江蘇省對口單招計算機原理教案課件

1、上篇 計算機原理第一章 計算機的發(fā)展第一節(jié) 計算機的發(fā)展概述本節(jié)要求l 了解計算機的發(fā)展與應用領域知識精講一、 產(chǎn)生計算機又稱電腦，則一種能夠自動、高速、精確地完成各種信息存儲、數(shù)據(jù)處理、數(shù)值計算、過程控制和數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娮釉O備。通常，它是以電子元器件為基本器件、以數(shù)字形式進行數(shù)據(jù)加工的設備，人們又稱它為電子計算機（Digital Electronic Computer）。計算機得以飛速發(fā)展的根本動力是計算機的廣泛應用，在應用需求的強力推動下，計算機制造技術的進步呈加速發(fā)展的趨勢，體積變小、速度更快、容量加大、功能更增、成本降低，其發(fā)展速度之快，大大超出人們的預料。世界上第一臺數(shù)字計算機是194

2、6年在美國賓夕法尼亞大學誕生的，并取名為埃尼阿克（ENIAC,Electronic Numerical Integrator And Calculator）。它共用了18800個真空電子管及1500多個繼電器，有30個操作臺，占地面積170平方米，重量達30多噸，耗電量為150kw/時，加法運算速度每秒5000次，內(nèi)存僅有20個寄存器，不能存放程序，僅靠插板編制程序。而當今廣泛使用的Pentium處理器在一個小小的集成電路上集成了300多萬個晶體管，面積不到5cm5cm，時鐘頻率已遠遠超過100MHz,總功耗小于15W。二、 特點與其它電子設備或工具相比，計算機具有如下特點：1運行速度快、處理

3、能力強2大容量存儲和高速存取能力3運算精度高4具有邏輯判斷能力5存儲程序和自動執(zhí)行能力6具有數(shù)據(jù)傳輸和通信能力三、 分類1按信息分類 （）數(shù)字計算機：以“0”或“1”數(shù)字代碼的數(shù)據(jù)形式來表示要處理的信息。 （）模擬計算機：對模擬變量進行操作的計算機，要處理的信息是以模擬量來表示的，如電壓量或電流量。一般用于模擬數(shù)據(jù)的處理。 （）混合計算機：利用模擬表示和數(shù)字表示這兩種表示方式進行數(shù)據(jù)處理的電子計算機，既能處理數(shù)字量又能處理模擬量，并具有二者之間相互轉換的能力。常用于煉鋼、化工、模擬飛行等方面。按用途分 （）通用計算機：為了解決多方面的問題而設計的計算機。 （）專用計算機：為了處理某些特殊問題而

4、設計的計算機。按規(guī)?；蛐阅芊?巨型、大型、中型、中小型、小型、微型按元器件分 電子管（19461958）、晶體管（19591964）、集成電路(19651971)、大規(guī)模(LSI)或超大規(guī)模集成(VLSI)電路(1971)四、應用1 科學計算2 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理的對象不是數(shù)值數(shù)據(jù)而是各種業(yè)務數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容主要不是數(shù)值運算，而是數(shù)據(jù)檢索、分類、統(tǒng)計等工作。3 過程控制4 計算機輔助設計與制造5 辦公自動化6 信息管理和決策(MIS及DSS)7 人工智能(AI)主要是利用計算機來模擬人的思維活動，進行邏輯判斷，完成一部分人類智能擔任的工作。四、 計算機的發(fā)展趨勢巨型化、微型化、網(wǎng)絡化、多媒體

5、化、智能化六、計算機中常用的基本術語硬件：組成一臺計算機的所有實際的物理裝置的總稱。軟件：程序、數(shù)據(jù)和有關的文檔資料。程序和程序設計 程序是指按某種順序排列的使計算機能完成某種任務的指令集合。 程序設計是指設計、書寫及檢查、調試程序的過程。指令：規(guī)定計算類型及操作數(shù)地址的一些字符，是指揮計算機進行基本操作的命令。 指令包括操作碼（指明操作的性質）和操作數(shù)（完成操作所需要的數(shù)）兩部分。 指令系統(tǒng)：計算機所能執(zhí)行的全部指令的集合。 指令可分為數(shù)據(jù)傳送指令、數(shù)據(jù)運算指令、程序控制指令轉移指令、系統(tǒng)控制指令位、字節(jié) 位：計算機中最小的數(shù)據(jù)單位是一個二進制位，簡稱位， 一個二進制位可表示兩種狀態(tài)，位越多

6、，所表示的狀態(tài)就越多。 字節(jié)：衡量計算機所容納信息量多少的基本單位，用來表示存儲空間大小。 BitByteKBMBGBTB 字位字節(jié)千字節(jié)兆字節(jié)千兆字節(jié)兆兆字節(jié)1bit8bits1024B1024KB1024MB1024GB6字、字長 字：存儲、處理數(shù)據(jù)的一個運算單位。 字長：每個字所含的二進制個數(shù)或字節(jié)的數(shù)量，即CPU能同時處理的數(shù)據(jù)寬度；字長是在設計機器時規(guī)定的，字長越長，在相同時間內(nèi)能傳送更多的信息；字長越長，計算機有更大的尋址空間；字長越長，計算機系統(tǒng)支持的指令數(shù)量地越多，功能也就越強。7運算速度：每秒鐘能執(zhí)行定點加法指令的條數(shù)稱為計算機的平均運算速度。 以單字長定點加法指令的平均執(zhí)行

7、時間來計算，單位是MIPS（每秒鐘能執(zhí)行定點加法運算的次數(shù)）； 以單字長浮點加法指令和平均執(zhí)行速度來衡量，單位是MFLOPS。8存取時間、存取周期 存取時間：從存儲器中讀出一個數(shù)據(jù)或將一個數(shù)據(jù)寫入存儲器的時間； 存取周期：連續(xù)兩次讀或寫數(shù)據(jù)所需的最短時間；存取時間和存取周期越短則存取速度越快。復習鞏固一、填空題 1計算機的特點有 、 、運算精度高、 和具有數(shù)據(jù)傳輸出能力等。2計算機按用途可分為 和 計算機。3第二代計算機被稱為是晶體管計算機，主要是因為采用晶體管作為 ，此時也已開始使用操作系統(tǒng)。4計算機中的LSI是指 、VLSI是指 。5MIS的中文含義是 、AI是指 。6未來計算機的發(fā)展趨勢

8、有 、 、 、 和智能化。7程序是按按某種順序排列的能使計算機完成某種任務的 。8程序設計是 、 及檢查、調試程序的過程。9計算機中的所講的指令是由 和 兩部分組成的。前者指明指令操作的性質，后者說明指令中所需要操作數(shù)。10從存儲器中讀出一個數(shù)據(jù)或將一個數(shù)據(jù)寫入存儲器的時間為 ，連續(xù)兩次讀或寫數(shù)據(jù)所需的最短時間稱為 。二、選擇題1一個字節(jié)由相鄰的 個二進制位組成。A)3 B)4 C)8 D)1621MB= 。A)1000BB)1024BC)1000BD)1024KB3在計算機內(nèi)部，數(shù)據(jù)是以 形式加工處理和傳送的。A)十進制碼B)十六進制碼C)八進制碼D)二進制碼三、判斷題1指令就是計算機能夠直

9、接執(zhí)行的命令。2程序設計就是指編寫源程序。3計算機中最小的數(shù)據(jù)單位是二進制位。4計算機中最小的編址單位是字節(jié)。58個二進制位可以表示128種不同的狀態(tài)。61GB約等于103MB，約等于106KB。7計算機系統(tǒng)支持的指令越多則計算機的功能就強。8字長越長，則計算機的存取速率就越快。9計算機的運算速度可以用MFLOPS來衡量。第二節(jié) 數(shù)制及數(shù)制的轉換本節(jié)要求l 掌握各種數(shù)制及其轉換方法知識精講計算機處理各種信息時，首先需要將信息表示成為具體的數(shù)據(jù)形式，選擇什么樣的數(shù)制表示數(shù)，對機器的結構、性能和效率有很大的影響。二進制是計算機中數(shù)制的基礎。二進制形式是指每位數(shù)碼只取二個值，要么是“0”要么是“1”

10、，超過1則要向上進位。計算機中采用二進制是因為二進制簡單，僅有兩個數(shù)字符號。一、數(shù)制及常用數(shù)制：基數(shù)：我們稱某進制數(shù)所使用的數(shù)字符號的個數(shù)為基數(shù)。常用的數(shù)制：十進制數(shù)、二進制數(shù)、八進制數(shù)、十六進制數(shù)；十進制數(shù)的基數(shù)為10,即逢十進一，常用符號D表示；二進制數(shù)的基數(shù)為2，即逢二進一，常用符號B表示；八進制數(shù)的基數(shù)為8, 即逢八進一，常用符號O表示；十六進制數(shù)的基數(shù)為16, 即逢十六進一，常用符號H表示；一個任意的十進制數(shù)可表示為：an an-1a2 a1 a0b1bbm-1bm即an10n+an-110n-1+a2102+a1101+a0100+b110-1bm-110-m-1+bm10-m其中

11、，aibj是之間的任何一個數(shù), a0an 每一位上所對就的權值則是10i一個任意的二進制數(shù)可表示為：anan-1a2a1a0.b0b1bbm-1bm含義：an2n+an-12n-1+a222+a121+a020+b12-1+b2-2+bm-12-(m-1)+bm2-m其中，aibj是之間的任何一個數(shù), a0an 每一位上所對就的權值則是2i二、數(shù)制之間的轉換：在計算機內(nèi)部，一切信息（包括數(shù)值、字符、指令等）的存取、處理和傳送都是采用二進制的形式。二進制在計算機中是以器件的物理狀態(tài)來表示的，這些器件具有兩種不同的穩(wěn)定狀態(tài)且能相互轉換，既簡單又可靠，但書寫較復雜，因此，通常又用八進制或十六進制來表

12、示。表常用數(shù)制的表示及前16個自然數(shù)十進制數(shù)二進制數(shù)八進制數(shù)十六進制數(shù)基數(shù)102816標志符DBOH000011112102231133410044510155611066711177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F16100002010 十進制數(shù)與二進制數(shù)之間的轉換（）十進制數(shù)轉換成二進制數(shù)整數(shù)部分采用除取余的方法，將每次除以2所得的余數(shù)按先低后高的順序排出來就是這個十進制數(shù)對應的二進制數(shù)的整數(shù)部分，直到商為。小數(shù)部分采用乘取整的方法，將每次乘以所得的整數(shù)部分取出來，從左到右排列即得該

13、十進制數(shù)所對應的二進制數(shù)的小數(shù)部分，直到余下的小數(shù)部分為或滿足所需求的精度為止。例123.6875D=?B整數(shù)：123D1111011B | 1 2| | | | | | 小數(shù)部分： 所以：以此類推，十進制數(shù)與八進制數(shù)或十六制數(shù)的轉換整數(shù)部分可以采用“除基取余”小數(shù)部分采用“乘基取整”的方法進行。（）二進制數(shù)轉換成十進制數(shù)用二進制數(shù)制的通用形式表示出來后進行相加即可。1101.101B？D 1101.101B123+122+021+120+12-1+02-2+12-3 =8+4+0+1+0.5+0+0.125 =13.625D二進制數(shù)與八進制數(shù)之間的轉換（） 二進制、八進制、十六進制之間的關系

14、我們知道，在計算機內(nèi)部，所有的信息都是以二進制的形式存儲、處理和傳送，但用戶在書寫時可以用八進制或十六進制表示，由于8和16都是2的整數(shù)次冪，即823，1624 ，利用這點我們可以在三者之間進行轉換是非常方便的。一位八進制數(shù)正好相當于三位二進制數(shù)，一位十六進制數(shù)正好等于四位二進制數(shù)，所以要想把一個二進制轉換成八進制或十六進制數(shù)，只要從小數(shù)點開始向前，每三位一組構成一位八進制數(shù)或每四位一組構成一位十六進制數(shù)，不夠三位或四位時在最左邊補0；從小數(shù)點向后，每三位一組構成一位八進制數(shù)或每四位一組構成一位十六進制數(shù)，不夠三位或四位時，在最右邊補0，這樣便可以得到相應的八進制數(shù)或十六進制數(shù)。（） 二進制數(shù)

15、轉換成八進制數(shù)從小數(shù)點開始向前，每三位一組構成一位八進制數(shù)，不夠三位時，在最左邊補。從小數(shù)點開始向后，每三位一組構成一位八進制數(shù)，不夠三位時，在最右邊補。例、 ？ （） （） （） 二進制數(shù)轉換成十六進制從小數(shù)點開始向前，每四位一組構成一位十六進制數(shù)，不夠四位時，在最左邊補。從小數(shù)點開始向后，每四位一組構成一位十六進制數(shù)，不夠四位時，在最右邊補。例、 ？ （） （） 八進制數(shù)轉換成二進制將一位八進制數(shù)用相應的三位二進制數(shù)表示。例、O？ （） 十六進制數(shù)轉換成二進制同上，將一位十六進制數(shù)用相應的四位二進制數(shù)表示。二進制數(shù)、八進制數(shù)、十六進制數(shù)之間的轉換可借助于三者之間的關系進行，同樣，二進制數(shù)、

16、八進制數(shù)、十六進制數(shù)用位權法表示后求和，可以很方便地轉換成十進制數(shù)。在數(shù)制轉換中，記住基數(shù)為的一些基本乘冪值是十分有益的。表 基數(shù)為的乘冪值次方01112基數(shù)為的值8163264128256512102420484096思考：十六進制數(shù)與八進制之間如何轉換呢？例題分析 1十六進行制數(shù)轉化為二進制數(shù)為 【解題指導】 【答案】復習鞏固一、填空題1計算機處理各種信息時所用的是 數(shù)。2八進制數(shù)一般可用的數(shù)字包括 ，且最后用字符 來標識。3將一個十進制整數(shù)轉換為二進制數(shù)，采用 的方法，將所有的余數(shù)按照先后順序組合的一起即可，而將一個純小數(shù)轉換為二進制數(shù)則可采用 的方法，然后將所有的整數(shù)按照一定順序組合在

17、一起。4八進制數(shù)37.4O轉換成二進制數(shù)為 。5十六進制數(shù)A157E.B8H轉換為八進制數(shù)為 。60.4165B轉換為十進制數(shù)是 。7兩個無符號整數(shù)10100B和100B，兩者算術相加的結果為 ，算術相減的結果為 。 8用b7b6b5b4b3b2b1b0表示為一字節(jié)，其最低位是 其對應位的權值為 ，最高位是 ，其對應位的權值是 。 8 N為m位二進制無符號數(shù)，其數(shù)值表示范圍為_N_。二、選擇題1十進制數(shù)14對應的二進制數(shù)是_。A)1111B)1110C)1100D)10102與二進制小數(shù)01等值的十六進制小數(shù)為_。A)0.1B)02C)04D)083二進制數(shù)1011+1001_。A)10l00

18、B)1010lC)11010D)100104(1110)2(1011)2。A)11010010B)10111011C)10110110D)100110105邏輯運算1001V1011=_。A)1001B)1011C)1101D)11006十六進制數(shù)(AB)16變換為等值的八進制數(shù)是_。A)253B)35lC)243D)1017十六進制數(shù)(AB)16變換為等值的二進制數(shù)是_。A)10101011B)11011011C)11000111D)101010118十六進制數(shù)(AB)16變換為等值的十進制數(shù)是_。A)17B)161C)21D)1719十進制數(shù)21變換為等值的八進制數(shù)是_。A)(21)8B)

19、(23)8C)(25)8D)(27)810十進制數(shù)123變換為等值的二進制數(shù)是_。A)110101B)110110C)111011D)11001111下列邏輯運算中結果正確的是 。A)10=1B)01=1C)10=0D)11=112下列十進制數(shù)與二進制數(shù)轉換結果正確的是 。A)(8)10=(110)2B)(4)10=(1000)2C)(10)10=(1100)2D)(9)10=(1001)213十進制數(shù)0.375轉換成二進制數(shù)是 。A)(0.111)2B) (0.010)2C) (0.011)2D) (0.101)214下列數(shù)中最大的數(shù)是 。A)(227)8B)（1FF）16C)（101000

20、01）2D)(1789)1016十進制數(shù)87轉換成二進制數(shù)是 。A)（1010111）2B)（1101010）2C)（1110011）2)D、（1010110）219(79)十進制數(shù)1385轉換成十六進制數(shù)為 。A)568B)569C)D85D)D5520下列邏輯運算中結果正確的是 。A)10=1B)01=1C)10=0D)11=121下列十進制數(shù)與二進制數(shù)轉換結果正確的是 。A)(8)10=(110)2B)(4)10=(1000)2C)(10)10=(1100)2 D)(9)10=(1001)222將十進制數(shù)25轉換成對應的二進制數(shù),正確的結果是 。A)11001B)11010C)11011

21、 D)11110 23將二進制數(shù)111B轉換成對應的十進制數(shù),正確的結果是 。A)5 B)4 C)7D)6 24下列四種不同進制的數(shù)值中，最大的數(shù)是 。 A) (7D)16B)(174)8 C)(123)10 D)(1111000)2 三、判斷題1計算機中采用二進制數(shù)是因為二進制簡單，處理起來方便。2十進制數(shù)要轉換成十六進制數(shù)必須先轉換為二進制數(shù)然后再由二進制數(shù)轉換成十六進制數(shù)。3計算機中也可以直接處理十六進制數(shù)。4計算機中的數(shù)據(jù)可以精確地表示每一個小數(shù)和整數(shù)。5任一個十進的制的小數(shù)均可以采用乘2取整的方法轉換成與之完全等值的二進制數(shù)。第三節(jié) 計算機中數(shù)據(jù)的表示本節(jié)要求l 了解計算機中數(shù)據(jù)的分

22、類和表示方法l 掌握原碼、反碼、補碼的概念l 掌握ASCII編碼知識精講一計算機中的數(shù)據(jù)分類數(shù)據(jù)按其屬性是否具有度量多少的數(shù)量含義而分為數(shù)值型、字符型、邏輯型三大類。1數(shù)值型：具有量的多少的含義，根據(jù)是不含有小數(shù)又分為整型和實型兩類。2字符型：無數(shù)量多少的含義，但無論哪一個字符均對應一個惟一的二進制編碼，此編碼或用于計算機內(nèi)部處理或用于信息的輸入輸出。常用的有ASCII碼、漢字的各種編碼。3邏輯數(shù)據(jù)：為了使計算機具有邏輯判斷能力，引入了邏輯數(shù)據(jù)，并使計算機能對它們進行邏輯運算，從而得出一個邏輯式的判斷結果。在計算機中用一位或一個字節(jié)表示，僅取“真“或“假“兩個值，在計算機內(nèi)部常用0表示假，1表

23、示真。二計算機中數(shù)據(jù)的表示方法數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示在計算機內(nèi)部，要表示一個數(shù)值數(shù)據(jù)，將涉及數(shù)的正負號及小數(shù)點，根據(jù)是否考慮正負號，可將數(shù)值數(shù)據(jù)分為無符號數(shù)與有符號數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)小數(shù)點是否固定可將其分為定點數(shù)和浮點數(shù)。（）帶符號數(shù)的表示在計算機內(nèi)部，數(shù)的正負號用一位二進制數(shù)來表示，這個二進制位一般在數(shù)的最高位，又稱為符號位，且用0代表正，用1代表負。若用八位二進制位表示一個有符號的整數(shù)，其最高位為符號位，則表示數(shù)值的只有七個二進制位，可表示的最大整數(shù)為127，最小整數(shù)為127。 符號：表示正，表示負 數(shù)值：隨具體情況而定（）帶小數(shù)的數(shù)的表示：定點表示、浮點表示在計算機內(nèi)部，通常用兩種方法來表示帶小數(shù)點

24、的數(shù)，即所謂的定點數(shù)和浮點數(shù)。 定點數(shù)：是小數(shù)點在數(shù)中的位置是固定不變的數(shù)，數(shù)的最高位為符號位，小數(shù)點可在符號位之后，也可在數(shù)的末尾。 缺點：只有純小數(shù)或整數(shù)才能用定點數(shù)表示； 浮點數(shù)：小數(shù)點在數(shù)中的位置是浮動的、不固定的數(shù)。一般浮點數(shù)既有整數(shù)部分又有小數(shù)部分，通常對于任何一個二進行制數(shù)，總可以表示成： PS 、均為二進制數(shù)，為的階碼，一般為定點整數(shù)，常用補碼表示，階碼指明小數(shù)點在數(shù)據(jù)中的位置，它決定浮點的表示范圍；稱為浮點數(shù)N的尾數(shù)，一般為定點小數(shù)，常用補碼或原碼表示，尾數(shù)部分給出了浮點數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)，它決定了浮點數(shù)的精度，且|S|；在計算機中表示一個浮點數(shù)其結構為： 階碼部分尾數(shù)部分階符

25、階數(shù)尾符尾數(shù)EfE1E2EmSfS1S2Sn假設用八個二進制位來表示一個浮點數(shù)，且階碼部分占4位，其中階符占一位；尾數(shù)部分占4位，尾符也占一位。若現(xiàn)有一個二進制數(shù)N（101100）2可表示為：1100.1011，則該數(shù)在機器內(nèi)的表示形式為：011001101一個浮點形式的尾數(shù)S若滿足0.5|S|1，且尾數(shù)的最高位數(shù)為1，無無效的0，則該浮點數(shù)稱為規(guī)格化數(shù)；規(guī)格化數(shù)可以提高運算的精度。 S為原碼表示，則 S=1規(guī)格化數(shù) S為補碼表示 N為正數(shù)，則S1 N為負數(shù)，則S1（）無符號數(shù)的表示方法與前者的區(qū)別僅在于最高位不代表數(shù)的正負，機器的全部有效位均用來表示數(shù)的大小。若用八位二進制數(shù)表示一個有符號的

26、整數(shù)，則表示數(shù)值的有八個二進制位，那么可表示的最大整數(shù)為255，最小整數(shù)為0。(4)數(shù)值型數(shù)據(jù)的編碼在計算機中數(shù)據(jù)和符號全部數(shù)字化，若最高位為符號位，且用0表示正、1表示負，那么，把包括符號在內(nèi)的一個二進制數(shù)我們稱為機器數(shù)，這樣，采用把各種符號和數(shù)值位一起編碼的方法來表示數(shù)值型數(shù)據(jù)。數(shù)值型數(shù)據(jù)在計算機中通常用以下幾種碼制表示,即原碼、反碼和補碼。原碼表示法：是最簡單的機器數(shù)表示法。其數(shù)符位用0表示正，1表示負，數(shù)值一般用二進制形式表示。如果一個機器數(shù)為X，則原碼可記作原。如：有X1的真值為+1101010 則X1原01101010。 有X2的真值為-1010110 則X2原11010110。原

27、碼數(shù)的與二進制位數(shù)有關。若用位二進制位小數(shù)、整數(shù)的原碼時，其表示范圍為：1.1111111（0.9921875D）0.1111111(-0.9928175D)11111111(-127D)01111111(+127D)但在原碼表示法中0有兩種表示形式，即正0(00000000)和負0(10000000)之說；n位的二進制數(shù)用原碼表示，則可表示的數(shù)的個數(shù)為2n-1個反碼表示法：正數(shù)的反碼同原碼，負數(shù)的反碼為除符號位外，其它各位按位取反。如：有X1+1101010 則X1原01101010 X1反11010110。有X21010110 則X2原11010110 X2反10101001。在反碼表示法

28、中0也有兩種表示形式，即有正0和負0的區(qū)別，+0反 00000000 -0反 11111111n位的二進制數(shù)用反碼表示，則可表示的數(shù)的個數(shù)為2n1個；補碼表示法：正數(shù)的補碼同原碼，負數(shù)的補碼為反碼加1；補碼是二進制運算中的一個較為重要的概念，補碼的符號位是數(shù)值的一部分，可同數(shù)值一起參加運算，它可以把減法轉換成加法運算。若用8位二進制表示，小數(shù)、整數(shù)的補碼表示范圍為：1.00000000.1111111 即10.99281751000000001111111 即-128+1270的表示在補碼中是唯一的，即+0補=-0補=0000000n位的二進制數(shù)用補碼表示，則可表示的數(shù)的個數(shù)為n個；（）算術運

29、算定點加法運算用補碼表示的兩個操作數(shù)進行加法運算，符號位直接參加運算，結果仍為補碼，結果的符號位由運算得出，運算規(guī)則：x+y補x補y補定點減法運算運算規(guī)則：xy補x+(-y)補x補y補y補的求法是將y補的各位（包括符號位）全變反后，最末位加。注意：在進行運算時有時會發(fā)生溢出。字符型數(shù)據(jù)的表示：當計算機處理非數(shù)值問題， 要引入文字、字母、數(shù)字、符號等各種不同的字符，這些字符信息和十進制數(shù)一樣，也要轉換成二進制形式的代碼，即用0、1組合來表示不同的字符信息。如兩位二進制數(shù)字有四種不同的組合即00、01、10、11，可以表示四個不同的字符。目前，我們常用的有西文字符編碼和漢字編碼。1）ASCII碼：

30、ASCII碼是美國信息交換標準碼（American Standard Code for Information Interchange)，它采用7位二進制數(shù)進行編碼，可表示128個字符，但一般用一個字節(jié)來存放一個ASCII符,最高位始終為0，有時最高位也用于在數(shù)據(jù)傳輸中作奇偶校驗位，所以基本的ASCII表只有128個符號。）漢字編碼：GB2312-80是1981年我國公布的信息交換用漢字編碼字符集-基本集，該基本集中共有7445個漢字及符號，其中漢字6763個，根據(jù)漢字的使用頻度將其分為兩級一級3755個按拼音順序排列，二級漢字3008個按部首排列。用計算機來處理漢字信息，首先要將漢字代碼化，

31、然后輸入計算機，并將其轉換為漢字內(nèi)碼，才能進行信息處理，處理完畢再將漢字內(nèi)碼轉換成漢字字形碼，才能在顯示器或打印機上輸出。漢字編碼中，根據(jù)不同的用途，需要有不同的編碼，主要有漢字輸入碼、漢字機內(nèi)碼和漢字輸出碼。 ）漢字輸入碼：利用計算機的輸入設備所提供的符號，按照設定的編碼規(guī)則和約定用一串符號代碼來表示漢字。根據(jù)漢字編碼的方法不同將漢字的輸入碼又分為數(shù)字編碼、字音編碼、字形編碼、形音編碼。常用的有五筆字型、漢語拼音、智能ABC、區(qū)位碼等。 區(qū)位碼：81年公布的國家標準信息交換用漢字編碼基本字符集GB2312-80，9494，漢字及各種符號7445個，一級漢字3755個，二級漢字3008個，圖形

32、符號682個；如3647為”南”的區(qū)位，即在GB2312-80中的36區(qū)47位）漢字內(nèi)碼（機內(nèi)碼）：國標碼：將區(qū)號及位號的值各增加32后所得到的兩個7位二進制編碼即為該漢字或字符的國標碼， 那么漢字“南“的國標碼就為6879機內(nèi)碼：在一個計算機內(nèi)部表示一個漢字的編碼；為了避免與ASCII中的控制碼沖突，在區(qū)碼和位碼上均加上20H；為了避免與ASCII中的字符沖突，在區(qū)碼和位碼上均加上80H；即在國標碼的基礎上，將表示漢字的每個字節(jié)的高位上置1，就可得到漢字的機內(nèi)碼；或者在漢字區(qū)位碼的區(qū)碼和位碼上分別加上A0H，也可得到相應的機內(nèi)碼。機內(nèi)碼（十六進制）=國標碼（十六進制）+8080H如:：”思”

33、的區(qū)位碼為4328，那么國標碼為756043CH，則機內(nèi)碼為CBBCH）漢字字形碼：漢字是一種象形文字，第一個漢字都可以看成是一個特定的圖形，這種圖形可以用點陣來描述。根據(jù)漢字輸出的不同要求，點陣大小各不相同。點陣規(guī)模小，分辨率差，字形不美觀，但占存儲空間也小。若用1616點陣來表示一個漢字，則每一個漢字圖形有16行，每一行上有16個點，每個點對應一個二進制位，則一個16點陣的漢字字形需用1616832個字節(jié)，這32個字節(jié)就是一個漢字的字形碼，2個字節(jié)中的信息就構成了一個漢字的字模，所有漢字的字模的集合就構成了漢字字庫。輸出一個漢字，首先要根據(jù)漢字的機內(nèi)碼找出其字形信息在漢字庫中的位置，然后取

34、出該漢字的字模作為圖形在屏幕上顯示或在打印機上輸出。思考：若是2424點陣表示一個漢字，則需要多少字節(jié)的存儲空間？綜上所述，用漢字外部編碼將漢字信息輸入計算機，在計算機內(nèi)部，漢字以機內(nèi)碼形式存儲，用漢字字形輸出漢字點陣信息，計算機與計算機之間進行漢字信息交換，則使用國標碼。 邏輯型數(shù)據(jù)的表示邏輯值：真用1表示，假用0表示。邏輯運算：邏輯非、邏輯與、邏輯或、異或運算（000、011、101、110不存在進位或借位問題）；例題分析填空1十進制數(shù)的48用8位二進制數(shù)表示為 ，十進制數(shù)的43用8位二進制數(shù)表示為 。（）（+48）10 （）（-48）10二進制數(shù).011011的規(guī)格化數(shù)為 ，二進制數(shù).0

35、11011的規(guī)格化數(shù)為 。分析：.011011可表示為.110112-1，即規(guī)格化數(shù)為.110112-1 110.011011可表示為.11001101123，即規(guī)格化數(shù)為.11011211 若x=0.011,y=0.010，則x+y為 分析x補0.011,y 補=0.010 0.011+ 0.010 0.101所以x+y=0.101若x=-0.010，y=-0.011，求x+y x補=1.110，y補=1.101 1.110 + 1.101 11.011此位為向高位的進位。所以x+y補=1.011，x+y=-0.101X=0.100,y=0.010，求x-y分析x-y補x補+-y 補=0.1

36、00+1.110=10.010所以x-y=0.010選擇題1在微機中，應用最普遍的字符編碼是_。A)ASCII碼B)BCD碼C)漢字編碼D)補碼【答案】A【解題指導】字符編碼是指對英文字母、符號和數(shù)字的編碼，應用最廣泛的是美國國家信息交換標準字符碼，簡稱為ASCII碼。BCD碼是一種二-十進制編碼。漢字編碼是對漢字不同表示方法的各種漢字編碼的總稱。補碼是帶符號數(shù)的機器數(shù)的編碼。2計算機中的數(shù)據(jù)根據(jù)其是否具有度量可分為 。A）數(shù)值型、字符型、邏輯型B）字符型、邏輯型C）數(shù)值型、字符型D）數(shù)值型、邏輯型【答案】A【解題指導】數(shù)據(jù)按其屬性是否具有度量多少的數(shù)量含義而分為數(shù)值型、字符型、邏輯型三大類。

37、3 在微機上用漢語拼音輸入“中國”二字，鍵入“zhongguo”8個字符。那么，“中國”這兩個漢字的內(nèi)碼所占用的字節(jié)數(shù)是（ ） A) 2B) 4 C) 8 D) 16 【答案】A【解題指導】在計算機內(nèi)部，漢字以機內(nèi)碼形式存儲，用漢字字形輸出漢字點陣信息，計算機與計算機之間進行漢字信息交換，則使用國標碼，“zhongguo”僅是指漢字輸入的編碼即輸入編碼。4在2416點陣的字庫中，存儲一個漢字的點陣信息用 個字節(jié)。A)24B)48C)16D)32【答案】B【解題指導】在計算機輸出漢字時是用字庫中對應的漢字字模來進行的，即每一個漢字圖形根據(jù)其漢字點陣來進行計算，2416點陣的一個漢字字模有16行，

38、每一行上有16個點，每個點對應一個二進制位，存儲一行的信息要用2B，則一個16點陣的漢字字形需用2416848個字節(jié)，48個字節(jié)中的信息就構成了一個漢字的字模。5一個非零的無符號二進制數(shù)的右邊添上兩個0，形成一個新的無符號數(shù)，則新得到的數(shù)是原數(shù)的 倍。A）2B）4C）6D）8【答案】B【解題指導】一個無符號二進制數(shù)右邊添上一個0表示該數(shù)左移一位即該數(shù)擴大2倍，右邊添上兩個0表示該數(shù)左移兩位即該數(shù)擴大4倍，右邊添上三個0表示該數(shù)左移三位即該數(shù)擴大8倍，依次類推。判斷題1計算機中正數(shù)無反碼、補碼一說。【答案】錯【解題指導】在計算機中無論正數(shù)還是負數(shù)都有補碼，只不過正數(shù)的補碼與原碼、反碼一致，而負數(shù)

39、的補碼為除最高位符號位外，其余位逐位取反后并在最低位加1。2計算機中一個浮點數(shù)N可用PS表示，那么用規(guī)格化數(shù)表示，則尾數(shù)S必須滿足0.5|S|1?！敬鸢浮繉Α窘忸}指導】一個浮點形式的尾數(shù)S若滿足0.5|S|1，且尾數(shù)的最高位數(shù)為1，無無效的0，則該浮點數(shù)稱為規(guī)格化數(shù)；規(guī)格化數(shù)可以提高運算的精度。復習鞏固一、填空題1計算機中最小的數(shù)據(jù)單位是 ，一個字節(jié)是由 二進制位組成，而字長一般是 的整數(shù)倍， 越長則機器的功能就越強。2計算機中用每秒能執(zhí)行定點加法運算的次數(shù)來衡量計算機的 ，單位一般用 來表示。3一臺計算機的 是指從存儲器中讀了一個數(shù)據(jù)或將一個數(shù)據(jù)寫入存儲器的時間，而 是指連續(xù)兩次讀或寫數(shù)據(jù)所

40、需的最短時間。4.數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容主要不是數(shù)值運算，而是數(shù)據(jù)檢索、 、 等5計算機中數(shù)據(jù)可分為 型、 型和邏輯型三大類。6計算機中的一個數(shù)值型數(shù)據(jù)根據(jù)是否有符號位可分為 和 ，根據(jù)小數(shù)點的位置是否固定則又可分 和 。7根據(jù)漢字編碼方法的不同，可將漢字的輸入碼分為 、 、 和形音編碼，常用的漢字輸入方法五筆字型就屬于 編碼，目前常用的智能ABC輸入方法是屬于 編碼。8在漢字區(qū)位碼的區(qū)號和位號上分別加上十進制數(shù) 就構成了該漢字的國標碼。9在漢字區(qū)位碼的區(qū)號和位號上分別加上十六進制數(shù) 就構成了該漢字的機內(nèi)碼。10將漢字國標碼的兩個字節(jié)的最高位分別置 也會得到該漢字的機內(nèi)碼。11一個16點陣的漢字字形需

41、要用 字節(jié)來存放，而一個漢字在計算機中則需要用 字節(jié)。12十進制數(shù)-34在計算機中用補碼形式表示為 ，+12的補碼表示為 。13數(shù)x的真值為-0.1011B，其原碼表示為 ，補碼表示為 。14八位定點整數(shù)，采用二進制補碼表示時，所能表示真值的十進制數(shù)的范圍是 。 15一個16點陣的漢字字形需要用 字節(jié)來存放，而一個漢字在計算機中則需要用 字節(jié)。16在計算機內(nèi)部漢字是以 來存放的，計算機與計算機之間進行漢字信息交換則使用 。二、選擇題1400個2424點陣漢字的字形庫存儲容量是_ 。A)28800個字節(jié)B)0.23604M個二進制位C)0.8K個字節(jié)D)288個二進制位2在微型計算機中，應用最普

42、遍的字符編碼是 。A)BCD碼B)ASC碼C)漢字編碼D)補碼38位定點原碼整數(shù)10100011B的真值為 。A).+0100011B B).-0100011BC).+1011101B D).-1011101B4采用補碼運算的目的是為了。A)加速運算B)設計簡單C)節(jié)省設備D)方便用戶5漢字國標碼將漢字分成 。A)簡化漢字和繁體漢字兩個等級B)常用漢字、次常用漢字和罕見漢字三個等級C)一級漢字、二級漢字和三級漢字共三個等級D)一級漢字和二級漢字共兩個等級6在國內(nèi)流行的漢字系統(tǒng)中，一個漢字的機內(nèi)碼占 個字節(jié)。A)1B)2C)3D)47把一個漢字表示為兩個字節(jié)的二進制碼，這種編碼稱為 碼。A)機內(nèi)

43、B)五筆字型C)拼音D)ASC8計算機中存儲數(shù)據(jù)的最小單位是 。A)字節(jié)B)位C)字D)KB10漢字國標碼共有 個漢字。A)7445 B)3755 C)6763 D)300811一張360KB容量的軟盤可以存儲 的信息。A)368640B B)360B C)360000B D)720B12下列數(shù)中最小的數(shù)是 。A)（11011001）2B)(75)10C)（75）8D)（2A7）1613800個2424點陣漢字字型碼占存儲器的字節(jié)數(shù)為 。A)72KB B)256KB C)57KB D)56.25KB14純中文狀態(tài)下輸入的字符在顯示器上占據(jù) 。 A)1個ASCII字符位置 B)2個ASCII字符

44、位置 C)3個ASCII字符位置 D)4個ASCII字符位置 15加工處理漢字信息時，使用漢字的 。A)外碼 B)字型碼 C)機內(nèi)碼 D)國標碼 16一片1.44MB的軟盤可以存儲大約140萬個 。 A)ASCII字符 B)中文字符 C)磁盤文件 D)子目錄 17計算機中把漢字字型數(shù)字化后形成了 。A)外碼 B)內(nèi)碼 C)字庫 D)字形碼18計算機內(nèi)的數(shù)有浮點和定點兩種表示方法。一個浮點法表示的數(shù)由兩部分組成，即 。 A)指數(shù)和基數(shù) B) 尾數(shù)和小數(shù) C) 階碼和尾數(shù) D) 整數(shù)和小數(shù) 三、判斷題1計算機中可以表示也可以存儲任何精度的數(shù)。2計算機中的數(shù)據(jù)可分為兩大類即數(shù)值型和字符型。3ASCI

45、I碼是一種字符編碼，而漢字的各種輸入方法也是一種字符編碼。4只有負數(shù)有補碼而正數(shù)無補碼。5負數(shù)的補碼就是原碼逐位取反后的結果。6在原碼及反碼的表示方法中0的表示均是唯一的，即0只有一種表示形式。7用補碼表示數(shù)據(jù)，無論X是正數(shù)還是負數(shù)，X補都是正數(shù)。8X補是一個正數(shù)還是一個負數(shù)，是根據(jù)X補的符號位是“0”還是“1”確定的。9計算機用一個字節(jié)來存放一個ASCII碼字符，而用兩個字節(jié)來存放一個漢字，但其最高位均始終為0。10漢字的輸出是通過漢字的機內(nèi)碼來輸出的。12正數(shù)的原碼、反碼和補碼是一致的。13在計算機中因為采用的均是二進制數(shù)，所以包括數(shù)的正負性也只能用二進制數(shù)來表示。14若用八位二進制數(shù)來表

46、示一個有符號數(shù)，則表示的數(shù)的個數(shù)與范圍均與表示一15用8位二進制數(shù)表示的最小無符號數(shù)為0，最大為256。29第二章 計算機系統(tǒng)的組成第二章 計算機系統(tǒng)的組成第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成本節(jié)要求l 了解計算機的組成及基本工作原理知識精講一個完整的計算機系統(tǒng)應包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分，計算機硬件是指有形的物理設備，它是計算機系統(tǒng)中實際物理裝置的總稱，也稱硬件設備，它是系統(tǒng)的基礎和核心；計算機軟件是指計算機上的各種程序、數(shù)據(jù)和文檔，通常指操作系統(tǒng)、設計程序、匯編程序、編譯程序、網(wǎng)絡軟件以及其它各種應用程序。不配備軟件的計算機是沒有任何價值的，但沒有足夠的硬件支持，軟件也就無法正常地工作，在計算機技術的發(fā)展進程中，二者是相互依賴相互支持，缺一不可的。計算機系統(tǒng)的基本組成：計算機硬件（裸機）包括外設及主機、計算機軟件包括系統(tǒng)軟件、支撐軟件、應用軟件計算機系統(tǒng)組成如圖所示。計算機系統(tǒng)硬件軟件支撐軟件系統(tǒng)軟件應用軟件外設主機內(nèi)存儲器中央處理器輸出設備輸入設備外存儲器計算機軟件和硬件在邏輯功能上是等效的，即某些操作可以用軟件，也可以用硬件實現(xiàn)，因此軟、硬件之間沒有固定不變的分界面，而是受實際應用的需要以及系統(tǒng)性能價格比所支配。從使用人員來看，機器的速度、可靠性、可維護性是主要的硬件技術指標。具有相同功能的計算機系統(tǒng)，其軟、硬