大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)-大學(xué)課件高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)之計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)三

計(jì)算機(jī)中正負(fù)數(shù)的表示法通常一個(gè)數(shù)字的前面加上符號(hào)“+”或“－”表示這個(gè)數(shù)是正數(shù)或是負(fù)數(shù)。而計(jì)算機(jī)無(wú)法識(shí)別“+”或“－”這兩個(gè)符號(hào)，解決的辦法就是將數(shù)的最高位設(shè)置為符號(hào)位，規(guī)定“0”代表正數(shù)，“1”代表負(fù)數(shù)。例如,(+1101101)2和(－110110１)2在計(jì)算機(jī)中分別表示為01101101和11101101。這兩個(gè)數(shù)的最高位0和1就是符號(hào)位。符號(hào)在機(jī)器中已經(jīng)數(shù)碼化了。符號(hào)數(shù)字化后給運(yùn)算帶來(lái)了一定的方便。在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中,數(shù)有三種表示方法:原碼表示法、反碼表示法和補(bǔ)碼表示法。計(jì)算機(jī)中正負(fù)數(shù)的表示法通常一個(gè)數(shù)字的前面加上符號(hào)“+”或“－原碼表示法原碼表示法是把二進(jìn)制數(shù)x與它的符號(hào)位放在一起考慮,使之成為統(tǒng)一的一組數(shù)碼。原碼相對(duì)于x來(lái)說(shuō),其數(shù)值部分并沒改變,只是將其最高位作為符號(hào)位,即當(dāng)符號(hào)為正時(shí)用“?！北硎?為負(fù)時(shí)用“1”表示。原碼（８位）符號(hào)位：正→０負(fù)→１，尾數(shù)為原數(shù)碼例x1=+26=+1,1010B[x1]原=0001,1010x2=-26=-1,1010B[x2]原=1001,1010x3=+0[x3]原=0000,0000x4=-0[x4]原=1000,0000*符號(hào)不參加尾數(shù)運(yùn)算原碼表示法原碼表示法是把二進(jìn)制數(shù)x與它的符號(hào)位放在一起考慮,反碼表示法正數(shù)的反碼和原碼一樣:負(fù)數(shù)的反碼符號(hào)為“1”,數(shù)值部分的數(shù)碼與原碼中的數(shù)碼相反,即“0"變"1","1"變成"0。反碼（８位）符號(hào)位：正→０負(fù)→１正數(shù)尾數(shù)為原數(shù)碼自己負(fù)數(shù)尾數(shù)為原數(shù)碼自己各位分別求反例:x1=+1,1010B[x1]反=0001,1010x2=-1,1010B[x2]反=1110,0101x3=+0[x3]反=0000,0000x4=-0[x4]反=1111,1111*符號(hào)參加尾數(shù)運(yùn)算符號(hào)數(shù)碼化反碼表示法正數(shù)的反碼和原碼一樣:負(fù)數(shù)的反碼符號(hào)為“1”,數(shù)值反碼減法反碼減法（即用反碼運(yùn)算實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算）只需加負(fù)數(shù)的反碼,并需注意循環(huán)進(jìn)位例：（8)－(11)＝(+1000B)－(+0001B)(原碼相減)＝(+1000B)＋(-0001B)（原碼相減）＝0000,1000＋11111110（反碼表示）＝0000,0111反碼＝0000,0111原碼00001000+11111110100000110

循環(huán)進(jìn)位后為0000,0111反碼減法反碼減法（即用反碼運(yùn)算實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算）只需加負(fù)數(shù)的反碼補(bǔ)碼表示法（８位）正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼相同,負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼就是其反碼在末位加上"1"。正→“０”負(fù)→“１”正數(shù)尾數(shù)為原數(shù)自身，負(fù)數(shù)尾數(shù)為原數(shù)求反，末位＋１例：x1=+11010B[x1]補(bǔ)=0001,1010x2=-11010B[x2]補(bǔ)=1110,0110x3=+0[x3]補(bǔ)=0000,0000x4=-0[x4]補(bǔ)=0000,0000符號(hào)參加尾數(shù)運(yùn)算符號(hào)數(shù)碼化補(bǔ)碼減法只需加負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼，高位進(jìn)位丟失補(bǔ)碼表示法（８位）正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼相同,負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼就是其反碼小結(jié)引入這三種碼的概念主要是為計(jì)算機(jī)運(yùn)算方便,有了補(bǔ)碼可以把減法運(yùn)算轉(zhuǎn)化為加法運(yùn)算,可以提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。１.表示規(guī)則：正數(shù):尾數(shù)不變負(fù)數(shù):尾數(shù)分別求原、反、補(bǔ)、移碼２.轉(zhuǎn)換規(guī)則：正數(shù)：不變負(fù)數(shù)：符號(hào)位為１，尾數(shù)區(qū)別對(duì)待小結(jié)引入這三種碼的概念主要是為計(jì)算機(jī)運(yùn)算方便,有了補(bǔ)碼可以把原、反、補(bǔ)碼的算術(shù)運(yùn)算１.原碼運(yùn)算(自己練習(xí))２.反碼運(yùn)算（８位）00011010(+26)00000110(+6)+11100101(-26)+11111011(-4)11111111(-0)反碼100000001循環(huán)進(jìn)位00000010(+2)反碼原、反、補(bǔ)碼的算術(shù)運(yùn)算１.原碼運(yùn)算(自己練習(xí))補(bǔ)碼運(yùn)算（８位）00011010(+26)00000110(+6)+11100110(-26)+11111100(-4)100000000(±0)補(bǔ)100000010(+2)進(jìn)位位丟失

補(bǔ)碼運(yùn)算（８位）00011010(+26)算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算１.加法規(guī)則：0＋0＝0,0＋1＝1,1＋1＝10,向高位進(jìn)位例：1010.1001＋1011.1110＝10110.0111２.減法規(guī)則：0－0＝1－1＝0,1－0＝1,0－1＝1,向高位借位例：1110.1001－1011.01110011.0010

二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算１.加法乘法規(guī)則：0×0＝0×1＝0,1×1＝1例：101×11＝1111101×11101＋1011111乘法規(guī)則：0×0＝0×1＝0,1×1＝1除法規(guī)則：0÷1＝0,1÷1＝1,例：1001÷11＝1111111001-1111-110除法規(guī)則：0÷1＝0,1÷1＝1,邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是布爾代數(shù)(BooleanAlgebra)即二值代數(shù)，即變量和運(yùn)算結(jié)果只有兩個(gè)可能的值“0”、“１”，亦即“真”（True）、“假”(False)，多位邏輯變量參與運(yùn)算時(shí)，各位獨(dú)立進(jìn)行。邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是布爾代數(shù)(BooleanAlg邏輯加（“或”運(yùn)算）A+B=C或?qū)懗葾∨B＝C規(guī)則：0＋0＝0,0＋1＝1,1＋0＝1,1＋1＝1邏輯加（“或”運(yùn)算）A+B=C或?qū)懗葾∨B＝C邏輯或電路ＡBC邏輯或電路ＡBC邏輯乘（“與”運(yùn)算）A×B＝C或?qū)懗葾∧B＝c規(guī)則：0×0＝0,0×1＝0,1×0＝0,1×1＝1邏輯乘（“與”運(yùn)算）A×B＝C或?qū)懗葾∧B＝c邏輯與電路ＡBC邏輯與電路ＡBC邏輯反（“非”運(yùn)算）C=A規(guī)則：0=11=0邏輯反（“非”運(yùn)算）C=A邏輯反電路ＡC邏輯反電路ＡC例題x＝1010y＝1011①

z＝x＋y＝1011②

z＝x×y＝1010③例題x＝1010y＝1011-------stop---------------stop--------第三章操作系統(tǒng)3.1.1操作系統(tǒng)的定義是直接控制和管理微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件、軟件資源，使用戶充分有效地利用這些資源的管理程序的集合。第三章操作系統(tǒng)3.1.1操作系統(tǒng)的定義操作系統(tǒng):用于管理和控制計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源的一組程序計(jì)算機(jī)硬件與其它軟件的接口用戶和計(jì)算機(jī)的接口裸機(jī)操作系統(tǒng)應(yīng)用程序用戶虛擬機(jī)=裸機(jī)+操作系統(tǒng)主要功能有：處理機(jī)管理存儲(chǔ)管理設(shè)備管理信息(文件)管理操作系統(tǒng)概述操作系統(tǒng):用于管理和控制計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源的一組程序裸機(jī)操操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的功能:處理機(jī)管理,存儲(chǔ)管理,設(shè)備管理,文件管理,進(jìn)程管理。(1)處理機(jī)管理:在單道作業(yè)或單用戶以及多道作業(yè)或多用戶的情況下，處理機(jī)管理負(fù)責(zé)處理機(jī)的調(diào)度策略，使用分配和資源回收等。注:作業(yè):是指計(jì)算機(jī)為完成用戶賦予的任務(wù)而進(jìn)行的一切操作。操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的功能:處理機(jī)管理,存儲(chǔ)管理

(2)存儲(chǔ)管理:存儲(chǔ)管理負(fù)責(zé)給程序和數(shù)據(jù)分配內(nèi)存空間，保護(hù)并實(shí)現(xiàn)存取操作，從而保證各作業(yè)占用的存儲(chǔ)空間不發(fā)生矛盾，相互之間無(wú)干擾。(3)設(shè)備管理:設(shè)備管理負(fù)責(zé)各種輸入/輸出設(shè)備與中央處理機(jī)內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳遞。根據(jù)需要把接口控制器和輸入/輸出設(shè)備分配給請(qǐng)求輸入/輸出操作的程序，并啟動(dòng)設(shè)備完成實(shí)際的輸入/輸出操作。還常采用虛擬技術(shù)和緩沖技術(shù)盡可能地發(fā)揮設(shè)備和主機(jī)并行工作的能力。(2)存儲(chǔ)管理:(4)文件管理:常稱為信息管理，負(fù)責(zé)存取文件，對(duì)整個(gè)文件庫(kù)進(jìn)行管理。例如，進(jìn)行文件目錄管理、文件存儲(chǔ)空間的分配等。(5)進(jìn)程管理: 所謂進(jìn)程管理是指處理機(jī)執(zhí)行程序，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的全過(guò)程所進(jìn)行的管理，負(fù)責(zé)組織和控制作業(yè)的運(yùn)行,決定什么時(shí)候誰(shuí)可使用處理機(jī)。即負(fù)責(zé)作業(yè)的輸入輸出、調(diào)度與控制。(4)文件管理:即負(fù)責(zé)作業(yè)的輸入操作系統(tǒng)的分類操作系統(tǒng)的分類一、操作系統(tǒng)的分類操作系統(tǒng)按界面分類圖形用戶界面操作系統(tǒng)命令行界面操作系統(tǒng)：按用戶數(shù)分類多用戶操作系統(tǒng)單用戶操作系統(tǒng)按任務(wù)數(shù)分類多任務(wù)操作系統(tǒng)單任務(wù)操作系統(tǒng)按系統(tǒng)功能分類分時(shí)操作系統(tǒng)批處理系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng):一、操作系統(tǒng)的分類操作系統(tǒng)按界面分類圖形用戶界面操作系統(tǒng)命令（1）按與用戶對(duì)話的界面分類命令行界面操作系統(tǒng)：用戶只能在命令提示符后輸入命令才能操作計(jì)算機(jī)。如MSdos，Novell圖形用戶界面操作系統(tǒng)：每一個(gè)文件、文件夾和應(yīng)用程序都以圖標(biāo)來(lái)表示，所有命令都組織成菜單或以按鈕的形式列出。運(yùn)行程序無(wú)需知道命令的具體格式和語(yǔ)法。只需單擊或者雙擊對(duì)應(yīng)圖標(biāo)即可運(yùn)行。如WindowsNT、Windows2000/XP、網(wǎng)絡(luò)版Novell等（1）按與用戶對(duì)話的界面分類（2）按照能夠支持的用戶數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)分類單用戶操作系統(tǒng)：只能完成一個(gè)用戶提交的任務(wù)。如MSdos，Windows2000/XP等。多用戶操作系統(tǒng)：能夠管理和控制由多臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)通信口連接起來(lái)組成的一個(gè)工作環(huán)境并未多個(gè)用戶服務(wù)的操作系統(tǒng)。如UNIX,XENIX。（3）按是否能夠運(yùn)行多個(gè)任務(wù)為標(biāo)準(zhǔn)分類單任務(wù)操作系統(tǒng)：用戶一次只能提交一個(gè)任務(wù)。如MSdos。多任務(wù)操作系統(tǒng)：系統(tǒng)可同時(shí)接受并處理用戶一次提交的多個(gè)任務(wù)。如WindowsNT、Windows2000/XP、UNIX、Novell等（2）按照能夠支持的用戶數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)分類（4）按系統(tǒng)的功能為標(biāo)準(zhǔn)分類批處理系統(tǒng)：用戶可以把作業(yè)一批批地輸入系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)是允許用戶將由程序、數(shù)據(jù)、以及說(shuō)明如何運(yùn)行該作業(yè)的操作說(shuō)明書組成的作業(yè)一批批地提交系統(tǒng)，然后不再與作業(yè)發(fā)生交互，直到作業(yè)運(yùn)行完畢后，才能根據(jù)輸出結(jié)果分析作業(yè)運(yùn)行情況，確定是否需要適當(dāng)修改。批處理系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)不多見了。分時(shí)操作系統(tǒng)：將CPU的時(shí)間劃分成時(shí)間片，輪流接收和處理各個(gè)用戶從終端輸入的命令。如果用戶的某個(gè)處理要求時(shí)間較長(zhǎng)，分配的一個(gè)時(shí)間片不夠用，只能暫停后等待下一輪時(shí)間。但由于計(jì)算機(jī)運(yùn)算的高速性能和并行工作的特點(diǎn)，用戶感覺不到別人也在使用這臺(tái)計(jì)算機(jī)。典型的分時(shí)系統(tǒng)有UNIX,Linux。

（4）按系統(tǒng)的功能為標(biāo)準(zhǔn)分類（4）按系統(tǒng)的功能為標(biāo)準(zhǔn)分類實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：對(duì)信號(hào)的輸入、計(jì)算、都能在一定的時(shí)間范圍內(nèi)完成輸出。如實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)（導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)、飛機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)）和實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)（機(jī)票訂購(gòu)系統(tǒng)，聯(lián)機(jī)檢索系統(tǒng)）。常用的實(shí)時(shí)系統(tǒng)有RDOS。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：能夠管理網(wǎng)絡(luò)通信和網(wǎng)絡(luò)上的共享資源，協(xié)調(diào)各個(gè)主機(jī)上任務(wù)的運(yùn)行，并向用戶提供統(tǒng)一、高效、方便易用的網(wǎng)絡(luò)接口。常用的有NovellNetWare、WindowsNT、Windows的服務(wù)器版。（4）按系統(tǒng)的功能為標(biāo)準(zhǔn)分類常用的操作系統(tǒng)DOS：它是一種單用戶單任務(wù)的磁盤操作系統(tǒng)，簡(jiǎn)單易學(xué)，硬件要求低，通用性強(qiáng)，但存儲(chǔ)能力有限。已成為標(biāo)準(zhǔn)的微機(jī)操作系統(tǒng)。

常用的操作