第1講 計算機系統(tǒng)與數(shù)制

1、計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 1.1 1.1 計算機系統(tǒng)組成及工作原理計算機系統(tǒng)組成及工作原理 1.2 1.2 微機硬件組成及主要技術指標微機硬件組成及主要技術指標 1.3 1.3 數(shù)制轉換及運算數(shù)制轉換及運算 1.4 1.4 計算機中數(shù)據(jù)的表示計算機中數(shù)據(jù)的表示 計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲1.1 計算機系統(tǒng)的基本組成計算機系統(tǒng)的基本組成一個完整的計算機系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。如圖一個完整的計算機系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。如圖1.11.1所示。所示。圖1.

2、1 計算機系統(tǒng)邏輯結構圖計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 硬件系統(tǒng)是組成計算機系統(tǒng)的各種物理設備的總稱，是計算機系統(tǒng)的物質基礎，如CPU 、存儲器、輸人設備、輸出設備等。硬件系統(tǒng)又稱為裸機，裸機只能識別由0 、1 組成的機器代碼，沒有軟件系統(tǒng)的計算機幾乎是沒有用的。 軟件是由程序、程序運行所需的數(shù)據(jù)以及開發(fā)、使用和維護這些程序所需的文檔3 部分組軟件系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中各種軟件的總稱。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 在計算機系統(tǒng)中，對于軟件和硬件的功能沒有一個明確的分界線。軟件實現(xiàn)的功能可以用硬件來實現(xiàn)，稱為硬化或固化，例如，微機的ROM 芯片中

3、就固化了系統(tǒng)的引導程序； 同樣，硬件實現(xiàn)的功能也可以用軟件來實現(xiàn)，稱為硬件軟化，例如，在多媒體計算機中，視頻卡用于對視頻信息進行處理（包括獲取、編碼、壓縮、存儲、解壓縮和回放等），而現(xiàn)在大多數(shù)計算機都通過軟件（如播放軟件）來實現(xiàn)此功能。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲1.1.1 計算機硬件系統(tǒng)計算機硬件系統(tǒng) 硬件系統(tǒng)是組成計算機系統(tǒng)的各種物理設備的總稱，可以將其理解為我們所看到的實際物理設備。此部分將會以馮.若依曼思想為主線，對計算機硬件系統(tǒng)進行論述，而各種具體的硬件信息，將會在下一節(jié)中進行描述。 計算機的工作過程就是執(zhí)行程序的過程。怎樣組織程序，涉及計算機體系結構問題

4、。 對后來的計算機在體系結構和工作原理上具有重大影響的是在同一時期由美籍匈牙利數(shù)學家馮 諾依曼和他的同事們研制的EDVAC 計算機。在EDVAC 中采用了“存儲程序”的概念。以此概念為基礎的各類計算機統(tǒng)稱為馮 諾依曼機。它的主要特點可以歸結為：計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 計算機應由5 個基本部分組成：運算器、控制器、存儲器、輸人設備和輸出設備，其結構如圖1.2，圖中實線為數(shù)據(jù)流，虛線為控制流。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 程序和數(shù)據(jù)以同等地位存放在存儲器中，并按地址訪問。 程序和數(shù)據(jù)以二進制表示。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠

5、玲主講人：王翠玲 下面將分別介紹，馮 諾依曼提出的計算機5個基本部分的具體內容。 1、運算器、運算器 運算器的主要功能是算術運算和邏輯運算。計算機中最主要的工作是運算，大量的數(shù)據(jù)運算任務是在運算器中進行的。 運算器又稱算術邏輯單元（Arithmetic and Logic Unit , ALU ）。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 在計算機中，算術運算是指加、減、乘、除等基本運算；邏輯運算是指邏輯判斷、關系比較以及其他的基本邏輯運算，如“與”、“或”、“非”等。但不管是算術運算還是邏輯運算，都是基本運算。也就是說，運算器只能做這些最簡單的運算，復雜的運算都要通過基本運算

6、的組合來一步步地實現(xiàn)。然而，運算器的速度卻快得驚人，因此計算機才有高速的信息處理功能。 運算器中的數(shù)據(jù)取自內存，運算的結果又送回內存。運算器對內存的讀寫操作，是在控制器的控制下進行的。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 2、控制器、控制器 控制器是計算機的“神經(jīng)中樞”和“指揮中心”，只有在它的控制之下整個計算機才能有條不紊地工作，自動執(zhí)行程序?？刂破鞯墓δ苁且来螐拇鎯ζ魅〕鲋噶?、分析指令、向其他部件發(fā)出控制信號、指揮計算機各個部件協(xié)同工作。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 3、存儲器、存儲器 存儲器是計算機用來存放程序和數(shù)據(jù)的部件，是計算機中各種信

7、息存儲和交流的中心。它的基本功能是能夠按照指定位置存入或取出信息。 存儲器通常分為內存儲器和外存儲器。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 （1）內存儲器 內存儲器（簡稱內存，又稱主存）被劃分為很多單元，每個單元稱為存儲單元，每個存儲單元可以存儲一定數(shù)量的二進制數(shù)據(jù)，各種信息進人計算機后，都要轉換成0 或1的二進制形式；每個存儲單元都有惟一的編號，稱為存儲單元的地址。當計算機要把一個數(shù)據(jù)存入某存儲單元或從某存儲單元取出時，首先要提供存儲單元的地址，然后查找相應的存儲單元才能進行信息的存取。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 內存又分為以下兩類： 隨機存

8、儲器（Random Access Memory，RAM ） 通常RAM 指計算機的主存，CPU 既可從中讀出數(shù)據(jù)又可向它寫入數(shù)據(jù)。但是，一旦關機斷電，RAM 中的信息將全部消失。 只讀存儲器（Read onlv Memory，ROM ) CPU 對它只取不存，它里面存放的信息一般由計算機制造廠寫入并經(jīng)固化處理，用戶是無法修改的。即使斷電，ROM 中的信息也不會丟失。因此，ROM 中一般存放計算機系統(tǒng)管理程序，如基本榆人輸出系統(tǒng)B10S ( Basic Inpu /Output System ）。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 （2）外存儲器 外存儲器設置在主機外部，簡

9、稱外存（又稱輔存），主要用來長期存放“暫時不用”的程序和數(shù)據(jù)。通常外存不和計算機的其他部件直接交換數(shù)據(jù)，只和內存交換數(shù)據(jù)，而且不是按單個數(shù)據(jù)進行存取，而是成批地進行數(shù)據(jù)交換。常用的外存是磁盤、光盤、閃盤（優(yōu)盤）等。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 外存與內存有許多不同之處，主要體現(xiàn)在以下幾點： 外存不怕停電，如磁盤上的信息可以長期保存；大部分內存是不能長期保存信息的隨機存儲器（斷電后信息丟失）。 外存的容量不像內存那樣受多種限制，可以大得多，如目前硬盤的容量可達數(shù)百吉字節(jié)；而絕大多數(shù)計算機的內存是以半導體存儲器為主，由于價格和技術方面的原因，內存的存儲容量受到限制。 外

10、存速度慢，內存速度快。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 4、輸入設備、輸入設備 輸人設備用來接受用戶輸入的原始數(shù)據(jù)和程序，并將它們轉變?yōu)橛嬎銠C可以識別的形式（二進制）存放到內存中。常用的輸人設備有鍵盤、鼠標、掃描儀、光筆、數(shù)字化儀、麥克風等。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 5、輸出設備、輸出設備 輸出設備用于將存放在內存中由計算機處理的結果轉變?yōu)槿藗兯芙邮艿男问?。常用的輸出設備有顯示器、打印機、繪圖儀、音響等。 輸人設備和輸出設備簡稱為I / O( Input/Output ）設備。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 1

11、.1.2 1.1.2 計算機軟件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng) 在計算機系統(tǒng)中，硬件是物質基礎，軟件是指揮硬件工作的靈魂。軟件的功能與質量在很大程度上決定了整個計算機的性能，故軟件和硬件一樣，是計算機工作必不可少的組成部分。 所謂軟件，是指程序、程序運行所需要的數(shù)據(jù)以及開發(fā)、使用和維護這些程序所需要的文檔的集合計算機軟件極為豐富，要對軟件進行恰當?shù)姆诸愂窍喈斃щy的。一種通常的分類方法是將軟件分為系統(tǒng)軟件和應用軟件兩大類計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 1、系統(tǒng)軟件、系統(tǒng)軟件 系統(tǒng)軟件是負責管理計算機系統(tǒng)中各種獨立的硬件，使得它們可以協(xié)調工作的程序和相關數(shù)據(jù)。系統(tǒng)軟件使得計算機使用者

12、和其他軟件將計算機當作一個整體而不需要顧及到底層每個硬件是如何工作的。一般來講，系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、語言處理程序和工具軟件等。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 2、應用軟件、應用軟件 應用軟件是針對某個應用領域的具體問題而開發(fā)和研制的程序。應用軟件一般包括用戶程序及其說明性文件資料。應用軟件必須在系統(tǒng)軟件的支持下才能工作。它具有很強的實用性和專業(yè)性，正是由于應用軟件的開發(fā)和使用，才使得計算機的應用日益滲透到社會的各行各業(yè)。由于計算機軟件的迅速發(fā)展，軟件逐步標準化、模塊化，一般把解決各類特別問題的應用程序的組合稱為軟件包。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人

13、：王翠玲 1.1.3 計算機基本工作原理計算機基本工作原理 按照馮 諾依曼機“存儲程序”的概念，計算機的工作過程就是執(zhí)行程序的過程。要了解計算機是如何工作的，首先要知道計算機指令和程序的概念。 1、計算機的指令和程序、計算機的指令和程序 指令是能被計算機識別并執(zhí)行的二進制代碼，它規(guī)定了計算機能完成的某一種操作。計算機指令常用二進制代碼表示，指令長度是指組成二進制代碼的位數(shù)。一條指令通常由兩個部分組成，如下所示：操作碼操作數(shù)計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 程序是指能完成一定功能的指令序列，是計算機指令的有序集合。計算機按照程序設定的指令順序依次執(zhí)行，并完成對應的一系列操

14、作，這就是程序執(zhí)行的過程。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 2、計算機的工作原理、計算機的工作原理 計算機的工作過程實際上是快速地執(zhí)行指令的過程。用戶首先必須根據(jù)某任務要求編寫相應的程序，通過輸人設備將程序和數(shù)據(jù)送到計算機的存儲器中保存起來；程序運行后，計算機從存儲器依次取出指令，送往控制器進行分析，并根據(jù)指令的功能向各有關部件發(fā)出各種操作控制信號；最終的運算結果要送到輸出設備輸出。 計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲1.2 微機硬件組成及主要技術指標微機硬件組成及主要技術指標 1.2.1 1

15、.2.1 微機硬件組成微機硬件組成 微型計算機，又稱微機，是目前發(fā)展最快的一類計算機。它們的基本結構都是由顯示器、鍵盤和主機構成。臺式計算機的主機安裝在主機箱內，在主機箱內有系統(tǒng)主板（又稱主機板或母板）、硬盤驅動器、CD-ROM 驅動器、軟盤驅動器、電源、顯示器適配器（又稱顯示卡或圖形加速卡）等。 計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 下圖為具有基本功能的多媒體計算機硬件系統(tǒng)。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 1、主板 ( l ) 主板架構 系統(tǒng)主板是微型計算機中最大的一塊集成電路板，是微型計算機中各種設備的連接載體。主板采用開放式結構，板上有CPU

16、 插座、控制芯片組、BIOS 芯片、內存條插槽、AGP ( Accelerated Graphics Port ) 總線擴展槽、PCI ( Peripheral Component Interconnect )局部總線擴展槽和其他各種接口。 計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 ( 2 ) 芯片組 芯片組是系統(tǒng)主板的“靈魂”，它決定了主板的結構及CPU 的使用。芯片組就像人體的中樞神經(jīng)一樣，控制著整個主板的運作。芯片組外觀就是集成塊。根據(jù)芯片的功能，有時把它們稱做南橋芯片和北橋芯片。南橋芯片主要負責1 / 0 接口控制

17、、IDE 設備（硬盤等）控制以及高級能源管理等；北橋芯片負責與CPU 的聯(lián)系并控制內存、AGP 、PCI 數(shù)據(jù)在北橋內部傳輸。由于北橋芯片的發(fā)熱量較高，所以芯片上通常裝有散熱片。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 ( 3 )板載功能 隨著主板技術的發(fā)展，主板早已經(jīng)不是原先單一的搭載CPU 、內存、硬盤以及外設的平臺，而是可以附加許多原來由各種類型的卡所承擔的功能，這些功能稱為板載功能。隨著主板南、北橋芯片的功能日益豐富和板載芯片越來越多，主板的板載功能也越來越多?？梢哉f只要用戶需要，幾乎所有能附加的功能都被加上了。目

18、前常用主板主要的板載功能有聲卡、顯示卡、網(wǎng)卡、IEEE 1394 卡等。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 2、CPU ( l ) CPU 分類 CPU 有通用CPU 和嵌人式CPU 兩種類型。通用和嵌人式的區(qū)別，主要在于應用模式的不同。一般來說，通用CPU 追求高性能，功能比較強，能運行復雜的操作系統(tǒng)和大型應用軟件。嵌人式CPU 則強調處理特定應用問題的高性能，主要用于運行面向特定領域的專用程序，配備輕量級操作系統(tǒng)，在功能和性能上有很大的變化范圍，例如用于蜂窩電話、CD 播放機等消費類家電。微型計算機一般采用通用CPU ，最具代表性的產品是美國Intel 公司的微處理器

19、系列， 計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 CPU 的產品并非只由Intel 公司一家生產，IBM 、Apple 、Motorola 、AMD 、Cyrix 等也是著名的微處理器產品的生產公司。CPU 的功能是計算機主要技術指標之一，人們習慣用CPU 的檔次來大體表示微型計算機的規(guī)格。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 ( 4 ) 國產CPU龍芯 龍芯CPU 是中國科學院計算技術研究所研制的以通用CPU 為核心并兼顧嵌人式CPU 特點的新一代CPU 。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主

20、講人：王翠玲 3、存儲器 ( 1 ) 內存儲器 目前在微型計算機上廣泛采用動態(tài)隨機存儲器（DRAM）作為主存。DRAM 的特點是數(shù)據(jù)信息以電荷形式保存在小電容器內，由于電容器的放電回路的存在，超過一定的時間后，存放在電容器內的電荷就會消失，故必須對小電容器周期性刷新來保持數(shù)據(jù)。 計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 DRAM 中的SDRAM ( Synchronous DRAM ，同步動態(tài)隨機存儲器）是早些年計算機系統(tǒng)普遍使用的內存形式，它的刷新周期與系統(tǒng)時鐘保持同步，使RAM 和CPU 以相同的速度同步工作，取消等待

21、周期，減少了數(shù)據(jù)存取時間。DDRRAM ( Double Data Rate RAM ）是雙倍速率的SDRAM ，它使用了更多、更先進的同步電路，它的速度是標準SDRAM 的兩倍。目前在DDRRAM這個大家族中，已經(jīng)相繼出現(xiàn)了DDR2和DDR3。 微型計算機上使用的動態(tài)隨機存儲器被制作成內存條的形式，需要插在系統(tǒng)主板的內存插槽上使用。目前常用的內存條中，一個內存條的容量有512MB、1G、2G 或4G 等不同的規(guī)格。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 ( 2 ) 外存儲器 為了能存儲更多的數(shù)據(jù)，就需要配置磁盤、磁帶、光盤等外部存儲器。外存中的數(shù)據(jù)一般不能直接送到運算器，只

22、能成批地將數(shù)據(jù)先送到內存，再進行處理。常用的外存儲器有： 硬盤 硬盤的盤片是由涂有磁性材料的鋁合金或玻璃材質制成。硬盤及其內部結構如圖1.11所示。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 光介質存儲器 光介質存儲器也是微型計算機上使用較多的存儲設備。它利用激光在某種介質上寫人信息，然后再用激光讀出信息。 目前微型計算機上使用的光介質主流產品是光盤。它需要通過專用的設備，如CD-ROM ( Compact Disk 一ROM ）等驅動器讀取光盤上的信息。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲計算機應用基礎

23、計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 移動硬盤 如圖所示為一移動硬盤。移動硬盤主要是由硬盤和硬盤盒兩部分組成。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 移動硬盤中的硬盤一般是筆記本硬盤，有2.5 in 和l.8 in 兩種型號。臺式計算機也可使用移動硬盤。 硬盤盒都帶有數(shù)據(jù)接口，一般都采用USB 接口（早期也有過IDE 接口的），有USB 1 . 1 和USB 2 . 0 兩種規(guī)格，后者的數(shù)據(jù)傳輸速度比前者要快幾百倍，基本上和計算機內置硬盤交換數(shù)據(jù)的速度相同。也有一部分移動硬盤采用IEEE 1394 接口。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 U盤 U

24、盤，全稱“USB閃存盤”，英文名“USB flash disk”。它是一個USB接口的無需物理驅動器的微型高容量移動存儲產品，可以通過USB接口與電腦連接，實現(xiàn)即插即用。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 4、輸入設備 輸人設備將數(shù)據(jù)、程序等轉換成計算扒能接受的二進制碼，并將它們送人內存。常用輸人設備是鍵盤、鼠標、掃描儀、觸摸屏、游戲手柄等，如圖所示。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 5、輸出設備 輸出設備將計算機處理的結果轉換成人們能夠識別的數(shù)字、字符、圖像、聲音等形式顯示、打印或播放出來。常用的輸出設備是顯示器、打印機等。計算機應用基礎計算機應

25、用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲( 2 ）打印機目前使用的打印機主要有3 類：針式打印機 噴墨打印機 激光打印機計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 6、常用多媒體設備 常用的多媒體設備有顯卡、聲卡、IEEE 1394 卡、多媒體信息獲取設備等。 ( 1 ) 顯卡計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 ( 2 ) 聲卡 聲卡又稱音頻卡，是處理音頻信號的硬件，目前大都已作為微型計算機必備功能集成在主板上，但也有部分專業(yè)聲卡類似于顯卡一樣單獨存在，稱之為獨立聲卡 計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 ( 3 ) IEEE 1394 卡 I

26、EEE 1394是一種連接外部設備的機外總線標準，傳輸速度可達400Mbps 通過IEEE1394 接口可以將許多計算機外部設備（如硬盤、打印機、掃描儀）、各種家電（如數(shù)碼相機、DVD播放機、視頻電話等）非常簡單地連接到計算機上。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 ( 4 ) 多媒體信息獲取設備 多媒體信息獲取，常用的設備有掃描儀、數(shù)碼照相機和攝像機等。 數(shù)碼照相機（DC）計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲數(shù)碼攝像機（DV）數(shù)碼攝像機的優(yōu)點是動態(tài)拍攝效果好，電池容量大，DV 帶也可以支持長時間拍攝，拍、采、編、播自成一體，相應的軟、硬件支持也十分成熟

27、。目前數(shù)碼攝像機普遍都帶有存儲卡，一機兩用，切換起來也很方便。由于數(shù)碼攝像機使用的小尺寸電荷禍合器件與其鏡頭不匹配，在拍攝靜止圖像時的效果不如數(shù)碼照相機。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 用于連接攝像機與計算機的1394 數(shù)據(jù)傳輸電纜線稱為iLink 或Firewire 纜線，如圖fig 所示。一端連接計算機上的IEEE 1394 卡上的接口，另一端接在數(shù)碼攝像機的DV In / Out 接口，然后打開DV 的電源并把DV調到VCR狀態(tài)，操作系統(tǒng)會自動識別DV設備。這時就可以啟動采集編輯軟件，將存儲在DV 磁帶上的數(shù)碼影像輸人到計算機。反之，使用此纜線也可將編輯好的文件

28、傳回攝像機。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 如果要將DV上的數(shù)碼影像輸出到電視機，需要使用RCA線纜，如圖fig所示。RCA線纜包含了3個接頭：紅色代表右聲道音頻線路，白色代表左聲道音頻線路，黃色代表視頻線路。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 1.2.2 1.2.2 微機主要技術指標微機主要技術指標1、總線任何一個微處理器都要與一定數(shù)量的部件和外圍設備連接，如果將各部件和每一種外圍設備都分別用一組線路與CPU 直接連接，那么連線將會錯綜復雜，甚至難以實現(xiàn)。為了簡化硬件電路設計與系統(tǒng)結構，常用一組線路，配置以適當?shù)慕涌陔娐?，與各部件和外圍設備連接

29、，這組共用的連接線路被稱為總線。英語名稱BUS， 很形象地表示了總線的特征。總線就像高速公路，總線上傳輸?shù)男盘杽t被視為高速公路上的車輛。顯而易見，在單位時間內公路上通過的車輛數(shù)直接依賴于公路的寬度、質量。因此，總線技術成為微型計算機系統(tǒng)結構的一個重要方面。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 采用總線結構便于部件和設備的擴充，尤其制定了統(tǒng)一的總線標準，使不同設備間的互連實現(xiàn)起來更容易。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 2、計算機與外部設備接口 外部總線通常以接口形式表現(xiàn)，是外部設備與計算機連接的端口,計算機上常見的接口如圖所示。計算機應用基礎計算機應

30、用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 1.3.1 1.3.1 進位記數(shù)制進位記數(shù)制 在日常生活中，人們常會遇到不同進制的數(shù)，如十進制數(shù)，逢十進一；一周有七天，逢七迸一。人們平時用得最多的是十進制數(shù)；而計算機中存放的是二進制數(shù)，為了書寫和表示方便，還引人了八進制數(shù)和十六進制數(shù)。無論哪種數(shù)制，其共同之處都是采用了進位記數(shù)制。 在采用進位記數(shù)的數(shù)字系統(tǒng)中，如果只用r個基本符號（例如0 , 1 , 2 ， ，r-l ）表示數(shù)值，則稱其為r 進制數(shù)（Radix 一r Number System ) , r 稱為該數(shù)制的“基數(shù)”( Radix ) ，而數(shù)制中每一固定位置對應的單位值稱為“權”。計算機應用基礎

31、計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲進位制二進制八進制十進制十六進制規(guī)則逢二進一逢八進一逢十進一逢十六進一基數(shù)r=2r=8r=10r=16基本符號0,10,1,2,70,1,2,90,1,2,9,A,B,F權2i8i10i16i角標表示B(Binary)O(Octal)D(Decimal)H(Hexadecimal)計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 1.3.2 1.3.2 不同進位計數(shù)間的轉換不同進位計數(shù)間的轉換 1、r 進制數(shù)轉換成十進制數(shù) 2、十進制數(shù)轉換成r 進制數(shù) 3、二進制、八進制、十六進制數(shù)間的相互轉換計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：

32、王翠玲1.4計算機中數(shù)據(jù)的表示計算機中數(shù)據(jù)的表示 1.4.1 1.4.1 基本概念基本概念 ( 1 ) 編碼 計算機要處理的數(shù)據(jù)除了數(shù)值數(shù)據(jù)以外，還有各類符號、圖形、圖像和聲音等非數(shù)值數(shù)據(jù)。而計算機只能識別0和1兩個數(shù)碼。要使計算機能處理這些信息，首先必須將各類信息轉換成“0”和“1”表示的代碼，這一過程成為編碼。 ( 2 ) 數(shù)據(jù) 能被計算機接受和處理的符號的集合都稱為數(shù)據(jù)。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 ( 3 ) 比特 比特（Bit：Binary Digit 二進制數(shù)位）是指1位二進制的數(shù)碼（即0或1）。比特是計算機中表示信息的數(shù)據(jù)編碼中的最小單位。 ( 4 )

33、 字節(jié) 字節(jié)表示被處理的一組連續(xù)的二進制數(shù)字。通常用8位二進制數(shù)字表示一個字節(jié)，即一個字節(jié)由8個比特組成。字節(jié)是存儲器系統(tǒng)的最小存取單位。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 1.4.2 1.4.2 數(shù)值數(shù)據(jù)的表示數(shù)值數(shù)據(jù)的表示 數(shù)值數(shù)據(jù)有大小和正負之分。通常在微型計算機中，用兩個字節(jié)表示一個整數(shù)，用四個字節(jié)表示一個實數(shù)。在二進制數(shù)的最前面規(guī)定一個符號位：“0”表示正數(shù)，“1”表示負數(shù)。數(shù)據(jù)表示方法通常有定點數(shù)表示和浮點數(shù)表示兩種。 ( 1 ) 定點數(shù)的表示 定點純整數(shù)：小數(shù)點的位置在最低數(shù)值位的后面，用于表示整數(shù),如下所示。數(shù)符數(shù)值計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠

34、玲主講人：王翠玲 定點純小數(shù)：小數(shù)點的位置約定在最高數(shù)值位的前面，用于表示小于1的純小數(shù)，如下所示。計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 ( 2 ) 浮點數(shù)的表示 浮點數(shù)的表示來源于數(shù)學中的指數(shù)形式： NMRc 式中R表示進制數(shù)的基數(shù)。N可以用下面兩個部分表示。 尾數(shù)M。尾數(shù)為小于1的小數(shù)。尾數(shù)的長度影響數(shù)據(jù)的精度。 階碼c。階碼相當于數(shù)學中的指數(shù)。階碼的大小影響浮點數(shù)可以表示的數(shù)據(jù)的大小范圍。如下所示給出了浮點數(shù)的表示方法。階符階碼尾符尾數(shù)計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 例1.9 設尾數(shù)為8位，階碼為6位，請將二進制數(shù)-0100.100用浮點數(shù)的

35、表示方法表示。 解答：由于二進制數(shù)-0100.100是負數(shù)，因此尾符應該是“1”，尾數(shù)是10100100；-0100.100與-0.0100100相比，小數(shù)點向右移動了4位，這個“4”就是階碼。由于“4”是正數(shù)，因此，階符是“0”，而十進制的“4”在二進制中是“100”，補齊稱六位二進制數(shù)就是“000100”，所以階碼是“000100”。所以最后表示的結果應該是：0000100110100100計算機應用基礎計算機應用基礎主講人：王翠玲主講人：王翠玲 1.4.3 1.4.3 字符的表示字符的表示 1、西文字符的表示. 西文字符用ASCII碼表示。ASCII編碼是由美國國家標準委員會制定的一種包括數(shù)字、字母、通用符號和控制符號在內的字符編碼集，全稱叫美國國家信息交換標準代碼（American Standard Code for Info