三级PC技术等级考试大纲 .doc

三级PC技术等级考试大纲基本要求1.具有计算机及其应用的基础知识。2.熟悉80X86微处理器的结构、原理及其宏汇编语言程序设计3.掌握个人计算机的工作原理及逻辑组成和物理结构。4.掌握Windows操作系统的主要功能、原理、配置及其维护管理5.熟悉个人计算机常用外部设备的性能、原理及结构。考试内容(一)计算机应用的基础知识1.计算机技术的发展，计算机信息处理的特点，计算机分类，PC机的组成与性能评测。2.数值信息在计算机内的表示：整数的表示和运算，实数(浮点数)的表示和运算3.文字信息与文本在计算机内的表示：西文字符的编码、汉字的输入码、国际码、机内码，汉字的输出、通用编码字符集与Unicode。4.多媒体技术基础：数字声音的类型，波形声音与合成声音，图象、图形的特点与区别，图像、图形和视频信息在计算机内的表示5.计算机网络的基础知识：计算机网络的功能、分类和组成。数据通信的基本原理，网络体系结构与TCP/IP协议，因特网与IP地址，计算机局域网初步。(二)微处理器与汇编语言程序设计1.微处理器的一般结构：寄存器组，存储器管理，总线时序，工作模式及典型系统配置。2.Pentium微处理器的功能与结构：内部结构及工作原理，寄存器组，工作模式及存储器管理，中断管理，总线时序。3.80X86系列微处理器指令系统：指令模式与编码，寻址方式，指令系统。4.80X86宏汇编语言的数据、表达式和伪指令语句。5.80X86宏汇编语言的程序设计：顺序、分支及循环程序设计，子程序设计、ROMBIOS中断调用和DOS系统功能调用。(三)PC机组成原理与接口技术1.PC机的逻辑组成与物理结构：主板与芯片组，超级I/O芯片，主板BIOS等。2.系统总线的功能与工作原理：ISA总线和PCI局部总线。3.主存储器的组成与工作原理：ROM和RAM，内存条与主存储器工作原理，Cache存储器。4.输入输出控制：I/O寻址方式与I/O端口地址，程序控制I/O方式，中断控制I/O方式，DMAI/O控制方式。5.外设接口：串行接口，并行接口，SCSI接口，USB和IEEE-1394。(四)Windows操作系统的功能与原理1.操作系统的功能、类型和Windows98的体系结构，Windows API与DLL的基本概念。2.Windows的处理机管理：Windows虚拟机，Windows虚拟机管理程序，Windows的进程调度技术。3.Windows的存储管理：Windows的内存结构与管理，Windows的虚拟内存。4.Windows的文件管理：Windows的文件系统结构，磁盘的存储结构，FAT16与FAT32。5.Windows的设备管理：虚拟设备驱动程序，通用驱动程序与小型驱动程序，即插即用与配置管理，电源管理，打印子系统等。6.Windows的网络通信功能：Windows的网络组件，远程网络与通信，分布式组件对象模型DCOM，Windows中的Internet组件。7.Windows的多媒体功能：Windows对多媒体文件与设备的支持，Windows的多媒体组件，Windows的媒体播放器。8.Windows的配置、管理与维护：安装与启动，注册表，系统配置与管理，系统性能监视和优化，故障诊断。9.PC机的安全与病毒防范：计算机安全的一般概念，PC机病毒及其防范。(五)PC机的常用外围设备1.输入设备：键盘，鼠标器，笔输入设备，扫描仪，数码相机，声音输入设备及MIDI输入设备。2.输出设备：CRT显示器、液晶显示器与显示控制卡；针式打印机、激光印字机与喷墨打印机；绘图仪；MIDI音乐合成、3D环绕声生成与音箱；视频输出设备。3.外存储器：软盘存储器；硬盘存储器的组成、原理与性能指标，活动硬盘，磁盘阵列；磁带存储器；光盘存储器的原理与分类，CD-ROM，CD-R和CD-RW，DVD光盘存储器。4.PC机连网设备：Modem，ISDN与PC机的接入，ADSL接入，有线电视网与Cable Modem，局域网组网设备(以太网卡与集线器)，无线接入技术。(六)上机操作1.掌握计算机基本操作。2.熟练掌握80X86宏汇编语言程序设计的基本技术、编程和调试3.掌握与考试内容相关的知识的上机应用。考试方式(一)笔试：120分钟(二)上机考试：60分钟第一章计算机应用基础知识1.1计算机的发展、应用与组成1.1.1计算机的发展与应用1.计算机的发展历程第一台数字电子计算机ENIAC于1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生，人们习惯于以计算机主机所使用的元器件为着眼点，把计算机的发展划分成为四代。表1.1是第一代至第四代计算机主要特点的对比。表1.1 第一代至第四代计算机的对比代别 年代 使用的主要元器件 使用的软件类型 主要应用领域 第一代 20世纪40年代中期50年代末期 GPU:电子管内存：磁鼓 使用机器语言和汇编语言编写程序 科学和工程计算 第二代 20世纪50年代中、后期60年代中期 GPU:晶体管内存：磁芯 使用FORTRAN等高级程序设计语言 开始广泛应用于数据处理领域 第三代 20世纪60年代中期70年代初期 GPU:SSI、MSI内存：SSI、MAI的半导体存储器 操作系统、数据库管理系统等开始使用 在科学计算、数据处理、工业控制等领域得到广泛应用 第四代 20世纪70年代中期以来 GPU:LSI、VLSI内存：LSI、VISI的半导体存储器 软件开发工具和平台、分布式计算、网络软件等开始广泛使用 深入到各行各业，家庭和个人开始使用计算机 2.计算机的发展趋势 计算机性能不断提高 计算机体积不断缩小 计算机价格持续下降 计算机信息处理功能走向多媒化 计算机与通信相结合，计算机应用进入“网络计算时代” 1.1.2 计算机的分类与PC的组成1.计算机的分类计算机的分类有多种方法。从技术角度可以按其逻辑结构进行分类，如单处理机与多处理机（并行机）、16位机、32位机或64位计算机等。从应用角度可以按其性能和价格进行分类，把计算机分成下面的5大类。巨型计算机（supercomputer），也称为超级计算机，它采用大规模并行处理的体系结构，由数以百计、千计甚至万计的CPU共同完成系统软件和应用软件的运行任务，有极强的运算处理能力，速度达到每秒数万亿次以上。 大型计算机（mainframe），指运算速度快、存储容量大、通信连网功能完善、可靠性高、安全性好、有丰富的系统软件和应用软件的计算机，通常含有4、8、16、32甚至更多个CPU。 小型计算机（minicomputer），是一种供部门使用的计算机，以IBM公司AS/400为代表。近些年来，小型机逐步被高性能的服务器（部门级服务器）所取代。 个人计算机（Personal Computer,PC），也称为个人电脑或微型计算机，它们是20世纪80年代初由于单片微处理器的出现而开发成功的。个人计算机的特点是价格便宜，使用方便，软件丰富，性能不断提高，适合办公或家庭使用。 有一种特殊的个人计算机，称为工程工作站或简称工作站（workstation），它们具有高速的运算能力和强大的图形处理功能，通常运行UNIX操作系统，特别适合于工程与产品设计使用。 嵌入式计算机（embedded computer），是安装在其他设备中的计算机，例如安装在智能仪表、电子玩具、计算机外部设备、家用电器、汽车、手机、数码相机、MP3播放器等产品中，它们执行着特定的任务。2.PC的组成无论系统多么复杂，任何计算机系统都是由硬件和软件组成的。 计算机硬件是计算机系统中所有实际物理装置的总称。 计算机软件则是指在硬件上运行的程序和相关的数据及文档，其中程序是指计算机硬件完成特定功能的指令序列，数据则为程序处理的对象。 PC的硬件主要包括中央处理器（central processing unit,CPU）、内存储器、外存储器、输入设备和输出设备等，它们通过总线互相连接。 （1）中央处理器（CPU） 迄今为止，我们所使用的计算机都是基于“存储程序”的原理进行工作的，计算机中能够按照各种指令的要求完成对数据运算处理的部件称为处理器。 处理器主要由运算器和控制器两部分组成。运算器用来对数据进行各种算术运算和逻辑运算，它也称为执行单元。控制器是指挥中心，它能解释指令的含义，控制运算器及其他部件的工作。 PC中通常包含多个不同的微处理器，它们各有不同的分工和任务，其中承担系统和应用软件运行任务的处理器称为CPU，它是任何一台计算机必不可少的核心部件。（2）内存储器和外存储器计算机中的存储器分为两大类：内存储器（简称内存）和外存储器（简称外存）。内存是存取速度快而容量相较小（因容量太大，成本将十分昂贵）的一类存储器，外存则是存取速度慢而容量相对很大的一类存储器。内存直接与CPU相连接，是计算机中的工作存储器，当前正在运行的程序与数据都必须存储在内存中。CPU工作时，所执行的指令及操作数都是从内存中取出的，处理的结果也存放在内存中。外存储器也称为辅助存储器，其存储容量很大，存放着计算机系统中几乎所有的信息。计算机执行程序和处理数据时，外存中的信息需要先调入内存后才能被CPU使用。（3）输入设备输入（input）是把信息送入计算机的过程，作为名词使用时，指的是向计算机输入的内容。输入可以由人、外部环境或其他计算机来完成。用来向计算机输入信息的设备通称为输入设备。输入设备有多种，例如鼠标器、键盘、扫描仪、麦克风等。不论信息的原始形态如何，输入到计算机中的信息都使用二进位（0和1）来表示。（4）输出设备输出（output）表示把信息送出计算机，作为名词使用时，指的是计算机所产生的结果。计算机的输出可以是文本、语音、音乐、图像、动画等多种形式。（5）总线总线（bus）是连接计算机中CPU、内存、外存、各种输入/输出控制部件的一组信号线及其相关的控制电路，它是计算机中用于在各部件间运载信息的公共设拖。 3. 计算机的分类计算机的分类有多种方法。从技术角度可以按其逻辑结构进行分类，如单处理机与多处理机（并行机）、16位机、32位机或64位计算机等。从应用角度可以按其性能和价格进行分类，把计算机分成下面的5大类。巨型计算机（supercomputer），也称为超级计算机，它采用大规模并行处理的体系结构，由数以百计、千计甚至万计的CPU共同完成系统软件和应用软件的运行任务，有极强的运算处理能力，速度达到每秒数万亿次以上。大型计算机（mainframe），指运算速度快、存储容量大、通信连网功能完善、可靠性高、安全性好、有丰富的系统软件和应用软件的计算机，通常含有4、8、16、32甚至更多个CPU。小型计算机（minicomputer），是一种供部门使用的计算机，以IBM公司AS/400为代表。近些年来，小型机逐步被高性能的服务器（部门级服务器）所取代。个人计算机（Personal Computer,PC），也称为个人电脑或微型计算机，它们是20世纪80年代初由于单片微处理器的出现而开发成功的。个人计算机的特点是价格便宜，使用方便，软件丰富，性能不断提高，适合办公或家庭使用。有一种特殊的个人计算机，称为工程工作站或简称工作站（workstation），它们具有高速的运算能力和强大的图形处理功能，通常运行UNIX操作系统，特别适合于工程与产品设计使用。嵌入式计算机（embedded computer），是安装在其他设备中的计算机，例如安装在智能仪表、电子玩具、计算机外部设备、家用电器、汽车、手机、数码相机、MP3播放器等产品中，它们执行着特定的任务。2. PC的组成无论系统多么复杂，任何计算机系统都是由硬件和软件组成的。计算机硬件是计算机系统中所有实际物理装置的总称。计算机软件则是指在硬件上运行的程序和相关的数据及文档，其中程序是指计算机硬件完成特定功能的指令序列，数据则为程序处理的对象。 PC的硬件主要包括中央处理器（central processing unit,CPU）、内存储器、外存储器、输入设备和输出设备等，它们通过总线互相连接。（1）中央处理器（CPU）迄今为止，我们所使用的计算机都是基于“存储程序”的原理进行工作的，计算机中能够按照各种指令的要求完成对数据运算处理的部件称为处理器。处理器主要由运算器和控制器两部分组成。运算器用来对数据进行各种算术运算和逻辑运算，它也称为执行单元。控制器是指挥中心，它能解释指令的含义，控制运算器及其他部件的工作。PC中通常包含多个不同的微处理器，它们各有不同的分工和任务，其中承担系统和应用软件运行任务的处理器称为CPU，它是任何一台计算机必不可少的核心部件。（2）内存储器和外存储器计算机中的存储器分为两大类：内存储器（简称内存）和外存储器（简称外存）。内存是存取速度快而容量相较小（因容量太大，成本将十分昂贵）的一类存储器，外存则是存取速度慢而容量相对很大的一类存储器。内存直接与CPU相连接，是计算机中的工作存储器，当前正在运行的程序与数据都必须存储在内存中。CPU工作时，所执行的指令及操作数都是从内存中取出的，处理的结果也存放在内存中。外存储器也称为辅助存储器，其存储容量很大，存放着计算机系统中几乎所有的信息。计算机执行程序和处理数据时，外存中的信息需要先调入内存后才能被CPU使用。（3）输入设备输入（input）是把信息送入计算机的过程，作为名词使用时，指的是向计算机输入的内容。输入可以由人、外部环境或其他计算机来完成。用来向计算机输入信息的设备通称为输入设备。输入设备有多种，例如鼠标器、键盘、扫描仪、麦克风等。不论信息的原始形态如何，输入到计算机中的信息都使用二进位（0和1）来表示。（4）输出设备输出（output）表示把信息送出计算机，作为名词使用时，指的是计算机所产生的结果。计算机的输出可以是文本、语音、音乐、图像、动画等多种形式。（5）总线总线（bus）是连接计算机中CPU、内存、外存、各种输入/输出控制部件的一组信号线及其相关的控制电路，它是计算机中用于在各部件间运载信息的公共设拖。3. PC的性能参数（1） CPU的性能计算机的性能在很大程度上依赖于CPU。CPU的性能主要体现为它的运算速度。测量CPU运算速度的传统方法是看它每秒钟能执行多少条指令。由于不同类型的指令所需要的执行时间不同，因而运算速度的计算比较复杂，也有许多不同的方法。例如，可以以单字长定点指令的平均执行时间来计算，单位是MIPS（million instructions per second），也可以以单字长浮点指令的平均执行速度来衡量，单位是MFLOPS（million floating instructions per second）。CPU的运算速度与它的工作频率、cache容量、指令系统、运算器的逻辑结构等都有关系。CPU的工作频率也称为CPU的主频，它决定着CPU内部数据传输和指令执行的每一步的快慢。（2） 内存容量与速度计算机中内存的容量是越大越好，速度是越快越好。内存的速度用存取周期来衡量。存储器执行一次完整的读（写）操作所需要的时间称为存取周期，通常情况下也就是从存储器中连续存（写）或取（读）两个字所用的最小时间间隔。（3） 硬盘存储器性能磁盘存储器的主要技术指标是磁盘的存储容量和平均访问时间。（4） 总线的传输速率总线的传输速度直接影响到计算机内部各个部件相互间传输数据的速度，它与总线中的数据线宽度、总线工作频率、每次数据传输需要的总线周期数目等有关，以MBps或GBps为单位。（5） 系统的可靠性系统的可靠性常常用平均无故障时间（mean rime between failures,MTBF）、平均故障修复时间（mean time to repair,MTTR）来表示，它们的单位是“小时”。若MTBF值很高，且MTTR值很低，则称该计算机具有高的可用性（availability）。1.1.3 PC软件1.软件的功能与分类目前绝大多数计算机都是按照冯诺依曼“存储程序”的思想设计的。软件大致划分为系统软件和应用软件两大类。2.系统软件系统软件中最重要的是操作系统、语言处理程序、实用程序与工具软件等。（1）操作系统操作系统（operationg system,OS）是直接运行在裸机上的最基本的系统软件，任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。它已成为计算机系统必不可少的基本组成部分。操作系统负责对计算机系统的各类资源（包括硬件与软件资源）进行统一控制、管理、调度和监督，合理地组织计算机的工作流程（故被称为操作系统），其目的是提高各类资源的利用率，方便用户使用，并为其他软件的开发提供必要的服务和相应的接口。（2）程序设计语言及其处理程序计算机硬件可以直接执行的指令是由0和1所组成的一串二进位代码，这是硬件唯一能直接理解的语言，称为机器语言。所谓汇编语言，是一种与计算机的机器语言相当接近的符号语言，其本质是采用有助于人们记忆的文字符号来表示机器语言，再加上一些用来控制程序执行和便于定义数据的命令。汇编语言通常依赖于特定计算机的指令集，受到了计算机指令的限制，它与机器语言一样，还是一种低级语言。所谓高级程序设计语言，是指比较接近于人们日常所使用的书面语言（英语）的用来编制程序的一类语言。比如已流行多年的FORTRAN、COBOL、BASIC、Pascal、C等程序设计语言都是高级语言。任何一个语言处理系统通常包含一个翻译程序，它把一种语言的程序翻译成等价的另一种语言的程序。被翻译的语言和程序分别称为源语言和源程序，而翻译生成的语言和程序分别称为目标语言和目标程序。按照不同的翻译处理方法，可以将翻译程序分为以下3类：从汇编语言到机器语言的翻译程序称为汇编程序。按源程序中语句的执行顺序，逐条翻译并立即执行其功能的处理程序称为解释程序。先将高级语言源程序翻译成目标语言程序，然后与需调用的库函数连接成为可执行程序，此类翻译程序称为编译程序。除了翻译程序外，语言处理系统通常还包括编辑程序（用于编写源程序）、连接程序（将多个分别编译或汇编过的目标程序和库文件进行组合）和装入程序（将目标程序装入内存并启动执行）等。（3）实用程序实用程序（utilities program）指用户完成一些日常任务所使用的工具程序，它多半应用于软件和硬件的日常维护、管理和安全控制等方面。1.2 二进制与数值信息的表示1.2.1 二进制1.什么是二进制日常生活中人们最熟悉十进制数，一个数用10个不同的符号来表示，每一个符号处于十进制数中不同位置时，它代表的实际数值是不一样的。例如，1 997.82代表的实际值是1 997.82=1×103+9×102+9×101+7×100+8×10-1+2×10-2在十进制记数制中，基数是10，它表示这种记数制一共使用10个不同数字符号，低位记满10之后就要向高位进一，即日常所说的“逢十进一”。二进制和十进制相仿，也是一种进位记数制。但它的基数是2，它只使用两个不同的数字符号，即0和1，而且二进制数是“逢二进一”。例如，二进制数（10101）2代表的实际数值是（10101）2=1×24+0×23+1×22+0×21+1×20=（21）10对于二进制小数，也有类似情况，例如（101.01）2的实际数值是（101.01）2=1×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2=(5.25)10从十进制和二进制的概念出发，可以进一步推广到更一般的任位制的情况。最常用的有八进制和十六进制两种。八进制数使用0、1、2、3、3、4、5、6、7这8个数字，逢八进一。（365.2）8=3×82+6×81+5×80+2×8-1=(245.25)10十六进制数使用0、1、2、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F这16个符号，其中A、B、C、D、E、F分别代表十进制的10、11、12、13、14、15。在十六进制数中，低位逢十六进一，高位借一当十六。（F5.4）16=15×161+5×160+4×16-1=(245.25)103.不同进位制数之间的转换例1.1 二进制数转换成十进制数。（111.001）2=(1×22+1×21+1×20+0×2-1+0×2-2+1×2-3)10=（7.125）10例1.2 八进制数转换成十进制数。（34.6）8=(3×81+4×80+6×8-1)10=（28.75）10例1.3 十六进制数的转换成十进制数（2AB.C）16=(2×162+10×161+11×160+12×16-1)10=（68.375）104. 二进制信息的计量单位二进制的每一位（即0或1）称为“二进制位”，英文是binary digit，缩写为bit，中文直译为比特，也称为“二进位”，在含义不发生混淆时简称“位”，一般用小写的字母“b”表示。比特是计算机处理、存储、传输信息的最小单位。在计算机系统中，存储容量是用它能存储多少字节的二进制信息作为度量单位的。内存容量的度量单位有：千字节（KB），1 KB=210B=1 024 B兆字节（MB），1 MB=220B=1 024 KB吉字节（GB），1 GB=230B=1 024 MB太字节（TB），1 TB=240B=1 024 GB1.2.2 整数在计算机内的表示1.整数（定点数）的表示整数不使用小数点，或者说小数点是隐含在个位数右面的，所以它也称为定点数。计算机中的整数分为两类：不带符号的整数（unsigned integer），此数整数一定是正整数；带符号的整数（signed integer），此类整数既可表示整数，又可表示负整数。不带符号的整数常常用于表示地址等正整数，它们可以是8位、16位甚至32位。8个二进位所能表示的正整数其取值范是0255(28-1)，16个二进位所能表示的正整数其取值范围是065 535(216-1),32个二进位所能表示的正整数其取值范围是0232-1。带符号的整数必须使用一个二进位作为其符号位，一般总是最高位（最左面的一位），0表示“+”（正数），1表示“-”（负数），其余名位则用来表示数值的大小。例如：=+43 =-43可见，8个二进位所能表示的带符号整数其取值范围是-127+127(-27+1+27-1),16个二进位所能表示的带符号整数其取值范围是-32 767+32 767(-215+1+215-1),32个二进位所能表示的带符号整数其取值范围是-231+1+231-1,64个二进位所能表示的带符号整数其取值范围也可类似地推算出来。为了内部运算处理方便，数值为负的整数在计算机内不止一种表示方法。上面的表示法称为“原码”，另外的两种表示方法分别称为反码和补码。负数使用反码表示时，符号位为1，但绝对值部分却正好与原码相反（0变为1，1变为0）。例如：（-43）原=(-43)反=负数使用补码表示时，符号位也是1，但绝对值部分却是反码的个位加1后所得到的结果。例如：（-43）原=（-43）反=（-43）补=还有一种整数也经常在计算机内使用，称为“二进制编码的十进制”整数（binary coded decimal,BCD整数），它使用4个二进位表示1个十进制数字，符号的表示仍与上相同。例如：（-56）BCD=1 0101 01102.整数的运算（1）不同长度整整之间的转换一般而言，短整数可以转换成长整数表示而保持其数值不变，而反过来却不行。短整数转换成长整数表示的方法是，把符号位向左扩充至所需要的长度为止。（2）整数的变号操作所谓“变号操作”，是指将该整数变成绝对值相同符号相反的另一个整数。变号操作又称为“取负”运算，它的处理方法是，将该整数的每一个二进位变反，然后在最末位（个位）加1，其结果即为所求。（3）整数的移位操作移位操作有多种。按照移位方向来分，移位操作可分成左移、右移两大类；按照操作性质则又可区分为算术移位、逻辑移位和循环移位等不同类型。 算术移位当乘数或除数是2n时，算术移位用来快速地完成对整数进行乘法或除法的运算。算术左移n位相当于乘以2n,执行方法是把原来的数中每一位都向左移n个位置，左面移出的高位丢弃，右面低位空出的位置上全部补0。若正数左移过程中移出的位中包含1，或者负数移出的位中包含0时，则表示运算结果超出了可表示的数值范围，即发生了溢出，结果不正确。 逻辑移位逻辑左移n位的执行方法是，把原来的数中每一位都向左移动n个位置，左面移出的高位丢弃，右面低位空出的位补0。逻辑右移n位的执行方法是把原来的每一位都向右移动n个位置，右面移出的低位丢弃，左面高位的位置上全部补0。 循环移位循环移位是一种逻辑操作，它仅仅移动操作数中二进位信息的位置，不会丢弃任何一位信息。循环左移n位是把原来的数中每一位都向左移动n个位置，左面移出的高位放在右面低位空出的位置上。循环右移n位则把原来数中的每一位都向右移动n个位置，右面移出的低位放到左面高位空出的位置上。（4）逻辑运算逻辑运算（又称为布尔运算）总是按位进行处理的，即对应位之间进行规定的逻辑运算，不考虑位与位之间的进位。常用的基本逻辑运算有4种：“非”运算（NOT）、“或”运算（OR）、“与”运算（AND）、“按位加”运算（XOR），它们都非常简单。（5）整数加法两个带符号整数相加的运算方法很简单，只需从低位到高位把所有位（包括符号位）相加，逢二进一，最高位产生的进位忽略不计。做加法运算时判断有无溢出的规则是，两个同号的整数相加，若结果的符号却相反，则发生溢出。注意，是否发生溢出并不取决于最高位有无进位。（6）整数减法两上带符号整数相减的运算方法也很简单，只需先把减数变号，然后再与被减数相加即可。做减法运算时判断有无溢出的规则是，两个异号的整数相减，若结果的符号与被减数符号相反，则发生益出。当然，是否发生溢出也并不取决于最高位有无进位。1.2.3 实数在计算机内的表示1.实数（浮点数）的表示实数也称为浮点数，因为它的小数点位置不固定。实数是既有整数又有小数的数，整数和纯小数可以看做是实数的特例。任意一个实数在计算机内部都可以用“指数”（整数）和“尾数”（纯小数）来表示，这种用指数和尾数来表示实数的方法称为“浮点表示法”。所以，在计算机中实数也称为浮点数，而整数则称为定点数。以流行的Pentium系列微处理器中的浮点数为例，它表示为如下形式。（-1）s2E(b0b1b2b3bp-1)可以看出,pentium系列微处理器中的浮点数具有如下性质。 最高位是符号位，它表示该浮点数（实数）的正负。 规格化浮点数的尾数的最高位（第1位）总是1，它不必在尾数表示出来。 浮点数的0有两种，+0和-0。+0表示成全0，即0 00，-0表示成1 0。 浮点数的表示范围虽然很大，但运算中还是可能出现超出它允许范围的一些结果，这种情况称为“向上溢出”。 浮点数能表示绝对值很小的数，当运算中出现绝对值更小的数时，这种情况称为“向下溢出”，这时，处理器只能用0来表示。2.实数的运算浮点数的加、减运算要比定点数（整数）复杂得多。下面只作简要介绍。设浮点数A=As×2Ea,B=Bs×2Eb则和数C=(As×2Ea-Eb+Bs) ×2Eb,差D=(As×2Ea-Eb-Bs) ×2Eb(若EaEb)或者：和数C=(As+Bs×2Eb-Ea) ×2Ea,差D=(As-Bs×2Eb-Ea) ×2Ea(若EaEb)一般来说，浮点数的加、减运算有如下几个步骤： 检测A和B中有无0，若A=0，则C=B，若B=0，则C=A。运算结束。 计算两数阶码之差，即d=Ea-Eb，若d0，则将尾数Bs向右移d位，若d0,则将尾数As向右移-d位，若d=0,则As和Bs均不移位。这个过程称为对阶。 将对阶过后的两个尾数相加或相减。 把结果进行规格化。对于Pentium处理器来说，若结果尾数绝对值小于1，则尾数不断左移且阶码不断减1，直至尾数绝对值大于或等于1；若结果尾数绝对值大于或等于2，则尾数右移1位阶码加1。注意，两浮点数相加或相减时，在结果规格化的过程中，可能会发生上溢或下溢。浮点数的乘除法比加减法稍简单一些，其公式为：乘积=（As×Bs）×2Ea+Eb商=(As/Bs) ×2Ea-Eb处理过程如下。 检测A和B中有无0，若As=0，则乘积（商）=0，运算结束；若Bs=0，做乘法运算时乘积=0，做除法运算时商为，运算结束。 计算两数阶码的和（或差） 两尾数相乘或相除。 把结果进行规格化，即：若结果尾数绝对值小于1，则尾数不断左移且阶码不断减1，若结果尾数绝对值大于或等于2，则尾数右移且阶码加1。注意，两浮点数相乘或相除时，在阶码相加 （减）的过程中，或者在结果规格化的过程中，可能会发生上溢或下溢。浮点数运算过程中，为了保证浮点数运算的精度，当尾数右移时，对移出的位还需进行舍入处理，这里就不赘述了。1.3 文字符号在计算机中的表示与处理1.3.1 西文字符的编码西文是由拉丁字母、数字、标点符号及一些特殊符号所组成的，它们统称为字符。所有字符的集合称为字符集。字符集有多种，每一字符集的编码方法也多种多样。目前计算机中使用最广泛的西文字符集及其编码是ASCII码，即美国标准信息交换码。每个字符都由7个二进位b6b5b4b3b2b1b0表示。ASCII码是7位的编码，但由于字节是计算机中的基本处理单位，故一般仍以一字节来存放一个ASCII字符。1.3.2 汉字的编码1. GB 2312汉字编码1981年我国颁布了第一个汉字编码的国家标准信息交换汉字编码字符集·基本集（GB 2312）。该标准选出6 763个常用汉字和682个非常用汉字字符，为每个字符规定了标准代码，这个标准所收集的字符及其编码为国标码，又称为国标交换码。GB 2312国标字符集由3部分组成。第一部分是字母、数字和各种符号，包括拉丁字母、俄文、日文平假名与片假名、希腊字母、汉语拼音等共682个；第二部分为一级常用汉字，共3 755个，按汉语拼音排列；第三部分为二级常用汉字，共3 008个，因不太常用，所以按偏旁部首列。GB 2312的所有字符分布在一个94行×94列的二维平面内，行号称为区号，列号称为位号。区号和位号的组合就可以作为汉字字符的编码，称为汉字的区位码。区号和位号各用8个二进位表示，它们的最高位均设置为1。这样得到的高位匀为1的双字节汉字编码就称为GB 2312汉字的“机内码”，又称为内码。PC中GB 2312汉字的表示都采用这种方式。2.GBK汉字内码扩充规范GBK是我国1995年发布的又一个汉字编码标准，全称为汉字内码扩展规范。 2.UCS/Unicode与GB 18030编码标准UCS/Unicode规定，全世界现代书面文字所使用的所有字符和符号都集中在一个字符集中统一进行编码。目前的做法是采用双字节编码。1.3.3 计算机中的文字处理1.文稿的输入汉字输入的编码方法大体可分成以下4类：数字编码。 字音编码。 字形编码。 音形混合编码。 2.文本的编辑与排版文本编辑就是对已输入的文字内容进行增加、删除或修改，直到满意为止。使用文字处理软件（如Word、WPS等）。3.文档的存储与输出制作的文档可以多种不同的文件格式在外存储器上进行存储。 doc:微软公司专用的Word文档格式 .txt:纯文本格式 .rtf:丰富文本格式 .html:超文本标记语言格式 .xhtml:超文本标记语言单个文件格式 .xml:扩展标记语言格式 1.4 图形在计算机中的表示与处理图在计算机中有两种表示方法，一种称为点阵图像（dot matrix image）或位图图像（bitmap image），简称图像（image）；另一种称为几何图形或矢量图形（vector graphics），简称图形（graphics）。1.4.1 图像及其处理 1.数字图像的获取及基本参数现实世界的景物输入到计算机的过程称为图像的获取。图像获取的过程实质上是信号扫描和数字化的过程，它的处理步骤大体分为以下3步：取样。 分色。 量化。 每一幅数字图像至少具有下列几个基本参数。图像的大小，也称为图像分辨率。 位平面（bitplane）的数目，即像素色彩分量的数目。 彩色空间的类型，指彩色图像使用哪些基色进行描述。 像素的深度，指每个像素需要使用多少二进位来表示。像素深度是像素的所有分量的位数之和，它决定着该图像可能出现的不同颜色（灰度）的最大数目。 图像压缩编码与图像文件格式 数字图像在计算机中处理时，其数据量可按下面的公式进行计算（以字节为单位）。图像数据量=水平分辨率×垂直分辨率×图像深度/8数据压缩可分成两种类型，一种是无损压缩，另一种是有损压缩。数字图像保存在存储器中时，其数据文件的格式繁多，PC上常用的就有下列几种：JPEG格式： BMP格式。 GIF文件格式： TIFF文件格式： PNG格式。 1.4.2 计算机图形1.景物的计算机表示表1.8 图形（graphics）与图像(image)的比较图形（graphics）图像(image)数据量很小很大可编辑性较好较差3D景物表现能力能准确表示3D景物3D信息已部分丢失自然景物表现能力困难容易视图生成能力能生成多个视图只能生成1个视图视图生成的复杂性需要大量计算计算比较简单1.5 音频与视频信息的表示与处理1.5.1 音频信息的处理与应用声音是模拟信号。为了使用计算机进行处理，必须将它转换成二进制数字编码的形式，这个过程称为声音信号的数字化。声音信号数字化的过程分为以下几个步骤： · 取样。取样也称为采样，就是用时间上离散的一组值（称为取样值或样本）来代替一个时间连续的信号。 · 量化。量化就是把每个样本的模拟值转换成数字量来表示，因此量化过程往往也称为A/D转换（模数转换）。 · 编码。 2.波形声音的压缩编码数字波形声音的数量比较大，每秒钟的数据量（码率）是：码率=取样频率×量化位数×声道数所谓“MP3播放器”，就是专门用于播放MPEG-1层的编码的高质量数字音乐的电子装置。3. 计算机合成声音MIDI是乐谱的数字表示方法，使用MIDI描述的音乐称为MIDI音乐。MIDI音乐与高保真的波形声音相比，虽然在音质方面还有一些差距，也无法合成出所有各种不同的声音（例如歌词），但它的数据量很少（比CD少3个数量级），又易于编辑修改，还可以与波形声音同时播放，因此，在多媒体文档中得到了广泛的使用。1.5.2数字视频的压缩编码表1.10 视频压缩编码的标准及其应用名称 源图像格式压缩后的码率主要应用MPEG-1360×2881.21.5