[互联网]基础1、2wlx信息技术与计算机概述计算机系统

主 讲：王丽霞办公室：西区主楼东214信 箱：计算机应用基础计算机应用基础12教学内容教学内容v第一章第一章 信息技术与计算机概述信息技术与计算机概述v第二章第二章 计算机系统计算机系统v第三章第三章 操作系统与文件管理操作系统与文件管理 v第四章第四章 计算机多媒体技术计算机多媒体技术v第五章第五章 数据库系统及其应用数据库系统及其应用v第六章第六章 计算机网络和计算机网络和INTERNETv第七章第七章 计算机信息安全技术计算机信息安全技术3授课计划授课计划v授课计划（授课计划（4-11周）周）课堂学时课堂学时 16学时学时 实验学时实验学时 16学时学时 学分学分 2学分学分4考核方式考核方式 考试考试5050分分 实验实验3030分分 出勤出勤1010分分 两次测验各两次测验各1010分分 平时平时2020分分 出勤出勤1010分分 EXCEL、WORD作业各作业各5 5分分5课程要求课程要求v学习要求学习要求 基础理论，操作能力 按时完成作业v作业要求作业要求 电子文档形式完成 发送至 网路教学平台网路教学平台 文件命名主题 例：12信管信管1班班-姓名姓名（学号）（学号）6信息技术与信息技术与计算机概述计算机概述计算机的发展计算机的发展计算机的特点计算机的特点计算机的应用计算机的应用计算机中的数据表示计算机中的数据表示信息技术的发展信息技术的发展第一章第一章7信息化社会的特点信息化社会的特点信息化社会对计算机人才的需要信息化社会对计算机人才的需要什么是计算机什么是计算机v电子计算机电子计算机 electronic computer 利用电子学原理根据一系列指令来对数据进行处理的机器v功能 可以完成大量，复杂的数值计算 可以实现各种信息处理v强大的工具，应用渗透到各行各业81.1 1.1 计算机的发展计算机的发展1.1.1 手动计算器手动计算器算筹算筹 算盘算盘计算器和计算尺计算器和计算尺91.1 计算机的发展计算机的发展1.1.2 机械式计算器：机械式计算器：机械式计算器则可以自己实现算法加法器加法器 计算器计算器差分机和分析机差分机和分析机 帕斯卡帕斯卡由许多轮子组成的保存数据的存储由许多轮子组成的保存数据的存储库；库；能对操作顺序进行控制，并选择所能对操作顺序进行控制，并选择所需处理的数据以及输出结果的装置。需处理的数据以及输出结果的装置。今天电子计算机的直系祖先今天电子计算机的直系祖先莱布尼茨莱布尼茨查尔斯查尔斯巴贝奇巴贝奇101.1 1.1 计算机的发展计算机的发展v近代计算机的发展近代计算机的发展 艾兰艾兰图灵图灵(英国)图灵机（Turing machine）模型，奠定了可计算理论的基础；提出了机器智能的概念。冯冯诺依曼诺依曼(美籍匈牙利)程序存储体系的概念奠定了现代计算机的体系结构111.1 计算机的发展计算机的发展v1.1.3 电子计算机问世电子计算机问世 世界上第一台电子计算机世界上第一台电子计算机1941年阿塔纳索夫-贝瑞计算机真空管计算器，二进制数值，可复用内存 第一台全自动计算机第一台全自动计算机基于二进制的“埃尼阿克埃尼阿克”（ENIACENIAC，1946年），全称“電子數值積分計算器電子數值積分計算器”Electronic Numerical Integrator And Calculator121.1 计算机的发展计算机的发展vENIAC 电子数值积分计算机，电子数值积分计算机，美国宾夕法尼亚大学美国宾夕法尼亚大学:重达重达30吨吨:占地占地250m2:启动工耗启动工耗150000瓦瓦:18000个电子管个电子管:保存保存80个字节个字节13电子电子管管集成集成电路电路大规模大规模集成电路集成电路晶体管晶体管141.1.4 1.1.4 电子计算机的发展阶段电子计算机的发展阶段1.1.4 1.1.4 电子计算机的发展阶段电子计算机的发展阶段v第一代第一代 电子管计算机时代电子管计算机时代 通过机器语言，汇编语言写程序 应用只限于数值计算数值计算 体积庞大，造价高，速度慢，储存容量小体积庞大，造价高，速度慢，储存容量小v第二代第二代 晶体管计算机时代晶体管计算机时代 开始使用高级语言 应用扩展到事物、数据处理与控制事物、数据处理与控制 体积减小，成本降低，速度，可靠性提高体积减小，成本降低，速度，可靠性提高15v第三代第三代 集成电路时代集成电路时代 通过在单晶硅片上集成电子元件 组成逻辑电路 使用半导体存储器，发展出了操作系统操作系统 图形处理等领域广泛应用1.1.4 1.1.4 电子计算机的发展阶段电子计算机的发展阶段小规模集成电路小规模集成电路SSI(Small Scale Integration)中规模集成电路中规模集成电路MSI(Middle Scale Integration)16大规模集成电路大规模集成电路LSI(Large Scale Integration)超大规模集成电路超大规模集成电路VLSI(Very Large Scale Integration)v第四代第四代 大规模集成电路大规模集成电路 计算速度大幅度提高 操作系统完善，数据库，网络技术、多媒体、分布式处理、仿真模拟飞速发展 应用渗透到各行各业，成为必备工具1.1.4 1.1.4 电子计算机的发展阶段电子计算机的发展阶段结果：微处理器和微计算机的诞生结果：微处理器和微计算机的诞生17摩尔定律摩尔定律v英特尔（英特尔（IntelIntel）创始人之一戈登）创始人之一戈登摩尔（摩尔（Gordon Gordon MooreMoore）提出）提出v内容：内容：集成电路可容纳的晶体管数目，约每隔集成电路可容纳的晶体管数目，约每隔2424个月个月便会增加一倍，性能也将提升一倍，或者说，每一美便会增加一倍，性能也将提升一倍，或者说，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔元所能买到的电脑性能，将每隔2424个月翻两倍以上个月翻两倍以上v一种简单评估半导体技术发展的经验法则，揭示了技一种简单评估半导体技术发展的经验法则，揭示了技术进步的速度术进步的速度v适用时间适用时间 一、还会延续一、还会延续10-1510-15年年 二、摩尔定律时代即将结束二、摩尔定律时代即将结束1819电子计算机的发展遇到瓶颈电子计算机的发展遇到瓶颈v随着元器件的高度密集，高热量与干扰问题随着元器件的高度密集，高热量与干扰问题v电子运动速度限制了运算速度电子运动速度限制了运算速度v功能要求复杂需增加集成度，已经接近极限功能要求复杂需增加集成度，已经接近极限。20未来新型计算机的发展方向未来新型计算机的发展方向v光计算机光计算机 利用光作为信息传输的媒体 高传输速度，光电混合v生物计算机（分子计算机）生物计算机（分子计算机）采用生物芯片，利用蛋白质的开关特型 高速，高储存，体积微小v量子计算机量子计算机 利用处于多实现态下的原子进行运算的计算机 可以同时实现多重运算，提高运算速度21未来新型计算机的发展方向未来新型计算机的发展方向v超导计算机超导计算机 采用超导开关器件和超导存储器元件 开关速度快、功耗小、散热量少、集成度高 其性能是现有计算机无法比拟的v神经网络计算机神经网络计算机 从人脑工作的模型中抽取计算机设计模型 采用许多处理机模仿人脑的神经元机构 采用分布式网路，极具发展前景22v计算机处理数据的方式计算机处理数据的方式 v计算机使用范围计算机使用范围 v计算机的规模计算机的规模 数字计算机数字计算机 模拟计算机模拟计算机 数模混合计算机数模混合计算机通用计算机通用计算机 专用计算机专用计算机巨型计算机巨型计算机 大大/中型计算机中型计算机 小型计算机小型计算机 个人计算机个人计算机(Personal Computer,PC)工作站工作站 嵌入式计算机嵌入式计算机1.1.5 计算机的分类计算机的分类2324个人计算机、服务器、大型机和个人计算机、服务器、大型机和超级计算机、嵌入式计算机超级计算机、嵌入式计算机v服务器服务器的目的是通过为网络（如因特网或家庭网络）的目的是通过为网络（如因特网或家庭网络）上的计算机提供数据来向它们提供服务上的计算机提供数据来向它们提供服务v大型计算机大型计算机（或简称（或简称“大型机大型机”）是大型且昂贵的计）是大型且昂贵的计算机，能同时为成百上千的用户处理数据算机，能同时为成百上千的用户处理数据v计算机如果被归类于计算机如果被归类于超级计算机超级计算机，那么它一定是这个，那么它一定是这个时代里世界最快的计算机之一时代里世界最快的计算机之一 计算机密集型问题是使用复杂的数学计算处理大计算机密集型问题是使用复杂的数学计算处理大量数据的问题量数据的问题2425个人计算机、服务器、大型机和个人计算机、服务器、大型机和超级计算机、嵌入式计算机超级计算机、嵌入式计算机25世界第九大世界第九大,欧洲最大超级计算机欧洲最大超级计算机MareNostrum 2627282930个人计算机、服务器、大型机和个人计算机、服务器、大型机和超级计算机、嵌入式计算机超级计算机、嵌入式计算机v个人计算机个人计算机是基于微处理器的计算设备，是基于微处理器的计算设备，用来满足个人的计算要求用来满足个人的计算要求3031PDAPDA、便携式播放器和智能电话、便携式播放器和智能电话3132PDAPDA、便携式播放器和智能电话、便携式播放器和智能电话vPDA（个人数字助理）（个人数字助理）是袖珍数字记事簿，它带有小型是袖珍数字记事簿，它带有小型标准键盘或者触摸屏幕，靠电池运行，并在掌中使用标准键盘或者触摸屏幕，靠电池运行，并在掌中使用v掌上电脑在本质上是带有例如移动存储器、电子邮件、掌上电脑在本质上是带有例如移动存储器、电子邮件、Web接入、语音通信、内置相机和接入、语音通信、内置相机和GPS等功能的加强版等功能的加强版PDAv智能电话智能电话，除了语音通讯外，还包含其它功能，如完整除了语音通讯外，还包含其它功能，如完整的标准键盘、文本消息、电子邮件、的标准键盘、文本消息、电子邮件、Web接入、移动存接入、移动存储器、照相机、储器、照相机、FM收音机、数字音乐播放器、游戏软收音机、数字音乐播放器、游戏软件、财务管理、个人管理、件、财务管理、个人管理、GPS和地图等和地图等viPod和其它类似装置被归类于和其它类似装置被归类于便携式媒体播放器便携式媒体播放器，因为因为他们的主要功能是播放音乐、播放视频和存储照片他们的主要功能是播放音乐、播放视频和存储照片3233个人计算机、服务器、大型机和个人计算机、服务器、大型机和超级计算机、嵌入式计算机超级计算机、嵌入式计算机v工作站工作站这个术语包含两种含义这个术语包含两种含义:连接到网络的普通的个人计算机连接到网络的普通的个人计算机 性能强劲的用来执行高性能任务的桌面性能强劲的用来执行高性能任务的桌面计算机计算机33个人计算机、服务器、大型机和个人计算机、服务器、大型机和超级计算机、嵌入式计算机超级计算机、嵌入式计算机v嵌入式计算机嵌入式计算机不仅把运算器和控制器集成在不仅把运算器和控制器集成在一起，而且把存储器、输入输出控制与接口一起，而且把存储器、输入输出控制与接口电路等也都集成在同一块芯片上。电路等也都集成在同一块芯片上。v嵌入式计算机是内嵌在其他设备中的计算机嵌入式计算机是内嵌在其他设备中的计算机v例如控制大棚的湿度和温度，监测病人的心例如控制大棚的湿度和温度，监测病人的心率和血压，播放率和血压，播放MP3音乐，机器人音乐，机器人 34信息技术与信息技术与计算机概述计算机概述计算机的发展计算机的发展计算机的特点计算机的特点计算机的应用计算机的应用计算机中的数据表示计算机中的数据表示信息技术的发展信息技术的发展第一章第一章35信息化社会的特点信息化社会的特点信息化社会对计算机人才的需要信息化社会对计算机人才的需要1.2 1.2 计算机的特点计算机的特点运算速度快运算速度快自动化程度高自动化程度高强大的强大的“记忆记忆”能力能力具有逻辑判断能力具有逻辑判断能力精度高精度高36信息技术与信息技术与计算机概述计算机概述计算机的发展计算机的发展计算机的特点计算机的特点计算机的应用计算机的应用计算机中的数据表示计算机中的数据表示信息技术的发展信息技术的发展第一章第一章37信息化社会的特点信息化社会的特点信息化社会对计算机人才的需要信息化社会对计算机人才的需要l 科学计算科学计算(数值分析）：数值分析）：用于完成科学研究和工程技术中数学问题的计算。l 数据处理数据处理 l 实时控制：实时控制：工业和军事上的重要应用。l信息管理信息管理：特点是涉及数据量大，计算方法简单。1.3 1.3 计算机的应用计算机的应用38l计算机辅助系统：计算机辅助系统：（CAD/CAM/CAI/CAT）l 办公自动化办公自动化l 人工智能：人工智能：用计算机来模拟人类某些的脑力劳动l 电子商务电子商务1.3 1.3 计算机的应用计算机的应用39信息技术与信息技术与计算机概述计算机概述计算机的发展计算机的发展计算机的特点计算机的特点计算机的应用计算机的应用计算机中的数据表示计算机中的数据表示信息技术的发展信息技术的发展第一章第一章40信息化社会的特点信息化社会的特点信息化社会对计算机人才的需要信息化社会对计算机人才的需要1.4 信息编码与数据表示信息编码与数据表示 数据表示数据表示v信息在计算机中的表示信息在计算机中的表示v计算机能直接识别、加工、处理的信息计算机能直接识别、加工、处理的信息 v所有的外部信息都得按一定的规则转换所有的外部信息都得按一定的规则转换成二进制信息后，才能被计算机所识别。成二进制信息后，才能被计算机所识别。二进制编码二进制编码二进制信息二进制信息4142数据在计算机中的表示数据在计算机中的表示 二进制优点：二进制优点：物理上容易实现，运算简单，可靠性、通用性强 数值 十二进制转换 西文 ASCII 码 汉字 输入码机内码转换 声音、图像 模数转换 二十进制转换 西文字形码 汉字字形码 数模转换 内存 输入设备 输出设备 数值 西文 汉字 声音、图像 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 11.4 信息编码与数据表示信息编码与数据表示 信息编码信息编码v数制v编码v常用的信息编码v汉字的编码43数制数制v数制v编码v常用的信息编码v汉字的编码用一组固定的数字和一套统一的规用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数值的方法。则来表示数值的方法。441.4.1 常用数制常用数制十进制：十进制：逢十进一逢十进一(213.68)10=2102+1101+3100+810-1+610-2相邻两位中高位的权与低位的权之比相邻两位中高位的权与低位的权之比权权权：权：数位代表的不同数值，数位代表的不同数值，R进制数的进制数的基数为基数为R基数：基数：基数是10 数码 0945R进制数的分解进制数的分解ariimni1N=aN=an-1n-1r rn-1n-1a an-2n-2r rn-2n-2a a0 0r r0 0a a-1-1r r-1-1a a-m mr r-m-mr进制数进制数N可表示可表示 为为461.4.2 二进制数二进制数二进制：二进制：逢二进一逢二进一=124+023+122+121+120(10111)2基数：权：2各位上的权值是基数各位上的权值是基数2的若干次幂的若干次幂=23()10数码 0、147二进制数转换成十进制数：整数：除“2”取余；小数：乘“2”取整。(10111)2=(23)10十进制数转换成二进制数按权展开求和法=124+023+122+121+12048【例】将(215)10转换为二进制数。21521072153112262132623212101011高位高位低位低位(215)10=(11010111)2余数除“2”取余49【例】将(0.8125)10转换为二进制数。0.8125 2 1.62500.6250 2 1.25000.2500 2 0.5000 2 1.00001101取整数取整数低位低位高位高位(0.8125)10=(0.1101)2乘“2”取整50【例】将(0.1)10转换为二进制数。0.1 2 2 0.4 2 0.8 2 1.60.2 2 1.20.60.200011(0.1)10=(0.000110011)2一个十进制小数不一定一个十进制小数不一定能精确转换成二进制小数能精确转换成二进制小数可根据精度要求只保留可根据精度要求只保留小数点后某一位为止小数点后某一位为止51【例】将(215.8125)10转换为二进制数。(215.8125)10=(215)10+(0.8125)10(215)10=(11010111)2(0.8125)10=(0.1101)2(215.8125)10=(11010111.1101)2若要转换的十进制数既有整数部若要转换的十进制数既有整数部分，又有小数部分，应分别转换分，又有小数部分，应分别转换52二进制的加法运算二进制的加法运算v加法运算法则加法运算法则v0+0=0v0+1=1+0=1v1+1=0 (向高位进位，实际为向高位进位，实际为1+1=10)v例 1101+1110=？1101+1110 1101153二进制的减法运算二进制的减法运算v减法运算法则 0-0=1-1=0 1-0=1 0-1=1（向高位借位向高位借位）v11011-1110=？11011-1110 110154二进制的乘法运算二进制的乘法运算v乘法运算法则乘法运算法则 0*0=0 0*1=1*0=0 1*1=1v1101*1010 1101 1010 0000 1101 0000+1101 1000001055二进制的除法运算二进制的除法运算v除法运算法则除法运算法则 乘法的逆运算v1110111011=56 101 1011 111011 1011 001111 1011 0100二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算-非非(NOT)v逻辑非逻辑非 逻辑非的真值表逻辑非的真值表A57二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算-与与ANDv逻辑与逻辑与58 逻辑与的真值表逻辑与的真值表二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算-或或ORv逻辑或运算逻辑或运算 A+B 逻辑逻辑或或的真值表的真值表591.4.3 八进制数八进制数八进制：八进制：逢八进一逢八进一基数：基数：权：8各位上的权值是基数各位上的权值是基数8的若干次幂的若干次幂(154.11)8=182+581+480+18-1 +18-2=108.140625()10数码 0760八进制数转换成十进制数：整数：除“8”取余；小数：乘“8”取整。十进制数转换成八进制数:按权展开求和法611.4.4 十六进制数十六进制数十六进制：十六进制：逢十六进一逢十六进一基数：权：16各位上的权值是基数各位上的权值是基数16的若干次幂的若干次幂(A12)16=10162+1161+2160=2578()10数码 09 AF62十六进制数转换成十进制数：十六进制数转换成十进制数：整数：除“16”取余；小数：乘“16”取整。十进制数转换成十六进制数:按权展开求和法63数制的表示数制的表示v如何知道一个数是十进制 234.567 234.567 (234.567)(234.567)1010v八进制(234.567)(234.567)8 8v二进制(101.11)(101.11)2 2v十六进制 101A101A16 16 101A(H)101A(H)进制表示符号进制表示符号B(binary)二进制二进制O(octonary)八进制八进制D(decimal)十进制十进制H(hexadecimal)十六进制十六进制234.56(D)234.56(O)101.11(B)64常用计数制的基数和数字符号常用计数制的基数和数字符号十进十进制制二进制二进制八进制八进制十六进制十六进制基基 数数数字符号数字符号100920,18071609,A,B,C,D,E,FR进制进制数用数用 r个基本符号（例如个基本符号（例如0，1，2，r-1）表示数值表示数值65练习：十进制转为练习：十进制转为8，16进制进制100(D)=?(O)=?(H)=144(O)=64(H)八进制八进制100812818044110016604616十六进制十六进制66八进制与二进制的转换八进制与二进制的转换 八进制数与二进制数的关系：一位八进制数与二进制数的关系：一位八进制数对应三位二进制数八进制数对应三位二进制数 八进制：八进制：0 1 2 3 4 5 6 7二进制：二进制：000 001 010 011 100101 110 11167二进制八进制:合三为一合三为一(11010111.1101)272364=(327.64)8八进制二进制:一分为三一分为三(1 6 7.5 4)8001110 111101 100=(1110111.1011)268十六进制与二进制的转换十六进制与二进制的转换 十六进制数与二进制数的关系：一位十六进制数与二进制数的关系：一位十六进制数对应四位二进制数十六进制数对应四位二进制数十六进制：0 1 2 3 4 5 6 7二进制：二进制：0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111十六进制：8 9 A B C D E F二进制二进制:1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 111169二进制十六进制:合四为一合四为一(11010111.11001)27DC8=(D7.C8)16十六进制二进制:一分为四一分为四(A 6 .5 8)161010 01100101 1000=(10100110.01011)270练习：转换为练习：转换为10进制进制(权展开求和法权展开求和法)v(10101)(10101)B B=1=1*2 24 4+0+0*2 23 3+1+1*2 22 2+0+0*2 21 1+1+1*2 20 0=(21)=(21)1010v(101.11)(101.11)B B=1=1*2 22 2+0+0*2 21 1+1+1*2 20 0+1+1*2 2-1-1+1+1*2 2-2-2=(5.75)=(5.75)1010v(101)(101)O O=1=1*8 82 2+0+0*8 81 1+1+1*8 80 0=64+1=64+1=(=(65)65)1010v(71)(71)O O=7=7*8 81 1+1+1*8 80 0=57=57v(101A)(101A)H H =1=1*16163 3+0+0*16162 2+1+1*16161 1+10+10*16160 0=63+16+10=63+16+10(4106)4106)101071权展开法转权展开法转10进制：进制：v 110101.11B432.6O=v3AF1.5 H=1*25+1*24+0*23+1*22+0*21+1*20+1*2-1+1*2-2=32+16+0+4+0+1+0.5+0.25=53.75D4*82+3*81+2*80+6*8-1=4*64+3*8+2*1+6*1/8=282.75D=3*163+A*162+F*161+1*160+5*16-1=3*4096+A*256+F*16+1*1+5*1/16=12288+2560+240+1+0.3125=15089.3125 D 72练习：十进制转为其他进制练习：十进制转为其他进制(取余法取余法)v转为转为2进制进制 整数部分，除2取余 小数部分，乘2取整 例：53.725D=(？)B 整数部分 53D=110101B 小数部分 0.725D=0.1011B 53.75D=110101.1011B73练习：十进制转为练习：十进制转为2进制进制例例 ：100.345(D)=1100100.01011(B)100250225212262321000100111.380.34520.69022 0.7602 1.5202 1.0474练习：其他进制之间的转换练习：其他进制之间的转换v二进制二进制-八进制八进制从小数点位向左、向右每三位分为一组，读出对应的数码 1001110010.1010(B)=1162.50(O)1 001 110 010.101 0 1 1 6 2 .5 075练习：其他进制之间的转换练习：其他进制之间的转换v八进制八进制-二进制二进制方法：每个八进制数用三位二进制数表示方法：每个八进制数用三位二进制数表示,读出对读出对应的数码应的数码 2571.33(O)=10101111001.011011(B)2 5 7 1 .3 3 010 101 111 001 .011 01176练习：其他进制之间的转换练习：其他进制之间的转换v二进制二进制-十六进制十六进制v从小数点位向左、向右每四位分为一组，读出对应的数码1001110010.1010B=272.AH 10 0111 0010.1010 2 7 2 .A77练习：其他进制之间的转换练习：其他进制之间的转换v十六进制十六进制-二进制二进制v方法：每个十六进制数用四位二进制数表示,读出对应的数码 25F.3CH=1001011111.001111B 2 5 F .3 C 0010 0101 1111 .0011 110078练习：二，八，十六进制转换练习：二，八，十六进制转换一位八进制数对应三位二进制v一位十六进制数对应四位二进制v二进制转八，十六进制 整数部分：从右向左从右向左 按三(四)位进行分组 小数部分：从左向右从左向右 按三(四)位进行分组 不足补零144(O)64(H)1 101 101 110.110 101(B)=1556.65(O)1 5 5 6 6 511 0110 1110.1101 01(B)=36F.D4(H)3 6 F D 479=001 100 100(B)1 4 4 6 4=0110 0100(B)2进制，进制，8进制，进制，16进制的关系进制的关系0000000100000100011001010001010100110011101110001001100101010111011100110111011101111111801.4.5 二进制在计算机内的表示二进制在计算机内的表示真值数：真值数：机器数：机器数：计算机外部用计算机外部用“+”、“-”表示的数表示的数计算机内存放的连同符号位一起数计算机内存放的连同符号位一起数码化的数。码化的数。符号位符号位 “0”表示正表示正、“1”表示负表示负1 10 01 10 01 11 10 00 0数值位数值位 811.4.5 二进制在计算机内的表示二进制在计算机内的表示机器数的表示：机器数的表示：定点数：定点数：浮点数：浮点数：小数点位置不固定的数（科学计数法）。小数点位置不固定的数（科学计数法）。小数点位置固定在某一位置上的数。小数点位置固定在某一位置上的数。82机器数在机器中的存放方法：机器数在机器中的存放方法：原码原码反码反码补码补码83原码原码 将真值数的将真值数的“+”用用“0”表示表示，“-”用用“1”表示表示的机器数。的机器数。例如：例如：真值：真值：+1001 -0110 原码：原码：00001001 10000110假设字长为假设字长为8 8位，最高位为符号位位，最高位为符号位符号位符号位84反码反码正数：正数：原码：原码：负数：负数：在原码的基础上，符号位不变，在原码的基础上，符号位不变，数值位各位变反。数值位各位变反。反码和原码相同；反码和原码相同；例如：例如：真值：真值：+0110 1011反码：反码：0000011010001011000001101111010085补码补码正数：正数：原码：负数：负数：在反码的基础上，最低数值位加在反码的基础上，最低数值位加“1”。补码和反码相同；补码和反码相同；例如：真值：+0110 1010反码：00000110100010100000011011110101补码：000001101111011086v我们使用自然语言文字 英文 中文 日文.v计算机使用机器语言1.4.6 常用信息编码常用信息编码常常用用编编码码871.4.6 常用信息编码常用信息编码8421码（码（BCD码）码）ASCII码（码（American Standard Code For Information Interchange）汉字编码汉字编码二二十进制的数字编码十进制的数字编码字符编码字符编码处理汉字处理汉字888421码（码（BCD码）码）v每位十进制数用每位十进制数用4位二进制数编码表示位二进制数编码表示89ASCII码码 一般置为一般置为0v用七位二进制数进行编码用七位二进制数进行编码 27=128个字符个字符v表示：表示：英文字母、数字符号、算术与逻辑运英文字母、数字符号、算术与逻辑运算符、标点符号算符、标点符号d7d0d1d2 d3d4d5d6高位高位低位低位American Standard Code for Information Interchange90 A：=()1065ASCIIASCII码码01000001d7d0d1d2 d3d4d5d601000001 a：ASCIIASCII码码01100001d7d0d1d2 d3d4d5d601100001=()1097()2()291常用常用ASCII码对照表码对照表 换行换行 10 回车回车 13 空格空格32 09 4857 AZ 6590 az 9712292汉字编码汉字编码v汉字输入码汉字输入码 音码（拼音输入法）形码（字型输入，比如五笔）v汉字交换码：汉字交换码：国标码(GB231280)：每个汉字占两个字节。一级汉字：3755个；二级汉字：3008个v机内码机内码 汉字在设备或信息处理系统内部最基本的表达形式v字型码：字型码：显示，打印用的点阵码区号区号位号位号93汉字的输入码：汉字的输入码：从键盘输入汉字时所用的代表该汉字的从键盘输入汉字时所用的代表该汉字的编码。编码。94键盘输入指法键盘输入指法EscF1F2F3F4F5F6F7F8F9F10F11F12！12#3$4%56&7*8(9)0_-+=BackspaceTabQWERTYUIOP|EnterCtrlCtrlAltAltASDFGHJKL:;,ShiftShiftZXCVBNM.?/PrintScreenSysRqScrollLockPauseBreakNumLockNumLockCapsLockScrollLockInsertHomeHomePageUpPgUpPageDownPgDnEndEndDelete/*0Ins.DelEnter+-789456123功 能 键 区主 键 盘 区编 辑 键 区副 键 盘 区小拇指 无名指中指食指小拇指无名指中指食指95常用汉字输入法常用汉字输入法v搜狗拼音输入法 免费下载 词库多全，适合中国人使用习惯v微软拼音 Windows系统自带五笔字型码、区位码五笔字型码、区位码96汉字的交换码：v汉字在信息交换时使用的编码。汉字在信息交换时使用的编码。国标码或区位码国标码或区位码v在国标码中，将汉字分成在国标码中，将汉字分成94个区，每个区，每个区分成个区分成96位位v每个汉字以两个字节表示，第一个字每个汉字以两个字节表示，第一个字节表示区码，后一个字节表示位码节表示区码，后一个字节表示位码97汉字的内码：v汉字在计算机中存储、处理、传输汉字在计算机中存储、处理、传输用的编码用的编码v每个汉字内码占两个字节，与每个汉字内码占两个字节，与ASCII码相容，每个字节的最高位均为码相容，每个字节的最高位均为11198汉字的字型码：汉字的字型码：v显示、打印用的点阵代码显示、打印用的点阵代码v汉字字库的字型按字型点阵数量来分：汉字字库的字型按字型点阵数量来分：16*16 24*24 32*3299输入码交换码（国标码）内码字型码显示汉字打印汉字汉字编码之间的关系汉字编码之间的关系100进制转换进制转换-复习复习v其他进制转为十进制其他进制转为十进制 拆分法拆分法：数码：数码*权权v十进制转为其他进制十进制转为其他进制 整数部分：整数部分：取余法取余法；小数部分：小数部分：取整法取整法v二，八，十六进制相互转换二，八，十六进制相互转换 八八 二二 一分为三一分为三，二二 八八 合三为一合三为一 十六十六 二二 一分为四一分为四，二二 十六十六 合四为一合四为一101信息技术与信息技术与计算机概述计算机概述计算机的发展计算机的发展计算机的特点计算机的特点计算机的应用计算机的应用计算机中的数据表示计算机中的数据表示信息技术的发展信息技术的发展第一章第一章102信息化社会的特点信息化社会的特点信息化社会对计算机人才的需要信息化社会对计算机人才的需要1.5 1.5 信息技术的发展信息技术的发展 21 21世纪是信息化的崭新时代，信息技术世纪是信息化的崭新时代，信息技术是当今世界上发展最为迅速的产业，信息处是当今世界上发展最为迅速的产业，信息处理技术突飞猛进，日新月异，给人类社会带理技术突飞猛进，日新月异，给人类社会带来了前所未有的冲击和变革，信息技术水平来了前所未有的冲击和变革，信息技术水平已经成为衡量一个国家科学技术水平的重要已经成为衡量一个国家科学技术水平的重要标志。标志。103信息与数据信息与数据v信息：信息：一般来说，信息既是对各种事物一般来说，信息既是对各种事物变化和特征的反映，又是事物之间相互变化和特征的反映，又是事物之间相互作用和联系的表征。作用和联系的表征。v数据是信息的载体：数据是信息的载体：数据包括数值、数据包括数值、文字、语言、图形、图像等多种形式。文字、语言、图形、图像等多种形式。v信息与数据不同：信息与数据不同：信息是有意义的，信息是有意义的，而数据则没有。而数据则没有。104信息分类信息分类信息可从不同的角度分类：（1 1）按照信息来源分类，一般将信息分为宇）按照信息来源分类，一般将信息分为宇宙信息、地球自然信息和人类社会信息三类宙信息、地球自然信息和人类社会信息三类 （2 2）按用途分为决策信息、预测信息、统计）按用途分为决策信息、预测信息、统计信息、行为信息、控制信息、销售信息、管理信息、行为信息、控制信息、销售信息、管理信息和市场信息信息和市场信息 。（3 3）依据信息的作用分为有用信息、无用信）依据信息的作用分为有用信息、无用信息和干扰信息。息和干扰信息。105信息技术信息技术v联合国教科文组织对信息技术的定义是：应联合国教科文组织对信息技术的定义是：应用在信息加工和处理中的科学、技术与工程用在信息加工和处理中的科学、技术与工程的训练方法和管理技巧；上述方面的技巧和的训练方法和管理技巧；上述方面的技巧和应用；计算机及其与人、机的相互作用；与应用；计算机及其与人、机的相互作用；与之相应的社会、经济和文化等诸多事物。该之相应的社会、经济和文化等诸多事物。该定义侧重于信息技术的应用，针对信息技术定义侧重于信息技术的应用，针对信息技术可能对社会、科技、人们的日常生活产生的可能对社会、科技、人们的日常生活产生的影响进行了广泛的研究。影响进行了广泛的研究。106信息技术信息技术u在计算机相关专业中，在计算机相关专业中，信息技术信息技术（Information Technology，IT）是指用于）是指用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。管理和处理信息所采用的各种技术的总称。u它主要应用计算机科学和通信技术，进行它主要应用计算机科学和通信技术，进行信息的传输、加工和处理以及实施信息管信息的传输、加工和处理以及实施信息管理，因此也被称为信息和通信技术理，因此也被称为信息和通信技术（Information and Communication Technology，ICT）。）。107信息技术的内容信息技术的内容信息技术的主要内容包含三个层次信息技术的主要内容包含三个层次：信息基础技术信息系统技术信息应用技术108信息基础技术信息基础技术v信息基础技术信息基础技术就是信息技术的基础，就是信息技术的基础，可以概括为对新材料、新能源、新器可以概括为对新材料、新能源、新器件的开发和制造技术。件的开发和制造技术。微电子技术微电子技术光子技术光子技术 109信息系统技术信息系统技术v信息系统技术信息系统技术是指与获取、传输、处理、控是指与获取、传输、处理、控制信息的系统相关的技术，包括感测与识别制信息的系统相关的技术，包括感测与识别技术、传递技术、信息施用技术。技术、传递技术、信息施用技术。信息获取技术信息获取技术 信息处理技术信息处理技术 信息传输技术信息传输技术 信息控制技术信息控制技术 现代信息存储技术现代信息存储技术 110信息应用技术信息应用技术v信息应用技术是以实用为目的的。在信息应用技术是以实用为目的的。在当今社会，信息技术在各个领域得到当今社会，信息技术在各个领域得到了广泛的应用，如人工智能、互联网了广泛的应用，如人工智能、互联网通信、办公自动化、工业自动化等，通信、办公自动化、工业自动化等，显示出其强大的生命力，对社会的生显示出其强大的生命力，对社会的生产和人类的生活产生了巨大的影响。产和人类的生活产生了巨大的影响。111信息技术的应用热点信息技术的应用热点 v当今，人们普遍关心信息技术的应当今，人们普遍关心信息技术的应用热点、新潮信息产品的发展和应用热点、新潮信息产品的发展和应用。用。可视图文可视图文 电视会议电视会议 电子出版和电子书电子出版和电子书 数字图书馆数字图书馆112信息技术与信息技术与计算机概述计算机概述计算机的发展计算机的发展计算机的特点计算机的特点计算机的应用计算机的应用计算机中的数据表示计算机中的数据表示信息技术的发展信息技术的发展第一章第一章113信息化社会的特点信息化社会的特点信息化社会对计算机人才的需要信息化社会对计算机人才的需要1.6 1.6 信息化社会的特点信息化社会的特点 v随着社会生产力发展，人类认识和实随着社会生产力发展，人类认识和实践活动的不断推动下，信息技术将会践活动的不断推动下，信息技术将会得到更快、更广、更深的发展，其发得到更快、更广、更深的发展，其发展趋势可以概括为数字化、多媒体化、展趋势可以概括为数字化、多媒体化、高速化、网络化、宽频带、智能化等。高速化、网络化、宽频带、智能化等。114信息技术与信息技术与计算机概述计算机概述计算机的发展计算机的发展计算机的特点计算机的特点计算机的应用计算机的应用计算机中的数据表示计算机中的数据表示信息技术的发展信息技术的发展第一章第一章115信息化社会的特点信息化社会的特点信息化社会对计算机人才的需要信息化社会对计算机人才的需要1.7 1.7 信息化社会对计算机人才的需求信息化社会对计算机人才的需求 v根据社会对计算机专业毕业生的需求，大致上可以根据社会对计算机专业毕业生的需求，大致上可以将计算机人才分为以下三类：将计算机人才分为以下三类：v从事研究型工作的专门人才，主要从事计算机基础从事研究型工作的专门人才，主要从事计算机基础理论、新一代计算机及其软件核心技术与产品等方理论、新一代计算机及其软件核心技术与产品等方面的研究工作，具有创新意识和创新能力。面的研究工作，具有创新意识和创新能力。v从事工程型工作的专门人才，主要从事计算机软硬从事工程型工作的专门人才，主要从事计算机软硬件产品的工程性开发和实现工作，需要熟练掌握并件产品的工程性开发和实现工作，需要熟练掌握并应用计算机技术原理、具备职业道德、社会责任感、应用计算机技术原理、具备职业道德、社会责任感、团队精神等。团队精神等。1161.71.7信息化社会对计算机人才的需求信息化社会对计算机人才的需求 v从事应用型从事应用型(信息化类型信息化类型)工作的专门人才，主要从工作的专门人才，主要从事企业与政府信息系统的建设、管理、运行、维事企业与政府信息系统的建设、管理、运行、维护的技术工作，以及在计算机与软件企业中从事护的技术工作，以及在计算机与软件企业中从事系统集成或售前售后服务的技术工作，需要熟悉系统集成或售前售后服务的技术工作，需要熟悉多种计算机软硬件系统的工作原理，能够从技术多种计算机软硬件系统的工作原理，能够从技术上实现信息化系统的构成和配置。上实现信息化系统的构成和配置。117计算机系统计算机系统计算机系统的组成计算机系统的组成计算机的基本结构和工作原理计算机的基本结构和工作原理计算机性能评价计算机性能评价计算机软件系统计算机软件系统第二章第二章118办公自动化应用案例办公自动化应用案例119一份一份4000元装机配置单元装机配置单vCPU Intel 酷睿2双核 E4400(盒)￥520v主板主板 华硕 P5QL￥599v内存内存 金士顿 2GB DDR2 800￥135v硬盘硬盘 日立 250G 7200转 8M（串口/3年盒）￥280v显卡显卡 七彩虹 IGAME9600GT-GD3 UP￥788v光驱光驱 先锋 DVD-130D 1￥120 v显示器显示器 飞利浦 220SW9 1￥1210v机箱机箱 百盛 博弈C404 1￥80v电源电源 航嘉 冷静王钻石2.3版本￥228v键鼠键鼠 貂王 炫美光学套装K51￥39v合计金额：3999 元1202.1 计算机系统的组成计算机系统的组成计算机系统的组成计算机系统的组成硬件系统硬件系统 软件系统软件系统121 计算机硬件计算机硬件(Hardware)(Hardware)：组成一台计算机的组成一台计算机的物理实体。物理实体。电子元器电子元器件件机械装置机械装置接口线路接口线路看得见的部分122计算机软件计算机软件(Software)(Software)：u计算机能够为我们使用，依靠计算机能够为我们使用，依靠的是软件的是软件u能在硬件设备上运行的各种程能在硬件设备上运行的各种程序及其相关资料。序及其相关资料。裸机：不装任何软件的计算机。不装任何软件的计算机。123控制器控制器运算器运算器输入输入/输出设备输出设备外存储器外存储器硬件硬件软件软件计算机系统计算机系统内存内存CPU随机存储器随机存储器(RAM)只读存储器只读存储器(ROM)外部设备外部设备主机主机系统软件系统软件(操作系统、操作系统、语言处理程序等语言处理程序等)应用软件应用软件(文字处理、计算机辅助设计等文字处理、计算机辅助设计等)124计算机系统计算机系统计算机系统的组成计算机系统的组成计算机的基本结构和工作原理计算机的基本结构和工作原理计算机性能评价计算机性能评价计算机软件系统计算机软件系统第二章第二章125办公自动化应用案例办公自动化应用案例v2.2.1 存储程序原理存储程序原理2.2 计算机的基本结构和工作原理计算机的基本结构和工作原理v冯冯.诺依曼体系诺依曼体系 二进制二进制 程序与数据一样存放在内存（存储器）中程序与数据一样存放在内存（存储器）中 五大模块五大模块 计算器计算器 控制器控制器 储存器储存器 输入输出设备输入输出设备126冯冯诺依曼提出的诺依曼提出的“存储程序和程序控存储程序和程序控制制”的思想的思想1.数据传送功能数据传送功能2.数据存储功能数据存储功能3.数据处理功能数据处理功能4.操作控制功能操作控制功能5.操作判断功能操作判断功能2.2 计算机的基本结构和工作原理计算机的基本结构和工作原理1272.2.2 计算机的硬件系统计算机的硬件系统在计算机硬件系统中，运算器和控制器统称为在计算机硬件系统中，运算器和控制器统称为中央处理器中央处理器中央处理器与存储器合起来称为中央处理器与存储器合起来称为主机主机。128计算机硬件系统计算机硬件系统v计算机硬件计算机硬件(Hardware)组成：组成：运算器运算器控制器控制器存储器存储器输入设备输入设备输出设备输出设备算术运算算术运算逻辑运算逻辑运算统一指挥和协调计统一指挥和协调计算机各部件的工作算机各部件的工作用于存储程序和用于存储程序和数据数据计算机与外部联计算机与外部联系的通道系的通道129主板主板内存条（主要存储器）显卡等显卡等扩展卡扩展卡CPU（微处理器）（微处理器）电源供应器硬盘（次要硬盘（次要存储器）存储器）主机机箱主机机箱光驱光驱显示器显示器鼠标鼠标键盘键盘1302.2.3 CPU-中央处理器中央处理器v运算器（ALU）v控制器 v高速缓存系统Pentium算术运算逻辑运算统一指挥和协调计算机各部件的工作131Intel 酷睿2双核1322.2.4中央理器的性能指标中央理器的性能指标 v 时钟频率时钟频率：它决定了执行指令的速度它决定了执行指令的速度 v 字长：字长：是微处理器是微处理器CPU能同时处理的二进制能同时处理的二进制数据的位数数据的位数 能处理字长为能处理字长为8位数据的位数据的CPU通常就叫通常就叫8位位的的CPUv 缓存（缓存（Cache）：）：是微处理器内部的专用高是微处理器内部的专用高速内存速内存 1332.2.4中央理器的性能指标中央理器的性能指标 v 指令系统：指令系统：计算机设计人员为微处理器设计计算机设计人员为微处理器设计了各种指令，这些指令的集合称为指令系统了各种指令，这些指令的集合称为指令系统v 处理技术：处理技术：串行处理、流水线技术及并行处串行处理、流水线技术及并行处理理 134 v存储器中的所有信息都是以二进制数的形式存放的。2.2.5 存储器存储器135每个存储单元可每个存储单元可存放存放8位二进制位二进制数，称为一个字数，称为一个字节（节（Byte），），简记为简记为B 存储单元 存储器2000 2001 2002 2003 2004 2005 1101 0 1 1 1存储单元的地址136 存储器存储器的特点：整个存储器被分成若干个存储单元，每个存储单元可存放8位二进制数，称为一个字节（Byte），简记为B每个存储单元都用一个唯一的编号来标识，称为存储单元的地址137 存储器v存储信息：存储信息：用一个或若干个字节进行存放138 2000 2001 2002 2003 2004 2005 1101 0 1 1 1例：存放独立的两个信息：101101111100011111 0 0 0 1 1 1139 存储器存储器v计算机存储容量的最小单位（基计算机存储容量的最小单位（基 本信息单位）：本信息单位）：v存储信息的最小单位：存储信息的最小单位：二进制二进制数的位数的位 bit bit，其存放一位二进，其存放一位二进制数制数0 0或或1 1。字节字节140存储器存储器 存储容量：存储容量：一个存储器中所包含的字节数存储容量的表示存储容量的表示：KB、MB、GB、TB1KB=1024B =210Byte1MB=1024KB=220Byte1GB=1024MB=230Byte1TB=1024GB=240Byte141存储器的分类存储器的分类外存储器外存储器内存储器内存储器存储器存储器只读存储器只读存储器（ROM）Read Only Memory随机存储器随机存储器（RAM）Random Access Memory142内存储器内存储器v随机存取存储器随机存取存储器(Random Access(Random Access MemoryMemory，简称，简称RAM)RAM)RAMRAM通常指计算机主存，使用动态随通常指计算机主存，使用动态随机存储器，制作成内存条形式出现。机存储器，制作成内存条形式出现。vRAMRAM的特点的特点 随机从随机从RAM中读写数据；断电后中读写数据；断电后RAM的信息消失。的信息消失。143内存储器内存储器v只读存储器只读存储器(Read only Memory(Read only Memory，简称，简称ROM)ROM)CPUCPU对它们只取不存，其信息用户无对它们只取不存，其信息用户无法修改。法修改。ROMROM中一般存放计算机系统中一般存放计算机系统管理程序。管理程序。vROMROM的特点的特点存储的内容一次性写入；使用时只能读出，存储的内容一次性写入；使用时只能读出，不能再次写入；断电后内容不丢失。不能再次写入；断电后内容不丢失。144内存储器内存储器v高速缓冲存储器高速缓冲存储器CacheCPU和内存之间的一种可高速存取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信息的芯片，