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計算機(jī)基礎(chǔ)知識,1,2.2計算機(jī)系統(tǒng)的組成與工作原理4.1數(shù)制轉(zhuǎn)換及運算4.2數(shù)據(jù)在計算機(jī)中的表示,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,2.2計算機(jī)系統(tǒng)的組成與工作原理2.2.1計算機(jī)系統(tǒng)的組成,2,系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件,計算機(jī)系統(tǒng)分為：硬件+軟件,硬件,,軟件,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,計算機(jī)系統(tǒng)的組成,3,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,2.2.2計算機(jī)硬件組成,4,計算機(jī)硬件包括主機(jī)和外設(shè),計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,計算機(jī)的五大部件,5,馮.諾依曼思想：二進(jìn)制程序與數(shù)據(jù)一樣存放在內(nèi)存五大模塊,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,處理器,6,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,存儲器,7,存儲器是計算機(jī)存儲數(shù)據(jù)和程序的記憶單元集合，每個記憶單元由8位二進(jìn)制位組成，可讀寫其中的數(shù)據(jù)。,存儲器,存儲器通常分為內(nèi)存儲器和外存儲器,存放大量信息的外存儲器,信息交流中心內(nèi)存儲器,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,存儲器,8,每個記憶單元由8位二進(jìn)制位組成。,1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB1TB=210GB=1024GB,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,輸入設(shè)備、輸出設(shè)備,9,常用輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、光筆、數(shù)字化儀、麥克風(fēng)等。常用輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、音響等。,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,2.2.3計算機(jī)的基本工作原理,10,指令是能被計算機(jī)識別并執(zhí)行的的二進(jìn)制代碼，完成一種操作。,數(shù)據(jù)傳送指令數(shù)據(jù)處理指令程序控制指令輸入輸出指令其它指令,IfGoto……,＋－AndOr……,對計算機(jī)的硬件進(jìn)行管理等,指令,,,結(jié)構(gòu),分類,操作碼要完成的操作類型或性質(zhì)操作數(shù)操作的內(nèi)容或所在的地址,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,計算機(jī)的基本工作原理,11,指令的執(zhí)行過程分為以下4個步驟：①取指令按照指令計數(shù)器中的地址，從內(nèi)存儲器中取出指令，并送往指令寄存器。②分析指令對指令寄存器中存放的指令進(jìn)行分析，由譯碼器對操作碼進(jìn)行譯碼，將指令的操作碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制電位信號；由地址碼確定操作數(shù)地址。③執(zhí)行指令由操作控制線路發(fā)出完成該操作所需要的一系列控制信息，去完成該指令所要求的操作。④一條指令執(zhí)行完成，指令計數(shù)器加1或?qū)⑥D(zhuǎn)移地址碼送入程序計數(shù)器，然后回到①。,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,計算機(jī)的基本工作原理,12,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,678.34=6102+7101+8100+310-1+410-2,4.1數(shù)制轉(zhuǎn)換及運算4.1.1進(jìn)位計數(shù)制,13,N=an-1rn-1＋an-2rn-2＋…＋a0r0＋a-1r-1＋…＋a-mr-m,r進(jìn)制數(shù)N可表示為：,r進(jìn)制數(shù)用r個基本符號（例如0，1，2，…，r-1）表示數(shù)值,基數(shù),權(quán),數(shù)碼,,,,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,4.1.2不同進(jìn)位計數(shù)制間的轉(zhuǎn)換,14,r進(jìn)制轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制：數(shù)碼乘以各自的權(quán)的累加例：10101(B)=24+22+1=21101.11(B)=22+1+2-1+2-2=5.75101(O)=82+1=6571(O)=7?8+1=57101A(H)=163+16+10＝4106,進(jìn)制表示符號B二進(jìn)制O八進(jìn)制D十進(jìn)制H十六進(jìn)制,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,十進(jìn)制轉(zhuǎn)化成r進(jìn)制,15,整數(shù)部分：除以r取余數(shù)，直到商為0，余數(shù)從右到左排列。小數(shù)部分：乘以r取整數(shù)，整數(shù)從左到右排列。,100(D)=144(O)=64(H),,1.04,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,余數(shù),二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換,16,,1101101110.110101(B)=1556.65(O)1556651101101110.110101(B)=36E.D4(H)36ED4,一位八進(jìn)制數(shù)對應(yīng)三位二進(jìn)制數(shù)一位十六進(jìn)制數(shù)對應(yīng)四位二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制轉(zhuǎn)化成八(十六)進(jìn)制)整數(shù)部分：從右向左按三(四)位進(jìn)行分組小數(shù)部分：從左向右按三(四)位進(jìn)行分組不足補(bǔ)零,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)間的關(guān)系,17,,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,4.4.3二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運算,18,1.二進(jìn)制數(shù)的加法運算,2.二進(jìn)制數(shù)的減法運算,加法運算法則0+0=00+1=1+0=11+1=10,減法運算法則0-0=1-1=01-0=10-1=1,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運算,19,3.二進(jìn)制數(shù)的乘法運算4.二進(jìn)制數(shù)的減法運算,乘法運算法則00=001=10=011=1,減法運算法則00=001=011=1,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,4.4.4二進(jìn)制數(shù)的邏輯運算,20,邏輯非運算,邏輯非的真值表,,,邏輯與運算,邏輯與的真值表,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,4.4.4二進(jìn)制數(shù)的邏輯運算,21,邏輯或運算,,邏輯或的真值表,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,4.2數(shù)據(jù)在計算機(jī)中的表示,22,二進(jìn)制優(yōu)點：物理上容易實現(xiàn)，運算簡單，可靠性、通用性強(qiáng),計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,4.2.1數(shù)值,23,,符號位“0”表示正、“1”表示負(fù),定點整數(shù),符號數(shù)的機(jī)器數(shù)表示,定點小數(shù),計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,浮點數(shù)表示,24,110.011(B)=1.100112+10=11001.12-10=0.1100112+11,N=數(shù)符?尾數(shù)?2階符?階碼尾數(shù)的位數(shù)決定數(shù)的精度階碼的位數(shù)決定數(shù)的范圍,規(guī)格化的形式：尾數(shù)的絕對值大于等于0.1并且小于1，從而唯一地規(guī)定了小數(shù)點的位置。,,定點整數(shù),定點小數(shù),計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,帶符號數(shù)的表示,25,(3)補(bǔ)碼,假定一個數(shù)在機(jī)器中占用8位。(1)原碼,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,4.2.2字符,26,西文字符ACSII碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)128個常用字符，用7位二進(jìn)制編碼，從0到127控制字符：0～32，127；普通字符：94個。例如：“a”字符的編碼為1100001，對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)是97；換行0AH10回車0DH13空格20H32‘0’～‘9’30H～39H48～57‘A’～‘Z’41H～5AH65～90‘a(chǎn)’～‘z’61H～7AH97～122,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,漢字編碼,27,(1)漢字輸入碼音碼類全拼、雙拼、微軟拼音、智能ABC等形碼類五筆字型法、鄭碼輸入法等。(2)漢字國標(biāo)碼(GB2312－80)每個漢字占兩個字節(jié)。一級漢字：3755個；二級漢字：3008個。漢字分區(qū)，每個區(qū)94個漢字。(3)機(jī)內(nèi)碼,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,漢字字形編碼,28,(4)漢字字形碼點陣：漢字字形點陣的代碼有1616、2424、3232、4848等編碼、存儲方式簡單、無需轉(zhuǎn)換直接輸出放大后產(chǎn)生的效果差矢量：存儲的是描述漢字字形的輪廓特征矢量方式特點正好與點陣相反(5)漢字地址碼每個漢字字形碼在漢字字庫中的相對位移地址地址碼和機(jī)內(nèi)碼要有簡明的對應(yīng)轉(zhuǎn)換關(guān)系,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,UCS編碼,29,,最高位為0,基本多文種平面（BMP）：0組0平面，包含字母、音節(jié)及表意文字等。例如：‘A’41H(ASCII)00000041H(UCS)‘大’B4F3H(GB2312)00005927H(UCS),(6)其他漢字編碼UCS碼、Unicode碼、GBK碼、BIG5碼等國際標(biāo)準(zhǔn)：通用多八位編碼字符集UCS(UniversalCodeSet)世界各種文字的統(tǒng)一的編碼方案，一個字符占4個字節(jié)。分為：,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,其他漢字編碼,30,Unicode碼另一國際標(biāo)準(zhǔn)：采用雙字節(jié)編碼統(tǒng)一地表示世界上的主要文字。其字符集內(nèi)容與UCS的BMP相同。?GBK碼GBK等同于UCS的新的中文編碼擴(kuò)展國家標(biāo)準(zhǔn)，2字節(jié)表示一個漢字第一字節(jié)從81H~FEH，最高位為1；第二字節(jié)從40H~FEH，第二字節(jié)的最高位不一定是1。?BIG5編碼臺灣、香港地區(qū)普遍使用的一種繁體漢字的編碼標(biāo)準(zhǔn)，包括440個符號，一級漢字5401個、二級漢字7652個，共計13060個漢字。,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,思考題,31,1．計算機(jī)由哪幾個部分組成？2．存儲器的容量單位有哪些？256MB=()B3．內(nèi)存和外存有什么區(qū)別？4．指令和程序有什么區(qū)別？5．如何快速判斷一個二進(jìn)制數(shù)是奇數(shù)偶數(shù)？6．浮點數(shù)在計算機(jī)中是如何表示的？7．一個n位的有符號數(shù)，其最大值是多少？8．“D”、“d”、“3”和空格的ASCII碼值？9．比較GB、GBK、UCS、Unicode的區(qū)別。,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,