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1、计算机应用基础,第一章 计算机基础知识,电子计算机（electronic computer）俗称电脑，是20世纪科学技术的卓越成就之一。计算机科学技术及其应用技术的高速发展，在世界范围内形成了一场信息革命。计算机的发展扩展了计算机的应用领域，而计算机的应用反过来又促进了计算机的发展。通过本章的学习，同学们应该了解计算机的概念、发展、特点、分类、应用领域以及组成。,学习目标,20世纪40年代中期，由于导弹、火箭、原子弹等现代科学技术的发展，出现了大量极其复杂的数学问题，原有的计算工具已无法满足要求；而电子学和自动控制技术的迅速发展，也为研制新的计算工具提供了物质技术条件。1946年，在美国宾夕法
2、尼亚大学，由John W.Mauchly博士和它的研究生J.Presper Eckert 领导的研制小组为精确测算炮弹的弹道特性而制成了ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Calculator)计算机，这是世界上第一台真正能自动运行的电子数字计算机。它占地面积约170m2,使用了18800只电子管，耗电量极大,其功能还比不上现在的一只掌上可编程计算器。但它毕竟是世界上第一台可以实际使用的电子计算机，为电子计算机的发展奠定了技术基础。它的问世，标志着电子计算机时代的到来。半个多世纪以来，计算机科学技术有了飞速的发展，计算机的性能越来越高、价格越来越
3、便宜、应用越来越广泛。时至今日，计算机已经广泛应用于国民经济及社会生活的各个领域，计算机科学技术的发展水平、计算机的应用程度已成为衡量一个国家现代化水平的重要标志。本节将介绍计算机的概念、特点、用途和发展。,1.1 了解计算机,在计算机诞生的初期主要是用来进行科学计算的，因此被称为“计算机”，然而，现在计算机的处理对象已经远远超过了“计算”这个范围，计算机可以对数字、文字、声音、图像等各种形式的数据进行处理。计算机是一种能够按照事先存储的程序，自动、高速度地对数据进行输入、处理、输出和存储的系统,1.1 了解计算机,1.1.1 计算机的应用领域,科学计算,数据处理,实时控制,娱乐,CAD/CA
4、MCAI,人工智能,1.科学计算 科学计算也称数值计算，是计算机最基本的应用领域之一，计算机最开始是为了解决科学研究和工程设计中遇到的大量数值计算而研制的计算工具，随着现代科学技术发展，数值计算在现代科学研究中的地位不断提高。在尖端科学领域中显得尤为重要。如人造卫星轨迹的计算、房屋抗震强度的计算，火箭、宇宙飞船的研究设计以及我们每天收听收看的天气预报都离不开计算机的精确计算。,1.1.1 计算机的应用领域,2.数据处理 所谓数据处理即使用计算机对数据进行输入、分类、加工、整理、合并、统计、制表、检索以及存储等，也叫信息处理，是计算机应用最广泛的领域。在当今信息化的社会中，每时每刻都在产生大量的
5、信息，只有利用计算机才能在浩如烟海的信息中管理和充分利用信息这一宝贵的资源。目前，字处理软件、电子报表软件的使用已经十分广泛，在办公自动化中发挥了巨大的作用。利用数据库技术开发的管理信息系统和决策支持系统等也大大提高了企业或政府部门的现代化管理水平。这些都是计算机在数据处理领域的典型应用。,1.1.1 计算机的应用领域,3.实时控制 所谓实时控制是指及时地采集、检测数据，使用计算机快速地进行处理并自动地控制被控对象的动作，实现生产过程的自动化。此外，计算机在实时控制中还具有故障检测、报警和诊断等功能。在钢铁、石油、化工、制造业等工业都需要进行实时控制，以提高生产效率和产品质量。4.人工智能 所
6、谓人工智能是由计算机来模拟或部分模拟人类的智能。计算机应用于人工智能研究的主要领域包括：自然语言理解、专家系统、机器人、定理自动证明等。,1.1.1 计算机的应用领域,5.计算机辅助工程和辅助教育 计算机辅助工程主要包括：计算机辅助设计（Computer Aided Design，简记为CAD）、计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing，简记为CAM）、计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System简记为CIMS）和计算机辅助教育（Computer Aided Instruction 简记为CAI）。(1)C
7、ADCAD是利用计算机的计算、逻辑判断、数据处理以及绘图等功能，并与人的经验和判断能力相结合，共同来完成各种产品或者工程项目的设计工作，实现设计过程的自动化或半自动化。如建筑、机械、汽车、飞机、船舶、大规模集成电路等设计领域都广泛地使用了计算机辅助设计系统，使得设计过程的部分工作实现了自动化。在CAD中所涉及的主要技术有：图形处理技术、工程分析技术、数据库管理技术、软件设计技术和接口技术等。,1.1.1 计算机的应用领域,1.1.1 计算机的应用领域,(2)CAM CAM是使用计算机辅助人们完成工业产品的制造任务。从对设计文档、工艺流程、生产设备等的管理，到对加工与生产装置的控制和操作，都可以
8、在计算机的辅助下完成。例如计算机监视系统、计算机过程控制系统和计算机生产计划与作业调度系统等都属于计算机辅助制造系统的应用，由于生产过程中的所有信息都可以利用计算机来存储和传送，而且可以把CAD的输出（即设计文档）作为CAM设备的输入，所以将CAD系统与CAM系统相结合能够实现无图纸加工，使得设计和制造过程的部分工作实现自动化，进一步提高生产的自动化水平。(3)CIMS CIMS是将计算机技术集成到制造工厂的整个制造过程中，使企业内的信息流、物流、能量流和人员活动形成一个统一协调的整体。CIMS的对象是制造业，手段是计算机信息技术、实现的关键是集成，集成的关键核心是数据库管理。在CIMS中，利
9、用计算机将接受定单、产品设计、生产制造、入库与销售以及经营管理的整个过程连接起来，形成一个自动的流水线，从而建立企业现代化的生产管理模式。(4)CAI CAI所涉及的层面很广，从校园网到Internet，从CAI课件的制作到远程教学，从儿童的智力到中小学教学以及大学的教学，从辅助学生自学到辅助教师备课，从计算机辅助实验到学校教学管理等，都可以在计算机的辅助下进行，从而可以提高教学质量和学校管理水平与工作效率。在计算机辅助教育中使用的主要技术有：多媒体技术、校园网技术、Internet与Web技术、数据库与管理系统技术等。,6.多媒体技术应用 随着电子技术特别是通信和计算机技术的发展，人们已经有
10、能力把文本、动画、图形、图像、音频、视频等各种媒体综合起来，构成一种全新的概念“多媒体”（Multimedia.）。在医疗、教育、商业、银行、保险、行政管理、军事、工业、广播和出版等领域中，多媒体的应用发展很快。,1.1.1 计算机的应用领域,自从第一台电子计算机诞生以来，它发展之迅速，普及之广泛，对整个社会和科学技术影响之深远，远非其他任何学科所能比拟。时至今日，计算机已经成为人们生产劳动和日常生活中必备的重要工具。电子器件的发展推动了电子电路的发展，为研制计算机奠定了物质技术基础。可以说电子元器件的发展是推动计算机发展的主要动力，所以计算机界常以电子器件作为计算机发展年代划分的依据。此外，
11、在计算机发展的各个阶段，所配置的软件和使用的方式也有不同的特点，成为划分代的标志之一。,1.1.2 计算机的发展,1.1.2 计算机的发展阶段,第一代计算机（1946年1957年）第一代计算机的逻辑元件是电子管，主存储器先采用延迟线，后采用磁鼓磁芯，外存储器使用磁带，并用机器语言和汇编语言编写程序。这一阶段计算机的主要特点是体积大、运算速度低、成本高、可靠性差、内存容量小。主要用于科学计算，从事军事和科学研究方面的工作。第二代计算机（1958年1964年）第二代计算机是晶体管计算机时代，这一代计算机使用的主要逻辑元件是晶体管。晶体管较之电子管有体积小、耗电低、可靠性高、功能强、价格低等优点。主
12、存储器采用磁芯，外存储器使用磁带和磁盘。并开始使用管理程序，后期使用操作系统并出现了一批高级程序设计语言。这个时期计算机的应用扩展到数据处理、自动控制等方面。运行速度已提高到每秒几十万次，体积大大减小，可靠性和内存容量也有较大的提高。,第三代计算机（1965年1970年）第三代计算机逻辑元件采用小规模或中小规模集成电路来代替晶体管，这种器件把几十个或几百个分立的电子元件集中做在一块几平方毫米的硅片上（一般称为集成电路芯片），使计算机的体积和耗电大大减小，运算速度却大大提高，每秒钟可以执行几十万次到几百万次的加法运算，性能和稳定性进一步提高。在这个时期，系统软件有了很大发展，出现了分时操作系统，
13、在程序设计方法上采用结构化程序设计，为研制更加复杂的软件提供了技术上的保证。在应用方面，已被广泛地应用到科学计算、数据处理、事务管理和工业控制等领域。,1.1.2 计算机的发展,第四代计算机（1970年至今）第四计算机最为显著的特征就是使用了大规模和超大规模集成电路。大规模集成电路（Large Scale Integration，简记为LSI）每个芯片上的元件数为100010000个；而超大规模集成电路(Very Large Scale Integration，简记为VLSI)每个芯片上则可以集成10000个以上的元件。此外，使用了大容量的半导体存储器作为内存储器；在体系结构方面进一步发展了并
14、行处理、多机系统、分布式计算机系统和计算机网络系统；在软件方面推出了数据库系统、分布式计算机系统以及软件工程标准等。这一时代计算机的运行速度可达到每秒上千万次到万亿次，存储容量和可靠性有了很大提高，功能更加完备，价格越来越低。这个时期计算机的类型除小型、中型、大型机外，开始向巨型机和微型机两个方面发展，计算机逐渐进入了办公室、学校和普通家庭。,1.1.2 计算机的发展,第五代计算机 目前使用的计算机都属于第四代计算机，第五代计算机尚处在研制之中，而且进展比较缓慢。第五代计算机的研究目标是试图打破计算机现有的体系，即以二进制数和存储程序控制为基础的结构，使得计算机能够具有像人那样的思维、推理和判
15、断能力。也就是说，第五代计算机的主要特征是人工智能，它具有一些人类智能的属性，例如自然语言理解能力、模式识别能力和推理判断能力。第五代计算机由于采用一系列的高新技术，所以这一代计算机已经很难再以器件来作为划分年代的依据了。大体上说，第五代计算机是采用更大规模集成电路、非冯.若依曼体系结构、人工神经网络的智能计算机系统。现代计算机的发展正朝着巨型化、微型化的方向发展，计算机的传输和应用正朝着网络化、智能化的方向发展，并越来越广泛地应用于我们的工作、生活和学习中，对社会生活起到不可估量的影响。,1.1.2 计算机的发展,1.1.3 计算机的特点,各种类型的计算机虽然在用途、性能、结构等方面有所不同
16、，但它们都具备以下一些特点：1.运算速度快 目前的巨型计算机的运算速度已达到每秒钟万亿次，微型计算机也可达到每秒亿次以上。使大量复杂的科学计算问题得以解决。例如卫星轨道的计算、大型水坝的计算、天气预报的计算等。过去人工计算需要几年甚至更长时间完成的工作，而现在用计算机只需几天、甚至几分钟就可以完成。2.计算精度高 科学技术的发展尤其是尖端科学技术的发展，需要高精度的计算。计算机控制的导弹之所以能够准确地命中目标，是与计算机的精度分不开的。一般计算机可以有十几位甚至几十位（二进制）有效数字，计算精度可达到千分之几到百万分之几，这是其他任何计算工望尘莫及的。,3.具有记忆和逻辑判断的能力 随着计算
17、机存储容量的不断增大，可存储记忆的信息越来越多，计算机不仅能进行计算，而且能把参加运算的数据、程序及计算结果保存起来，以供用户随时调用。还可以对各种信息（如文本、图象、音频和视频等）通过编码技术进行算术和逻辑运算，甚至进行推理和证明。4.具有自动控制能力 计算机内部操作是根据人们事先编好的程序自动控制执行的。用户根据实际应用需要，事先设计好运行步骤和程序，计算机会十分严格地按照程序规定的步骤操作，整个程序无需人工干预。,1.1.3 计算机的特点,由于计算机科学技术的发展，计算机已经成为一个庞大的家族，根据计算机的处理对象、计算机的用途以及计算机的规模等不同角度可作如下分类。1.按处理对象分类按
18、计算机处理对象及其数据的表示形式可分为数字计算机（Digital Computer）、模拟计算机（Analog Computer）和数字模拟混合计算机（Hybrid Computer）三类。(1)数字计算机。该类计算机输入、处理、输出和存储的数据都是数字量（0和1所构成的二进制数的形式），这些数据在时间上是离散的。非数字量的数据（如字符、声音、图像等）只要经过编码后也可以处理。通常使用的计算机都是数字计算机。(2)模拟计算机。该类计算机输入、处理、输出和存储的数据都是模拟量（如电压、电流、温度等），这些数据在时间上是连续的。模拟计算机不如数字计算机精确、通用性不强，但解题速度快，主要用于过程控
19、制的模拟仿真。(3)数字模拟混合计算机。该类计算机将数字技术和模拟技术相混合，兼有数字计算机和模拟计算机的功能。,1.1.4 计算机的分类,2.按用途分类按照计算机的用途及使用的范围可分为通用计算机(General Purpose Computer)和专用计算机(Special Purpose Computer)两类。(1)通用计算机。该类计算机具有广泛的用途和使用范围，可以用于科学计算、数据处理和过程控制等。(2)专用计算机。该类计算机适用于某一特殊的应用领域，如智能仪表、生产过程控制、军事装备的自动控制等。,1.1.4 计算机的分类,3.按规模分类 按照计算机的规模可分为巨型计算机、大/中
20、型计算机、小型计算机、微型计算机、工作站、服务器。(1)巨型计算机（Super Computer）巨型计算机是指运算速度快、存储容量大，每秒可达1亿次以上浮点运算速度，主存储容量高达几百MB甚至几GB。这类机器价格相当昂贵，主要用于复杂、尖端的科学研究领域，特别是军事科学计算。我国研制成功的银河I 型亿次机，银河II型十亿次机，银河III型百亿次计算机，联想iCluster1800万亿次机都是巨型机。(2)大/中型计算机（Mainframe）该类计算机也具有较高的运算速度，每秒钟可以执行几千万条指令，并具有较大的存储容量及较好的通用性，但价格比较昂贵，通常被用来作为银行、铁路等到大型应用系统中
21、的计算机网络的主机来使用。,1.1.4 计算机的分类,(3)小型计算机（Mini Computer）小型计算机运算速度和存储容量略低于大/中型计算机，但与终端和各种外部设备连接比较容易，适合于作为联机系统的主机，或者工业生产过程的自动控制。(4)微型计算机（Micro Computer）以运算器和控制器为核心，加上由大规模集成电路制作的存储器、输入/输出接口和系统总线，就构成体积小、结构紧凑、价格低但又具有一定功能的微型计算机。以微型计算机为核心，再配以相应的外部设备（如键盘、显示器、鼠标器、打印机）、电源、辅助电路和控制微型计算机工作的软件就构成了一个完整的微型计算机系统。微型计算机系统又称
22、微电脑或个人计算机，简称PC(Personal Computer)。它的问世在计算机的普及应用中发挥了重大的推动作用。,1.1.4 计算机的分类,（5）工作站（Workstation）它是为了某种特殊用途由高性能的微型计算机系统、输入/输出设备以及专用软件组成。例如图形工作站包括有向性能的主机、扫描仪、数字化仪、高精度的屏幕显示器、其他通用的输入输出设备以及图形处理软件，它具有很强的对图形进行输入、处理、输出和存储的能力，在工程设计以及多媒体信息处理中有广泛的应用。（6）服务器（Server）服务器是一种在网络环境下为多用户提供服务的共享设备，一般分为文件服务器、通信服务器、打印服务器等。该设
23、备连接在网络上，网络用户在通信软件的支持下远程登录，共享各种服务。由于科学技术的发展，微型计算机与工作站、小型计算机乃至中、大型计算机之间的界限已经愈来愈模糊。无论按哪一种分类方法，各类计算机之间的主要区别是运算速度、存储容量及机器体积等。,1.1.4 计算机的分类,1.2 认识微型计算机,1.2.1 微型计算机的硬件及其功能,中央处理器（CPU）包括运算器和控制器两大部件，和若干个寄存器和高速缓冲存储器以及一些内部总线。是计算机的核心部件，又称微处理器。它和内存储器构成了计算机的主机。CPU的主要性能指标有字长和时钟主频。字长表示CPU每次处理数据的能力。字长越长，计算机精度越高。时钟频率以
24、MHz（兆赫兹）或GHz（吉赫兹）为单位，时钟频率越高，计算机的速度越快。,1.2.1 微型计算机的硬件及其功能,存储器存储容量：可容纳的二进制信息量，度量存储容量的基本单位是字节（Byte）。此外还有KB（千字节）、MB（兆字节）、GB（吉字节）。它们之间的关系是：1字节（Byte）=8个二进制位（bits）1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB,1.2.1 微型计算机的硬件及其功能,内存储器（主存储器）包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）随机存储器又分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）。SRAM常用做高速缓冲存储器（Cache）RAM中存储当前使
25、用的程序、数据、中间结果和外存交换的数据。特点是信息可以随时读出或写入，一但断电，信息H会丢失。只读存储器又分为可编程的只读存储器（PROM）；可擦除、可编程只读存储器（EPROM）；掩模型只读存储器（MROM）。ROM中的信息是计算机在制造时用专门设备一次写入的，断电后信息不会丢失。,1.2.1 微型计算机的硬件及其功能,辅助存储器（外存储器）硬盘（硬磁盘）软盘（软磁盘）3.5英寸盘、5.25英寸盘。其中3.5英寸盘又分为双面双密和双面高密两种，容量分别为720KB和1.44KB。光盘只读型光盘（CD-ROM）、一次性写入光盘（CD-R或WORM）、可擦除光盘（CD-RW）USB移动硬盘US
26、B优盘DVD光盘,1.3 微型计算机的输入输出设备,输入设备键盘（键盘的使用见教材P19-P20）鼠标器扫描仪条形码阅读器光学字符阅读器触摸屏手写笔声音输入设备（麦克风）图象输入设备（数码相机）,1.3 微型计算机的输入输出设备,输出设备显示器分为阴极射线管显示器（CRT）和液晶显示器（LED）。CRT又分为显示器又分为球面CRT和纯平CRT像素：屏幕上图象的分辨率或说清晰度取决于能在屏幕上独立显示的点的直径，这种独立显示的点叫像素点距：屏幕上像素之间的距离。点距越小，分辨率就越高，显示器的质量就越好分辨率：衡量显示器的一个常用指标。指的是屏幕上像素的数目（列*行）。目前常有640*480、8
27、00*600、1024*768、1280*1024等,1.3 微型计算机的输入输出设备,显示卡显示器是通过“显示器接口”（显示卡）和主机相连的，显示器必须与显示卡相匹配。PC机上的显示卡大多数与VGA兼容，SVGA和TVGA是两种比较流行的VGA兼容卡。VGA的分辨率为640*480，256种颜色。SVGA等是VGA的扩展，分辨率比VGA高很多。打印机点阵打印机喷墨打印机激光打印机,1.3 微型计算机的输入输出设备,其他输出设备总线（数据总线、地址总线、控制总线）主板,1.4 计算机的软件及其应用,2.二进制数 二进制使用数字0、1来表示数值，且采用“逢二进一”的进位计数制。二进制数中处于不同
28、位置上的数字代表不同的值。每一个数字的权由2的幂次决定，二进制数的基数为2。二进制数也具有以下与十进制数相类似的3个特点：(1)数值的总个数等于基数，即二进制数仅使用0和1两个数字。(2)最大的数字比基数小1,即二进制中最大的数字为1，最小的数字为0。(3)每个数字都要乘以基数的幂次，该幂次由每个数字所在的位置决定。例如，二进制数(1101.1011)2 可表示为：(1101.1011)2=123+122+021+120+12-1+02-2+12-3+12-4,1.2.1 数制,二进制的表示方式是“逢二进一”，即每位计数满2时向高位进1,对于二进制数，小数点向右移一位，数就扩大2倍，反之，小数
29、点左移一位，数就缩小2倍。例如：1101.1011=110.11011101011.011=10110.111/10注意：式中等号右边的10是二进制数，等于十进制数的2，而不是十进制数的10。这个性质与十进制类似，只不过在十进制中，小数点右移一位，数就扩大10倍；反之小数点左移一位，数就缩小10倍。,1.2.1 数制,二进制的加法和乘法运算规则如下：(1)加法运算规则：000 101 011 1110(2)乘法运算规则：000 100 010 111,1.2.1 数制,二进制的运算,1.2.1 数制,3.八进制数 八进制使用数字0、1、2、3、4、5、6、7来表示数值，且采用“逢八进一”的进位
30、计数制。八进制数中处于不同位置上的数值代表不同的值。每一个数字的权由8的幂次决定，八进制数的基数为8。例如，八进制数(6320.127)8可表示为：(6320.127)8=683+382+281+080+18-1+28-2+78-3,4.十六进制数 十六进制数使用数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F来表示数值，其中A、B、C、D、E、F分别表示数字10、11、12、13、14、15。十六进制数的计数方法为“逢十六进一”十六进制数中处于不同位置上的数值代表不同的值。每一个数字的权由16的幂次决定，十六进制数的基数为16。例如十六进制数的（37B5）16可表示为：(3
31、7B5)16=3163+7162+11161+5160,1.2.1 数制,1.2.1 数制,常用数制的基数和数字符号,1.2.2 数制间的转换,将数由一种数制转换为另一种数制称为数制之间的转换。由于日常生活中通常使用的是十进制数，而计算机中使用的是二进制数，所以，在使用计算机时必须将输入的十进制数转换成计算机所能接受的二进制数，计算机在运行结束后，再将二进制数转换为人们所习惯的十进制数输出，不过，这两个转换过程完全由计算机系统自行完成而不需要人的参与。而在计算机中引入八进制和十六进制的目的是为了书写和表示上的方便，在计算机内部信息的存储和处理仍然采用二进制数。,将十进制数转换为非十进制数分为整
32、数和小数两部分进行转换：(1)十进制整数转换为非十进制整数将十进制整数转换为非十进制整数采用“除基取余法”，即将十进进制数逐次除以需转换为数制的基数，直到商为0为止，然后将所得的余数由下而上排列即可。,1.十进制数转换为非十进制数,10001011,十进制二进制,将十进制数77转换为八进制数。,十进制八进制,(77)10=(115)8,将十进制数77转换为十六进制数,十进制十六进制,(77)10=(4D)8,(2)十进制小数转换为非十进制小数 将十进制小数转换为非十进制小数采用“乘基取整法”，即将十进制小数逐次乘以需转换为数制的基数，直到小数的当前值等于0或满足所要求的精度为止，最后将所得到的
33、乘积的整数部分从上到下排列即可。,十进制二进制（小数部分）,.6875,十进制二进制（小数部分）,例1-4 将十进制小数0.625转换成二进制小数。解对0.625用乘2取整：,结果为：(0.625)10=(0.101)2,十进制二进制（小数部分）,通常，一个非十进制小数能够完全准确地转换成十进制数，但一个十进制小数并不一定能完全准确地转换成非十进制小数。在这种情况下，可以根据精度要求只转换到小数点某一位为止，这就是该小数的近似值。例：将十进制小数0.32转换成二进制小数。解对0.32用乘2取整：,结果为：(0.32)10=(0.0101)2,十进制二进制（小数部分）,如果一个数既有整数部分又有
34、小数部分，应将整数部分和小数部分分别进行转换，然后把两者相加便得到结果。例1-6 将十进制数77.625转换为二进制数。解(77)10=(1001101)2(0.625)10=(0.101)2(77.625)10=(1001101.101)2,十进制数转换为非十进制数,2.非十进制数转换为十进制数,非十进制数转换为十进制数采用“位权法”，即把各非十进制数按权展开，然后求和，便可得到转换的结果。转换方式如下公式表示：(F)x=a1xn-1+a2xn-2+am-1x1+amx0+am+1x-1+式中a1、a2、am-1 am为系数，x为基数，n为项数。,二进制十进制,二进制十进制（练习）,84,1
35、68,42,由于二进制数通常位数比较多，读和写时容易出错，因此人们又采用了另外一些进制的方法来书写数值，这些进制的数通常与二进制的数有良好的对应关系八进制数是将二进制的三位一组，进行合并后来记录数值的计数方法十六进制数是二进制的四位一组，进行合并后来记录数值的计数方法必须明确一点：真正由计算机可以直接存贮和处理的数只能是二进制。,更多的进制,八进制数,八进制,十六进制数,十六进制,值：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15表示：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9,需要说明的问题,注意：在进行八、十六进制数之间的转换时，往往利用二进制作为中介。即先把原数转
36、换为二进制，再把得到的二进制转换为目标进制。,由于计算机内部采用的是二进制的方式计数，因此输入到计算机中的各种数字、文字、符号或图形等数据都是用二进制数编码的。不同类型的字符数据其编码方式是不同的，编码的方法也很多。,1.2.3 信息的几种编码,BCD（Binary Coded Decimal）码是用若干位二进制数码表示一位十进制数的编码，简称二十进制编码。二十进制编码的方法很多，使用最广泛的是8421码，8421码采用4位二进制数表示1位十进制数，即每1位十进数用4位二进制编码表示，这4位二进制数各位权由高到低分别是23、22、21、20，即8、4、2、1。,BCD码,例1-14将十进制数3
37、879转换为BCD码。,即二进制数3879的BCD码为0011 1000 0111 1001,BCD码,例1-15 将BCD码1001 0111 0101 0110转换为十进制数。,即BCD码1001 0111 0101 0110的十进数为9756,BCD码,ASCII码是由美国国家标准委员会制定的一种包括数字、字母、通用符号、控制符号在内的字符编码，全称为美国国家信息交换标准代码（American Standard Code For Information Interchange）。ASCII码能表示128种国际上通用的西文字符，只需用7个二进制位(27=128)表示。ASCII码采用7位二
38、进制表示一个字符时，为了便于对字符进行检索，把7位二进制数分为高3位（b7b6b5）和低4位(b4b3b2b1)。7位ASCII编码如表1-3所示。利用该表可查找数字、运算符、标点符号以及控制字符与ASCII码之间的对应关系。例如数字“8”的ASCII码为0111000，大写字母“B”的ASCII码为1000010，小写字母“a”的ASCII码为1100001。,ASCII码,ASCII代码表,代码：100 0001=65,表中高3位为000和001的两列是一些控制符。例如“NUM”表示空白、“STX”表示文本开始、“ETX”表示文本结束、“EOT”表示发送结束、“CR”表示回车、“CAN”表
39、示作废、“SP”表示空格、“DEL”表示删除等。在计算机中一个字节为8位，为了提高信息传输的可靠性，在ASCII码中把最高位（b8）作为奇偶校验位。所谓偶校验位是指代码传输过程中，用来检验是否出现错误的一种方法，一般分奇检验和偶校验两种。偶校验规则为：若7位ASCII码中“1”的个数为偶数，则校验位置“0”；若7位ASCII码中“1”的个数为奇数，则校验位置“1”。校验位仅在信息传输时有用，在对ASCII码进行处理时校验位被忽略。,ASCII码,汉字编码,计算机在处理汉字时也要将其转换为二进制码，这就需要对汉字进行编码，通常汉字有两种编码：国标码和机内码。,我国根据有关国际标准于1980年制定
40、并颁布了中华人民共和国国家标准信息交换用汉字编码GB2312-80，简称国标码。国标码的字符集共收录6763个常用汉字和682个非汉字图形符号，其中使用频度较高的3755个汉字为一级字符，以汉语拼音为序排列；使用频度稍低的3008个汉字为二级字符，以偏旁部首进行排列。682个非汉字字符主要包括拉丁字母、俄文字母、日文假名、希腊字母、汉语拼音符号、汉语注音字母、数字、常用符号等。,国标码,汉字的机内码是计算机系统内部对汉字进行存储、处理、传输统一使用的代码，又称为汉字内码。由于汉字数量多，一般用2个字节来存放一个汉字的内码。在计算机内汉字字符必须与英文字符区别开，以免造成混乱，英文字符的机内码是
41、用一个字节来存放ASCII码，一个ASCII码占一个字节的低7位，最高位为0，为了区分，汉字机内码中两个字节的每个字节的最高位置为1。,汉字机内码,汉字主要是从键盘输入，汉字输入码是计算机输入汉字的代码，是代表某一个汉字的一组键盘符号。汉字输入码也叫外部码（简称外码）。现行的汉字输入方案众多，常用的有拼音输入和五笔字型输入等。每种输入方案对同一汉字的输入编码都不相同，但经过转换后存入计算机的机内码均相同。,汉字输入码,存储在计算机内的汉字在屏幕上显示或在打印机上输出时，必须以汉字字形输出，才能被人们所接受和理解。所谓汉字字形是以点阵方式表示汉字。就是将汉字分解成由若干个“点”组成的点阵字形，将
42、此点阵字形置于网状方格上，每一小方格就是点阵中的一个“点”。以2424点阵为例，网状横向划分为24格，纵向也分成24格，共576个“点”，点阵中的每个点可以有黑、白两种颜色，有字形笔划的点用黑色，反之用白色，用这样的点阵就可以描写出汉字的字形了。,汉字字型码,汉字的字形码及字库,一个2424汉字需要576位，共576/8=72字节。一个6763个汉字的字库需要72X6763字节的存储空间。,2424点阵的汉字字模“跑”,根据汉字输出精度的要求，有不同密度点阵。汉字字形点阵有1616点阵、2424点阵、3232点阵。汉字字形点阵中每个点的信息用一位二进制码来表示，1表示对应位置处是黑点，0表示对应位置处是空白。字形点阵的信息量很大，所占存储空间也很大。例如1616点阵，每个汉字要占32个字节；2424点阵，每个汉字要占72个字节。因此字形点阵只用来构成“字库”，而不能用来代替机内码用于机内存储，字库中存储了每个汉字的字形点阵代码，不同的字体对应不同的字库。在输出汉字时，计算机要先到字库中找到它的字形描述信息，然后输出字形。,汉字字型码,汉字处理过程,汉字字型码,
