大学计算机学习基础教学方针教育材料.doc

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1、延安大学西安创新学院 第 1 次课教学课型：理论课 实验课 习题课 实践课 技能课 其它主要教学内容（注明：* 重点 # 难点 ）：第一章：信息技术与计算机基础知识1.1 信息与信息时代 信息和信息技术的概念，信息和信息时代的特征。1.2 信息技术 信息技术的发展、应用及对人类社会的影响。1.3信信息化建设 信息化与信息化社会，信息高速公路的概念及我国信息化的基本情况。1.4计算机技术概述*计算机起源与发展、分类，计算机的应用领域；计算机系统、硬件、软件以及他们各自的发展，计算机软件的分类及各自特点；*存储程序工作原理、计算机的五个基本组成；*程序设计语言及语言处理程序的基本概念；*字、字节、

2、位的概念等教学目的要求：学生应具备计算机科学和信息技术的最基本理论和基本常识；要求学生掌握： 计算机起源与发展、分类，计算机的应用领域；存储程序工作原理、计算机的五个基本组成；程序设计语言及语言处理程序的基本概念；字、字节、位的概念等。教学方法和教学手段： 多媒体教学。讨论、思考题、作业：1电子计算机的发展经历了哪几个阶段（或称几代）？2什么是信息？什么是数据？两者有何不同？参考资料：大学计算机基础中国铁道出版社大学计算机基础实验指导中国铁道出版社第一章 计算机基础知识 1.1 电子计算机的发展及其特点 电子计算机是一种能够自动、高速地进行算术和逻辑运算的电子设备。它是二十世纪科学技术发展最伟

3、大的发明创造之一，是第三次工业革命中出现的最辉煌成就。目前，电子计算机已被广泛地应用于科学技术、国防建设、工农业生产以及人民生活等各个领域，对国民经济、国防建设和科学文化事业的发展产生了巨大的推动作用。今天，计算机的应用水平已成为各行各业步入现代化的重要标志之一，计算机应用能力也成为现代人才基本素质之一。 1.1.1 计算机的发展 第一台电子计算机“ ENIAC ”（ Electronic Numerical Integrator and Calculator 电子数字积分机和计算器）于 1946 年在美国宾夕法尼亚大学研制成功。它是当时数学、物理等理论研究成果和电子管等电子器件产生相结合的结

4、果。这台电子计算机由 18000 多个电子管， 1500 多个继电器， 10000 多只电容器和 7000 多只电阻构成，占地 170 多平方米，功耗为 150 千瓦，重量约 30 吨，采用电子管作为计算机的逻辑元件，存储容量为 17000 多个单元，每秒能进行 5000 次加法运算。这台计算机的功能虽然无法与今天的计算机相比，但它的诞生却是科学技术发展史上的一次意义重大的事件，展示了新技术革命的曙光。 计算机代 起迄年份 物理器件 主存储器 软 件 应用范围 第一代 1946 1957 电子管 磁芯、磁鼓 汇编语言 科学计算 第二代 1958 1964 晶体管 磁芯、磁带 程序设计语言 管理

5、程序 科学计算 数据处理 第三代 1965 1970 中、小规模 集成电路 磁芯、磁盘 操作系统 高级语言 逐步广泛 应用 第四代 1971 超大、大规模 集成电路 半导体、磁盘 数据库 网络软件 普及到社会 生活各方面 根据电子计算机所采用的物理器件，一般将电子计算机的发展分成四个阶段，也称为四代。表 1-1-1 是电子计算机发展过程简表。 表 1-1-1 电子计算机发展过程简表 50 多年来，随着技术的更新和应用的推动，计算机有了飞速的发展。今天，集处理文字、图形、图像、声音为一体的多媒体计算机方兴未艾，计算机也进入到了以计算机网络为特征的时代。 电子计算机的发展趋势，可以概括为“巨”、“

6、微”、“网”、“智”四个字。 “ 巨 ”，指速度快、容量大、计算处理功能强的巨型计算机系统。主要用于像宇宙飞行、卫星图像及军事项目等有特殊需要的领域。 “ 微 ”，指价格低、体积小、可靠性高、使用灵活方便、用途广泛的微型计算机系统。计算机的微型化是当前研究计算机最明显、最广泛的发展趋向，目前便携式计算机、笔记本计算机都已逐步普及。 “ 网 ”，指把多个分布在不同地点的计算机通过通信线路连接起来，使用户共享硬件、软件和数据等资源的计算机网络。目前全球范围的电子邮件传递和电子数据交换系统都已形成。 “ 智 ”，指具有“听觉”、“视觉”、“嗅觉”和“触觉”，甚至具有“情感”等感知能力和推理、联想、学

7、习等思维功能的计算机系统。 目前，正处于超大规模集成电路全面发展和计算机广泛应用阶段。据专家预计，新一代的计算机应是“智能”计算机，它应当具有像人一样的能看、能听、能思考能力。 1.1.2 计算机的特点 电子计算机是一种能存贮程序，能自动连续地对各种数字化信息进行算术、逻辑运算地电子设备。基于数字化的信息表示方式与存贮程序工作方式，这样的计算机具有许多突出的特点。概括起来，电子计算机主要有以下几个显著特点： 自动化程度高 由于采用存贮程序的工作方法，一旦输入所编制好的程序，只要给定运行程序的条件，计算机从开始工作，直到得到计算处理结果，整个工作过程都可以在程序控制下自动进行，一般在运算处理过程

8、中不需要人的直接干预。对工作过程中出现的故障，计算机还可以自动进行“诊断”、“隔离”等处理。这是电子计算机的一个基本特点，也是它和其他计算工具最本质的区别所在。 运算速度快 计算机的运算速度通常是指每秒钟所执行的指令条数。一般，计算机的运算速度可以达到上百万次，目前最快的已达到十万亿次以上。计算机的高速运算能力，为完成那些计算量大，时间性要求强的工作提供了保证。例如天气预报、大地测量的高阶线性代数方程的求解，导弹或其它发射装置运行参数的计算，情报、人口普查等超大量数据的检索处理等。 数据存储容量大 计算机能够储存大量数据和资料，而且可以长期保留，还能根据需要随时存取、删除和修改其中的数据。计算

9、机的大容量存储使得情报检索、事务处理、卫星图像处理等需要进行大量数据处理的工作可以通过计算机来实现。现在，一块存贮芯片可以存贮几百页英文书籍的内容等。 通用性强 由于计算机采用数字化信息来表示数值与其它各种类型的信息（如文字、图形、声音等），采用逻辑代数作为硬件设计的基本数学工具。因此，计算机不仅可以用于数值计算，而且还被广泛应用于数据处理、自动控制、辅助设计、逻辑关系加工与人工智能等非数值计算性质的处理。一般来说，凡是能将信息用数字化形式表示，就能归结为算术运算或逻辑运算的计算，并能够严格规则化的工作，都可由计算机来处理。因此计算机具有极强的通用性，能应用于科学技术的各个领域，并渗透到社会生

10、活的各个方面。 正是由于以上特点，使计算机能够模仿人的运算、判断、记忆等某些思维能力，代替人的一部分脑力劳动，按照人们的意愿自动地工作，因此计算机也被称为“电脑”。但计算机本身又是人类智慧所创造的，计算机的一切活动又要受到人的控制，它只是人脑的补充和延伸，利用计算机可以辅助和提高人的思维能力。 1.1.3 计算机的应用 计算机的应用十分广泛，目前已渗透到人类活动的各个领域，国防、科技、工业、农业、商业、交通运输、文化教育、政府部门、服务行业等各行各业都在广泛地应用计算机解决各种实际问题。归纳起来，目前计算机主要应用在以下几个方面： 数值计算（科学计算） 科学研究、工程技术的计算是计算机应用的一

11、个基本方面，也是计算机最早应用的领域。科学计算所解决的大都是一些十分复杂的数学问题。数值计算的特点是计算公式复杂，计算量大和数值变化范围大，原始数据相应较少。这类问题只有具有高速运算和信息存储能力，以及高精度的计算机系统才能完成。例如数学、物理、化学、天文学、地学、生物学等基础科学的研究以及航天飞船、飞机设计、船舶设计、建筑设计、水利发电、天气预报、地质探矿等方面的大量计算都可以使用计算机来完成。 数据处理（信息处理） 数据处理是对数值、文字、图表等信息数据及时地加以记录、整理、检索、分类、统计、综合和传递，得出人们所要求的有关信息。它是目前计算机最广泛的应用领域。数据处理的特点是原始数据多，

12、时间性强，计算公式相应比较简单。例如财贸、交通运输、石油勘探、电报电话、医疗卫生等方面的计划统计、财务管理、物资管理、人事管理、行政管理、项目管理、购销管理、情况分析、市场预测等工作。目前，在数据处理方面已进一步形成事务处理系统（ TPS ）、办公自动化系统（ OAS ）、电子数据交换系统（ EDI ）、管理信息系统（ MIS ）、决策支持系统（ DSS ）等应用系统。 过程控制（实时控制） 过程控制是指利用计算机进行生产过程、实时过程的控制，它要求很快的反应速度和很高的可靠性，以提高产量和质量，提高生产率，改善劳动条件，节约原料消耗，降低成本，达到过程的最优控制。例如，计算机广泛应用于石油化

13、工、水电、冶金、机械加工、交通运输及其它国民经济部门中生产过程的控制以及导弹、火箭和航天飞船等的自动控制。 计算机辅助设计 （ CAD Computer Aided Design ） 利用计算机进行辅助设计，可以提高设计质量和自动化程度，大大缩短设计周期、降低生产成本、节省人力物力。由于计算机有快速数值计算、较强的数据处理以及模拟的能力，目前， CAD 已被广泛应用在大规模集成电路、计算机、建筑、船舶、飞机、机床、机械，甚至服装的设计上。除计算机辅助设计（ CAD ）外，还有计算机辅助制造（ CAM ）、计算机辅助测试（ CAT ）、计算机辅助教学（ CAI ）等。 人工智能 （ AI Art

14、ificial Intelligence ） 人工智能是使计算机能模拟人类的感知、推理、学习和理解等某些智能行为，实现自然语言理解与生成、定理机器证明、自动程序设计、自动翻译、图像识别、声音识别、疾病诊断，并能用于各种专家系统和机器人构造等。近年来人工智能的研究开始走向实用化。人工智能是计算机应用研究的前沿学科。 计算机网络 计算机网络是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统连接起来所形成的“网”。利用计算机网络，可以使一个地区、一个国家，甚至在世界范围内计算机与计算机之间实现软件、硬件和信息资源共享，这样可以大大促进地区间、国际间的通信与各种数据的传递与处理，同时也改变

15、了人们的时空概念。计算机网络的应用已渗透到社会生活的各个方面。目前， Internet 已成为全球性的互联网络。 多媒体技术 这里的媒体是指表示和传播信息的载体，例如文字、声音、图像等。随着 80 年代以来数字化音频和视频技术的发展，逐步形成了集声、文、图、像一体化的多媒体计算机系统。它不仅使计算机应用更接近人类习惯的信息交流方式，而且将开拓许多新的应用领域。 1.1.4 计算机的分类 按照信息、元件、规模和用途的不同，电子计算机也相应有不同的分类。 按数据类型分类 电子计算机可以分为数字计算机、模拟计算机和混合计算机三种。在数字计算机中，所处理的数据都是以“ 0 ”与“ 1 ”数字代码的数据

16、形式表示，这些数据在时间上是离散的，称为数字量，经过算术与逻辑运算后仍以数字量的形式输出；在模拟计算机中，要处理的数据都是以电压或电流量等的大小来表示，这些数据在时间上是连续的，称为模拟量，处理后仍以连续的数据（图形或图表形式）输出；在混合计算机中，要处理的数据用数字与模拟两种数据形式混合表示，它既能处理数字量，又能处理模拟量，并具有数字量和模拟量之间相互转换的能力。目前的电子计算机绝大多数都是数字计算机。 按元件分类 电子计算机可以分为电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机和大规模集成电路计算机等。随着计算机的发展，电子元件也在不断更新，将来的计算机将发展成为利用超导电子元件的超导计算机

17、，利用光学器件及光路代替电子器件电路的光学计算机，利用某些有机化合物作为元件的生物计算机等。 按规模分类 电子计算机可以分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机等。“规模”主要是指计算机所配置的设备数量、输入输出量、存储量和处理速度等多方面的综合规模能力。 按用途分类 电子计算机可以分为通用计算机和专用计算机两种。通用计算机的用途广泛，可以完成不同的应用任务；专用计算机是为完成某些特定的任务而专门设计研制的计算机，用途单纯，结构较简单，工作效率也较高。现在使用的大多是通用计算机，四通打字机、银行取款机等都是专用计算机。 延安大学西安创新学院第 2 次课教学课型：理论课 实验课 习题课 实践课

18、 技能课 其它主要教学内容（注明：* 重点 # 难点 ）：1.5计算机中信息的编码表示*不同进制数的表示，不同进制整数间的相互转换，定点数与浮点数的概念；ASCII码，汉字编码的基本常识；1.6计算机系统微型计算机的基本概念。1.7微型计算机硬件配置介绍微机的硬件组成：*CPU、内存、RAM、ROM、Cache、适配器、总线的含义；磁盘驱动器与磁盘；常见输入、输出设备； *微型计算机的主要技术指标。教学目的要求： 要求学生掌握不同进制数的表示方法以及不同进制整数之间的相互转换； 掌握微型计算机的硬件的组成及有关名词的含义； 掌握微型计算机的主要技术指标。 教学方法和教学手段： 多媒体教学。讨论

19、、思考题、作业： 1为什么计算机中要采用二进制？ 2计算机的主要性能指标与计算机性能有怎样的关系？参考资料：大学计算机基础中国铁道出版社大学计算机基础实验指导中国铁道出版社1.2 信息在计算机中的表示 计算机要处理各种信息，首先要将信息表示成具体的数据形式，计算机内的信息都是以二进制数的形式表示。这是因为二进制数具有在电路上容易实现，可靠性高，运算规则简单，可直接用作逻辑运算等优点。但我们习惯的毕竟是十进制数。此外，为了简化二进制的表示，又引入了八进制和十六进制。二进制数与其它进制之间具有一定的联系，相互之间也能进行转换。 1.2.1 进位计数制 十进制数（ Decimal ） 十进制数是人们

20、十分熟悉的计数体制。它用 0 、 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、 6 、 7 、 8 、 9 十个数字符号，按照一定规律排列起来表示数值的大小。 任意一个十进制数，如 527 可表示为（ 527 ） 10 、 527 10 或 527D 。有时表示十进制数后的下标 10 或 D 也可以省略。 【例 1.2.1 】四位数 6486 ，可以写成： 6486 6 10 3 4 10 2 8 10 1 6 10 0 从这个十进制数的表达式中，可以得到十进制数的特点： 每一个位置（数位）只能出现十个数字符号 0 9 中的其中一个。通常把这些符号的个数称为基数，十进制数的基数为 10 ； 同一个数

21、字符号在不同的位置代表的数值是不同的。上例中左右两边的数字都是 6 ，但右边第一位数的数值为 6 ，而左边第一位数的数值为 6000 ； 十进制的基本运算规则是“逢十进一”的。上例中右边第一位为个位，记作 10 0 ；第二位为十位，记作 10 1 ；第三、四位为百位和千位，记作 10 2 和 10 3 。通常把 10 0 、 10 1 、 10 2 、 10 3 等称为是对应数位的权，各数位的权都是基数的幂。每个数位对应的数字符号称为系数。显然，某数位的数值等于该位的系数和权的乘积。 一般地说， n 位十进制正整数 X 10 =a n-1 a n-2 a 1 a 0 可表达为以下形式： X 1

22、0 a n-1 10 n-1 a n-2 10 n-2 a 1 10 1 a 0 10 0 式中 a 0 、 a 1 、 a n-1 为各数位的系数（ a i 是第 i 位的系数），它可以取 0 9 十个数字符号中任意一个； 10 0 、 10 1 、 10 n-1 为各数位的权； X 10 中下标 10 表示 X 是十进制数，十进制数的括号也经常被省略。 二进制数 （ Binary ） 与十进制类似，二进制的基数为 2 ，即二进制中只有两个数字符号（ 0 和 1 ）。二进制的基本运算规则是“逢二进一”，各位的权为 2 的幂。 任意一个二进制数，如 110 可表示为（ 110 ） 2 、 11

23、0 2 或 110B 。 一般地说， n 位二进制正整数 X 2 表达式可以写成： X 2 = a n-1 2 n-1 a n-2 2 n-2 a 1 2 1 a 0 2 0 式中 a 0 、 a 1 、 a n-1 为系数，可取 0 或 1 两种值； 2 0 、 2 1 、 2 n-1 为各数位的权。表 1-1 列出了十进制和八位二进制正整数的各数位权的对照表。 表 1-2-1 十进制与二进制对照表 从右数的位数 7 6 5 4 3 2 1 0 十进制的权 10000000 1000000 100000 10000 1000 100 10 1 二进制的权 128 64 32 16 8 4 2

24、 1 【例 1.2.2 】八位二进制数 X 2 00101001 ，写出各位权的表达式，及对应十进制数值。 解： X 2 00101001 2 0 2 7 0 2 6 1 2 5 0 2 4 1 2 3 0 2 2 0 2 1 1 2 0 10 0 128 0 64 1 32 0 16 1 8 0 4 0 2 1 1 10 41 10 所以， 00101001 2 41 10 从以上例题可以看出，二进制数进行算术运算简单。但也可以看到，两位十进制数 41 ，就用了六位二进制数表示。如果数值再大，位数会更多，既难记忆，又不便读写，还容易出错。为此，在计算机的应用中，又经常使用八进制和十六进制数表

25、示。 八进制数 （ Octal ） 在八进制中，基数为 8 ，它有 0 、 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、 6 、 7 八个数字符号，八进制的基本运算规则是“逢八进一”，各数位的权是 8 的幂。 任意一个八进制数，如 425 可表示为 425 8 、（ 425 ） 8 或 425Q （注：为了区分 O 与 0 ，把 O 用 Q 来表示）。 n 位八进制正整数的表达式可写成： X 8 a n-1 8 n-1 a n-2 8 n-2 a 1 8 1 a 0 8 0 【例 1.2.3 】求三位八进制数 X 8 212 8 所对应的十进制数的值。 X 8 212 8 2 8 2 1 8 1 2

26、 8 0 10 128 8 2 10 138 10 所以， 212 8 138 10 十六进制数 （ Hexadecimal ） 在十六进制中，基数为 16 。它有 0 、 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、 6 、 7 、 8 、 9 、 A 、 B 、 C 、 D 、 E 、 F 十六个数字符号。十六进制的基本运算规则是“逢十六进一”，各数位的权为 16 的幂。 任意一个十六进制数，如 7B5 可表示为（ 7B5 ） 16 ，或 7B5 16 ，或者为 7B5H 。 n 位十六进制正整数的一般表达式为： X 16 a n-1 16 n-1 a n-2 16 n-2 a 1 16 1 a

27、 0 16 0 【例 1.2.4 】求十六进制正整数 2BF 16 所对应的十进制数的值。 2BF 16 2 16 2 11 16 1 15 16 0 10 703 10 1.2.2 不同进制间的转换 二进制、八进制和十六进制数转换成十进制数 由二进制数的一般表达式可知，只要将其按加权系数法展开，即可得到对应的十进制数。 例如： 10110111 2 1 2 7 0 2 6 1 2 5 1 2 4 0 2 3 1 2 2 1 2 1 1 2 0 10 128+32+16+4+2+1 10 183 10 其它进制数同样按权展开相加即得对应的十进制数。 【例 1.2.5 】 336 8 3 8 2

28、 3 8 1 6 8 0 10 222 10 2AD 16 2 16 2 10 16 1 13 16 0 10 685 10 十进制数转换成二进制数 整数部分的转换 除取余法 整数部分的转换采用“除取余法”。即用多次除被转换的十进制数，直至商为，每次相除所得余数，按照第一次除所得余数是二进制数的最低位，最后一次相除所得余数是最高位，排列起来，便是对应的二进制数。 【例 1.2.6 】将十进制数 13 10 转换成二进制数。 解： 用“除 2 取余的方法”可将 13 转换成二进制形式： 13 10 1101 2 小数部分的转换乘取整法 小数部分的转换采用 “ 乘取整法 ” 。即用多次乘被转换的十

29、进制数的小数部分，每次相乘后，所得乘积的整数部分变为对应的二进制数。第一次乘积所得整数部分就是二进制数小数部分的最高位，其次为次高位，最后一次是最低位。 【例 1.2.7 】将十进制纯小数 0.562 转换成保留六位小数的二进制小数。 解： 可用“乘 2 取整法”求取相应二进制小数： 取整 0.562 2 1.124 1 （ a -1 ） 0.124 2 0.248 0 （ a -2 ） 0.248 2 0.496 0 （ a -3 ） 0.496 2 0.992 0 （ a -4 ） 0.992 2 1.984 1 （ a -5 ） 由于最后所余小数 0.9840.5 ，则根据“四舍五入”的

30、原则，可得 a -6 =1 。 所以： 0.562 10 0.100011 2 。 任何十进制数都可以将其整数部分和纯小数部分分开，分别用“除 2 取余法”和“乘 2 取整法”化成二进制数形式，然后将二进制形式的整数和纯小数合并即成十进制数所对应的二进制数。 【例 1.2.8 】将十进制数 13.562 10 转换成保留六位小数的二进制数。 解：可先将整数部分由“除 2 取余法”化成二进制数： 13 10 1101 2 再由“乘 2 取整法”将纯小数部分化成二进制数： 0.562 10 0.100011 2 然后将所得结果合并成相应的二进制数： 13.562 10 1101.100011 2

31、二进制数与八进制数之间相互转换 因为三位二进制数正好表示 0 7 八个数字，所以一个二进制数要转换成八进制数时，以小数点为界分别向左向右开始，每三位分为一组，一组一组地转换成对应的八进制数字。若最后不足三位时，整数部分在最高位前面加 0 补足三位再转换；小数部分在最低位之后加 0 补足三位再转换。然后按原来的顺序排列就得到八进制数了。 表 1-2-2 八进制与二进制对照表 八进制 0 1 2 3 4 5 6 7 二进制 000 001 010 011 100 101 110 111 【例 1.2.9 】将二进制数 1111010010.01101 2 转换为八进制数。 解： 001 ， 111

32、 ， 010 ， 010 011 ， 010 1 7 2 2 3 2 所以， 1111010010.01101 2 1722.32 8 相反，如果由八进制数转换成二进制数时，只要将每位八进制数字写成对应的三位二进制数，再按原来的顺序排列起来就可以了。 【例 1.2.10 】八进制 473.52 8 转换成对应的二进制数。 解： 4 7 3 5 2 100 111 011 101 010 即： 473.52 8 100111011.10101 2 二进制数与十六进制数之间相互转换 因为四位二进制数正好可以表示十六进制的十六个数字符号，所以一个二进制数要转换成十六进制数时，以小数点为界分别向左向右

33、开始，每四位分为一组，一组一组地转换成对应的十六进制数。若最后不足四位时，整数部分在最高位前面加 0 补足四位再转换；小数部分在最低位之后加 0 补足四位再转换。然后按原来的顺序排列就得到十六进制数了。 表 1-2-3 十六进制与二进制对照表 十六进制 0 1 2 3 4 5 6 7 二进制 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 十六进制 8 9 A B C D E F 二进制 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 【例 1.2.11 】 1101111001.0101101101 2 转换成十六进制数。 解：

34、 0011 ， 0111 ， 1001 0101 ， 1011 ， 0100 3 7 9 5 B 4 所以， 1101111001.0101101101 2 379.5B4 16 相反，如果由十六进制数转换成二进制数时，只要将每位十六进制数字写成对应的四位二进制数，再按原来的顺序排列起来就可以了。 【例 1.2.12 】 3ED.72 16 转换为二进制数时 解： 3 E D 7 2 0011 1110 1101 0111 0010 所以， 3ED.72 16 1111101101.0111001 2 八进制与十六进制之间的转换都可借助于二进制数相互转换。十进制数转换成八进制或十六进制，也可借

35、助于二进制数相互转换。 1.2.3 二进制编码 ASCII 码 由于计算机只能直接接受、存储和处理二进制数。对于数值信息可以采用二进制数码表示，对于非数值信息可以采用二进制代码编码表示。编码是指用少量基本符号根据一定规则组合起来以表示大量复杂多样的信息。一般所来，需要用二进制代码表示哪些文字、符号取决于我们要求计算机能够“识别”哪些文字、符号。为了能将文字、符号也存储在计算机里，必须将文字、符号按照规定的编码转换成二进制数代码。目前，计算机中一般都采用国际标准化组织规定的 ASCII 码（美国标准信息交换码）来表示英文字母和符号。 基本 ASCII 码的最高位为 0 ，其范围用二进制表示为 0

36、0000000 01111111 ，用十进制表示为 0 127 ，共 128 种。基本 ASCII 字符表如表 1-2-4 所示。 表 1-2-4 中可以看出字符 ASCII 码大小规律一般是：由于基本 ASCII 字符表按代码值的大小排列，数字的代码小于字母；在数字的代码中， 0 的代码最小， 9 的代码最大；大写字母的代码比小写字母小；在字母中，代码的大小按字母顺序递增； A 的代码最小， z 的代码最大。其中， 0 的代码为 48 ， A 的代码为 65 ， a 的代码为 97 ，其他数字和字母的代码可以依次推算出来。 扩充 ASCII 码的最高位为 1 ，其范围用二进制表示为 1000

37、0000 11111111 ，用十进制表示为 128 255 ，也共有 128 种。 ASCII 码目前以为国际标准化组织 ISO 和国际电报电话咨询委员会 CCITT 采纳而为一种国际通用的信息交换标准代码。 汉字编码 对于英文，大小写字母总计只有 52 个，加上数字、标点符号和其他常用符号， 128 个编码基本够用，所以 ASCII 码基本上满足了英语信息处理的需要。我国使用汉字不是拼音文字，而是象形文字，由于常用的汉字也有 6000 多个，因此使用 7 位二进制编码是不够的，必须使用更多的二进制位。 1981 年我国国家标准局颁布的信息交换用汉字编码字符集基本集，收录了 6763 个汉字

38、和 619 个图形符号。在 GB2312-80 中规定用 2 个连续字节，即 16 位二进制代码表示一个汉字。由于每个字节的高位规定为 1 ，这样就可以表示 128 128=16384 个汉字。在 GB2312-80 中，根据汉字使用频率分为两级，第一级有 3755 个，按汉语拼音字母的顺序排列，第二级有 3008 个，按部首排列。 表 1-2-4 基本 ASCII 字符表 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 0000 NUL DLE SP 0 P p 0001 SOH DC1 ! 1 A Q a q 0010 STX DC2 “ 2 B R b r

39、 0011 ETX DC3 # 3 C S c s 0100 EOT DC4 $ 4 D T d t 0101 ENQ NAK % 5 E U e u 0110 ACK SYN & 6 F V f v 0111 BEL ETB 7 G W g w 1000 BS CAN ( 8 H X h x 1001 HT EM ) 9 I Y i y 1010 LF SUB * ： J Z j z 1011 VT ESC + ； K k 1100 FF FS , N n 1111 SI US / ? O _ o DEL 英文是拼音文字，基本符号比较少，编码比较容易，而且在计算机系统中，输入、内部处理、存储

40、和输出都可以使用同一代码。汉字种类繁多，编码比西文要困难多，而且在一个汉字处理系统中，输入、内部处理、输出对汉字代码要求不尽相同，所以用的代码也不尽相同。汉字信息处理系统在处理汉字和词语时，要进行一系列的汉字代码转换。下面介绍主要的汉字代码。 汉字输入码（外码） 汉字的字数繁多，字形复杂，字音多变，常用汉字就有 6000 多个。在计算机系统中使用汉字，首先遇到的问题就是如何把汉字输入到计算机内。为了能直接使用西文标准键盘进行输入，必须为汉字设计相应的编码方法。汉字编码方法主要有：拼音输入、数字输入、字形输入、音形输入等方法。 汉字内部码（内码） 汉字内部码是汉字在设备和信息处理系统内部最基本的

41、表达形式，是在设备和信息处理系统内部存贮、处理和传输汉字用的代码。目前，世界各大计算机公司一般均以 ASCII 码为内部码来设计计算机系统。汉字数量多，用一个字节无法区分，一般用两个字节来存放汉字的内码，两个字节共有 16 位，可以表示 65536 个可区别的码，如果两个字节各用 7 位，则可表示 16384 个可区别的码，这已经够用了。另外，汉字字符必须和英文字符能相互区别开，以免造成混淆。英文字符的机内代码是 7 位 ASCII 码，最高位为“ 0 ”，汉字机内代码中两个字节的最高位均为“ 1 ”。不同的计算机系统所采用的汉字内部码有可能不同。 汉字字形码（输出码） 汉字字形码是汉字字库中

42、存储的汉字字形的数字化信息，用于汉字的显示和打印。字形码也称字模码，是用点阵表示的汉字字形代码，它是汉字的输出形式，根据输出汉字的要求不同，点阵的多少也不同。简易型汉字为 16 16 点阵，提高型汉字为 24 24 点阵、 32 32 点阵、 48 48 点阵等等。 字模点阵的信息量是很大的，所占存贮空间也很大，以 16 16 点阵为例，每个汉字就要占用 32 个字节，两级汉字大约占用 256KB 。 一个完整的汉字信息处理都离不开从输入码到机内码，由机内码到字形码的转换。虽然汉字输入码、机内码、字形码目前并不统一，但是只要在信息交换时，使用统一的国家标准，就可以达到信息交换的目的。 我国国家

43、标准局于 2000 年 3 月颁布的国家标准 GB8030-2000 信息技术和信息交换用汉字编码字符集基本集的扩充，收录了 2.7 万多个汉字。它彻底解决邮政、户政、金融、地理信息系统等迫切需要人名、地名所用汉字，也为汉字研究、古籍整理等领域提供了统一的信息平台基础。 图形、图像、声音编码的概念 对于文字可以使用二进制代码编码，对于图形、图像和声音也可以使用二进制代码编码。例如，一幅图像是由像素阵列构成的。每个像素点的颜色值可以用二进制代码表示：二进制的 1 位可以表示黑白二色， 2 位可以表示四种颜色， 24 位可以表示真色彩（即 2 24 1600 万种颜色）。声音信号是一种连续变化的波形，可以将它分割成离散的数字信号，将其幅值划分为 2 8 =256 个等级值或 2 16 =65536 个等级值加以表示。 虽然这样得到的代码数量是非常大的。例如一幅具有中等分辨率（ 640 480 ）彩色（ 24bit/ 像素）数字视频图像的数据量约 737 万 bit/ 帧，一个 1 亿 Byte 的硬盘只能存放约 100 帧静止图像画面。如果是运动图像，以每秒