中职计算机应用第1章(精品).ppt

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1、计算机信息处理技术高等教育出版社同名教材高等教育出版社同名教材高等教育出版社同名教材高等教育出版社同名教材配套电子教案配套电子教案配套电子教案配套电子教案1.1 计算机基本概念计算机基本概念第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识1.1.1 计算机的概念 电子计算机(Digital Computer)是一种能够按照指令对各种数据和信息进行自动加工和处理的电子设备，简称计算机(Computer)，俗称电脑。第一代（1946年1958年）是电子管计算机时代。这一代计算机的逻辑元件采用电子管(见图1-1，图1-2)，使用机器语言编程，尔后又产生了汇编语言。代表机型有ENIAC、IBM650(小型机)

2、、IBM709(大型机)等。1.1.2 计算机的发展计算机的发展 第二代（1959年1964年）是晶体管计算机时代。这一代计算机逻辑元件采用晶体管（见图1-3，图1-4），并出现了管理程序和COBOL、FORTRAN等高级编程语言。代表机型有IBM7090、IBM7094、CDC7600等。第三代（1965年1970年）是中小规模集成电路计算机时代。这一代计算机逻辑元件采用中、小规模集成电路（见图1-5，图1-6），出现了操作系统和诊断程序，高级语言更加流行，如BASIC、Pascal、APL等。代表机型有IBM360系列、富士通F230系列等。第四代（1971年至今）是大规模集成电路计算机时

3、代。这一代计算机逻辑元件是大规模和超大规模集成电路，使用微处理器(Microprocessor)芯片（见图1-7）。这一代计算机速度快、存储容量大、外部设备种类多、用户使用方便、操作系统和数据库技术进一步发展。计算机技术与网络技术、通信技术相结合，使计算机应用进入了网络时代，多媒体技术的兴起扩大了计算机的应用领域。我国于1958年研制出第一台电子计算机，此后我国的计算机科学研究和计算机应用得到迅猛发展，代表性成就是成功研制出具有世界先进水平的曙光、天河系列超级计算机。2010年11月，天河一号曾以每秒4.7千万亿次的峰值速度，首次将五星红旗插上超级计算领域的世界之巅。2013年5月由国防科大研

4、制的天河二号超级计算机系统，以峰值计算速度每秒5.49亿亿次、持续计算速度每秒3.39亿亿次双精度浮点运算的优异性能再次位居榜首，成为全球最快超级计算机（见图1-8）。1971年美国Intel公司首次把中央处理器（CPU）制作在一块芯片上，研制出了第一个4位单片微处理器Intel4004，它标志着微型计算机的诞生。微型计算机称为个人计算机、PC机或电脑，是各类计算机中发展最快、使用最多的一种计算机，我们日常学习、生活、工作中使用的多数是微型计算机。微型计算机又有台式机和笔记本等多种形式，如图1-9，图1-10所示。介于普通微型计算机和小型计算机之间有一类高级微机称为工作站，具有速度快、容量大、

5、通信功能强的特点，适合于复杂数值计算，价格便宜，常用于图像处理、辅助设计、办公自动化等方面。苹果工作站如图1-11所示。最小的单片机则把计算机做在了一块半导体芯片上，使它可直接嵌入到其他机器设备中进行数据处理和过程控制。例如，ATMEL 公司的AT89S51单片机如图1-12所示。微型计算机随着集成电路技术的进步已经出现了五个发展阶段：第一代（1971年1973年）4位或准位微型计算机。其CPU的代表是Intel4004、Intel8008。第二代（1974年1977年）8位微型计算机。其CPU的代表是Intel8080、M6800、Z80。第三代（1978年1980年）16位微型计算机。其C

6、PU的代表为Intel8086、M68000、Z8000。第四代（1981年1992年）32位微型计算机。其CPU的代表是Intel80386、Intel 80486、IAPX432、MAC2、HP32、M68020等。第五代（1993年至今）64位微型计算机。其CPU的代表是Pentium（奔腾）芯片和PowerPc芯片以及Alpha芯片。1科学计算 科学计算（Scientific Calculation）是计算机应用最早的领域。在科学研究和工程设计中，经常会遇到各种各样的数值计算问题，例如：我国嫦娥一号卫星从地球到达月球要经过一个十分复杂的运行轨迹（如图1-13所示），为设设计计运运行行轨

7、轨迹迹要进行大量的计算工作。计算机具有速度快、精度高的特点以及它能够按指令自动运行、准确无误的运算能力，可以高效率地解决这类问题。科学计算又称为数值计算。1.1.3 计算机的应用领域计算机的应用领域2信息处理 信息处理（Information Processing）是指用计算机对信息进行收集、加工、存储和传递等工作，其目的是为有各种需求的人们提供有价值的信息，作为管理和决策的依据。例如：人口普查资料的统计、股市行情的实时管理、企业财务管理、市场信息分析、个人理财记录等都是信息处理的例子。计算机信息处理已广泛应用于企业管理、办公室自动化、信息检索等诸多领域，成为计算机应用最活跃、最广泛的领域之一

8、。3过程控制 计算机过程控制（Process Control）是指用计算机对工业过程或生产装置的运行状况进行检测，并实施生产过程自动控制。例如：用火箭将嫦娥一号卫星送向月球的过程，就是一个典型的计算机控制过程。将计算机信息处理与过程控制有机结合起来，能够实现生产过程自动化，甚至能够出现计算机管理下的无人工厂。4计算机辅助设计辅助教学 计算机辅助设计（Computer-Aided Design缩写CAD）是指利用计算机来帮助设计人员进行工程设计。辅助设计系统配有专业绘图软件用来协助设计人员绘制设计图纸，模拟装配过程，甚至设计结果能够直接驱动机床加工制造。用计算机进行辅助设计，不但速度快，而且质量

9、高，可以缩短产品开发周期，提高产品质量。计算机辅助教学（Computer-Aided Instruction缩写CAI）是指利用计算机来辅助教学和学习。教师可以利用计算机创设仿真的情境，向学生提供丰富的学习资源，提高教学效果；可以开发网络化学习资源库，支持学生远程学习，并实现在计算机辅助下的师生交互，构成新型的人机交互学习系统，学习者可以自主确定学习计划和进度，既灵活又方便。5人工智能 人工智能（Artificial Intelligence）是利用计算机对人的智能进行模拟，模仿人的感知能力、思维能力和行为能力等，例如在语音识别、语言翻译、逻辑推理、联想决策、行为模拟等等。最具有代表性的应用是

10、机器人，包括机械手、智能机器人（图1-14 机器人）。1.2 计算机系统组成计算机系统组成1.2.2 微型计算机系统组成微型计算机系统组成 典型的以存储器为中心的计算机组成结构如图1-15所示。计算机的硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个部分构成。运算器（Arithmetic and Logic Unit,ALU）是计算机中对数据进行加工处理的部件。它的主要功能是对二进制形式的数据进行加、减、乘、除等算术运算和与、或、非等逻辑运算。控制器（Control Uniit,CU）是计算机中指挥其它各功能单元协调工作的控制部件。它的基本功能是根据程序指令的要求，发出一系列控制信号，

11、使运算器、存储器、输入、输出设备等相互配合完成数据处理任务。存储器（Memory）是计算机中存储程序和数据的部件。它的主要功能是将待处理的数据、处理数据的程序（指令的集合）、经处理后的结果数据等，有序地保存起来，并在控制器的控制下可以随时进行“存”、“取”操作，配合整个计算机的数据处理工作。运算机、控制器、存储器构成计算机系统的硬件核心，人们常称这部分为计算机的“主机”。输入设备和输出设备（Input/Output devices,I/O设备）是计算机主机与人（或其它装备）交换信息的设备，也是人们使用计算机时接触最多的设备。1.2.2 微型计算机系统组成微型计算机系统组成微型计算机的典型组成结

12、构如图1-16所示。从图1-16可以看出，微型计算机是以CPU为核心，通过系统总线将存储器、外存储器、输入设备、输出设备等连接起来，形成完整的硬件系统。系统总线（Bus）是计算机系统部件之间传送数据和控制信号的公共通道。系统总线由三个部分构成：数据总线、地址总线和控制总线，分别主要承担数据、地址和控制信号的传送任务。一个完整的计算机系统应该包括硬件系统和软件系统两个部分，如图1-17所示。计算机硬件（Hardware）是指那些由电子元器件和机械装置组成的“硬”设备，如键盘、显示器、主板等，它们是计算机能够工作的物质基础。计算机软件（Software）是指那些在硬件设备上运行的各种程序、数据和有

13、关的技术资料，如Windows操作系统、数据库管理系统等。没有软件的计算机称为“裸机”，裸机无法工作 一个完整的计算机系统应该包括硬件系统和软件系统两个部分，如图1-17所示。当今计算机采用Von Neumann(冯诺依曼)体系结构，其硬件系统由五个基本部分组成，即运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备，如图1-15所示。在微型计算机中，运算器和控制器构成计算机的中央处理器（CPUCentral Processing Unit），中央处理器与内存储器构成计算机的主机，其他外存储器、输入和输出设备统称为外部设备。1中央处理器（CPU）CPU是一个超大规模集成电路芯片，它包含了运算器和控制器的

14、功能，因此CPU又称为微处理器（MPU）。1.2.2 1.2.2 计算机硬件系统计算机硬件系统计算机硬件系统计算机硬件系统 目前，中央处理器型号很多，主流产品是Intel系列、AMD系列等等，如图1-18所示。CPU的主要技术指标包括：（1）字长。字（Word）是中央处理器处理数据的基本单位，字中所包含的二进制数的位数称为字长，它反映了计算机一次可以处理的二进制代码的位数。CPU的字长通常由其内部数据总线的宽度决定，它是CPU最重要的指标之一。字长越长，数据处理精度越高，速度越快。通常以字长来称呼CPU，如Pentium 4 CPU的字长32位，称为32位微处理器。（2）主频。CPU的主频是指

15、CPU的工作时钟频率，是衡量CPU运行速度的指标，Pentium 4 2.0GHz CPU的主频是2.0GHz。（3）整数和浮点数性能。整数运算由ALU实现，而浮点数运算由浮点处理器（Floating Point Unit,FPU）实现。浮点运算主要应用在图形软件、游戏程序处理等。浮点运算能力是选择CPU需要考虑的重要因素之一。（4）高速缓冲存储器。高速缓冲存储器（Cache）设置在CPU内部，工作过程完全由硬件电路控制，数据的存取速度快，其速度高出访问内存速度的数倍，设置Cache可以提高计算机的速度。Cache容量较小，通常在1MB以下。在相同的主频下，Cache容量越大，CPU性能越好。

16、2存储器 计算机的存储器分为3种：高速缓冲存储器（Cache）、主存储器（内存）和外存储器。在计算机中采取如图1-19所示的三级存储器策略来解决存储器的大容量、低成本与适应CPU高速度之间的矛盾。主存储器（内存）分为ROM和RAM两种，ROM存放固定不变的程序和数据，关机后不会丢失；RAM用来在计算机运行时存放系统程序和应用程序以及数据结果等，关机后内容消失。在计算机系统中，内存容量主要由RAM的容量来决定，习惯上将RAM直接称为内存。内存条如图1-20所示，内存条安装在主板上CPU的附近。内存容量从几十兆字节（MB）到几个吉字节（GB），如：64MB，128MB，256MB，512MB，1G

17、B等，可根据需要配置。只读存储器ROM，在计算机工作时只能读出（取），不能写入（存）。ROM中存储的程序或数据是在组装计算机之前就写好了的。只读存储器芯片有3类：MROM称为掩模ROM，存储内容在芯片生产过程中就写好了；PROM称为可编程ROM，存储内容由使用者一次写定，不能再更改；EPROM称为可擦除可编程ROM，使用者可以多次更改写入的内容。随机存取存储器RAM，可随时读出和写入，分为DRAM（动态RAM）和SRAM（静态RAM）两大类。DRAM存储容量大、速度较慢、价格便宜，内存的大部分都是由DRAM构成的；SRAM速度快、价格较贵，常用于高速缓冲存储器。外存储器简称外存，也叫做辅助存储

18、器。外存储器由磁性材料或光反射材料制成，价格低，容量大，存取速度慢，用于长期存放暂时不用的程序和数据，常用的有硬盘、光盘和移动存储器等（图1-21，图1-22，图1-23）。存储容量的单位用B（字节Byte）、KB（千字节）、MB（兆字节）、GB（吉字节）、TB（T字节）来表示，1TB=1024GB，1GB=1024MB，1MB=1024KB，1KB=1024B。硬盘是计算机的基本配件，几乎所有的用户数据都要存储到硬盘存储器中，如图1-20所示。硬盘包括硬盘盘片和硬盘驱动器，驱动器驱动盘片旋转实现数据存取。当前主流IDE硬盘的硬盘转速一般为5400rpm和7200rpm，转速反映硬盘的档次。随

19、着硬盘容量的不断增大，硬盘的转速也在不断提高。目前硬盘容量已经达到120GB以上。CD-ROM光盘容量约650MB，单面DVD光盘容量约4.7GB，双面双层DVD容量可达17GB。光盘驱动器是对光盘进行读写操作的一体化设备，目前流行的光驱有DVD-ROM和Combo（康宝）。光盘驱动器可以同时带有刻录功能，称为光盘刻录机，记作CD-RW或DVD-RW。移动存储器主要有移动硬盘和U盘两类。移动硬盘和普通硬盘没有本质区别，经过防震处理，提供USB接口，实现即插即用。U盘属于移动半导体存储设备（闪存），也采用USB接口，存储容量已经达到32GB以上，成为计算机使用者必备的移动存储设备。3输入设备（I

20、nput Equipment）输入设备用于向计算机输入程序和数据。它将程序和数据从人类习惯的形式转换成计算机的内部二进制代码放在内存中。常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等（图1-24、图1-25）。键盘是向计算机发布命令和输入数据的重要输入设备。根据接口的不同，键盘可分为PS/2接口键盘和USB接口键盘，当前的主板大多同时支持这两种接口的键盘。根据键盘与计算机连接方式不同，键盘可分为有线键盘和无线键盘，无线键盘在使用时需在主机上加装配套的接收器，用于接收键盘发出的信号。接收器一般安装在串口上。目前常用鼠标分机械式和光电式两类。机械式鼠标底部有一个可以滚动的橡胶球，通过滚动球的滚动，将

21、位置移动变换成为计算机可以理解的信号。光电式鼠标有一个光电探测器，在具有反光功能的板上使用，检测鼠标移动产生电信号，传给计算机完成光标的同步移动。4输出设备（Output Equipment）输出设备将计算机内的二进制代码形式的数据转换成人类习惯的文字、图形和声音等形式输出出来。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。显示器是必备的输出设备，主要有CRT（阴极射线管）显示器和LED（液晶）显示器两类，如图1-26所示。CRT显示器接收视频信号输入，分辨率为800600、1024768或更高，分辨率是指屏幕每行每列的像素数。LED显示器具有体积小、低功耗、无闪烁、无辐射的特点，价格比同档次的C

22、RT显示器高很多。打印机是用来打印文字或图片的设备，是办公自动化必不可少的输出设备之一。打印机常用针式打印机、喷墨打印机、激光打印机三种，如图1-27所示。根据打印颜色可分为单色打印机和彩色打印机，根据打印幅面可分为窄幅打印机（A4以下）和宽幅打印机。软件是指计算机运行所需的程序及其有关的文档资料。软件系统是指各种软件的集合，软件系统可分为系统软件（System Software）和应用软件（Application Software）两大类，如图1-14所示。1.系统软件 系统软件是为高效使用和管理计算机而编制的软件。系统软件包括操作系统、编程语言、汇编和编译程序、故障诊断程序、网管程序、数据

23、库管理系统等，用于管理、操纵和维护计算机，并保证其正常运行。系统软件是为了提高计算机的使用效率，对计算机的各种软、硬件资源进行管理的一系列软件的总称。系统软件有操作系统、语言处理软件、数据库管理系统和服务程序等几大类。1.2.3 计算机软件系统计算机软件系统（1）操作系统（Operating System 缩写OS）操作系统是最基本的系统软件，它由一系列程序构成，使用户可以通过简单命令让设备完成指定的任务；这些程序还可以对CPU的时间、存储器的空间和软件资源进行管理。操作系统是计算机硬件与用户之间的界面。例如，一般情况下我们通过Windows操作系统来操作使用微型计算机，它就是使用者与硬件系统

24、之间的界面，它将使用者（用户）发出的指令转换成复杂的对计算机硬件系统进行指挥和管理的内部操作。操作系统的任务是更加有效的管理和使用计算机系统的各种资源，发挥各个功能部件的最大功效，方便用户使用计算机系统。它通常具有进程管理、存储管理、设备管理、作业管理、文件管理等5个方面的功能。（2）语言处理软件 语言处理软件是指各种编程语言以及汇编程序、编译系统和解释系统等语言转换程序。编程语言包括机器语言、汇编语言和高级语言，用来编写计算机程序或开发应用软件。（3）常用的服务程序 服务程序是人们能够顺利使用计算机的帮手，是系统软件的一个重要组成部分。常用的工具软件有诊断程序、调试程序和编辑程序等。（4）数

25、据库管理系统（Data Base Management System 缩写DBMS）所谓数据库（Data Base），就是实现有组织地、动态地存储大量相关数据，方便多用户访问的由计算机软、硬件资源组成的系统。为数据库的建立、操纵和维护而配置的软件称为数据库管理系统。例如，目前微机上配备的数据库管理系统有MS Access、FoxPro、MS SQL Server、Oracle、DB2等。2.应用软件 应用软件是指为解决计算机用户的特定应用而编制的软件，它运行在系统软件之上，运用系统软件提供的手段和方法，完成我们实际要做的工作。如：财务管理软件、文字处理软件、绘图软件、信息管理软件等等。3基本输

26、入/输出系统（Basic Input/Output System 缩写BIOS）我们已经知道，完整的可以工作的计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成。但是，计算机硬件系统的生产和软件系统的生产一般是分离的，他们有不同的专业化企业来设计制造开发。我们接触的微型计算机系统，属于通用计算机类型，即各种不同需求的用户都可以通过在这些计算机的硬件系统基础上选择安转自己需要的软件来实现自己特定的使用目标。因此，就会有我们大家都熟悉的情景，新购买的计算机都要进行软件安装才能正常运行。由于企业生产的专业分工和通用性的要求，计算机硬件生产企业出厂的计算机整机不配备软件系统，此时的计算机称为“裸机”。此时的

27、计算机好比只有身体而没有任何知识和能力的人，即听不懂语言也不会做任何事情，因此，“裸机”不能正常运行，用户无法使用。但是，只要“裸机”具有基本的输入和输出功能，用户（或计算机销售公司）就可以将操作系统、应用软件等安装上去，使其成为一台符合用户要求的计算机系统。这好比一个人出生时要具有吃喝拉撒的本能和学习能力，以后就会成长为一个真正的社会人。从上面的说明可知，“裸机”必须具备基本输入/输出系统（BIOS），它是嵌入在计算机硬件系统之中抹不掉的软件，也可以说是和计算机硬件系统融为一体的最基础层面的软件。由BIOS开始，通过用户逐层安装构成：BIOS、操作系统、高级语言和数据库、应用软件等软件环境。

28、如图1-28所示。由BIOS开始，通过用户逐层安装构成：BIOS、操作系统、高级语言和数据库、应用软件等软件环境。如图1-28所示。1.3 计算机中的数与信息编码计算机中的数与信息编码1.3.1 计算机中的数制1.3.1 计算机中的数制1.3.1 计算机中的数制1.3.1 计算机中的数制计算机中的数制1十进制（Decimal）十进制数用0，1，2，9十个数码表示，并按“逢十进一”、“借一当十”的规则计数。十进制的基数是10，不同位置具有不同的位权。计算机通过对二进制形式的数字进行运算加工，实现对各种信息的加工处理。信息（Information）泛指人类社会中传播的一切内容，是以适合于通信、存储

29、或处理的形式来表示的知识或消息。人们将各种信息用二进制数字（代码）来表示，便可以输入到计算机中进行快速、准确、自动的加工处理。本节主要学习计算机中数的表示、常见的信息编码和计算机中数据处理的一般过程。2二进制（Binary）二进制数用0，1两个数码表示，二进制的基数是2，不同位置具有不同的位权。例如：(1011.101)2=12 3 022 121 12 0 12 1 02 2 12 3=(11.625)10 二进制数的位权展开式可以得到其表征的十进制数大小。二进制数常用(N)2来表示，也可以记作(N)B。二进制数的运算很简单，遵循“逢二进一”、“借一当二”的规则。1+1=0（进1）1+0=1

30、0+1=10+0=01-1=0 1-0=1 0-1=1（借1）0-0=011=110=101=000=03十六进制（Hexadecimal）十六进制数用0，1，2，9，A，B，C，D，E，F十六个数码表示，A表示10，B表示11，F表示15。基数是16，不同位置具有不同的位权。例如：(3AB.11)16 =316 2 A161 B16 0 116 1 116-2=(939.0664)101.3.2 数制间的转换1.3.2 数制间的转换数制间的转换1十进制数转换成二进制数 十进制数整数转换成二进制数将十进制数转换成二进制数，要将十进制数的整数部分和小数部分分开进行。将十进制的整数转换成二进制整数

31、，遵循“除2取余、逆序排列”的规则；将十进制小数转换成二进制小数，遵循“乘2取整、顺序排列”的规则；然后再将二进制整数和小数拼接起来，形成最终转换结果。例如：（45.8125）10=（101101.1101）2转换结果：（45）10 =（101101）2 十进制小数转换成二进制小数2十进制数转换成十六进制数 将十进制数转换成十六进制数与转换成二进制数的方法相同，也要将十进制数的整数部分和小数部分分开进行。将十进制的整数转换成十六进制整数，遵循“除16取余、逆序排列”的规则；将十进制小数转换成十六进制小数，遵循“乘16取整、顺序排列”的规则；然后再将十六进制整数和小数拼接起来，形成最终转换结果。

32、3二进制数与十六进制数的相互转换（1）十六进制数转换成二进制数 由于一位十六进制数正好对应四位二进制数，对应关系见表1-1，因此将十六进制数转换成二进制数，每一位十六进制数分别展开转换为二进制数即可。例如：将十六进制数（3ACD.A1）16转换成二进制数。（2）二进制数转换成十六进制数 将二进制数转换成十六进制数的方法，可以表述为：以二进制数小数点为中心，向两端每四位组成一组（若高位端和低位端不够四位一组，则用0补足），然后每一组对应一个十六进制数码，小数点位置对应不变。例如：将二进制（10101111011.0011001011）2转换成十六进制数。1.3.3 计算机中的数计算机中的数 计算

33、机中最小的数据单位是二进制的一个“位”（bit）。在上面的图中，b，b，b分别表示八个二进制位，每一位的取值“”或“1”，就表示了一个位的二进制数。相邻8个二进制位称为一个“字节”（Byte），简写为“”，字节是最基本的容量单位，可以用来表示数据的多少和存储空间的大小。现代计算机的软件和存储器容量已经相当大，容量单位常用KB（千）、MB（兆）、GB（吉）、TB（特）来表示，它们之间的关系是：1 KB=210 B=1 024 B 1 MB=210 KB=1 024 KB 1 GB=210 MB=1 024 MB 1 TB =210 GB=1 024 GB 例如，某一个文件的大小是76KB，某个存

34、储设备的存储空间有40GB等。1整数的表示 在计算机中数分为整数和浮点数。整数分有符号数和无符号数。计算机中的地址和指令通常用无符号数表示。8位无符号数的范围为0000000011111111，即0255。计算机中的数通常用有符号数表示，有符号数的最高位为符号位，用“0”表示正，用“1”表示负。正数和零的最高位为0，负数的最高位为1。8位有符号数的范围为1111111101111111，即-127+127。为了便于计算，计算机中的数通常使用补码的形式。最高位为符号位，其它位表示数值大小的绝对值，这种数的表示方法称为原码；最高位为符号为，正数的其它位不变，负数的其它位按位取反，这种数的表示方法称

35、为反码；最高位为符号为，正数的其它位不变，负数的其它位在反码的基础上再加1（即按位取反加1），这种数的表示方法称为补码。例如：有符号数：+11 -11原 码：00001011 10001011反 码：00001011 11110100补 码：00001011 111101012.浮点数的表示 在计算机中，实数通常用浮点数来表示。浮点数采用科学计数法来表征，科学计数表示：十进制数：57.625=102（0.57625）-0.00456=10-2（-0.456）二进制数：110.101=2+11（0.110101）浮点数由阶码和尾数两部分组成，如下图所示。阶码表示指数的大小（尾数中小数点左右移动的

36、位数），阶符表示指数的正负（小数点移动的方向）；尾数表示数值的有效数字，为纯小数（即小数点位置固定在数符与尾数之间），数符表示数的正负。阶符和数符各占一位，阶码和尾数的位数因精度不同而异。1.3.4 常见信息编码常见信息编码1BCD码 计算机中的数用二进制表示，而人们习惯使用十进制数。计算机提供了一种自动进行二进制与十进制转换的功能，它要求用BCD码作为输入输出的桥梁，以BCD码输入十进制数，或以BCD码输出十进制数。BCD码（Binary-Coded Decimal）就是将十进制的每一位数用多位二进制数表示的编码方式，最常用的是8421码，用四位二进制数表示一位十进制数。表1-2列出了十进制

37、数与BCD码之间的8421码对应关系。2字符的ASCII码计算机中常用的基本字符包括十进制数字符号09，大小写英文字母AZ，az，各种运算符号、标点符号以及一些控制符，总数不超过128个，在计算机中它们都被转换成能被计算机识别的二进制编码形式。目前，在计算机中普遍采用的一种字符编码方式，就是已被国际标准化组织ISO采纳的ASCII码（American Standard Code for Information Interchange 美国标准信息交换码），见表1-3。3汉字的编码 对汉字进行编码是为了使电脑能够识别和处理汉字，在汉字处理的各个环节中，由于要求不同，采用的编码也不同，图1-29表

38、示了汉字在不同阶段的编码。（1）汉字的输入码 汉字的输入码是为用户能够利用西文键盘输入汉字而设计的编码。由于汉字数量众多，字形、结构都很复杂，因此要找出一种简单易行的方案不那么简单。人们从不同的角度总结出了各种汉字的构字规律，设计出了多种的输入码方案。主要有以下四种。数字编码，如区位码。字音编码，如各种全拼、双拼输入方案。字形编码，如五笔字型。音形编码，根据语音和字形双重因素确定的输入码。（2）国标码 1980年，我国颁布了信息交换用汉字编码字符集基本集（GB2312-80），称为国标码。GB2312-80中共收录了汉字6763个，682个非汉字字符（图形、符号）。汉字又分一级汉字3755个和

39、二级汉字3008个，一级汉字按拼音字母顺序排列，二级汉字按部首顺序排列。国标码中每个汉字或字符用双字节表示，每个字节最高位都置0，而低7位中又有34种状态做控制用，所以每个字节只有94（12734=94）种状态可以用于汉字编码。前一字节表示区码（表示行，区号094），后一字节表示位码（表示列，位号094），形成区位码，区码和位码各用两位十六进制数字表示，例如汉字“啊”的国标码为3021H。有了统一的国标码，不同系统之间的汉字信息就可以互相交换了。（3）汉字的机内码 汉字的机内码是汉字在计算机系统内部实际存储、处理统一使用的代码，又称汉字内码。机内码用两个字节表示一个汉字，每个字节的最高位都为“

40、1”，低7位与国标码相同。这种规则能够使汉字与英文字符方便地区别开来（ASCII码的每个字节的最高位为0）。例如：“啊”的国标码：00110000 00100001“啊”的机内码：10110000 10100001（4）汉字的字形码（输出码）字形码提供输出汉字时所需要的汉字字形，在显示器或打印机中输出所用字形的汉字或字符。字形码与机内码对应，字形码集合在一起，形成字库。字库分点阵字库和矢量字库两种。由于汉字是由笔画组成的方字，所以对于汉字来讲，不论其笔画多少，都可以放在相同大小的方框里。如果我们用m行n列的小圆点组成这个方块（称为汉字的字模点阵），那么每个汉字都可以用点阵中的一些点组成。图1-

41、30所示为汉字“中”的字模点阵。1.3.5 数据在计算机中的处理过程数据在计算机中的处理过程 计算机系统从硬件结构上由输入输出设备和主机构成，主机由中央处理器（CPU）和内存其组成，为加强计算机功能和方便人们使用还配备了各种外存储器，这样计算机硬件系统构成可用图1-31表示。1.4 多媒体基础知识多媒体基础知识1.4.1 多媒体技术及常用多媒体设备多媒体技术及常用多媒体设备1、多媒体概念 多媒体（Multimedia）是文字、声音、图像、动画、视频等多种媒体信息的统称。计算机多媒体技术（Multimedia Technology）则是指计算机综合处理多种媒体信息的技术。习惯上，人们常把“多媒体

42、”当成“计算机多媒体技术”的同义语。2、多媒体计算机 多媒体计算机是指能够对声音、图像、视频等多媒体信息进行综合处理的计算机。当前，多媒体计算机一般指多媒体个人计算机（MPC），其主要功能是把文字、声音、图形、图像、视频、动画和计算机交互控制结合起来，进行综合处理，以满足人们的需要。3、常见多媒体设备 常见的多媒体输入设备有麦克风、触摸屏、扫描仪、数字摄像头、数位绘图板等，如表1-4所列。常见的多媒体输出设备有显示器（即电脑屏幕）、音箱、投影机等1.4.2 多媒体信息的主要类型多媒体信息的主要类型1.多媒体核心技术 在多媒体计算机中，主要使用了两种核心技术，一种是模数/数模转换技术，一种是压缩

43、编码技术。计算机处理多媒体信息的前提是，要将多媒体信息转换成二进制形式的数据。模数转换（模数转换（A/D）技术）技术是将多媒体信息转换为计算机可以处理的二进制数据的技术。首先，通过采集设备（如声音使用麦克风、静态图像通过数码相机、动态图像使用摄像机）将现实世界的声音、图像等信息转化为模拟电信号，然后对这个模拟电信号进行数字化转换（即A/D），获得表示多媒体信息的数据。数模转换（数模转换（D/A）技术）技术是将计算机中的二级制数据转换成模拟电信号形式的多媒体信息的技术。模拟电信号形式的信息通过显示器、音箱等多媒体输出设备显示出图像、视频或播放出音响，人们就可以顺利地接受这些信息。压缩技术压缩技术

44、是将体量很大的数据集以一定的算法重新组合编码，在不丢失信息的前提下获得体量更小数据集的技术。压缩技术是一种软件技术，经过压缩后多媒体信息数据量大大减小，以便于保存和传输。解压缩技术解压缩技术是将一个经过压缩的文档、文件（多媒体信息或其它数据文件），通过还原算法将数据恢复成压缩前的原始状态，以便于还原多媒体信息。2.多媒体信息的类型 多媒体信息在计算机中是以文件方式保存的，不同多媒体信息的获取、播放和处理所使用的软件也各不相同。常见的多媒体信息与文件类型如表1-6所示。在人身安全方面，微型计算机属于在弱电状态工作的电器设备，并且机械运动装置均封闭在机箱之内，对使用计算机的人不构成威胁。只有两点需

45、要注意：(1)在接触电源线时，不要湿手操作,以防触电；(2)计算机屏幕的辐射,这一点目前还没有定论。1.5 计算机的安全使用计算机的安全使用1设备安全 设备安全主要是指计算机硬件的安全。计算机硬件设备安全产生影响的因素主要是电源、环境与操作三个方面。（1）电源 在正常的连接下，电网电压的突变会对计算机造成损坏。如果附近有大功率、经常启停的用电设备，为保证计算机安全正常地工作，最好要配备一台具有净化、稳压功能的UPS电源。这种电源可以过滤电网上的尖峰脉冲，保持供给计算机设备稳定的220V交流电压，并且在停电时电源内部的蓄电池可以为用户提供保存程序和数据的操作时间。1.5.1 设备和数据的安全设备

46、和数据的安全（2）环境 计算机设备要放置稳定，与周边物体距离保持在10 cm以上，在温室状态下，使计算机处于通风良好便于散热的环境中。要使计算机处在灰尘较少的空气环境中。灰尘进入计算机机箱会使计算机运行出错，磁盘读写出错甚至损坏设备。要防止潮湿。空气湿度大，或水滴进入计算机任何一个部件都会造成计算机工作错误或损坏设备。要防止阳光直射计算机屏幕。阳光照射会降低显示器的使用寿命或损坏显示性能。要防止震动。经常性的震动对计算机的任何一个部件都是有害的。（3）使用操作 计算机中的各种芯片，很容易被较强的电脉冲损坏。在计算机中这种破坏性的电脉冲来自显示器中的高压、电源线接触不良的打火以及各部件之间接触不

47、好，造成电流通断的冲击等。因此，在操作时要：a 先开显示器后开主机，先关主机后关显示器。b在开机状态下，不要随意插拔各种接口卡和外设电缆。c特别不要在开机时随意搬动各种计算机设备，这样做对计算机设备和人身安全都很不利。各种操作不能强行用力。在键盘操作、插拔磁盘、插拔各种接口卡以及连接各种外部设备的电缆线时，如果适当用力还不能完成操作，一定要停下来仔细观察分析问题的原因，纠正错误，再继续操作。要选择质量较好的打印纸。如果打印机纸上有硬块杂质，会损坏打印机的打印头。光盘驱动器要通过按钮操作打开与闭合，不要用手推拉。否则有可能对驱动器造成损坏。2数据安全（1）造成数据破坏或丢失的原因造成数据破坏或丢

48、失，有计算机故障、操作失误和计算机病毒等几种原因。1）计算机故障 最常见的情况是外存储器（软盘、硬盘或移动存储设备）工作出现故障，使数据无法读出或读出错误。因此，要注意对存储设备的保护，防止折弯、划伤或受到强磁场的影响；要防止计算机正在对磁盘（特别是硬盘）做读写时振动机器，造成磁头和盘片的损伤。软件故障也是造成数据破坏的原因之一。系统软件和应用软件或多或少都存在一些缺陷，当计算机运行程序恰好经过缺陷点时，会造成数据的混乱。2）操作失误 在操作使用计算机的过程中，误将有用的数据删除；忘记将有用的数据保存起来或找不到已经保存的数据；数据文件的读写操作不完整，使存储的数据无法读出。3）计算机病毒感染

49、计算机病毒是目前最常见的破坏数据的原因。（2）解决数据破坏或丢失的方案对于计算机故障和操作失误造成数据破坏或丢失的问题可以通过以下几个措施来避免或减少损失。经常地做数据备份，保留最新阶段成果；加强对存储盘片的保护；养成数据管理的良好习惯（包括对硬盘目录下的数据文件和软盘片的管理）。深入理解各种软件操作命令的执行过程，保证数据文件存储完整。1.5.2 信息活动规范信息活动规范1、知识产权的概念知识产权是一种无形财产权，是从事智力创造性活动取得成果后依法享有的权利。通常分为两部分，即“工业产权”和“版权”。工业产权又称“专利权”是发明专利、实用新型、外观设计、商标的所有权的统称，。版权(Copyr

50、ight)亦称“著作权”，是指权利人对其创作的文学、科学和艺术作品所享有的独占权。这种专有权未经权利人许可或转让，他人不得行使，否则构成侵权行为（法律另有规定者除外）。2、信息活动行为规范（1）分类管理。要自觉养成信息分类管理的好习惯，使自己的信息处理工作更加快捷、高效。（2）友好共处。与他人共用计算机时，要注意保护他人的数据，珍惜别人的工作成果。（3）拒绝病毒。提高预防计算机病毒的意识，维护良好的信息处理工作环境。（4）遵纪守法。在信息活动中，要遵守国家法律法规，不做有害他人、有害社会的事情。（5）爱护设备。文明实施各种操作，爱护信息化公共设施。（6）注意安全。认真管理帐号、密码和存有重要数