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1、第一章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)大綱要求1計(jì)算機(jī)概念、類型及其應(yīng)用領(lǐng)域;計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的配置及主要技術(shù)指標(biāo)。2數(shù)制的概念,二進(jìn)制整數(shù)與十進(jìn)制整數(shù)之間的轉(zhuǎn)換。3計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)和編碼。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單位(位、字節(jié)、宇);西文字符與ASCII碼;漢字及其編碼(國(guó)標(biāo)碼)的基本概念。1。1 概述內(nèi)容提要 計(jì)算機(jī)是一種能進(jìn)行信息處理的電子設(shè)備,自1946年第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC誕生以來,計(jì)算機(jī)的發(fā)展共經(jīng)歷了電子管計(jì)算機(jī)、晶體管計(jì)算機(jī)、集成電路計(jì)算機(jī)和大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)4個(gè)階段。在計(jì)算機(jī)發(fā)展到第四個(gè)階段時(shí),由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展,出現(xiàn)了微型計(jì)算機(jī)。 計(jì)算機(jī)具有運(yùn)算速度快、計(jì)算精度高、“記憶”能力強(qiáng)、具有邏輯判斷能
2、力以及高度自動(dòng)化能力等特點(diǎn),由于這些特點(diǎn),計(jì)算機(jī)廣泛地應(yīng)用到人類生活的各個(gè)領(lǐng)域,主要可以分為:科學(xué)計(jì)算、信息處理、過程控制、計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)、人工智能等。 計(jì)算機(jī)按照不同的劃分方法可以劃分成不同的種類??偟恼f來,目前計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是:巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。本節(jié)練習(xí)精解一、選擇題 1世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC誕生于_ . A)19世紀(jì)末 B)20世紀(jì)初 C)20世紀(jì)40年代中期 D)1956年參考答案:C)解析: 計(jì)算是人類不可缺少的一種活動(dòng),所以隨著人類生產(chǎn)的發(fā)展,計(jì)算工具和計(jì)算理論也在不斷發(fā)展、完善。這就為計(jì)算機(jī)的誕生準(zhǔn)備了理論和技術(shù)條件。同時(shí)由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是軍事上的需
3、要,大量計(jì)算任務(wù)不斷被提出來,迫切需要研制一種新的快速計(jì)算工具來完成繁重的計(jì)算任務(wù)。這就促使了現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的更快出現(xiàn)。1946年在美國(guó)陸軍總部的贊助下,由美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)的JP Eckert和JWMauchlg等人組成的研究小組,成功地研制出了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC。ENIAC是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)史上的重要里程碑,它的誕生標(biāo)志著電子計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來。 2第三代計(jì)算機(jī)稱為_. A)晶體管計(jì)算機(jī) B)大規(guī)模、超大規(guī)模集 c)電子管計(jì)算機(jī) D)集成電路計(jì)算機(jī)參考答案:D)解析: 對(duì)于電子計(jì)算機(jī)發(fā)展階段中的“代”,主要是按照計(jì)算機(jī)電子元器件的發(fā)展來劃分的,第一代為電子管計(jì)算機(jī)第二代為晶體管計(jì)
4、算機(jī),第三代為集成電路計(jì)算機(jī),第四代為大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)。這些電子元器件的不同,也決定了各個(gè)階段計(jì)算機(jī)不同的性能、規(guī)模。 3_技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展 A)微處理器 B) 磁盤 c)操作系統(tǒng) D)輸入輸出設(shè)備參考答案:A)解析: 當(dāng)電子計(jì)算機(jī)發(fā)展到大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代時(shí),出現(xiàn)了微型計(jì)算機(jī)。1971年美國(guó)Intel公司首次把中央處理器CPU(運(yùn)算器與控制器)制作在一塊集成電路芯片上,研制出了第一個(gè)4位的單片微處理器Intel 4004,從此就出現(xiàn)了以微處理器為主要特征的微型計(jì)算機(jī)。而且,此后隨著微處理器的檔次不斷提高,微型計(jì)算機(jī)也在不斷發(fā)展。微型計(jì)算機(jī)的發(fā)晨可以分為5個(gè)階
5、段,每個(gè)階段都是以微處理器性能的階躍性提高為根本特征的。所以此題應(yīng)該選擇A)。當(dāng)然,在這個(gè)過程中,微型計(jì)算機(jī)的磁盤、外部設(shè)備等也隨之不斷發(fā)展,但它們都不是推動(dòng)微型計(jì)算機(jī)發(fā)展的根本原因。 二、填空題。 1計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域有_.參考答案:科學(xué)計(jì)算、信息處理、過程控制、計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)、人工智能解析: 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用非常廣泛幾乎滲透到了人類生活的各個(gè)領(lǐng)域,主要可以分為以下5個(gè)方面: (1)科學(xué)計(jì)算,是指計(jì)算機(jī)用于完成科學(xué)研究和工程技術(shù)中所提出的數(shù)學(xué)問題的計(jì)算,又稱做數(shù)值計(jì)算。 (2)信息處理,包括對(duì)信息的收集、分類、整理、加工、存儲(chǔ)、傳遞等工作,其結(jié)果是為管理和決策提供有用的信息。目前,信息處理已廣
6、泛地應(yīng)用于辦公室自動(dòng)化、事務(wù)處理、企業(yè)管理、醫(yī)療管理和診斷情報(bào)檢索和決策等領(lǐng)域。信息處理已成為計(jì)算機(jī)的最主要的功能之一。 (3)過程控制,又稱做實(shí)時(shí)控制是指及時(shí)收集檢測(cè)數(shù)據(jù),按最佳值調(diào)節(jié)控制對(duì)象進(jìn)程。利用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行自動(dòng)控制不僅能大大提高自動(dòng)化水平提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,提高控制精確性,還可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高質(zhì)量、降低成本。因此,在冶金、石油、水電、機(jī)械、化工以及交通、郵電等部門都得到了廣泛的應(yīng)用。 (4)計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng),主要包括CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))、CAM(計(jì)算機(jī)輔助制造)、CAI(計(jì)算機(jī)輔助教學(xué))等。 (5)人工智能,是一門探索利用計(jì)算機(jī)模擬人的智能活動(dòng)的前沿學(xué)科。例如,具有識(shí)別語言
7、、文字、圖形以丑學(xué)習(xí)。推理和適應(yīng)環(huán)境的能力。 2目前,計(jì)算機(jī)正朝著_化、_化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的方向發(fā)展。參考答案:巨型;微型解析: 總的說來,計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨向表示為:巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。 巨型化是指發(fā)展高速、大存儲(chǔ)容量和強(qiáng)功能的巨型計(jì)算機(jī)。這主要是為了滿足諸如原于、天文、校技術(shù)等尖端科學(xué)以及探索新興科學(xué)的需要。巨型計(jì)算機(jī)的研制水平反映了一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平。我國(guó)1997年研制成功的銀河巨型機(jī)的速度達(dá)到每秒130億次浮點(diǎn)運(yùn)算,內(nèi)存容量為915 GB。 因大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn),計(jì)算機(jī)迅速向微型化方向發(fā)展。因?yàn)槲⑿陀?jì)算機(jī)可以滲透到儀表、家電、導(dǎo)彈彈頭等中、小型機(jī)無法進(jìn)入的
8、疆域,所以20世紀(jì)80年代以來發(fā)展異常迅速。微型機(jī)的性能越來越完善,價(jià)格越來越便宜,并且隨著新一代MMX(多媒體擴(kuò)充)處理機(jī)的推出,增強(qiáng)了微型機(jī)的圖形、圖像、視頻等處理能力,微型機(jī)的性能價(jià)格比進(jìn)一步提高。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的又一重要分支,是現(xiàn)代通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物,網(wǎng)絡(luò)化就是指利用現(xiàn)代通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),將分布在不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)相互連接起來,按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議互相通信,共享軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源。網(wǎng)絡(luò)最初于1969年在美國(guó)建成,近年來隨著InteNet網(wǎng)遍及全球,并開始進(jìn)入普通人家里。 第五代計(jì)算機(jī)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)就是“智能”計(jì)算機(jī),它是要讓計(jì)算機(jī)來模擬人的感覺、行為、思維過程的機(jī)理
9、,使計(jì)算機(jī)具有“視覺”、“聽覺”、“語言”、“推理”、“思維”、“學(xué)習(xí)”等能力,成為智能型計(jì)算機(jī)。在智能化研究中最具有代表性、量尖端的兩個(gè)領(lǐng)域是:專家系統(tǒng)和機(jī)器人。智能化的研究使計(jì)算機(jī)突破了“計(jì)算·這一初級(jí)含義,拓寬了計(jì)算機(jī)的能力,使計(jì)算機(jī)發(fā)展到一個(gè)更高、更先進(jìn)的水平。 12計(jì)算機(jī)中常用的數(shù)制 內(nèi)容提要 人們?yōu)榱擞?jì)數(shù),就需要有一定的計(jì)數(shù)符號(hào)和計(jì)數(shù)方法,這就是數(shù)制。數(shù)制分為進(jìn)位計(jì)數(shù)制和非進(jìn)位計(jì)數(shù)制?,F(xiàn)在常用的進(jìn)位計(jì)數(shù)制有十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制。 進(jìn)位計(jì)數(shù)制都涉及到基數(shù)和位權(quán)的概念。某種進(jìn)位制的基數(shù)是指在這種進(jìn)位制中允許使用的基本數(shù)碼的個(gè)數(shù),也即每個(gè)數(shù)位上能使用的數(shù)碼個(gè)數(shù)。十進(jìn)
10、制的基數(shù)為10,二進(jìn)制的基數(shù)為2,八進(jìn)制的基數(shù)為8,十六進(jìn)制的基數(shù)為16。任何一種進(jìn)制數(shù)的每個(gè)數(shù)碼所代表的數(shù)值,都等于該數(shù)碼乘以一個(gè)與數(shù)碼所處數(shù)位有關(guān)的常數(shù),這個(gè)常數(shù)就叫做“位權(quán)”,簡(jiǎn)稱“權(quán)”。了解了各種進(jìn)制數(shù)的基數(shù)和位權(quán)后就可以在不同的進(jìn)制數(shù)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換丁。一般說來非十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)只要求出它的權(quán)展開式的和即可;十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成非十進(jìn)制數(shù)則比較復(fù)雜,整數(shù)部分采取“除基取余法”,小數(shù)部分采取“乘基取整法”。另外,因?yàn)?位八進(jìn)制數(shù)相當(dāng)于3位二進(jìn)制數(shù),l位十六進(jìn)制數(shù)相當(dāng)于4位二進(jìn)制數(shù),所以二進(jìn)制數(shù)和八進(jìn)制數(shù),十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換比較簡(jiǎn)單。因?yàn)槎M(jìn)制數(shù)只有0和1兩個(gè)基本數(shù)碼,很容易用計(jì)算機(jī)中的電
11、子器件的物理狀態(tài)來表示,所以計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)都采用二進(jìn)制數(shù)。在本節(jié)中還著重介紹了二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算(加、減、乘、除)和邏輯運(yùn)算(與、或、非、異或)。本節(jié)練習(xí)精解 一、選擇題。 1在十六進(jìn)制中基本數(shù)碼D表示十進(jìn)制數(shù)中的_. A)15 B)13 C)10 D)11參考答案:B)解析: 十六進(jìn)制的基數(shù)為16,即十六進(jìn)制的基本數(shù)碼有16個(gè):O、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。也就是說,十六進(jìn)制數(shù)的每一位上可以用這16個(gè)基本數(shù)碼中的任意一個(gè)。這其中,D表示13。 2二進(jìn)制數(shù)111010轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)_. A)29 B)42 C)58 D)50參考答案:c)解析: 將非十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換
12、成十進(jìn)制數(shù),方法是計(jì)算非十進(jìn)制數(shù)的位權(quán)展開式的值。任意一個(gè)r進(jìn)制數(shù)N(n位整數(shù)、m位小數(shù))的位權(quán)展開式可以表示為 :N=an-1 x rn-1+an-2 x rn-2+a1 x r1+a0 x r0+a-1 x r-1+a-M x r-M 其中aI:是數(shù)碼r是基數(shù),rI是權(quán),不同的基數(shù)表示不同的進(jìn)制數(shù)。 二進(jìn)制數(shù)的基數(shù)是2位權(quán)分別是:個(gè)位是20;十位是21;百位是22;十分位是2-1;百分位是2-2;千分位是2-3;所以在這道題中: (111010)2=1 X 25+1 x 24+1 x23+1 x 21=32+16+8+2 =(58)10 3在某種進(jìn)制數(shù)中,7x7=6l,那么6X4=_. A
13、)12 B)18 C)24 D)30參考答案:D)解析:在解這一類題時(shí),應(yīng)首先明白這種進(jìn)制數(shù)的基數(shù)是多少。 假設(shè)該進(jìn)制數(shù)的基數(shù)為r,則它的權(quán)展開式為6Xr+1。由已知可得6 X r+1=49解方程得 r= 8 然后計(jì)算八進(jìn)制數(shù)6和4的乘積是24,結(jié)果應(yīng)該是30。因?yàn)榘诉M(jìn)制數(shù)30即為24。 4下列各數(shù)中最小的_.- A)十進(jìn)制數(shù)25 B)二進(jìn)制數(shù)10101 C)八進(jìn)制數(shù)26 D)十六進(jìn)制數(shù)1A參考答案:D)解析:對(duì)于這一類題,可以把所有的數(shù)都通過位權(quán)展開式轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù),然后比較大小。A)(25)10(25)10B) (10101)2(21)10C) (26)8(22)10D) (1A)16(2
14、6)10 因此,該題最小的應(yīng)該是二進(jìn)制數(shù)10101。 5在二進(jìn)制的某種邏輯運(yùn)算中,只有在兩個(gè)邏輯變量的值不同時(shí),其運(yùn)算的結(jié)果為1;如果兩個(gè)邏輯變量同時(shí)為0或?yàn)?,則運(yùn)算結(jié)果為0那么這種邏輯運(yùn)算是_。 A)與運(yùn)算 B)或運(yùn)算 c)非運(yùn)算 D)異或運(yùn)算參考答案:D)解析: 二進(jìn)制邏輯運(yùn)算有三種基本運(yùn)算:與(邏輯加法)、或(邏輯乘法)非(邏輯否定)。此外還有邏輯異或運(yùn)算。與運(yùn)算的意義是:只有當(dāng)參與運(yùn)算的邏輯變量都為1時(shí),與運(yùn)算的結(jié)果才會(huì)為1,只要其中有一個(gè)為0,其結(jié)果就為0。這個(gè)特性有點(diǎn)像物理電學(xué)中的串聯(lián)電路,必須所有的開關(guān)都閉合,讀電路上的燈才會(huì)亮,否則如果有任意一個(gè)開關(guān)是斷開的,燈都不會(huì)亮?;蜻\(yùn)
15、算的意義是:只要參與或運(yùn)算的任童一個(gè)邏輯變量為1或運(yùn)算的結(jié)果就為1。這個(gè)特性與物理電學(xué)中的并聯(lián)電路類似,用并聯(lián)電路控制一盞燈時(shí),只要有一個(gè)開關(guān)連通,燈就亮,只有當(dāng)所有開關(guān)都斷開的情況下,燈才不亮。邏輯非指的是的邏輯否定,即“求反”,0=1,1=0。在異或運(yùn)算中,只有在兩個(gè)邏輯變量的值不同時(shí)異或運(yùn)算時(shí)結(jié)果為1;否則,異或運(yùn)算的結(jié)果為0。所以在這里應(yīng)該選擇異或運(yùn)算。 二。填空題。 1二進(jìn)制的基數(shù)是_,基本數(shù)碼是_.參考答案:2;0和1解析: 二進(jìn)制的基數(shù)是2,基本數(shù)碼有兩個(gè),在運(yùn)算中,每一位上逢二進(jìn)一。 2十進(jìn)制數(shù)250等于二進(jìn)制的_,八進(jìn)制的_十六進(jìn)制的_.參考答案:11111010;372;F
16、A解析:先將十進(jìn)制數(shù)250轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù),用“除基取余”法,其轉(zhuǎn)換過程如下: 解得(250)10=(11111010)2。因?yàn)槎M(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)較為簡(jiǎn)單,所以直接使用11111010轉(zhuǎn)換。八進(jìn)制數(shù)的1位相當(dāng)于二進(jìn)制數(shù)的3位(轉(zhuǎn)換時(shí),不足的補(bǔ)零,但注意只能在整數(shù)的最高位和小數(shù)的最低位補(bǔ)零): 011 3 十六進(jìn)制數(shù)的1位相當(dāng)于二進(jìn)制數(shù)的4位(同樣在轉(zhuǎn)換時(shí)不足的補(bǔ)零,但注意只能在整數(shù)的最高位和小數(shù)的最低位補(bǔ)零): 1 1 1 1 l O l O F A 同樣,將八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)時(shí),因?yàn)榘诉M(jìn)制和十六進(jìn)的位權(quán)比較大,例如,八進(jìn)制個(gè)位是1;十位是8;百位是64;千位是512十六進(jìn)制
17、個(gè)位是1;十位是16;百位是256'所以,可以先將八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù),再轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù),以二進(jìn)制作為一個(gè)過渡。 3將十進(jìn)制數(shù)0671875轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)為_,參考答案:0AC解析: 十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成非十進(jìn)制數(shù)的方法是“乘基取整法” 而且先得到的系數(shù)為小數(shù)的高位,后得到的為低位。十六進(jìn)嗣的基數(shù)是16,轉(zhuǎn)換過程如下:0671875 積的整數(shù)部分x 16 1075 A075x 16 12 C4將二進(jìn)制數(shù)1110111000101011轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)是_,轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)是_.參考答案:356126;EE2B 解析: 仍用第2題的方法,但注意本題有小數(shù)部分。位數(shù)不足需要補(bǔ)零時(shí)
18、;只能在整數(shù)部分最高位和小數(shù)部分最低位補(bǔ)零。01l 101 110·001 2 5 6 亞 1110 1110·0010 E E 2 5。將十六進(jìn)制數(shù)ABCD轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)為_.參考答案:1010101111001101 解析: 方法如上。 A B · C 1010 10111100 6無符號(hào)二進(jìn)制整數(shù)1010和1011的和是_.參考答案:10101解析:二進(jìn)制的加法運(yùn)算遵循以下法則: 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10(逢二進(jìn)一) 1010 + 1011 10101 7二進(jìn)制數(shù)11001101和10111001做異或操作的結(jié)果是_.參考答案:011
19、10100解析:異或操作運(yùn)算規(guī)則如下:0O:0 01:110:1 11:0 11001101 1011100113計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)與編碼 內(nèi)容提要 在現(xiàn)實(shí)生活中離不開信息,人們要收集信息、加工信息、利用信息來為社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域服務(wù)。信息實(shí)際上是人們對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)。當(dāng)要用計(jì)算機(jī)處理信息時(shí),必須將信息轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的符號(hào)這就是數(shù)據(jù)。在計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)是以二進(jìn)制的形式存儲(chǔ)的。數(shù)據(jù)的基本單位有位、字節(jié)和字。 計(jì)算機(jī)除了能處理數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)外,還能處理非數(shù)值的各種字符數(shù)據(jù):例如,英文字母、漢字、運(yùn)算符等。但在計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)是用二進(jìn)制表示的,所以那些數(shù)據(jù)在輸入計(jì)算機(jī)之前必須進(jìn)行編碼,將各種符號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的二進(jìn)
20、制數(shù)碼。由于人們習(xí)慣使用十進(jìn)制,而在計(jì)算機(jī)中使用的是二進(jìn)制所以當(dāng)數(shù)據(jù)輸入輸出計(jì)算機(jī)時(shí)必須進(jìn)行編碼,實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制和十進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換。對(duì)于這種數(shù)字編碼一般采用的是BCD碼(二一十進(jìn)制編碼)。對(duì)于字符編碼,使用量多、最普遍的是ASCII碼。因?yàn)闈h字比西文復(fù)雜,所以對(duì)漢字有其特殊的編碼方式,主要可以分為漢字輸入編碼、漢字交換碼、漢字內(nèi)碼和漢字字型碼。 本節(jié)還介紹了數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示方法,一般采用原碼、反碼和補(bǔ)碼,用1位二進(jìn)制數(shù)來表示數(shù)的正、負(fù)符號(hào),而表示帶小數(shù)的數(shù)有兩種方法:定點(diǎn)表示法和浮點(diǎn)表示法。 本節(jié)練習(xí)精解 一。選擇題。 1在計(jì)算機(jī)中9是采用進(jìn)制進(jìn)行運(yùn)算 A)二 B)十 C)八 D)十六參考答
21、案:A)解析: 計(jì)算機(jī)中都是采用二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行運(yùn)算,這主要是由于二進(jìn)制有以下優(yōu)點(diǎn): (1)表示方便,二進(jìn)制只有0、1兩種狀態(tài),故很容易用計(jì)算機(jī)中的電子器件的物理狀態(tài)來表示。如晶體管的導(dǎo)通和截止、磁芯沿不同方向的磁化、電容的充電和放電、開關(guān)的接通和斷開等,都可以用0和1來表示。多個(gè)器件排列起來,就可以代表多位二進(jìn)制數(shù)的值。 (2)運(yùn)算簡(jiǎn)單,二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算法則比較前單。 (3)邏輯性強(qiáng)采用二進(jìn)制只有0和1兩種狀態(tài),正好與邏輯代數(shù)中的真和假相對(duì)應(yīng)。 (4)與十進(jìn)制轉(zhuǎn)換方便,二進(jìn)制與十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換很方便,這一點(diǎn)很重要。因?yàn)槿藗兞?xí)慣于使用十進(jìn)制數(shù),但計(jì)算機(jī)使用的是二進(jìn)制數(shù),因此必須先將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)
22、制數(shù),才能為計(jì)算機(jī)所接受面計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果的輸出還必須轉(zhuǎn)換成人們熟悉的十進(jìn)制數(shù)才能夠一目了然。 2十進(jìn)制數(shù)ll用最常用的8421 BCD編碼后,應(yīng)表示為_。 A)1011 D)00010001 C)10001 D)00000011參考答案:A)解析: 8421 BCD編碼方式很簡(jiǎn)單,每1位十進(jìn)制數(shù)用4位二進(jìn)制數(shù)表示,自左向右每一位對(duì)應(yīng)的位權(quán)是8,4、2、1。雖然4位二進(jìn)制數(shù)可以表示十進(jìn)制的015,但在這里只用一組4位二進(jìn)制數(shù)表示O-9,而1015用兩組二進(jìn)制數(shù)表示,即4位二進(jìn)制數(shù)的16種狀態(tài)中,00001001有意義而10101111沒有意義。十進(jìn)制數(shù)11相當(dāng)于二進(jìn)制數(shù)1011,它在BCD編碼
23、中沒有意義,所以必須將11的兩個(gè)數(shù)位上的1各用4位二進(jìn)制數(shù)表示,這就是00010001。 3在計(jì)算機(jī)中為了用二進(jìn)制編碼表示英文字母、符號(hào)、阿拉伯?dāng)?shù)字等,應(yīng)用最廣泛、有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的是_.A)補(bǔ)碼 B)BCD碼 C)ASCII碼 D)機(jī)內(nèi)碼 參考答案:A)解析: ASCII碼即American Standard Code for lnformation Interchange(美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼),它是對(duì)字符編碼使用最多、最普遍的一種編碼方式,已經(jīng)被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織接受為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。ASCII碼是用7位表示一個(gè)字符可以表示128種不同的字符。在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)時(shí),由于一個(gè)字符為8位,所以一般最高位置零。
24、補(bǔ)碼是在計(jì)算機(jī)中對(duì)帶符號(hào)數(shù)的一種編碼方式,BCD碼是用4位二進(jìn)制數(shù)表示1位十進(jìn)制數(shù)的編碼方式,而機(jī)內(nèi)碼主要指的是漢字在機(jī)器內(nèi)部的基本表達(dá)形式,一般用兩個(gè)字節(jié)來存放漢字內(nèi)碼。這些雖然很常用,但是應(yīng)用范圍有局限性,而且并沒有形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。 4在漢字輔人編碼中,區(qū)位碼輸入法屬于_. A)數(shù)字編碼 B)字音編碼 c)字形編碼 D)音形編碼參考答案:A)解析: 漢字編碼的實(shí)質(zhì)就是用字母、數(shù)字和一些符號(hào)代碼的組合來描述雙字。目前,漢字編碼的方案有很多種,主要可分為4種:數(shù)字編碼、字音編碼、字形編碼、音形編碼。其中數(shù)字編碼就是用數(shù)字串代表一個(gè)漢字,優(yōu)點(diǎn)是易于和內(nèi)部碼轉(zhuǎn)換,不足之處是不便記憶。電報(bào)碼、區(qū)位碼等
25、都屬于這種編碼。 5負(fù)數(shù)補(bǔ)碼的補(bǔ)碼相當(dāng)于該數(shù)的_. A)補(bǔ)碼 B)原碼 C)反碼 D)原碼減1參考答案:B)解析: 這道題容易使人產(chǎn)生迷惑的是在題目里強(qiáng)調(diào)了負(fù)數(shù)。實(shí)際上,所有數(shù)(無論正負(fù))補(bǔ)碼的補(bǔ)碼都是該數(shù)的原碼。但是,正數(shù)的補(bǔ)碼等于它的原碼,而負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼等于它的反碼加一。 二、填空題。 1計(jì)算機(jī)中的二進(jìn)制數(shù)的常用單位有位、字節(jié)、字長(zhǎng),其中衡量計(jì)算機(jī)容量的基本單位是_.參考答案:字節(jié)解析: 在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的都是二進(jìn)制形式的信息,衡量計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量的基本單位是字節(jié),字節(jié)代表8十二進(jìn)制位,可以簡(jiǎn)寫為B容量一般用KB、MB、GB、TD來衷示,它們之間的關(guān)系是1 KB=1024 B,l MB=1024
26、KB1 GB=1024MB,1 TB=1024GB,其中102A=210。 2在計(jì)算機(jī)內(nèi)一般用_個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)漢字。參考答案:2解析: ASCII碼一般用一個(gè)字節(jié)代表一個(gè)字符,最多可以代表256個(gè)字符。但是漢字量多而且復(fù)雜,用一個(gè)字節(jié)無法區(qū)分,故一般用兩個(gè)字節(jié)存放漢字內(nèi)碼。兩個(gè)字節(jié)共16位,兩個(gè)最高位一般不用,因此共可以表示16384個(gè)不同的漢字,已經(jīng)非常夠用了。英文字符的機(jī)內(nèi)碼是7位的ASCII碼,量高位是0。為了和它們區(qū)分開漢字機(jī)內(nèi)代碼的兩個(gè)字節(jié)的最高位均為1,也就是將GB2312-8O規(guī)定的漢字國(guó)標(biāo)碼的每字節(jié)最高位置1,作為漢字機(jī)內(nèi)碼。 3在浮點(diǎn)表示法中,_的位數(shù)決定子所表示數(shù)
27、的精度。參考答案:尾數(shù)解析:浮點(diǎn)表示的一般形式為: N=+Dx2+E 其中:E是N的階碼(Exponent),E前面的正負(fù)號(hào)稱為階符;D是N的尾數(shù)(Mantissa),是數(shù)值的有效數(shù)字部分,0前面的正負(fù)號(hào)稱為數(shù)符;2是二進(jìn)制的基數(shù)。為了保證精度,通常需對(duì)浮點(diǎn)小數(shù)進(jìn)行規(guī)格化處理,即尾數(shù)部分的最高位必須是1。例如,數(shù)110011,其規(guī)格化形式為:O110011x211(指數(shù)是二進(jìn)制數(shù))。 在機(jī)器中,階符與數(shù)符各占一位,階碼是定點(diǎn)整數(shù),尾數(shù)是定點(diǎn)小數(shù)階碼的位數(shù)決定了表示數(shù)的范圍,尾數(shù)的位數(shù)則決定了表示數(shù)的精度。 4二進(jìn)制負(fù)數(shù)1100110用補(bǔ)碼形式(限用8位二進(jìn)制)表示為_.參考答案:1001101
28、0解析: 一個(gè)真值數(shù)求補(bǔ)碼的過程如下: (1)先求出它的原碼,即正數(shù)在前面的符號(hào)位上加0,負(fù)數(shù)加1。(2)然后通過原碼求反碼,正數(shù)的反碼與原碼相同,負(fù)數(shù)的符號(hào)位不動(dòng)(仍為1),其余的有效數(shù)值位全部取反,就是負(fù)數(shù)的反碼。 (3)最后求補(bǔ)碼,正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼相同;而負(fù)數(shù),符號(hào)位不變(仍為1),其余數(shù)值位取反后加1,即負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼等于反碼加1。 -l100110原=11100110 -l100110反=10011001 -1100110補(bǔ)=100110105二進(jìn)制數(shù)-01011011x 210(2的指數(shù)也是二進(jìn)制數(shù))在機(jī)器中用浮點(diǎn)表示法應(yīng)表示(階碼用4位表示,尾數(shù)用8位表示)為_.參考答案: 0010
29、11011011解析:浮點(diǎn)小數(shù)的基本形式在第3題中已經(jīng)介紹過了。一般浮點(diǎn)數(shù)在機(jī)器中的表示方法如下: 階符階碼 數(shù)符 尾數(shù) 階符與數(shù)符各占一位,階碼是定點(diǎn)整數(shù),尾數(shù)是定點(diǎn)小數(shù)。浮點(diǎn)數(shù)一般占2個(gè)或4個(gè)機(jī)器字長(zhǎng)。本章習(xí)題精解 一、選擇題 1在計(jì)算機(jī)的發(fā)展史上,_年是集成電路時(shí)代。 A)19461957 B)1965 1970 C)19581964 D)1971至今 參考答案:B )解析: 半個(gè)多世紀(jì)以來,計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展日新月異。人們根據(jù)計(jì)算機(jī)的性能及當(dāng)時(shí)的軟、硬技術(shù)將計(jì)算機(jī)的發(fā)展劃分為以下4個(gè)階段: 第一代(1946年1957年):電子管計(jì)算機(jī),其主要特點(diǎn)是:采用電子管作為摹本邏輯部件;內(nèi)存儲(chǔ)器采
30、用磁芯,外存儲(chǔ)器有紙帶、卡片、磁帶、磁鼓等;輸入輸出設(shè)備極其落后,主要使用穿孔卡片;還沒有系統(tǒng)軟件,程序設(shè)計(jì)語言為二進(jìn)制編碼的機(jī)器語言和匯編語言。這一代電子計(jì)算機(jī)體積龐大、造價(jià)高、功耗大、可靠性差、速度慢、不便使用和維護(hù),主要用于科學(xué)計(jì)算。 第二代(1958年1964年):晶體管計(jì)算機(jī),其主要特點(diǎn)是:采用晶體管作為邏輯部件;普遍采用晶體管雙穩(wěn)電路作為內(nèi)存儲(chǔ)器,外存儲(chǔ)器有了磁盤、磁帶;提出了操作系統(tǒng)的概念,程序設(shè)計(jì)語言出現(xiàn)了FORTRAN、COBOL、ALGOL60等高級(jí)語言。這一代電子計(jì)算機(jī)體積減小、成本下降、可靠性增強(qiáng)、速度加快、編程更加方便。這一階段計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展到事務(wù)處理和經(jīng)濟(jì)信息
31、處理。 第三代(1965年1970年):集成電路計(jì)算機(jī),其主要特點(diǎn)是:采用中、小性集成電路作為邏輯部件;內(nèi)存儲(chǔ)為性能更好的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器,存儲(chǔ)速度大幅度提高;操作系統(tǒng)更加完善,高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言有了極大的發(fā)展,程序設(shè)計(jì)方法是結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法。這一時(shí)期的計(jì)算機(jī)各方面的性能進(jìn)一步提高,并且廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。 第四代(1971年至今):大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī),其主要特點(diǎn)是:采用大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路作為邏輯部件,這一時(shí)期出現(xiàn)子微型計(jì)算機(jī);作為內(nèi)存儲(chǔ)器的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器集成度越來越高,容量也越來越大,外存儲(chǔ)器除了大容量的軟、硬磁盤外,又引入了光盤;輸入輸出設(shè)備有了很大的發(fā)展,如鼠標(biāo)器、掃描儀、激光打
32、印機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)、繪圖儀等;操作系統(tǒng)不斷完善、發(fā)展,數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。 從20世紀(jì)80年代起,美國(guó)、日本等國(guó)家都開始了新一代計(jì)算機(jī)的研制開發(fā)。第五代計(jì)算機(jī)被認(rèn)為是“智能化”的,即能模擬人的感覺和思維能力,模擬人的智能行為,人們可以通過自然;語言、圖像、圖形等與之對(duì)話。 2計(jì)算機(jī)按照_劃分可以分為:巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)和工作站。 A)規(guī)模 B)結(jié)構(gòu) C)功能 D)用途參考答案:A)解析: 計(jì)算機(jī)的分類方法很多: (1)按功能和用途,可分為通用計(jì)算機(jī)和專用計(jì)算機(jī)。 (2)按工作原理,可分為數(shù)字計(jì)算機(jī)、模擬計(jì)算機(jī)和混合計(jì)算機(jī)。 (3)按計(jì)算機(jī)的性能和規(guī)模,可分為巨型機(jī)、大型機(jī)、
33、中型機(jī)、小型機(jī)和工作站。它們的主要特征如下: 巨型機(jī)的主要特征是運(yùn)算速度快、存儲(chǔ)容量大和功能強(qiáng)大。微型機(jī)和工作站。 大型機(jī)主要用于計(jì)算中心和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,運(yùn)算速度高、存儲(chǔ)容量大。 中型機(jī)的規(guī)模小于大型機(jī),但大于小型機(jī)。 小型機(jī)規(guī)模較小、成本低、維護(hù)簡(jiǎn)單、用途廣泛。 微型機(jī)是大規(guī)模集成電路的產(chǎn)物。由于它具有價(jià)格低、體積小、功耗小、使用方便等優(yōu)點(diǎn),使其應(yīng)用范圍非常廣泛,發(fā)展極為迅速。 工作站是20世紀(jì)70年代后出現(xiàn)的一種新型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它實(shí)際上是一臺(tái)高檔微機(jī),運(yùn)算速度快、存儲(chǔ)容量大、易于連網(wǎng),常用于處理某些專項(xiàng)問題。 3十進(jìn)制數(shù)269轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)是_ A)10E B)IOD C)10C D)1
34、0B參考答案:B)解析: 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成非十進(jìn)制數(shù)采用的是“除基取余法”,在本題中就應(yīng)該除以16取余數(shù),應(yīng)注意的是先得到的余數(shù)為低位,后得到的為高位。 十進(jìn)制數(shù)269轉(zhuǎn)換過程如下:所以可得結(jié)果為:(269)10=(10D)16 4二進(jìn)制數(shù)110100轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)是_. A)52 B)26 C)48 D)50參考答案:A)解析: 二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù),只要計(jì)算出二進(jìn)制的位權(quán)展開式的值即可。按二進(jìn)制的位權(quán)展開式,任意一個(gè)n位整數(shù)和m位小數(shù)的二進(jìn)制數(shù)B可以表示成: B=Bn-1 X 2n-1 + Bn-2 X 2n-2+B1 X 21+B0 X 20+B-1 X 2-1+B-M X 2-M其中,
35、BI是數(shù)碼,取值范圍是0或1,2是基數(shù),2i是權(quán)。 所以該題的計(jì)算過程如下: (110100)2=1X25+1X24+1X22=32+16+4=(52)10 5如果用8位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示帶符號(hào)的定點(diǎn)整數(shù),能表示的十進(jìn)制數(shù)的范圍是_. A)-127 +127 B)-128 +128 C)-127 +128 D)-128 +127參考答案:D)解析: 如果使用8位二進(jìn)制補(bǔ)碼來表示帶符號(hào)的定點(diǎn)整數(shù),則第一位是符號(hào)位,不能用來表示數(shù)值,只能用后7位,能表示的最大正數(shù)是01111111,最小負(fù)數(shù)是1000000,也就相當(dāng)于-128+127。 6一個(gè)字節(jié)由_個(gè)二進(jìn)制位組成。 A)2 B)4 C)8 D)16
36、參考答案:C)解析: 在計(jì)算機(jī)中通常將相鄰的8個(gè)二進(jìn)制位組成一個(gè)字節(jié)(Byte,簡(jiǎn)寫為B)。字節(jié)是計(jì)算機(jī)中用于衡量容量大小的最基本的單位,容量一般用KB、MB、GB、TB來表示,它們之間的關(guān)系是1KB=1024B,1 MB=1024KB,1 GB=1024MB,1 TB=1024GB,其中1024=210。 7下列各敘述中,不正確的是_。 A)正數(shù)二進(jìn)制原碼的補(bǔ)碼是原碼的本身 B)所有的二進(jìn)制數(shù)都能夠準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù) C)在計(jì)算機(jī)中為了用二進(jìn)制編碼表示英文字母、符號(hào)、阿拉伯?dāng)?shù)字等,應(yīng)用最廣泛、有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的是ASCII碼 D)漢字的計(jì)算機(jī)內(nèi)碼就是國(guó)標(biāo)碼參考答案:D)解析: 漢字是象形文字,結(jié)
37、構(gòu)復(fù)雜,字型、字音和字義之間沒有明顯的規(guī)律可循,因此應(yīng)對(duì)漢字采取特殊的編碼方式。根據(jù)漢字處理過程中的不同要求,漢字的編碼主要分為4類:漢字輸入編碼、漢字交換碼、漢字內(nèi)碼和漢字字型碼。其中,漢字交換碼采用的是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)漢字編碼,簡(jiǎn)稱國(guó)標(biāo)碼,全稱是“信息交換用漢字編碼字符集基本集”,以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局公布的GB231280規(guī)定的漢字交換碼作為標(biāo)準(zhǔn)漢字編碼。在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中,每個(gè)字符用雙字節(jié)表示,每個(gè)字節(jié)只用低7位,最高位都置0。而漢字內(nèi)碼是漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)、處理用的代碼,也用兩個(gè)字節(jié)表示,一般將GB231280規(guī)定的漢字國(guó)標(biāo)碼的每字節(jié)最高位置1,作為漢字機(jī)內(nèi)碼。所以說“漢字的計(jì)算機(jī)內(nèi)碼就是國(guó)標(biāo)碼”是錯(cuò)誤的
38、。 選項(xiàng)A)是正確的,正數(shù)二進(jìn)制編碼的補(bǔ)碼是原碼本身;負(fù)數(shù)二進(jìn)制編碼的補(bǔ)碼等于其反碼加1,也就是將其符號(hào)位以外的有效數(shù)值位取反后加1。 選項(xiàng)B)是正確的,所有二進(jìn)制數(shù)都能寫成權(quán)展開式,只要計(jì)算出展開式的結(jié)果就可以得到相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù);但是這句話反之就不成立,因?yàn)槭M(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)時(shí),整數(shù)部分“除基取余法”,小數(shù)部分“乘基取整法”。在小數(shù)的轉(zhuǎn)換過程中,有可能出現(xiàn)乘積小數(shù)部分始終不為0的情況,即整個(gè)轉(zhuǎn)換過程可以無限進(jìn)行下去,這時(shí)可以根據(jù)精度要求來決定所取位數(shù),這時(shí)得到的二進(jìn)制數(shù)是原十進(jìn)制數(shù)的近似值。由此可以得出這樣一個(gè)結(jié)論:一個(gè)二進(jìn)制數(shù)可以準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù),但一個(gè)帶小數(shù)的十進(jìn)制數(shù)不一定能夠準(zhǔn)
39、確地用二進(jìn)制數(shù)來表示。 選項(xiàng)C)也是正確的,對(duì)字符編碼使用最多、最普遍的是ASCII字符編碼,全稱是American Standard Code for lnformation Interchange(美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼)。 二、填空題 1第二代計(jì)算機(jī)是用_作為電子器件的。參考答案:晶體管解析: 請(qǐng)參見第11節(jié)的練習(xí)精解。 2將原碼表示的帶有符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)11001101轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)是_.參考答案:77解析: 在用原碼表示的帶有符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)11001101中,第一位是符號(hào)位”1”代表該數(shù)是負(fù)數(shù)。后7位是有效值,(1001101)2=(77)l0,加上符號(hào),該題的答案應(yīng)為-77。 3二進(jìn)制數(shù)
40、111011111轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)是_。參考答案:77C解析: 4在一個(gè)非零的無符號(hào)二進(jìn)制整數(shù)的右邊增添兩個(gè)0,形成一個(gè)新的無符號(hào)二進(jìn)制整數(shù),新得到的數(shù)是原數(shù)的_倍。參考答案:4解析: 因?yàn)槎M(jìn)制的基數(shù)是2,是逢二進(jìn)一的。所以,在一個(gè)非零的無符號(hào)二進(jìn)制整數(shù)的后邊添加一個(gè)0,其值是原值的2倍,如二進(jìn)制數(shù)10是1的2倍。如果再加一個(gè)0,其值又是前一個(gè)數(shù)的2倍,所以加兩個(gè)0后的數(shù)是原來的數(shù)的4倍。 5漢字“大”的國(guó)標(biāo)碼是3473H,則它的機(jī)器內(nèi)碼是_.參考答案:B4F3解析: “大”的國(guó)標(biāo)碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)是:漢字的機(jī)內(nèi)碼也是用兩個(gè)字節(jié)表示的,它的表示方法是在國(guó)標(biāo)碼兩個(gè)字節(jié)的最高位置“1”。“大”的國(guó)
41、標(biāo)碼:00110100 01110011“大”的機(jī)內(nèi)碼:10110100 11110011將“大”的機(jī)內(nèi)碼轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)是:自 測(cè) 題一、選擇題1電子管計(jì)算機(jī)采用電子管器件構(gòu)成,主要用于_。 A)科學(xué)計(jì)算 B)輔助管理 C)過程控制 D)輔助教學(xué)2第四代電子計(jì)算機(jī)使用的邏輯器件是_。 A)晶體管 B)電子管 C)中、小規(guī)模集成電路 D)大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路3計(jì)算機(jī)按分類,可以分為通用計(jì)算機(jī)和專用計(jì)算機(jī)。 A)構(gòu)造 B)用途 C)性能 d)規(guī)模4十進(jìn)制數(shù)36.625的二進(jìn)制數(shù)為_. A)00100100.1010 B)00100100.0101 C)01000100.1010 D)00110100.10105二進(jìn)制數(shù)00111001.0101的十進(jìn)制數(shù)為_. A)58.3125 B)58.625 C)57.31
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