高中计算机课程教学1 (2).ppt

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1、计算机文化基础计算机文化基础第一章第一章 计算机基础知识计算机基础知识1.1计算机的发展与应用计算机的发展与应用1.2计算机中信息的表示计算机中信息的表示1.3计算机系统的组成计算机系统的组成1.4微型计算机的使用微型计算机的使用1.5多媒体技术基础多媒体技术基础1.6计算机病毒知识计算机病毒知识计算机文化基础计算机文化基础1.1 计算机的发展与应用计算机的发展与应用1.1.1 计算机的发展计算机的发展 1、第一台电子计算机、第一台电子计算机 世界上第一台电子计算机诞生于世界上第一台电子计算机诞生于1946年年2月，称为月，称为“埃尼阿埃尼阿克克”（ENIAC，即即Electronic Num

2、erical Integrator and Calculator），），共用了共用了18000多只电子管，重量达多只电子管，重量达30吨，占地吨，占地170平方米，平方米，但与现代计算机相比，速度却很慢，每秒钟只能做但与现代计算机相比，速度却很慢，每秒钟只能做50005000次加法运算，容量小，且全部指令还没有存放在存储器中，次加法运算，容量小，且全部指令还没有存放在存储器中，操作复杂，稳定性差操作复杂，稳定性差尽管如此，它终究开创了计算机的新尽管如此，它终究开创了计算机的新纪元。纪元。计算机文化基础计算机文化基础 2、冯、冯诺依曼结构计算机诺依曼结构计算机 针针对对ENIAC在在存存储储程程

3、序序方方面面存存在在的的致致命命弱弱点点，美美籍籍匈匈牙牙利利科科学学家家冯冯诺诺依依曼曼于于1946年年6月月提提出出了了一一个个“存存储储程程序序”的的计计算算机方案。机方案。这个方案包含三个要点：这个方案包含三个要点：(1)采用二进制数的形式表示数据和指令。采用二进制数的形式表示数据和指令。(2)将指令和数据按执行顺序都存放在存储器中。将指令和数据按执行顺序都存放在存储器中。(3)由由控控制制器器、运运算算器器、存存储储器器、输输入入设设备备和和输输出出设设备备五五大大部部分组成计算机分组成计算机。计算机文化基础计算机文化基础 其其工工作作原原理理的的核核心心是是“存存储储程程序序”和和

4、“程程序序控控制制”，就就是是通通常常所所说说的的“顺顺序序存存储储程程序序”的的概概念念。人人们们把把按按照照这这一一原原理理设设计计的计算机称为的计算机称为“冯冯诺依曼型计算机诺依曼型计算机”。冯冯诺依曼提出的体系结构奠定了现代计算机结构理论，诺依曼提出的体系结构奠定了现代计算机结构理论，被誉为计算机发展史上的里程碑，直到现在，各类计算机仍没被誉为计算机发展史上的里程碑，直到现在，各类计算机仍没有完全突破冯有完全突破冯诺依曼结构的框架。诺依曼结构的框架。3 3、计算机的发展阶段、计算机的发展阶段 （1）第一代（）第一代（1946194619581958）：电子管计算机。）：电子管计算机。采

5、采用用电电子子管管作作为为计计算算机机的的元元件件，内内存存储储器器采采用用水水银银延延迟迟线线，外存储器采用磁鼓、卡片等，运算速度只有每秒几千到几万次外存储器采用磁鼓、卡片等，运算速度只有每秒几千到几万次计算机文化基础计算机文化基础加加法法运运算算，用用二二进进制制表表示示的的机机器器语语言言或或汇汇编编语语言言编编写写程程序序，其其特特点点是是：体体积积大大，能能耗耗高高、速速度度慢慢、容容量量小小、价价格格昂昂贵贵、故故障障多，应用仅限于科学计算和军事上。多，应用仅限于科学计算和军事上。（2）第二代（）第二代（19591964）：晶体管计算机。）：晶体管计算机。其其内内存存储储器器主主要

6、要采采用用磁磁芯芯，外外存存储储器器大大量量采采用用磁磁盘盘，输输入入和和输输出出设设备备也也有有了了较较大大改改进进。这这一一代代计计算算机机体体积积显显著著减减小小、可可靠靠性性显显著著提提高高、运运算算速速度度最最高高可可达达每每秒秒百百万万次次，在在软软件件方方面面有有了了高高级级语语言言和和编编译译系系统统，计计算算机机开开始始广广泛泛应应用用于于以以管管理理为为目目的的的信息处理。的信息处理。计算机文化基础计算机文化基础 （3）第三代（）第三代（19651970）：集成电路计算机。）：集成电路计算机。主主要要采采用用中中、小小规规模模集集成成电电路路，存存储储容容量量可可达达14兆

7、兆字字节节，运运算算速速度度每每秒秒几几百百万万至至千千万万次次，计计算算机机的的体体积积、容容量量进进一一步步减减小小，可可靠靠性性有有了了进进一一步步提提高高，软软件件方方面面有有了了操操作作系系统统，开开展展了了计计算算机机语语言言的的标标准准化化工工作作并并提提出出结结构构化化程程序序设设计计方方法法，出出现现了了计计算算机机网网络，开始向社会化发展。络，开始向社会化发展。（4）第第四四代代（1971 至至今今）：大大规规模模和和超超大大规规模模集集成成电电路路计计算机。算机。其其特特征征是是以以每每片片上上集集成成几几百百到到几几千千个个逻逻辑辑门门的的大大规规模模和和超超大大规模集

8、成电路来构成计算机的主要功能部件，主存储器采用规模集成电路来构成计算机的主要功能部件，主存储器采用 计算机文化基础计算机文化基础集成度很高的半导体存储器，运算速度可达每秒几百万次甚至集成度很高的半导体存储器，运算速度可达每秒几百万次甚至上亿次基本运算。由于出现了微处理器（把控制器、运算器等上亿次基本运算。由于出现了微处理器（把控制器、运算器等部件制作在一块芯片上的超大规模集成电路），从而推出了微部件制作在一块芯片上的超大规模集成电路），从而推出了微型计算机。微型计算机是第四代计算机中最有影响的机种，是型计算机。微型计算机是第四代计算机中最有影响的机种，是计算机发展史上最重要的事件，使得计算机在

9、存储容量、运算计算机发展史上最重要的事件，使得计算机在存储容量、运算速度、可靠性和性能价格比方面都比上一代计算机有较大突破，速度、可靠性和性能价格比方面都比上一代计算机有较大突破，各种系统软件、支撑软件、应用软件大量推出，充分发挥了计各种系统软件、支撑软件、应用软件大量推出，充分发挥了计算机的功能，使计算机几乎应用到所有领域，成为人类社会活算机的功能，使计算机几乎应用到所有领域，成为人类社会活动中不可缺少的工具。动中不可缺少的工具。计算机文化基础计算机文化基础1.1.2计算机的特点和应用计算机的特点和应用 计算机的主要特点：计算机的主要特点：1 1、运算速度快、运算速度快 现代的巨型计算机系统

10、的运算速度已达每秒几十亿次乃至现代的巨型计算机系统的运算速度已达每秒几十亿次乃至几百亿次。几百亿次。2 2、计算精度高、计算精度高由于计算机内采用二进制数制进行运算，因此可以用增加由于计算机内采用二进制数制进行运算，因此可以用增加表示数字的设备和运用计算技术，使数值计算的精度越来越高。表示数字的设备和运用计算技术，使数值计算的精度越来越高。3 3、具有、具有“记忆记忆”和逻辑判断功能。和逻辑判断功能。计算机有内部存储器和外部存储器，可以存储大量的数据，计算机有内部存储器和外部存储器，可以存储大量的数据，随着存储容量的不断增大，可存储记忆的信息量也越来越大。随着存储容量的不断增大，可存储记忆的信

11、息量也越来越大。计算机文化基础计算机文化基础 4 4、程序运行自动化。、程序运行自动化。计计算算机机内内部部操操作作、控控制制是是根根据据人人们们事事先先编编制制好好的的程程序序自自动动控控制制进行的，不需要人工干预。进行的，不需要人工干预。计算机的应用计算机的应用：1、科学计算（数值计算）。科学计算（数值计算）。科科学学计计算算是是计计算算机机最最重重要要的的应应用用之之一一。如如工工程程设设计计、地地震震预预测测、气气象象预预报报、火火箭箭和和卫卫星星发发射射等等都都需需要要由由计计算算机机承承担担庞庞大大复复杂杂的的计算任务。计算任务。2、数据处理。数据处理。数数据据处处理理指指的的是是

12、对对信信息息进进行行采采集集、加加工工、存存储储、传传递递，并并进进行行综合分析，常泛指非科学计算方面的以管理为主的所有应用。综合分析，常泛指非科学计算方面的以管理为主的所有应用。计算机文化基础计算机文化基础 3 3、过程控制。、过程控制。将将计计算算机机用用来来控控制制各各种种自自动动装装置置、自自动动仪仪表表、生生产产过过程程等等，都都称称为为过过程程控控制制或或实实时时控控制制。例例如如，交交通通运运输输方方面面的的行行车车调调度度，农农业业方方面面人人工工气气候候箱箱的的温温、湿湿度度控控制制；工工业业生生产产自自动动化化方方面面的的巡巡回回检检测测、自自动动记记录录、监监视视报报警警

13、、自自动动启启停停、自自动动调调控控等等内内容容；家家用电器中的某些自动功能等，都是计算机在过程控制方面的应用。用电器中的某些自动功能等，都是计算机在过程控制方面的应用。4、计算机辅助系统。计算机辅助系统。计计算算机机辅辅助助系系统统包包括括计计算算机机辅辅助助设设计计（CAD）、计计算算机机辅辅助助制制造造（CAM）、计计算算机机辅辅助助教教学学（CAI）、计计算算机机辅辅助助测测试试（CAT）等。等。计算机文化基础计算机文化基础 5、人工智能。人工智能。是用计算机执行某些与人的智能活动有关的复杂功能。目是用计算机执行某些与人的智能活动有关的复杂功能。目前研究的方向有：模式识别、自然语言理解

14、、自动定理证明、前研究的方向有：模式识别、自然语言理解、自动定理证明、自动程序设计、知识表示、专家系统、数据智能检索等。例如，自动程序设计、知识表示、专家系统、数据智能检索等。例如，用计算机模拟人脑的部分功能进行学习、推理、联想和决策；用计算机模拟人脑的部分功能进行学习、推理、联想和决策；模拟著名医生给病人诊病的医疗诊断专家系统等等。模拟著名医生给病人诊病的医疗诊断专家系统等等。6 6、计算机通信、计算机网络。、计算机通信、计算机网络。利用通信设备和线路将地域不同的计算机系统互联起来，利用通信设备和线路将地域不同的计算机系统互联起来，并在网络软件支持下实现资源共享和传递信息的系统。大到遍并在网

15、络软件支持下实现资源共享和传递信息的系统。大到遍及全世界的及全世界的InternetInternet，小到几台计算机联成的局域网，计算机小到几台计算机联成的局域网，计算机网络正在普遍应用。网络正在普遍应用。计算机文化基础计算机文化基础 7、办公自动化。办公自动化。是指用计算机或数据处理系统来处理日常例行的各种工作。是指用计算机或数据处理系统来处理日常例行的各种工作。是当前最为广泛的一类应用，它具有完善的文字和表格处理功能，是当前最为广泛的一类应用，它具有完善的文字和表格处理功能，较强的资料、图像处理和网络通信能力，可以进行各种文档的存较强的资料、图像处理和网络通信能力，可以进行各种文档的存储、

16、查询、统计等工作。例如，起草各种文稿，收集、加工、输储、查询、统计等工作。例如，起草各种文稿，收集、加工、输出各种资料信息等。出各种资料信息等。计算机文化基础计算机文化基础1.21.2计算机中信息的表示计算机中信息的表示1.2.1 进位计数制进位计数制1数制数制数数制制也也称称为为计计数数制制，是是指指用用一一组组固固定定的的符符号号和和统统一一的的规规则则来表示数值的方法。来表示数值的方法。2进位计数制进位计数制按按进进位位的的方方法法进进行行计计数数，称称为为进进位位计计数数制制。在在日日常常生生活活和和计算机中采用的都是进位计数制。计算机中采用的都是进位计数制。3数位、基数和位权数位、基

17、数和位权在进位计数制中有数位、基数和位权三个要素。在进位计数制中有数位、基数和位权三个要素。(1)数位：是指数码在一个数中所处的位置。数位：是指数码在一个数中所处的位置。计算机文化基础计算机文化基础 (2)基基数数：是是指指在在某某种种进进位位计计数数制制中中，每每个个数数位位上上所所能能使使用用的的数数码码的的个个数数，例例如如十十进进位位计计数数制制中中，每每个个数数位位上上可可以以使使用用的的数码为数码为09十个数码，即其基数为十。十个数码，即其基数为十。(3)位权：是指在某种进位计数制中，每个数位上的数码所位权：是指在某种进位计数制中，每个数位上的数码所代表的数值的大小，等于在这个数位

18、上的数码乘上一个固定的代表的数值的大小，等于在这个数位上的数码乘上一个固定的数值，这个固定的数值就是此种进位计数制中该数位上的位权。数值，这个固定的数值就是此种进位计数制中该数位上的位权。数码所处的位置不同，代表数的大小也不同。数码所处的位置不同，代表数的大小也不同。1.2.2 常用的进位计数制常用的进位计数制进进位位计计数数制制很很多多，这这里里主主要要介介绍绍与与计计算算机机技技术术有有关关的的几几种种常用进位计数制。常用进位计数制。计算机文化基础计算机文化基础 1、十进制、十进制十进位计数制简称十进制。十进制数具有下列特点：十进位计数制简称十进制。十进制数具有下列特点：(1)(1)有十个

19、不同的数码符号有十个不同的数码符号0 0，1 1，2 2，3 3，4 4，5 5，6 6，7 7，8 8，9 9。(2)(2)每每一一个个数数码码符符号号根根据据它它在在这这个个数数中中所所处处的的位位置置(数数位位)，按按“逢逢十十进进一一”来来决决定定其其实实际际数数值值，即即各各数数位位的的位位权权是是以以1010为为底底的幂次方。的幂次方。2 2二进制二进制 二进位计数制简称二进制。二进制数具有下列特点：二进位计数制简称二进制。二进制数具有下列特点：(1)(1)有两个不同的数码符号有两个不同的数码符号0 0，1 1。(2)(2)每个数码符号根据它在这个数中的数位，按每个数码符号根据它在

20、这个数中的数位，按“逢二进一逢二进一”来决定其实际数值。来决定其实际数值。3 3八进制八进制 计算机文化基础计算机文化基础八进位计数制简称八进制。八进制数具有下列特点：八进位计数制简称八进制。八进制数具有下列特点：(1)(1)有八个不同的数码符号有八个不同的数码符号0 0，1 1，2 2，3 3，4 4，5 5，6 6，7 7。(2)(2)每每个个数数码码符符号号根根据据它它在在这这个个数数中中的的数数位位，按按“逢逢八八进进一一”来决定其实际的数值。来决定其实际的数值。4 4十六进制十六进制 十十六六进进位位计计数数制制简简称称为为十十六六进进制制。十十六六进进制制数数具具有有下下列列两两个

21、个特特点：点：(1)(1)它它有有十十六六个个不不同同的的数数码码符符号号0 0，1 1，2 2，3 3，4 4，5 5，6 6，7 7，8 8，9 9，A A，B B，C C，D D，E E，F F。由由于于数数字字只只有有0 09 9十十个个，而而十十六六进进制制要要使用十六个数字，所以用使用十六个数字，所以用A AF F六个英文字母分别表示数字六个英文字母分别表示数字10101515。(2)(2)每每个个数数码码符符号号根根据据它它在在这这个个数数中中的的数数位位，按按“逢逢十十六六进进一一”计算机文化基础计算机文化基础 非十进制数转换成十进制数非十进制数转换成十进制数 转转换换方方法法

22、：将将要要转转换换的的非非十十进进制制数数的的各各位位数数字字与与它它的的位位权权相相乘，其积相加，和数就是十进制数。乘，其积相加，和数就是十进制数。（101101.11101101.11）2 2=1=12 25 5+0+02 24 4+1+12 23 3+1+12 22 2+0+02 21 1+1+12 20 0+1+12 2-1 1+1+12 2-2-2=32+0+8+4+0+1+0.5+0.25=32+0+8+4+0+1+0.5+0.25=（45.7545.75）10（123.4123.4）8=1=18 82 2+2+28 81 1+3+38 80 0+4+48 8-1-1=64+16+

23、3+0.5=64+16+3+0.5=（83.583.5）10（5 f.a）16=5=516161 1+15+1516160 0+10+101616-1 1=80+15+0.0625=80+15+0.0625=（95.062595.0625）10 （2 2）十进制数转换成非十进制数十进制数转换成非十进制数计算机文化基础计算机文化基础 转转换换方方法法：将将十十进进制制数数转转换换为为其其他他进进制制数数时时，可可将将此此数数分分成成整数与小数两部分分别转换，然后再拼接起来即可。整数与小数两部分分别转换，然后再拼接起来即可。整整数数部部分分转转换换：将将十十进进制制整整数数连连续续除除以以非非十十

24、进进制制数数的的基基数数，并并将将所所得得余余数数保保留留下下来来，直直到到商商为为0 0，然然后后用用“倒倒数数”的的方方式式（第第一一次次相相除除所所得得余余数数为为最最低低位位，最最后后一一次次相相除除所所得得余余数数为为最最高高位位），将将各各次次相相除除所所得得余余数数组组合合起起来来即即为为所所要要求求的的结结果果。此此法法称称为为“除除以基数倒取余法以基数倒取余法”。小小数数部部分分转转换换：将将十十进进制制小小数数连连续续乘乘以以非非十十进进制制数数的的基基数数，并并将将每每次次相相乘乘后后所所得得的的整整数数保保留留下下来来，直直到到小小数数部部分分为为0 0或或已已满满足足

25、精精确确度度要要求求为为止止，然然后后将将每每次次相相乘乘所所得得的的整整数数部部分分按按先先后后顺顺序序（第一次相乘所得整数部分为最高值，最后一次相乘所得的整数（第一次相乘所得整数部分为最高值，最后一次相乘所得的整数计算机文化基础计算机文化基础部分为最低值）组合起来。部分为最低值）组合起来。例：将（例：将（25.6875）10转换成二进制数。转换成二进制数。整数部分转换如下：整数部分转换如下：2 25 余数余数 2 12 1 二进制整数低位二进制整数低位 2 6 0 2 3 0 2 1 1 0 1 二进制整数高位二进制整数高位整数部分为（整数部分为（11001）2计算机文化基础计算机文化基础

26、小数部分转换如下：小数部分转换如下：0.6875 ）2 1.3750.1 二进制小数高位二进制小数高位 0.3750 ）2 0.7500.0 0.7500 )2 1.50001 0.5000 )21.00001二进制小数低位二进制小数低位小数部分为：（小数部分为：（0.1011）2计算机文化基础计算机文化基础将将 整整 数数 部部 分分 与与 小小 数数 部部 分分 组组 合合 起起 来来，即即：（25.6875）10=（11001.1011）2 （3）二、八、十六进制数的相互转换）二、八、十六进制数的相互转换 a.二二进进制制数数与与八八进进制制数数之之间间的的转转换换，由由于于一一位位八八

27、进进制制数数对对应应三位二进制数，因此转换方法如下：三位二进制数，因此转换方法如下：二二进进制制数数转转换换为为八八进进制制数数：将将二二进进制制数数以以小小数数点点为为界界，分分别别向向左左、向向右右每每三三位位分分为为一一组组，不不足足三三位位时时用用0补补足足（整整数数在在高高位位补补0，小小数数在在低低位位补补0），然然后后将将每每组组三三位位二二进进制制数数转转换换成成对对应应的的 八八进进制数。制数。例：将（例：将（1011010.1）2转换成八进制数转换成八进制数计算机文化基础计算机文化基础001 011 010.100 1 3 2 4 （1011010.1）2=(132.4)8

28、八八进进制制数数转转换换为为二二进进制制数数：按按原原数数位位的的顺顺序序，将将每每位位八八进进制制数数等值转换成三位二进制数。等值转换成三位二进制数。例：将八进制数（例：将八进制数（756.3）8转换成二进制数转换成二进制数7 5 6 .3111 101 110 011 （756.3）8=（111101110.011）2 b.二二进进制制数数与与十十六六进进制制数数之之间间的的转转换换：由由于于一一位位十十六六进进制制数对应四位二进制数，因而转换方法如下：数对应四位二进制数，因而转换方法如下：二进制数转换为十六进制数：将二进制数以小数点为界，分别二进制数转换为十六进制数：将二进制数以小数点为

29、界，分别计算机文化基础计算机文化基础向向左左、向向右右每每四四位位分分为为一一组组，不不足足四四位位时时用用0补补足足（整整数数在在高高位位补补0，小小数数在在低低位位补补0），然然后后将将每每组组的的四四位位二二进进制制数数等等值值转转换换成对应的十六进制数。成对应的十六进制数。例：将二进制数（例：将二进制数（1100111001.001011）2转换成十六进制数。转换成十六进制数。0011 0011 1001.0010 11003 3 9 2 C 4（1100111001.001011）2=（339.2C）16十十六六进进制制数数转转换换为为二二进进制制数数：按按原原数数位位的的顺顺序序，

30、将将每每位位十十六六进进制制数等值转换成四位二进制数数等值转换成四位二进制数。计算机文化基础计算机文化基础例：将（例：将（AB3.57）16转换成二进制数转换成二进制数 A B 3 .5 71010 1011 0011 0101 0111（AB3.57）16=（101010110011.01010111）21.2.3 字符编码字符编码 计计算算机机可可以以处处理理的的信信息息除除了了数数值值之之外外，还还有有各各种种各各样样的的文文字字、符符号号、声声音音、图图像像、视视频频等等等等，这这些些信信息息也也必必须须表表示示为为二二进进制制编编码的形式，计算机才能进行处理，下面介绍一些常用的编码标

31、准。码的形式，计算机才能进行处理，下面介绍一些常用的编码标准。计算机文化基础计算机文化基础1、ASCII码码在在将将用用汇汇编编语语言言或或各各种种高高级级语语言言编编写写的的程程序序输输入入到到计计算算机机中中时时，人人与与计计算算机机通通信信所所用用的的语语言言，已已不不再再是是一一种种纯纯数数学学语语言言了了，而而多多为为符符号号式式语语言言。因因此此，需需要要对对各各种种符符号号进进行行编编码，以使计算机能识别、存储、传送和处理。码，以使计算机能识别、存储、传送和处理。最常见的符号信息是文字符号，所以字母、数字和各种最常见的符号信息是文字符号，所以字母、数字和各种符号都必须按约定的规则

32、用二进制编码才能在机器中表示。符号都必须按约定的规则用二进制编码才能在机器中表示。ASCII码码有有7位位版版本本和和8位位版版本本两两种种。国国际际上上通通用用的的是是7位位版版本本。7位位版版本本的的ASCII码码有有128个个元元素素，其其中中通通用用控控制制字字符符34个个，阿阿拉拉伯伯数数字字10个个，大大、小小写写英英文文字字母母52个个，各各种种标标点点符号和运算符号符号和运算符号32个。个。计算机文化基础计算机文化基础7位位版版本本ASCII码码只只需需用用7个个二二进进制制位位(27=128)。为为了了查查阅阅方方便便，表表1.4中列出了中列出了ASCII字符编码。字符编码。

33、计算机文化基础计算机文化基础十六进制高位十六进制低位0000010100111001011101110000NULDELSP0Pp0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2“2BRbr0011ETXDC33CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB7GWgw1000BSCAN(8HXhx表表1-1 ASCII字符编码字符编码计算机文化基础计算机文化基础1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*：JZjz1011VTESC+；Kk1100FFFS,Nn1111SIUS/?O_oDEL计算机文化基础计

34、算机文化基础 2、BCD码码 BCD（Binary Coded Decimal）码码又又称称“二二进进制制编编码码”，专专门门解解决决用用二二进进制制数数表表示示十十进进制制数数的的问问题题。BCD码码将将每每一一位位十十进进制制数数用用四四位位二二进进制制数数表表示示，其其编编码码方方法法很很多多，有有BCD8421、BCD2421、余余3码、格雷码等。码、格雷码等。最常用的是最常用的是BCD8421码，其方法是四位二进制数表示一位十进码，其方法是四位二进制数表示一位十进制数，自左至右每一位对应的位权是制数，自左至右每一位对应的位权是8、4、2、1。表。表1-2列出列出了十进制数与了十进制数

35、与BCD8421码的对应关系。码的对应关系。计算机文化基础计算机文化基础十进制数8421码十进制数8421码000006011010001701112001081000300119100140100100001000050101表表1-2十进制数与十进制数与8421码的对照表码的对照表计算机文化基础计算机文化基础 3、汉字编码汉字编码 我国用户在使用计算机进行信息处理时，一般都要用到汉我国用户在使用计算机进行信息处理时，一般都要用到汉字，在计算机中使用汉字必须解决汉字的输入、输出及汉字处字，在计算机中使用汉字必须解决汉字的输入、输出及汉字处理等一系列问题。由于汉字数量大，汉字的形状和笔画多少差

36、理等一系列问题。由于汉字数量大，汉字的形状和笔画多少差异极大，无法用一个字节的二进制代码实现汉字编码，因此汉异极大，无法用一个字节的二进制代码实现汉字编码，因此汉字有自己独特的编码方法。在汉字输入、输出、存储和处理的字有自己独特的编码方法。在汉字输入、输出、存储和处理的不同过程中，所使用的汉字编码不相同，归纳起来主要有汉字不同过程中，所使用的汉字编码不相同，归纳起来主要有汉字输入码、汉字交换码、汉字机内码和汉字字形码等编码形式。输入码、汉字交换码、汉字机内码和汉字字形码等编码形式。(1）信息交换用汉字编码字符集）信息交换用汉字编码字符集基本集基本集 信息交换用汉字编码字符集信息交换用汉字编码字

37、符集基本集是我国于基本集是我国于1980年制年制定的国家标准定的国家标准GB231280，代号为国标码，是国家规定的用于代号为国标码，是国家规定的用于汉字信息交换使用的代码的依据。汉字信息交换使用的代码的依据。计算机文化基础计算机文化基础 (2)汉字的机内码汉字的机内码 汉字的机内码是供计算机系统内部进行存储、加工处理、汉字的机内码是供计算机系统内部进行存储、加工处理、传输统一使用的代码，又称为汉字内部码或汉字内码。传输统一使用的代码，又称为汉字内部码或汉字内码。(3)汉字的输入码（外码）汉字的输入码（外码）汉字输入码是为了将汉字通过键盘输入计算机而设计的代汉字输入码是为了将汉字通过键盘输入计

38、算机而设计的代码。汉字输入编码方案很多，其表示形式大多用字母、数字或码。汉字输入编码方案很多，其表示形式大多用字母、数字或符号。符号。(4)汉字的字形码汉字的字形码 汉字字形码是汉字字库中存储的汉字字形的数字化信息，汉字字形码是汉字字库中存储的汉字字形的数字化信息，用于汉字的显示和打印。用于汉字的显示和打印。计算机文化基础计算机文化基础 4、信息存储单位信息存储单位 信息的存储单位有信息的存储单位有“位位”、“字节字节”、“字字”等。等。（1）位位（bit）。位位是是度度量量数数据据的的最最小小单单位位，表表示示一一位位二二进进制信息。制信息。（2）字字节节（byte）。一一个个字字节节由由八

39、八位位二二进进制制数数字字组组成成（1byte=8bit）。）。字节是信息存储中最常用的基本单位。字节是信息存储中最常用的基本单位。计计算算机机的的存存储储器器（包包括括内内存存和和外外存存）通通常常也也是是以以多多少少字字节节来表示它的容量，常用的单位有：来表示它的容量，常用的单位有：KB（千字节）千字节）1KB=1024byte MB（兆字节）兆字节）1MB=1024KB GB（千兆字节）千兆字节）1GB=1024MB TB（太字节）太字节）1TB=1024GB计算机文化基础计算机文化基础 （3）字（）字（word）。）。字是位的组合，是信息交换、加工、字是位的组合，是信息交换、加工、存储

40、的基本单元（独立的信息单位）。用二进制代码表示，一存储的基本单元（独立的信息单位）。用二进制代码表示，一个字由一个字节或若干字节构成（通常取字节的整数倍）。它个字由一个字节或若干字节构成（通常取字节的整数倍）。它可以代表数据代码、字符代码、操作码和地址码或它们的组合，可以代表数据代码、字符代码、操作码和地址码或它们的组合，字又称计算机字，用来表示数据或信息长度，它的含义取决于字又称计算机字，用来表示数据或信息长度，它的含义取决于机器的类型、字长及使用者的要求，常用的固定字长有机器的类型、字长及使用者的要求，常用的固定字长有32位、位、64位等。位等。（4）字字长长。中中央央处处理理器器内内每每

41、个个字字所所包包含含的的二二进进制制数数码码的的位位数数（能能直直接接处处理理参参与与运运算算寄寄存存器器所所含含有有的的二二进进制制数数据据的的位位数数）或或字字符符的的数数目目叫叫字字长长，它它代代表表了了机机器器的的精精度度。机机器器的的设设计计决决定定了了机机器器的的字字长长。一一般般情情况况下下，基基本本字字长长越越长长，容容纳纳的的位位数数越越多多，内存可配置的容量就越大，运算速度就越快，计算精度也越高，内存可配置的容量就越大，运算速度就越快，计算精度也越高，计算机文化基础计算机文化基础处处理理能能力力就就越越强强。字字长长是是计计算算机机硬硬件件的的一一项项重重要要的的技技术术指

42、指标标。目前微机的字长由目前微机的字长由32位转向位转向64位为主。位为主。1.3计算机系统的组成计算机系统的组成1.3.1计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理 首先根据要解决的实际问题，用计算机能识别的首先根据要解决的实际问题，用计算机能识别的“语言语言”编写编写程序。程序是由一条条指令按顺序组成的指挥计算机进行各种程序。程序是由一条条指令按顺序组成的指挥计算机进行各种操作的命令集。并通过输入设备传给计算机的存储器。计算机操作的命令集。并通过输入设备传给计算机的存储器。计算机进行数据处理时，由控制器按顺序从存储器中取出一条指令，进行数据处理时，由控制器按顺序从存储器中取出一条指令，指令是

43、由操作码和操作数构成的指明要计算机做什么操作的命指令是由操作码和操作数构成的指明要计算机做什么操作的命令。对它进行分析后，发出命令指挥运算器等各个部件共同协令。对它进行分析后，发出命令指挥运算器等各个部件共同协作完成这一操作。然后再取出一条指令，执行该指令，直到作完成这一操作。然后再取出一条指令，执行该指令，直到计算机文化基础计算机文化基础执行完所有指令。最后控制器根据程序中的输出指令，指挥输执行完所有指令。最后控制器根据程序中的输出指令，指挥输出设备输出运行结果。出设备输出运行结果。计算机的工作过程如图计算机的工作过程如图1-2所示。所示。输入设备存储器输入设备控制器运算器程序及数据输出结果

44、控制线数据线图1-2计算机工作过程图1-2计算机工作过程计算机文化基础计算机文化基础 1、计算机硬件系统计算机硬件系统 按按照照冯冯.诺诺依依曼曼的的计计算算机机结结构构思思想想，计计算算机机硬硬件件系系统统由由五五部部分构成，即运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。分构成，即运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。（1）输输入入设设备备。输输入入设设备备是是用用来来向向计计算算机机主主机机输输入入程程序序和和数数据据的的设设备备，计计算算机机常常用用的的输输入入设设备备有有键键盘盘、鼠鼠标标、扫扫描描仪仪等等等。等。（2）运运算算器器（Arithmetic Logical Unit

45、，ALU）。运运算算器是计算机中进行算术运算和逻辑运算的部件。器是计算机中进行算术运算和逻辑运算的部件。（3）控控制制器器（Control Unit，CU）。控控制制器器是是统统一一控控制制和和指指挥挥计计算算机机的的各各个个部部件件协协调调工工作作的的部部件件。在在控控制制器器的的控控制制下下，计计算算机机能能够够自自动动按按照照程程序序设设定定的的步步骤骤进进行行一一系系列列指指定定的的操操作作，以完成特定的任务。以完成特定的任务。运运算算器器和和控控制制器器合合称称为为中中央央处处理理器器（Center Processing Unit，CPU），），是计算机系统的核心部件。是计算机系统的

46、核心部件。计算机文化基础计算机文化基础 （4）存储器。）存储器。存储器是用来存储程序和数据的部件。存储存储器是用来存储程序和数据的部件。存储器可以在控制器控制下对数据进行存取操作，我们把数据从存器可以在控制器控制下对数据进行存取操作，我们把数据从存储器中取出的过程称为储器中取出的过程称为“读读”，把数据存入存储器的过程称为，把数据存入存储器的过程称为“写写”。存储器容器用。存储器容器用B、KB、MB、GB、TB等存储容量单位等存储容量单位表示。通常将存储器分为内存储器（内存）和外存储器（外存）。表示。通常将存储器分为内存储器（内存）和外存储器（外存）。（5 5）输出设备。）输出设备。输出设备是

47、将计算机处理的数据、计算结输出设备是将计算机处理的数据、计算结果等内部信息按人们要求的形式输出。常见的输出设备有显示果等内部信息按人们要求的形式输出。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。器、打印机、绘图仪等。中央处理器和内存储器合称为主机。各种输入设备、输出设备、中央处理器和内存储器合称为主机。各种输入设备、输出设备、外存储器称为外部设备。外存储器称为外部设备。2 2、计算机软件系统、计算机软件系统 计算机文化基础计算机文化基础计计算算机机软软件件是是指指在在计计算算机机硬硬件件上上运运行行的的各各种种程程序序及及有有关关文文档档资资料料的的总总称称。它它的的作作用用在在于于对对计计算算

48、机机硬硬件件资资源源的的有有效效控控制制与与管管理理，提提高高计计算算机机资资源源的的使使用用效效率率，协协调调计计算算机机各各组组成成部部分分的的工工作作，并并在在硬硬件件提提供供的的基基本本功功能能的的基基础础上上，扩扩大大计计算算机机的的功功能能，提提高高计计算算机机实实现现和和运运行行各各类类应应用用任任务务的的能能力力；同同时时向向用用户户提提供供尽尽可可能方便、灵活的计算机操作使用界面和诊断等所需要的工具等。能方便、灵活的计算机操作使用界面和诊断等所需要的工具等。计计算算机机软软件件系系统统包包括括系系统统软软件件和和应应用用软软件件。系系统统软软件件一一般般由由计计算算机机厂厂商

49、商提提供供，应应用用软软件件是是为为解解决决某某一一问问题题而而由由用用户户或或软软件公司开发的。件公司开发的。（1）系统软件。系统软件是指管理、监控和维护计算机资源）系统软件。系统软件是指管理、监控和维护计算机资源计算机文化基础计算机文化基础（包括硬件及软件）的软件，它主要包括操作系统、各种语言（包括硬件及软件）的软件，它主要包括操作系统、各种语言处理程序以及各种工具软件等。处理程序以及各种工具软件等。（2 2）应用软件）应用软件 应用软件是指专门为解决某个应用领域内的具体问题而编应用软件是指专门为解决某个应用领域内的具体问题而编制的软件，由于计算机的应用几乎已渗透到了各个领域，所以制的软件

50、，由于计算机的应用几乎已渗透到了各个领域，所以应用程序也是多种多样的。应用程序也是多种多样的。常用的应用软件有以下几种：常用的应用软件有以下几种：a.a.各种信息管理软件；各种信息管理软件；b.b.各种文字处理软件；各种文字处理软件；c.c.各种计算机辅助设计软件和辅助教学软件；各种计算机辅助设计软件和辅助教学软件；计算机文化基础计算机文化基础 d.d.实时控制软件；实时控制软件；e.e.各种软件包，如数值计算程序库、图形软件包等。各种软件包，如数值计算程序库、图形软件包等。计计算算机机是是一一个个由由计计算算机机硬硬件件和和计计算算机机软软件件构构成成的的完完整整系系统统，其其中中硬硬件件包