計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)全書電子教案正本書課件全套ppt最全教學(xué)教程電子講義

1、計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)第一章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)概述1.1 計(jì)算機(jī)與信息社會(huì)1.2 數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)1.1 計(jì)算機(jī)與信息社會(huì)內(nèi)容：1.1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展1.1.2 計(jì)算機(jī)的分類1.1.3 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用1.1.4 信息技術(shù)與信息處理2計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的概念計(jì)算機(jī) Computer 電腦依靠程序自動(dòng)、高速、精確地完成各種信息存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)值計(jì)算、過程控制、數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娮釉O(shè)備?；静糠质怯呻娮釉骷M成的電路，電路按照“數(shù)字”方式進(jìn)行工作數(shù)字電子計(jì)算機(jī)(Digital Electronic Computer)。計(jì)算機(jī)與以往任何一種工具的不同點(diǎn)在于它能夠把人們從繁重的腦力勞動(dòng)中(部分)解

2、放出來。3計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展4計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)萊布尼茨四則運(yùn)算器1673帕斯卡加法器1642對(duì)數(shù)計(jì)算尺算籌巴貝奇差分機(jī)1847算盤1.1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展近代計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生英國(guó)科學(xué)家阿蘭圖靈Alan Mathison Turing,1912-1954建立了圖靈機(jī)(Turing Machine, TM)模型，奠定了可計(jì)算理論的基礎(chǔ)(1936年)提出圖靈測(cè)試?yán)碚?，闡述了機(jī)器智能的基本概念(1950年)圖靈獎(jiǎng)計(jì)算機(jī)界的諾貝爾獎(jiǎng)美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)(ACM)于1966年設(shè)立 頒發(fā)給計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)先科研人員5計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展近代計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮諾依曼Jo

3、hn von Neumann,1903-1957提出了著名的“馮諾依曼原理”,即“存儲(chǔ)程序和程序控制”的原理（1945年）計(jì)算機(jī)由五個(gè)部分組成，包括：運(yùn)算器、邏輯控制裝置、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備采用了二進(jìn)制，不但數(shù)據(jù)采用二進(jìn)制，指令也采用二進(jìn)制；建立了存儲(chǔ)程序，指令和數(shù)據(jù)便可一起放在存儲(chǔ)器里，并作同樣處理。6計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展近代計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIACElectronic Numerical Integrator and Calculator (電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī))1946年2月由美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)研制成功7計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展近代計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生

4、ENIAC最早用于彈道計(jì)算采用電子管為基本元件的電子線路來完成運(yùn)算和存儲(chǔ)，每秒可進(jìn)行5000次加法或減法，可以在3/1000秒時(shí)間內(nèi)做完兩個(gè)10位數(shù)乘法，能夠真正自動(dòng)運(yùn)行。使用了17468個(gè)電子管、15000個(gè)繼電器、70000多只電阻器，10000多只電容器、占地170平方米、重80噸、耗電量140千瓦、價(jià)格40萬美元。8計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展近代計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生ENIAC后改進(jìn)為通用計(jì)算機(jī)并又進(jìn)行過多次改造兩大缺點(diǎn)：沒有存儲(chǔ)器；用布線板進(jìn)行控制非常麻煩。在1965年10月最后切斷電源9計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史第一代 1946年1957年電子管計(jì)算機(jī)

5、體積龐大、運(yùn)算速度低、功耗大、可靠性差。使用機(jī)器語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言來編制程序，內(nèi)存采用水銀延遲線和繼電器，僅供少數(shù)專業(yè)人員使用，主要進(jìn)行科學(xué)計(jì)算。10計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)電子管計(jì)算機(jī) IBM7011.1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史第二代 1958年1964年晶體管計(jì)算機(jī)體積縮小、功耗降低、速度加快、可靠性提高。內(nèi)存使用磁芯存儲(chǔ)器，外存使用磁帶，開始出現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言，發(fā)展了一些單道和多道管理程序，應(yīng)用拓展到數(shù)據(jù)處理和實(shí)時(shí)控制。11計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)貝爾實(shí)驗(yàn)室使用800只晶體管組裝了世界上第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)TRADIC1.1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史第三代 1964年20世紀(jì)70年代中小規(guī)模集成電路計(jì)

6、算機(jī)可靠性大大提高、功耗進(jìn)一步減小、運(yùn)算速度進(jìn)一步提高。內(nèi)存采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，外存采用磁盤，操作系統(tǒng)開始發(fā)展，高級(jí)語(yǔ)言數(shù)量增多，應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)展。12計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)集成電路計(jì)算機(jī)IBM3601.1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史第四代 20世紀(jì)70年代至今大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)性能大大提高、價(jià)格下降、體積縮小、穩(wěn)定性好、運(yùn)算速度極快。廣泛采用各種新型元器件，各種高級(jí)語(yǔ)言日益完善，應(yīng)用軟件日益豐富，應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)展。13計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)超級(jí)計(jì)算機(jī)藍(lán)色基因/L1.1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展各代計(jì)算機(jī)的基本情況 14計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)第一代(19461957)第二代(19581964)第三代(1965

7、1970)第四代(約1971現(xiàn)在)邏輯元件電子管晶體管中小規(guī)模集成電路大規(guī)模超大規(guī)模集成電路處理速度幾千次/秒幾百萬次/秒幾千萬次/秒數(shù)億次運(yùn)算/秒內(nèi)存儲(chǔ)器汞延遲線磁芯半導(dǎo)體半導(dǎo)體內(nèi)存容量幾千字節(jié)幾萬字節(jié)幾兆字節(jié)幾十兆字節(jié)外存儲(chǔ)器磁鼓磁鼓 磁帶磁帶 磁盤磁盤 光盤外部設(shè)備讀卡機(jī)、紙帶機(jī)讀卡機(jī)、紙帶機(jī)、電傳打字機(jī)讀卡機(jī)、打印機(jī)、繪圖機(jī)鍵盤、顯示器、打印機(jī)、繪圖機(jī)等編程語(yǔ)言機(jī)器語(yǔ)言匯編語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言匯編語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言第四代語(yǔ)言系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)實(shí)用程序操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)應(yīng)用范圍科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算 自動(dòng)控制 數(shù)據(jù)處理應(yīng)用于各方面在各個(gè)領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用1.1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)

8、展趨勢(shì) 新一代計(jì)算機(jī)巨型化：發(fā)展高速度、大容量、功能更強(qiáng)大的巨型計(jì)算機(jī)。微型化：利用微電子技術(shù)和超大規(guī)模集成電路技術(shù)進(jìn)一步縮小計(jì)算機(jī)的體積。網(wǎng)絡(luò)化：將計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)緊密結(jié)合起來，組成功能強(qiáng)、規(guī)模大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。智能化：通過人工智能技術(shù)使計(jì)算機(jī)具有模擬人的感覺和思維的能力。多媒體化：計(jì)算機(jī)不僅能夠處理文字、數(shù)字、符號(hào)等文本信息，而且能夠處理聲音、圖形圖象、動(dòng)畫視頻等多種表現(xiàn)媒體信息。15計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.2 計(jì)算機(jī)的分類按照工作原理分類模擬式電子計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)采用模擬電路作為基本的組成部分，其內(nèi)部信息用連續(xù)量表示。數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)采用數(shù)字電路作為基本的組成部分，其內(nèi)部信息用離散

9、量表示。混合式電子計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)的基本組成部分既有模擬電路又有數(shù)字電路，其內(nèi)部信息分別采用連續(xù)量和離散量來表示。16計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.2 計(jì)算機(jī)的分類按照用途和使用范圍分類通用計(jì)算機(jī)通用計(jì)算機(jī)是針對(duì)大多數(shù)用戶的大多數(shù)應(yīng)用而研制的。特點(diǎn)是通用性強(qiáng)，具有較強(qiáng)大的綜合處理能力，能夠解決各種類型的問題，配用的軟件也是通用性很強(qiáng)的軟件。專用計(jì)算機(jī)專用計(jì)算機(jī)是為某一種類型的應(yīng)用專門研發(fā)制造的。專用計(jì)算機(jī)往往針對(duì)解決的特定問題配用了專門的硬件和軟件和外部設(shè)備，所以能夠高速、可靠地解決特定的問題。17計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.2 計(jì)算機(jī)的分類按照綜合性能分類按照計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度、字長(zhǎng)、存儲(chǔ)容量等綜合性 巨型計(jì)算

10、機(jī)機(jī)大型計(jì)算機(jī)機(jī)服務(wù)器個(gè)人計(jì)算機(jī) 臺(tái)式機(jī) (Desktop computer)筆記本機(jī) (Notebook)個(gè)人數(shù)字助理 (PDA)18計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.2 計(jì)算機(jī)的分類巨型計(jì)算機(jī)又稱超級(jí)計(jì)算機(jī)，它是功能最強(qiáng)、運(yùn)算速度最快、存儲(chǔ)容量最大的一類計(jì)算機(jī)，一般用于國(guó)家高科技領(lǐng)域和尖端技術(shù)研究，例如戰(zhàn)略防御系統(tǒng)、航天測(cè)控系統(tǒng)、大區(qū)域中長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)、石油勘探系統(tǒng)、地震資料處理系統(tǒng)等等。超級(jí)計(jì)算機(jī)的研制水平體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力。因次各國(guó)在超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈。近年來，我國(guó)的超級(jí)計(jì)算機(jī)一直占據(jù)TOP500世界超級(jí)計(jì)算機(jī)榜單的前列（這個(gè)榜單每半年發(fā)布一次）19計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.2 計(jì)算機(jī)

11、的分類我國(guó)的超級(jí)計(jì)算機(jī)2017.11全球超級(jí)計(jì)算機(jī)TOP500排行榜發(fā)布，中國(guó)超算“神威太湖之光”和“天河二號(hào)”連續(xù)第四次分列冠亞軍。同時(shí)，中國(guó)目前擁有202個(gè)全球最高性能計(jì)算機(jī)。相比之下美國(guó)只有143個(gè)，這是美方自該榜單發(fā)布25年以來的最低水平神威太湖之光超級(jí)計(jì)算機(jī)是由國(guó)家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心研制、安裝在國(guó)家超級(jí)計(jì)算無錫中心的超級(jí)計(jì)算機(jī)。神威太湖之光超級(jí)計(jì)算機(jī)安裝了40960個(gè)中國(guó)自主研發(fā)的“申威26010”眾核處理器，該眾核處理器采用64位自主申威指令系統(tǒng)，峰值性能為12.5億億次/秒，持續(xù)性能為9.3億億次/秒。20計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.2 計(jì)算機(jī)的分類21計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)中國(guó)超級(jí)計(jì)

12、算機(jī)發(fā)展年譜型號(hào)面世時(shí)間每秒運(yùn)算速度（峰值）銀河1983年1億次曙光一號(hào)1992年6.4億次銀河1994年10億次銀河 1997年130億次神威1999年3840億次深騰18002002年1萬億次曙光4000A2004年11萬億次神威3000A2007年18萬億次深騰70002008年106.5萬億次曙光5000A2008年230萬億次天河一號(hào)2009年1206萬億次曙光6000 2010年 1270萬億次1.1.3 計(jì)算機(jī)在信息社會(huì)中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用方面科學(xué)計(jì)算即數(shù)值計(jì)算，用計(jì)算機(jī)來完成科學(xué)研究和工程技術(shù)中提出的數(shù)學(xué)問題。自動(dòng)控制又稱為過程控制，通過計(jì)算機(jī)來實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并且按照最佳情況

13、對(duì)被控制設(shè)備進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。數(shù)據(jù)處理利用計(jì)算機(jī)來對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、整理、統(tǒng)計(jì)、分析、加工、利用、傳播等操作。信息加工利用計(jì)算機(jī)對(duì)各種圖象信息進(jìn)行整理、加工、記錄、變換、增強(qiáng)、重現(xiàn)等操作。22計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.3 計(jì)算機(jī)在信息社會(huì)中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用方面計(jì)算機(jī)輔助工作包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)等方面。人工智能用計(jì)算機(jī)模擬人類的判斷、理解、學(xué)習(xí)、求解、識(shí)別等智能活動(dòng)。它包括三個(gè)方面：知識(shí)工程、模式識(shí)別、機(jī)器人學(xué)。電子商務(wù) (Electronic Business, EB)利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)而進(jìn)行的商務(wù)活動(dòng)。辦公

14、自動(dòng)化 (Office Automation, OA)利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，集成各種形式的信息資源，為事務(wù)處理、管理工作、決策判斷提供一個(gè)高效率的工作平臺(tái)。23計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.3 計(jì)算機(jī)在信息社會(huì)中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域工商業(yè)工商業(yè)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的傳統(tǒng)領(lǐng)域之一，在許多公司企業(yè)中，計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)都是企業(yè)正常運(yùn)作的必不可少的手段。在工廠中，計(jì)算機(jī)除了用來進(jìn)行自動(dòng)控制和企業(yè)管理外，還用來進(jìn)行新產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)。在商業(yè)上，不僅使用計(jì)算機(jī)來對(duì)商品的進(jìn)貨、銷售、庫(kù)存、統(tǒng)計(jì)分析等經(jīng)營(yíng)環(huán)節(jié)進(jìn)行管理，還可以通過計(jì)算機(jī)決策支持系統(tǒng)(DSS)來幫助指定經(jīng)營(yíng)計(jì)劃和長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略。24計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.3

15、計(jì)算機(jī)在信息社會(huì)中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域科研教育科學(xué)研究一直是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的重要領(lǐng)域。從航空航天到海洋科學(xué)，從氣象觀測(cè)到地球物理，從宇宙天體到基本粒子的各個(gè)方面，都使用計(jì)算機(jī)來監(jiān)測(cè)與收集數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較鑒別并判斷其重要性。在教育領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)除了象其他領(lǐng)域一樣用來進(jìn)行教學(xué)管理外，還廣泛應(yīng)用在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)和計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程教育方面。25計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.3 計(jì)算機(jī)在信息社會(huì)中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域政府機(jī)關(guān)計(jì)算機(jī)在政府機(jī)關(guān)的應(yīng)用非常廣泛，從公文的起草、發(fā)布、管理到日常業(yè)務(wù)的自動(dòng)化辦公，從各項(xiàng)信息的收集整理到規(guī)章制度的討論研究，從民意民情的了解到發(fā)展規(guī)劃的制定，計(jì)

16、算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)都起著重要的作用。所謂“電子政府”，就是在Internet上建立一個(gè)“虛擬的政府”(網(wǎng)站)，通過網(wǎng)絡(luò)來發(fā)布資料、檔案、規(guī)章制度、日常工作計(jì)劃，通過網(wǎng)絡(luò)來傳遞各個(gè)部門的文件資料和召開網(wǎng)絡(luò)會(huì)議，通過網(wǎng)絡(luò)來征集市民的意見建議，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行納稅、行政審批、項(xiàng)目審查等政府業(yè)務(wù)。26計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.3 計(jì)算機(jī)在信息社會(huì)中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域醫(yī)藥衛(wèi)生在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)除了應(yīng)用在電子病歷、電子處方、病房管理、藥品管理等常規(guī)方面外，還用于醫(yī)療診斷和新藥研制。利用Internet進(jìn)行的遠(yuǎn)程診療技術(shù)，大城市的醫(yī)生專家可以幫助邊遠(yuǎn)農(nóng)村小鎮(zhèn)的醫(yī)生完成醫(yī)學(xué)診斷和指導(dǎo)手術(shù)進(jìn)行。27計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)

17、1.1.3 計(jì)算機(jī)在信息社會(huì)中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域休閑娛樂網(wǎng)絡(luò)游戲是計(jì)算機(jī)在休閑娛樂中應(yīng)用的一個(gè)重要方面。通過多媒體技術(shù)、三維動(dòng)畫技術(shù)以及新型設(shè)備的支持，可以在虛擬的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中進(jìn)行游戲?qū)Q。計(jì)算機(jī)電影特技和計(jì)算機(jī)動(dòng)畫是計(jì)算機(jī)在休閑娛樂中應(yīng)用的另一個(gè)重要方面。網(wǎng)絡(luò)電影電視、網(wǎng)絡(luò)數(shù)碼音樂、網(wǎng)絡(luò)聊天等應(yīng)用，也成為各個(gè)網(wǎng)站的重要服務(wù)內(nèi)容。28計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.3 計(jì)算機(jī)在信息社會(huì)中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)應(yīng)用中計(jì)算技術(shù)的發(fā)展單主機(jī)計(jì)算 (Mainframe Computing)單主機(jī)計(jì)算的主要特征是由單臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)成計(jì)算系統(tǒng)，系統(tǒng)的信息處理基本都在本地機(jī)器上完成。這種計(jì)算模式在計(jì)算機(jī)應(yīng)用的早期被廣泛使用，

18、目前的中小規(guī)模應(yīng)用中也大量存在。分布式客戶機(jī)/服務(wù)器計(jì)算 (Distributed Client/Server Computing)簡(jiǎn)稱為C/S模式。分布式客戶機(jī)/服務(wù)器計(jì)算是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展起來后出現(xiàn)的計(jì)算模式。從技術(shù)上考慮，客戶機(jī)和服務(wù)器都是邏輯上的概念，計(jì)算機(jī)應(yīng)用的任務(wù)被分成兩大部分，用戶在客戶機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入輸出、運(yùn)行控制以及少量數(shù)據(jù)處理，而信息處理任務(wù)中的信息資源查詢、高強(qiáng)度數(shù)據(jù)處理、信息存儲(chǔ)等消耗機(jī)器資源比較多的工作由網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器來完成。29計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.3 計(jì)算機(jī)在信息社會(huì)中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)應(yīng)用中計(jì)算技術(shù)的發(fā)展瀏覽器/服務(wù)器計(jì)算 (Browser/Server Compu

19、ting) 簡(jiǎn)稱為B/S模式。由客戶機(jī)/服務(wù)器計(jì)算模式發(fā)展而來，用戶通過瀏覽器向分布在網(wǎng)絡(luò)上的許多服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，服務(wù)器對(duì)瀏覽器的請(qǐng)求進(jìn)行處理，將用戶所需信息返回到瀏覽器。主要利用了不斷成熟的WWW瀏覽器技術(shù)，結(jié)合多種Script語(yǔ)言(VBScript、JavaScript)和ActiveX技術(shù)，是一種全新的軟件系統(tǒng)構(gòu)造技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)計(jì)算 (Network Computing)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算是計(jì)算模式的新發(fā)展，它的主要思想是在專用軟件的控制下充分調(diào)度利用網(wǎng)絡(luò)上各種計(jì)算機(jī)的各種資源來完成預(yù)定的計(jì)算任務(wù)。這種計(jì)算模式將會(huì)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用方式的發(fā)展方向。30計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.4 信息技術(shù)與信息處理關(guān)于信息技術(shù)

20、信息信息既是對(duì)各種客觀存在的事物的變化和特征的反映，又是各個(gè)事物之間作用和聯(lián)系的表征。人類就是通過接受信息來認(rèn)識(shí)事物的，信息是對(duì)人們有用的，是接受者原來不了解的知識(shí)。信息是客觀世界的一種本質(zhì)屬性，它同物質(zhì)、能源一樣重要，是人類生存和社會(huì)發(fā)展的三大基本資源之一。31計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.4 信息技術(shù)與信息處理關(guān)于信息技術(shù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是指存儲(chǔ)在某種媒體上的可以識(shí)別的物理符號(hào)。數(shù)據(jù)通常作為信息的載體，用來表示信息，表示同一信息的數(shù)據(jù)可以有多種多樣的存在形式。數(shù)據(jù)不僅包括數(shù)字、字母、文字、符號(hào)，而且包括聲音、圖形、圖象、動(dòng)畫、影象等。人們以各種存儲(chǔ)設(shè)備來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；通過各種軟件來管理數(shù)據(jù)；使用各種應(yīng)用程序來

21、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理。32計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.4 信息技術(shù)與信息處理關(guān)于信息技術(shù)信息和數(shù)據(jù)是兩個(gè)相互聯(lián)系但完全不同的概念。信息是有意義的，而數(shù)據(jù)可以無意義；信息是有用的，而數(shù)據(jù)可以無用；信息必須是真實(shí)的，而數(shù)據(jù)可以是虛假的。所謂“數(shù)據(jù)處理”是指將數(shù)據(jù)經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換為信息的過程。33計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.4 信息技術(shù)與信息處理關(guān)于信息技術(shù)信息技術(shù) (Information Technology, IT)泛指與信息的獲取、存儲(chǔ)、加工、處理等方面相關(guān)的科學(xué)與技術(shù)。聯(lián)合國(guó)教科文組織對(duì)信息技術(shù)的定義為：應(yīng)用在信息的加工和處理中的科學(xué)、技術(shù)與工程的訓(xùn)練方法和管理技巧；上述方面的技巧與應(yīng)用；計(jì)算機(jī)及其人機(jī)相互

22、作用；與這些方面相對(duì)應(yīng)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化等各種因素。34計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.4 信息技術(shù)與信息處理信息技術(shù)包含的內(nèi)容信息基礎(chǔ)技術(shù)是信息技術(shù)的基礎(chǔ)部分，它包括信息學(xué)和控制論方面的基礎(chǔ)研究，還包括新材料、新器件、新能源的開發(fā)制造技術(shù)。在信息基礎(chǔ)技術(shù)方面，發(fā)展最快、影響最大、應(yīng)用最廣泛的是微電子技術(shù)和光電子技術(shù)。35計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)信息學(xué)信息學(xué)是以信息為研究對(duì)象，以計(jì)算機(jī)等技術(shù)為研究工具，擴(kuò)展人類的信息功能為主要目標(biāo)的一門綜合性學(xué)科。信息論是由美國(guó)數(shù)學(xué)家香農(nóng)創(chuàng)立的，它是用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，從量的方面來研究系統(tǒng)的信息如何獲取、加工、處理、傳輸和控制的一門科學(xué)?？刂普摽刂普撌茄芯扛黝愊到y(tǒng)的調(diào)節(jié)和控制

23、規(guī)律的科學(xué)。它是自動(dòng)控制、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)理邏輯、神經(jīng)生理學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)、行為科學(xué)等多種科學(xué)技術(shù)相互滲透形成的一門橫斷性學(xué)科。它研究生物體和機(jī)器以及各種不同基質(zhì)系統(tǒng)的通訊和控制的過程，探討它們共同具有的信息交換、反饋調(diào)節(jié)、自組織、自適應(yīng)的原理和改善系統(tǒng)行為、使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的機(jī)制，從而形成了一大套適用于各門科學(xué)的概念、模型、原理和方法。1.1.4 信息技術(shù)與信息處理信息技術(shù)包含的內(nèi)容集成電路微電子技術(shù)是現(xiàn)代電子信息技術(shù)的基礎(chǔ)，它以集成電路的研發(fā)制造為核心。集成電路是將晶體管、電阻、電容等電子元器件集成制造在同一個(gè)硅片上的電子器件。小規(guī)模集成電路(SSI) 在每平方毫米上集成幾十個(gè)元器件中規(guī)

24、模集成電路(MSI) 在每平方毫米上集成幾百個(gè)元器件大規(guī)模集成電路(LSI) 在每平方毫米上集成幾千個(gè)元器件超大規(guī)模集成電路(VLSI) 在每平方毫米上集成幾萬個(gè)元器件。36計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)硅片1.1.4 信息技術(shù)與信息處理信息技術(shù)包含的內(nèi)容信息系統(tǒng)技術(shù)信息系統(tǒng)技術(shù)是關(guān)于信息獲取、處理、傳輸、控制等方面的技術(shù)，它包括遙測(cè)遙感、人工智能、現(xiàn)代通信、現(xiàn)代控制論等多個(gè)不同方面。信息應(yīng)用技術(shù)信息應(yīng)用技術(shù)以各種實(shí)際應(yīng)用目標(biāo)為研究的落腳點(diǎn)。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、教育科研等各個(gè)領(lǐng)域，信息技術(shù)的應(yīng)用目的、應(yīng)用模式、應(yīng)用技術(shù)、應(yīng)用方法各有不同。信息應(yīng)用技術(shù)就是研究如何使這些模式、技術(shù)、方法更快捷更有效。37計(jì)算

25、機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.4 信息技術(shù)與信息處理信息處理信息處理通常也稱為數(shù)據(jù)處理信息處理是指利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行采集、轉(zhuǎn)換、分類、存儲(chǔ)、計(jì)算、加工、查詢、檢索、統(tǒng)計(jì)、分析、傳輸和輸出等操作。通過這些操作，人們可以從浩如煙海的信息中找到所需要的信息，不僅可以了解事物的歷史和現(xiàn)狀，還可對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)作出預(yù)測(cè)。38計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.1.4 信息技術(shù)與信息處理信息處理計(jì)算機(jī)信息處理的特點(diǎn) 速度快、精度高 具有強(qiáng)大的“記憶”能力 信息傳輸能力極強(qiáng) 可提供友善的使用方式和豐富的信息輸出形式 可以幫助用戶開發(fā)各種信息處理系統(tǒng)39計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.2 數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)內(nèi)容：1.2.1 信息的基本單位1.2.2 二進(jìn)制

26、數(shù)1.2.3 數(shù)值信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示40計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.2.1 信息的基本單位什么是比特?cái)?shù)字技術(shù)的處理對(duì)象是“比特” (bit，binary digit的縮寫) ，又稱“二進(jìn)制位”或簡(jiǎn)稱為 “位” ，是計(jì)算機(jī)和其他數(shù)字系統(tǒng)處理、存儲(chǔ)和傳輸數(shù)字信息的最小單位，一般用“b”表示。比特只有 2 種取值(狀態(tài))：0和1，一般無大小之分。數(shù)值、文字、符號(hào)、圖像、聲音、命令都可以使用比特來表示，其具體的表示方法就稱為“編碼”或“代碼”。計(jì)算機(jī)處理各種信息，首先要將它們表示成具體的數(shù)據(jù)形式。馮諾依曼在他的EDVAC方案中明確提出計(jì)算機(jī)中采用二進(jìn)制。自此以后一直到今天，所有的計(jì)算機(jī)都采用二進(jìn)制來表示數(shù)據(jù)。

27、41計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.2.1 信息的基本單位二進(jìn)制數(shù)據(jù)的計(jì)量單位二進(jìn)制數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量的計(jì)量在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，各種數(shù)據(jù)都是以二進(jìn)制編碼的形式表示和存儲(chǔ)的。位 (bit，縮寫為b，俗稱小b)也常稱為比特、字位、位元，指二進(jìn)制數(shù)據(jù)的每一位(“0”或“1”)，它是二進(jìn)制數(shù)據(jù)量的最小計(jì)量單位。字節(jié) (Byte，縮寫為B，俗稱大B)是二進(jìn)制數(shù)據(jù)量的基本計(jì)量單位，數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中也是以字節(jié)為單位存儲(chǔ)的。一個(gè)字節(jié)由8個(gè)字位組成：b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0b7是最高位，b0是最低位。字 ( Word )也常稱為計(jì)算機(jī)字，它是可作為獨(dú)立的數(shù)據(jù)單位進(jìn)行處理的若干字位的組合。字所包含的字位的個(gè)數(shù)稱為字長(zhǎng)，

28、字長(zhǎng)一般是字節(jié)長(zhǎng)度的整數(shù)倍，如16、32等。42計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.2.1 信息的基本單位數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)存儲(chǔ)容量是存儲(chǔ)器的一項(xiàng)很重要的性能指標(biāo)。計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)器容量通常使用2的冪次作為單位，因?yàn)檫@有利于內(nèi)存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)和使用。經(jīng)常使用的存儲(chǔ)器容量單位有：千字節(jié)(KB)1KB=210字節(jié)=1024B兆字節(jié)(MB)1MB=220字節(jié)=1024KB吉字節(jié)(GB)1GB=230字節(jié)=1024MB太字節(jié)(TB) 1TB=240字節(jié)=1024GB拍字節(jié)(PB) 1PB=250字節(jié)=1024TB43計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.2.1 信息的基本單位數(shù)據(jù)的傳輸在計(jì)算機(jī)內(nèi)部或計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，如果是采用一個(gè)字節(jié)的8

29、個(gè)二進(jìn)制位同時(shí)傳輸?shù)牟⑿蟹绞?，則傳輸速率的計(jì)量單位為：字節(jié)/秒(BPS)千字節(jié)/秒(KBPS)1 KBPS = 1024 BPS兆字節(jié)/秒(MBPS)1 MBPS = 1024 KBPS在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)通常采用一個(gè)一個(gè)字位(bit)的串行傳輸方式，傳輸速率的計(jì)量單位為：比特/秒(bPS)也常稱為比特率、波特率、波特千比特/秒(KbPS)1KbPS=103比特/秒=1000bPS兆比特/秒(MbPS)1MbPS=106比特/秒=1000KbPS44計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.2.2 二進(jìn)制數(shù)數(shù)制關(guān)于數(shù)的記寫和命名的相關(guān)規(guī)則的集合稱為計(jì)數(shù)制，簡(jiǎn)稱數(shù)制。數(shù)碼(簡(jiǎn)稱碼)：該數(shù)制記寫時(shí)所用的符號(hào)如

30、十進(jìn)制的0,1,2,9基數(shù)(簡(jiǎn)稱基)：該數(shù)制所用數(shù)碼的個(gè)數(shù)如 十進(jìn)制的基為十?dāng)?shù)位(簡(jiǎn)稱位)：數(shù)碼在數(shù)中所占據(jù)的位置如 十進(jìn)制中的個(gè)位、十位等位權(quán)(簡(jiǎn)稱權(quán))：由數(shù)位所決定的計(jì)數(shù)基本值如十進(jìn)制個(gè)位的權(quán)為100假定數(shù)值S用m+n+1個(gè)自左向右排列的代碼Ki(min)表示即S=KnKn-1K1K0 . K-1K-2K-mKj就是數(shù)碼，而i=n,n-1,1,0,-1,-m則表示各個(gè)數(shù)位，其位權(quán)為ri（其中r為該進(jìn)制數(shù)的基數(shù)）45計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.2.2 二進(jìn)制數(shù)數(shù)制計(jì)算機(jī)中常用的各種數(shù)制的表示：46計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)進(jìn)位計(jì)數(shù)制二進(jìn)制八進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)制進(jìn)位規(guī)則逢二進(jìn)一逢八進(jìn)一逢十進(jìn)一逢十六進(jìn)一數(shù)碼0 , 1

31、0,1,2,3,4,5,6,70,1,2,90,9,A,F基數(shù)r = 2r = 8r = 10r = 16位權(quán)2i8i10i16i形式表示字母BO或QDH如：123.4 1111101.011B 173.314Q 7B.66H或：123.4 (1111101.011)2 (173.314)8 (7B.66)161.2.2 二進(jìn)制數(shù)不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換r 進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)任何一種進(jìn)位制計(jì)數(shù)法所表示的數(shù)S都可以書寫為按照其位權(quán)展開的多項(xiàng)式之和的形式： S=KnKn-1K1K0 . K-1K-2K-m S = kn-1rn-1kn-2rn-2k1r1k0r0k-1r-1k-mr-m所以，只要將各個(gè)數(shù)

32、位的數(shù)碼乘以各自的位權(quán)，然后把各個(gè)值累加起來就是該數(shù)的十進(jìn)制值。例如：(101011.01)2 = 12502412302212112002-112-2 = 43.25(9AB.2C)16 = 91621016111160216-11216-2 = 2475.17187547計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.2.2 二進(jìn)制數(shù)不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為 r 進(jìn)制數(shù)將此十進(jìn)制數(shù)分為整數(shù)與小數(shù)兩部分對(duì)該數(shù)的整數(shù)部分連續(xù)整除 r 取余，直到整除所得的商為零，把所得的各個(gè)余數(shù)按照相反順序排列起來，就是r進(jìn)制數(shù)的整數(shù)部分。對(duì)該數(shù)的小數(shù)部分連續(xù)乘以 r 取整，直到乘后積的小數(shù)部分為零或達(dá)到所需要的精度，將取出的各個(gè)整數(shù)

33、按照原來順序排列起來，就是r進(jìn)制數(shù)的小數(shù)部分。48計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.2.2 二進(jìn)制數(shù)不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換將123.45轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)49計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1232612302152 72 32 12 .0.452=0.9000.9 2=1.8 10.8 2=1.6 10.6 2=1.2 1123.45 = ( 111 1011.0111 )2十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制整數(shù)可以采取“除以2取余法”。除到商等于 0 為止十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)可以采取“乘以 2 取整法”。1.2.2 二進(jìn)制數(shù)不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換將123.45轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)50計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)12316716011(B).70.4516=7.2

34、070.2 16=3.2 3123.45 ( 7B.73 )16 十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制整數(shù)可以采取“除16取余法”。 十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制小數(shù)可以采取“乘16取整法”。1.2.2 二進(jìn)制數(shù)不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換在二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)間轉(zhuǎn)換51計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)(3576.214)8 =(11101111110.0100011)2 八 二：從高位到低位，一位變?nèi)?，高低位次序不變，去除無效零。 二 八：從小數(shù)點(diǎn)起向兩邊，每三位劃分一組，不足部分用 0 補(bǔ)足，三位變一位，高低位次序不變。(011101111110.010001100)26753214= (3576.214)8(011101111110

35、.010001100)21.2.2 二進(jìn)制數(shù)不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換在二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)間轉(zhuǎn)換52計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)(5BE3.D78)16=(10101111100011.110101111)2 十六 二：從高位到低位，一位變四位，高低位次序不變，去除無效零。 二 十六：從小數(shù)點(diǎn)起向兩邊，每四位劃分一組，不足部分用 0 補(bǔ)足，四位變一位，高低位次序不變。(0101101111100011.110101111000)23EB5D78= (5BE3.D78)16(0101101111100011.110101111000)21.2.2 二進(jìn)制數(shù)隨堂練習(xí) 1. (1100.11)2( ? )10 2. (1

36、4.125)10= ( ？)2 3. (16.327)8=( ? )2 4. (11101.01)2=( ? )1653計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.2.2 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)邏輯運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算54計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)加法基本規(guī)則為：0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=0 (進(jìn)位)在二進(jìn)制加法的執(zhí)行過程中，每一個(gè)二進(jìn)制位上有3個(gè)數(shù)相加，即本位的被加數(shù)、本位的加數(shù)、來自低位的進(jìn)位(有進(jìn)位為1，否則為0)。減法基本規(guī)則為：0-0=0 0-1=1 (借位) 1-0=1 1-1=0在二進(jìn)制減法的執(zhí)行過程中，每一個(gè)二進(jìn)制位上有3個(gè)數(shù)參加操作，即本位的被減數(shù)、本位的減數(shù)、本位向高位的借位(有借位為1，否

37、則為0)。1.2.2 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)邏輯運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算55計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)乘法基本規(guī)則為：00=0 01=0 10=0 11=1二進(jìn)制數(shù)的乘法可以歸結(jié)為被乘數(shù)的左移和相加操作。除法基本規(guī)則為：00=0 01=0 10 無意義 11= 1二進(jìn)制數(shù)的除法可以歸結(jié)為除數(shù)的右移和對(duì)被減數(shù)的相減操作。1.2.2 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)邏輯運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算邏輯數(shù)據(jù)邏輯數(shù)據(jù)用來表示真與假、是與非、對(duì)與錯(cuò)，這種具有邏輯性質(zhì)的變量稱為邏輯變量，邏輯變量之間的運(yùn)算稱為邏輯運(yùn)算。在邏輯代數(shù)和計(jì)算機(jī)中，用“1”或“T”(True)來表示真、是、對(duì)等，用“0”或“F”(False)來表示假、非、錯(cuò)等

38、。邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算用來反映事件的原因與事件的結(jié)果之間的邏輯關(guān)系。邏輯運(yùn)算的結(jié)果為邏輯值。邏輯運(yùn)算包括三種基本運(yùn)算：邏輯與、邏輯或、邏輯非，由這三種基本運(yùn)算可以組合、構(gòu)造、推導(dǎo)出其他各種邏輯運(yùn)算。56計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.2.2 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)邏輯運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算邏輯與運(yùn)算邏輯與(And)也稱為邏輯乘，通常用、 來表示。邏輯與表示兩個(gè)簡(jiǎn)單事件A與B構(gòu)成邏輯相乘的復(fù)雜事件，并當(dāng)A與B事件同時(shí)滿足條件時(shí)整個(gè)復(fù)雜事件的結(jié)果才為真，否則結(jié)果就為假。邏輯與的基本運(yùn)算規(guī)則為：01=0 10=0 00=0 11=1邏輯與運(yùn)算的真值表如右：通常將邏輯與的運(yùn)算規(guī)則歸納為：“有0為0，全1為1?！?7計(jì)算

39、機(jī)文化基礎(chǔ)1.2.2 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)邏輯運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算邏輯或運(yùn)算邏輯或(Or)也稱為邏輯加，通常用、來表示。邏輯或表示兩個(gè)簡(jiǎn)單事件A與B構(gòu)成邏輯相加的復(fù)雜事件，并當(dāng)A與B事件中有一個(gè)滿足條件時(shí)整個(gè)復(fù)雜事件的結(jié)果就為真，否則結(jié)果就為假。邏輯或的基本運(yùn)算規(guī)則為：01=1 10=1 00=0 11=1邏輯或運(yùn)算的真值表如右：通常將邏輯或的運(yùn)算規(guī)則歸納為：“全0為0，有1為1。”58計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.2.2 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)邏輯運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算邏輯非運(yùn)算邏輯非(Not)也稱為邏輯反，通常是在邏輯變量的上方加一條短橫線，如A。邏輯非表示與簡(jiǎn)單事件A含義相反，即如果A為真時(shí)使其

40、為假、若為假時(shí)使其為真。邏輯非的基本運(yùn)算規(guī)則為：0=1 1=0邏輯非運(yùn)算的真值表如右：通常將邏輯與的運(yùn)算規(guī)則歸納為：“非0為1，非1為0?！?9計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.2.2 二進(jìn)制數(shù)60計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)兩個(gè)多位的二進(jìn)制信息進(jìn)行邏輯運(yùn)算時(shí)，按位獨(dú)立進(jìn)行，即每一位都不受其它位的影響：例1A: 0110 B: 1010 F: 1110例2A: 0110 B: 1010 F: 00101.2.2 二進(jìn)制數(shù)隨堂練習(xí) 1.對(duì)兩個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)01001101與00101011分別進(jìn)行算術(shù)加、邏輯加運(yùn)算，其結(jié)果用八進(jìn)制形式分別表示為 。 A. 120.111 B.157、157 C.170、146 D. 170.1

41、57 2.二進(jìn)制數(shù)10110110和11011100進(jìn)行邏輯“與”運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再與二進(jìn)制數(shù)01010011進(jìn)行邏輯“或”運(yùn)算，最終結(jié)果的十六進(jìn)制形式為 。 A.10 B.52 C.D7 D. FF 61計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.2.3 數(shù)值信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示（1）計(jì)算機(jī)中數(shù)的類型（2）無符號(hào)整數(shù)的表示（3）帶符號(hào)整數(shù)的表示62計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.2.3 數(shù)值信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示63計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)PC機(jī)中數(shù)的主要類型計(jì)算機(jī)中的數(shù)整數(shù)(定點(diǎn)數(shù))實(shí)數(shù)(浮點(diǎn)數(shù))無符號(hào)整數(shù)帶符號(hào)整數(shù)32位（單精度浮點(diǎn)數(shù)）64位（雙精度浮點(diǎn)數(shù)）128位（擴(kuò)充精度浮點(diǎn)數(shù)） 8位(028-1)16位(0216-1)32位(0232

42、-1)32位(-231231-1) 短整數(shù)64位(-263263-1) 長(zhǎng)整數(shù)16位(-215215-1) 16位整數(shù) 8位(-2727-1)小數(shù)點(diǎn)固定隱含在個(gè)位數(shù)右面小數(shù)點(diǎn)不固定整數(shù)（定點(diǎn)數(shù)）的表示純整數(shù)格式把小數(shù)點(diǎn)固定在數(shù)值的最低位右邊，字長(zhǎng)為8位的純整數(shù)格式如圖所示。 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 數(shù)值位 符號(hào)位 小數(shù)點(diǎn) 字長(zhǎng)為8位的帶符號(hào)純整數(shù)的表示范圍是： 字長(zhǎng)為8位的無符號(hào)數(shù)純整數(shù)能夠表示的范圍是 0 255。1.2.3 數(shù)值信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)(1) 無符號(hào)整數(shù)的表示采用“自然碼”表示：取值范圍由位數(shù)決定：8位： 可表示0255 (28-1)范圍內(nèi)

43、的所有正整數(shù)16位：可表示065535(216-1)范圍內(nèi)的所有正整數(shù)n位： 可表示 02n-1范圍內(nèi)的所有正整數(shù)。 十進(jìn)制數(shù) 8位無符號(hào) 整數(shù) 0 00000000 1 00000001 2 00000010 3 00000011 4 00000100 5 00000101 128 10000000 252 11111100 253 11111101 254 11111110 255 11111111(2) 帶符號(hào)整數(shù)的表示表示方法：用1位表示符號(hào)，其余用來表示數(shù)值部分符號(hào)如何表示？用最高位表示，“0”表示正號(hào)(+),“1”表示負(fù)號(hào)(-)數(shù)值部分如何表示？(1) 原碼表示：整數(shù)的絕對(duì)值以二進(jìn)

44、制自然碼表示 (2) 反碼表示：正整數(shù)：絕對(duì)值以二進(jìn)制自然碼表示負(fù)整數(shù)：絕對(duì)值使用反碼表示(3) 補(bǔ)碼表示：正整數(shù)：絕對(duì)值以二進(jìn)制自然碼表示負(fù)整數(shù)：絕對(duì)值使用補(bǔ)碼表示符號(hào)位數(shù)值部分最低位最高位舉例： +43的8位原碼為： 00101011- 43的8位原碼為： 10101011(2) 帶符號(hào)整數(shù)的表示機(jī)器數(shù)編碼用特定的二進(jìn)制代碼來表示數(shù)據(jù)或指令的過程在計(jì)算機(jī)中，所有的數(shù)據(jù)、指令都是用特定的二進(jìn)制代碼來表示的。對(duì)于數(shù)值數(shù)據(jù)來說，我們把該數(shù)據(jù)本身稱為真值，把該數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的二進(jìn)制形式稱為機(jī)器數(shù)。機(jī)器數(shù)具有下列特點(diǎn)： 機(jī)器數(shù)有固定的位數(shù)，表示的數(shù)值的范圍是有限制的。 機(jī)器數(shù)把真值的符號(hào)數(shù)字化。通常

45、用最高位表示符號(hào)。 真值的小數(shù)點(diǎn)在機(jī)器數(shù)中依靠格式上的事先約定來表示。機(jī)器數(shù)有原碼、反碼和補(bǔ)碼三種表示方法。(2) 帶符號(hào)整數(shù)的表示機(jī)器數(shù)原碼規(guī)則是：機(jī)器數(shù)的最高位表示符號(hào)，“0”表示正、“1”表示負(fù)；剩余各位為該數(shù)值的絕對(duì)值的二進(jìn)制表示。在字長(zhǎng)8位的計(jì)算機(jī)中：+16原 = 0001 0000 -16原 = 1001 0000因?yàn)?0原=0000 0000、-0原=1000 0000，所以數(shù)值0在原碼中不是唯一的，有“正零”和“負(fù)零”之分。在8位長(zhǎng)度的機(jī)器數(shù)中，原碼的表示范圍為+127-127。在n位長(zhǎng)度的機(jī)器數(shù)中，原碼的表示范圍為- (2n-1-1) +(2n-1-1) 。帶符號(hào)整數(shù)的表示機(jī)

46、器數(shù)為什么要引入反碼和補(bǔ)碼？因?yàn)橹圃鞙p法器的元器件比加法器要復(fù)雜的多，因此在計(jì)算機(jī)里減法都是轉(zhuǎn)化成加法來做的減法可以轉(zhuǎn)化成加法來做嗎？9-3=6，9+9=6 減法就變成加法？時(shí)鐘的量程是12，9+9=18=12+6把量程或者計(jì)數(shù)器的最大值稱為模，那么這個(gè)鐘表的模就是12，對(duì)于模12來說，減去3就等于加上9，9就是-3的補(bǔ)碼因此減去一個(gè)數(shù)就等于加上一個(gè)數(shù)的補(bǔ)碼。帶符號(hào)整數(shù)的表示機(jī)器數(shù)二進(jìn)制也同樣，減去一個(gè)數(shù)等于加上一個(gè)數(shù)的補(bǔ)碼，這樣就能把減法轉(zhuǎn)成加法去做，省掉了制造減法器的巨大開支。求補(bǔ)碼可以有兩種方法1.根據(jù)定義2.根據(jù)規(guī)則在8位二進(jìn)制里，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼就是模-原碼比如-1的補(bǔ)碼就是28=256-

47、1 100000000- 00000001 11111111一般根據(jù)規(guī)則，借助原碼、反碼求出補(bǔ)碼(2) 帶符號(hào)整數(shù)的表示機(jī)器數(shù)反碼規(guī)則是：對(duì)于正數(shù)，其反碼與原碼相同；對(duì)于負(fù)數(shù)，其反碼的符號(hào)位為1，數(shù)值位是其絕對(duì)值二進(jìn)制的各位取反。在字長(zhǎng)8位的計(jì)算機(jī)中：+16反 = 0001 0000 -16反 = 1110 1111因?yàn)?0反=0000 0000、-0反=1111 1111，所以數(shù)值0在反碼中不是唯一的，也有“正零”和“負(fù)零”之分。 在8位長(zhǎng)度的機(jī)器數(shù)中，反碼的表示范圍為+127-127。 在n位長(zhǎng)度的機(jī)器數(shù)中，反碼的表示范圍為- (2n-1-1) +(2n-1-1) 。(2) 帶符號(hào)整數(shù)的表

48、示機(jī)器數(shù)補(bǔ)碼規(guī)則是：對(duì)于正數(shù)，其補(bǔ)碼與原碼相同；對(duì)于負(fù)數(shù)，其補(bǔ)碼的符號(hào)位為1，數(shù)值位是其絕對(duì)值二進(jìn)制的各位取反并加1。在字長(zhǎng)8位的計(jì)算機(jī)中：+16補(bǔ) = 0001 0000 -16反 = 1110 1111 -16補(bǔ) = 1111 0000數(shù)0的補(bǔ)碼表示是唯一的，0補(bǔ)=+0補(bǔ)=-0補(bǔ)=0000 0000。帶符號(hào)整數(shù)的表示機(jī)器數(shù)補(bǔ)碼注意，用補(bǔ)碼表示的數(shù)比用原碼或反碼表示法多一個(gè)。這個(gè)多出來的一個(gè)數(shù)就是-128，-128的補(bǔ)碼就是0。在8位長(zhǎng)度的機(jī)器數(shù)中，補(bǔ)碼的表示范圍為-128+127，即-28-1 +(28-1 -1) 。在n位長(zhǎng)度的機(jī)器數(shù)中，補(bǔ)碼的表示范圍為- (2n-1) +(2n-1-1

49、) 。(2) 帶符號(hào)整數(shù)的表示機(jī)器數(shù)代碼轉(zhuǎn)換十進(jìn)制數(shù) +95+95 = +5FH = +101 1111B真值+00101 1111 (原碼)+95原 = 0101 1111+95反 = 0101 1111+95補(bǔ) = 0101 1111十進(jìn)制數(shù) -118-118 = -76H = -111 0110B真值-11111 0110 (原碼) 1000 1001 (反碼) 1000 1010 (補(bǔ)碼) -118原 = 1111 0110 -118反 = 1000 1001 -118補(bǔ) = 1000 1010 帶符號(hào)整數(shù)的表示機(jī)器數(shù)（原碼、反碼和補(bǔ)碼）在微處理機(jī)中，為了統(tǒng)一加減法運(yùn)算規(guī)則，一般都不設(shè)

50、置專門的減法電路。遇到兩個(gè)數(shù)相減時(shí)，處理器就自動(dòng)地將減數(shù)取補(bǔ)，而后將被減數(shù)和減數(shù)的補(bǔ)碼相加來完成減法運(yùn)算。 一個(gè)負(fù)整數(shù)的原碼與它的補(bǔ)碼之和為 0 ，故減去一個(gè)正整數(shù)，相當(dāng)于加上該數(shù)取負(fù)后的補(bǔ)碼，以便于計(jì)算機(jī)處理。因此，在計(jì)算機(jī)中，加減法多采用補(bǔ)碼運(yùn)算。采用補(bǔ)碼運(yùn)算后，其中符號(hào)位也當(dāng)作一位數(shù)一起參加運(yùn)算。帶符號(hào)整數(shù)的表示機(jī)器數(shù)代碼轉(zhuǎn)換例：求+99的原碼、反碼、補(bǔ)碼（設(shè)字長(zhǎng)為8位）99=64+32+2+1=26+25+21+2099的二進(jìn)制自然碼：110 0011B字長(zhǎng)為8位，最高位是符號(hào)位，因此(99)原=0110 0011因?yàn)檎龜?shù)的反碼、補(bǔ)碼和它的原碼相同，所以(99)反=0110 0011(

51、99)補(bǔ)=0110 0011帶符號(hào)整數(shù)的表示機(jī)器數(shù)代碼轉(zhuǎn)換例：求-118的原碼、反碼、補(bǔ)碼（設(shè)字長(zhǎng)為8位）118=64+32+16+4+2=26+25+24+22+21118的二進(jìn)制自然碼：111 0110B字長(zhǎng)為8位，最高位是符號(hào)位，因此(-118)原=1111 0110(-118)反=1000 1001負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是在它的反碼的基礎(chǔ)上，再加1，因此(-118)補(bǔ)=1000 1010帶符號(hào)整數(shù)的表示機(jī)器數(shù)（原碼、反碼和補(bǔ)碼） 注意：在計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的處理不是以“原碼” 的形式，而是以“補(bǔ)碼”的形式存在的。在計(jì)算機(jī)中，為了統(tǒng)一加減法運(yùn)算規(guī)則，一般都不設(shè)置專門的減法電路。遇到兩個(gè)數(shù)相減時(shí)，處理器就自

52、動(dòng)地將減數(shù)取補(bǔ)，而后將被減數(shù)和減數(shù)的補(bǔ)碼相加來完成減法運(yùn)算。 一個(gè)負(fù)整數(shù)的原碼與它的補(bǔ)碼之和為 0 ，故減去一個(gè)正整數(shù)，相當(dāng)于加上該數(shù)取負(fù)后的補(bǔ)碼，以便于計(jì)算機(jī)處理。因此，在計(jì)算機(jī)中，加減法多采用補(bǔ)碼運(yùn)算。采用補(bǔ)碼運(yùn)算后，其中符號(hào)位也當(dāng)作一位數(shù)一起參加運(yùn)算。帶符號(hào)整數(shù)的表示機(jī)器數(shù)（原碼、反碼和補(bǔ)碼）結(jié)論正整數(shù)的表示方法只有一種，并無原碼、反碼與補(bǔ)碼之分。 負(fù)整數(shù)的補(bǔ)碼是在原碼的基礎(chǔ)上符號(hào)位不變，數(shù)值位逐位取反最末位加1。一個(gè)負(fù)整數(shù)的反碼的反碼是原碼本身。 一個(gè)負(fù)整數(shù)的補(bǔ)碼的補(bǔ)碼是原碼本身。(X補(bǔ))補(bǔ)=X真值(XY)補(bǔ)=X補(bǔ)Y補(bǔ) 十進(jìn)制數(shù)“ - 0 ”，在補(bǔ)碼表示法中，與“ + 0 ”是相同的；

53、而在采用原碼、反碼表示時(shí)，與 “ + 0 ” 不同。 相同位數(shù)的二進(jìn)制補(bǔ)碼可表示的數(shù)的范圍比原碼和反碼多一個(gè)：補(bǔ)碼中的 10000000，表示 -128。帶符號(hào)整數(shù)的表示帶符號(hào)整數(shù)的表示例：求+43和-43的補(bǔ)碼 取反：11010100加1 ：11010101-43的原碼：10101011補(bǔ)碼：00101011+43的原碼：00101011-43的補(bǔ)碼: 11010101 （符號(hào)位不變?yōu)椤?”）帶符號(hào)整數(shù)的表示優(yōu)缺點(diǎn)分析：原碼表示法優(yōu)點(diǎn)：與日常使用的十進(jìn)制表示方法一致，簡(jiǎn)單直觀缺點(diǎn)：加法與減法運(yùn)算規(guī)則不統(tǒng)一，增加了成本；整數(shù)0 有“00000000”和“10000000”兩種表示形式，不方便補(bǔ)

54、碼表示法優(yōu)點(diǎn)：加法與減法運(yùn)算規(guī)則統(tǒng)一， 沒有“-0”,可表示的數(shù)比原碼多一個(gè)缺點(diǎn)：不直觀，使用不方便 結(jié)論：在計(jì)算機(jī)內(nèi)不采用“原碼”而采用“補(bǔ)碼”的形式表示！帶符號(hào)整數(shù)的表示原碼可表示的整數(shù)范圍8位原碼： - 27+127- 1（- 127127）16位原碼： - 215+1215- 1（- 3276732767）n 位原碼： - 2n-1+12n-1- 1補(bǔ)碼可表示的整數(shù)范圍8位補(bǔ)碼：- 2727- 1 （- 128127 )16位原碼：- 215215- 1（- 3276832767） n位補(bǔ)碼： - 2n-12n-1- 1- 128表示為 10000000+127 表示為 0111111

55、1帶符號(hào)整數(shù)的表示機(jī)器數(shù)（原碼、反碼和補(bǔ)碼）例：若X的補(bǔ)碼為10011000，Y的補(bǔ)碼為00110011，則X補(bǔ)+ Y補(bǔ)的原碼對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)值是多少？ 先來求X補(bǔ)+Y補(bǔ) 1001 1000+ 0011 0011 1100 1011 ，現(xiàn)在要求這個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)的原碼，(X補(bǔ))補(bǔ)=X真值 對(duì)這個(gè)數(shù)再求一次補(bǔ)碼就是 1011 0101，那么這個(gè)數(shù)就是對(duì)應(yīng)的真值，11 0101=25+24+22+21=53帶符號(hào)整數(shù)的表示機(jī)器數(shù)（原碼、反碼和補(bǔ)碼）例：若X的補(bǔ)碼為10011000，Y的補(bǔ)碼為10110011，則X補(bǔ)+ Y補(bǔ)的原碼對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)值是多少？ 先來求X補(bǔ)+Y補(bǔ) 1001 1000+ 1011 00

56、11 10100 1011 ，如果字長(zhǎng)是8位，那么最高位的1就溢出了，結(jié)果變成01001011，這時(shí)候就出現(xiàn)了問題，兩個(gè)負(fù)數(shù)相加卻得到了正數(shù)，說明出錯(cuò)了，原因是兩個(gè)數(shù)相加的結(jié)果已經(jīng)超出了8位字長(zhǎng)的表示范圍。結(jié)論如果同號(hào)數(shù)相加，結(jié)果出現(xiàn)了符號(hào)位不同，就表示出現(xiàn)了溢出，這時(shí)要調(diào)整數(shù)的位數(shù)。只有兩個(gè)數(shù)都是正數(shù)或都是負(fù)數(shù)時(shí)才會(huì)出現(xiàn)溢出。三種整數(shù)的比較 8位二進(jìn)制碼表示無符號(hào)整數(shù)時(shí)的數(shù)值表示帶符號(hào)整數(shù)(原碼)時(shí)的值表示帶符號(hào)整數(shù)(補(bǔ)碼)時(shí)的值0000 00000000000 00011110111 11111271271271000 0000128- 0- 1281000 0001129- 1- 127

57、1111 1111255- 127- 1帶符號(hào)整數(shù)的表示1.2.3 數(shù)值信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示機(jī)器數(shù)移碼定義是：x移 = 2n-1+x(2n-1x-2n-1)在字長(zhǎng)8位的計(jì)算機(jī)中：+95移 = 1101 1111-95移 = 0010 0001+118移 = 1111 0101-118移 = 1000 1011移碼的最高位與原碼、反碼和補(bǔ)碼不同。當(dāng)真值為正時(shí)，其最高位為1；當(dāng)真值為負(fù)時(shí)，其最高位為0。從形式上看，移碼和補(bǔ)碼除了符號(hào)位相反外，其余各位相同。移碼在計(jì)算機(jī)中主要用來表示浮點(diǎn)數(shù)中的階。87計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.2.3 數(shù)值信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示機(jī)器數(shù)BCD碼將十進(jìn)制數(shù)表示為二進(jìn)制的編碼形式，稱

58、為十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制編碼，簡(jiǎn)稱二 - 十進(jìn)制編碼或BCD(Binary-Coded Decimal)碼。BCD碼使計(jì)算機(jī)能識(shí)別、存儲(chǔ)十進(jìn)制數(shù)，并能直接使用十進(jìn)制數(shù)形式進(jìn)行運(yùn)算。88計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.2.3 數(shù)值信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示機(jī)器數(shù)定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)真值的小數(shù)點(diǎn)在機(jī)器數(shù)中依靠格式上的事先約定來表示。 定點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)的位置在約定中是固定的。通常，小數(shù)點(diǎn)固定在數(shù)值的最高位之前或最低位之后。浮點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)的位置在約定中不是固定的(浮動(dòng)的)。任一二進(jìn)制數(shù)N可表示為：(M)2r其中： 為尾符、M為尾數(shù)、 為階符、r為階碼格式：尾符階符階碼尾數(shù) 或 階符階碼尾符尾數(shù)89計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.2.3 數(shù)值信息在計(jì)算機(jī)

59、內(nèi)的表示浮點(diǎn)表示法規(guī)定：浮點(diǎn)數(shù)是指小數(shù)點(diǎn)的位置不固定的數(shù)，一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)分為階碼和尾數(shù)兩部分，階碼用于表示小數(shù)點(diǎn)在該數(shù)中的位置，尾數(shù)用于表示數(shù)的有效數(shù)值。由于階碼表示小數(shù)點(diǎn)的位置，所以階碼總是一個(gè)整數(shù)，可以是正整數(shù)，也可以是負(fù)整數(shù)；尾數(shù)可以采用整數(shù)或純小數(shù)兩種形式。對(duì)于任意一個(gè)帶符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)N的普遍形式可以表示為：S - 二進(jìn)制小數(shù)，稱尾數(shù)（包括尾符）；J - 數(shù)的階碼，二進(jìn)制整數(shù)表示（包括階符）；R - 階碼的底，又稱為階碼的基數(shù)，一般為2。 90計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)91 在十進(jìn)制中，一個(gè)數(shù)可以寫成多種表示形式。例如，83.125可寫成：1020.83125，1030.083125，1040.008

60、3125等。 同樣，二進(jìn)制數(shù)，也可以寫成多種表示形式。例如，二進(jìn)制數(shù)1011.10101可以寫成：21000.101110101，21010.0101110101，21100.00101110101等等。 可以看出，一個(gè)實(shí)數(shù)能夠用一種普遍的形式來表示： （J 稱為階碼，S 叫做尾數(shù)）注：階碼的位數(shù)隨數(shù)值表示的范圍而定，尾數(shù)的位數(shù)則依數(shù)的精度要求而定。RJS1.2.3 數(shù)值信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)1.2.3 數(shù)值信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示 在計(jì)算機(jī)中一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)由三部分組成： 符號(hào)是整個(gè)數(shù)的符號(hào)， 階碼是整數(shù)， 尾數(shù)是純小數(shù)92符號(hào) 階碼 尾數(shù)0正數(shù) 1負(fù)數(shù)(110.011)2=1.10011