《《计算机文化基础》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《计算机文化基础》PPT课件.ppt（101页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、大学计算机基础,湖北民族学院计算机系基础教研室2010年2月,2,1.课程的性质和任务,课程性质：是计算机科学的入门课程，是学生学习计算机知识的第一门课程。,课程任务：学习计算机的基础知识，掌握最基本的计算机应用。其内容如下：(1)计算机基础知识(2)操作系统和办公软件的使用(3)网络的应用以上内容是对每一个大学生的基本要求。而且要求与一般人相比，要有明显的优势，所以要加强学习。,课程有关要求,2.基本要求,(1)掌握计算机的基本概念与基础知识(2)了解微型计算机系统的基本组成,3,(3)掌握Windows平台的使用方法,(4)能熟练掌握一种汉字输入方法(5)能熟练地使用计算机进行文字处理(6
2、)掌握Excel电子表格的基本操作(7)了解中文PwerPint电子文稿演示系统的基本操作(8)了解计算机网络、计算机病毒的基本概念及网络的基本操作。,3.教法特点,(1)理论讲授与实例演示相结合(2)注重实验教学，每个知识点安排上机实验(3)强化上机操作，每次上机提交实验结果，定期批改,课程有关要求,4,4.课型学时分配,课程有关要求,5,5.教学要求,6.考试,期末考试：参加全国高校计算机等级考试，其成绩作为期末考试成绩。总评成绩=平时成绩（考勤和上机占20%）+期末考试成绩（80%）,(1)严格考勤，请假除遵守学校和系的有关要求外，必须征得任课教师同意；课前预习，课后作业，按时提交上机实
3、验；(2)强化上机操作，每次上机提交实验结果，定期批改；(3)上机前按上机实习指导书要求预习，上机严格按实验要求的内容上机；(4)通过学习委员或本人随时向老师反馈学习中存在的问题，上机出现的问题最好在上机过程中提出。,课程有关要求,6,第一章 计算机基础知识第二章 操作系统第三章 Word 2003文字处理软件第四章 Excel 2003电子表格软件第五章 PowerPoint 2003演示文稿第六章 计算机网络基础第七章 Internet基本应用,目 录,7,学习参考书,1 李秀 等编著.计算机文化基础，清华大学出版社2 卢湘鸿 等编.文科计算机教程，高等教育出版社 3 杨有安 等编.大学计
4、算机基础教程，人民邮电出版社 4 贾宗福 等编.新编大学计算机基础教程中国铁道出版社 5 聂克成 等编.大学计算机基础，人民邮电出版社8 倪玉华 等编.大学计算机基础人民邮电出版社,8,1.1 计算机概述1.2 微型计算机硬件构成 1.3 计算机的数制 1.4 数据信息在计算机中的表示 1.5 信息化社会,本章内容,9,总学时：6学时，理论6学时，上机0学时,1.目的(1)掌握计算机的基本概念与基础知识。(2)掌握计算机的基本组成、工作原理及主要应用。(3)了解微型计算机系统的基本组成。(4)了解数制的基本概念，掌握各类进制数间的转换。(5)了解信息在计算机中的表示。2.重点、难点 计算机系统
5、构成、工作原理。微型计算机的硬件构成。各类进制数间的转换。信息在计算机中的表示的理解。3.教学方法：讲授、多媒体教学,本章课时安排、重点、难点,10,计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子装置。,1.1 计算机概述,1.1.1 计算机的发展,1.第一台电子计算机的诞生,1946年2月14日，世界上第一台通用数字电子计算机ENIAC研制成功，承担开发任务的“莫尔小组”由四位科学家和工程师埃克特、莫克利、戈尔斯坦、博克斯组成，总工程师埃克特当时年仅24岁。名字：ENIAC(埃尼阿克)，全称Electronic Numerical Integrat
6、or And Compute(电子数字积分计算机)地点：美国宾夕法尼亚大学主要元器件:电子管 研制目的：军事上的需要 意义：标志了电子计算机时代的到来,11,1.1 计算机概述,第一台电子计算机特点,器件：18800个电子管 70000个电阻 1500个电容 6000个开关重量：30 吨占地：170 平方米耗电：140 千瓦/时速度：5000次加法/秒 500次乘法/秒 100次除法/秒容量：存20个字长的 10位十进制数,12,1.1 计算机概述,1.大型计算机的发展历程,(1)第一代电子管计算机的兴盛 在ENIAC研制成功后，相继出现了一批电子管计算机，主要用于科学计算。采用电子管作为逻辑
7、元件是第一代计算机的标志。UNIVAC由埃克特和莫克利研制成功，这也是第一个进行批量生产的计算机。1951年，电脑开始走出实验室服务于社会与公众。1952年，UNIVAC因准确地预测美国总统大选结果而名声大噪。,13,1.1 计算机概述,IBM公司的IBM 701击败竞争对手UNIVAC，一举奠定了蓝色巨人在计算机产业界的领袖地位。,1950问世的第一台并行计算机EDVAC，首次实现了冯诺依曼体系的两个重要设想：存储程序和采用二进制。,(2)第二代计算机,美国贝尔实验室于1954年研制成功第一台使用晶体管的第二代计算机TRADIC。与第一代计算机相比较，计算能力实现了一次飞跃。IBM公司于19
8、58年制成的1401及后续的1410/1440系列计算机，是第二代计算机中的代表，用户在当时可以以每月2500美元的价格租用IBM 1401。,14,1.1 计算机概述,(3)第三代计算机“蓝色巨人”,(4)第四代计算机,IBM于1964年研制出计算机历史上最成功的机型之一IBM S/360。IBM由于S/360的成功，进一步巩固了自己在业界的地位，“蓝色巨人”IBM几乎成为计算机的代名词。,随着集成电路的迅速发展，采用大规模和超大规模集成电路的第四代计算机，计算性能飞速提高，应用范围渗透到社会的每个角落，计算机对社会生产的重要性日益凸显。随着微处理器的问世和发展，微型计算机开始普及，计算机逐
9、渐走进普通人家。,15,1.1 计算机概述,大型计算机的发展历程,16,2.微型计算机的发展历程,1971年：第一片微处理器诞生。1981年：以IBM PC机为代表，开始了微型机的阶段。以微处理器的发展分为四阶段：4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位以下微处理器,1.1 计算机概述,17,1.1 计算机概述,3.计算机发展的趋势,巨型化：微型化：网络化：多媒体化：智能化：,向高速度、高精度、大容量、功能强方向发展。以满足尖端科学的需要。代表国家水平。,向功能齐全、使用方便、体积微小、价格低方向发展，以满足更广泛的应用领域。代表普及程度。,实现信息交流、资源共享等。是计算机技术和通
10、信技术的结合。,集图形、图像、声音、文字处理为一体，使人们面对有声有色、图文并茂的信息环境。,利用计算机模拟人的思维过程，并利用计算机程序来实现这些过程。人们把用计算机模拟人脑力劳动的过程，称为人工智能。,18,1.1 计算机概述,4当代计算机的主要技术特征,(1)流水线（Pipeline）技术(2)乱序执行（Out-Of-Order Execution）技术(3)缓存（Cashe）技术(4)并行技术(5)双核技术,指CPU采用了允许将多条指令不按程序规定顺序分开，发送给各相应电路单元处理的技术。提高CPU运行程序的速度。,在CPU中，由56个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线，提高CP
11、U运算速度。,解决CPU与内存之间速度不匹配的问题，提高CPU的性能。,同一时刻或同一时间内完成两种或两种以上相同或不同的工作。,在同一个集成电路芯片上制作相互关联的两个功能相同的处理核心。双核处理器可在特定的时钟周期内执行更多任务。,19,2.按用途分类,通用机：专用机：,特殊配置，功能单一，解决特定问题,通用性强，综合能力强，解决各种问题,1.1.2 计算机的分类,1.按处理的数据分类,数字计算机:模拟计算机:混合计算机:,处理的数据是离散的,处理的数据是连续的,集以上两种的优点于一身,1.1 计算机概述,20,3.按综合性能指标分类,巨型机：大型机：小型机：工作站：微型计算机：(PC机）
12、,大型、通用、较快、较强,通常用于大型数据库系统中，和大型计算机网络中的主机。,规模小，结构简单，设计试制周期短工艺先进、使用维护简单，适合于中小企事业单位,介于PC与小型机之间，高分辨率、大容量内外存，图形功能较强,小、巧、轻、使用方便、价格便宜中央处理器：一个芯片。现在也采用两个芯片。,功能最强、速度最快、价格最贵的计算机。曙光5000A平均运算速度每秒8万亿次，世界排名第十。,1.1 计算机概述,21,计算机的应用类型1.科学计算2.非数值应用 过程控制 计算机功能：CAD、CAM 信息管理 现代教育 2.新兴领域,计算机的主要应用领域 1.工商：电子商务、CAD/CAM 2.教育：多媒
13、体教育、远程教育 3.医药：CAT、MRI、远程医疗 4.政府：电子政府 5.娱乐：虚拟现实、电影特技 6.科研：数据采集、计算分析 7.家庭：家庭信息化,计算机的特点：存储容量大、处理速度快、工作全自动、可靠性高、逻辑推理和判断能力强等特点。,1.1 计算机概述,1.1.3 计算机的特点及主要应用领域,22,计算机系统,计算机系统：任何计算机系统都由硬件系统和软件系统组成,1.1 计算机概述,1.1.4 计算机系统,23,1.计算机硬件系统基本组成,计算机硬件：构成计算机系统各物理设备的总称。计算机硬件系统的五大组成部分：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备,1.1 计算机概述,24,
14、(1)控制器（Controller）：控制整个计算机其它所有部件协调一致的工作。,1.1 计算机概述,(2)运算器（Arithmetic Logic Unit，ALU）：又称算术逻辑部件，是计算机进行数据运算（包括算术运算、逻辑运算）的部件。(3)存储器（Memory）：存放程序和数据的部件。,25,内部存储器,RAM通常指计算机主存（内存），使用动态随机存储器，制作成内存条形式出现。CPU对它们既可读出又可写入数据。(16M、32M、64M、128M、256M、512M、1G）CPU对它们只取不存，其信息用户无法修改。断电时信息不会丢失。ROM中一般存放计算机系统管理程序，固化在主板上。是介
15、于CPU和内存之间的一种可高速存取信息的芯片，用于解决它们之间的速度冲突问题。当CPU向内存写入或读出数据时，这个数据也被存储进Cache中，当CPU再次需要时，CPU就直接从Cache中读取数据，而不是访问速度较慢的内存。,1.1 计算机概述,26,Cache,1.1 计算机概述,外部存储器外存储器又称辅助存储器，简称外存或辅存，主要用来存放一些暂时不用而又需长期保存的程序或数据。当需要执行外存中的程序或处理外存中的数据时，必须通过CPU输入/输出指令，将其调入RAM中才能被CPU执行处理。目前广泛使用的微型机外存储器主要有软磁盘、硬磁盘、光盘及U盘等。,27,(4)输入设备（Input D
16、evice）,(5)输出设备（Out Device）用于将存放在内存中由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式。显示器、打印机、绘图仪等。注意：有的设备即是输入设备又是输出设备。如硬盘、U盘等,1.1 计算机概述,用来接受用户输入的原始数据，并将它们转变为计算机可以识别的形式（二进制）存放到内存中。键盘、鼠标、扫描仪、光笔等。,处理结果,数字、字符、图像、声音,28,微机上不可少的两种输入输出接口是并行端口和串行端口。,并行端口：可以同时传送8路信号，传输距离相对较近。（设备名：LPT）串行端口：在一个方向一次只能传送1路信号。（设备名：COM）。,29,软件分类,2.计算机软件系统,利用计
17、算机的软硬件资源为某一专门应用目的而开发的软件。,软件系统：为运行、管理和维护计算机编制的各种程序、数据和文档的总称。软件=程序+数据+文档,1.1 计算机概述,控制计算机的运行，管理计算机的各种资源，并为应用软件提供支持和服务的一类软件。,30,操作系统管理和控制计算机系统的所有资源(包括硬件和软件)人与计算机的接口人和机器的界面CUI(字符界面）、GUI（图形界面）,统一管理和调度资源，提高使用效率和经济效益,不需了解软硬件细节，提高工作效率,目的,(1)系统软件,1.1 计算机概述,是指管理、控制和维护计算机，使其高效运行的软件。包括操作系统、数据库管理系统、语言编译系统和系统工具软件。
18、,31,语言处理程序,对计算机语言进行有关处理（编译、解释及汇编）的程序。通常分为三类。,1.1 计算机概述,32,诊断程序（SCANDISK）,数据库系统是现代计算机系统的一个重要组成部分，是人们有效的进行数据存储、共享和处理的工具。有关数据系统的知识，在我们的后继课程中作详细介绍。,诊断程序是专门用于计算机硬件性能测试和系统故障诊断维护的系统程序，能对CPU、驱动器、接口、内存等设备的性能和故障进行检测。,数据库系统,(2)应用软件：,应用软件是计算机系统支持下的所有面向具体用户群的应用程序的总和。常用应用软件：办公系统Office、CAD、CAM、CAT、CIMS、CAI、浏览器，实时控
19、制软件等,1.1 计算机概述,33,1.1 计算机概述,1.1.5 计算机工作原理,让计算机完成某个操作发出的命令。一台计算机所有的指令集合，称为该计算机的指令系统,有序的指令集合。,1.基本概念,指令要完成的操作,参加运算的数或者所在的单元地址,整个内存被分成若干个存储单元，每个存储单元一般可存放8位二进制数。每个存储单元可以存放数据和程序代码。为了能有效地存取该单元内的内容，每个单元必须有唯一的编号（称为地址）来标识。,34,2.冯诺依曼的“存储程序”设计思想,控制器、运算器、存储器、输入、输出设备,计算机内部的信息都采用二进制来表示,将编好的程序和数据都送入存储器中，无需操作人员干预，能
20、自动逐条取出指令的执行指令。这就是存储程序控制原理。,最早采用二进制的计算机：EDVAC（埃里瓦克），1952年。,同时实现“二进制”和“存储程序”的计算机：EDSCA（埃里沙克），1949年。,1.1 计算机概述,35,3.计算机的工作原理,CPU不断地取指令，执行指令的过程。,1.1 计算机概述,36,是指计算机运算部件一次能同时处理的二进制数据的位数。字长越长，计算机的运算精度就越高，数据处理能力就越强。通常，字长总是8的整倍数。,一个字由若干二进制位组成。一般是字节的整数倍,现在的微型机已达64位。字一般是指运算器处理数据的单位。,是一个二进制数码。其值只有0或1两个。,一个字节由8个
21、二进制位组成。字节的简称为B。,1.字长,2.计算机速度,时钟频率：也称主频。它的高低决定了计算机速度的高低。,运算速度：指每秒钟所能执行的加法指令数目。,1.1 计算机概述,1.1.6 计算机的性能指标,37,(1)存储容量单位,B（字节）KB（千字节）MB（兆字节）GB（吉字节）TB（T字节）,1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB1TB=210GB=1024GB,3.存储容量,(2)容量单位间的关系：,最基本的容量单位是字节(byte)，简称B,1.1 计算机概述,38,1.2 微型计算机硬件构成,微型计算机系统,硬件,软件,主机,外
22、部设备,CPU,存储器,I/O接口,运算器,控制器,寄存器,系统软件,应用软件,39,1.2.1 微型计算机硬件系统,常见微机系统,1.2 微型计算机硬件构成,40,微机基本结构：显示器、键盘和主机,1.2 微型计算机硬件构成,41,微型计算机硬件构成：主机和外设,主机,1.2 微型计算机硬件构成,42,1.2 微型计算机硬件构成,CPU系统主板（又称主机板或母板）硬盘驱动器CD-ROM驱动器软盘驱动器显示器适配器内存电源,微型计算机主机构成,43,1.主板,主板是一台PC机的主体，其功能是完成PC机系统的管理和协调，支持CPU、各种功能卡和各总线接口的正常运行，是PC机的“总司令部”。,PC
23、99规范要求主板各接口必须采用有色识别标识，方便识别,1.2 微型计算机硬件构成,44,2.CPU（Central Processing Unit），中央处理单元）,运算器和数据线的位数反映了CPU的档次。80386以下的CPU为16位，80386及以上的CPU为32位的CPU。CPU的功能是计算机主要技术指标之一，人们习惯用CPU的档次来大体表示微机的规格。最具代表性的微处理器系列厂家美国Intel公司,CPU的主要性能指标：主频：CPU的内部工作频率，主频越高，CPU内指令执行速度越快。最早的80286机的主频只有6MHZ。现在的PC机主频达到3GMHZ。,比尔盖茨预言：五年内微机主频可达
24、10GHZ,字长：计算机一次能够并行处理的二进制代码的位数，标志计算机的精度。,1.2 微型计算机硬件构成,45,1.2 微型计算机硬件构成,3.内存条,内存条就是前面介绍的随机存储器RAM，现在主要分为以下3种。（1）同步动态随机存取存储器（Synchronous Dynamic RAM，SDRAM）（2）二倍速率（Double Data Rate，DDR）同步动态随机存取存储器，是SDRAM的换代产品，速度是SDRAM的2倍。是目前市场上的主流模式。（3）高频动态随机存取存储器（Rambus Dynamic RAM，RDRAM），主要用于专业的图形加速适配卡或者电视游戏机的视频内存中。,4
25、6,1.2 微型计算机硬件构成,常见内存条,47,用来存放“暂时不用”的数据或程序。它的容量比内存大得多，但存取速度比内存慢。外存可长期保存信息，价格便宜。当计算机内存不够用时，会借用硬盘的空间作为计算机的虚拟存储器。外部存储器：软盘、硬盘、光盘、闪存卡、闪存盘、网盘等。,1.2 微型计算机硬件构成,4.外部存储器,(1)软盘存储器 软盘驱动器：是驱动软盘旋转并同时向软盘写入数据或从软盘读出数据的设备。软盘：一张表面上涂有磁性材料的圆状薄塑料片，封装在一个方形保护套内。常用：3.5英寸 容量1.44MB,48,若干个涂有磁性材料的铝合金圆盘组成，把磁头、盘片及执行机构都密封在腔体内，与外界环境
26、隔绝。,磁盘片,马达,磁头,磁头驱动,辅助电路,(2)硬盘,1.2 微型计算机硬件构成,硬盘的磁头是悬浮在磁盘表面上的。硬盘的转速极高。按硬盘采用的接口分类，一般有ESDI硬盘、IDE硬盘、EIDE硬盘和SCSI硬盘。SCSI具有真正的全球标准，全世界的生产厂商生产的SCSI设备都具有统一的标准。,49,磁头（Head）：又称读写头，为读写磁道数据的装置，盘片有上下两面，故有上下磁头。软盘的读写头与盘片相接触，故磁头脏了就容易把软盘刮伤，从而造成盘片的损坏。而硬盘的磁头是悬浮在磁盘表面上的。磁道（Track）：为盘片存放数据的同心圆轨道。盘片最外圈的磁道为0磁道。文件分配表FAT（File A
27、llocation Table）：是盘片内部管理文件分配的存储单元的一种系统，它记录着盘片的容量和文件存储空间的分配情况。磁道密度（Track Density）：沿盘片同心圆半径区域每英寸所含的磁道数。,一些有关驱动器及盘片的基本概念：,1.2 微型计算机硬件构成,50,柱面：硬盘盘片各面上半径相同的磁道围成的面为柱面。磁盘转速（r/min）：磁盘盘片每分钟旋转的次数。盘片容量的计算：软盘总容量=磁盘面数（2）磁道数扇区数 扇区字节数（512）硬盘总容量=磁头数柱面数扇区数扇区字节数（512）,扇区（Sector）：将每个磁道分成几个小区域，此区域称为扇区。一般每个扇区可存放512B的数据。,
28、1.2 微型计算机硬件构成,51,1.2 微型计算机硬件构成,52,(3)光盘,光盘：是一种大容量、可移动的新型辅助存储器。光盘驱动器（光驱）：是读取光盘二进制的数据设备。光盘存储数据的机理：用光盘表面有无凹痕来表示，有凹痕记录为“0”，无凹痕记录为“1”。光盘驱动器的速度数据传输率数据传输率：指光驱在1秒钟的时间内所能读取的最大数据量，用倍速表示。衡量光盘驱动器传输数据速率的指标叫做倍速。1倍速=150Kb/s最早的光驱的速度为150Kb/s，并将其定为单速。之后的光驱，都以单速的倍数表示其速度，表示为多少X的形式。例：某光驱的速度为16X=16150Kb/s,1.2 微型计算机硬件构成,5
29、3,CD-ROM光驱1倍速=150KB/S,DVD-ROM光驱1倍速=1.3MB/S,1.2 微型计算机硬件构成,54,CD-ROM：只读型光盘(传输速率为150Kb/s)CD-Audio：数字音乐光盘CD-MIDI：音乐数字接口光盘CD-MO(MagnetoOptical)：重复读写的光盘CD-R（CD-Recorder）：光盘刻录机CD-WORM：只能写入一次的光盘。CD-RW：重复刻录的光盘DVD(Digital Versatile Disc)：数字多功能光盘(传输速率为1.3Mb/s，存储容量达到4.7GB）,1.2 微型计算机硬件构成,55,1.2 微型计算机硬件构成,移动硬盘移动硬
30、盘在结构上与硬盘一样，只是通过相关设备将IDE转换成USB或Firewire接口连接到计算机，可以随身携带，使用方便。闪存盘闪存盘又称优盘或U盘，是一种小型便捷式存储器。存储容量由最早的几百KB到现在的GB级以上，通过微机的USB接口连接。它具有体积小、使用方便、数据安全、可靠性高等优点，正在成为最便捷的存储器件。,(4)移动存储器,56,1.2 微型计算机硬件构成,5.总线,计算机总线是一组连接各个部件的公共通信线。在CPU，存储器，I/O接口之间传输信息的总线称为“系统总线”。分为三种。,(1)数据总线（data bus,DB）(2)地址总线（address bus,AB）(3)控制总线（
31、control bus,CB）,数据总线用来传输数据，是双向总线 地址总线用于传送CPU发出的地址信息，是单向总线 控制总线用来传送控制信号、时序信号和状态信息等。其中有的是CPU向内存和外设发出的信息，有的则是内存或外设向CPU发出的信息。可见，CB中每一根线的方向是一定的、单向的，但CB作为一个整体是双向的。,57,1.2 微型计算机硬件构成,58,(1)键盘键盘是实现人机对话最基本的输入设备，同时也是计算机与外界交换信息的主要途径。键盘的分类按键数区分：常用键盘有101键盘和104键盘。按内部结构区分：分为机械式键盘和电容式键盘。电容式键盘是目前广泛使用的一种键盘。键盘的分区键盘按其功能
32、可划分为功能键区、主键盘区、编辑控制键区和数字小键盘区，另外还有一个指示灯面板,1.2 微型计算机硬件构成,6.键盘与鼠标,59,1.2 微型计算机硬件构成,60,鼠标是利用本身的平面移动来控制和显示屏幕上光标移动的位置，并向主机输送用户所选信号的一种手持式的常用输入设备。根据鼠标的按钮数目可分为两键鼠标和三键鼠标；根据鼠标的工作原理可分为机械式鼠标、光电式鼠标和无线鼠标。,(2)鼠标器,7.显示器与显卡,(1)显示器计算机最重要的输出设备。常见显示器有CRT（Cathode Ray Tube）阴极射线管显示器和LCD（Liquid Crystal Display）液晶显示器。显示器尺寸：以屏
33、幕对角线的长度来表示，常用的有5英寸、17英寸、19英寸和21英寸。,1.2 微型计算机硬件构成,61,1.2 微型计算机硬件构成,常见显示器,62,它是连接主机与显示器的接口卡，其作用是将主机的输出信息转换成字符、图形和颜色等信息，传送到显示器上显示。显卡按采用的图形芯片划分，可以分为单色显卡、彩色显卡（简称彩显卡）、2D图形加速卡和3D图形加速卡。,(2)显卡,1.2 微型计算机硬件构成,63,(1)音箱(2)扫描仪(3)打印机(4)机箱,8.其它外围设备,1.2 微型计算机硬件构成,64,1.3 计算机的数制,现实生活中，人们习惯使用十进制计数，而计算机则因电子元器件只有两种稳态的局限，
34、故采用二进制计数。其实，不论哪种进位计数制，它们都有共同的计数规则和方法。,1.3.1 数制的基本概念,信息：数值、文字、语音、图形和图像。信息必须数字化编码，才能传送、存储和处理。,65,数 符：不同进制的数学符号,1.基本概念,数 制：数的表示系统称为数制。,基 数：一个数制所包含的数字符号的个数称为该数制的基数。用R表示。,R确定，数符为0，1，2，3，R-1,进位方法：逢R进一，借一当R数的表示：(N)R(1001)2(735)8(AEF06)16,1.3 计算机的数制,66,任何一个R进制的数都是由一串数码表示的，其中每一位数码所表示的实际值大小，除数字本身的数值外，还与它所处的位置
35、有关。该位置上的基准值就称为位权（或称位值）。,3.数的按权的展开：各位数码本身的值与其所在位权的乘积。,N=an-1.a1a0.a-1.a-m(r)=an-1 rn-1+a1 r1+a0 r0+a-1 r-1+.a-m r-m,ai数码 r基数 ri权,2.位权,例：888.8=8 102+8 101+8 100+8 10-1,以上数字中数码8在不同的位置上表示了不同的数值。说明相同的数字在数中的位置不同，其实际表示的数值是不一样的。,1.3 计算机的数制,67,例：常用进制数的按位权展开,2103+3102+4101+5100+410-1+510-2,124+023+122+121+120
36、+12-1+12-22-3,182+381+380+18-1,3162+6161+14160+1316-1+416-2,1.3 计算机的数制,68,1.3.2 计算机中常用的几类进制数,1.3 计算机的数制,69,计算机中常用的各种进制数之间关系,1.3 计算机的数制,70,an.a1a0.a-1.a-m(r)=an rn+a1 r1+a0 r0+a-1 r-1+.a-m r-m ai 是数码，r是基数，ri是权；不同的基数，表示是不同的进制数 R 进制转化成十进制：数码乘以各自的位权的累加,例：(10101)B=124+023+122+120(101.11)B=122+021+120+12-
37、1+12-2(101)O=182+081+1 80(71)O=781+180(101A)H=1163+0162+1161+10160,1.3.3 各类数制间的转换,1.非十进制转化成十进制,=(21)D,=(5.75)D,=(65)D,=(57)D,=(4106)D,1.3 计算机的数制,71,整数部分：除以 r取余数，直到商为0，余数从右到左排列。小数部分：乘以 r取整数，余数从左到右排列。,2.十进制转化成 r 进制,1100100,.01011(B),144(O),=64(H),1.3 计算机的数制,72,分组规则:整数部分：以小数点为中心从右向左进行分组。小数部分：以小数点为中心从左向
38、右进行分组。二进制八进制：将二进制数按分组规则分成三位一组，不足补0。二进制十六进制：将二进制数按分组规则分成四位一组，不足补0。注意：整数不足补0补在高位，小数不足补0补在低位,例：(1101101110.110101)B=()H(1101101110.1101001)B=()O,3.二进制转化成八进制和十六进制,36E.D4,1556.644,1.3 计算机的数制,73,将每一个十六进制数写成对应的四位二进制数。,2C1D(H)=()B,144(O)=（）B,7123.14(O)=()B,4.八进制和十六进制转化成二进制,将每一个八进制数写成对应的三位二进制数。,001 100 100,1
39、100100,111 001 010 011.001 100,0010 1100 0001 1101,64(H)=（）B,0110 0100,1100100,1.3 计算机的数制,74,(69.625)D=（）B=()H=()O(670.56)O=()B(3E1.A)H=()B(10 1101 0110 1011.11)B=()H(11 1111 1100 0011.001)B=()O,1000101.101,45.A,105.5,110 111 000.101 110,0011 1110 0001.1010,2D6B.C,37703.1,课堂练习:,1.3 计算机的数制,75,1.4 数据信
40、息在计算机中的表示,进入计算机的数据不仅有数值型数据，有英文字母、各种符号以及汉字等字符型数据，还有声音、图形、图象等多媒体数据，所有这些数据进入计算机内后，都只能用0或1表示，因此，对进入计算机中的数据必须编码。,1.4.1 基本概念,1.计算机中数据的分类,数值型数据：用以表示量的大小、正负。如整数、小数等。非数值型数据：用以表示一些符号、标记。如英文、各种符号等。,2.计算机中数据的表示,无论是数值数据还是非数值数据，在计算机内部都是用二进制编码形式表示。,3.用二进制表示数据的优点,物理上容易实现、便于逻辑运算、便于表示不同种类的数据信息。,76,符号位：将一个数的最高位定义为符号位，
41、其余表示数值。0表示正 1表示负机器数：一个数及其符号在机器中的数值化表示。真值数：把机器外部由正、负号表示的数称为真值数。,例：十进制数：-44 二进制数：-101100 真值数：-101100 机器数：10101100,1.4.2 数值数据的表示,1.机器数,1.4 数据信息在计算机中的表示,注意：计算机中的基本存储单元是字节，一个字节可以存储8个二进制的数。所以存放一个数至少是一个字节。,77,1.4 数据信息在计算机中的表示,机器字字长与机器数范围的关系如下：字长 无符号数范围 有符号数范围 8位 028-1(255)-128+127 16位 0216-1(65535)-32768+3
42、2767 32位 0232-1-231+231-1 64位 0264-1-263+263-1说明：以8位字长为例。无符号数：最大值11111111=28-1=255 最小值00000000=0有符号数：最大值1111111=27-1=127 最小值-1111111=-27=-128如果机器字长为8位，则数超过127或小于-128为“溢出”。,机器数的范围由硬件机器字的字长决定。,78,1.4 数据信息在计算机中的表示,将正负号用0，1表示，虽然实现了数字化，但直接参与运算，有时会得出错误的结果，因此采用原码、反码和补码这三种方法来表示机器数，现在的计算机基本上采用补码。这几种方案都是将最高位作
43、为符号位，其中0表示正，1表示负。,2.原码、反码、补码,(1)原码最高位为符号位，其余为数值部分，数值部分用二进制数的绝对值表示，这种整数的方法称为原码表示法，如+57和57的原码表示为：【+57】原=0 0111001【57】原=1 0111001用原码表示时，虽然数的真值和它的原码表示之间的对应关系简单，但原码本身的运算逻辑复杂，所以不常使用。,79,1.4 数据信息在计算机中的表示,正数的反码与原码相同，负数的反码则是保持符号位为1，然后将其原码的数值部分按位取反得到的，如+57和57的反码表示为：【+57】原=0 0111001【57】原=1 0111001【+57】反=001110
44、01【57】反=11000110计算机中得到反码非常方便，但反码用于计算还是比较麻烦，因此实际中很少使用，通常只是将反码作为求补码过程的中间形式。,(2)反码,(3)补码 补码的表示法是：正数的补码与原码相同，负数的补码是将其原码除符号位外按位取反后加1得到的。如+57和57的补码表示为：【+57】补=00111001【57】补=11000111补码可以用相同的运算规则来进行各种运算，使运算简化，并且运算逻辑的实现也比较容易，所以大多数计算机系统都采用补码来表示整数。,80,1.4 数据信息在计算机中的表示,计算机内表示的数同时考虑符号和小数点位置，主要分成定点小数、定点整数与浮点数3种类型。
45、,3.数的定点和浮点表示,(1)定点小数表示指小数点准确固定在数据某一个位置上的小数。,任一个小数表示：N=Ns N-1 N-2 N-3 N-m 注意：Ns是符号位,81,|N|1,(2)定点整数表示：整数最小单位是1，小数点在数值最低位右边。,-2n-1=N=2n-1-1N=8 最大数：127 最小数：-128,0=N=2 n-1最大数：255最小数：0,M-1位,n位,例：（0.75）10=（+0.11）2,（0.75）10=（-0.11）2,1.4 数据信息在计算机中的表示,以一个字节为例：,82,(3)浮点数表示,阶码,数符,110.011(B)=1.100112+10=11001.1
46、2-10=+0.1100112+11,阶符,尾数,N=数符尾数2阶符阶码尾数的位数决定数的精度。阶符决定小数点的位置 阶码的位数决定数的范围。,浮点数：指尾数部分小数点可随阶的不同而左右浮动的数。,0.1100112+11 在计算机中的表示（假设一个数占两个字节）,科学记数法：1234567=123456.7101=12345.67 102=0.1234567 107,1.4 数据信息在计算机中的表示,83,1.4 数据信息在计算机中的表示,计算机中的信息都是用二进制编码表示的。用以表示字符的二进制编码称为字符编码。计算机中常用的字符编码：EBCDIC(Extended Binary Code
47、d Decimal Interchange Code)码。ASCII（American Standard Code for Information Interchange）码。IBM系列大型机采用EBCDIC码，微型机采用ASCII码。,1.4.3 字符的编码,1.西文字符的编码ACSII码,每一个字符有一个唯一的编码,(1)ACSII码（美国信息标准代码）用一个字节来表示，其中 7位作为二进制编码，一位作为奇偶校验，正常情况下最高位为0。常用字符有128个，编码从0到127。,84,字符名称 十进制编码 十六进制编码 二进制编码 空格 32 20 0100000 09 4857 3039 0
48、1100000111001 AZ 6590 415A 10000011011010 az 97122 617A 11000011111010,控制字符：032，127；普通字符：94个。每个字符占一个字节，用7位，最高位不用，一般为0。例如：“a”字符的二进制编码为1100001，对应的十进制数是97；注意：09十个字符的后4位正好是其二进制形式。数字的二进制表示与二进制编码是不一样的。,1.4 数据信息在计算机中的表示,2.汉字编码,85,1980年颁布国家标准信息交换用汉字编码字符集（基本集），代号为“GB231280”，即国标码。中文信息处理的国家标准，简称GB码。常用汉字及分级,(1)
49、汉字信息交换码（国标码）,国标码7445个字符编码,两个字节存储一个国标码,国标码的编码范围,国标码,把7445个国标码放置在一个94行94列的阵列中。,1.4 数据信息在计算机中的表示,86,区位码：汉字的区号+位号,国标码：（区号+32）+（位+32）例：中：区号（54）位号（48）区位码：5448 国标码：8680,(2)汉字输入码,为了将汉字输入计算机而编制的代码称为汉字输入码，也叫外码。,音码类：全拼、双拼、微软拼音、智能ABC等 形码类：五笔字型法、郑码输入法等 音形结合：自然码同一个汉字，不同的输入法有不同的编码，都要通过计算机统一转换成国标码。,1.4 数据信息在计算机中的表示
50、,87,汉字 区位码 国标码 汉字内码中 5448 8680(01010110 01010000)B(11010110 11010000)B 华 2710 5942(00111011 00101010)B(10111011 10101010)B,为了在计算机内部区分是汉字编码还是ASCII，将汉字的国标码每个字的字节的最高位变为“1”，变换后的国标码称为汉字机内码。,区位码、国标码、机内码间的关系：区位码=区号+位号国标码=（区号+32）+（位号+32）机内码：将二进制的国标码每个字节的最高位变为1）,(3)汉字内码,是为在计算机内部对汉字进行存储、处理而设置的汉字编码。,1.4 数据信息在计
