1、大學(xué)計算機基礎(chǔ)大學(xué)計算機基礎(chǔ)第第1章章 信息技術(shù)與計算機基礎(chǔ)信息技術(shù)與計算機基礎(chǔ)信息技術(shù)概述信息技術(shù)概述1.1計算機概述計算機概述1.22022-6-122計算機系統(tǒng)的組成與工作原理計算機系統(tǒng)的組成與工作原理1.4微型計算機的硬件組成微型計算機的硬件組成1.5計算機中信息的表示和存儲計算機中信息的表示和存儲1.32022-6-12 1.1 信息技術(shù)概述信息技術(shù)概述 信息技術(shù)信息技術(shù)（Information TechnologyInformation Technology，簡稱：，簡稱：ITIT），是），是指主要用于管理和處理信息所采用的各種技術(shù)總稱。它主要指主要用于管理和處理信息所采用的各種技

2、術(shù)總稱。它主要是應(yīng)用計算機科學(xué)和通信技術(shù)來設(shè)計、開發(fā)、安裝和實施信是應(yīng)用計算機科學(xué)和通信技術(shù)來設(shè)計、開發(fā)、安裝和實施信息系統(tǒng)及應(yīng)用軟件，也常被稱為信息和通信息系統(tǒng)及應(yīng)用軟件，也常被稱為信息和通信技術(shù)。技術(shù)。2022-6-121.1.1信息與信息技術(shù)信息與信息技術(shù)信息，泛指人類社會傳播的一切內(nèi)容廣義地說，信息就是人類的一切生存活動和廣義地說，信息就是人類的一切生存活動和自然存在所傳達出來的信號和消息。自然存在所傳達出來的信號和消息。人們一般說到的信息多指信息的交流。人們一般說到的信息多指信息的交流。口 耳、驛站古代郵政近代電報、電話現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)當(dāng)代2022-6-121.1.1信息與信息技術(shù)信息

3、與信息技術(shù)凡是能擴展人的信息功能的技術(shù)獲取、存貯、傳遞、處理、分析以及使信息標準化的技術(shù)。能夠擴展人類信息器官功能的一類技術(shù)的總稱。指在計算機和通信技術(shù)支持下用以獲取、加工、存儲、變換、顯示和傳輸文字、數(shù)值、圖像以及聲音信息信息技術(shù)定義2022-6-121.1.1信息與信息技術(shù)信息與信息技術(shù)感測技術(shù)傳輸技術(shù)控制技術(shù)存儲技術(shù)處理技術(shù)信息技術(shù)2022-6-121.1.1信息與信息技術(shù)信息與信息技術(shù)信息技術(shù)分類表現(xiàn)形態(tài) 硬技術(shù)硬技術(shù) 軟技術(shù)軟技術(shù)工作流程 信息獲取技術(shù)信息獲取技術(shù) 信息傳遞技術(shù)信息傳遞技術(shù) 信息存儲技術(shù)信息存儲技術(shù) 信息加工技術(shù)信息加工技術(shù) 信息標準化技術(shù)信息標準化技術(shù)信息設(shè)備 電話

4、技術(shù)電話技術(shù) 電報技術(shù)電報技術(shù) 廣播技術(shù)廣播技術(shù) 電視技術(shù)電視技術(shù) 復(fù)印技術(shù)復(fù)印技術(shù) 縮微技術(shù)縮微技術(shù) 衛(wèi)星技術(shù)衛(wèi)星技術(shù) 計算機技術(shù)計算機技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)技術(shù)傳播模式 傳者信息處理技術(shù)傳者信息處理技術(shù) 信息通道技術(shù)信息通道技術(shù) 受者信息處理技術(shù)受者信息處理技術(shù) 信息抗干擾技術(shù)信息抗干擾技術(shù)2022-6-121.1.1信息與信息技術(shù)信息與信息技術(shù)信息技術(shù)發(fā)展階段創(chuàng)造語言文字造紙和印刷術(shù)電報電話電視計算機、現(xiàn)代通信2022-6-121.1.2信息化和信息化社會信息化和信息化社會信息化國外1963年：日本學(xué)者梅倬忠夫在信息產(chǎn)業(yè)論一書中描繪了“信息革命”和“信息化社會”的前景1967年：信息化是向信

5、息產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達且在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中占優(yōu)勢地位的社會信息社會前進的動態(tài)過程，它反映了由可觸摸的物質(zhì)產(chǎn)品起主導(dǎo)作用向難以捉摸的信息產(chǎn)品起主導(dǎo)作用的根本性轉(zhuǎn)變國內(nèi)1997年：首屆全國信息化工作會議信息化是指培育、發(fā)展以智能化工具為代表的新的生產(chǎn)力并使之造福于社會的歷史過程。國家信息化就是在國家統(tǒng)一規(guī)劃和組織下，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、科學(xué)技術(shù)、國防及社會生活各個方面應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，深入開發(fā)、廣泛利用信息資源，加速實現(xiàn)國家現(xiàn)代化進程。2022-6-121.1.2信息化和信息化社會信息化和信息化社會信息化社會概念 指脫離工業(yè)化社會以后，信息起主要作用的社會特征 經(jīng)濟領(lǐng)域的特征 社會、文化、生活方面的特征 社會觀念上的

6、特征2022-6-121.1.2信息化和信息化社會信息化和信息化社會信息化對社會的影響信息產(chǎn)業(yè)成為帶動經(jīng)濟增長的引擎推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級勞動力結(jié)構(gòu)正出現(xiàn)巨變促進人類文明的進步2022-6-121.1.3信息技術(shù)信息技術(shù)的發(fā)展趨勢的發(fā)展趨勢信息化對社會的影響微電子技術(shù)和軟件技術(shù)是信息技術(shù)的核心微電子技術(shù)和軟件技術(shù)是信息技術(shù)的核心三網(wǎng)融合三網(wǎng)融合互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用開發(fā)是互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用開發(fā)是一個一個持續(xù)的熱點持續(xù)的熱點2022-6-12 1.2 計算機概述計算機概述 現(xiàn)代的數(shù)字電子計算機是一種能夠根據(jù)程序指令的要求，高速、準確、自動地進行數(shù)值運算和邏輯運算，以完成對各種數(shù)字化信息的處理，并具有記憶存儲功能

7、的電子設(shè)備。2022-6-121.2.1計算機的發(fā)展歷程計算機的發(fā)展歷程計算工具的發(fā)展遠古：手指、磊石遠古：手指、磊石春秋：籌算法春秋：籌算法唐代：算盤唐代：算盤1622：計算尺：計算尺1642：加法器：加法器1673：計算器：計算器1822：差分機（最：差分機（最早采用寄存器）早采用寄存器）1834：分析機：分析機1944：Mark-I（最最早的通用型自動機早的通用型自動機電式計算機電式計算機）2022-6-121.2.1計算機的發(fā)展歷程計算機的發(fā)展歷程現(xiàn)代計算機的發(fā)展 建立了圖靈機的理論模型，奠定了可計算理論的基礎(chǔ)。 提出了定義機器智能的圖靈測試（Turing Test），奠定了人工智能的

8、理論基礎(chǔ)艾蘭圖靈 參與研制EDVAC 提出了“存儲程序”的概念，并以此概念為基礎(chǔ)確定了計算機硬件系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)馮諾依曼2022-6-121.2.1計算機的發(fā)展歷程計算機的發(fā)展歷程現(xiàn)代計算機的發(fā)展電子管時代電子管時代 采用電子管作為基本邏輯開關(guān)采用電子管作為基本邏輯開關(guān)部件部件 運算速度僅為每秒數(shù)千次至數(shù)運算速度僅為每秒數(shù)千次至數(shù)萬次萬次 內(nèi)存儲器容量僅有幾內(nèi)存儲器容量僅有幾KB。 軟件在早期只有機器語言，軟件在早期只有機器語言，50年代中期開始使用匯編語言，年代中期開始使用匯編語言，尚無操作系統(tǒng)尚無操作系統(tǒng)晶體管時代晶體管時代 半導(dǎo)體晶體管作為邏輯開關(guān)部半導(dǎo)體晶體管作為邏輯開關(guān)部件件 運算速度

9、達到每秒幾十萬次運算速度達到每秒幾十萬次 內(nèi)存儲器容量達到了幾十內(nèi)存儲器容量達到了幾十KB 軟件出現(xiàn)了多種高級語言軟件出現(xiàn)了多種高級語言 并提出了操作系統(tǒng)的概念并提出了操作系統(tǒng)的概念集成電路時代集成電路時代 運算速度達到了每秒幾百萬次運算速度達到了每秒幾百萬次 內(nèi)存儲器容量達到了幾千內(nèi)存儲器容量達到了幾千KB 外存儲設(shè)備仍以磁帶、磁盤為外存儲設(shè)備仍以磁帶、磁盤為主主 高級程序設(shè)計語言有很大發(fā)展高級程序設(shè)計語言有很大發(fā)展大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路時代時代 運算速度已達到了每秒百萬億運算速度已達到了每秒百萬億次次 內(nèi)存儲器集成度越來越高，容內(nèi)存儲器集成度越來越高，容量越來越大

10、量越來越大 各種新型的輸入輸出設(shè)備不各種新型的輸入輸出設(shè)備不斷涌現(xiàn)斷涌現(xiàn) 軟件行業(yè)已成為一種新型的現(xiàn)軟件行業(yè)已成為一種新型的現(xiàn)代化工業(yè)，各種操作系統(tǒng)、應(yīng)代化工業(yè)，各種操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件層出不窮用軟件層出不窮2022-6-121.2.1計算機的發(fā)展歷程計算機的發(fā)展歷程未來新型計算機光子計算機量子計算機生物計算機2022-6-121.2.2計算機的特點與分類計算機的特點與分類計算機的特點運算速度運算速度快快運算精度運算精度高高存儲容量存儲容量大大自動化程自動化程度高、可度高、可靠性好靠性好嚴密的邏嚴密的邏輯判斷能輯判斷能力力聯(lián)網(wǎng)通信，聯(lián)網(wǎng)通信，共享資源共享資源通用性好通用性好2022-6-121.

11、2.2計算機的特點與分類計算機的特點與分類計算機的分類根據(jù)工作原理 數(shù)字電子計算機 模擬電子計算機根據(jù)用途 通用計算機 專用計算機根據(jù)性能指標 超級計算機 大型計算機 便攜式計算機 平板計算機 單片計算機2022-6-121.2.2計算機的特點與分類計算機的特點與分類計算機的分類2022-6-121.2.3基于計算機的信息處理過程基于計算機的信息處理過程人類信息處理過程通過感官獲得過大腦和神經(jīng)系統(tǒng)對信息進行傳遞與存儲通過言、行或其他形式發(fā)布把課本上的一段文字用拼音輸入法輸入到計算機用眼睛看這段文字（信息接收和輸入）大腦對文字進行處理（信息的記憶或存儲、信息加工）大腦指揮手利用鍵盤輸入文字（輸出

12、和發(fā)布）2022-6-121.2.4計算機的應(yīng)用計算機的應(yīng)用科學(xué)計算科學(xué)計算 也稱數(shù)值計算，其主要特點是計算量大、數(shù)據(jù)變化范圍廣也稱數(shù)值計算，其主要特點是計算量大、數(shù)據(jù)變化范圍廣 主要解決科學(xué)研究和工程技術(shù)中提出的數(shù)值計算問題主要解決科學(xué)研究和工程技術(shù)中提出的數(shù)值計算問題信息處理信息處理 又稱為數(shù)據(jù)處理又稱為數(shù)據(jù)處理 對大量的數(shù)據(jù)進行加工處理，如收集、存儲、傳送、分類、檢測、對大量的數(shù)據(jù)進行加工處理，如收集、存儲、傳送、分類、檢測、排序、統(tǒng)計和輸出等，從中篩選出有用信息排序、統(tǒng)計和輸出等，從中篩選出有用信息過程控制過程控制 又稱實時控制，指用計算機實時采集控制對象的數(shù)據(jù)（有時是非又稱實時控制，

13、指用計算機實時采集控制對象的數(shù)據(jù)（有時是非數(shù)值量），對采集的數(shù)據(jù)進行分析處理后，按被控對象的系統(tǒng)要數(shù)值量），對采集的數(shù)據(jù)進行分析處理后，按被控對象的系統(tǒng)要求對控制對象進行控制求對控制對象進行控制2022-6-121.2.4計算機的應(yīng)用計算機的應(yīng)用計算機輔助工程 利用計算機的高速計算能力、邏輯判斷功能、大容量存儲和圖形處理功能來部分地代替或幫助人完成各種工作 CAD CAM CAE CAT CAP人工智能 用計算機模擬人類的演繹推理和決策等智能活動計算機網(wǎng)絡(luò) 是計算機技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是計算機最具廣闊發(fā)展前途的一個應(yīng)用領(lǐng)域 不僅解決了一個地區(qū)、一個國家內(nèi)的計算機之間的通信和各種資源

14、的共享，還可以促進和發(fā)展國際間的數(shù)據(jù)通信和資源共享電子商務(wù) 利用計算機系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)所進行的商業(yè)活動2022-6-121.2.5計算機新技術(shù)計算機新技術(shù) 將計算機作為一個基本信息處理部件，嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)或設(shè)備中的一種技術(shù) 嵌入式技術(shù)運行的是固化的軟件，用術(shù)語表示就是固件 所有帶有數(shù)字接口的設(shè)備中均廣泛應(yīng)用了嵌入式技術(shù)嵌入式技術(shù) 專門針對復(fù)雜科學(xué)計算的一種新型計算模式 利用Internet技術(shù)將分散在不同地理位置的計算機系統(tǒng)組織成一個“虛擬的超級計算機” 兩個優(yōu)勢：一是數(shù)據(jù)處理能力超強；二是能充分利用網(wǎng)絡(luò)上閑置的處理能力網(wǎng)格計算 介于應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)之間的一類系統(tǒng)軟件 中間件技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為企

15、業(yè)應(yīng)用的主流技術(shù)，并形成了各種不同的類別中間件技術(shù)2022-6-121.2.5計算機新技術(shù)計算機新技術(shù) 基于互聯(lián)網(wǎng)的計算方式，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需求提供給計算機和其他設(shè)備云計算技術(shù) 基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò) 物聯(lián)網(wǎng)一般為無線網(wǎng) 物聯(lián)網(wǎng)將現(xiàn)實世界數(shù)字化，應(yīng)用范圍十分廣泛物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) “智慧地球”是以“物聯(lián)網(wǎng)”和“互聯(lián)網(wǎng)”為主要運行載體的現(xiàn)代高新技術(shù)的總稱智慧地球2022-6-12 1.3 信息信息的表示與存儲的表示與存儲1.3.1 計數(shù)制的概念計數(shù)制的概念 數(shù)制又稱計數(shù)制數(shù)制又稱計數(shù)制, 是指用一組固定的數(shù)碼和

16、是指用一組固定的數(shù)碼和一套統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)值大小的方法一套統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)值大小的方法. 根據(jù)根據(jù)計數(shù)規(guī)則和特點的不同計數(shù)規(guī)則和特點的不同, 數(shù)制可分為兩類數(shù)制可分為兩類:1. 非進位計數(shù)制非進位計數(shù)制表示數(shù)值大小的數(shù)碼與它在數(shù)中的位置無關(guān)表示數(shù)值大小的數(shù)碼與它在數(shù)中的位置無關(guān).羅馬數(shù)字羅馬數(shù)字, 七個數(shù)碼七個數(shù)碼: I(1), V(5), X(10), L(50), C(100), D (500), M(1000). 不論其位置怎樣變化不論其位置怎樣變化, 七個數(shù)碼各自所代七個數(shù)碼各自所代表的數(shù)不變表的數(shù)不變. 例例: II=2, IV=4, VII=7, XII=12 2022-6-1

17、21.3.1 計數(shù)計數(shù)制的概念制的概念2. 進位計數(shù)制進位計數(shù)制 表示數(shù)值大小的數(shù)碼與它在數(shù)中的位置有關(guān)表示數(shù)值大小的數(shù)碼與它在數(shù)中的位置有關(guān), 采采用進位原則的計數(shù)制用進位原則的計數(shù)制.常用進位計數(shù)法常用進位計數(shù)法 十進制計數(shù)法十進制計數(shù)法: 有有09十個數(shù)碼十個數(shù)碼, 逢十進一逢十進一. 六十進制六十進制: 計時計時: 時時-分分-秒秒; 角度角度: 度度-分分-秒秒. 十二進制十二進制: 計時計時: 年年-月月; 晝晝/夜夜-時時; 計量計量: 打打, 籮籮; 呎呎(英尺英尺), 吋吋(英寸英寸). 二十四進制二十四進制: 計時計時: 日日-時時; 七進制七進制: 星期星期-天天; 十六

18、進制十六進制: 舊制斤舊制斤-兩兩; 二進制二進制: 對對, 雙雙, 副副.2022-6-121.3.2. 進位計數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換進位計數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換 構(gòu)成進位計數(shù)制的三個要素構(gòu)成進位計數(shù)制的三個要素:1. 基數(shù)基數(shù) 進位計數(shù)制使用進位計數(shù)制使用R個個數(shù)碼數(shù)碼, R稱為該計數(shù)制稱為該計數(shù)制的的基數(shù)基數(shù), 逢逢R進一進一. R 等于幾即為幾進制等于幾即為幾進制, 逢幾進一逢幾進一.如如: 十進制數(shù)有十進制數(shù)有 0 9 十個數(shù)碼十個數(shù)碼, 逢十進一逢十進一 ; 二進制數(shù)有二進制數(shù)有 0 和和 1 兩個數(shù)碼兩個數(shù)碼, 逢二進一逢二進一.2. 數(shù)位數(shù)位 數(shù)碼在一個數(shù)中的位置數(shù)碼在一個數(shù)中的位置. 如十進

19、制數(shù)中的如十進制數(shù)中的個位個位, 十位十位, 百位百位 ; 十分位十分位, 百份位百份位 等等等等.2022-6-123. 位權(quán)位權(quán) 進位計數(shù)制中進位計數(shù)制中, 處于不同位置的相同數(shù)碼處于不同位置的相同數(shù)碼所代表的數(shù)值不同所代表的數(shù)值不同. 某位數(shù)的數(shù)值大小等于某位數(shù)的數(shù)值大小等于該位的數(shù)碼乘以一個與所在位置相關(guān)的常數(shù)該位的數(shù)碼乘以一個與所在位置相關(guān)的常數(shù). 該常數(shù)稱為該數(shù)位的該常數(shù)稱為該數(shù)位的位權(quán)位權(quán).如十進制數(shù)如十進制數(shù)666.66表示為按位權(quán)展開表達式表示為按位權(quán)展開表達式:666.66=6102+6101+6100.+610-1+610-2位權(quán)值位權(quán)值數(shù)數(shù) 碼碼基基 數(shù)數(shù)小數(shù)點小數(shù)點1

20、.3.2. 進位計數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換進位計數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換2022-6-12 對任意一個對任意一個 R 進制數(shù)進制數(shù) M 均可表示為按其權(quán)均可表示為按其權(quán)展開的多項式之和展開的多項式之和, 即即:M=an-1rn-1an-2rn-2a0r0.a-1r-1 a-mr-mi1nmiira ai 稱為系數(shù)稱為系數(shù), 是是R個數(shù)碼符號中的某一個個數(shù)碼符號中的某一個. 系系數(shù)與該位權(quán)值的乘積稱為加權(quán)系數(shù)數(shù)與該位權(quán)值的乘積稱為加權(quán)系數(shù)( airi ), 則則任意進制的數(shù)值就是其基數(shù)的加權(quán)系數(shù)和。任意進制的數(shù)值就是其基數(shù)的加權(quán)系數(shù)和。1.3.2. 進位計數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換進位計數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換2022-6-121. 二

21、二-十進制間的轉(zhuǎn)換十進制間的轉(zhuǎn)換 二進制二進制十進制十進制 按權(quán)展開的多項式之和按權(quán)展開的多項式之和. 即各位數(shù)碼乘即各位數(shù)碼乘以各自位權(quán)值所得積的和以各自位權(quán)值所得積的和, 例例:(10101)B=12401220120 =21(11.11)B=121120.12-112-2=5.75 十進制十進制二進制二進制: 整數(shù)、小數(shù)分別轉(zhuǎn)換整數(shù)、小數(shù)分別轉(zhuǎn)換整數(shù)整數(shù): 除以除以 2 取余數(shù)取余數(shù); 小數(shù)小數(shù): 乘以乘以 2 取整數(shù)取整數(shù).1.3.2. 進位計數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換進位計數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換2022-6-12100D例例: 100.345 D1.3800.34520.690220.760 21.52

22、0 2 1.04取取余余低低高高1100100.01011B10025000252062112102取取整整高高低低=144O= 64H八進制八進制888100121044110060461616十六進制十六進制十進制十進制(整數(shù)整數(shù)) 其他進制其他進制1.3.2. 進位計數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換進位計數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換2022-6-12001 101 101 110 . 110 101B=1556 . 65O 1 5 5 6 6 50011 0110 1110 . 1101 0100B=36E . D4H 3 6 E D 4 2. 二進制二進制八八/十六進制十六進制整數(shù)整數(shù): 從右向左按三四位進行分組從右

23、向左按三四位進行分組 小數(shù)小數(shù): 從左向右按三四位進行分組從左向右按三四位進行分組兩端不足位者補零兩端不足位者補零64H=0110 0100B6 4例例: 144O=001 100 100B1 4 4u 一位八進制數(shù)對應(yīng)三位二進制數(shù)一位八進制數(shù)對應(yīng)三位二進制數(shù)u 一位十六進制數(shù)對應(yīng)四位二進制數(shù)一位十六進制數(shù)對應(yīng)四位二進制數(shù)1.3.2. 進位計數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換進位計數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換2022-6-123. 任意任意進制進制十進制十進制: 各位數(shù)碼各位數(shù)碼乘以各自權(quán)值所得積的和乘以各自權(quán)值所得積的和. 例例:(10101)B = 24+22+20 = 21(101.11)B =22+20+2-1+2-2

24、=5.75(101)O = 82+ 80 = 65(71)O = 781 + 80 = 57(101A)H = 163+161+10160 =4122進制符號進制符號:十進制十進制任意進制任意進制整數(shù)整數(shù): 除以基除以基數(shù)數(shù)取余數(shù)取余數(shù);小數(shù)小數(shù): 乘以基乘以基數(shù)數(shù)取整數(shù)取整數(shù).1.3.2. 進位計數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換進位計數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換2022-6-12八進八進制制對應(yīng)對應(yīng)二進制二進制十六十六進制進制對應(yīng)對應(yīng)二進制二進制十六十六進制進制對應(yīng)對應(yīng)二進制二進制0000000008100010011000191001201020010A1010301130011B1011410040100C110051

25、0150101D1101611060110E1110711170111F11114. 計算機技術(shù)中的常用數(shù)制計算機技術(shù)中的常用數(shù)制2022-6-125. 計算機與計算機與二進制二進制 計算機中只能使用二進制數(shù)表示各種數(shù)據(jù)計算機中只能使用二進制數(shù)表示各種數(shù)據(jù)并進行運算并進行運算. 計算機為什么采用二進制計算機為什么采用二進制?表示方便表示方便: 計算機由電子電路組成計算機由電子電路組成, 而電子電而電子電 路很容易實現(xiàn)兩個狀態(tài)路很容易實現(xiàn)兩個狀態(tài).運算簡單運算簡單: 二進制數(shù)的運算法則簡單二進制數(shù)的運算法則簡單.邏輯運算邏輯運算: 計算機工作原理建立在邏輯運算的計算機工作原理建立在邏輯運算的 基

26、礎(chǔ)上基礎(chǔ)上, 邏輯代數(shù)是邏輯運算的理論依據(jù)邏輯代數(shù)是邏輯運算的理論依據(jù).1.3.2. 進位計數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換進位計數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換2022-6-12可靠性高可靠性高: 兩個狀態(tài)表示二進制的兩個數(shù)兩個狀態(tài)表示二進制的兩個數(shù)碼碼, 在進行傳輸和處理時不容易出錯在進行傳輸和處理時不容易出錯.轉(zhuǎn)換方便轉(zhuǎn)換方便: 二進制與十進制二進制與十進制, 八進制八進制,十六十六進制間的轉(zhuǎn)換簡單方便進制間的轉(zhuǎn)換簡單方便. 1 0 1 0 0 1 0 11283264168瓦瓦4瓦瓦1瓦瓦2瓦瓦1.3.2. 進位計數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換進位計數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換2022-6-121.3.3. 二進制數(shù)的運算二進制數(shù)的運算1. 二進制數(shù)

27、的加法運算二進制數(shù)的加法運算2. 二進制數(shù)的減法運算二進制數(shù)的減法運算 1101+ 1110 11011加法運算法則加法運算法則0+0=00+1=1+0=11+1=0 (進位進位)減法運算法則減法運算法則0-0=1-1=01-0=10-1=1 (借位借位) 11011 - 1110 1101算術(shù)運算算術(shù)運算2022-6-123. 二進制數(shù)的乘法運算二進制數(shù)的乘法運算乘法運算法則乘法運算法則00=001=10=011=1 1101 1010 0000 1101 0000+ 1101 10000010 101 1011 111011 1011 1111 1011 100除法運算法則除法運算法則 0

28、0=0 01=0 11=14.二進制數(shù)的除法運算二進制數(shù)的除法運算1.3.3. 二進制數(shù)的運算二進制數(shù)的運算2022-6-121. 邏輯非邏輯非運算運算短路短路開關(guān)開關(guān)AF=A0110邏輯非邏輯非的真值表的真值表2. 邏輯與邏輯與運算運算串聯(lián)串聯(lián)開關(guān)開關(guān)邏輯與邏輯與的真值表的真值表ABF=AB000010100111邏輯邏輯運算運算1.3.3. 二進制數(shù)的運算二進制數(shù)的運算2022-6-12邏輯或邏輯或的真值表的真值表ABF=A+B0000111011113. 邏輯邏輯或或運算運算并聯(lián)開關(guān)并聯(lián)開關(guān) 由由與與, 或或, 非非三種基本邏輯運算可以組成三種基本邏輯運算可以組成各種復(fù)雜的邏輯運算各種復(fù)

29、雜的邏輯運算. 如如: 異或異或, 同或同或等等.1.3.3. 二進制數(shù)的運算二進制數(shù)的運算2022-6-12計算機中信息計算機中信息(數(shù)據(jù)數(shù)據(jù))的表示的表示內(nèi)內(nèi) 存存內(nèi)內(nèi) 存存數(shù)值數(shù)值十十/ /二進制二進制轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換西文西文 ASCII碼碼漢字漢字輸入碼機輸入碼機內(nèi)碼轉(zhuǎn)換內(nèi)碼轉(zhuǎn)換聲音聲音圖像圖像模模/ /數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)轉(zhuǎn)換輸入輸入設(shè)備設(shè)備西文字形碼西文字形碼漢字字形碼漢字字形碼數(shù)值數(shù)值二二/ /十十進制進制轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換西文西文漢字漢字聲音聲音圖像圖像數(shù)數(shù)/ /模模轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換輸出輸出設(shè)備設(shè)備2022-6-121.3.4. 數(shù)值數(shù)據(jù)的表示數(shù)值數(shù)據(jù)的表示1. 真值與機器數(shù)真值與機器數(shù)真值真值: 計算機外部用計算

30、機外部用+, -號表示的數(shù)值號表示的數(shù)值.機器數(shù)機器數(shù): 計算機內(nèi)部將計算機內(nèi)部將+, -號數(shù)字化后的數(shù)值號數(shù)字化后的數(shù)值. 2. 定點數(shù)與浮點數(shù)定點數(shù)與浮點數(shù)符號數(shù)的機器數(shù)表示符號數(shù)的機器數(shù)表示: : 00110101“0”表示正表示正, “1”表示負表示負符號位符號位小數(shù)點小數(shù)點S S定點小數(shù)定點小數(shù): :2022-6-12定點整數(shù)定點整數(shù): :S S小數(shù)點小數(shù)點無符號位無符號位浮點數(shù)浮點數(shù):尾數(shù)尾數(shù)數(shù)符數(shù)符階碼階碼階符階符定點整數(shù)定點整數(shù)定點小數(shù)定點小數(shù)規(guī)格化的形式規(guī)格化的形式: 尾數(shù)絕對值大于尾數(shù)絕對值大于等于等于 0.1 且小于且小于 1, 唯一地規(guī)定了小數(shù)唯一地規(guī)定了小數(shù)點位置點位

31、置. 1.3.4. 數(shù)值數(shù)據(jù)的表示數(shù)值數(shù)據(jù)的表示2022-6-12N=(數(shù)符數(shù)符)尾數(shù)尾數(shù)2 (階符階符)階碼階碼尾數(shù)的位數(shù)決定數(shù)的精度尾數(shù)的位數(shù)決定數(shù)的精度階碼的位數(shù)決定數(shù)的范圍階碼的位數(shù)決定數(shù)的范圍 110.011B = 1.100112+10= 0.1100112+11 = 11001.12-1000001100110011001.3.4. 數(shù)值數(shù)據(jù)的表示數(shù)值數(shù)據(jù)的表示2022-6-12帶符號數(shù)的表示：帶符號數(shù)的表示：設(shè)一個數(shù)在機器中占設(shè)一個數(shù)在機器中占8位位正數(shù)正數(shù): 三碼相同三碼相同; 負數(shù)負數(shù): 除符號位外除符號位外, 反碼按位反碼按位取反取反, 補碼則等于反碼補碼則等于反碼1,

32、而原碼不變而原碼不變.0X X=0 +7: 00000111; +0: 000000001|X| X=0 +7: 00000111; +0: 000000001|X|+1 X=0 +7: 00000111; +0: 000000001|X| X=0 -7: 11111000; -0: 111111111. 原碼原碼3. 補碼補碼2. 反碼反碼2022-6-121.3.5. 非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示1. BCD碼碼( 二二-十進制十進制編碼編碼 ) 用四位二進制數(shù)表示一位十進制數(shù)的編碼方法用四位二進制數(shù)表示一位十進制數(shù)的編碼方法.BCD碼碼二進制二進制 十進制十進制BCD碼碼二進制二進制

33、十進制十進制0000000001000100080001000111001100190010001020001 00001010100011001130001 00011011110100010040001 00101100120101010150001 00111101130110011060001 01001110140111011170001 01011111152022-6-122. ASCII 字符編碼字符編碼 (American Standard Code for Information Interchange) 128 個常用字符個常用字符, 用用 7 位二進制編碼位二進制編碼,

34、 對應(yīng)十進制數(shù)從對應(yīng)十進制數(shù)從 0 127. 控制字符控制字符: 34個個, 從從 0 32, 127; 普通字符普通字符: 94個個, 從從 33 126.如如:字母字母“a”的的編碼編碼110 0001, 對應(yīng)十進制數(shù)對應(yīng)十進制數(shù)97;換行符換行符 0AH 10 ; 回車符回車符 0DH 13 ;空格符空格符 20H 32 ; 09: 30H 39H 48 57 AZ: 41H 5AH 65 90 az: 61H 7AH 97 1221.3.5. 非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示2022-6-12 交換碼交換碼(國標碼國標碼) GB2312-80 規(guī)定規(guī)定: 每個漢字符用兩個字節(jié)表每個漢字

35、符用兩個字節(jié)表示示, 第一字節(jié)稱區(qū)碼第一字節(jié)稱區(qū)碼, 第二字節(jié)稱位碼第二字節(jié)稱位碼. 為了與為了與ASCII碼兼容碼兼容, 各字節(jié)最高位為各字節(jié)最高位為0. 一級一級3755個個, 二級二級3008個個, 共計共計6763個漢字符個漢字符. 中文信息處理系統(tǒng)流程框圖中文信息處理系統(tǒng)流程框圖輸入輸入碼碼交換交換碼碼字形字形碼碼機內(nèi)機內(nèi)碼碼漢字漢字輸出輸出漢字漢字輸入輸入1.3.5. 非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示2022-6-12 機內(nèi)碼機內(nèi)碼 漢字在計算機內(nèi)部存儲漢字在計算機內(nèi)部存儲, 處理時的表示形式處理時的表示形式. 為與為與ASCII碼區(qū)分碼區(qū)分, 各字節(jié)最高位置為各字節(jié)最高位置為 1

36、.漢字符漢字符 國標碼國標碼機內(nèi)碼機內(nèi)碼 中中 (01010110 01010000)B (11010110 11010000)B 輸入碼輸入碼數(shù)字碼數(shù)字碼: 區(qū)位碼區(qū)位碼, 國標碼國標碼, 電報碼等電報碼等.拼音碼拼音碼: 全全/雙拼雙拼, 微軟拼音微軟拼音, 智能智能ABC等等. 字形碼字形碼: 五筆字型五筆字型, 鄭碼等鄭碼等.音形碼音形碼: 拼音碼與字形碼相結(jié)合拼音碼與字形碼相結(jié)合, 自然碼自然碼, 太極碼等太極碼等.1.3.5. 非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示2022-6-12 漢字字型碼漢字字型碼漢字型漢字型點陣代碼點陣代碼: 有有 1616; 2424; 3232; 4848

37、等點陣等點陣編碼編碼.存儲存儲方式簡單方式簡單,無無需需轉(zhuǎn)換可直接輸出轉(zhuǎn)換可直接輸出,但但字型放大后效果較差字型放大后效果較差.矢量代碼矢量代碼: 存儲的是描述漢字字型的輪廓特征存儲的是描述漢字字型的輪廓特征. 字型放大后的效果好字型放大后的效果好.1.3.5. 非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示2022-6-12 GBK碼碼: 國標擴充規(guī)范國標擴充規(guī)范, 收錄了包括中收錄了包括中, 日日, 韓統(tǒng)一漢字符在內(nèi)的繁韓統(tǒng)一漢字符在內(nèi)的繁, 簡漢字和符號等二萬簡漢字和符號等二萬七千余字七千余字. BIG5碼碼: 臺灣臺灣, 香港地區(qū)普遍使用的一種香港地區(qū)普遍使用的一種繁體漢字編碼標準繁體漢字編碼標準,

38、 包括包括440個符號個符號, 一級一級5401個個; 二級二級7652個個; 共計共計13060個漢字符個漢字符. Unicode碼碼: 一種國際標準一種國際標準, 采用雙字節(jié)采用雙字節(jié)編碼統(tǒng)一地表示世界上的主要文字編碼統(tǒng)一地表示世界上的主要文字. 其字符集其字符集內(nèi)容與內(nèi)容與UCS碼的碼的BMP相同相同.(5) 其他漢字編碼其他漢字編碼1.3.5. 非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示2022-6-12 基本多文種平面基本多文種平面(BMP): 00組組00平面平面, 包含包含字母文字字母文字, 音節(jié)文字及表意文字等音節(jié)文字及表意文字等.如如: A41H(ASCII)00000041H(UCS

39、)大大3473H(GB2312)00005927H(UCS) UCS碼碼(Universal Code Set) 國際通用標準多八位編碼字符集國際通用標準多八位編碼字符集, 是世界是世界各種文字的統(tǒng)一編碼方案各種文字的統(tǒng)一編碼方案, 每個字符占每個字符占 4 個個字節(jié)字節(jié), 分為分為:組組平平 面面行行字字 位位1.3.5. 非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示2022-6-121.3.6. 數(shù)據(jù)在計算機中的存儲數(shù)據(jù)在計算機中的存儲1KB=210B=1024B1MB=210KB=220B1GB=210MB=230B1TB=210GB=240B位位 (bit): 一個二進制數(shù)一個二進制數(shù).字節(jié)字節(jié)

40、(Byte): 8個二進制位組成個二進制位組成(容量基本單位容量基本單位). 字長字長 (Word L): CPU 一次能處理的二進制位數(shù)一次能處理的二進制位數(shù).地址地址 (Address): 確定內(nèi)存單元的標識確定內(nèi)存單元的標識.字節(jié)字節(jié)(Byte)b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0位位(bit)1. 幾個計算機術(shù)語幾個計算機術(shù)語2022-6-12位模式位模式: 由由若干二進制位若干二進制位組成的序列組成的序列, 長長度度取決于取決于要表示的數(shù)據(jù)數(shù)量要表示的數(shù)據(jù)數(shù)量. 如表示如表示128個符號需個符號需長度長度 7 的的位模式位模式.字與字與字長字長 (Word Length):

41、 CPU一次能夠一次能夠處理的處理的數(shù)據(jù)單位數(shù)據(jù)單位, 長度取決于運算器中長度取決于運算器中的寄存器的寄存器.內(nèi)存地址內(nèi)存地址 (Memory Address): 用于區(qū)分用于區(qū)分, 識別內(nèi)存單元的標識識別內(nèi)存單元的標識.1.3.6. 數(shù)據(jù)在計算機中的存儲數(shù)據(jù)在計算機中的存儲2022-6-12 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)在內(nèi)存儲器中以字為單位存儲在內(nèi)存儲器中以字為單位存儲. 當(dāng)計算機當(dāng)計算機CPU字長與內(nèi)存儲器存儲單元的字長相同時字長與內(nèi)存儲器存儲單元的字長相同時, 則每則每個存儲單元可以個存儲單元可以存存儲一儲一個個數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(字字).存儲單元和內(nèi)存地址存儲單元和內(nèi)存地址內(nèi)存地址內(nèi)存地址存儲單元存儲單元0000

42、H0001H34H0002H12H0003H 當(dāng)當(dāng)CPU字長大于存儲字長大于存儲單元的字長時單元的字長時, 則將一則將一個字按存儲單元的字長個字按存儲單元的字長拆分后順序存儲到連續(xù)拆分后順序存儲到連續(xù)的存儲單元中的存儲單元中.2. 數(shù)據(jù)的存儲數(shù)據(jù)的存儲1.3.6. 數(shù)據(jù)在計算機中的存儲數(shù)據(jù)在計算機中的存儲2022-6-12系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件計算機系統(tǒng)組成計算機系統(tǒng)組成: :硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)+ +軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)硬硬 件件軟軟 件件 1.4 計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)的組成與工作原理的組成與工作原理2022-6-121.4.1. 馮諾依曼計算機體系結(jié)構(gòu)馮諾依曼計算機體系結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)操作系

43、統(tǒng): Windows、Unix、Linux語言處理程序語言處理程序: C, Pascal, VB, 編譯程序等編譯程序等 實用程序?qū)嵱贸绦? 診斷程序、排錯程序等診斷程序、排錯程序等 辦公軟件包、管理信息系統(tǒng)等辦公軟件包、管理信息系統(tǒng)等 軟軟件件硬硬件件計計算算機機系系統(tǒng)統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)軟件軟件應(yīng)用應(yīng)用軟件軟件內(nèi)存內(nèi)存CPU輸入設(shè)備輸入設(shè)備: 鍵盤鍵盤, 鼠標鼠標, 掃描儀掃描儀 輸出設(shè)備輸出設(shè)備: 顯示器顯示器, 打印機打印機 (外存儲器外存儲器: 軟盤軟盤, 硬盤硬盤, 光盤光盤, 閃存閃存盤盤)(網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備: 網(wǎng)卡網(wǎng)卡, 調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器)等等外外部部設(shè)設(shè)備備主主機機控制器控制器運算

44、器運算器(寄存器寄存器)隨機存儲器隨機存儲器 (RAM)只讀存儲器只讀存儲器 (ROM)(高速緩沖存儲器高速緩沖存儲器 Cache)2022-6-12馮馮.諾依曼思想諾依曼思想: 二進制二進制; 程序與數(shù)據(jù)同程序與數(shù)據(jù)同 樣存放在內(nèi)存樣存放在內(nèi)存; 硬件組成硬件組成:控制器控制器, 運算器運算器,內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器, 輸入輸入設(shè)備設(shè)備, 輸出設(shè)備輸出設(shè)備五大功能部分五大功能部分.CPU存儲器存儲器運算器運算器輸輸出出設(shè)設(shè)備備控制器控制器輸輸入入設(shè)設(shè)備備外存儲器外存儲器內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器控制流控制流數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流1.4.1. 馮諾依曼計算機體系結(jié)構(gòu)馮諾依曼計算機體系結(jié)構(gòu)2022-6-12CPU控制器控

45、制器運算器運算器控制整個計算機控制整個計算機所有部件的工作所有部件的工作執(zhí)行算術(shù)運算和執(zhí)行算術(shù)運算和邏輯運算邏輯運算中央中央處理器處理器Intel Core 2 Duo 3GAMDAthlonPentium1.4.1. 馮諾依曼計算機體系結(jié)構(gòu)馮諾依曼計算機體系結(jié)構(gòu)2022-6-121.4.2. 計算機硬件系統(tǒng)計算機硬件系統(tǒng)1. 控制器控制器 （組成及其功能）組成及其功能） 程序計數(shù)器程序計數(shù)器(PC): 存放當(dāng)前要執(zhí)行的指令地存放當(dāng)前要執(zhí)行的指令地址址;對程序中的指令進行計數(shù)對程序中的指令進行計數(shù),并能自動加并能自動加 1. 指令寄存器指令寄存器(IR): 保存當(dāng)前正在執(zhí)行的指令保存當(dāng)前正在執(zhí)

46、行的指令. 指令從內(nèi)存取出經(jīng)數(shù)據(jù)寄存器指令從內(nèi)存取出經(jīng)數(shù)據(jù)寄存器(DR)送往送往(IR). 指令譯碼器指令譯碼器(ID): 識別指令的功能識別指令的功能, 分析指令分析指令的操作要求的操作要求. 時序控制電路時序控制電路: 生成時序信號生成時序信號, 協(xié)調(diào)計算機協(xié)調(diào)計算機各部件在指令執(zhí)行周期的工作各部件在指令執(zhí)行周期的工作. 微操作控制電路微操作控制電路: 產(chǎn)生各種控制操作命令產(chǎn)生各種控制操作命令.2022-6-122. 運算器運算器: 算術(shù)運算算術(shù)運算(加加, 減減, 乘乘, 除除); 邏輯運算邏輯運算(與與, 或或, 非非, 關(guān)系比較關(guān)系比較).運算器運算器算術(shù)邏輯單元算術(shù)邏輯單元 算術(shù)運

47、算和邏輯運算算術(shù)運算和邏輯運算累累 加加 器器暫存操作數(shù)和運算結(jié)果暫存操作數(shù)和運算結(jié)果狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器存放算術(shù)邏輯單元工存放算術(shù)邏輯單元工作中產(chǎn)生的狀態(tài)信息作中產(chǎn)生的狀態(tài)信息通用寄存器通用寄存器暫存操作數(shù)或數(shù)據(jù)地址暫存操作數(shù)或數(shù)據(jù)地址1.4.2. 計算機硬件系統(tǒng)計算機硬件系統(tǒng)2022-6-12 存儲器存儲器分為分為內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器( (主存主存) )和和外存儲器外存儲器( (輔存輔存).).存儲器存儲器外存儲器外存儲器存儲大量數(shù)據(jù)存儲大量數(shù)據(jù)(磁盤磁盤,光盤光盤,U盤盤)內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器信息交流中心信息交流中心(ROM, RAM)3. 存儲器存儲器：計算機計算機存儲存儲 數(shù)據(jù)和程序數(shù)據(jù)和程

48、序 的的記憶記憶 單元的單元的集合集合. 數(shù)據(jù)可從中讀出數(shù)據(jù)可從中讀出/寫入寫入.1.4.2. 計算機硬件系統(tǒng)計算機硬件系統(tǒng)2022-6-12內(nèi)存儲器的分類：內(nèi)存儲器的分類： 只讀存儲器只讀存儲器(ROM)信息只能讀出信息只能讀出, 正常情況下不能寫入正常情況下不能寫入, 斷電不丟失斷電不丟失所保存的信息所保存的信息. 隨機存取存儲器隨機存取存儲器(RAM)信息可隨意地讀出或?qū)懭胄畔⒖呻S意地讀出或?qū)懭? 斷電其中保存的信息即斷電其中保存的信息即丟失丟失, 是內(nèi)存儲器的主體是內(nèi)存儲器的主體. 高速緩沖存儲器高速緩沖存儲器(Cache)介于介于CPU和和RAM之間的一種高速存儲器之間的一種高速存儲

49、器, 用于解決用于解決CPU和內(nèi)存之間工作速度的匹配問題和內(nèi)存之間工作速度的匹配問題, 以以提高效率提高效率.CPUCacheRAM1.4.2. 計算機硬件系統(tǒng)計算機硬件系統(tǒng)2022-6-124. 輸入設(shè)備輸入設(shè)備 鍵盤鍵盤、鼠標、鼠標、掃描、掃描儀儀、光筆、光筆、數(shù)碼、數(shù)碼相機相機、數(shù)字化儀數(shù)字化儀等等.輸出設(shè)備輸出設(shè)備顯示器、打印機、繪圖儀等顯示器、打印機、繪圖儀等.1.4.2. 計算機硬件系統(tǒng)計算機硬件系統(tǒng)2022-6-121.4.3. 計算機軟件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng) 是操作、運行、管理、維護計算機所需要的是操作、運行、管理、維護計算機所需要的各種應(yīng)用程序及其相關(guān)數(shù)據(jù)和技術(shù)文檔資料的各種應(yīng)

50、用程序及其相關(guān)數(shù)據(jù)和技術(shù)文檔資料的集合集合. 通常將軟件分為兩大類通常將軟件分為兩大類.1. 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) (Operating System, OS) 管理、控制計算機系統(tǒng)的所有軟、硬件資管理、控制計算機系統(tǒng)的所有軟、硬件資源源, 提供用戶與計算機交流信息的界面提供用戶與計算機交流信息的界面, 方便方便用戶操作用戶操作，使用計算機系統(tǒng)的各種資源和功使用計算機系統(tǒng)的各種資源和功能，以最大限度的發(fā)揮計算機的作用和效能能，以最大限度的發(fā)揮計算機的作用和效能的一組龐大的管理控制程序的一組龐大的管理控制程序.2022-6-12 功能完善的操作系統(tǒng)功能完善的操作系統(tǒng), 通常包括五個

51、通常包括五個方面的功能方面的功能: 處理機管理處理機管理; 存儲管理存儲管理; 設(shè)備管理設(shè)備管理; 文件管理文件管理; 用戶接口用戶接口.(詳細介紹見第詳細介紹見第2章章-操作系統(tǒng)基礎(chǔ)操作系統(tǒng)基礎(chǔ))1.4.3. 計算機軟件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)2022-6-12 語言處理系統(tǒng)語言處理系統(tǒng) (程序設(shè)計語言程序設(shè)計語言) 計算機語言分為三大類：計算機語言分為三大類： 機器語言機器語言 計算機系統(tǒng)能夠識別計算機系統(tǒng)能夠識別, 能直接接收并執(zhí)行的程序設(shè)能直接接收并執(zhí)行的程序設(shè)計語言計語言. 每一條語句就是一條由若干位二進制數(shù)構(gòu)成每一條語句就是一條由若干位二進制數(shù)構(gòu)成的指令代碼或數(shù)據(jù)代碼的指令代碼或數(shù)據(jù)代碼

52、.例如例如: 在某種在某種 8 位的計算機中位的計算機中, 機器指令機器指令:0000 0101 的功能是做加法運算的功能是做加法運算;0000 0110 的功能是做減法運算的功能是做減法運算. 不同計算機系統(tǒng)的機器語言程序不能通用不同計算機系統(tǒng)的機器語言程序不能通用, 稱為面稱為面向機器的語言向機器的語言.1.4.3. 計算機軟件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)2022-6-12 匯編語言匯編語言 采用一些符號采用一些符號(稱助記符稱助記符)來表示機器語言中來表示機器語言中的指令和數(shù)據(jù)的指令和數(shù)據(jù). 用匯編語言編寫的程序用匯編語言編寫的程序(源程序源程序)需要用匯編需要用匯編程序?qū)⑵浞g成機器指令程序?qū)⑵?/p>

53、翻譯成機器指令(目標程序目標程序)才能執(zhí)行才能執(zhí)行.輸輸入入?yún)R編匯編語言語言源程源程序序匯編匯編程序程序進行進行匯編匯編機器機器語言語言目標目標程序程序執(zhí)行執(zhí)行目標目標程序程序1.4.3. 計算機軟件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)2022-6-12 高級語言高級語言 面向解題過程面向解題過程, 易寫、易讀、易記、易改易寫、易讀、易記、易改, 且通用且通用性強性強. 需翻譯成機器指令需翻譯成機器指令(目標程序目標程序)才能執(zhí)行才能執(zhí)行. 翻譯方翻譯方式可分為兩類式可分為兩類:a. 編譯方式編譯方式: 將源程序完整地翻譯成等價的目標程序?qū)⒃闯绦蛲暾胤g成等價的目標程序后后, 再執(zhí)行該目標程序再執(zhí)行該目標程序

54、. 大部分高級語言都是大部分高級語言都是(或都具或都具有有)編譯方式編譯方式, 如如: Fortran、Pascal、C/C+、Visual Basic等等.輸輸入入高級語高級語言源程言源程序序編譯程編譯程序進行序進行編譯編譯機器語機器語言目標言目標程序程序執(zhí)行執(zhí)行目標目標程序程序1.4.3. 計算機軟件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)2022-6-12b. 解釋方式解釋方式: 將源程序逐句翻譯并執(zhí)行將源程序逐句翻譯并執(zhí)行, 邊翻邊邊翻邊執(zhí)行執(zhí)行, 不產(chǎn)生目標程序不產(chǎn)生目標程序. 如如: Basic, Foxbase,開發(fā)開發(fā)階段的階段的Foxpro, Visual Basic等等. 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管

55、理系統(tǒng) 提供用戶按一定的結(jié)構(gòu)組織、管理、提供用戶按一定的結(jié)構(gòu)組織、管理、 加工、處加工、處理各類數(shù)據(jù)的能力理各類數(shù)據(jù)的能力. 如如: Access, Dbase, FoxPor, Visual FoxPor, Oracle, SQL Server, Sybase, DB2等等.輸輸入入高級語言高級語言源程序源程序解釋程序解釋程序進行解釋進行解釋執(zhí)行執(zhí)行程序程序1.4.3. 計算機軟件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)2022-6-122. 應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件 為某種專門應(yīng)用目的為某種專門應(yīng)用目的, 在操作系統(tǒng)的支持下在操作系統(tǒng)的支持下, 利用系統(tǒng)軟件利用系統(tǒng)軟件(程序設(shè)計語言程序設(shè)計語言)設(shè)計編制的程序設(shè)計編制

56、的程序及相關(guān)文檔及相關(guān)文檔. 如如: 文字處理軟件、電子表格軟件、文字處理軟件、電子表格軟件、CAD 軟件、軟件、各類管理信息系統(tǒng)、圖像處理軟件、音頻視各類管理信息系統(tǒng)、圖像處理軟件、音頻視頻播放軟件、網(wǎng)頁制作軟件、瀏覽器軟件、防頻播放軟件、網(wǎng)頁制作軟件、瀏覽器軟件、防/殺病毒軟件等等殺病毒軟件等等.1.4.3. 計算機軟件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)2022-6-121.4.4. 計算機的工作原理計算機的工作原理指令指令: 能被計算機識別并執(zhí)行的二進制代碼能被計算機識別并執(zhí)行的二進制代碼,規(guī)定了計算機能完成的某一種操作規(guī)定了計算機能完成的某一種操作.指令系統(tǒng)指令系統(tǒng): 所有指令的集合所有指令的集合(取

57、決于取決于CPU類型類型).程序程序: 是為完成一項特定任務(wù)而用某種語言是為完成一項特定任務(wù)而用某種語言編寫的一組指令序列編寫的一組指令序列.1. 指令和程序指令和程序操作碼操作碼: 要完成的操作類型或性質(zhì)要完成的操作類型或性質(zhì).操作數(shù)操作數(shù): 操作的數(shù)據(jù)或其所在的內(nèi)存地址操作的數(shù)據(jù)或其所在的內(nèi)存地址. 操操 作作 碼碼 操操 作作 數(shù)數(shù)指令構(gòu)成指令構(gòu)成: : 2022-6-12數(shù)據(jù)傳送指令數(shù)據(jù)傳送指令數(shù)據(jù)處理指令數(shù)據(jù)處理指令程序控制指令程序控制指令輸入輸入/ /輸出指令輸出指令其它指令其它指令 If Goto And Or CPU內(nèi)內(nèi) 存存I/O設(shè)備設(shè)備主主 機機對計算機的硬件對計算機的硬件

58、 進行管理等進行管理等指令分類及其功能指令分類及其功能: :1.4.4. 計算機的工作原理計算機的工作原理2022-6-12指令執(zhí)行過程指令執(zhí)行過程(4 個步驟個步驟): 取指令取指令: 按照指令計數(shù)器中的地址按照指令計數(shù)器中的地址, 從內(nèi)存儲器從內(nèi)存儲器中取出指令中取出指令, 并送往指令寄存器并送往指令寄存器. 分析指令分析指令: 對對指令寄存器中存放的指令進行分析指令寄存器中存放的指令進行分析, 由譯碼器對操作碼進行譯碼由譯碼器對操作碼進行譯碼, 將指令的操作碼轉(zhuǎn)將指令的操作碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制電位信號換成相應(yīng)的控制電位信號; 由地址碼確定操作數(shù)由地址碼確定操作數(shù)地址地址. 執(zhí)行指令執(zhí)行指令

59、: 由由操作控制線路發(fā)出完成該操作所需操作控制線路發(fā)出完成該操作所需要的一系列控制信息要的一系列控制信息, 去完成該指令所要求的操去完成該指令所要求的操作作. 一條指令執(zhí)行完成一條指令執(zhí)行完成, 指令計數(shù)器指令計數(shù)器加加 1 或或?qū)⑥D(zhuǎn)移地將轉(zhuǎn)移地址碼送入程序計數(shù)器址碼送入程序計數(shù)器, 然后返回到然后返回到.1.4.4. 計算機的工作原理計算機的工作原理2022-6-121.4.4. 計算機的工作原理計算機的工作原理2022-6-122. 計算機的工作過程計算機的工作過程 舉例：計算舉例：計算 7+2=9 的計算程序的計算程序計算步驟計算步驟解題命令解題命令1從存儲器中取出從存儲器中取出7到運算

60、器的到運算器的0號寄存器中號寄存器中;2從存儲器中取出從存儲器中取出2到運算器的到運算器的1號寄存器中號寄存器中;3將將0號和號和1號寄存器中的數(shù)據(jù)相加號寄存器中的數(shù)據(jù)相加, 得和得和9;4將計算結(jié)果將計算結(jié)果9存入存儲器中存入存儲器中;5在輸出設(shè)備中打印計算結(jié)果在輸出設(shè)備中打印計算結(jié)果9;6停機停機.1.4.4. 計算機的工作原理計算機的工作原理2022-6-12計算計算程序程序的簡的簡寫形寫形式式9存數(shù)存數(shù)4停機停機69打印打印572加法加法32取數(shù)取數(shù)27取數(shù)取數(shù)1操作數(shù)操作數(shù)操作碼操作碼指令順序指令順序指指令令操操作作碼碼表表1111停機停機1000打印打印1010存數(shù)存數(shù)0101加法