微型計(jì)算機(jī) 基礎(chǔ)與應(yīng)用 第一章

微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)與應(yīng)用第一章第一頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日本章要求：2023/3/22基本知識(shí)點(diǎn)了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展、特點(diǎn)及用途掌握計(jì)算機(jī)中使用的數(shù)制及數(shù)制間的轉(zhuǎn)換弄清計(jì)算機(jī)的主要組成部件及其功能重點(diǎn)及難點(diǎn)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的表示形式數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換第二頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日1-1

電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用什么是計(jì)算機(jī)2023/3/23計(jì)算機(jī)是一種能按照事先存儲(chǔ)的程序，自動(dòng)、高速進(jìn)行大量數(shù)值計(jì)算和各種信息處理的現(xiàn)代化智能電子裝置。計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展是人類生產(chǎn)力的一場(chǎng)革命。第三頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日約翰·阿塔納索夫提出了計(jì)算機(jī)的三條原則：1）以二進(jìn)制的邏輯基礎(chǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字運(yùn)算，以保證精度；2）利用電子技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制、邏輯運(yùn)算和算術(shù)運(yùn)算，以保證計(jì)算速度；3）采用把計(jì)算功能和二進(jìn)制數(shù)更新存儲(chǔ)功能相分離的結(jié)構(gòu)。

奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)發(fā)展的重要人物和思想第四頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D靈與圖靈機(jī)為紀(jì)念圖靈對(duì)計(jì)算機(jī)的貢獻(xiàn)，美國(guó)計(jì)算機(jī)博物館于1966年設(shè)立了“圖靈獎(jiǎng)”計(jì)算機(jī)是使用相應(yīng)的程序來(lái)完成任何設(shè)定好的任務(wù)。圖靈機(jī)是一種思想模型，它由三部分組成：一個(gè)控制器，一條可以無(wú)限延伸的帶子和一個(gè)在帶子上左右移動(dòng)的讀寫頭。第五頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日J(rèn)ohnvonNeumann馮諾依曼1949EDSAC馮·諾依曼計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)程序工作原理計(jì)算機(jī)的兩個(gè)基本能力：一是能夠存儲(chǔ)程序，二是能夠自動(dòng)地執(zhí)行程序。計(jì)算機(jī)是利用“存儲(chǔ)器”（內(nèi)存）來(lái)存放所要執(zhí)行的程序的，而稱之為CPU的部件可以依次從存儲(chǔ)器中取出程序中的每一條指令，并加以分析和執(zhí)行，直至完成全部指令任務(wù)為止。第六頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日一、電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展第一代電子管計(jì)算機(jī)第二代晶體管計(jì)算機(jī)第三代中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)第四代大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)2023/3/27一、電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展1946年第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)問(wèn)世。人們常按制造計(jì)算機(jī)所用的主要元器件將計(jì)算機(jī)分為四代：體積龐大、速度低、成本高、可靠性差、內(nèi)存容量小體積大大減小、速度提高、可靠性和內(nèi)存容量有較大提高速度、可靠性和內(nèi)存容量都進(jìn)一步提高，外設(shè)種類繁多速度可靠性和內(nèi)存容量又有了很大提高第七頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)發(fā)展史簡(jiǎn)表時(shí)代年份器件軟件應(yīng)用一1946-1957電子管機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言科學(xué)計(jì)算二1958-1964晶體管高級(jí)語(yǔ)言數(shù)據(jù)處理工業(yè)控制三1965-1970中小規(guī)模集成電路操作系統(tǒng)、會(huì)話式語(yǔ)言社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域四1971年迄今大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路操作系統(tǒng)日益完善、軟件產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達(dá)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)2023/3/28根據(jù)電子計(jì)算機(jī)所采用的特理器件的發(fā)展，一般把電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展分成4個(gè)階段：第八頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日

第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)（ENIAC）5000次加法/秒體重28噸占地170m218800只電子管1500個(gè)繼電器功率150KW第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的研制與軍事目的有著密切關(guān)系。第九頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日1．第一代（1946年~1958年）：電子管階段2023/3/210電子管基本特征采用電子管作為計(jì)算機(jī)的邏輯元器件，每秒運(yùn)算速度僅為幾千次，內(nèi)存容量?jī)H數(shù)KB。其數(shù)據(jù)表示主要是定點(diǎn)數(shù)，使用機(jī)器語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言編寫程序。第一代電子計(jì)算機(jī)體積龐大，造價(jià)昂貴，用于軍事和科學(xué)研究工作。其代表機(jī)型有IBM650（小型機(jī)）、IBM709（大型機(jī)）。第十頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2．第二代（1959年~1964年）：晶體管階段2023/3/211晶體管基本特征是采用晶體管作為計(jì)算機(jī)的邏輯元器件，由于電子技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)算速度達(dá)每秒幾十萬(wàn)次，內(nèi)存容量增至幾十KB。與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)也有了較大發(fā)展，出現(xiàn)了FORTRAN、COBOL、ALGOL等高級(jí)語(yǔ)言。與第一代計(jì)算機(jī)相比，晶體管電子計(jì)算機(jī)體積小、成本低、功能強(qiáng)、可靠性大大提高。除了科學(xué)計(jì)算外，還用于數(shù)據(jù)處理和事務(wù)處理。其代表機(jī)型有IBM7094、CDC7600。

第十一頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日3．第三代（1965年~1970年）：集成電路階段2023/3/212集成電路基本特征是采用小規(guī)模集成電路作為計(jì)算機(jī)的邏輯元器件，隨著固體物理技術(shù)的發(fā)展，集成電路工藝己可以在幾平方毫米的單晶硅集成電路片上集成由十幾個(gè)甚至上百個(gè)電子元器件組成的邏輯電路。它的運(yùn)算速度每秒可達(dá)幾十萬(wàn)次到幾百萬(wàn)次，體積越來(lái)越小，價(jià)格越來(lái)越低，軟件越來(lái)越完善，在監(jiān)控程序的基礎(chǔ)上發(fā)展形成了操作系統(tǒng)。其代表機(jī)型有IBM360。第十二頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日4．第四代（1971年~現(xiàn)在）：大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路階段2023/3/213超大規(guī)模集成電路基本特征是采用大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路作為計(jì)算機(jī)的邏輯元器件，20世紀(jì)70年代以來(lái)，集成電路制作工藝取得了迅猛的發(fā)展，在硅半導(dǎo)體上可集成更多的電子元器件，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器代替了磁芯存儲(chǔ)器，目前，計(jì)算機(jī)的速度最高可以達(dá)到每秒幾百萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算。操作系統(tǒng)不斷完善，高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言功能更加完善，人們的生活與計(jì)算機(jī)應(yīng)用息息相關(guān)。第十三頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/214420,000,0002,300晶體管數(shù)目4004奔騰410微米芯片第十四頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/215晶體管數(shù)單位時(shí)間執(zhí)行的指令數(shù)百萬(wàn)條/每秒每18個(gè)月芯片能力增長(zhǎng)一倍。第十五頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)（1）運(yùn)算速度快（2）運(yùn)算精確度高（3）具有“記憶”和邏輯判斷能力（4）通用性強(qiáng)（5）高度自動(dòng)化另外，還具有可靠性強(qiáng)、可聯(lián)網(wǎng)等特點(diǎn)2023/3/216第十六頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日二、計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向2023/3/217未來(lái)的計(jì)算機(jī)以超大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)，向巨型化（不是體積大，而是速度高、容量大、功能強(qiáng)）微型化（體積縮小、重量減輕）網(wǎng)絡(luò)化（分散的計(jì)算機(jī)聯(lián)成網(wǎng)）智能化（計(jì)算機(jī)將具有一定的“思維能力”）方向發(fā)展。第十七頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)發(fā)展——巨型化2023/3/218CRAY-Ⅱ運(yùn)算速度可達(dá)每秒幾百億次運(yùn)算的超級(jí)計(jì)算機(jī)1975年世界上第一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)“Cray-I”超級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用：天氣預(yù)報(bào)、地震機(jī)理研究、石油和地質(zhì)勘探，衛(wèi)星圖像處理等大量科學(xué)計(jì)算的高科技領(lǐng)域。中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)：國(guó)防科技大學(xué)研制的“銀河1號(hào)”、“銀河2號(hào)”和“銀河3號(hào)”國(guó)家職能計(jì)算機(jī)中心推出的“曙光1000”、“曙光200I”和“曙光3000”銀河Ⅱ第十八頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/219社會(huì)在不斷發(fā)展，人類對(duì)自然世界的認(rèn)識(shí)活動(dòng)也越來(lái)越多，很多情況要求計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)量的運(yùn)算，如，數(shù)學(xué)命題的證明、行星軌跡的計(jì)算以及航天飛機(jī)、宇宙飛船的設(shè)計(jì)等等。這些應(yīng)用對(duì)計(jì)算機(jī)速度的要求也越來(lái)越高?！熬扌突痹谶@里并不是通常意義上的大小，主要是指機(jī)器的性能——運(yùn)算速度等。計(jì)算機(jī)發(fā)展——巨型化第十九頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)發(fā)展——微型化2023/3/220Altair8800計(jì)算機(jī)不再是單一的計(jì)算機(jī)器，而是一種信息機(jī)器，一種個(gè)人的信息機(jī)器。第二十頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)發(fā)展——微型化2023/3/221一方面，隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用日益廣泛，在一些特定場(chǎng)合，需要很小的計(jì)算機(jī)(如航天飛機(jī)，由于燃料的關(guān)系，設(shè)計(jì)原則是為了減少每一克而奮斗)，所以計(jì)算機(jī)的重量、體積都變得越來(lái)越小，但功能并不減少。另一方面，隨著計(jì)算機(jī)在世界上日益普及，個(gè)人電腦正逐步由辦公設(shè)備變?yōu)殡娮酉M(fèi)品。人們要求電腦除了要保留原有的性能之外，還要有時(shí)尚的外觀、輕便小巧、便于操作等特點(diǎn)，如平板電腦、手持電腦等。今后個(gè)人電腦在電腦中所占的比重將會(huì)越來(lái)越大，使用也將會(huì)越來(lái)越方便。第二十一頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)發(fā)展——網(wǎng)絡(luò)化2023/3/222計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展動(dòng)力：使用遠(yuǎn)程資源，共享程序、數(shù)據(jù)和信息資源，網(wǎng)絡(luò)用戶的通訊和合作。第二十二頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)發(fā)展——網(wǎng)絡(luò)化2023/3/223因特網(wǎng)的建立正在改變我們的世界，改變我們的生活。網(wǎng)絡(luò)具有虛擬和真實(shí)兩種特性，網(wǎng)上聊天和網(wǎng)絡(luò)游戲等具有虛擬特性，而網(wǎng)絡(luò)通信、電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)資源共享則具有真實(shí)的特性。我們可以通過(guò)因特網(wǎng)購(gòu)買生活必需品，交納各種費(fèi)用、教學(xué)、管理個(gè)人賬務(wù)等等。第二十三頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)發(fā)展——智能化2023/3/224“總有一天，人類會(huì)造出一些舉止跟人一樣的‘沒(méi)有靈魂的機(jī)械’來(lái)”。

——笛卡爾（1637）人類第一個(gè)“工業(yè)機(jī)器人”：

一頭在紡織機(jī)上挑紗的“驢”（1742年）第一代機(jī)器人

機(jī)械手（1962年出現(xiàn)）第二代機(jī)器人

具有“感覺(jué)”的機(jī)器人第三代機(jī)器人

裝有啟發(fā)式計(jì)算機(jī)的“智能機(jī)器人”DeepblueGarryKasparov第二十四頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)發(fā)展——智能化2023/3/225今后，計(jì)算機(jī)在我們的生活中扮演的角色將會(huì)更加重要。計(jì)算機(jī)應(yīng)用將具有更多的智能特性，能夠幫助用戶解決一些自己不熟悉或不愿意做的事。如，智能家電、烹調(diào)等。第二十五頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日三、電子計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用2023/3/226科學(xué)計(jì)算（數(shù)值計(jì)算）如：天文、地質(zhì)、氣象、航天等涉及的大量計(jì)算數(shù)據(jù)處理（信息處理）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分類、排序、存儲(chǔ)、計(jì)算等操作自動(dòng)控制無(wú)人駕駛飛機(jī)的控制計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和輔助教學(xué)（CAI）人工智能（AI）方面的研究和應(yīng)用專家系統(tǒng)(Expertsystem）機(jī)器人(Robert)多媒體（Multimedia）技術(shù)應(yīng)用第二十六頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/227科學(xué)計(jì)算：解決科學(xué)技術(shù)和工程設(shè)計(jì)中存在的大量的數(shù)學(xué)計(jì)算問(wèn)題。例如，求解上千階的微分方程組、幾百個(gè)方程的線性方程組、大型矩陣運(yùn)算等.數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理泛指任何形式的計(jì)算機(jī)管理和操縱數(shù)據(jù)的過(guò)程，例如，企業(yè)管理、庫(kù)存管理、帳目計(jì)算、信息情報(bào)檢索等。實(shí)時(shí)控制：計(jì)算機(jī)的速度不斷提高，計(jì)算機(jī)的指令周期已降到幾ns級(jí)，使得許多生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)控制成為可能。例如，化工生產(chǎn)過(guò)程中的壓力、流量、溫度等參數(shù)的控制。

第二十七頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/2284.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造：CAD/CAM系統(tǒng)已發(fā)展成為更高級(jí)的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)。5.人工智能：是探索和模擬人的感覺(jué)和思維過(guò)程的科學(xué)，它是在控制論、計(jì)算機(jī)科學(xué)、仿生學(xué)、生理學(xué)等基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新興邊緣學(xué)科。6.通信和文字處理：包括文字信息的產(chǎn)生、修改、編輯、復(fù)制、保存、檢索、傳輸?shù)?，通信和文字處理是?shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化、電子郵件、計(jì)算機(jī)會(huì)議和計(jì)算機(jī)出版等新技術(shù)的必由之路。7.多媒體技術(shù)：圖形、聲音、靜態(tài)圖像、動(dòng)畫、動(dòng)態(tài)圖像等多媒體技術(shù)。第二十八頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/2298.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息高速公路：把分布在不同地域的獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用通信設(shè)施連接起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享。網(wǎng)絡(luò)從地域范圍大小上分為局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。9.教育：包括計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、知識(shí)信息系統(tǒng)、自然語(yǔ)言處理等。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)生動(dòng)、形象、易于理解，是提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段之一。10.軍事：包括軍隊(duì)自動(dòng)化指揮系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)作戰(zhàn)模擬、軍事信息處理武器的自動(dòng)控制、精確制導(dǎo)武器、軍用機(jī)器人、數(shù)字化部隊(duì)、后勤保障等。

第二十九頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)的分類2023/3/230數(shù)字計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算機(jī)數(shù)?；旌嫌?jì)算機(jī)按處理對(duì)象按使用范圍通用計(jì)算機(jī)專用計(jì)算機(jī)按規(guī)?！扌陀?jì)算機(jī)大/中型計(jì)算機(jī)小型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)工作站或服務(wù)器第三十頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日1-2

微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及工作原理2023/3/231微機(jī)系統(tǒng)包括：硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。

硬件：指構(gòu)成計(jì)算機(jī)的物理設(shè)備，即具有輸入、存儲(chǔ)、計(jì)算、控制和輸出功能的實(shí)體部分。軟件：指系統(tǒng)中的程序以及開發(fā)、使用和維護(hù)程序所需的所有文檔的集合。一、微機(jī)系統(tǒng)的組成第三十一頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日一、微機(jī)系統(tǒng)的組成2023/3/232第三十二頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/233計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

第三十三頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日二、微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2023/3/2341.運(yùn)算器ALU(Arithmetic-LogicUnit)

運(yùn)算器又叫算術(shù)邏輯部件，是計(jì)算機(jī)執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的部件。操作時(shí)，運(yùn)算器的操作和操作種類由控制器決定，處理的數(shù)據(jù)來(lái)自存儲(chǔ)器，處理的結(jié)果通常送回存儲(chǔ)器，或暫時(shí)存放在內(nèi)部寄存器中。2.控制器(ControlUnit)

控制器是整個(gè)計(jì)算機(jī)的指揮中心，它從主存中按規(guī)定順序取出程序中的一條指令，對(duì)其進(jìn)行分析，然后根據(jù)指令的要求向有關(guān)部件發(fā)出各種時(shí)序控制信號(hào)，控制它們執(zhí)行這條指令所規(guī)定的功能。運(yùn)算器與控制器合在一起被稱為中央處理器，即CPU(CentralProcessingUnit)，它是計(jì)算機(jī)的核心，控制整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作第三十四頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/235CPU的性能指標(biāo)?

CPU主頻：CPU內(nèi)核電路的實(shí)際工作頻率；CPU外頻：CPU總線頻率?CPU字長(zhǎng)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)一次處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。?前端總線（FSB—FrontSystemBus）指的是CPU和北橋芯片間數(shù)據(jù)傳輸?shù)目偩€。?倍頻系數(shù)：CPU內(nèi)部的時(shí)鐘信號(hào)是由外部輸入的，在CPU內(nèi)部采用了時(shí)鐘倍頻技術(shù)。按一定比例提高輸入時(shí)鐘信號(hào)的頻率，這個(gè)提高時(shí)鐘頻率的比例稱為倍頻系數(shù)。主頻=外頻×倍頻

?L1/L2高速緩存：L1是第一層高速緩存。L2是CPU性能表現(xiàn)的關(guān)鍵之一。CPU的類型如課本第6頁(yè)圖中所示。第三十五頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/236主板第三十六頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/237插好CPU、內(nèi)存和顯卡的主板第三十七頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/238從機(jī)箱背面看主板接口第三十八頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/2393.存儲(chǔ)器(Memory)

存儲(chǔ)器是用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)的部件，它是一個(gè)記憶裝置，能根據(jù)地址存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或指令，也能根據(jù)地址提供有關(guān)的指令或數(shù)據(jù)，是計(jì)算機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)“存儲(chǔ)程序控制”的基礎(chǔ)。

存儲(chǔ)器可分為主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)器兩大類主存儲(chǔ)器(MainMemory)簡(jiǎn)稱主存，也叫內(nèi)存輔助存儲(chǔ)器(AuxiliaryMemory)簡(jiǎn)稱輔存，也叫外存第三十九頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/240（1）內(nèi)部存儲(chǔ)器（1）隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RandomAccessMemory，簡(jiǎn)稱RAM)RAM通常指計(jì)算機(jī)主存，使用動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，制作成內(nèi)存條形式出現(xiàn)。CPU對(duì)它們既可讀出又可寫入數(shù)據(jù)。（2）只讀存儲(chǔ)器(ReadonlyMemory，簡(jiǎn)稱ROM)CPU對(duì)它們只取不存，其信息用戶無(wú)法修改。斷電時(shí)信息不會(huì)丟失。ROM中一般存放計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理程序。（3）高速緩沖存儲(chǔ)器Cache是介于CPU和內(nèi)存之間的一種可高速存取信息的芯片，用于解決它們之間的速度沖突問(wèn)題。性能指標(biāo)：存儲(chǔ)容量和工作速度。CPUCacheRAM第四十頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日（2）外部存儲(chǔ)器2023/3/2411）軟盤用表面涂有磁性材料柔軟的聚酯材料制成讀寫軟盤時(shí)，磁頭直接接觸盤面。常用軟盤容量為1.44MB新型磁盤具有100MB~250MB容量軟盤曾經(jīng)是必備的外部存儲(chǔ)設(shè)備，但目前已基本淘汰。第四十一頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/2422）硬盤硬盤片是由涂有磁性材料的硬質(zhì)合金構(gòu)成。讀寫硬盤時(shí)，磁性圓盤高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的托力使磁頭懸浮在盤面上而不接觸盤面硬盤容量視具體類型而定。影響硬盤容量的因素主要有：磁道、扇區(qū)、盤片、磁頭、柱面。對(duì)照課本第11~12頁(yè)，這里是硬盤的內(nèi)部構(gòu)造圖示。工作原理：電磁感應(yīng)第四十二頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/243固態(tài)硬盤：是由控制單元和存儲(chǔ)單元（FLASH芯片）SolidStateDisk、IDEFLASHDISK組成，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列而制成的硬盤。低功耗、傳輸速度快等特性使得其深受用戶的青睞；但是價(jià)格高昂、容量偏低的問(wèn)題也是阻礙其市場(chǎng)推廣流行所在。與傳統(tǒng)硬盤優(yōu)缺點(diǎn)大致對(duì)比：項(xiàng)目固態(tài)硬盤傳統(tǒng)硬盤容量較小大價(jià)格高低隨機(jī)存取極快一般寫入次數(shù)SLC：10萬(wàn)次

MLC：1萬(wàn)次無(wú)限制盤內(nèi)陣列可極難工作噪音無(wú)有工作溫度極低較明顯防震很好較差數(shù)據(jù)恢復(fù)難可以重量輕重第四十三頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/244

磁光技術(shù)移動(dòng)存儲(chǔ)產(chǎn)品磁盤技術(shù)與光技術(shù)結(jié)合

Flash存儲(chǔ)設(shè)備閃存芯片為存儲(chǔ)介質(zhì)采用USB的接口可擦寫100萬(wàn)次以上

3）移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備第四十四頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/245衡量光盤驅(qū)動(dòng)器傳輸數(shù)據(jù)速率的指標(biāo)叫做倍速，一倍速率=150KB/秒常用：只讀型光盤CD-ROM后繼產(chǎn)品DVD-ROM，DVD-ROM一倍速率是1.3MB/秒能夠刻錄光盤的驅(qū)動(dòng)器，外形沒(méi)有什么差別，稱為刻錄機(jī)。能刻錄新數(shù)據(jù)的盤片，

分CD-R和CD-RW。還有DVD-R，DVD-RW刻錄盤片要有三個(gè)條件：刻錄機(jī)，刻錄盤，和刻錄軟件。4）光盤及光盤驅(qū)動(dòng)器第四十五頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日4.輸入設(shè)備2023/3/246（1）鍵盤。是主要的輸入設(shè)備。標(biāo)準(zhǔn)鍵盤由101個(gè)鍵組成，是當(dāng)前我國(guó)使用最多的鍵盤。第四十六頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日（2）鼠標(biāo)2023/3/247是控制顯示器上光標(biāo)移動(dòng)位置并向主機(jī)輸入用戶所選中的某個(gè)操作命令或?qū)ο蟮囊环N輸入設(shè)備。包括機(jī)械式鼠標(biāo)器和光電式鼠標(biāo)器。第四十七頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日（3）其他輸入設(shè)備2023/3/248第四十八頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日5.輸出設(shè)備2023/3/249（1）顯示器CRT（陰極射線管）的功能是將計(jì)算機(jī)中的信息轉(zhuǎn)換成各種直觀的字符和圖象，并在屏幕上顯示出來(lái)。顯示器屏幕上用光點(diǎn)來(lái)構(gòu)成輸出內(nèi)容。像素越多，分辨率越高。像素的深淺程度稱為灰度（允許有256級(jí)灰度）。彩色有紅綠藍(lán)三色組合而成，因此每個(gè)像素用24位表示時(shí)；真彩可以有224種不同的顏色。分辨率、彩色數(shù)及屏幕尺寸是衡量顯示器性能的主要指標(biāo)。液晶顯示器(LCD)的工作原理與CRT不同。液晶是一種介于固態(tài)和液態(tài)之間的物質(zhì)，是具有規(guī)則性分子排列的有機(jī)化合物，加熱會(huì)呈現(xiàn)透明狀的液體狀態(tài)，冷卻則會(huì)出現(xiàn)結(jié)晶顆粒的混濁固體狀態(tài)，具有液體與晶體的特性，故稱之為“液晶”。第四十九頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/250（1）顯示適配器又稱為顯卡。顯示卡和顯示器構(gòu)成了微機(jī)的顯示系統(tǒng)，顯示系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)與人交換信息的窗口，顯示信息的質(zhì)量與顯示器、顯示卡的性能直接相關(guān)，顯示卡的類型、性能是決定顯示質(zhì)量的第一關(guān)鍵。顯示卡上主要部件有：顯示芯片（GPU）、RAMDAC、顯示內(nèi)存、顯卡BIOS、VGA插座、特性連接器等。顯示芯片負(fù)責(zé)圖形數(shù)據(jù)的處理，是顯示卡的核心部件。RAMDAC的作用是將顯存中的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為能夠用于顯示的模擬信號(hào)。顯存也是用于存放數(shù)據(jù)的、只不過(guò)它存放的是顯示芯片處理后的數(shù)據(jù)，在屏幕上看到的圖像數(shù)據(jù)都存放在顯示內(nèi)存中。顯示卡要達(dá)到的分辨率越高，屏幕上顯示的像素點(diǎn)就越多，所需的顯示內(nèi)存也就越多。第五十頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日（3）打印機(jī)2023/3/251主要分為針式、激光、噴墨三種。針式打印機(jī)又稱點(diǎn)陣打印機(jī)，屬于擊打式打印機(jī)。

特點(diǎn)：價(jià)格便宜，速度慢，噪音大。噴墨打印機(jī)：噪聲低、速度快、打印效果較好。激光打印機(jī)：速度快、無(wú)噪聲、分辨率高但價(jià)格稍高。第五十一頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日

電源向主板、軟盤驅(qū)動(dòng)器、硬盤驅(qū)動(dòng)器或光盤驅(qū)動(dòng)器等提供電源(位于機(jī)箱內(nèi))2023/3/252直流穩(wěn)壓電源不間斷電源用于交流穩(wěn)壓及停電保護(hù)(如：UPS)第五十二頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)工作原理2023/3/2531．計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制形式來(lái)表示數(shù)據(jù)和指令

數(shù)據(jù)：以器件的兩種物理狀態(tài)，如晶體管的“通”和“斷”等來(lái)表示，這種器件只能表示二進(jìn)制代碼。因此，計(jì)算機(jī)處理的所有數(shù)據(jù)都要轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼。指令：計(jì)算機(jī)中另一種重要信息，

計(jì)算機(jī)的所有動(dòng)作都按一條條指令的規(guī)定來(lái)進(jìn)行。

指令也用二進(jìn)制代碼表示

操作碼：指出操作的性質(zhì)

操作數(shù)：操作的對(duì)象10000110

001101

AddR1R5

操作碼操作數(shù)第五十三頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)工作原理2023/3/2542．存儲(chǔ)程序是計(jì)算機(jī)自動(dòng)工作的基礎(chǔ)在計(jì)算機(jī)上算題前，先把解題方法分解成一個(gè)個(gè)步驟，都用計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行的指令表示出來(lái)，這些指令就構(gòu)成了解題程序。把程序通過(guò)輸入設(shè)備送入計(jì)算機(jī)，以二進(jìn)制代碼形式存入存儲(chǔ)器。“啟動(dòng)”程序，計(jì)算機(jī)就逐個(gè)分析執(zhí)行程序中一條條指令，從而一步一步地自動(dòng)算完題目。第五十四頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/255I/O設(shè)備內(nèi)存儲(chǔ)器運(yùn)算器控制器指令存取命令運(yùn)算命令輸入/輸出命令計(jì)算機(jī)工作原理原始數(shù)據(jù)命令/程序取數(shù)讀結(jié)果存數(shù)寫數(shù)據(jù)線：控制線：3．計(jì)算機(jī)由五大部件組成第五十五頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日運(yùn)算器：數(shù)據(jù)的算術(shù)、邏輯運(yùn)算，比較、移位等操作。存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)：運(yùn)算之前接受輸入設(shè)備送來(lái)的信息。運(yùn)算過(guò)程中為其它部件提供信息。保存中間結(jié)果和最終結(jié)果?？刂破鳎河?jì)算機(jī)的控制中心，實(shí)現(xiàn)“程序控制”的主要部件。它從存儲(chǔ)器中逐條取指令，分析指令規(guī)定的操作、所需數(shù)據(jù)等，再按分析結(jié)果向各部分發(fā)控制信號(hào)，統(tǒng)一指揮計(jì)算機(jī)完成操作。輸入設(shè)備：將數(shù)字、文字、圖像等轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能識(shí)別的二進(jìn)制編碼，并輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)起來(lái)，以便加工處理。常用的有鍵盤、鼠標(biāo)器、掃描儀等。輸出設(shè)備：將計(jì)算機(jī)內(nèi)數(shù)字形式的編碼轉(zhuǎn)換成人或其它設(shè)備所能接收和識(shí)別的信息形式。常用的有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。第五十六頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/257程序從存儲(chǔ)器取一條指令分析指令？執(zhí)行指令結(jié)束程序的執(zhí)行過(guò)程N(yùn)Y第五十七頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/258計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)

外圍設(shè)備的配置指令系統(tǒng)的功能系統(tǒng)軟件的配置情況診斷能力與容錯(cuò)能力……內(nèi)存容量字長(zhǎng)主頻其它運(yùn)算速度第五十八頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/259…服務(wù)程序語(yǔ)言處理程序操作系統(tǒng)用戶程序應(yīng)用軟件包工具軟件…系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件1.4.3計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)第五十九頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日三、

微型計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)2023/3/260微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩類。。系統(tǒng)軟件：管理、控制和維護(hù)計(jì)算機(jī)及其外設(shè)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，提供用戶與計(jì)算機(jī)界面等的軟件。一般包括操作系統(tǒng)、語(yǔ)言編譯程序、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。應(yīng)用軟件是指計(jì)算機(jī)用戶為某一特定應(yīng)用而開發(fā)的軟件。例如文字處理軟件、表格處理軟件、繪圖軟件、財(cái)務(wù)軟件、過(guò)程控制軟件等。第六十頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/261硬件操作系統(tǒng)軟件用戶程序或文檔計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)第六十一頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/262用戶與硬件/軟件之間的關(guān)系計(jì)算機(jī)硬件

用戶

應(yīng)用軟件

系統(tǒng)軟件

第六十二頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日操作系統(tǒng)2023/3/263操作系統(tǒng)是最基本，最重要的系統(tǒng)軟件。它負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的全部軟件資源和硬件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)各部分協(xié)調(diào)工作，為用戶提供操作和編程界面。

功能：處理機(jī)管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理、文件管理、作業(yè)管理。分類：?jiǎn)斡脩舨僮飨到y(tǒng)、批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)。第六十三頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日操作系統(tǒng)基礎(chǔ)

操作系統(tǒng)的定義

操作系統(tǒng)的功能

操作系統(tǒng)用戶界面2023/3/264WindowsDOSUNIX第六十四頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/265什么是操作系統(tǒng)？用來(lái)控制和管理系統(tǒng)資源、方便用戶使用計(jì)算機(jī)的程序的集合，是人－機(jī)交互的接口。操作系統(tǒng)基礎(chǔ)WordWindowsKV300第六十五頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/266操作系統(tǒng)的功能

CPU的控制與管理內(nèi)存的分配與管理外部設(shè)備的控制與管理文件管理作業(yè)管理和控制操作系統(tǒng)基礎(chǔ)第六十六頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/267操作系統(tǒng)用戶界面DOSNetWareUNIXWindows窗口圖形界面命令行界面

操作系統(tǒng)基礎(chǔ)第六十七頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日語(yǔ)言編譯程序2023/3/268計(jì)算機(jī)語(yǔ)言（程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言）：人和計(jì)算機(jī)交流信息使用的語(yǔ)言。分類：機(jī)器語(yǔ)言是一種用二進(jìn)制代碼“0”和“1”形式表示的，能被計(jì)算機(jī)直接識(shí)別和執(zhí)行。匯編語(yǔ)言是一種用助記符表示的面向機(jī)器的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。機(jī)器不能直接識(shí)別和執(zhí)行，必須由“匯編程序”

(或匯編系統(tǒng))翻譯成機(jī)器語(yǔ)言程序才能運(yùn)行。高級(jí)語(yǔ)言是一種比較接近自然語(yǔ)言和數(shù)學(xué)表達(dá)式的一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。計(jì)算機(jī)不能識(shí)別和執(zhí)行，要把用高級(jí)語(yǔ)言編寫的源程序翻譯成機(jī)器指令，通常有編譯和解釋兩種方式。

第六十八頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

2023/3/269數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、共享和處理的工具。

應(yīng)用范圍：檔案管理、財(cái)務(wù)管理、圖書資料管理、倉(cāng)庫(kù)管理、人事管理等數(shù)據(jù)處理。

目前，微機(jī)系統(tǒng)常用的單機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)有：DBASE、FoxBase、VisualFoxPro等，適合于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的大型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)Sybase、Oracle、DB2、SQLServer等。

第六十九頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日聯(lián)網(wǎng)及通信軟件2023/3/270網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，出現(xiàn)了許多專門用于聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)管理的系統(tǒng)軟件。例如局域網(wǎng)操作系統(tǒng)NovellNetWare、MicrosoftWindowsNT；通信軟件有Internet瀏覽器軟件，如Netscape公司的Navigator、Microsoft公司的IE等。

第七十頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日應(yīng)用軟件2023/3/271文字處理軟件主要用于用戶對(duì)輸入到計(jì)算機(jī)的文字進(jìn)行編輯并能將輸入的文字以多種字形、字體及格式打印出來(lái)。目前常用的文字處理軟件有MicrosoftWord、WPS2000等。表格處理軟件是根據(jù)用戶的要求處理各式各樣的表格并存盤打印出來(lái)。目前常用的表格處理軟件有MicrosoftExcel等。實(shí)時(shí)控制軟件用于生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制計(jì)算機(jī)。

第七十一頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日應(yīng)用軟件：應(yīng)用軟件：為解決具體問(wèn)題編制的軟件，如會(huì)計(jì)記帳軟件等。應(yīng)用軟件常由廠商提供。文字處理軟件：輸入、存儲(chǔ)、修改、編輯、打印文字資料。常用的有Word，WPS等。第七十二頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日信息管理軟件：輸入、存儲(chǔ)、修改、檢索信息，如工資管理軟件等?？啥鄠€(gè)聯(lián)接構(gòu)成MIS系統(tǒng)。第七十三頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日CAD軟件：高效地繪制、修改工程圖紙，進(jìn)行常規(guī)的設(shè)計(jì)計(jì)算，幫助用戶尋求較優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。常用的有AutoCAD等。第七十四頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)時(shí)控制軟件：隨時(shí)收集生產(chǎn)裝置、飛行器等的運(yùn)行狀態(tài)信息，實(shí)施自動(dòng)或半自動(dòng)控制。第七十五頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日1-3

計(jì)算機(jī)中信息表示及計(jì)量單位2023/3/276一、計(jì)算機(jī)中信息的計(jì)量單位字節(jié)：Byte，計(jì)算機(jī)中作為一個(gè)單位處理的一系列相鄰單元，一個(gè)字節(jié)是8位

位：bit，

表示和存儲(chǔ)信息的最小計(jì)量單位。通常用小寫字母b表示。1byte(B)=8bits(b)字節(jié)=8個(gè)二進(jìn)制位

1KB=210bytes=1,024bytes千字節(jié)

1MB=210KB=220bytes=1,048,576bytes兆字節(jié)

1GB=210MB=230bytes=1,073,741,824bytes千兆字節(jié)

1TB=210GB=240bytes=1,099,511,627,776bytes吉字節(jié)

(后面還有更大的單位PB，EB，ZB，YB，BB，但是……)第七十六頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日二、數(shù)制（計(jì)數(shù)制）2023/3/277數(shù)制：指用一組固定的符號(hào)和統(tǒng)一的規(guī)則來(lái)表示數(shù)值的方法。計(jì)算機(jī)為什么采用二進(jìn)制？ 1.二進(jìn)制只需用兩種狀態(tài)表示數(shù)字,

容易實(shí)現(xiàn)

計(jì)算機(jī)是由電子元、器件構(gòu)成的,

二進(jìn)制在電氣、電子元器件中最易實(shí)現(xiàn)．它只有兩個(gè)數(shù)字,

用兩種穩(wěn)定的物理狀態(tài)即可表達(dá),

而且穩(wěn)定可靠．比如磁化與未磁化,

晶體管的載止與導(dǎo)通（表現(xiàn)為電平的高與低）等．而若采用十進(jìn)制,

則需用十種穩(wěn)定的物理狀態(tài)分別表示十個(gè)數(shù)字,

不易找到具有這種性能的元器件．即使有,

其運(yùn)算與控制的實(shí)現(xiàn)也極復(fù)雜。

2.二進(jìn)制的運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單

加法是最基本的運(yùn)算．乘法是連加,

減法是加法的逆運(yùn)算（利用補(bǔ)碼原理,

還可以轉(zhuǎn)化為加法運(yùn)算,

類似鐘表?yè)茚槙r(shí)的計(jì)算）,

除法是乘法的逆運(yùn)算．其余任何復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算也都可以分解為基本算術(shù)運(yùn)算復(fù)合進(jìn)行．為提高運(yùn)算效率,

在計(jì)算機(jī)中除采用加法器外,

也直接使用乘法器．

眾所周知,

十進(jìn)制的加法和乘法運(yùn)算規(guī)則的口訣各有100條,

根據(jù)交換率去掉重復(fù)項(xiàng),

也各有55

條．用計(jì)算機(jī)的電路實(shí)現(xiàn)這么多運(yùn)算規(guī)則是很復(fù)雜的．第七十七頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日相比之下,

二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算規(guī)則非常簡(jiǎn)單,

加法、乘法各僅四條:

0+0=0 0×0=0

0+1=1 0×1＝0

1+0=1 1×0=0

1+1=1 0

1×1=1

根據(jù)交換率去掉重復(fù)項(xiàng),

實(shí)際各僅３

條．用計(jì)算機(jī)的脈沖數(shù)字電路是很容易實(shí)現(xiàn)的．

３.用二進(jìn)制容易實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算

計(jì)算機(jī)不僅需要算術(shù)運(yùn)算功能,

還應(yīng)具備邏輯運(yùn)算功能,

二進(jìn)制的0,

1分別可用來(lái)表示假（false）和真（true）,

用布爾代數(shù)的運(yùn)算法則很容易實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算．

4.二進(jìn)制的弱點(diǎn)可以克服

二進(jìn)制主要的弱點(diǎn)是表示同樣大小的數(shù)值時(shí),

其位數(shù)比十進(jìn)制或其它數(shù)制多得多,

難寫難記,

因而在日常生活和工作中是不便使用的．但這個(gè)弱點(diǎn)對(duì)計(jì)算機(jī)而言,

并不構(gòu)成困難．在計(jì)算機(jī)中每個(gè)存儲(chǔ)記憶元件（比如由晶體管組成的觸發(fā)器）可以代表一位數(shù)字,

＂記憶＂是它們本身的屬性,

不存在＂記不?。⒒颍⑼洠⒌膯?wèn)題．至於位數(shù)多,

只要多排列一些記憶元件就解決了,

鑒於集成電路芯片上元件的集成度極高,

在體積上不存在問(wèn)題．對(duì)於電子元、器件,

0

和1

兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換速度極快,

因而運(yùn)算速度是很高的．2023/3/278第七十八頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)：最多只有兩個(gè)不同的數(shù)字符號(hào)，即0和1。逢二進(jìn)一。

(基數(shù)為二，逢二進(jìn)一，借一為二。)二進(jìn)制優(yōu)點(diǎn)：0，1兩個(gè)狀態(tài)易物理實(shí)現(xiàn)；運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單。算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算容易溝通。2023/3/279第七十九頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日二進(jìn)制數(shù)與其它數(shù)制的對(duì)照表二進(jìn)制

十進(jìn)制

八進(jìn)制

十六進(jìn)制00000000001111001022200113330100444010155501106660111777100081081001911910101012A10111113B11001214C11011315D11101416E11111517F

2023/3/280第八十頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日進(jìn)位計(jì)數(shù)制的三要素：數(shù)位：數(shù)碼在一個(gè)數(shù)中所處的位置?；鶖?shù)：每個(gè)數(shù)位上所能使用的數(shù)碼的個(gè)數(shù)。位權(quán)：處在某一位上的“1”所表示的數(shù)值的大小。

（N進(jìn)制數(shù)中，整數(shù)部分第i位的位權(quán)為Ni-1,小數(shù)部

分第j位的位權(quán)為N-j。十進(jìn)制(13542.387)10＝1×104＋3×103＋5×102＋4×101＋2×100＋ 3×10-1＋8×10-2＋7×10-3二進(jìn)制(101.1)2＝1×22＋0×21＋1×20＋1×2-1＝(5.5)102023/3/281第八十一頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2.不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換2023/3/282第八十二頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日(1)非十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)2023/3/283例：(1999.8)10=1╳103+9╳102+9╳101+9╳100+8╳10-1“權(quán)”(1101.1)2=1╳23+1╳22+0╳21+1╳20+1╳2-1

=（8+4+0+1+0.5）10=（13.5）10規(guī)則：按“權(quán)”展開，求和。第八十三頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日(2)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進(jìn)制數(shù)2023/3/2841)十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進(jìn)制整數(shù)規(guī)則：除基取余，直到商為零為止，倒排。例：將十進(jìn)制數(shù)86轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制

2|86……0 2|43……12|21……1 2|10……02|5……1 2|2……02|1……10所以,(86)10=(1010110)2第八十四頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2)十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進(jìn)制小數(shù)規(guī)則：乘基取整，直到小數(shù)部分為零或給定的精度為止，順排。例：將十進(jìn)制數(shù)0.875轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)

0.875

╳2

1.750.75

╳2

1.50.5

╳2

1.0所以(0.875)10=(0.111)2

2023/3/285第八十五頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日(3)非十進(jìn)制之間互相轉(zhuǎn)換1)二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制方法——三合一法整數(shù)部分：自右向左，三個(gè)一組，不夠補(bǔ)零，每組對(duì)應(yīng)一個(gè)八進(jìn)制數(shù)碼。小數(shù)部分：自左向右，三個(gè)一組，不夠補(bǔ)零，每組對(duì)應(yīng)一個(gè)八進(jìn)制數(shù)碼。例如：將（10100101.10111）2轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)。（10100101.10111）2=(010

100

101.101

110)2

=（245.56）8

2023/3/286第八十六頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2)八進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制方法——一分為三法八進(jìn)制01234567

二進(jìn)制000001010011100101110111

例如：將（207.54）8轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制：

207.54010000111.101100

所以，（207.54）8=（010000111.101100）2=（10000111.1011）22023/3/287第八十七頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日3)二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制方法——四合一法整數(shù)部分：自右向左，四個(gè)一組，不夠補(bǔ)零，每組對(duì)應(yīng)一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)碼。小數(shù)部分：自左向右，四個(gè)一組，不夠補(bǔ)零，每組對(duì)應(yīng)一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)碼。例：

(11001111.01111)2

=(1100

1111.0111

1000)2

=(CF.78)162023/3/288第八十八頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日4)十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制方法——一分為四法十六進(jìn)制01234567二進(jìn)制00000001001000110100010101100111十六進(jìn)制89ABCDEF二進(jìn)制10001001101010111100110111101111例如（1E4.2A）16=（0001

1110

0100.0010

1010）2=（111100100.0010101）22023/3/289第八十九頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日二進(jìn)制數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示計(jì)算機(jī)中整數(shù)一般用定點(diǎn)數(shù)表示。

定點(diǎn)數(shù)指小數(shù)點(diǎn)在數(shù)中有固定的位置。整數(shù)(不帶符號(hào)的整數(shù))8位：0~255，16位：0~65535帶符號(hào)整數(shù)符號(hào)位（0：正；1：負(fù)）

最高位為符號(hào)位（原碼表示法）8位：-128~127，16位：-32768~+327672023/3/290第九十頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)數(shù)的表示2023/3/291

0100101011數(shù)符尾數(shù)階符階碼計(jì)算機(jī)中實(shí)數(shù)一般用浮點(diǎn)數(shù)表示。

浮點(diǎn)數(shù)指小數(shù)點(diǎn)在數(shù)中位置不固定。一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)由階碼（指數(shù)）和尾數(shù)兩部分組成。階碼：尾數(shù)中的小數(shù)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)向左或向右移動(dòng)的位數(shù)。尾數(shù)：表示數(shù)值的有效數(shù)字，其小數(shù)點(diǎn)約定在數(shù)符和尾數(shù)之間。

例：100.101=2+3×0.100101

第九十一頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日三、常見的信息編碼2023/3/292編碼：是采用少量的基本符號(hào)，選用一定的組合原則，以表示大量復(fù)雜多樣的信息的技術(shù)。計(jì)算機(jī)只認(rèn)識(shí)“0”和“1”，任何信息必須轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)后才能由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和傳輸。十進(jìn)制數(shù)的編碼與表示西文信息的編碼與表示中文信息的編碼與表示第九十二頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日BCD(二-十進(jìn)制編碼）2023/3/293BCD碼BCD(BinaryCodeDecimal)碼是用若干個(gè)二進(jìn)制表示一個(gè)十進(jìn)制數(shù)的編碼，BCD碼有多種編碼方法，常用的有8421碼。8421碼是將十進(jìn)制數(shù)碼0～9中的每個(gè)數(shù)分別用4位二進(jìn)制編碼表示，對(duì)于多位數(shù)，只須將它的每一位數(shù)字用8421碼直接列出即可。例如，十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成BCD碼如下：(1209.56)10

＝(0001001000001001.01010110)BCD第九十三頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日十進(jìn)制數(shù)的編碼與表示十進(jìn)制數(shù)8421碼十進(jìn)制數(shù)8421碼0000010000100001000111000100012001012000100103001113000100114010014000101005010115000101016011016000101107011117000101118100018000110009100119000110012023/3/294第九十四頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日1.西文信息的編碼與表示2023/3/295字符編碼(CharacterCode)就是用二進(jìn)制編碼來(lái)表示字母、數(shù)字以及專門的符號(hào)。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有兩種重要的字符編碼方式：ASCII和EBCDIC。EBCDIC(擴(kuò)展的二—十進(jìn)制交換碼)是西文字符的一種編碼。采用8位二進(jìn)制表示，共有256種不同的編碼，可表示256個(gè)字符。目前計(jì)算機(jī)中普遍采用的是ASCII(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)碼，即美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼。第九十五頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/296數(shù)字→二進(jìn)制數(shù)字符→二進(jìn)制編碼字符編碼：每個(gè)字符對(duì)應(yīng)一個(gè)整數(shù)值字符編碼標(biāo)準(zhǔn)：

ASCII碼：美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)規(guī)定：字節(jié)(８位)最高位為０,７位給出128個(gè)編碼。b7b6b5b4b3b2b1b000010101第九十六頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日西文信息的編碼與表示2023/3/297編碼字符或動(dòng)作對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)0111101=611000001A651100001a970001010換行100000111響鈴70001101回車13128種字符：95個(gè)可見字符，33個(gè)控制字符;制碼第九十七頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2.漢字字符集與編碼1981年，GB2312-80國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其中有6763個(gè)漢字和682個(gè)非漢字字符，其字符及編碼稱為國(guó)標(biāo)碼又叫國(guó)際交換碼。GB2312字符集的構(gòu)成：一級(jí)常用漢字3755個(gè)，按漢語(yǔ)拼音排列二級(jí)常用漢字3008個(gè)，按偏旁部首排列非漢字字符682個(gè)

漢字也是字符，是中文的基本組成單位。

漢字?jǐn)?shù)量大(目前漢字的總數(shù)已超過(guò)6萬(wàn)個(gè))、字形復(fù)雜、異體字多、同音字多。

漢字信息的處理相對(duì)較復(fù)雜，漢字信息的處理一般包括漢字的編碼、輸入、輸出、存儲(chǔ)、處理與傳輸。2023/3/298第九十八頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/299漢字字符集與編碼：1981年我國(guó)頒布了《信息交換用漢字編碼字符集——基本集》(GB2312-80)

。漢字的輸入：(1)數(shù)字編碼、(2)拼音編碼、(3)字形編碼漢字的機(jī)內(nèi)碼：是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部為存儲(chǔ)、處理和傳輸漢字而使用的代碼，簡(jiǎn)稱內(nèi)碼，是漢字在設(shè)備或信息處理系統(tǒng)內(nèi)部最基本的表達(dá)形式。

4、漢字的輸出：如要顯示或打印出來(lái)，必須把漢字的機(jī)內(nèi)碼轉(zhuǎn)換成人們可以閱讀的方塊字形式。

5、漢字信息處理的工作過(guò)程第九十九頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日漢字編碼（續(xù)）

輸入碼

數(shù)碼：由數(shù)字組成的編碼，代碼和漢字一一對(duì)應(yīng)，無(wú)重碼，但編碼規(guī)則較難記憶，如區(qū)位碼，電報(bào)碼。音碼：用漢字拼音字母組成的編碼，容易學(xué)，但重碼多，輸入速度不高，如拼音碼等。形碼：把漢字的基本構(gòu)件偏旁、部首和字根等分類，和不同的鍵相對(duì)應(yīng)，如五筆字型碼、表形碼、首尾碼等。音形碼：根據(jù)漢字的讀音并兼顧漢字字型而設(shè)計(jì)的編碼，如自然碼、聲韻部形碼、快速輸入碼等。2023/3/2100第一百頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日漢字編碼2023/3/2101

漢字國(guó)標(biāo)碼(GB2312－80)

每個(gè)漢字占兩個(gè)字節(jié)。 一級(jí)漢字：3755個(gè)；二級(jí)漢字：3008個(gè)。 漢字分區(qū)，每個(gè)區(qū)94個(gè)漢字。機(jī)內(nèi)碼計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部處理和存儲(chǔ)漢字時(shí)所用的代碼，簡(jiǎn)稱內(nèi)碼。漢字國(guó)標(biāo)碼漢字內(nèi)碼

中

8680(0101011001010000)B (1101011011010000)B

華

5942(0011101100101010)B (1011101110101010)B

區(qū)號(hào)區(qū)中位置第一百零一頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，2022年，8月28日漢字編碼（續(xù)）輸出