和外机的区别是：配有高分辨率大屏幕、容量很大的内存储器存和外存存 储器、有较强的信息处

12、理和高性能的图形图像以及联网功能。适用于储器、有较强的信息处理和高性能的图形图像以及联网功能。适用于 CAD/CAM等。等。网络中的网络中的“工作站工作站”泛指联网用户的结点，以区别于网络服务器，常由一般泛指联网用户的结点，以区别于网络服务器，常由一般 的的PC机充当机充当。工作站第一章 计算机基础知识1.1 计算机的发展、分类与应用1.1.3 计算机的特点计算机的特点 (1)、处理速度快、处理速度快 (2)、计算精度高、计算精度高 (3)、具有记忆能力、具有记忆能力 (4)、具有逻辑判断能力、具有逻辑判断能力 (5)、支持人机交互、支持人机交互第一章 计算机基础知识1.1 计算机的发展、分类

13、与应用1.1.5 计算机的发展趋势计算机的发展趋势 (1)、高度集成化、高度集成化 (2)、网络化、网络化 (3)、智能化、智能化 、智能机器人、智能机器人 、专家系统、专家系统 、模式识别、模式识别 、多媒体技术、多媒体技术 、面向对象的程序设计方法、面向对象的程序设计方法第一章 计算机基础知识1.2 数制与数制转换1.2.1 二进制及二进制的运算规则二进制及二进制的运算规则 2、采用二进制的原因、采用二进制的原因 电路简单电路简单 计算机是由逻辑电路组成的，逻辑电路只有两种状态：如开关的接通和断计算机是由逻辑电路组成的，逻辑电路只有两种状态：如开关的接通和断 开、晶体管的饱和与截止、电压的

14、高电平与低电平等开、晶体管的饱和与截止、电压的高电平与低电平等。运算简单运算简单 二进制运算法则简单二进制运算法则简单 工作可靠工作可靠 二进制运算规则简单、状态少，数字的存储、传输和处理不易出错二进制运算规则简单、状态少，数字的存储、传输和处理不易出错 逻辑性强逻辑性强 二进制的二进制的0和和1正好与逻辑代数的正好与逻辑代数的“真真”与与“假假”相匹配相匹配。第一章 计算机基础知识1.2 数制与数制转换1.2.2 八进制与十六进制八进制与十六进制 1、八进制、八进制 八进制有八个数码：八进制有八个数码：0、1、2、3、4、5、6、7；进位基数为；进位基数为8；加法运算；加法运算 为为“逢八进

15、一逢八进一”；减法运算为；减法运算为“借一为八借一为八”。八进制的数按权展开表示法八进制的数按权展开表示法：D=Qn-1.8n-1+Qn-2.8n-2+Q0.80+Q-1.8-1+Q-m.8-m 如：如：(317)8=382181780(207)10第一章 计算机基础知识1.2 数制与数制转换1.2.2 八进制与十六进制八进制与十六进制 2、十六进制、十六进制 十六进制有十六进制有16个数码：个数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F；进位基数为；进位基数为16；加法运算为；加法运算为“逢十六进一逢十六进一”；减法运算为；减法运算为“借一为借一为十十 六六”。其中：

16、其中：A10、B11、C12、D13、E14、F15 十六进制的数按权展开表示法十六进制的数按权展开表示法：D=Qn-1.16n-1+Qn-2.16n-2+Q0.160+Q-1.16-1+Q-m.16-m 如：如：(3C4)16=3162121614160(964)10 第一章 计算机基础知识1.2 数制与数制转换1.2.2 八进制与十六进制八进制与十六进制 各进制数的区别表示：各进制数的区别表示：十进制十进制：在数字后加：在数字后加D或不加字母，或不加字母，512D或或512；二进制二进制：在数字后加：在数字后加B，1011B；八进制八进制：在数字后加：在数字后加Q，126Q；十六进制十六进

17、制：在数字后加：在数字后加H，A804H；第一章 计算机基础知识1.2 数制与数制转换1.2.3 各进制数之间的转换各进制数之间的转换 1、二进制数与十进制数、二进制数与十进制数 的相互转换的相互转换 二进制数转换为十进制数：二进制数转换为十进制数：将二进制数按权展开相加即可。将二进制数按权展开相加即可。二进制的数按权展开的表示法：二进制的数按权展开的表示法：D=Dn-1.2n-1+Dn-2.2n-2+D0.20+D-1.2-1+D-m.2-m 如：如：(1011.01)2=123+022+121+120+02-1+12-2 =8+0+2+1+0.25 =(11.25)10 第一章 计算机基础

18、知识1.2 数制与数制转换1.2.3 各进制数之间的转换各进制数之间的转换 1、二进制数与十进制数、二进制数与十进制数 的相互转换的相互转换 十进制数转换为二进制数：十进制数转换为二进制数：整数的转换整数的转换 将十进制数反复除以将十进制数反复除以2，直至商为，直至商为0，然后把第一次相除得到的余数作为，然后把第一次相除得到的余数作为 最低位最低位K0，最后一次得到的余数作为最高位，最后一次得到的余数作为最高位Kn1，将每次相除所得的余，将每次相除所得的余 数按次序排列起来，数按次序排列起来，Kn-1Kn-2K0，即为所求的二进制数。，即为所求的二进制数。第一章 计算机基础知识1.2 数制与数

19、制转换1.2.3 各进制数之间的转换各进制数之间的转换 1、二进制数与十进制数、二进制数与十进制数 的相互转换的相互转换 十进制数转换为二进制数：十进制数转换为二进制数：整数的转换整数的转换 例：将例：将(121)10转换为二进制数转换为二进制数 2 121 余数为余数为1(K0)60余数为余数为0(K1)2 302 余数为余数为0(K2)15余数为余数为1(K3)2 7余数为余数为1(K4)2 3余数为余数为1(K5)2 1余数为余数为1(K6)20低位低位高位高位(121)10=K6K5K4K3K2K1K0=(1111001)2第一章 计算机基础知识1.2 数制与数制转换1.2.3 各进制

20、数之间的转换各进制数之间的转换 1、二进制数与十进制数、二进制数与十进制数 的相互转换的相互转换 十进制数转换为二进制数：十进制数转换为二进制数：纯小数的转换纯小数的转换 乘二取整法：乘二取整法：将十进制的小数乘以将十进制的小数乘以2，取乘积的整数部分，作为相应二进，取乘积的整数部分，作为相应二进 制小数点后最高位制小数点后最高位K-1，然后反复取小数部分乘以，然后反复取小数部分乘以2取整数部分，得到取整数部分，得到 K-2K-3K-m，直至乘积的小数部分为零或二进制小数点后的位数达到精，直至乘积的小数部分为零或二进制小数点后的位数达到精 度为止，所得的序列度为止，所得的序列0.K-1K-2K

21、-3K-m就是转换后得到的二进制小数。就是转换后得到的二进制小数。第一章 计算机基础知识1.2 数制与数制转换1.2.3 各进制数之间的转换各进制数之间的转换 1、二进制数与十进制数、二进制数与十进制数 的相互转换的相互转换 十进制数转换为二进制数：十进制数转换为二进制数：纯小数的转换纯小数的转换 例：将例：将(0.8125)10转换为二进制数：转换为二进制数：0.812521.6250 整数部分为整数部分为1(K-1)0.625021.2500 整数部分为整数部分为1(K-2)0.25002 0.5000 整数部分为整数部分为0(K-3)0.50002 1.0000 整数部分为整数部分为1(

22、K-4)(0.8125)10=0.K-1K-2K-3K-4=(0.1101)2高位高位低位低位第一章 计算机基础知识1.2 数制与数制转换1.2.3 各进制数之间的转换各进制数之间的转换 1、二进制数与十进制数、二进制数与十进制数 的相互转换的相互转换 十进制数转换为二进制数：十进制数转换为二进制数：纯小数的转换纯小数的转换 例：将例：将(0.5773)10转换为二进制数，保留到小数点后转换为二进制数，保留到小数点后6位：位：0.57732=1.1546 整数部分为整数部分为1(K-1)0.15462=0.3092 整数部分为整数部分为0(K-2)0.30922=0.6184 整数部分为整数部

23、分为0(K-3)0.61842=1.2368 整数部分为整数部分为1(K-4)0.23682=0.4736 整数部分为整数部分为0(K-5)0.47362=0.9472 整数部分为整数部分为0(K-6)(0.5773)10=0.K-1K-2K-3K-4K-5K-6=(0.100100)2高位高位低位低位第一章 计算机基础知识1.2 数制与数制转换1.2.3 各进制数之间的转换各进制数之间的转换 1、二进制数与十进制数、二进制数与十进制数 的相互转换的相互转换 十进制数转换为二进制数：十进制数转换为二进制数：对于既有整数又有小数的十进制数，可将其整数部分和小数部分分别转对于既有整数又有小数的十进

24、制数，可将其整数部分和小数部分分别转 换成二进制数，然后加起来即可。换成二进制数，然后加起来即可。例：将例：将(25.25)10转换为二进制数：转换为二进制数：整数部分：整数部分：(25)10(11001)2 小数部分：小数部分：(0.25)10=(0.01)2 故故:(25.25)10=(11001.01)2第一章 计算机基础知识1.2 数制与数制转换1.2.3 各进制数之间的转换各进制数之间的转换 2、八进制、十六进制和十进制数之间、八进制、十六进制和十进制数之间 的转换的转换 八进制数转换为十进制数：八进制数转换为十进制数：以以8为基数按权展开并相加。为基数按权展开并相加。十进制数转换为

25、八进制数：十进制数转换为八进制数：整数部分除以整数部分除以8取余，小数部分乘以取余，小数部分乘以8取整。取整。例：将例：将(207.321)10转换为八进制数，保留小数后转换为八进制数，保留小数后4位：位：0.3218=2.568 整数部分为整数部分为20.5688=4.544 整数部分为整数部分为40.5448=4.352 整数部分为整数部分为40.3528=2.816 整数部分为整数部分为2高位高位低位低位8207 余数为余数为 7 8 25 余数为余数为 1 8 3 余数为余数为 3 0 低位低位高位高位(207.321)10=(713.2442)8第一章 计算机基础知识1.2 数制与数

26、制转换1.2.3 各进制数之间的转换各进制数之间的转换 2、八进制、十六进制和十进制数之间、八进制、十六进制和十进制数之间 的转换的转换 十六进制数转换为十进制数：十六进制数转换为十进制数：以以16为基数按权展开并相加。为基数按权展开并相加。十进制数转换为十六进制数：十进制数转换为十六进制数：整数部分除以整数部分除以16取余，小数部分乘以取余，小数部分乘以16取整。取整。例：将例：将(207.321)10转换为转换为16进制数，保留小数后进制数，保留小数后4位：位：0.32116=5.136 整数部分为整数部分为50.13616=2.176 整数部分为整数部分为20.17616=2.816 整

27、数部分为整数部分为40.81616=13.056 整数部分为整数部分为13高位高位低位低位(207.321)10=(CF.524D)16低位低位高位高位16 207 余数为余数为15 16 12 余数为余数为12 0 第一章 计算机基础知识1.2 数制与数制转换1.2.3 各进制数之间的转换各进制数之间的转换 3、二进制数与八进制数之间、二进制数与八进制数之间 的转换的转换 二进制数转换为八进制数：二进制数转换为八进制数：“三位并一位三位并一位”将二进制数以小数点为基准，整数部分从右至左，每三位为一组，最左边将二进制数以小数点为基准，整数部分从右至左，每三位为一组，最左边 的数不足三位，在其左

28、侧补的数不足三位，在其左侧补0补足三位；补足三位；小数部分从左至右，每三位为一组，最右边的数不足三位，在其右侧补小数部分从左至右，每三位为一组，最右边的数不足三位，在其右侧补0 补足三位；补足三位；最后按组转换成十进制数，连接起来便是转换得到的八进制数。最后按组转换成十进制数，连接起来便是转换得到的八进制数。例：将例：将(1010111011.0010111)2转换为八进制数：转换为八进制数：1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 .0 0 1 0 1 1 10 0 0 01273134(1010111011.0010111)2=(1273.134)8第一章 计算机基础知识1.2 数制与数制转

29、换1.2.3 各进制数之间的转换各进制数之间的转换 3、二进制数与八进制数之间、二进制数与八进制数之间 的转换的转换 八进制数转换为二进制数八进制数转换为二进制数 “一位拆三位一位拆三位”，即把每一位八进制数都写成对应的二进制数，即把每一位八进制数都写成对应的二进制数(三位三位)，连，连接接 起来就是转换后得到的二进制数。起来就是转换后得到的二进制数。例：将例：将(2635.45)8转换为二进制数：转换为二进制数：2 6 3 5 .4 5010110011101100101(2635.45)8=(10110011101.100101)2第一章 计算机基础知识1.2 数制与数制转换1.2.3 各

30、进制数之间的转换各进制数之间的转换 4、二进制数与十六进制数之间、二进制数与十六进制数之间 的转换的转换 二进制数转换为十六进制数：二进制数转换为十六进制数：“四位并一位四位并一位”即以小数点为基准，整数部分从右至左，每四位为一组，最左边不足四位即以小数点为基准，整数部分从右至左，每四位为一组，最左边不足四位 的添的添0补足四位；小数部分从左至右，每四位为一组，最右边不足四位，后补足四位；小数部分从左至右，每四位为一组，最右边不足四位，后 面添面添0补足四位，然后按组转换成十六进制数，连接起来就是得到的十六补足四位，然后按组转换成十六进制数，连接起来就是得到的十六 进制数。进制数。例：将例：将

31、(10110101011.011101)2转换为十六进制：转换为十六进制：0101 1010 1011 .0111 01005A(11)B(11)74(10110101011.011101)2=(5AB.74)16第一章 计算机基础知识1.2 数制与数制转换1.2.3 各进制数之间的转换各进制数之间的转换 4、二进制数与十六进制数之间、二进制数与十六进制数之间 的转换的转换 十六进制数转换为二进制数：十六进制数转换为二进制数：“一位并拆四位一位并拆四位”把每一位把每一位16进制数都写成相应的四位二进制数，连接起来就是转换得到的进制数都写成相应的四位二进制数，连接起来就是转换得到的 二进制数。二

32、进制数。例：将例：将(5A0B.0C)16转换为二进制数：转换为二进制数：01011010000010110000(5A0B.0C)16=(101101000001011.00001100)2 5 A 0 B .0 C1100第一章 计算机基础知识1.3 信息在计算机内部的表示1.3.1 数值信息在计算机内部的表示数值信息在计算机内部的表示 1、机器数与真值、机器数与真值 计算机内部的数值均用二进制来表示。通常用一个数的最高位作为符号位：计算机内部的数值均用二进制来表示。通常用一个数的最高位作为符号位：0表示正数，表示正数，1表示负数；表示负数；如：如：18=00010010 18=10010

33、010 机器数：在计算机内部使用的、连同符号位一起数字化的数字。机器数：在计算机内部使用的、连同符号位一起数字化的数字。真值：机器数表示的真实值；真值：机器数表示的真实值；如：机器数如：机器数1011010153(十进制十进制)或或0110101；机器数机器数0010101042(十进制十进制)或或0101010 可见，在机器数中，用可见，在机器数中，用0、1取代了真值的正负号。取代了真值的正负号。第一章 计算机基础知识1.3 信息在计算机内部的表示1.3.1 数值信息在计算机内部的表示数值信息在计算机内部的表示 2、有符号数的机器数表示方法、有符号数的机器数表示方法 原码：上述机器数表示方法

34、，即最高位表示正负号、数值用二进制绝对原码：上述机器数表示方法，即最高位表示正负号、数值用二进制绝对 值表示的方法。值表示的方法。数数0的原码表示方法：的原码表示方法：+0原原0000 -0原原1000 原码表示简单、直观，与真值间的转换方便，但加减运算不方便。原码表示简单、直观，与真值间的转换方便，但加减运算不方便。第一章 计算机基础知识1.3 信息在计算机内部的表示1.3.1 数值信息在计算机内部的表示数值信息在计算机内部的表示 2、有符号数的机器数表示方法、有符号数的机器数表示方法 反码：正数表示与原码相同，负数的反码是将其对应的正数各位（连同反码：正数表示与原码相同，负数的反码是将其对

35、应的正数各位（连同 符号位）取反得到的，或将其原码除符号位外，各位取反得到的。符号位）取反得到的，或将其原码除符号位外，各位取反得到的。如：如：+3反反00000011 (8位位)-3反反11111100 (8位位)数数0的反码表示方法：的反码表示方法：+0反反0000 -0反反1111 将反码还原为真值的方法：将反码还原为真值的方法：反码反码原码原码真值真值 即当反码的最高位为即当反码的最高位为0时，其后的二进制数值即为真值，且为正；时，其后的二进制数值即为真值，且为正；最高位为最高位为1时，则为负数，其后的二进制数按位取反才为真值。时，则为负数，其后的二进制数按位取反才为真值。第一章 计算

36、机基础知识1.3 信息在计算机内部的表示1.3.1 数值信息在计算机内部的表示数值信息在计算机内部的表示 2、有符号数的机器数表示方法、有符号数的机器数表示方法 补码：正数的补码与原码相同，负数的补码是将其对应的正数各位（连补码：正数的补码与原码相同，负数的补码是将其对应的正数各位（连 同符号位）取反加同符号位）取反加1（最低位加（最低位加1）得到的，或将其原码除符号位外，各位）得到的，或将其原码除符号位外，各位 取反加取反加1得到的。得到的。如：如：+3补补00000011 (8位位)-3补补11111101 (8位位)数数0的补码只有一种：的补码只有一种：+0补补0000 将补码还原为真值

37、的方法：将补码还原为真值的方法：补码补码原码原码真值真值 即当补码的最高位为即当补码的最高位为0时，其后的二进制数值即为真值，且为正；时，其后的二进制数值即为真值，且为正；最高位为最高位为1时，将其各位取反后再加时，将其各位取反后再加1，所得结果才为真值，且为负。，所得结果才为真值，且为负。第一章 计算机基础知识1.3 信息在计算机内部的表示1.3.1 数值信息在计算机内部的表示数值信息在计算机内部的表示 综上所述：综上所述：原码、补码、反码的最高位都是表示正负号的；符号位为原码、补码、反码的最高位都是表示正负号的；符号位为0表示正数，其余表示正数，其余 位为真值；符号位为位为真值；符号位为1

38、时表示为负数，其余位除原码外不再是真值（反码需时表示为负数，其余位除原码外不再是真值（反码需 要按位取反，补码需要按位取反后加要按位取反，补码需要按位取反后加1才是真值）。才是真值）。二进制位数相同的原码、反码、补码所表示的数值范围不同：二进制位数相同的原码、反码、补码所表示的数值范围不同：原码：原码：127127 反码：反码：127127 补码：补码：128127第一章 计算机基础知识1.3 信息在计算机内部的表示1.3.2 字符和文字在计算机内部的表示字符和文字在计算机内部的表示 1、西文信息西文信息 西文是由西文是由拉丁字母拉丁字母、阿拉伯数字阿拉伯数字、标点符号标点符号以及一些特殊符号

39、组成的，统称以及一些特殊符号组成的，统称 为为字符字符(Character)。所有字符的集合叫做字符集；字符集中的每一个字符都一个代码（字符的二所有字符的集合叫做字符集；字符集中的每一个字符都一个代码（字符的二 进制表示）；目前使用最广泛的西文字符集机器编码是进制表示）；目前使用最广泛的西文字符集机器编码是ASCII码（美国标准信息交码（美国标准信息交 换码换码)。ASCII码中每个字符都由码中每个字符都由7位二进制表示，从位二进制表示，从0000000到到1111111，共有，共有128种种 编码，表示编码，表示128个不同的符号；其中：个不同的符号；其中：10个数字，个数字，26个小写字母

40、，个小写字母，26个大写字个大写字 母、算术运算符号、标点符号、商业符号等。母、算术运算符号、标点符号、商业符号等。第一章 计算机基础知识1.3 信息在计算机内部的表示1.3.2 字符和文字在计算机内部的表示字符和文字在计算机内部的表示 2、中文信息、中文信息 中文的基本组成单位为汉字，目前总数已超过中文的基本组成单位为汉字，目前总数已超过6万多。万多。1981年我国颁布年我国颁布信息交换用汉字编码字符集信息交换用汉字编码字符集.基本集基本集(GB2312-80)。包含包含6763个常用汉字和个常用汉字和682个非汉字字符。个非汉字字符。在计算机内部，每个汉字占在计算机内部，每个汉字占2个字节

41、（西文字符占用个字节（西文字符占用1个字节）。目前较为个字节）。目前较为 流行的流行的UNICODE字符集中，中文字符和西文字符均占用字符集中，中文字符和西文字符均占用2个字节。个字节。汉字输入法：全拼、简拼、双拼等。汉字输入法：全拼、简拼、双拼等。第一章 计算机基础知识1.3 信息在计算机内部的表示1.3.3 音频和视频信息在计算机内的表示音频和视频信息在计算机内的表示 音频或视频信息进入计算机前都转化为二进制的数字。音频或视频信息进入计算机前都转化为二进制的数字。由计算机输出的音频或视频信息，也先将二进制的数字转化为音频或视频由计算机输出的音频或视频信息，也先将二进制的数字转化为音频或视频

42、模模 拟信息，再传送给声像设备进行播放。拟信息，再传送给声像设备进行播放。计算机计算机内的音频或视频信息转化工作主要由声卡和显卡完成。内的音频或视频信息转化工作主要由声卡和显卡完成。第一章 计算机基础知识1.4 计算机系统概述1.4.1 计算机系统的概念计算机系统的概念 计算机系统计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统构成的。由计算机硬件系统和软件系统构成的。硬件系统：构成计算机的物理装置，是计算机运行的物质基础。硬件系统：构成计算机的物理装置，是计算机运行的物质基础。软件系统：由程序和程序运行所需要的数据以及与程序相关的文档组成。软件系统：由程序和程序运行所需要的数据以及与程序相关的文档组成

43、。第一章 计算机基础知识1.4 计算机系统概述1.4.2 计算机硬件系统的基本组成计算机硬件系统的基本组成 计算机系统硬件系统由计算机系统硬件系统由运算器运算器、控制器控制器、存储器存储器、输入设备输入设备和和输出设备输出设备组成。组成。1、运算器运算器：是计算机以来进行数据运算的部件。：是计算机以来进行数据运算的部件。2、控制器控制器：是计算机的指挥系统。：是计算机的指挥系统。运算器运算器、控制器控制器合起来成为中央处理器（合起来成为中央处理器（CPU）。计算机的性能主要取决）。计算机的性能主要取决于于 CPU，主要功能是取出指令，解释指令和执行指令，还具有进行算术和逻，主要功能是取出指令，

44、解释指令和执行指令，还具有进行算术和逻辑辑 运算的功能。运算的功能。第一章 计算机基础知识1.4 计算机系统概述1.4.2 计算机硬件系统的基本组成计算机硬件系统的基本组成 3、存储器存储器：是计算机中具有记忆能力的部件，用来存放程序代码或数据。分：是计算机中具有记忆能力的部件，用来存放程序代码或数据。分 为内存储器、外存储器。为内存储器、外存储器。(1)内存储器：简称内存。分为随机存储器、只读存储器、高速缓冲存储内存储器：简称内存。分为随机存储器、只读存储器、高速缓冲存储 器。器。随机存储器随机存储器(RAM)又称主存：又称主存：是由插在主板上的若干内存条组成；其是由插在主板上的若干内存条组

45、成；其 信息是由电能来维持，断电后其信息就不存在。信息是由电能来维持，断电后其信息就不存在。只读存储器只读存储器(ROM)又称又称BIOS：用来存放在无电源的情况下仍保持不用来存放在无电源的情况下仍保持不变变 的数据。提供了的数据。提供了微机系统的加电自检微机系统的加电自检、功能模块的初始化功能模块的初始化、系统的基系统的基 本输入本输入/输出的驱动程序输出的驱动程序（显示驱动、硬盘驱动、键盘驱动以及通信接（显示驱动、硬盘驱动、键盘驱动以及通信接 口的驱动等）。口的驱动等）。第一章 计算机基础知识1.4 计算机系统概述1.4.2 计算机硬件系统的基本组成计算机硬件系统的基本组成 （3）高速缓冲

46、存储器高速缓冲存储器(Cache)：用来匹配用来匹配CPU的运算和主存的读写速度的；存放的是的运算和主存的读写速度的；存放的是CPU在最近时期使在最近时期使 用的内容，用的内容，CPU所需内容大部分从高速缓冲存储器中读取。所需内容大部分从高速缓冲存储器中读取。内部内部Cache(L1Cache)：集中在集中在CPU内，容量较小，称为一级内，容量较小，称为一级Cache。外部外部Cache(L2Cache)：一般在主板上，也有和：一般在主板上，也有和CPU封装在一起的，容封装在一起的，容 量较大，称为二级量较大，称为二级Cache。第一章 计算机基础知识1.4 计算机系统概述1.4.2 计算机硬

47、件系统的基本组成计算机硬件系统的基本组成 3、存储器存储器：(2)外存储器：简称外存。作为存储数据的一种辅助设备。如计算机硬盘外存储器：简称外存。作为存储数据的一种辅助设备。如计算机硬盘 、磁盘、光盘或、磁盘、光盘或U盘等。盘等。第一章 计算机基础知识1.4 计算机系统概述1.4.2 计算机硬件系统的基本组成计算机硬件系统的基本组成 4、输入设备输入设备：用来向计算机输入信息的部件。如计算机键盘：用来向计算机输入信息的部件。如计算机键盘、鼠标、扫描、鼠标、扫描 仪、磁带机等。仪、磁带机等。第一章 计算机基础知识1.4 计算机系统概述1.4.2 计算机硬件系统的基本组成计算机硬件系统的基本组成

48、5、输出设备输出设备：用来从计算机输出结果的部件。如：计算机显示器：用来从计算机输出结果的部件。如：计算机显示器、打印机、打印机、绘图仪等。绘图仪等。第一章 计算机基础知识1.4 计算机系统概述1.4.2 计算机硬件系统的基本组成计算机硬件系统的基本组成 6、其他设备其他设备：主板：主板(MainBoard)连结着主机箱内的其他硬件，是其他硬件连结着主机箱内的其他硬件，是其他硬件 的载体。的载体。CPU、内存、硬盘、光盘驱动器、显示卡等都插接在主板上。、内存、硬盘、光盘驱动器、显示卡等都插接在主板上。根据根据CPU的不同，分为的不同，分为INTEL类型和类型和AMD类型；类型；CPU插口插口内

49、存条插口内存条插口显卡插口显卡插口网卡插口网卡插口硬盘插口硬盘插口第一章 计算机基础知识1.4 计算机系统概述1.4.2 计算机硬件系统的基本组成计算机硬件系统的基本组成 6、其他设备其他设备：主板的：主板的I/O接口接口 是是CPU与外部设备之间实现信息交换的电路，用来解决主机和外部设备与外部设备之间实现信息交换的电路，用来解决主机和外部设备 之间的速度、信息格式和时序等方面不匹配的之间的速度、信息格式和时序等方面不匹配的 矛盾。矛盾。硬盘驱动器接口电路板：目前使用硬盘驱动器接口电路板：目前使用EIDE、SCSI、SATA等接口板。等接口板。软盘驱动器接口电路板：软驱目前基本已淘汰。软盘驱动

50、器接口电路板：软驱目前基本已淘汰。显示卡：显示卡：并行打印机接口电路板：并行打印机接口电路板：异步通信适配器接口：可接鼠标、绘图仪等设备。异步通信适配器接口：可接鼠标、绘图仪等设备。第一章 计算机基础知识1.4 计算机系统概述1.4.3 计算机软件系统计算机软件系统 1、系统软件系统软件：是管理、监控和维护计算机各种资源使其充分发挥作用、提高工：是管理、监控和维护计算机各种资源使其充分发挥作用、提高工 作效率及方便用户的各种程序的集合。作效率及方便用户的各种程序的集合。包括：包括：操作系统操作系统、程序设计语言及解释程序和编译程序程序设计语言及解释程序和编译程序、机器的监控管机器的监控管 理程

51、序、调试程序、故障检查和诊断程序理程序、调试程序、故障检查和诊断程序、数据库系统数据库系统等。等。操作系统包括：操作系统包括：（1）MS-DOS：在：在Windows95之前使用的，文本界面，单用户单任之前使用的，文本界面，单用户单任 务；务；（2）Windows：MS-DOS之后出现的图形操作系统，单用户多任之后出现的图形操作系统，单用户多任 务；硬件具有务；硬件具有“即插即用即插即用”功能。功能。（3）UNIX：多用于服务器的一种商业软件，多用户多任务；：多用于服务器的一种商业软件，多用户多任务；（4）Linux：类似于：类似于Unix的操作系统，开放源码，多用于服务器。的操作系统，开放源

52、码，多用于服务器。（5）其他类：）其他类：IBM、HP、APPLE、SOLARISE等。适用于专用的服等。适用于专用的服 务器，类似于务器，类似于Unix。第一章 计算机基础知识1.4 计算机系统概述1.4.3 计算机软件系统计算机软件系统 2、应用软件应用软件：是为解决用户实际问题而设计、开发的软件。：是为解决用户实际问题而设计、开发的软件。分为：分为：科学计算软件科学计算软件、数据处理软件数据处理软件、过程控制软件、过程控制软件、辅助设计软件辅助设计软件。第一章 计算机基础知识1.5 计算机基本工作原理1.5.1 计算机工作过程计算机工作过程 1、1946年冯年冯.诺依曼提出计算机组成和工

53、作的设计思想：诺依曼提出计算机组成和工作的设计思想：计算机应包括：计算机应包括：运算器、控制器、存储器、输入、输出设备运算器、控制器、存储器、输入、输出设备；计算机内部采用二进制来表示指令和数据；每条指令具有一个操作码和计算机内部采用二进制来表示指令和数据；每条指令具有一个操作码和 一个地址码，操作码表明运算性质，地址码指出操作数在存储器中的位一个地址码，操作码表明运算性质，地址码指出操作数在存储器中的位 置。置。将编好的程序和原始数据送入存储器中，启动机器工作，在不需要干预将编好的程序和原始数据送入存储器中，启动机器工作，在不需要干预 的情况下自动逐条取出指令，自动执行。的情况下自动逐条取出

54、指令，自动执行。原始数据输入设备运算器存储器控制器输出设备输出结果第一章 计算机基础知识1.6 计算机常用基本常识1.6.1 存储容量单位存储容量单位 1、比特、比特(Bit)：又称：又称“位位”，是计算机最小的数据单位，是计算机最小的数据单位,二进制数的一位所包含二进制数的一位所包含的的 信息就是信息就是1比特比特,如二进制数如二进制数0101就是就是4比特比特.。2、字节（、字节（Byte)：计算机中用来表示存储空间大小的最基本的容量单位；，用：计算机中用来表示存储空间大小的最基本的容量单位；，用 字母字母“B”表示，为表示，为8位二进制位。位二进制位。3、千字节、千字节(KB)：1024

55、个字节（个字节（Byte)；4、兆字节、兆字节(MB)：1024个千字节个千字节(KB)；5、吉字节、吉字节(GB)：1024个兆字节个兆字节(MB)；转换关系：转换关系：1字节字节(B)=8比特比特(Bit)1KB=210B=1024B 1MB=220B=210KB=1024KB 1GB=230B=210MB=1024MB 1TB=240B=210GB=1024GB第一章 计算机基础知识1.6 计算机常用基本常识1.6.2 计算机的使用和维护计算机的使用和维护 1、计算机的启动、计算机的启动 冷启动：在计算机没有加电的情况下的启动。冷启动：在计算机没有加电的情况下的启动。接好电源；接好电源；

56、打开显示器以及其他的外围设备；打开显示器以及其他的外围设备；接通计算机电源；接通计算机电源；热启动：计算机在加电的情况下的启动。热启动：计算机在加电的情况下的启动。常用于计算机异常死机；常用于计算机异常死机；操作方法：同时按住操作方法：同时按住、键，计算机会提示键，计算机会提示“是是 否要重启计算机否要重启计算机”。复位启动：复位启动：在计算机加电的情况下，按一下计算机的在计算机加电的情况下，按一下计算机的“复位按钮复位按钮”（RESET）。）。第一章 计算机基础知识1.6 计算机常用基本常识1.6.2 计算机的使用和维护计算机的使用和维护 2、计算机的维护、计算机的维护 开机要先开外围设备，

57、再开主机；关机时，要先关主机，再关外围设开机要先开外围设备，再开主机；关机时，要先关主机，再关外围设 备。备。主机运行时不要乱插拔硬件设备；主机运行时不要乱插拔硬件设备；不要频繁开机和关机或启动机器。不要频繁开机和关机或启动机器。第一章 计算机基础知识1.6 计算机常用基本常识1.6.2 计算机的使用和维护计算机的使用和维护 3、键盘的使用、键盘的使用第一章 计算机基础知识1.6 计算机常用基本常识1.6.2 计算机的使用和维护计算机的使用和维护 3、键盘的使用、键盘的使用 正确的输入姿势：正确的输入姿势：上身端正、两脚平放、上肩下垂、双肩放松；上身端正、两脚平放、上肩下垂、双肩放松；身体与桌

58、面距离一拳为佳；身体与桌面距离一拳为佳；全身重量要放在椅子上，座椅高低应以手臂与键盘桌面平行为度；全身重量要放在椅子上，座椅高低应以手臂与键盘桌面平行为度；身体保持正直，手腕不要压在键盘上；身体保持正直，手腕不要压在键盘上；双手击键，尽量不要双手击键；双手击键，尽量不要双手击键；第一章 计算机基础知识1.6 计算机常用基本常识1.6.2 计算机的使用和维护计算机的使用和维护 3、键盘的使用、键盘的使用第一章 计算机基础知识1.6 计算机常用基本常识1.6.2 计算机的使用和维护计算机的使用和维护 4、计算机病毒的防护、计算机病毒的防护 1、计算机病毒：具有破坏计算机功能或损坏数据、影响计算机使

59、用、并能、计算机病毒：具有破坏计算机功能或损坏数据、影响计算机使用、并能 自我复制的一组计算机指令或程序代码。自我复制的一组计算机指令或程序代码。2、计算机病毒的识别：、计算机病毒的识别：计算机运行时出现异常情况，如频繁死机、运行速度变慢等；计算机运行时出现异常情况，如频繁死机、运行速度变慢等；计算机运行时出现异常进程；计算机运行时出现异常进程；保存在计算机上的某些帐号不能使用；保存在计算机上的某些帐号不能使用；3、计算机病毒的防护：、计算机病毒的防护：尽量不登录个人网站；尽量不登录个人网站；不使用盗版光盘；不使用盗版光盘；安装杀毒软件并及时更新；安装杀毒软件并及时更新；第一章 计算机基础知识

60、1.2 数制与数制转换1.2.1 二进制及二进制的运算规则二进制及二进制的运算规则 1、二进制、二进制 十进制：十进制：任何一个任何一个n位整数和位整数和m位小数均可表示为位小数均可表示为:D=Dn-1.10n-1+Dn-2.10n-2+D0.100+D-1.10-1+D-m.10-m 如：如：123.325=1102+2101+3100+310-1+210-2+510-3 其中：其中：10为十进制的进位基数，为十进制的进位基数，10i 称为称为i位的权。位的权。十进制有十进制有10个数码：个数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9；加法运算加法运算“逢十进一逢十进一”，减法运算，减法运算“借一当十借一当十”。二进制：二进制：有两个数码：有两个数码：0、1，进位基数为，进位基数为2，加法运算，加法运算“逢二进一逢二进一”，减法，减法运运 算算“借一为二借一为二”。二进制的数按权展开的表示法：二进制的数按权展开的表示法：D=Dn-1.2n-1+Dn-2.2n-2+D0.20+D-1.2-1+D-m.2-m