計算機應(yīng)用基礎(chǔ)(第二版)

本章主要介紹電子計算機發(fā)展、特點、應(yīng)用及分類；計算機的硬件、軟件基本知識，軟件與硬件的相互關(guān)系，計算機的基本工作原理；計算機中常用的進位制數(shù)及其相互轉(zhuǎn)換，機內(nèi)信息的表示：ASCII碼、漢字機內(nèi)碼、區(qū)位碼、國標碼、字形碼；機器數(shù)的表示。重點：計算機軟、硬件知識，信息編碼。難點：計算機的工作原理、機內(nèi)信息（數(shù)據(jù)）編碼。內(nèi)容提要第1章計算機概述1本章目錄1.1計算機發(fā)展、應(yīng)用和特點1.2計算機的基本工作原理1.3計算機系統(tǒng)的組成1.4計算機中的數(shù)制與編碼系統(tǒng)1.5計算機中正負數(shù)的表示習題解答21.1計算機發(fā)展、應(yīng)用和特點1.1.1計算機發(fā)展簡史

1.1.2計算機的應(yīng)用領(lǐng)域

1.1.3計算機的主要特點返回目錄31.1.1計算機發(fā)展簡史1．電子計算機的定義

電子計算機是電子數(shù)字計算機的簡稱，它是一種能自動、高速而精確地進行大量數(shù)據(jù)運算和信息處理的現(xiàn)代電子設(shè)備?！案咚佟奔催\算速度快；“自動”即是不用人工干預(yù)而是事先存儲指令或程序，在程序控制下自動執(zhí)行各種操作；“精確”是指計算精度高或小數(shù)有效位數(shù)可做得很大很大。電子計算機的這個定義體現(xiàn)了電子計算機的主要特點。返回目錄42．計算機的發(fā)展簡史世界上公認的第一臺電子計算機于1946年2月在美國賓夕法尼大學誕生，取名為ENIAC（即電子數(shù)字積分計算機），該機使用的電子邏輯元件是電子管，共用了18000多個電子管、1500個繼電器、70000多個電阻、重30噸、占地面積167平方米、耗電150千瓦。電子計算機的發(fā)展以電子邏輯元件的更新?lián)Q代為標志——即從電子管、晶體管、中小規(guī)模集成電路到大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路已經(jīng)歷四個階段，也稱四代電子計算機；現(xiàn)代電子計算機正向第五代發(fā)展（第五代機要求使用新材料、新工藝使電子計算機能識別人們的自然語言，不用編程直接發(fā)號施令電子計算機就可以執(zhí)行相應(yīng)操作，是完全智能化的計算機）。

電子計算機的發(fā)展趨勢是：巨、微、網(wǎng)、智、多媒體五個方向。5生物計算機——以蛋白質(zhì)分子作為邏輯元件的生物計算機（生物芯片），用于模擬人腦工作。光子計算機——用光子代替電子傳遞信息進一步提高計算機的運算速度。理論上能提高300多倍。1984年5月，歐洲研制出了世界上第一臺光子計算機。量子計算機——用量子原理和量子態(tài)（位）表示二進制位，量子邏輯門取代電子邏輯門研制的計算機。速度更高、功能更強。6前四代機的主特點代次起止年份所用電子邏輯元件軟件發(fā)展狀況運算速度主存儲器與輔助存儲器第一代1946~1957電子管機器語言5千~3萬次/秒延遲線或磁鼓（磁帶）第二代1958~1964晶體管匯編語言高級語言數(shù)十萬~幾百萬次/秒磁芯存儲器（磁盤）第三代1965~1970中、小規(guī)模集成電路操作系統(tǒng)誕生，結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計、實時處理數(shù)百萬~幾千萬次/秒半導體存儲器（磁盤為主）第四代1970~今大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)誕生，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計上億條指令/秒集成度高的增導體（磁盤、光盤）71.1.2計算機的特點、應(yīng)用與分類（1）運算速度快（CPU主頻、字長、主板外頻、內(nèi)存速度、總線寬度等）。（2）計算精度高（字長、數(shù)據(jù)總線寬度）。（3）存儲容量大，具有記憶能力（內(nèi)存、外存容量大）。（4）具有邏輯判斷能力（由運算器實現(xiàn)邏輯運算）。（5）高度集成化、自動化[事先存儲程序（具有固定的指令系統(tǒng)或指令集）、程序控制下工作]。1、計算機的主要特點返回目錄82、計算機的應(yīng)用（1）科學計算（數(shù)值計算——加、減、乘、除運算）。（2）自動控制（實時控制——自動化的基本標志）。（3）數(shù)據(jù)處理（信息處理——事務(wù)處理，如檔案管理、工資管理、股票系統(tǒng)、銀行結(jié)算系統(tǒng)）。（4）計算機輔助系統(tǒng)（CAD、CAM、CAI、CAT）。（5）人工智能（AI）。（6）信息高速公路（網(wǎng)絡(luò)）。（7）電子商務(wù)（E-Business）返回本節(jié)目錄9

對電子計算機進行分類可以按處理對象不同劃分有：電子數(shù)字計算機（離散對象——“0”，“1”）和電子模擬計算機（連續(xù)變化對象——電流、電壓）。也可以按系統(tǒng)總體規(guī)模與功能劃分有(1)巨型機(2)大型主機

(3)中型機(4)小型機(5)微型機(6)工作站返回目錄3、計算機的分類101.2計算機的基本工作原理（1）、幾個基本概念

①、指令——是一組能實現(xiàn)某個基本操作的二進制代碼。指令是固定的，計算機中的全部指令稱指令集合，又叫指令系統(tǒng)。指令由操作碼和操作數(shù)組成，操作碼告訴計算機要做什么操作，操作數(shù)告訴計算機到什么地方讀取參與操作的數(shù)據(jù)（操作數(shù)又叫地址碼——即操作數(shù)存放的地址）。指令是事先編好儲存在計算機系統(tǒng)中，如多媒體指令集（MMX指令）共57條；計算機工作過程就是不斷地讀取指令、解釋指令、執(zhí)行指令的過程。指令系統(tǒng)——計算機中固定指令的集合。

②、程序——一個指令系列或者指令集合稱為程序，即程序就是指令的集合。

11③、軟件——一系列的程序構(gòu)成了軟件（程序與文檔）

（2）、存儲程序的工作原理

計算機的工作過程是比較復(fù)雜的，但“存儲程序”的工作過程是最基本的，即計算機的工作過程是一個不斷從機器中存儲指令系統(tǒng)的存儲器里讀取指令——對指令加以解釋——并執(zhí)行指令的全過程。計算機的這個工作原理首先馮.諾依曼提出，按這個工作原理生產(chǎn)的計算機稱為馮.諾依曼型機。

前四代計算機都是馮.諾依曼型機，這種機型都滿足以下條件：①、機內(nèi)信息采用二進制數(shù)表示；

②、事先存儲程序（指令系統(tǒng)）并在程序控制下工作；

③、計算機硬件都由五個基本部份組成——運算器、

控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。12硬件組成與簡單工作原理示意圖控制器程序+數(shù)據(jù)輸入設(shè)備控制器運算器存儲器輸出設(shè)備輸出結(jié)果數(shù)據(jù)信息控制信號131.3計算機系統(tǒng)的組成

1.3.1計算機硬件組成1.3.2計算機軟件組成1.3.3計算機語言1.3.4計算機系統(tǒng)的性能指標返回目錄14

完整的計算機系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。

硬件（hardware）——是組成計算機的看得見摸得著的電子、機械和光電等物理設(shè)備，它包括計算機的主機和外部設(shè)備。

軟件（software）——為運行、管理和維護計算機系統(tǒng)而編制的各種程序及其文檔的統(tǒng)稱。軟件可分為的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。1.3.1計算機的硬件組成151、計算機硬件的五個基本組成部分

計算機硬件系統(tǒng)由五個基本部件組成，即運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備與輸出設(shè)備（輸入輸出設(shè)備又統(tǒng)稱I/O設(shè)備）。

（1）、運算器運算器由加法器和補碼器組成，是用以完成算術(shù)運算與邏輯運算的部件，又稱為ALU（算術(shù)邏輯部件）。（2）、控制器控制器由是產(chǎn)生控制信號，使整機自動協(xié)調(diào)工作的部件。運算器和控制器集成在一起統(tǒng)稱為CPU。16（3）、存儲器存儲器是用來存放程序和數(shù)據(jù)的，它可分為有內(nèi)存與外存兩大類。內(nèi)存直接受CPU控制與管理，是計算機工作的舞臺，具有暫存信息的特點；外存可以永久性保存信息，但它必須通過內(nèi)存與CPU交換數(shù)據(jù)信息。內(nèi)存有ROM、RAM、DRAM、SDRAM、PROM、EEPROM、DDR；外存有軟磁盤、硬磁盤、優(yōu)盤、光盤、磁帶。（4）輸入設(shè)備輸入設(shè)備是用以完成信息輸入的設(shè)備，它必須由輸入轉(zhuǎn)換程序參與將輸入的信號轉(zhuǎn)為機內(nèi)數(shù)據(jù)信息存儲。常用設(shè)備有鍵盤、鼠標、掃描儀、光筆。17（5）、輸出設(shè)備輸出設(shè)備能實現(xiàn)把機內(nèi)數(shù)字信息在輸出處理程序參與情況下轉(zhuǎn)換為人們能輕易識別的信息載體形式的設(shè)備。如：顯示器（通過顯卡轉(zhuǎn)數(shù)字信息為模擬信號輸出顯示出來）、打印機、繪圖儀。2、總線總線——連接計算機系統(tǒng)五個部件成為一個有機整體、并負責傳輸信息的公共通道。本質(zhì)上是一組通信導線,有內(nèi)部總線與外部總線，外部總線即數(shù)據(jù)線?？偩€可分為數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線三大類，數(shù)據(jù)總線專用于傳遞數(shù)據(jù)信息、地址總線專用于傳遞地址碼，控制總線專用于傳遞控制信號。下圖用于說明硬件的組成關(guān)系：18磁盤

光盤

磁帶硬件主機外設(shè)主存(內(nèi)存)—ROM,RAM,DRAM,SDRAM,DDR輸入設(shè)備輸出設(shè)備外存儲器軟盤、硬盤鍵盤、鼠標、光筆、掃描儀顯示器、打印機、繪圖儀CD-ROM、WORM、ROCD運算器控制器寄存器CPU中央處理器主板、顯卡、聲卡、電源191.3.2計算機的軟件組成

軟件是計算機中使用的各種各樣的程序及其文檔。而程序是由命令或指令系列構(gòu)成的，換句話說命令或指令的集合稱為程序；指令是計算機完成某項基本操作的二進制代碼，指令由操作碼和操作數(shù)組成。

軟件可分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。1、系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是用以管理、控制和維護計算機及外圍設(shè)備，方便用戶使用計算機，支持應(yīng)用軟件開發(fā)的程序總和。20系統(tǒng)軟件它包括：（1）、操作系統(tǒng)——用以統(tǒng)一管理計算機軟件和硬件資源、控制計算機工作流程、提高用戶使用計算機效率的系統(tǒng)軟件。如：PC-DOS，MS-DOS，WINDOWS、UNIX，LINUX等。（2）、服務(wù)程序——系統(tǒng)自檢程序、診斷程序、監(jiān)控程序、輸入輸出管理程序、系統(tǒng)設(shè)置程序、設(shè)備驅(qū)動程序……。（3）、語言處理程序——建立各種高級語言的處理環(huán)境，對源代碼程序進行解釋、編譯和執(zhí)行。如：匯編語言、Basic、Fortran、C、Pascal。21（4）、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)——提供數(shù)據(jù)庫建立、維護、使用、操作、編程等命令的系統(tǒng)軟件。如：Foxbase、Foxpro,Dephin……。（5）、工具軟件——工具軟件也是為了方便用戶使用計算機而開發(fā)的，所以它屬于系統(tǒng)軟件的范疇。如：Winzip,WinRAR,殺毒軟件、系統(tǒng)恢復(fù)軟件、系統(tǒng)保護軟件、圖片瀏覽軟件、播放器軟件、文檔轉(zhuǎn)換軟件……。（6）、程序庫——標準程序集合。下圖反映計算機硬件、軟件和用戶之間的關(guān)系。22用戶程序應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件硬件硬件、軟件和用戶的關(guān)系圖23（1）操作系統(tǒng)（OS）

操作系統(tǒng)是用來管理計算機軟硬件資源，控制計算機工作流程，并能方便用戶使用一系列程序的總和。它是計算機中最基本的，同時也是最重要的系統(tǒng)軟件，其性能的高低直接影響到計算機系統(tǒng)整體性能的優(yōu)化和使用方便程度。操作系統(tǒng)是用戶與計算機的接口，對計算機進行操作依靠操作系統(tǒng)提供的命令完成，操作系統(tǒng)是其它所有程序軟件的基礎(chǔ)。

OS是OperatingSystem的縮寫，直譯含義是：操作系統(tǒng)。24①、操作系統(tǒng)的功能

操作系統(tǒng)的功能主要表現(xiàn)在兩個方面：

一、通過軟、硬件資源管理，提高計算機使用效率。二、提供良好的使用環(huán)境，提高用戶的工作效率?？筛爬槲宕蠊芾砉δ?/p>

處理器管理、存儲管理、設(shè)備管理、文件管理和作業(yè)管理。從用戶角度上講，操作系統(tǒng)的功能主要體現(xiàn)為：以文件名為基本單位，實現(xiàn)了機內(nèi)信息按名存取。25②、操作系統(tǒng)的分類從系統(tǒng)功能的角度，可將操作系統(tǒng)分為：1)批處理操作系統(tǒng)；2)分時操作系統(tǒng)；3)實時操作系統(tǒng)；4)單用戶操作系統(tǒng)；5)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。26（2）語言處理程序

語言處理程序是計算機的系統(tǒng)軟件的重要組成部分之一，它是運行高級語言源程序的前提條件，或者說是建立高級語言源程序運行環(huán)境的程序，它主要負責把源程序翻譯為目標程序，實現(xiàn)源程序到目標程序的轉(zhuǎn)換。比如匯編程序、C語言編譯程序等都是語言處理程序。

高級語言必須有相應(yīng)語言處理程序支持才能運行，語言處理程序或語言翻譯程序建立起了高級語言程序的運行環(huán)境。27（3）、服務(wù)程序

診斷程序、調(diào)試查錯程序、鏈接程序自檢程序等（4）、系統(tǒng)程序庫

比如：函數(shù)，數(shù)制轉(zhuǎn)換程序、數(shù)值積分等標準程序。282.應(yīng)用軟件

為解決某一專門方向問題而開發(fā)的程序——稱為應(yīng)用程序（軟件）。比如：WPS、OFFICE（WORD、EXCEL等等）、字表處理軟件、圖形處理軟件、多媒體制作軟件、動畫制作軟件……。返回目錄29機器語言是唯一能被計算機直接識別和執(zhí)行的計算機語言。機器語言由二進制代碼0和1組成，由于不同類型計算機使用的指令系統(tǒng)不同，所以不同類型的計算機中的機器語言也不同，機器語言兼容性差。

機器語言的主要特點（1）、機器語言程序不要翻譯和解釋計算機就能直接識別和執(zhí)行；（2）、機器語言程序的執(zhí)行速度快、效率高；（3）、機器語言的記憶、編寫和閱讀難，通用性與可移植性差。（4）、不同計算機有不同的機器語言。

1、機器語言——面向計算機硬件的程序語言1.3.3、計算機程序設(shè)計語言30

匯編程序語言是一種符號語言，它用英文縮寫和數(shù)字代替機器指令，但仍然保留指令由操作碼和操作數(shù)組成的形式，如：指令加是（ADD）、指令減（SUB）、傳送指令為（MOV）……。匯編語言的特點：（1）、以符號代替指令；（2）、執(zhí)行時必須經(jīng)過編譯；（3）、匯編程序隨機器不同而不同，是面向計算機硬件的程序語言。匯編語言源程序匯編程序機器語言程序匯編2、匯編語言31機器語言與匯編語言都是面向計算機硬件的程序語言，所以又稱為低級語言。

3、高級語言

高級語言又稱算法語言，是一種獨立于機器的程序設(shè)計語言，也就是說高級程序設(shè)計語言對任何一種機器都實用；高級程序設(shè)計語言通用性廣、可移植性強，對采用不同指令系統(tǒng)的計算機它都適用。

高級程序設(shè)計語言的特點：

（1）、接近自然語言和數(shù)學公式形式；（2）、源程序不擇機；（3）、必須經(jīng)語言處理程序解釋或編譯方能執(zhí)行。

常用的高級程序設(shè)計語言有：Basic，Cobol，F(xiàn)ortran，Pascal,C語言，C++,VisualBasic,VisualC,VisualFoxPro……。

32計算機不能直接識別高級語言源程序，高級語言源程序必須經(jīng)翻譯程序翻譯成機器語言目標程序后才能執(zhí)行。

高級語言的執(zhí)行方式有兩種：

（1）、解釋方式：對源程序解釋一句執(zhí)行一句，速度慢，但便于糾錯和程序調(diào)試。

（2）、編譯方式：一次性編譯所有源程序，后再執(zhí)行，速度快、但不易糾錯。

高級語言源程序解釋程序運算結(jié)果解釋執(zhí)行運算結(jié)果編譯程序高級語言源程序機器語言目標程序編譯執(zhí)行圖1-6高級語言的解釋執(zhí)行和編譯執(zhí)行334、高級程序設(shè)計語言處理程序

高級程序設(shè)計語言的語言處理程序是可將高級語言源程序轉(zhuǎn)換為機器語言目標程序的程序。高級語言處理程序又叫翻譯程序，它的功能是：完成語言間的翻譯轉(zhuǎn)換，同時進行語法、語義檢查變量儲存空間分配。語言處理程序有三種。

1、匯編程序——把匯編語言源程序翻譯成為機器代碼目標程序，稱為匯編。

2、解釋程序——邊掃描邊執(zhí)行的翻譯程序，它按程序先后順序讀一句解釋一名句、執(zhí)行一句，出錯停頓在錯誤語句上等待修改。解釋過程不產(chǎn)生目標程序。

3、編譯程序——將源程序全部編譯成為機器語言目標程序后再執(zhí)行，編譯要生成目標程序，目標程序可以脫離源程序使用。341.3.4計算機系統(tǒng)的性能指標

1、主頻——CPU時鐘頻率，1.7～4.0GHz；2、字長——CPU一次能處理的數(shù)據(jù)位數(shù),64位；3、主存容量——隨機存儲器RAM的容量；4、硬盤容量——10GB～120GB；5、運算速度——MIPS（百萬條指令/秒）,400左右；6、外部設(shè)備配置——顯示器、打印機、掃描儀；7、軟件配置——操作系統(tǒng)Win95/98/Me/2000/XP/、2003，應(yīng)用軟件Office97/2000/XP；8、可靠性——用系統(tǒng)平均無故障時間來描述；公式35MTBF越大計算機系統(tǒng)的可靠性越好；

9、可維護性——用平均發(fā)生故障后的修復(fù)時間長短來描述，公式為

MTTR越小越好。

10、性能價格比——一般計算機系統(tǒng)是高性能高價格，但性價比越高肯定更適宜。36磁盤

光盤

磁帶計算機系統(tǒng)硬件軟件主機外設(shè)主存(內(nèi)存)—ROM,RAM,DRAM,SDRAM,DDRCPU（運算器，控制器,寄存器）輸入設(shè)備輸出設(shè)備外存儲器軟盤、硬盤鍵盤、鼠標、光筆、掃描儀顯示器、打印機、繪圖儀CD-ROM、WORM、ROCD系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)服務(wù)程序語言處理程序數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)工具軟件DOS、WINOWDS、UNIX、LINUXBASIC、C、PASCALFoxBase、FoxPRO壓縮、解壓、殺毒Office、WPS、信息管理、工資管理財務(wù)管理371.4計算機中的數(shù)制和編碼系統(tǒng)1.4.1計算機中的數(shù)制1.4.2十進制數(shù)1.4.3二進制數(shù)1.4.4八進制數(shù)與十六進制數(shù)1.4.5不同進位制數(shù)的識別1.4.6常用進位制數(shù)之間的互換1.4.7計算機信息編碼1.4.8計算機信息容量單位返回目錄381.4.1數(shù)字化信息編碼的概念1．數(shù)字化信息編碼的概念電子計算機機內(nèi)信息是數(shù)字化表示的，即不論是字符、數(shù)字、圖形、圖象、聲音、動畫、影視等等都均采用二進制數(shù)表示。2、機內(nèi)信息（數(shù)據(jù)）為什么采用二進制數(shù)表示原因主要有三：

（1）、二進制數(shù)數(shù)碼少（只0和1兩個），容易實現(xiàn)數(shù)碼的表示(用邏輯電路表示)。（2）、二進制數(shù)運算法則簡單。如：39加法運算法則：0+0=0；0+1=1+0=1；1+1=10

減法運算法則：0-0=1-1=0；0-1=1；1-0=1

乘法運算法則：0×0=0；0×1=1×0=0；1×1=1

除法運算法則：0÷0=0；0÷1=0；1÷1=1

十進制數(shù)算術(shù)運算法則比起二進制數(shù)來就多得多了，加法運算法則就要100條；用邏輯電路實現(xiàn)運算其電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多。

（3）、采用二進制數(shù)易于實現(xiàn)邏輯運算。因為邏輯變量只取兩值：真和假，二進制數(shù)正好也只有兩個數(shù)碼，兩者之間一一對應(yīng)。通常規(guī)定：“0”代表邏輯真，“1”代表邏輯假。401、進位制數(shù)與非位制數(shù)

（1）、進位制數(shù)——具有固定數(shù)碼（數(shù)字符號）和進位基數(shù)，數(shù)碼的不同排列表示不同數(shù)、同一數(shù)碼在數(shù)中不同位置表示大小不同的計數(shù)體系。

（2）、非進位制數(shù)——每一個數(shù)都用不同符號表示的計數(shù)體系。如羅馬數(shù)ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ……ⅹ，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ……Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ……

2、進位制數(shù)的基本特征

（1）、數(shù)碼個數(shù)固定；（2）存在進位基數(shù)；(3)、可作加權(quán)展開。1.4.2十進制數(shù)413、十進制數(shù)

十進制數(shù)是日常生活中使用最多的進位制數(shù)，它共有十個數(shù)字符號即數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。進位基數(shù)是10（即縫10向高位進一，而高位借一當10）?？砂礄?quán)展開或乘權(quán)求和展開，方法如下式中N代表任意十進制數(shù)，Ai代表不同位置上的十進制數(shù)數(shù)碼，n和m都是整數(shù)，n為小數(shù)點左邊的位數(shù)，m為小數(shù)點右邊的位數(shù)。42實例：1.4.3二進制數(shù)

二進制數(shù)是電子計算機內(nèi)部數(shù)據(jù)信息編碼使用的進位制數(shù)，二進制數(shù)只有兩個數(shù)碼：0和1，其進位基數(shù)是2，即縫二向高位進一，高位借一當二使用。二進制數(shù)也可作加權(quán)展開，方法如下：

431.4.4八進制數(shù)與十六進制數(shù)

1、八進制數(shù)

計算機機內(nèi)信息采用二進制表示，但二進制數(shù)也有缺陷和不足——主要是數(shù)位多，讀取識別難；因此在計算機中又常用八進制或十六進制數(shù)顯示機內(nèi)數(shù)據(jù)。

八進制數(shù)的特點是：

（1）、固定數(shù)碼為八個，即0、1、2、3、4、5、6、7。

（2）、進位基數(shù)是8。（縫8向高位進一，高位借一當8使用）

（3）、八進制數(shù)也可加權(quán)展開。

（4）、每個八進制數(shù)數(shù)碼都可用三位二進制數(shù)表示。

44例如：2、十六進制數(shù)

十六進制數(shù)的特點是：

（1）、數(shù)碼為十六個，即0～9、A、B、C、D、E、F。

（2）、進位基數(shù)為16。

（3）、十六進制數(shù)也可按權(quán)展開

（4）、每一個十六進制數(shù)碼都可以用四位二進數(shù)表示。45例如：1.4.5不同進位制數(shù)的標識

為了區(qū)分不同進位制數(shù)，我們常用以下方法標識：

（1）、十進制數(shù)加下標10或字母D表示，由于十進制46數(shù)是常用進位制數(shù)，所以也可以以缺省方式表示，即無下標或字母時統(tǒng)一視為十進制數(shù)。如：

123=123D=（123）10

（2）、二進制數(shù)采用在數(shù)值前后加圓括號與下標2或在數(shù)值后加字母B表示。如：（11011）2=11011B

（3）、八進制數(shù)用在數(shù)值前后加圓括號與下標8或在數(shù)值后加字母O表示。如：（3476）8=3476O

（4）、十六進制數(shù)用在數(shù)值前后加圓括號與下標16或在數(shù)值后加字母H表示。如：（AB23）16=AB23H1.4.6常用進位制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換

1、二、八、十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)47

二、八和十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為等值十進制數(shù)的方法相同，都是按加權(quán)展開或乘以權(quán)值求和進行變換。舉例如下482、十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二、八、十六進制數(shù)

方法：整數(shù)部份采用除以基數(shù)取余數(shù)法，簡稱除基取余；小數(shù)部份采用乘以基數(shù)取整法。舉例如下

192.625=()B=()O=()H

整數(shù)部份——用短除法實現(xiàn)。

小數(shù)部份——用連乘法完成。491922296248000224021226230012110高低1928824803003高低19216161200C高低192=11000000B192=300O192=C0H余余余500.6252×1.25010.2502×0.50000.5002×1.0001高低0.625=0.101B0.6258×5.00050.625=0.5O0.62516×3750A625+10.0000.625=0.AH整51192.625=11000000.101B=300.5O=C0.AH3、二進制數(shù)與八進制數(shù)的互換

二進制數(shù)與八進制數(shù)的互換可利用八進制數(shù)數(shù)碼的特征：每一個八進制數(shù)數(shù)碼都可用三位二進制數(shù)表示（原因是：23=8），即對應(yīng)關(guān)系如下八01234567二000001010011100101110111利用這個關(guān)系，可簡單進行二、八進制數(shù)之間的互換。方法為：52（1）、八進制數(shù)到二進制數(shù)——照搬八進制數(shù)數(shù)碼對應(yīng)的三位二進制數(shù)到原八進制數(shù)的數(shù)碼位置處，去掉首尾多余的0即可。如：

（1567）8=（001101110111）2=（1101110111）2

（23.74)8=(010011.111100)2=(10011.1111)2

（2）、二進制數(shù)到八進制數(shù)——以小數(shù)點為基準，整數(shù)部份從小數(shù)點處起向左每三位一節(jié)分組，最高位不足三位的在左邊添0補足三位；小數(shù)部份自小數(shù)點處起向右劃分，也是三位一節(jié)分組，最低位不足三位的在右邊添0補足三位，依每一個八進制數(shù)碼與三位二進制數(shù)相對應(yīng)的關(guān)系照搬八進制數(shù)碼即得由二進制數(shù)轉(zhuǎn)換而成的八進制數(shù)。如：53(1101101.10101)2=(001’101’101.101’010)2

=(155.52)8

(101010.110111)2=(101’010.110’111)2=(52.67)8

4、二進制數(shù)與十六進制數(shù)的互換

十六進制數(shù)數(shù)碼也具有以下特點：每一個十六進制數(shù)數(shù)碼都可以用四位二進制數(shù)表示（因為24=16），即存在如下對應(yīng)關(guān)系01234567000000010010001101000101011001115489ABCDEF10001001101010111100110111101111（1）、十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)

方法：將每一位十六進制數(shù)數(shù)碼用其相對應(yīng)的四位二進制數(shù)代入原位置，并去掉首尾處多余的0即可。

如：(14A.C)16=(000101001010.1100)2=(101001010.11)2

（2）、二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)

方法：以小數(shù)點為基準，整數(shù)部份從小數(shù)點處起向左每四位一節(jié)分組，最高位不足四位的在左邊添0補足四位；小數(shù)部份自小數(shù)點處起向右劃分，也是四位一55節(jié)分組，最低位不足四位的在右邊添0補足四位，依每一個十六進制數(shù)碼與四位二進制數(shù)相對應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系，照搬十六進制數(shù)碼到原四位二進制數(shù)所在位置即得由二進制數(shù)轉(zhuǎn)換而成的十六進制數(shù)。

例如：(110101010.1010101)2=(0001’1010’1010.1010’1010)2

=(1AA.AA)16

5、八進制數(shù)與十六進制數(shù)的等值互換

直接把八進制數(shù)變成十六進制數(shù)的方法還是：整數(shù)部份除以基數(shù)取余法；小數(shù)部份乘以基數(shù)取整法。不過我們對八進制數(shù)與十六進制數(shù)的運算法則不熟，極易出錯。這里我們可以借助中間橋梁二進制數(shù)進56行八進制數(shù)與十六進制數(shù)互換，即先將八進制數(shù)或十六進制數(shù)變成二進制數(shù)，然后再由二進制數(shù)變到十六進制數(shù)或八進制數(shù)。

如：(67.5)8=(110111.101)2=(0011’0111.1010)2=(37.A)16

6、二進制數(shù)的算術(shù)運算法則

（1）、加法運算法則

①、0+0=0；②、0+1=1+0=1；③、1+1=10（縫二進一）

例：計算(1011)2+(1101)2=?

解：列豎式運算為10111101＋11000∴(1011)2+(1101)2=(11000)257（2）、減法運算法則

①、0-0=1-1=0；②、1-0=1；③、0-1=1（高位借一當二）。

例：計算(1110101)2-(110101)2=?

解：用豎式運算1110101110101-1000000∴(1110101)2-(110101)2=(1000000)2（3）、乘法運算法則

①、0×0=0；②、0×1=1×0=0；③、1×1=1

例：計算(1011)2×(101)2=?58解：1011101×101100001011＋110111∴(1011)2×(101)2=(110111)2（4）、除法運算法則

①、0÷1=0；②、1÷1=1；③、0÷0=0

例：計算(11010)2÷(101)2=?

解：11010101101…商1011101101011…余(11010)2÷(101)2=(101)2……(1)2∴591.3.7計算機信息編碼

計算機中處理的數(shù)據(jù)除數(shù)值數(shù)據(jù)外還有大量的非數(shù)值數(shù)據(jù)，不論是數(shù)值數(shù)據(jù)還非數(shù)值數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)部都統(tǒng)統(tǒng)轉(zhuǎn)換為二進制代碼來存儲、加工和處理。即機內(nèi)信息數(shù)字化表示。

1、ASCII碼——字符編碼

字符編碼規(guī)定了使用不同二進制數(shù)串表示不同字符、數(shù)字和專門符號的方式，計算機系統(tǒng)中使用的字符編碼有：ASCII碼、EBCDIC碼和漢字編碼。ASCII碼是美國國家信息交換標準字符碼或美國標準信息交換代碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)的簡稱，它60主要用于微型機和小型機中；EBCDIC碼是擴展二—十進制交換碼（ExtendedBinaryCodedDecimalInterchangeCode)的簡稱，它主要用于IBM大型機中。

ASCII碼又分為基本ASCII碼（7位編碼）和擴展ASCII碼（8位編碼）兩種。基本ASCII碼是7位編碼制（即用7位二進制數(shù)表示一個字符），共有27=128個字符，其中包括26個英文大寫字母、26個英文小寫字母、10個十進制數(shù)碼、34個通用控制字符和32個特殊符號（標點符號和運算符）。也可以這樣歸類，0～31為控制符，32～126為可顯示字符，127為報警符。注意由于空格符可歸類為顯示字符也可歸類為不顯字符，這樣便有了控制字符為33或34之說，顯示字符為6195或94之說。

由于每一個ASCII碼字符都被保存在一個字節(jié)的存儲空間里，而一個字節(jié)由八個二進制位組成，基本ASCII碼是7位編碼制即采用7位二進制數(shù)表示一個字符，這樣八個二進制位只用了7個，規(guī)定空出的最高第八位固定填充0，湊足八位。由基本ASCII碼表可以查出英文字符對應(yīng)的ASCII碼，反之由ASCII碼也可查出相應(yīng)的字符。

擴展ASCII碼是八位編碼，最高位填充1，也有128個字符。

附基本ASCII碼表如下6276543210000010100111001011101110000NULDLESP0@P′p0001SOHDC1！1AQaq0010STXDC2”2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv6376543210000010100111001011101110111BELETB’7GWgw1000BSCAN（8HXhx1001HTEM）9IYiy1010LFSUB*：JZjz1011VTESC+；K[k{1100FFFS，<L\l|1101CRGS–=M]m}1110SORS.>N↑n~1111SIVS/？O↓oDEL64ASCII碼控制符功能說明控制符功能名稱控制符功能名稱控制符功能名稱控制符功能名稱NUL空HT橫向制表DC2設(shè)備控制2ESC換碼SOH標題開始LF換行DC3設(shè)備控制3FS文件分隔STX文本開始VT縱向制表DC4設(shè)備控制4GS組分隔ETX文本結(jié)束FF換頁NAK否認RS記錄分隔EOT傳輸結(jié)束CR回車SYN同步US單元分隔ENQ詢問SO移出ETB組傳輸結(jié)束DEL作廢ACK確認SI移入CAN取消

BEL響鈴DLE轉(zhuǎn)義EM紙盡

BS退格DC1設(shè)備控制1SUB取代

65幾個連續(xù)編碼的特殊字符要牢記并能遞推。

字符十進制編碼二進制編碼

0～948～57(00110000)2～(00111001)2

A～Z65～90(01000001)2～(01011010)2

a～z97～122(01100001)2～(01111010)2連續(xù)編碼字符的遞推關(guān)系是相鄰字符后者比前者大一，如：B的ASCII碼值只比A的ASCII碼值大一，即A是65，B是66；小寫字母的ASCII碼值大于大寫字母的ASCII碼值且相同字母的大小ASCII碼相差32，英文字符ASCII碼大于數(shù)字ASCII碼。機內(nèi)“CHINA”是以下二進制數(shù)串：“01000011,01001000，01001001，01001110，01000001”。662、漢字編碼

（1）、外碼、內(nèi)碼、區(qū)位碼和國標碼

外碼是輸入漢字時采用的編碼，常用的有區(qū)位碼輸入法中的數(shù)字、拼音輸入法中的英文小寫字母、五筆字型中的英文小寫字母。外碼只有四大類：①、音碼（全拼、雙拼、智能ABC）；②、形碼（五筆）；③、音形結(jié)合碼（自然碼）；④、流水碼（區(qū)位碼、電報明碼）。

漢字輸入的外碼可以千差萬別，但其內(nèi)碼必須是統(tǒng)一的，即采用不同輸入法輸入的漢字，在機內(nèi)保存、傳輸、傳送和加工處理（運算）時的編碼必須一致。

67漢字機內(nèi)碼是指漢字存儲、傳輸、傳送和運算所使用的二進制代碼。漢字內(nèi)碼的編碼方案是：采用兩個字節(jié)（14位二進制數(shù)）表示一個漢字，每字節(jié)的高位固定填充1（為與ASCII碼區(qū)別）。這樣一共可以表示214個不同的狀態(tài)，即

214=27×27=128×128=16384個漢字而實際常用漢字只5000～6000左右，還有絕大部份編碼設(shè)有使用。實際編碼時一級漢字3755個，二級漢字3008個，圖形符號682個，共7445個。

具體編碼時，為使?jié)h字編碼統(tǒng)一，1981年我國國家標準局公布了國標GB2312—80漢字編碼表。

68該表規(guī)定：把所有漢字和圖形符號構(gòu)造成一張94行94列的大表，表中每一行稱為一個區(qū)，每一列稱為一個位，則共有01～94個區(qū)，01～94個位。區(qū)號與位號組合構(gòu)成國標區(qū)位碼（簡稱區(qū)位碼），區(qū)位碼可以唯一確定一個漢字或圖形符號，反之任何一個漢字或圖形符號也唯一地對應(yīng)一個區(qū)位碼。

漢字區(qū)位碼的劃分方式如下：

1～15區(qū)：圖形符號區(qū)，其中1～9為標準圖形符號區(qū)，10～15區(qū)為自定義符號區(qū)。

16～55區(qū)：一級常用漢字，按漢語拼單排序，同音字按筆畫順序排序，共有3755個。55區(qū)的90～

6994位沒有定義。

56～87區(qū)：二級漢字，即不大常用的漢字和偏旁部首，按筆畫順序排序，有3008個。

88～94區(qū)：自定義漢字區(qū)。

區(qū)位碼的兩個特點：（1）、絕對無重碼；（2）、區(qū)位碼可以輸入圖形符號、字母、數(shù)字、標點符號。

漢字機內(nèi)碼正是由區(qū)位碼演變面來的。首先，由區(qū)位碼變成國標碼，國標碼是區(qū)位碼的十六進制數(shù)表示+20H，20H是為避開ASCII碼的32個控制符。即

國標碼高位字節(jié)=十六進制區(qū)號+20H

國標碼低位字節(jié)=十六進制位號+20H

70內(nèi)碼高位字節(jié)=國標碼高位字節(jié)+80H

內(nèi)碼低位字節(jié)=國標碼低位字節(jié)+80H

加80H是為了使每字節(jié)的高位二進制數(shù)表示為1。如：

漢字區(qū)位碼（十）國標碼（十六）機內(nèi)碼（十六）

啊1601D3021HB0A1H

東2211D362BHB6ABH

薄1701D3121HB1A1H

（2）、字形碼

漢字字形碼是用于實現(xiàn)漢字輸出顯示與輸出打印的編碼。漢字字形碼又稱為漢字字庫，它有軟字庫和硬字庫兩類可分為：點陣字庫和矢量字庫兩種。

71點陣字庫的優(yōu)點是不要專要專門程序處理即可輸出顯示或打印，缺點是存儲點陣漢字字庫需要的空間大，變換字號容易失真。矢量字庫存儲占據(jù)的存儲空間容量小，字體放大不失真，但它必須有專門處理程序參與才能使用。

這里主要介紹點陣字庫的存儲空間計算法：由于漢字是象形文字、方塊字，所以在漢字點陣字庫中將漢字的輸出方塊大小劃分為若干行列組成，即大方塊分割成若干小方塊，每一個小方塊可以對應(yīng)于輸出時的“亮”或“滅”，即二進制數(shù)的“0”、“1”。換句話說每個小方塊相當于一個二進制位，八個二進制位為一個字節(jié)，這樣點陣字庫的存儲容量計算方法是：7216×16點陣的一個漢字字庫：16×16÷8=32B

24×24點陣的一個漢字字庫：24×24÷8=72B

32×32點陣的一個漢字字庫：32×32÷8=128B

48×48點陣的一個漢字字庫：48×48÷8=288B輸入碼漢字

輸入系統(tǒng)輸入字典內(nèi)部處理漢字字庫存儲通信字形碼顯示打印內(nèi)碼內(nèi)碼地址碼國標碼字形碼漢字代碼轉(zhuǎn)換關(guān)系圖731.4.8計算機信息容量單位1、位（bit)——最小的信息單位

位是計算機中存儲信息（數(shù)據(jù)）的最小單位，指保存二進制數(shù)數(shù)碼的一個空間位置，記為bit（比特）。一個二進制位只能存放“0”或“1“。

2、字節(jié)（byte)

字節(jié)是計算機存儲容量的基本單位，也是計算機中文件大小的量度的基本單位。定義：一個字節(jié)等于八個二進制位，即1B=8bit

常用的信息單位或存儲容量單還有：千字節(jié)（KB）、兆字節(jié)（MB）、千兆字節(jié)（GB），它們的換算關(guān)系為

1KB=210B=1024B1MB=220B=1024KB返回目錄741GB=230B=1024MB

1TB=240B=1024GB

通常，一個英文字符（ASCII碼）用一個字節(jié)來保存，而一個漢字用兩個字節(jié)來儲存。

3、字和字長

字是計算機一次存取、加工、運算和傳送的數(shù)據(jù)長度。一個字通常由一個或若干個字節(jié)組成。構(gòu)成一個字數(shù)據(jù)的二進制數(shù)位數(shù)稱為字長，即字長是計算機一次讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)信息的二進制位數(shù)。字長是衡量計算機性能的一個重要技術(shù)指標，字長越長計算機的計算精度就越高、運算速度也就越快。

目前，計算機的字長有：8位、16位、32位和64位幾種。751.5計算機中正負數(shù)的表示

返回目錄1、機器數(shù)

帶有正負符號的數(shù)在計算機中的如下表示：設(shè)置數(shù)中最高位為符號位，并用“0”表示正，用“1”表示負。如：+65=（1000001）2-65=（-1000001）2

[+65]原=（01000001）2[-65]原=（11000001）2

稱為機器數(shù)，也叫數(shù)的原碼表示。即用高位作符號位，“0”表正、“1”表負，并把該數(shù)的絕對值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)二進制數(shù)。機器數(shù)易于表示但不便于計算，為此引出了機器數(shù)的反碼和補碼表示。762、反碼與補碼機器數(shù)的反碼表示仍然保留原碼中的符號位不動，規(guī)定正數(shù)的反碼即是原碼本身，負數(shù)的反碼是在原碼中保留符號不變情況下，對其后的二進制數(shù)數(shù)逐一取反（0變1，1變?yōu)?）。如：[+65]反=（01000001）2[-65]反=（10111110）2機器數(shù)的補碼表示規(guī)定：正數(shù)的補碼即為原碼，負數(shù)的補碼在負數(shù)的反碼末位上+1。如：[+65]補=（01000001）2[-65]反=（10111110）2+1=（10111111）2補碼可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)減法運算為加法運算。77一、單項選擇題

1、計算機系統(tǒng)由（D）組成。

A、主機與外部設(shè)備B、主機、鍵盤、顯示器和打印機

C、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件D、硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)

2、微型計算機中央處理器是由（C）組成的。

A、內(nèi)存和控制器B、主存儲器和運算器

C、運算器和控制器D、內(nèi)存、控制器和運算器

3、計算機內(nèi)存比外存（D）

A、便宜B、存儲信息時間長C、存儲信息多

D、存取速度快

4、下列設(shè)備中不能用作輸出設(shè)備的是（B）

A、打印機B、鍵盤C、顯示器D、繪圖儀

5、電子計算機由于某種原因重新啟動，則丟失信息的是（D）。本章習題78A、EPPROMB、ROMC、硬盤D、RAM

6、CPU的功能是（A）

A、實現(xiàn)算術(shù)運算和邏輯運算并協(xié)調(diào)指揮計算機各部件一起工作

B、存儲程序和數(shù)據(jù)C、保存指令系統(tǒng)

D、驅(qū)動外圍設(shè)備

7、“VGA”的含義是（D）

A、微機型號B、鍵盤標準C、顯示標準D、顯示器型號

8、SRAM存儲器是（A）

A、靜態(tài)隨機存儲器B、靜態(tài)只讀存儲器

C、動態(tài)隨機存儲器D、動態(tài)只讀存儲器

9、ASCII碼的編碼方案是（C）

A、ASCII碼是7位編碼B、ASCCI碼是8位編碼

C、ASCII碼是8位編碼，但最高位固定為079D、ASCII碼為7位編碼且高位固定是0。

10、計算機能夠直接識別并執(zhí)行的語言是（A）

A、機器語言B、匯編語言C、高級語言D、源程序

11、計算機內(nèi)部使用的是（C）

A、十進制數(shù)B、八進制數(shù)C、二進制數(shù)D、十六進制數(shù)

12、計算機中的一個字節(jié)由（B）個二進制位組成。

A、4B、8C、16D、64

13、微型計算機的常規(guī)內(nèi)存是（C）KB。

A、1024B、384C、640D、4×1024

14、電子計算機內(nèi)采用二進制數(shù)表示信息的原因是（A）

A、二進制數(shù)數(shù)碼少、運算法則簡單

B、二進制數(shù)只有0、1兩個數(shù)碼C、二進制數(shù)轉(zhuǎn)換簡單

D、二進制數(shù)能實現(xiàn)邏輯運算

15、將十進制數(shù)77.25轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)為（B），八進制數(shù)80為（C），十六進制數(shù)為（A）。

（1）A、10101011.1B、1001101.1C、11010101.01

D、10001110.11

（2）A、120.4B、107.5C、115.2D、141.2

（3）A、4D.4B、5B.4C、39.8D、5A.C

16、在下面不同的進位制數(shù)中，最小的是（C）

A、110110001BB、75C、37OD、A7H

17、漢字機內(nèi)碼占用（A）字節(jié)。

A、2B、4C、8D、16

18、軟磁盤寫保護后，能進行的操作是（D）

A、格式化B、刪除文件C、建立子目錄

D、執(zhí)行可執(zhí)行文件或讀出文件

19、影響計算機運行速度的主要性能指標是（A）

A、主頻和字長B、主頻和內(nèi)存容量

C、外圍設(shè)備和可靠性D、硬盤大小和主頻

8120、計算機中發(fā)現(xiàn)病毒后比較徹底的清除方法是（B）

A、刪除文件B、格式化磁盤C、用殺