大学计算机基础整书电子教案教学课件全套教学教程课件.pptx

单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,#,第,1,章 计算机与信息技术基础,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,#,第,2,章,操作系统基础,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,#,第三章,文字处理软件Word 2016,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,#,第四章,电子表格Excel 2016,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,#,第,5,章,PowerPoint 2016,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,#,第,6,章 多媒体技术及应用,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,#,第,7,章 数据库基础,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,#,第,8,章 计算机网络与,Internet,应用,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,#,第,9,章 信息安全与职业道德,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,#,第,10,章 程序设计基础,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,#,第,11,章 网页制作,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,#,第,12,章 计算机工具软件,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,#,第,13,章 计算机新技术简介,单击此处编辑母版标题样式,第,1,章,e7d195523061f1c01da5a1f0837ac25283df40ff0a16bfd61AE6AB84AD7EB485CA8019BF267F2027DE2BF09650313B56A435BB3664F8B916CA3777391AC088C283181605E184D6D6879568EB73EB808A103F0784C8DFC3E9CDD14B61FDDA6A8A6237D2DFE3BBAEC8979D824A43E015648F6CB3D1F8D3E352A4BDC9925C075CFF312C4A0BE75FDF5C,计算机与信息技术基础,大学计算机基础,Fundamentals of university computer science,e7d195523061f1c01da5a1f0837ac25283df40ff0a16bfd61AE6AB84AD7EB485CA8019BF267F2027DE2BF09650313B56A435BB3664F8B916CA3777391AC088C283181605E184D6D6879568EB73EB808A103F0784C8DFC3E9CDD14B61FDDA6A8A6237D2DFE3BBAEC8979D824A43E015648F6CB3D1F8D3E352A4BDC9925C075CFF312C4A0BE75FDF5C,内容导航,第,1,章,1.2,计算机系统的基本构成,1.3,计算机的部件,1.4,数制及不同进制之间数值的转换,1.5,计算机信息处理,1.1,计算机的发展和应用领域概述,1.6,计算思维概述,课 前 导 读,3,本章,从计算机的发展和应用领域开始，由浅入深地介绍计算机系统的组成、功能及常用的外部设备，然后详细讲述不同进制之间的数值转换以及二进制数的运算、讲述不同信息类型在计算机中的表示方法，最后还介绍了计算思维的概念。通过学习本章内容，读者可以从整体上了解计算机的基本功能和基本工作原理。,1.1.1,计算机的发展和应用领域概述,计算机,，是一种以高速进行运算，具有内部存储能力，由程序控制操作过程的自动电子装置。是,20,世纪最重大的发明之一。,1.1.1,计算机的发展和应用领域概述,时间,发明者,成果,唐朝末期,中国,算盘,1621,年,冈特（英）,计算尺,1642,年,帕斯卡（法）,机械加法器,1673,年,莱布尼兹（德）,机械乘法器,1834,年,查尔斯,巴贝奇,(,英,),分析机,1936,年,霍华德,艾肯,(,美,),机电方法代替纯机械方法,1936,年,阿伦,图灵,(,英,),提出了计算机的抽象理论模型，发展了可计算性理论,1946,年,John Mauchly,和,J,P,Eckert,(,美国宾夕法尼亚大学,),ENIAC,计算机,1946,年,冯,诺依曼,(,美籍匈牙利数学家,),冯,诺依曼型计算机,计算工具发展史,计算机发展著名的人物,诺依曼（,John von Neumann,，,19031957,），,美籍匈牙利科学。主持研制出第二台电子计算机,EDVAC,。采用了二进制数，并创立了“存储程序”的设计思想，,EDVAC,也被认为是现代计算机的原型。,“现代计算机之父”、“博弈论之父”。,艾伦,图灵（,Alan Turing,，,19121954,），,英国数学家，他为计算机的诞生奠定了理论基础，,1936,年提出了计算机的抽象理论模型，发展了可计算性理论。以他名字命名的图灵奖也是当前计算机界最负盛名的奖项，有“计算机界诺贝尔奖”之称。,计算机科学之父,。,1.1.1,计算机的发展和应用领域概述,计算机发展著名的人物,查尔斯,巴贝奇（,17911871,）,英国数学家,。,1822,年设计了“差分机”；,1834,年设计了“分析机”；在他的分析机中已经具有输入、处理、存储、输出及控制,5,个基本装置的构思。,计算机第一人,。,霍华德,艾肯,（,19001973,），美国人，,1936,年他提出用机电方法实现巴贝奇分析机的想法，,1944,年他成功地制造了,Mark2,计算机，使巴贝奇的梦想变成了现实。,成功研制出世界上第一台大型自动数字计算机,Mark,。,1.1.1,计算机的发展和应用领域概述,1.1.1,计算机的发展和应用领域概述,世界上第一台计算机名叫埃尼阿克（,ENIAC,），,1946,年,2,月诞生于美国的宾夕法尼亚大学。,18000,多个电子管，占地面积约,170m,2,，,30t,150kw,5000,次,/,秒,1.,电子计算机的产生,1.1.1,计算机的发展和应用领域概述,2.,电子计算机的发展,未来计算机,指具有人工智能的新一代计算机，运算速度极快，具有推理、联想、判断、决策、学习和人机交互能力等功能，软件系统能够处理知识和信息。,神经网络计算机,生物计算机,分子计算机,光子计算机,纳米计算机,量子计算机,1.1.1,计算机的发展和应用领域概述,量子计算机,量子通信和计算仍处于萌芽阶段，但它们属于中国希望在,2030,年前实现突破的技术“巨型项目”之一。,中国科技大学,潘建伟,教授,-,“,量子之父,”,2018,年,6,月，该中心的一个团队宣布，他们创造了一项将,18,个量子连接在一起的纠缠量子位元的世界纪录。,潘建伟,1.1.1,计算机的发展和应用领域概述,1.1.1,计算机的发展和应用领域概述,3.,微型计算机的发展,微型计算机,指的是个人计算机（,Personal Computer,，,PC,），简称微机。其主要特点是采用微处理器（,Micro Processing Unit,，,MPU,）作为计算机的核心部件，并由大规模、超大规模集成电路构成。,随着,MMX,（,Multi Media eXtension,）微处理器的出现，使微机的发展在网络化、多媒体化和智能化等方面跨上了更高的台阶。目前已向双核和多核处理器发展。,年份,字长,代表产品,时钟频率,集成度,19711973,年,4,位或,8,位,Intel 4004,和,Intel 8008,108kHz,2300,19741977,年,8,位,Intel 8080/8085,Z80、M6800,500kHz,3500,19781984,年,16位,8086/80286、8088、Z8000、M68000,5MHz,2.9万,19851992,年,32位,80386、80486,16MHz,27.5万,19932005,年,32位,奔腾（,pentium,）系列微处理器时代,3.4GHz,1.25亿,2005,年,今,64位,酷睿（,core,）系列微处理器时代，,Core 2 Duo，Core i3/i5/i7/i9,2.66GHz,5.82亿,1.1.1,计算机的发展和应用领域概述,Intel 4004,Intel 8080,Intel 8086,Intel,80386,Intel,pentium,1.1.1,计算机的发展和应用领域概述,1.1.1,计算机的发展和应用领域概述,4.,计算机的发展趋势,巨,型化,：发展高速、大存储容量和强功能的超大型计算机,微型化,：大规模、超大规模集成电路的出现，使计算机微型化发展迅速。,多媒体化,：“以数字技术为核心的图像、声音与计算机、通信等融为一体的信息环境”的总称。,网络化：,在一定的地理区域内，将分布在不同地点、不同机型的计算机和专门的外部设备由通信线路互联组成一个规模大、功能强的网络系统，在网络软件的协调下，共享信息、共享软硬件和数据资源。,智能化：,在现代科学技术基础上，用计算机来模拟人的感觉、行为及思维过程的机理，使计算,机具备“视觉”、“听觉”、“语言”、“思维”、“逻辑推理”等能力。,形形色色的计算机,1.1.1,计算机的发展和应用领域概述,1.1.2,计算机的应用领域,科学计算,信息处理,实时控制,(,过程控制,),计算机辅助系统（,CADCAMCBECAT,）,系统仿真,人工智能,(,智能模拟,),办公自动化,(OA),数据通信,电子商务,e7d195523061f1c01da5a1f0837ac25283df40ff0a16bfd61AE6AB84AD7EB485CA8019BF267F2027DE2BF09650313B56A435BB3664F8B916CA3777391AC088C283181605E184D6D6879568EB73EB808A103F0784C8DFC3E9CDD14B61FDDA6A8A6237D2DFE3BBAEC8979D824A43E015648F6CB3D1F8D3E352A4BDC9925C075CFF312C4A0BE75FDF5C,内容导航,第,1,章,1.2,计算机系统的基本构成,1.3,计算机的部件,1.4,数制及不同进制之间数值的转换,1.5,计算机信息处理,1.1,计算机的发展和应用领域概述,1.6,计算思维概述,1.2.1,冯诺依曼计算机简介,（,1,）,冯诺依曼计算机的基本特征,采用二进制数表示程序和数据；,能存储程序和数据，并能由程序控制计算机的执行；,具备运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备,5,个基本部分。,（,2,）,冯诺依曼计算机的工作过程,计算机工作时，操作人员首先通过输入设备将程序和数据送入到存储器中。启动运行后，计算机从存储器顺序取出指令，送往控制器进行分析并根据指令的功能向各有关部件发出各种操作控制信号，最终的运算结果要送到输出设备输出,。,1.2.2,现代计算机系统的构成,一个完整的现代计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分,：,硬件系统,包括了计算机的基本部件和各种具有实体的计算机相关设备；,软件系统,则包括了用各种计算机语言编写的计算机程序、数据和应用说明文档等。,1.2.2,现代计算机系统的构成,计算机系统构成图：,计算机系统,硬件系统,软件系统,主机,外部设备,中央处理器,CPU,控制器,内（主）存储器,随机存储器（,RAM,）,只读存储器（,ROM,）,外（辅）存储器,-,硬盘、光盘、软盘,输入设备,-,键盘、鼠标、扫描仪,输出设备,-,显示器、打印机、绘图仪,系统软件,应用软件,操作系统,语言处理程序,服务程序（诊断、排错、编辑等）,数据库管理程序,专用应用软件,通用应用软件,运算器（,ALU,）,高速缓冲存储器（,Cache,）,1.2.2,现代计算机系统的构成,将连接各部件的信息通道称为系统总线（,BUS,，简称总线）。,依据所传送信号的性质，总线由：,地址总线,AB,（,Address BUS,）,数据总线,DB,（,Data BUS,）,控制总线,CB,（,Control BUS,）,依据部件作用，总线一般由总线控制器、总线信号发送接收器和导线等所构成。,AB,MPU CB,DB,显示器,接口,键盘,接口,内存储器,串行,接口,USB,接口,磁盘,接口,显示器,磁盘,驱动器,键盘,并行,接口,鼠标器,打印机,扫描仪,微型计算机的硬件系统结构示意图,在微机系统中，主板由微处理器、存储器、输入,/,输出（,I/O,）接口、总线电路和基板组成，主板上安装了基本硬件系统，形成了主机部分。其中的微处理器即采用超大规模集成 电路工艺将运算器和控制器制作于同一芯片之中的,CPU,，其他的外部设备均通过相应的接口电路和主机总线相连，即不同的设备只要配接合适的接口电路（一般称为适配卡或接口卡）就能以相同的方式挂接在总线上。一般在微机的主板上设有数个标准的插座槽，将一块接口板插入到任一个插槽里，再用信号线将其和外部设备连接起来就完成了一台设备的扩充。,1.2.2,现代计算机系统的构成,1.2.2,现代计算机系统的构成,e7d195523061f1c01da5a1f0837ac25283df40ff0a16bfd61AE6AB84AD7EB485CA8019BF267F2027DE2BF09650313B56A435BB3664F8B916CA3777391AC088C283181605E184D6D6879568EB73EB808A103F0784C8DFC3E9CDD14B61FDDA6A8A6237D2DFE3BBAEC8979D824A43E015648F6CB3D1F8D3E352A4BDC9925C075CFF312C4A0BE75FDF5C,内容导航,第,1,章,1.2,计算机系统的基本构成,1.3,计算机的部件,1.4,数制及不同进制之间数值的转换,1.5,计算机信息处理,1.1,计算机的发展和应用领域概述,1.6,计算思维概述,1.3.1,计算机的,部件,CPU是一个体积不大而集成度非常高、功能强大的芯片，也称为微处理器。微处理器是微型计算机的心脏，它决定计算机的性能和档次。微型计算机常用的微处理器芯片从最初的Intel,4004，到现在的,英特尔的酷睿系列处理器和,AMD,的锐龙系列处理器。,1.3.2,存储器的组织结构和分类,存储器的组织结构,存储器是存放程序和数据的装置。存储器的容量越大越好，工作速度越快越好，但二者和价格是互相矛盾的。为了协调这种矛盾，目前的微机系统均采用了分层次的存储器结构，一般可将存储器分为三层：主存储器（,Memory,）、外存储器（,Storage,）和高速缓冲存储器（,Cache,）。现在一些微机系统又将高速缓冲存储器设计为,CPU,芯片内部的高速缓冲存储器和,CPU,芯片外部的高速缓冲存储器两级，以满足速度和容量的需要。,1.3.2,存储器的组织结构和分类,2.,主存储器,主存储器分类：,只读存储器,(ROM),ROM,是一种只能读出不能写入的存储器，其信息通常是厂家制造时在脱机情况或者非正常情况下写入的。掉电后，,ROM,中的信息不会消失。,PROM,：可编程的只读存储器，无法修改。,EPROM,：光可擦除可编程的只读存储器。,EEPROM,：电可擦除可编程的只读存储器。,随机存储器,(RAM),RAM,可随时进行读出和写入，是对信息进行操作和存储的场所，也就是计算机的工作区域。,RAM,空间越大，计算机所能执行的任务越复杂，相应的计算机的功能越强。关机、掉电或重新启动后，,RAM,中的内容自动消失，且不可恢复。,高速缓冲存储器,(Cache),高速缓冲存储器,Cache,是为了提高,DRAM,与,CPU,之间的传输速率，在,CPU,和主存储器之间增加了一层静态存储器,SRAM,。,SRAM,的存取速度要比,DRAM,快，但制造成本较高。增加,Cache,，目的是提高,CPU,的读写速度，而不是增加内存的容量。,1.3.2,存储器的组织结构和分类,3.,辅助存储器,辅助存储器属于外部设备，也称为外存，常用的有磁盘、光盘、磁带等。,磁盘分为软磁盘和硬磁盘两种（简称软盘和硬盘）。软盘容量较小，一般为,1.2,1.44MB,，目前已被淘汰。,常见的硬盘分为机械硬盘（,Hard Disk Drive,，,HDD,）和固态硬盘（,Solid State Drive,，,SSD,）。常用的机械硬盘的容量为,500GB,4TB,甚至更大。为了在磁盘上快速地存取信息，在使用磁盘前要先进行初级格式化操作（目前基本由生产厂家完成），即在磁盘上用磁信号划分出若干个有编号的磁道和扇区，以便计算机通过磁道号和扇区号直接寻找到要写数据的位置或要读取的数据。为了提高磁盘存取操作的效率，计算机每次要读完或写完一个扇区的内容。,磁带,光盘,传统的机械式硬盘,固态硬盘（,SSD）,3,软盘,5,软盘,1.3.2,存储器的组织结构和分类,磁鼓,各种各样的,U盘,1.3.2,存储器的组织结构和分类,存储容量,1Byte=8bit,1KB=1024B 可存放512个汉字,1MB=1024KB,可存放约50万个汉字，一本300多页的书，5M左右,存放一首歌/一张较清照片，300M左右半小时视频,1GB=1024MB,1000本书，200首歌/照片，大约3个视频,1TB=1024GB,100万本书（大型图书馆）,1PB=1024TB,1EB=1024PB,5EB,相当于至今全世界人类所讲过的话语。,1ZB=1024EB,如同全世界海滩上的沙子数量总和。,1YB=1024ZB,。,bit,、,Byte,、,Mega,、,Giga,、,Tera,、,Peta,、,Exa,、,Zetta,、,Yotta,。,1956年的一个5MB容量的硬盘必须用飞机来运,1.3.2,存储器的组织结构和分类,1.3.3,常用总线标准,要考察一台主机板的性能，除了要看,CPU,的性能和存储器的容量及速度外，采用的总线标准和高速缓存的配置情况也是一个重要的因素。,总线的分类有：,数据总线,DB,(Data BUS),用于在各部件之间传递数据,(,包括指令、数据等,),。数据的传送是双向的，因而数据总线为双向总线。其位数反映了,CPU,一次可以接收数据的能力。,地址总线,AB,(Address BUS),用于传输地址信号的总线。地址即存储器单元号或输入输出端口的编号。其包含的位数愈多，则其寻址范围愈大，即可直接访问的地址或端口就愈多，反之亦然。如,16,根地址线，其直接寻址范围是,64KB,；,20,根地址线，其寻址范围是,1MB,。,控制总线,CB,(Control BUS),用于在各部件之间传递各种控制信息。有的是微处理器到存储器或外设接口的控制信号，如复位、存储器请求、输入输出请求、读信号、写信号等，有的是外设到微处理器的信号，如等待信号、中断请求信号等。,控制总线分类如下：,1.3.3,常用总线标准,（,1,）,ISA,总线,。工业标准结构（,Industrial Standard Architecture,，,ISA,）总线最早安排了,8,位数据总线，共,62,个引脚，主要满足,8088 CPU,的要求。后来又增加了,36,个引脚，数据总线扩充到,16,位，总线传输率达到,8MB/s,，适应了,80286 CPU,的需求，成为,AT,系列微机的标准总线。,（,2,）,EISA,总线,。,EISA,（,Extend ISA,）总线的数据线和地址线均为,32,位，总线数据传输速率达到,33MB/s,，满足了,80386,和,80486 CPU,的要求，且采用双层插座和相应的电路技术保持了和,ISA,总线的兼容。,（,3,）,VESA,总线,。视频电子标准协会（,Video Electronics Standards Association,，,VESA,，也称,VL-BUS,）总线的数据线为,32,位，且留有扩充到,64,位的物理空间。,VESA,总线采用局部总线技术使总线数据传输速率达到,132MB/s,，支持高速视频控制器和其他高速设备接口，满足了,80386,和,80486 CPU,的要求，且采用双层插座和相应的电路技术，保持了和,ISA,总线的兼容。,（,4,）,PCI,总线,。外部设备互连（,Peripheral Controller Interface,，,PCI,）总线采用局部总线技术，在,33MHz,下工作时数据传输率为,132MB/s,，不受制于处理器且保持了和,ISA,、,EISA,总线的兼容。同时,PCI,还留有向,64,位扩充的余地，最高数据传输率为,264MB/s,，支持,Intel 80486,、,Pentium,以及更新的微,CPU,产品。,1.3.3,常用总线标准,1.3.4,常用的输入输出设备,1.,键盘,依据键盘的结构形式，键盘分为有触点和无触点两类。有触点键盘采用机械触点按键，价廉但易损坏。无触点键盘采用霍尔磁敏电子开关或电容感应开关，操作无噪声，手感好，寿命长，但价格较贵。,1.3.4,常用的输入输出设备,2.,显示器,显示器由监视器（,Monitor,）和装在主机内的显示控制适配器（,Adapter,）两部分组成。监视器所能显示的光点的最小直径（也称为点距）决定了它的物理显示分辨率，常见的有,0.33mm,、,0.28mm,和,0.20mm,等。显示控制适配器是监视器和主机的接口电路，也称显示卡。监视器在显示卡和显示卡驱动软件的支持下可实现多种显示模式，如分辨率为,1024,768,像素、,1280,720,像素、,1920,1080,像素等，乘积越大分辨率越高，但不会超过监视器的最高物理分辨率。,1.3.4,常用的输入输出设备,3.,鼠标,鼠标通过串行接口或,USB,接口和计算机相连。其上有,2,个或,3,个按键，称为两键鼠标或三键鼠标。鼠标上的按键分别称为左键、右键和中键。鼠标的基本操作包括移动、单击、双击和拖动等。,1.3.4,常用的输入输出设备,1.,左键单击和双击,单击：按下后立即松开，用于选取对象（图标、文件、菜单等）。,双击：快速按两下左键再松开，用于打开文档或运行某个程序。,2.,右键单击,鼠标右键的作用是弹出所选对象的“快捷菜单”。从“快捷菜单”中我们可以选择相应功能，这样可使我们的操作更方便、更快捷。,3.,鼠标的“拖动”,用鼠标指针点中对象（图标、窗口、文件等），按住左键或右键不松手直接向某处移动。“拖动”的目的有两种，一是移动程序窗口或图标（用左键）；二是移动或拷贝文件（夹）（用右键）。,鼠标的使用,1.3.4,常用的输入输出设备,4.,打印机,打印机经历了数次更新，虽然目前已进入了激光打印机（,Laser Printer,）的时代，但点阵打印机（,Dot Matrix Printer,）的应用仍然很广泛。点阵打印机工作噪声较大，速度较慢；激光打印机工作噪声小，普及型的输出速度也在,6,页,/min,，分辨率高达,600dpi,以上。此外还有一种常见的打印机是喷墨打印机，它的各项指标处于前两种打印机之间。,1.3.4,常用的输入输出设备,5,标准并行和串行接口,为了方便外接设备，微机系统提供了用于连接打印机的,8,位并行接口和标准的,RS232,串行接口。并行接口也可用来直接连接外置硬盘、软件加密狗和数据采集,A/D,转换器等并行设备。串行接口可用来连接鼠标、绘图仪、调制解调器（,Modem,）等低速（小于,115kB/s,）串行设备。,1.3.4,常用的输入输出设备,6,通用串行接口,目前微机系统还有通用串行接口（,Universal Serial BUS,，,USB,），通过它可连接多达,256,个外部设备，传输速率可达,2GB/s,。,USB,自推出以来，已成功替代串行接口和并行接口，成为计算机和智能设备的标准扩展接口及必备接口之一。目前，带,USB,接口的设备有扫描仪、键盘、鼠标、声卡、调制解调器、摄像头及各种智能手机、平板电脑等。,e7d195523061f1c01da5a1f0837ac25283df40ff0a16bfd61AE6AB84AD7EB485CA8019BF267F2027DE2BF09650313B56A435BB3664F8B916CA3777391AC088C283181605E184D6D6879568EB73EB808A103F0784C8DFC3E9CDD14B61FDDA6A8A6237D2DFE3BBAEC8979D824A43E015648F6CB3D1F8D3E352A4BDC9925C075CFF312C4A0BE75FDF5C,内容导航,第,1,章,1.2,计算机系统的基本构成,1.3,计算机的部件,1.4,数制及不同进制之间数值的转换,1.5,计算机信息处理,1.1,计算机的发展和应用领域概述,1.6,计算思维概述,1.4.1,进位计数制,按进位的方法进行计数，称为进位计数制。为了电路设计的方便，计算机内部使用的是二进制计数制，即“逢二进一”的计数制，简称二进制（,Binary,）。,人们最熟悉的是十进制，所以计算机的输入,/,输出也要使用十进制数据。此外，为了编制程序的方便，还常常使用到八进制和十六进制。,1.4.1,进位计数制,1.,十进制,采用,09,共,10,个阿拉伯数字符号；逢十进一，借一当十。,2.,二进制,采用,01,共,2,个阿拉伯数字符号；逢二进一，借一当二。,3.,八进制,采用,07,共,8,个阿拉伯数字符号；逢八进一，借一当八。,4.,十六进制,采用,09,，,AF,共,16,个符号；逢十六进一，借一当十六。,5,.,任意的,K,进制,K,进制用的数码共有,K,个，其基数是,K,，相邻两位之间为“逢,K,进一”和“借一当,K,”的关系，,1.4.1,进位计数制,基数,某种进位计数制所使用的数码的个数称为“基数”。,位权,计算每个“数码”在所在位上代表的数值时所乘的常数称为“位权”。它是一个指数，以“基数”为“底”，其幂是数位的“序号”减,1,。,例：,(783.67),10,（,1001.11),2,(732.5),8,(A8F.4D),16,=7 10,2,+8 10,1,+3 10,0,+6 10,-1,+7 10,-2,=1 2,3,+1 2,0,+1 2,-1,+1 2,-2,=7 8,2,+3 8,1,+2 8,0,+5 8,-1,=10 16,2,+8 16,1,+15 16,0,+4 16,-1,+13 16,-2,1.4.2,不同进制数之间的相互转换,Decimal,Binary,Octal,Hexadecimal,1,.,二、八、十六进制转换成十进制,:,按位权展开,1.4.2,不同进制数之间的相互转换,2.,十进制转化为二（任意,k,）进制,整数部分：连除基数，逆序取余；,小数部分：连乘,基数，顺序取,整。,对于乘不尽的，要,“四舍五入”,（,0,舍,1,入，,3,舍,4,入，,7,舍,8,入）。,例,:,四舍五入的举例：,(11011.1100,01,),2,，保留,4,位小数：,11011.1100,(11011.1100,10,),2,，保留,4,位小数：,11011.1101,(11011.1133,37,),8,，保留,4,位小数：,11011.1133,(11011.1133,47,),8,，保留,4,位小数：,11011.1134,(11011.116677),16,，保留,4,位小数：,11011.1166,(11011.116688),16,，保留,4,位小数：,11011.1167,(11011.0111,10,),2,，保留,4,位小数：,11011.,*？,1.4.2,不同进制数之间的相互转换,1.4.2,不同进制数之间的相互转换,3.,二进制转化成八进制和十六进制,整数部分：从右向左进行分组。,小数部分：从左向右进行分组。,转化成八进制时三位一组。,转化成十六进制时四位一组，不足补零。,(,11,0110,1110,.,1101,01,),B,=(36E.D4),H,3 6 E D 4,(,1,101,101,110,.,110,101,),B,=(1556.65),O,1 5 5 6 6 5,后边补两个零，变成,0100,1.4.2,不同进制数之间的相互转换,4.,八进制和十六进制转化为二进制,每一个八进制数对应二进制的三位。,每一个十六进制数对应二进制的四位。,(2C1D),H,=(,0010,1100,0001,1101,),B,(64),H,=(,0110,0100,),B,2 C 1 D 6 4,(7123),O,=(,111,001,010,011,),B,(144),O,=(,001,100,100,),B,7 1 2 3 1 4 4,1.4.3,二进制数的算术运算,加法运算,规则：,0+0=0,；,0+1=1,；,1+0=1,；,1+1=0,（进位）,减法运算,规则：,0-0=0,；,1-1=0,；,1-0=1,；,0-1=1,（借位）,乘法运算,规则：,0,0=0,；,0,1=0,；,1,0=0,；,1,1=1,除法运算,二进制的除法是乘法的逆运算，与十进制除法类似,。,e7d195523061f1c01da5a1f0837ac25283df40ff0a16bfd61AE6AB84AD7EB485CA8019BF267F2027DE2BF09650313B56A435BB3664F8B916CA3777391AC088C283181605E184D6D6879568EB73EB808A103F0784C8DFC3E9CDD14B61FDDA6A8A6237D2DFE3BBAEC8979D824A43E015648F6CB3D1F8D3E352A4BDC9925C075CFF312C4A0BE75FDF5C,内容导航,第,1,章,1.2,计算机系统的基本构成,1.3,计算机的部件,1.4,数制及不同进制之间数值的转换,1.5,计算机信息处理,1.1,计算机的发展和应用领域概述,1.6,计算思维概述,1.5.1,数值信息的表示,1,数的定点和,浮点表示,1.5.1,数值信息的表示,0,1,0,0,0,0,0,1,+65,符号位,真,值,机器数,这种数值位部分不变，仅用,0,和,1,表示其符号得到的数,的编码，称为,原码,。并将原来的数称为,真值,，将其编码形式,称为,机器数,。,数的符号编码：,0-,表示正，,1-,表示负,1,1,0,0,0,0,0,1,-65,原码,数值,2.,数的编码表示,1.5.1,数值信息的表示,1,0,1,1,1,1,1,0,1,1,0,0,0,0,0,1,1,0,1,1,1,1,1,1,-65,原码,反码,补码,1,.,正数的反码、补码和原码同形；,2.,负数的反码,：,为其原码符号位不变，,其它按位求反；,3.,负数的补码,：,先对原码求其反码,，,再在末位加,1,。,1,1,0,0,0,0,0,0,原码,反码,补码,反码,补码,1.5.1,数值信息的表示,例,1,：,18 13=5,00010010 18,补,[phone],补,1,0,0000101,例,2,：,25-36=-11,00011001 -25,补码,+,11011100 -36,补码,11110101 -25-36,补码,10001010,-25-36,反码,10001011,-25-36,原码,结果符号位为,1,，是负数。,由于,负数的补码与原码不一致，,所以再将其求补得到原码，,结果为,10001011,（即,-11,）,补码运算规则：,X,补,+Y,补,=X+Y,补,结果符号位为,0,，为正数，其原码与补码相同,3.,补码运算举例,1.5.1,数值信息的表示,4.,计算机中数的浮点表示,例,1,：,256.8125=(100000000.1101),B,=0.1000000001101,2,1001,0,0001001,0,1000000 00110100 00000000,例,2,：,-0.21875=(-0.00111),B,=-0.111 2,-10,1,1,1111110,0010000,00000000,00000000,-10,原码：,100000,10,反码：,11111101,补码：,1,1111110,-0.111,原码：,1,111,0000,反码：,10001111,补码：,1,0010000,1.5.2,非数值数据的编码,1,十进制数字的编码,为了精确地存储和运算十进制数，可用若干位二进制数码来表示一位十进制数，称为二进制编码的十进制数，简称二十进制代码（,Binary Code Decimal,，,BCD,）。,8421,码是常用的一种，它利用了二进制数的展开表达式形式，即各位的位权由高位到低位分别是,8,、,4,、,2,、,1,，方便了编码和解码的运算操作。,1.5.2,非数值数据的编码,2,字母和常用符号的编码,ASCII,代码（,American Standard Code for Information Interchange,，美国标准信息交换码）是使用最广泛的字符编码方案。,常用字符有,128,个，编码从,0,到,127,。,每个字符占一个字节，用低,7,位，最高位为校验位。,例：大写字母“,C”,的,7,位编码是“,100,，,0011”,若采用奇校验，则校验位为“,0”,若采用偶校验，则校验位为“,1”,b,7,b,6,b,5,b,4,b,3,b,2,b,1,000,001,010,011,100,101,110,111,0000,NUL,DLE,SP,0,P,p,0001,SOH,DC1,!,1,A,Q,a,q,0010,STX,DC2,“,2,B,R,b,r,0011,ETX,DC3,#,3,C,S,c,s,0100,EOT,DV4,$,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,1.5.2,非数值数据的编码,1.5.2,非数值数据的编码,3,汉字编码,(1),汉字输入码,数字码,-,区位码、电报码,拼音码,-,全拼,/,双拼、微软拼音码,智能,ABC,字形码,-,五笔字形,音形混合码,-,自然码,(2),显示字形码,点阵,字形法、矢量法,1.5.2,非数值数据的编码,机内码：,汉字在计算机内部存储、处理和传输用的信息编码。,国标码：,统一的国家信息交换编码,(GB231280),。,一级汉字：,3755,个；二级汉字：,3008,个；,图形符号：,682,个。,汉字分区：每个区,94,个汉字。,机内码为对应的国标码的每个字节的最高位为,1,。,汉字 沪,国标码,27,06,（,00011011,00000110B),汉字内码 （,1,0011011,1,0000110B,）,(3),汉字机内码,各种编码之间的关系：,区位码先转换成十六进制数表示,（区位码的十六进制表示）,2020H,国标码；,国标码,8080H,机内码,举例：以汉字“啊”为例,，,“,啊,”字的区位码为,1601,1,、区号为,16，,位号为,01,2,、将区位号,16 01,转换为十六进制表示为,10 01H,（区号16和位号,分别