【计算机基础PPT】第一章 计算机基础知识.ppt

1计算机基础知识一、什么是计算机一、什么是计算机 计算机是一种能对各种信息进行存储和高速计算机是一种能对各种信息进行存储和高速处理的工具或电子机器。处理的工具或电子机器。对上述定义要强调两点：对上述定义要强调两点：计算机不仅是一个计算工具，而且还是一计算机不仅是一个计算工具，而且还是一个信息处理机。个信息处理机。计算机不同于其它任何机器，它能存储程计算机不同于其它任何机器，它能存储程序，并按程序的引导自动存取和处理数据，输出序，并按程序的引导自动存取和处理数据，输出人们所期望的信息。人们所期望的信息。1.1 计算机概述2计算机基础知识二、计算机的发展史二、计算机的发展史 1.1.电子计算机的诞生电子计算机的诞生 19461946年年2 2月月,美国宾夕法尼亚大学物理学家莫美国宾夕法尼亚大学物理学家莫克利和工程师埃克特为首的数十人共同开发了世克利和工程师埃克特为首的数十人共同开发了世界上第一台通用数字电子计算机界上第一台通用数字电子计算机(ENIACENIAC)。1.1 计算机概述3计算机基础知识 Electronic Numerical Integrator And Calculator 简称简称ENIAC，译为电子数字积分机和计算机，译为电子数字积分机和计算机电子管电子管:18000:18000只只电阻电阻:70000:70000个个电容电容:10000:10000只只继电器继电器:1500:1500个个耗电耗电:140kW/h:140kW/h占地占地:170m:170m2 2重量重量:30:30吨吨速度速度:5000:5000次次/秒秒1.1 计算机概述4计算机基础知识 ENIACENIAC的主要任务是分析炮弹轨迹。的主要任务是分析炮弹轨迹。当当ENIACENIAC公开展出时，一条炮弹的轨道用公开展出时，一条炮弹的轨道用20s20s就能算出来，比炮弹本身的飞行速度还快。就能算出来，比炮弹本身的飞行速度还快。19491949：EDSAC(EDSAC(英国剑桥大学英国剑桥大学)19511951：EDVAC(EDVAC(美国宾夕法尼亚大学美国宾夕法尼亚大学)1.1 计算机概述5计算机基础知识 2.2.计算机的发展阶段计算机的发展阶段代别代别第一代第一代1946-19581946-1958第二代第二代1959-19641959-1964第三代第三代1965-19701965-1970第四代第四代1971-1971-现在现在电子器件电子器件电子管电子管晶体管晶体管集成电路集成电路大规模和超大大规模和超大规模集成电路规模集成电路存储器存储器水银延迟线水银延迟线磁鼓、磁芯磁鼓、磁芯磁芯、磁鼓磁芯、磁鼓磁盘、磁带磁盘、磁带半导体存储器半导体存储器磁盘、磁带磁盘、磁带半导体存储器半导体存储器磁盘、光盘磁盘、光盘运算速度运算速度5000-5000-几万几万几十万几十万-百万百万百万百万-几百万几百万几百万几百万-几亿几亿处理方式处理方式机器语言机器语言汇编语言汇编语言算法语言算法语言操作系统操作系统实时处理实时处理分时处理分时处理网络操作系统网络操作系统应用领域应用领域科学计算科学计算数据处理数据处理实时控制实时控制各行各业各行各业典型机种典型机种ENIACENIACEDVACEDVACIBM 7090IBM 7090CDC 6600CDC 6600IBM 360IBM 360PDP-IIPDP-IIVAX-IIVAX-IIIBM PC/AppleIBM PC/Apple1.1 计算机概述6计算机基础知识第五代计算机第五代计算机(新一代计算机新一代计算机)创新：基本元器件创新：基本元器件生物计算机生物计算机采用生物工程技术产生的蛋白质分子制成生物芯采用生物工程技术产生的蛋白质分子制成生物芯片，其运算过程是蛋白质分子与周围物理化学介片，其运算过程是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。质的相互作用过程。量子计算机量子计算机采用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的采用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态，利用激光脉冲来改变分子的状态，使信息状态，利用激光脉冲来改变分子的状态，使信息沿着聚合物移动，从而进行运算。沿着聚合物移动，从而进行运算。光计算机光计算机采用光学技术，由光器件构成的计算机。在光器采用光学技术，由光器件构成的计算机。在光器件方面研制的基本部件有：用于进行图像处理的件方面研制的基本部件有：用于进行图像处理的快速傅立叶变换部件，用于进行信息处理的光乘快速傅立叶变换部件，用于进行信息处理的光乘法、加法运算器。法、加法运算器。1.1 计算机概述7计算机基础知识3.3.计算机的计算机的发展趋势发展趋势巨型化巨型化(功能巨型化功能巨型化)巨型化是指具有高速运算、大存储容量和功能巨型化是指具有高速运算、大存储容量和功能强大的计算机系统，如：强大的计算机系统，如：ILLIAC-IVILLIAC-IV、银河机、银河机、深超深超-21C(1.5-21C(1.5万亿次万亿次/秒秒)。微型化微型化(体积微型化体积微型化)微型化包括台式微型机、笔记本电脑、掌上电微型化包括台式微型机、笔记本电脑、掌上电脑。摩尔定律：集成电路脑。摩尔定律：集成电路翻一番翻一番/18/18个月个月网络化网络化(资源网络化资源网络化)网络化是指利用通信技术和计算机技术，把分网络化是指利用通信技术和计算机技术，把分散在不同地点的计算机互连起来，按照网络协散在不同地点的计算机互连起来，按照网络协议相互通信，以达到所有用户都可共享数据、议相互通信，以达到所有用户都可共享数据、软硬件资源的目的。如：软硬件资源的目的。如：InternetInternet。智能化智能化(处理智能化处理智能化)智能化就是要求计算机能模拟人的感觉和思维智能化就是要求计算机能模拟人的感觉和思维能力，如：专家系统和机器人。能力，如：专家系统和机器人。1.1 计算机概述8计算机基础知识三、计算机的分类三、计算机的分类 1.1.按计算机用途分类按计算机用途分类 通用计算机通用计算机：为了能够解决各种问题，具有：为了能够解决各种问题，具有较强的通用性而设计的计算机。较强的通用性而设计的计算机。它具有一定的运算速度和存储容量，带有通它具有一定的运算速度和存储容量，带有通用的外设，配备各种系统软件和应用软件。用的外设，配备各种系统软件和应用软件。专用计算机专用计算机：为了解决一个或一类特定问题：为了解决一个或一类特定问题而专门设计的计算机。而专门设计的计算机。其软硬件的配置依据解决问题的需要而定。其软硬件的配置依据解决问题的需要而定。1.1 计算机概述9计算机基础知识 2.2.按处理对象分类按处理对象分类 数字式电子计算机数字式电子计算机：处理非连续变：处理非连续变化的数化的数据，据，这些数据在时间上是离散的。这些数据在时间上是离散的。其基本运算部件是数字逻辑电路。其基本运算部件是数字逻辑电路。模拟式电子计算机模拟式电子计算机：处理连续变化的数据，：处理连续变化的数据，这些数据在时间上是连续的。这些数据在时间上是连续的。其基本运算部件是由运算放大器构成的微分其基本运算部件是由运算放大器构成的微分器、积分器和通用函数运算器等组成。器、积分器和通用函数运算器等组成。混合式电子计算机混合式电子计算机：可处理数字量和模拟量：可处理数字量和模拟量1.1 计算机概述10计算机基础知识 3.3.按规模和处理能力分类按规模和处理能力分类(IEEE)(IEEE)巨型机巨型机：超级计算机：超级计算机,功能最强功能最强,价格最贵。价格最贵。小巨型机小巨型机：与巨型机相比，价格大幅降低。：与巨型机相比，价格大幅降低。大型机大型机：主机，具有很强的管理和处理数据：主机，具有很强的管理和处理数据的能力，在大企业、银行等单位使用。的能力，在大企业、银行等单位使用。小型机小型机：中小企业，：中小企业，VAX-II,DJS-2000VAX-II,DJS-2000。工作站工作站：高档微机，具有很强的图形处理能：高档微机，具有很强的图形处理能力，应用于计算机辅助设计，力，应用于计算机辅助设计，SunSun工作站。工作站。个人计算机个人计算机：IBM PCIBM PC，AppleApple1.1 计算机概述11计算机基础知识四、计算机的特点四、计算机的特点 1.1.运算速度快运算速度快：每秒数万亿次，气象预报：每秒数万亿次，气象预报 2.2.计算精度高计算精度高：理论上不受限制，圆周率：理论上不受限制，圆周率 3.3.存储能力强存储能力强：中等规模图书馆：中等规模图书馆 4.4.具有逻辑判断能力具有逻辑判断能力：算术运算：算术运算 逻辑运算逻辑运算 判断或比较判断或比较 5.5.具有自动执行能力具有自动执行能力：无需人工干预：无需人工干预1.1 计算机概述12计算机基础知识五、计算机的应用领域五、计算机的应用领域 1.1.科学计算或数值计算科学计算或数值计算 利用计算机来完成科学研利用计算机来完成科学研究和工程技术中提究和工程技术中提出的数学问题的计算。出的数学问题的计算。实际问题实际问题数学模型数学模型计计算量大。算量大。2.2.数据处理或信息处理数据处理或信息处理 指对数据进行收集、存储、整理、分类、统指对数据进行收集、存储、整理、分类、统计、加工、检索和传播等一系列活动的统称。计、加工、检索和传播等一系列活动的统称。信息时代海量数据的管理和有效利用。信息时代海量数据的管理和有效利用。1.1 计算机概述13计算机基础知识 3.3.过程控制或实时控制过程控制或实时控制 利用计算机及时采集检测数据，按最优值迅利用计算机及时采集检测数据，按最优值迅速地对控制对象进行自动调节或自动控制。速地对控制对象进行自动调节或自动控制。无人自动化工厂。无人自动化工厂。4.4.计算机辅助技术计算机辅助技术 计算机辅助设计：计算机辅助设计：CADCAD 计算机辅助制造计算机辅助制造：CAMCAM 计算机集成制造系统计算机集成制造系统-CIMS-CIMS 计算机辅助教学计算机辅助教学：CAICAI1.1 计算机概述14计算机基础知识 5.5.人工智能人工智能 利用计算机模拟或部分模拟人的智能活动，利用计算机模拟或部分模拟人的智能活动，如感知、判断、理解、学习、图像识别等。如感知、判断、理解、学习、图像识别等。实用技术：智能机器人、专家系统实用技术：智能机器人、专家系统 6.6.通信网络通信网络 InternetInternet网上银行、网上订票网上银行、网上订票 网上教学、网上医疗网上教学、网上医疗 网上税收、网上出版网上税收、网上出版1.1 计算机概述15计算机基础知识一、数制及其转换一、数制及其转换 1.1.什么是数制什么是数制 数制是用一组固定的数码和一套统一的规则数制是用一组固定的数码和一套统一的规则来表示数目的方法。来表示数目的方法。非进位记数制非进位记数制：表示数值大小的数码与它在：表示数值大小的数码与它在数中的位置无关。典型的非进位记数制是罗马数数中的位置无关。典型的非进位记数制是罗马数字，例如罗马数字中字，例如罗马数字中:,:,进位记数制进位记数制：表示数值大小的数码与它在数：表示数值大小的数码与它在数中的位置有关。例如，十进制数中的位置有关。例如，十进制数 123.45123.451.2 计算机运算基础16计算机基础知识 进位记数制的要素进位记数制的要素：基数：指各种进位记数制中允许选用基本基数：指各种进位记数制中允许选用基本数码的个数。例如十进制的数码有：数码的个数。例如十进制的数码有：0,1,2,3,4,5,6,7,8,90,1,2,3,4,5,6,7,8,9基数是基数是1010 位权：每个数码所表示的数值等于该数码位权：每个数码所表示的数值等于该数码乘以一个与数码所在位置相关的常数，这个常数乘以一个与数码所在位置相关的常数，这个常数叫做权值。例如：叫做权值。例如：123.4123.41110102 2+2+210101 1+3+310100 0 +4+41010-1-11.2 计算机运算基础17计算机基础知识 2.2.几种进位记数制几种进位记数制几种进位计数制的对应关系几种进位计数制的对应关系1.2 计算机运算基础18计算机基础知识几种进制数之间的对应关系几种进制数之间的对应关系十进制十进制二进制二进制八进制八进制十六进制十六进制0 01 12 23 34 45 56 67 78 89 9101011111212131314141515000000000001000100100010001100110100010001010101011001100111011110001000100110011010101010111011110011001101110111101110111111110 01 12 23 34 45 56 67 7101011111212131314141515161617170 01 12 23 34 45 56 67 78 89 9A AB BC CD DE EF F1.2 计算机运算基础19计算机基础知识 3.3.不同进制数的相互转换不同进制数的相互转换 二进制数与十进制数的互换二进制数与十进制数的互换 人人十进制，计算机十进制，计算机二进制二进制 二进制数转换成十进制数二进制数转换成十进制数 按权展开，然后求和，就可把二进制数转换按权展开，然后求和，就可把二进制数转换成十进制数。例如：成十进制数。例如：(101.1)(101.1)2 21*21*22 2+0*2+0*21 1+1*2+1*20 0+1*2+1*2-1-1 (?)(?)10101.2 计算机运算基础20计算机基础知识 十进制数转换成二进制数十进制数转换成二进制数 十进制数有整数和小数两部分。十进制数有整数和小数两部分。在转换时，整数部分采用在转换时，整数部分采用除除2 2取余法取余法 小数部分采用小数部分采用乘乘2 2取整法取整法 然后通过小数点将转换后的二进制数连接起然后通过小数点将转换后的二进制数连接起来即可。例如：来即可。例如：(105.625)(105.625)1010=(?)(?)2 21.2 计算机运算基础21计算机基础知识 二进制数与八进制数的互换二进制数与八进制数的互换 二进制数转换成八进制数二进制数转换成八进制数 三位并一位三位并一位：以小数点为基准，整数部分从：以小数点为基准，整数部分从右到左，小数部分从左到右，每三位一组，不足右到左，小数部分从左到右，每三位一组，不足三位添三位添0 0补足补足,然后把每组的三位二进制数按权展然后把每组的三位二进制数按权展开后相加，得到相应的一位八进制数码，再按权开后相加，得到相应的一位八进制数码，再按权的顺序连接即得相应的八进制数。的顺序连接即得相应的八进制数。例如：例如：(1011100.00101011)(1011100.00101011)2 2=(?)=(?)8 8 (001,011,100.001,010,110)(001,011,100.001,010,110)2 2=(134.126)=(134.126)8 8 1 3 4.1 2 6 1 3 4.1 2 61.2 计算机运算基础22计算机基础知识 八进制数转换成二进制数八进制数转换成二进制数 一位拆三位一位拆三位：将每一位八进制数写成对应：将每一位八进制数写成对应的三位二进制数，然后按权连接即可。的三位二进制数，然后按权连接即可。例如：例如：(123.67)(123.67)8 8=(?)=(?)2 2 1 2 3.6 7 (1 2 3.6 7 (八进制八进制)001,010,011.110111 (001,010,011.110111 (二进制二进制)(123.67)(123.67)8 8=(1010011.110111)=(1010011.110111)2 21.2 计算机运算基础23计算机基础知识 二进制数与十六进制数的互换二进制数与十六进制数的互换 二进制数转换成十六进制数二进制数转换成十六进制数 四位并一位四位并一位：以小数点为基准，整数部分从：以小数点为基准，整数部分从右到左，小数部分从左到右，每四位一组，不足右到左，小数部分从左到右，每四位一组，不足四位添四位添0 0补足补足,然后把每组的四位二进制数按权展然后把每组的四位二进制数按权展开后相加，得到相应的一位十六进制数码，再按开后相加，得到相应的一位十六进制数码，再按权的顺序连接即得相应的十六进制数。权的顺序连接即得相应的十六进制数。例如：例如：(1011110.00011)(1011110.00011)2 2=(?)=(?)1616 (0101,1110.0001,1000)(0101,1110.0001,1000)2 2=(5E.18)=(5E.18)1616 5 E.1 8 5 E.1 81.2 计算机运算基础24计算机基础知识 十六进制数转换成二进制数十六进制数转换成二进制数 一位拆四位一位拆四位：把一位十六进制数写成对应的：把一位十六进制数写成对应的四位二进制数，然后按权连接即可。四位二进制数，然后按权连接即可。例如：例如：(123.EF)(123.EF)1616=(?)=(?)2 2 1 2 3.E F(1 2 3.E F(十六进制十六进制)0001,0010,0011.1110,1111 (0001,0010,0011.1110,1111 (二进制二进制)(123.EF)(123.EF)1616=(100100011.11101111)=(100100011.11101111)十进制数十进制数:512D:512D或或512 512 二进制数二进制数:1011:1011B B 八进制数八进制数:127Q :127Q 十六进制数十六进制数:A8H:A8H1.2 计算机运算基础25计算机基础知识 4.4.计算机为什么采用二进制计算机为什么采用二进制 电路简单电路简单：计算机是由逻辑电路组成，而逻：计算机是由逻辑电路组成，而逻辑电路通常只有两个状态。辑电路通常只有两个状态。可靠性高可靠性高：两个状态表示的二进制两个数码，：两个状态表示的二进制两个数码，数字传输和处理不容易出错。数字传输和处理不容易出错。运算简单运算简单：二进制运算法则简单。：二进制运算法则简单。逻辑性强：逻辑性强：计算机工作原理是建立在逻辑运计算机工作原理是建立在逻辑运算基础上的，逻辑代数是逻辑运算的理论依据。算基础上的，逻辑代数是逻辑运算的理论依据。1.2 计算机运算基础26计算机基础知识二、数据的存储单位二、数据的存储单位 1.1.位位(bit(bit，b)b)位是计算机存储数据的最小单位，一个二进位是计算机存储数据的最小单位，一个二进制位只能表示两种状态，如制位只能表示两种状态，如0 0、1 1。2.2.字节字节(Byte(Byte，B)B)字节是数据处理的基本单位，一个字节是由字节是数据处理的基本单位，一个字节是由八位二进制数组成。八位二进制数组成。1Byte=8bit1Byte=8bit0100000101000001 存储器容量大小的单位：存储器容量大小的单位：KBKB、MBMB、GBGB。1.2 计算机运算基础27计算机基础知识 1KB1KB2 210101024B1024B 1MB 1MB2 2101022101010241024102410241048576B1048576B 1GB 1GB2 21010221010221010102410241024102410241024 1073741824B1073741824B 3.3.字字(Word)(Word)字是字是CPUCPU通过数据总线一次存取、加工和传通过数据总线一次存取、加工和传送数据的长度。一个字通常由一个或若干个字节送数据的长度。一个字通常由一个或若干个字节组成组成。字长越长，字长越长，计算机计算机性能越强。性能越强。常用的字长常用的字长：8 8位、位、1616位、位、3232位、位、6464位位等等。1.2 计算机运算基础28计算机基础知识三、计算机中数的表示三、计算机中数的表示 1.1.机器数与真值机器数与真值 数值型数据数值型数据(符号数字符号数字)数码化数码化 规定规定：0 0，1 1 例如例如：(+68)(+68)1010(01000100)(01000100)2 2 (-68)(-68)1010(11000100)(11000100)2 2 机器数机器数：将符号和数字组合的二进制数：将符号和数字组合的二进制数 真值真值：由机器数所表示的实际值大小：由机器数所表示的实际值大小1.2 计算机运算基础29计算机基础知识 2.2.原码、反码和补码原码、反码和补码 原码原码 规定规定：用符号位和数值位表示一个带符号数：用符号位和数值位表示一个带符号数 正数符号正数符号0 0，负数符号，负数符号1 1 例如例如：求二进制数：求二进制数+10011+10011，-10011-10011的原码。的原码。+10011+10011原原0001001100010011 -10011 -10011原原1001001110010011 又如又如：求十进制数：求十进制数+65+65，-66-66的原码。的原码。1.2 计算机运算基础30计算机基础知识 零的原码形式有两种零的原码形式有两种：+0+0原原0000000000000000 -0 -0原原1000000010000000 原码表示数的范围原码表示数的范围：8 8位：位：-127-127+127+127 16 16位：位：-32767-32767+32767+32767 用原码表示一个数，与真值之间转换方便。用原码表示一个数，与真值之间转换方便。对乘除法比较合适，但对加减法容易出错。对乘除法比较合适，但对加减法容易出错。1.2 计算机运算基础31计算机基础知识 反码反码 规定规定：正数的反码与原码相同，负数的反码：正数的反码与原码相同，负数的反码是对该数的原码除符号位外各位取反。是对该数的原码除符号位外各位取反。例如例如：求二进制数：求二进制数+10011+10011，-10011-10011的反码。的反码。+10011+10011反反0001001100010011 -10011 -10011反反1110110011101100 零的反码形式有两种零的反码形式有两种：+0+0反反0000000000000000 -0 -0反反11111111111111111.2 计算机运算基础任意数的反任意数的反码的反码即码的反码即是原码本身是原码本身32计算机基础知识 补码补码 规定规定：正数的补码与原码相同，负数的补码：正数的补码与原码相同，负数的补码是对该数的原码除符号位外各位取反，末位加是对该数的原码除符号位外各位取反，末位加1.1.例如例如：求二进制数：求二进制数+10011+10011，-10011-10011的反码。的反码。+10011+10011补补0001001100010011 -10011 -10011补补1110110111101101 零的原码形式有两种零的原码形式有两种：+0+0补补0000000000000000 -0 -0补补00000000000000001.2 计算机运算基础任意数的补任意数的补码的补码即码的补码即是原码本身是原码本身33计算机基础知识 补码表示数的范围补码表示数的范围：8 8位：位：-128-128+127+127 16 16位：位：-32768-32768+32767+32767 引入补码后，减法运算可转换为加法运算。引入补码后，减法运算可转换为加法运算。X+YX+Y补补XX补补+Y+Y补补 X-Y X-Y补补X+(-Y)X+(-Y)补补XX补补+-Y+-Y补补 例如例如：用补码计算十进制数：用补码计算十进制数 33-6533-65?目前计算机中加减法基本采用补码运算。目前计算机中加减法基本采用补码运算。1.2 计算机运算基础34计算机基础知识 总结总结 一个正数的原码、反码和补码的表示形式一个正数的原码、反码和补码的表示形式相同，符号位置相同，符号位置0 0，其它位是数的真值。，其它位是数的真值。负数的原码负数的原码符号位符号位1 1其余位是该数的绝对值其余位是该数的绝对值负数的反码负数的反码符号位符号位1 1其余各位逐位取反其余各位逐位取反负数的补码负数的补码符号位符号位1 1其余各位逐位取反，末位加其余各位逐位取反，末位加1 1+0+0原原0.000.000 0-0-0原原1.001.000 0不唯一不唯一+0+0反反0.000.000 0-0-0反反1.111.111 1不唯一不唯一+0+0补补00000 0-0-0补补00000 0唯一唯一 真值零的表示：真值零的表示：1.2 计算机运算基础35计算机基础知识 3.3.定点数与浮点数定点数与浮点数 定点数定点数 定点数是小数点位置固定的数。定点数是小数点位置固定的数。根据小数点隐含固定位置不同，可分为：根据小数点隐含固定位置不同，可分为：定点小数定点小数：定点整数定点整数：例如：例如：-1011011-1011011的补码表示为的补码表示为1.2 计算机运算基础符号位符号位数值部分数值部分小数点位置小数点位置符号位符号位数值部分数值部分小数点位置小数点位置1 10 01 10 00 01 10 01 136计算机基础知识 浮点数浮点数 浮点数是小数点位置不固定，根据需要而浮浮点数是小数点位置不固定，根据需要而浮动的数。它既有整数部分又有小数部分。动的数。它既有整数部分又有小数部分。1.2 计算机运算基础阶符阶符阶码阶码尾符尾符尾数尾数31 30 24 23 22 031 30 24 23 22 0阶码部分阶码部分尾数部分尾数部分阶码阶码：补码定点整数，表示该数小数点位置：补码定点整数，表示该数小数点位置尾数尾数：补码定点小数，表示数据的有效位数：补码定点小数，表示数据的有效位数数的范围数的范围：-1-12 2127127(1-2(1-2-23-23)2 212712737计算机基础知识四、计算机中信息编码四、计算机中信息编码 1.ASCII1.ASCII码码 American Standard Code for Information American Standard Code for Information Interchange(ASCIIInterchange(ASCII，美国标准信息交换码，美国标准信息交换码)。国际通用的信息交换标准代码国际通用的信息交换标准代码(ISO 646)(ISO 646)。ASCIIASCII码是对数字、字母、通用符号和控制码是对数字、字母、通用符号和控制符号等字符进行编码。符号等字符进行编码。ASCIIASCII码：码：7 7位位128128种种00000001111111000000011111111.2 计算机运算基础38计算机基础知识ASCIIASCII码表码表(7(7位位)高三位高三位b b6 6b b5 5b b4 4低四位低四位b b3 3b b2 2b b1 1b b0 01.2 计算机运算基础39计算机基础知识 例例 将将ChinaChina五个字五个字符的符的ASCIIASCII码查出并码查出并存放在内存中。存放在内存中。1.2 计算机运算基础 ASCIIASCII码的字符集码的字符集：1010个数字：个数字：0,1,2,3,4,5,6,7,8,90,1,2,3,4,5,6,7,8,9 5252个大、小写字母个大、小写字母 2525个特殊字符个特殊字符 比较大小比较大小：09AZaz09AZaz40计算机基础知识 2.2.汉字编码汉字编码 汉字处理技术汉字处理技术：汉字输入、汉字输出、计算：汉字输入、汉字输出、计算机内部的编码问题。机内部的编码问题。根据汉字处理过程中的不同要求，有多种编根据汉字处理过程中的不同要求，有多种编码形式。码形式。1.2 计算机运算基础汉字汉字输入码输入码汉字汉字交换码交换码汉字汉字机内码机内码汉字汉字字形码字形码输入设备输入设备输出设备输出设备汉字库汉字库41计算机基础知识 汉字输入码汉字输入码 作用作用：让用户直接使用标准键盘输入汉字。：让用户直接使用标准键盘输入汉字。特点特点：规则简单，重码率低，击键次数少。：规则简单，重码率低，击键次数少。分类分类：数字编码：数字编码电报码、区位码等电报码、区位码等 字音编码字音编码全拼、双拼等全拼、双拼等 字形编码字形编码五笔字型、郑码等五笔字型、郑码等 混合编码混合编码自然码、智能自然码、智能ABCABC等等1.2 计算机运算基础42计算机基础知识 汉字交换码汉字交换码 在汉字信息处理系统与通信处理系统之间进在汉字信息处理系统与通信处理系统之间进行汉字信息交换时所使用的编码。行汉字信息交换时所使用的编码。设计汉字交换码编码体系要考虑设计汉字交换码编码体系要考虑：被编码的汉字个数尽量多；被编码的汉字个数尽量多；编码的长度尽可能短；编码的长度尽可能短；编码具有唯一性；编码具有唯一性；码制的转换要方便。码制的转换要方便。1.2 计算机运算基础按照国家标准按照国家标准GB/T-GB/T-2312-19802312-1980编码的汉编码的汉字交换码字交换码国标码国标码.43计算机基础知识 国家标准国家标准GB/T 2312-1980GB/T 2312-1980：信息交换用汉字编码字符集信息交换用汉字编码字符集-基本集基本集 一级汉字一级汉字37553755个个(按拼音排序按拼音排序)二级汉字二级汉字30083008个个(按部首排序按部首排序)字母、数字和特殊图形记号等字母、数字和特殊图形记号等 国标码规定国标码规定：一个汉字采用两个字节来表示：一个汉字采用两个字节来表示1.2 计算机运算基础图形字符图形字符(7445(7445个个)0XXX XXXX0XXX XXXX0XXX XXXX0XXX XXXX第一字节第一字节第二字节第二字节例如例如：啊啊区位码区位码1 1601601 国标码区位码国标码区位码+32324833+3232483344计算机基础知识 汉字机内码汉字机内码 汉字机内码是在设备和信息处理系统内部存汉字机内码是在设备和信息处理系统内部存储、处理、传输汉字用的代码。储、处理、传输汉字用的代码。目前我国使用的内码是国标码高位置目前我国使用的内码是国标码高位置1 1。1.2 计算机运算基础汉字机内码汉字国标码汉字机内码汉字国标码8080H8080H 例如例如：啊啊机机内码内码30213021H+8080HH+8080H B0A1HB0A1H01XXX XXXX国标码国标码机内码机内码01XXX XXXX45计算机基础知识 又如又如：“中国中国”汉字机内码？汉字机内码？汉字汉字区位码区位码汉字国标码汉字国标码汉字机内码汉字机内码中中544854488680=5650H8680=5650HD6D0HD6D0H国国2590259057122=397AH57122=397AHB9FAHB9FAH 通过通过DebugDebug查看汉字机内码查看汉字机内码：1.2 计算机运算基础46计算机基础知识 汉字字形码汉字字形码 字形码是一种用点阵表示汉字字形的编码，字形码是一种用点阵表示汉字字形的编码，它主要用于汉字输出它主要用于汉字输出(打印、显示等打印、显示等)时产生的汉时产生的汉字字形。字字形。点阵大小类型点阵大小类型：16161616、24242424 32323232、48484848以上以上 汉字库汉字库：一个汉字系统所允许使用的全部汉：一个汉字系统所允许使用的全部汉字字的汉字字形编码的集合。的汉字字形编码的集合。1.2 计算机运算基础47计算机基础知识 例如例如：把一个方块横向和纵向都分为：把一个方块横向和纵向都分为1616格。格。若用若用1 1表示黑点，用表示黑点，用0 0表示白点，则表示白点，则16161616的点阵的点阵汉字可用汉字可用256256位二进制数来表示，占用位二进制数来表示，占用32B32B。汉字汉字“宝宝”的的16161616点阵数字化信息点阵数字化信息：02H 00H 01H 04H 7FH FEH02H 00H 01H 04H 7FH FEH40H 04H 80H 08H 00H 40H 04H 80H 08H 00H 00H00H3FH F8H 01H 00H 01H 00H3FH F8H 01H 00H 01H 00H1FH F0H 01H 00H 01H 40H1FH F0H 01H 00H 01H 40H01H 20H 01H 20H 7FH FCH01H 20H 01H 20H 7FH FCH00H 00H 00H00H1.2 计算机运算基础48计算机基础知识1.3 逻辑代数与逻辑电路一、逻辑代数基础一、逻辑代数基础 1.1.逻辑变量和逻辑函数逻辑变量和逻辑函数 逻辑变量逻辑变量：这种具有逻辑属性的变量。：这种具有逻辑属性的变量。逻辑函数逻辑函数：随逻辑变量的变化而改变。：随逻辑变量的变化而改变。表示方法表示方法：逻辑表达式逻辑表达式、真值表真值表、卡诺图、卡诺图Y=f(A,B)YABA 取值：取值：0 0、1 1B 取值：取值：0 0、1 1Y 取值：取值：0 0、1 149计算机基础知识1.3 逻辑代数与逻辑电路 2.2.基本逻辑运算基本逻辑运算 与运算与运算：Y=ABY=AB 或运算或运算：Y=A+BY=A+B 非运算非运算：Y=AY=AA BY=AB0 00 00 10 11 01 01 11 10 00 00 01 1A BY=A+B0 00 00 10 11 01 01 11 10 01 11 11 1A Y=A0 01 11 10 050计算机基础知识1.3 逻辑代数与逻辑电路 3.3.逻辑代数的基本定律逻辑代数的基本定律0-10-1律律A A0 00 0A+1A+11 1自等律自等律A A1 1A AA+0A+0A A重叠律重叠律A AA AA AA+AA+AA A互补律互补律A AA A0 0A+AA+A1 1交换律交换律A AB BB BA AA+BA+BB+AB+A结合律结合律A A(B(BC)C)(A(AB)B)C CA+(B+C)A+(B+C)(A+B)+C(A+B)+C分配律分配律A A(B+C)(B+C)A AB BA AC CA AB BC C(A+B)(A+B)(A+C)(A+C)吸收律吸收律A A(A+B)(A+B)A AA+ABA+ABA A51计算机基础知识二、基本逻辑电路二、基本逻辑电路 1.1.与门电路与门电路 实现逻辑乘法功能的电路实现逻辑乘法功能的电路 逻辑表达式是：逻辑表达式是：F=ABF=AB 当当A=B=1A=B=1F=1F=1，否则否则F=0F=0 2.2.或门电路或门电路 实现逻辑加法功能的电路实现逻辑加法功能的电路 逻辑表达式是：逻辑表达式是：F=A+BF=A+B 当当A=B=0A=B=0F=0F=0，否则否则F=1F=11.3 逻辑代数与逻辑电路52计算机基础知识 3.3.非门电路非门电路 实现逻辑取反功能的电路实现逻辑取反功能的电路 逻辑表达式是：逻辑表达式是：F=AF=A 当当A=0A=0F=1F=1；当；当A=1A=1F=0F=0 4.4.与非门电路与非门电路 由与门、非门组合的电路由与门、非门组合的电路 逻辑表达式是：逻辑表达式是：F=ABF=AB 当当A=B=1A=B=1F=0F=0，否则，否则F=1F=11.3 逻辑代数与逻辑电路53计算机基础知识1.3 逻辑代数与逻辑电路 5.5.异或门电路异或门电路 由与门、或门、非门组合的逻辑电路由与门、或门、非门组合的逻辑电路 逻辑表达式是：逻辑表达式是：F=AB+ABF=AB+AB 当当A=B=0A=B=0或或1F=01F=0，否则，否则F=1F=1与、或、非门电路的不同组合，就与、或、非门电路的不同组合，就可设计复杂的数字逻辑电路。如：可设计复杂的数字逻辑电路。如：实现数制转换的译码器；实现数制转换的译码器；执行算术运算的加法器。执行算术运算的加法器。54计算机基础知识1.3 逻辑代数与逻辑电路三、逻辑电路举例三、逻辑电路举例 例例 分析逻辑电路，写出逻辑表达式和真值表。分析逻辑电路，写出逻辑表达