第一章-信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)要點(diǎn)

第一章---信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)要點(diǎn)第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.4信息技術(shù)1.1數(shù)制及各進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換1.2信息在計(jì)算機(jī)中的表示1.31.1信息技術(shù)信息與數(shù)據(jù)信息技術(shù)概念現(xiàn)代信息技術(shù)內(nèi)容現(xiàn)代信息技術(shù)的特點(diǎn)信息技術(shù)在信息社會(huì)中的應(yīng)用

信息與數(shù)據(jù)關(guān)于信息（information），至今并沒有統(tǒng)一的定義日常生活中比較籠統(tǒng)和模糊的幾種解釋是：語言、文字、圖畫、照片等表示的內(nèi)容（新聞、消息或知識(shí)）讀書、上課、交談等所學(xué)習(xí)和了解的知識(shí)、方法、事實(shí)和情況為了做判斷、訂計(jì)劃或求解問題等所需要的數(shù)據(jù)、資料···信息與數(shù)據(jù)的關(guān)系數(shù)據(jù)是信息的表示形式，信息是數(shù)據(jù)所表達(dá)的含義數(shù)據(jù)是具體的物理形式，信息是抽象出來的邏輯意義信息技術(shù)概念

信息技術(shù)可以理解為與信息處理有關(guān)的一切技術(shù)，現(xiàn)代信息技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代電子通信技術(shù)從事信息采集、加工、存儲(chǔ)、傳輸和利用的相關(guān)技術(shù)。傳感技術(shù)信息傳遞技術(shù)信息處理與再生技術(shù)信息實(shí)施技術(shù)現(xiàn)代信息技術(shù)的內(nèi)容信息技術(shù)包含三個(gè)方面：信息基礎(chǔ)技術(shù)是信息技術(shù)的基礎(chǔ)，包括新材料、新能源、新器件的開發(fā)與制造技術(shù)。信息系統(tǒng)技術(shù)是指與信息的獲取、傳輸、處理、控制的設(shè)備和系統(tǒng)有關(guān)的技術(shù)。信息應(yīng)用技術(shù)是針對(duì)種種實(shí)用目的，如信息管理、信息控制、信息決策而發(fā)展起來的具體的技術(shù)群類。現(xiàn)代信息技術(shù)的特點(diǎn)數(shù)字化多媒體化高速度、網(wǎng)絡(luò)化、寬頻帶智能化信息技術(shù)在信息社會(huì)中的應(yīng)用電子商務(wù)電子政務(wù)遠(yuǎn)程醫(yī)療遠(yuǎn)程教育娛樂1.2數(shù)制及各進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換進(jìn)位計(jì)數(shù)制各類進(jìn)制數(shù)不同進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換進(jìn)位計(jì)數(shù)制進(jìn)位計(jì)數(shù)制：一種科學(xué)的計(jì)數(shù)方法，它以累計(jì)和進(jìn)位的方式進(jìn)行計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)了以很少的符號(hào)表示大范圍數(shù)字的目的。（1）十進(jìn)制計(jì)數(shù)制從最常用和最熟悉的十進(jìn)制計(jì)數(shù)法可以看出，其加法規(guī)則是“逢十進(jìn)一”。任意一個(gè)十進(jìn)制數(shù)值都可用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共10個(gè)數(shù)字符號(hào)來表示，這些數(shù)字符號(hào)稱為數(shù)碼；數(shù)碼處于不同的位置（數(shù)位）代表不同的數(shù)值。十進(jìn)制數(shù)819.18可以寫成：

數(shù)制的基本概念（2）R進(jìn)制計(jì)數(shù)制

對(duì)比十進(jìn)制數(shù)可以得出，任意R進(jìn)制計(jì)數(shù)制同樣有基數(shù)R、位權(quán)和按權(quán)展開表示式。如二進(jìn)制的R為2，十六進(jìn)制R為16等。①基數(shù)：一個(gè)計(jì)數(shù)制所包含數(shù)字符號(hào)個(gè)數(shù)稱為該數(shù)制的基數(shù)，用R表示

十進(jìn)制R=10，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9二進(jìn)制R=2，可使用0,1

八進(jìn)制R=8，可使用0,1,2,3,4,5,6,7十六進(jìn)制R=16，可使用0,……,9,A,B,C,D,E,F②位權(quán)：在進(jìn)位記數(shù)制中數(shù)碼所處的位置不同,代表的數(shù)值大小也不同

位權(quán)與基數(shù)的關(guān)系:位權(quán)的值等于基數(shù)的若干次冪③數(shù)的按位權(quán)展開：任一R進(jìn)制數(shù)的值都可表示為各位數(shù)碼本身的值與其所在位位權(quán)的乘積之和。

（an…a1a0.a-1…a-m)r=an×rn+…+a0×r0+a-1×r-1+…+a-m×r-m各類進(jìn)數(shù)制（1）十進(jìn)制基數(shù)為10，即“逢十進(jìn)一”。它含有10個(gè)數(shù)字符號(hào)：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。位權(quán)為10i，（i=-m～n-1，其中m、n為自然數(shù)）。（2）二進(jìn)制基數(shù)為2，即“逢二進(jìn)一”。它含有兩個(gè)數(shù)字符號(hào)：0、1。位權(quán)為2i（i=-m～n-1，其中m、n為自然數(shù)）。二進(jìn)制是計(jì)算機(jī)中采用的計(jì)數(shù)方式，（3）八進(jìn)制基數(shù)為8，即“逢八進(jìn)一”。它含有8個(gè)數(shù)字符號(hào)：0、1，2、3、4、5、6、7。位權(quán)為8i（i=-m～n-1，其中m、n為自然數(shù)）。（4）十六進(jìn)制基數(shù)為16，即“逢十六進(jìn)一”。它含有16個(gè)數(shù)字符號(hào)：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，其中A、B、C、D、E，F(xiàn)分別表示十進(jìn)制數(shù)10、11、12、13、14、15。位權(quán)為16i（i=-m～n-1，其中m、n為自然數(shù)）。不同進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換1．任意r進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)利用按位權(quán)展開的方法，可以把任意數(shù)制的一個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。(r是任意進(jìn)制數(shù)的基數(shù))（an…a1a0.a-1…a-m)r=an×rn+…+a0×r0+a-1×r-1+…+a-m×r-m101.101B=

=4+0+1+0.5+0+0.125=5.625D777O==448+56+7=511D0BAH==176+10=186D

例：(9.6875)10=(?)2

用除2倒取余法求出整數(shù)9對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制

用乘2順取整法求出小數(shù)部分的二進(jìn)制

(9.6875)10=(1001.1011)22．十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成任意r進(jìn)制數(shù)0.6875×2=1.375……取出整數(shù)10.375×2=0.75……取出整數(shù)00.75×2=1.50……取出整數(shù)10.5×2=1.00……取出整數(shù)1(0.6875)10=(0.1011)2

(9)10=(1001)229----余數(shù)為124----余數(shù)為022----余數(shù)為021----余數(shù)為1016例：將（307.8125)10轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。例1：將(307)10轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。故：(307)10＝(100110011)2低位高位23072余1余17623822922210余1余1余0余0余0余0余115323072余1余176238219224222120余1余1余0余0余0余0余1153例2：將(0.8125)10轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。故：(0.8125)10＝(0.1101)2低位高位1.2500×20.5000×21.00001.6250×2×20.81253．二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制或十六進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換

用二進(jìn)制數(shù)編碼，存在這樣一個(gè)規(guī)律：n位二進(jìn)制數(shù)最多能表示2n種狀態(tài)。可見，3位二進(jìn)制數(shù)就可對(duì)應(yīng)表示一位八進(jìn)制數(shù)；4位二進(jìn)制數(shù)就可對(duì)應(yīng)表示一位十六進(jìn)制數(shù)。利用這樣的規(guī)律可以進(jìn)行二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制或十六進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換（1）八進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制

每位八進(jìn)制可用3位二進(jìn)制數(shù)表示

每位十六進(jìn)制可用4位二進(jìn)制數(shù)表示八進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的例子：（2C1D)16=(0010

1100

0001

1101)22C1D

(7123)8=(111

001

010

011)2

7123（2）二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制、十六進(jìn)制

從小數(shù)點(diǎn)開始分別向左、向右按每3位一組劃分，不足3位的組以“0”補(bǔ)足，然后將每組3位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為等值的一位八進(jìn)制數(shù)。

從小數(shù)點(diǎn)開始分別向左、向右按每4位一組劃分，不足4位的組以“0”補(bǔ)足，然后將每組4位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為等值的一位十六進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制、十六進(jìn)制的例子：

(0011

0110

1110.1101

0100)2=(36E.D4)1636ED4(001

101

101

110.110

101)2=(1556.65)8

155665

例3：將(11110111.100010101)2轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)。例4：將(16.327)8轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。例5：將轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)。例6.將(4C.2E)16轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。

(011

110

111.100

010

101)2＝(367.425)8(16.327)8=(001

110.011

010

111)2

(1110

0101

1010.1011

1010)2

＝（）16(4C.2E)16＝(0100

1100.0010

1110)2

把數(shù)字用圓括號(hào)括起來加寫下標(biāo)

(567)10(1011)2(345)8(5AD)16數(shù)字后面加寫相應(yīng)的英文字母作標(biāo)識(shí)

D----表示十進(jìn)制567DB----表示二進(jìn)制1011BO----表示八進(jìn)制345OH----表示十六進(jìn)制5ADH4．書寫注意事項(xiàng)1.3信息在計(jì)算機(jī)中的表示數(shù)值表示字符編碼漢字表示二進(jìn)制編碼計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制編碼原因：1.物理上容易實(shí)現(xiàn)，可靠性強(qiáng)2.運(yùn)算簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)3.便于進(jìn)行邏輯運(yùn)算數(shù)值數(shù)據(jù)信息表示信息的存儲(chǔ)單位位（Bit）：度量數(shù)據(jù)的最小單位K字節(jié) 1K=1024BM（兆）字節(jié) 1M=1024KG（京）字節(jié) 1G=1024MT（垓）字節(jié) 1T=1024G字節(jié)（Byte）：最常用的基本單位b7b6b5b4b3b2b1b010010101=27+24+22+20=149

無符號(hào)整數(shù):45,172

整數(shù)數(shù)值型數(shù)據(jù)

有符號(hào)整數(shù):+43,-56

實(shí)數(shù)：（浮點(diǎn)表示）（定點(diǎn)表示）為了解決數(shù)值數(shù)據(jù)的表示范圍問題，引入數(shù)據(jù)的定點(diǎn)表示（整數(shù)）和浮點(diǎn)表示（實(shí)數(shù)）。為了解決數(shù)值數(shù)據(jù)運(yùn)算中的正、負(fù)問題，引入數(shù)據(jù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼表示。

符號(hào)位小數(shù)點(diǎn)定點(diǎn)小數(shù)：－0.6875D=－0.1011000B|N|≤1-2-M－1100001（1）定點(diǎn)小數(shù)定點(diǎn)小數(shù)是指小數(shù)點(diǎn)準(zhǔn)確固定在數(shù)據(jù)某一個(gè)位置上的小數(shù)。一般把小數(shù)點(diǎn)固定在最高位的左邊，小數(shù)點(diǎn)前邊再設(shè)一位符號(hào)位。按此規(guī)則，任何一個(gè)小數(shù)都可以寫成：N=NSN-1N-2……N-M

其中NS為符號(hào)位。1．?dāng)?shù)的定點(diǎn)表示（2）整數(shù)的表示法整數(shù)所表示的數(shù)據(jù)的最小單位為1，可以認(rèn)為它是小數(shù)點(diǎn)定在數(shù)值最低位（最右面）的一種表示法。整數(shù)分為帶符號(hào)整數(shù)和無符號(hào)整數(shù)兩類。對(duì)于帶符號(hào)整數(shù)，符號(hào)位放在最高位?？梢员硎緸椋篘=NSNN-1NN-2……N2N1N0,NS為符號(hào)位小數(shù)點(diǎn)|N|≤2N-1定點(diǎn)整數(shù):139D=11000001B（無符號(hào)位）

符號(hào)位±

無符號(hào)位小數(shù)點(diǎn)0≤|N|≤2N+1-1100111011100000N位定點(diǎn)整數(shù):±75D=±1001011B（帶符號(hào)位）注:尾數(shù)的位數(shù)決定數(shù)的精度,階碼的位數(shù)決定數(shù)的范圍110.011B=0.110011×2+11N=數(shù)符×尾數(shù)×2階符×階碼階符階碼數(shù)符尾數(shù)01101100112．?dāng)?shù)的浮點(diǎn)表示（1）浮點(diǎn)數(shù)的表示方法浮點(diǎn)表示法對(duì)應(yīng)于科學(xué)（指數(shù)）計(jì)數(shù)法，如數(shù)可表示為N＝＝1.10011×210＝11001.1×2-10＝0.110011×2+11

在計(jì)算機(jī)中一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)由兩部分構(gòu)成：階碼和尾數(shù)。階碼是指數(shù)，尾數(shù)是純小數(shù)。浮點(diǎn)數(shù)存儲(chǔ)格式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的浮點(diǎn)數(shù)

計(jì)算機(jī)中的信息都是用二進(jìn)制編碼表示的。用于表示字符的二進(jìn)制編碼字符的編碼的字符編碼有EBCDIC（ExtendedBinaryCodedDecimalInterchangeCode）碼和ASCII（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）碼。IBM系列，大型機(jī)采用EBCDIC碼，微型機(jī)采用ASCII碼。1．ASCII碼

ASCII碼是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼，被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織指定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。ASCⅡ碼有7位碼和8位碼兩種版本。國(guó)際通用的7位ASCⅡ碼是用7位二進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)字符的編碼，其編碼范圍從0000000B～1111111B，共有27（128）個(gè)不同的編碼，相應(yīng)可以表示128個(gè)不同字符的編碼。空格20H320～930H～39H48～57A～Z41H～5AH65～90a～z61H～7AH97～122控制字符:0～32,127;普通字符:94個(gè)每個(gè)字符占一個(gè)字節(jié),用7位,最高位為0字符的編碼

為了在計(jì)算機(jī)內(nèi)表示漢字，用計(jì)算機(jī)處理漢字，同樣也需要對(duì)漢字進(jìn)行編碼。計(jì)算機(jī)對(duì)漢字信息的處理過程實(shí)際上是各種漢字編碼間的轉(zhuǎn)換過程。這些編碼主要包括：漢字輸入碼、漢字內(nèi)碼、漢字字形碼、漢字地址碼及漢字信息交換碼等。漢字的編碼輸入碼機(jī)內(nèi)碼交換碼(國(guó)標(biāo)碼)字形碼顯示輸出打印輸出1．漢字輸入碼上一頁下一頁

為將漢字輸入計(jì)算機(jī)而編制的代碼稱為漢字輸入碼，也叫外碼。漢字輸入碼都是由鍵盤上的字符或數(shù)字組合而成，它是根據(jù)漢字的發(fā)音或字形結(jié)構(gòu)等多種屬性及有關(guān)規(guī)則編制的，目前流行的漢字輸入碼的編碼方案已有許多，如全拼輸入法、雙拼輸入法、自然碼輸入法、五筆輸入法等?？煞譃橐舸a、形碼、音形結(jié)合碼3大類。數(shù)字編碼（順序碼）如：區(qū)位碼、電報(bào)碼字音編碼（音碼）如：拼音碼、自然碼字形編碼（形碼）如：五筆字型碼、表形碼音形編碼如：雙拼碼2．漢字信息交換碼上一頁下一頁（1）常用漢字及其分級(jí)國(guó)標(biāo)碼規(guī)定一般漢字信息處理時(shí)所用的7445個(gè)字符編碼，其中682個(gè)非漢字圖形符號(hào)和6763個(gè)漢字的代碼。漢字代碼中又有一級(jí)常用字3755個(gè)，二級(jí)次常用字3008個(gè)。一級(jí)常用漢字按漢語拼音字母順序排列，二級(jí)次常用字按偏旁部首排列，部首依筆畫多少排序。（2）兩個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)一個(gè)國(guó)標(biāo)碼由于一個(gè)字節(jié)只能表示28（256）種編碼，顯然用一個(gè)字節(jié)不可能表示漢字的國(guó)標(biāo)碼，所以一個(gè)國(guó)標(biāo)碼必須用兩個(gè)字節(jié)來表示?！把a(bǔ)”：國(guó)標(biāo)碼“3239H”00110010001110011011001010111001“補(bǔ)”：機(jī)內(nèi)碼“B2B9H”3．漢字內(nèi)碼

漢字內(nèi)碼是為在計(jì)算機(jī)內(nèi)部對(duì)漢字進(jìn)行存儲(chǔ)、處理而設(shè)置的漢字編碼。當(dāng)一個(gè)漢字輸入計(jì)算機(jī)后就轉(zhuǎn)換為內(nèi)碼，然后才能在機(jī)器內(nèi)傳輸、處理。對(duì)應(yīng)于國(guó)標(biāo)碼，漢字的內(nèi)碼也用2個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)，并把每個(gè)字節(jié)的最高位置“1”作為漢字內(nèi)碼的標(biāo)識(shí)。也就是說，國(guó)標(biāo)碼的兩個(gè)字節(jié)每個(gè)字節(jié)最高位置“1”，即轉(zhuǎn)換為內(nèi)碼。1國(guó)標(biāo)碼第一字節(jié)1國(guó)標(biāo)碼第二字節(jié)內(nèi)碼4．漢字字形碼

漢字信息處理系統(tǒng)中產(chǎn)生漢字字形的方式，大多以點(diǎn)陣的方式形成漢字，漢字字形碼也就是指確定一個(gè)漢字字形點(diǎn)陣的編碼，也叫字?；驖h字輸出碼。

漢字是方塊字，將方塊等分成有n行n列的格子，簡(jiǎn)稱為點(diǎn)陣。點(diǎn)陣中各點(diǎn)用0，1表示，構(gòu)成的二進(jìn)制串就形成了漢字字形碼。

漢字點(diǎn)陣類型點(diǎn)陣占用字節(jié)數(shù)簡(jiǎn)易型161632

普及型242472

提高型3232128

精密型4848288

點(diǎn)陣越大，字形的質(zhì)量越好，但存儲(chǔ)漢字字形碼所占用的存儲(chǔ)空間也就越大。1.4計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)電子計(jì)算機(jī)的誕生電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)特點(diǎn)電子計(jì)算機(jī)的問世1946年2月由賓州大學(xué)研制成功的ENIAC電子計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)重達(dá)30噸占地250m2啟動(dòng)工耗150000瓦18000個(gè)電子管保存80個(gè)字節(jié)電子計(jì)算機(jī)的誕生第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)

ENIAC(埃尼阿克）：1946年誕生在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)，元器件為：18000支電子管、70000個(gè)電阻、10000支電容，性能為重30噸，耗電150千瓦，速度5000次加減運(yùn)算/秒；用途：火炮彈道計(jì)算。該計(jì)算機(jī)不具備“存儲(chǔ)程序”的功能。

馮.諾依曼結(jié)構(gòu)：采用二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)或指令計(jì)算機(jī)的硬件由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備組成指令存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)且能自動(dòng)執(zhí)行時(shí)代年份器件軟件應(yīng)用一46-58電子管機(jī)器語言匯編語言科學(xué)計(jì)算二58-64晶體管高級(jí)語言數(shù)據(jù)處理工業(yè)控制三64-71集成電路操作系統(tǒng)文字處理圖形處理四71年迄今大規(guī)模集成電路數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)等社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域五生物計(jì)算機(jī)等電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程1．按性能分類這是最常規(guī)的分類方法，所依據(jù)的性能主要包括：存儲(chǔ)容量；運(yùn)算速度；允許同時(shí)使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)的用戶多少和價(jià)格等。巨型計(jì)算機(jī)（Supercomputer）大型計(jì)算機(jī)（MainframeComputer）小型計(jì)算機(jī)（Minicomputer）微型計(jì)算機(jī)（Microcomputer）工