計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)第一章教案

參考書(shū)：大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ) 馮博琴著計(jì)算機(jī)導(dǎo)論 黃國(guó)興著第一章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)1一、什么是計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)是一種能對(duì)各種信息進(jìn)行存儲(chǔ)和高速處理的工具或電子機(jī)器。對(duì)上述定義要強(qiáng)調(diào)兩點(diǎn)：①計(jì)算機(jī)不僅是一個(gè)計(jì)算工具，而且還是一個(gè)信息處理機(jī)。②計(jì)算機(jī)不同于其它任何機(jī)器，它能存儲(chǔ)程序，并按程序的引導(dǎo)自動(dòng)存取和處理數(shù)據(jù)，輸出人們所期望的信息。1.1計(jì)算機(jī)概述2二、計(jì)算機(jī)的發(fā)展史

1.電子計(jì)算機(jī)的誕生

1946年2月,美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)物理學(xué)家莫克利和工程師?？颂貫槭椎臄?shù)十人共同開(kāi)發(fā)了世界上第一臺(tái)通用數(shù)字電子計(jì)算機(jī)(ENIAC)。3ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator簡(jiǎn)稱(chēng)ENIAC，譯為電子數(shù)字積分與計(jì)算機(jī)電子管:18000只電阻:70000個(gè)電容:10000只繼電器:1500個(gè)耗電:140kW/h占地:170m2重量:30噸速度:5000次/秒4

ENIAC的主要任務(wù)是分析炮彈軌跡。當(dāng)ENIAC公開(kāi)展出時(shí)，一條炮彈的軌道用20s就能算出來(lái)，比炮彈本身的飛行速度還快。

1949：EDSAC電子延遲儲(chǔ)存自動(dòng)計(jì)算機(jī)(英國(guó)劍橋大學(xué),維克教授) 1951：EDVAC離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)(美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué))世界上首次實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)程序計(jì)算機(jī)第一臺(tái)現(xiàn)代意義的通用計(jì)算機(jī),首次使用二進(jìn)制5

08年1月，英國(guó)發(fā)布了該國(guó)最大的超級(jí)計(jì)算機(jī)—HECToR

，在全球位列第17名。它造價(jià)1.13億英鎊，運(yùn)算速度為每秒100萬(wàn)億次。相當(dāng)于1.2萬(wàn)臺(tái)臺(tái)式電腦滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)；它的存儲(chǔ)能力同樣令人贊嘆不已，相當(dāng)于3200臺(tái)160GB的硬盤(pán)。

08年6月美國(guó)IBM公司展示了迄今全球運(yùn)算速度最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)—走鵑，運(yùn)算速度首次超過(guò)每秒1000萬(wàn)億次。走鵑造價(jià)1億多美元，占地557平方米，重226.8噸，包括6948個(gè)雙核計(jì)算機(jī)芯片。62.計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段代別第一代1946-1958第二代1959-1964第三代1965-1970第四代1971-現(xiàn)在電子器件電子管晶體管集成電路大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路存儲(chǔ)器水銀延遲線磁鼓、磁芯磁芯、磁鼓磁盤(pán)、磁帶半導(dǎo)體存儲(chǔ)器磁盤(pán)、磁帶半導(dǎo)體存儲(chǔ)器磁盤(pán)、光盤(pán)運(yùn)算速度5000-幾萬(wàn)幾十萬(wàn)-百萬(wàn)百萬(wàn)-幾百萬(wàn)幾百萬(wàn)-幾億處理方式機(jī)器語(yǔ)言匯編語(yǔ)言算法語(yǔ)言操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理分時(shí)處理網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域科學(xué)計(jì)算數(shù)據(jù)處理實(shí)時(shí)控制各行各業(yè)典型機(jī)種ENIACEDVACIBM7090CDC6600IBM360PDP-IIVAX-IIIBMPC/Apple7第五代計(jì)算機(jī)(新一代計(jì)算機(jī))創(chuàng)新：基本元器件生物計(jì)算機(jī)采用蛋白質(zhì)分子制成的生物芯片，速度將快10萬(wàn)倍，能耗10億分之一，具有自組織、自調(diào)節(jié)、自修復(fù)和再生能力。量子計(jì)算機(jī)采用一種鏈狀分子聚合物的特性來(lái)表示開(kāi)與關(guān)的狀態(tài)，利用激光脈沖來(lái)改變分子的狀態(tài)，使信息沿著聚合物移動(dòng)，從而進(jìn)行運(yùn)算。光計(jì)算機(jī)采用光學(xué)技術(shù)，由光器件構(gòu)成的計(jì)算機(jī)。光子代替電子，速度將快1000倍以上，大存儲(chǔ)量，極強(qiáng)的抗干擾能力。83.計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)巨型化(功能巨型化)巨型化是指具有高速運(yùn)算、大存儲(chǔ)容量和功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，如：走鵑(1000萬(wàn)億次/秒)，曙光4000A(11萬(wàn)億次/秒)。微型化(體積微型化)微型化包括臺(tái)式微型機(jī)、筆記本電腦、掌上電腦。摩爾定律：集成電路→翻一番/18個(gè)月網(wǎng)絡(luò)化(資源網(wǎng)絡(luò)化)網(wǎng)絡(luò)化是指利用通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，把分散在不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)互連起來(lái)，按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相互通信，以達(dá)到所有用戶都可共享數(shù)據(jù)、軟硬件資源的目的。如：Internet。智能化(處理智能化)智能化就是要求計(jì)算機(jī)能模擬人的感覺(jué)和思維能力，如：專(zhuān)家系統(tǒng)和機(jī)器人。9摩爾定律的由來(lái)： 摩爾定律的“始作俑者”是戈頓·摩爾，大名鼎鼎的芯片制造廠商Intel公司的創(chuàng)始人之一。 1965年4月19日，摩爾應(yīng)邀為《電子學(xué)》雜志35周年專(zhuān)刊寫(xiě)了一篇觀察評(píng)論報(bào)告，題目是：“讓集成電路填滿更多的元件”。摩爾應(yīng)這家雜志的要求對(duì)未來(lái)十年間半導(dǎo)體元件工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)作出預(yù)言。據(jù)他推算，到1975年，在面積僅為四分之一平方英寸的單塊硅芯片上，將有可能密集65000個(gè)元件。 1975年；摩爾在國(guó)際電信聯(lián)盟IEEE的學(xué)術(shù)年會(huì)上提交了一篇論文，對(duì)“密度每年回一番”的增長(zhǎng)率進(jìn)行了重新審定和修正，把“每年翻一番”改為“每?jī)赡攴环?。功能提升一倍，價(jià)格下降一倍。摩爾定律到底準(zhǔn)不準(zhǔn)？

1975年，在一種新出現(xiàn)的電荷器件存儲(chǔ)器芯片中，的的確確含有將近65000個(gè)元件，與十年前摩爾的預(yù)言的確驚人地一致！另?yè)?jù)Intel公司公布的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，單個(gè)芯片上的晶體管數(shù)目，從1971年4004處理器上的2300個(gè)，增長(zhǎng)到1997年P(guān)entiumII處理器上的7.5百萬(wàn)個(gè)，26年內(nèi)增加了3200倍，與摩爾定律相當(dāng)接近實(shí)際。1965年，摩爾的實(shí)驗(yàn)室也只能將50只元件集成在一個(gè)芯片上，摩爾的預(yù)測(cè)聽(tīng)起來(lái)好像是科幻小說(shuō)。但事實(shí)證明，摩爾的預(yù)預(yù)言是準(zhǔn)確的，目前最先進(jìn)的集成電路已含有17億個(gè)晶體管。摩爾定律的前景：

摩爾定律問(wèn)世40年多了，半導(dǎo)體芯片制造工藝水平以一種令人目眩的速度提高著。處理器芯片的主頻已高達(dá)2G，2011年將含有10億個(gè)晶體管；存儲(chǔ)器的容量的提升速度也十分驚人地驗(yàn)證了摩爾預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)。但是，摩爾定律不可能無(wú)止境地持續(xù)！一旦芯片上線條的寬度達(dá)到10納米數(shù)量級(jí)時(shí)，相當(dāng)于只有幾個(gè)分子的大小，材料的物理和化學(xué)性能將發(fā)生質(zhì)的變化，致使采用現(xiàn)行工藝的半導(dǎo)體器件不能正常工作，摩爾定律也就要走到它的盡頭了。10三、計(jì)算機(jī)的分類(lèi)

1.按計(jì)算機(jī)用途分類(lèi)

通用計(jì)算機(jī)：為了能夠解決各種問(wèn)題，具有較強(qiáng)的通用性而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)。它具有一定的運(yùn)算速度和存儲(chǔ)容量，帶有通用的外設(shè)，配備各種系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。

專(zhuān)用計(jì)算機(jī)：為了解決一個(gè)或一類(lèi)特定問(wèn)題而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)。其軟硬件的配置依據(jù)解決問(wèn)題的需要而定。11

2.按處理對(duì)象分類(lèi)

數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)：處理非連續(xù)變化的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在時(shí)間上是離散的。其基本運(yùn)算部件是數(shù)字邏輯電路。 三大優(yōu)點(diǎn)：存儲(chǔ)、精度、邏輯處理。

模擬式電子計(jì)算機(jī)：處理連續(xù)變化的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在時(shí)間上是連續(xù)的。其基本運(yùn)算部件是由運(yùn)算放大器構(gòu)成的微分器、積分器和通用函數(shù)運(yùn)算器等組成。

混合式電子計(jì)算機(jī)：可處理數(shù)字量和模擬量12

3.按規(guī)模和處理能力分類(lèi)(IEEE)

巨型機(jī)：超級(jí)計(jì)算機(jī),功能最強(qiáng),價(jià)格最貴。

小巨型機(jī)：與巨型機(jī)相比，價(jià)格大幅降低。

大型機(jī)：主機(jī)，具有很強(qiáng)的管理和處理數(shù)據(jù)的能力，在大企業(yè)、銀行等單位使用。

小型機(jī)：中小企業(yè)，VAX-II,DJS-2000。

工作站：高檔微機(jī)，具有很強(qiáng)的圖形處理能力，應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，Sun工作站。

個(gè)人計(jì)算機(jī)：IBMPC，Apple13四、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)

1.運(yùn)算速度快：每秒數(shù)萬(wàn)億次，氣象預(yù)報(bào)

2.計(jì)算精度高：理論上不受限制，圓周率

3.存儲(chǔ)能力強(qiáng)：中等規(guī)模圖書(shū)館

4.具有邏輯判斷能力：算術(shù)運(yùn)算邏輯運(yùn)算判斷或比較

5.具有自動(dòng)執(zhí)行能力：無(wú)需人工干預(yù)14五、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域

1.科學(xué)計(jì)算或數(shù)值計(jì)算利用計(jì)算機(jī)來(lái)完成科學(xué)研究和工程技術(shù)中提出的數(shù)學(xué)問(wèn)題的計(jì)算。實(shí)際問(wèn)題→數(shù)學(xué)模型→計(jì)算量大。

2.數(shù)據(jù)處理或信息處理指對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、整理、分類(lèi)、統(tǒng)計(jì)、加工、檢索和傳播等一系列活動(dòng)的統(tǒng)稱(chēng)。信息時(shí)代海量數(shù)據(jù)的管理和有效利用。153.過(guò)程控制或?qū)崟r(shí)控制利用計(jì)算機(jī)及時(shí)采集檢測(cè)數(shù)據(jù)，按最優(yōu)值迅速地對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)或自動(dòng)控制。無(wú)人自動(dòng)化工廠。

4.計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)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)集成制造系統(tǒng)--CIMS

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)：CAI165.人工智能利用計(jì)算機(jī)模擬或部分模擬人的智能活動(dòng)，如感知、判斷、理解、學(xué)習(xí)、圖像識(shí)別等。實(shí)用技術(shù)：智能機(jī)器人、專(zhuān)家系統(tǒng)

6.通信網(wǎng)絡(luò)

Internet→網(wǎng)上銀行、網(wǎng)上訂票網(wǎng)上教學(xué)、網(wǎng)上醫(yī)療網(wǎng)上稅收、網(wǎng)上出版17一、數(shù)制及其轉(zhuǎn)換

1.什么是數(shù)制

數(shù)制是用一組固定的數(shù)碼和一套統(tǒng)一的規(guī)則來(lái)表示數(shù)目的方法。

非進(jìn)位記數(shù)制：表示數(shù)值大小的數(shù)碼與它在數(shù)中的位置無(wú)關(guān)。典型的非進(jìn)位記數(shù)制是羅馬數(shù)字，例如羅馬數(shù)字中:Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,┄,Ⅹ

進(jìn)位記數(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)。例如，十進(jìn)制數(shù)123.451.2計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ)18

進(jìn)位記數(shù)制的要素：

①基數(shù)：指各種進(jìn)位記數(shù)制中允許選用基本數(shù)碼的個(gè)數(shù)。例如十進(jìn)制的數(shù)碼有：

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9→基數(shù)是10

②位權(quán)：每個(gè)數(shù)碼所表示的數(shù)值等于該數(shù)碼乘以一個(gè)與數(shù)碼所在位置相關(guān)的常數(shù)，這個(gè)常數(shù)叫做權(quán)值，或曰位權(quán)。例如：

123.4＝1×102+2×101+3×100

+4×10-119

2.幾種進(jìn)位記數(shù)制20幾種進(jìn)制數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制012345678910111213141500000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011110123456710111213141516170123456789ABCDEF21

3.不同進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換

⑴二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)的互換

人→十進(jìn)制，計(jì)算機(jī)→二進(jìn)制

①二進(jìn)制—>十進(jìn)制

▲方法：按權(quán)展開(kāi)求和

例如：(101.1)2=1×22+0×21+1×20+1×2-1=(5.5)10也可以寫(xiě)作： 101.1B=1×22+0×21+1×20+1×2-1=5.5D22

②十進(jìn)制－>二進(jìn)制 十進(jìn)制數(shù)有整數(shù)和小數(shù)兩部分。

▲方法:整數(shù)部分采用除2取余法 小數(shù)部分采用乘2取整法然后通過(guò)小數(shù)點(diǎn)將轉(zhuǎn)換后的二進(jìn)制數(shù)連接起來(lái)即可。例如：

(215.6875)10=(?)2232425練習(xí)一：

(110001011)2=(?)10 (1011000100)2=(?)1026練習(xí)二：

(1050.2625)10=(?)2

(357.113)10=(?)227

⑵二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)的互換

①二進(jìn)制—>八進(jìn)制

▲方法：三位并一位 以小數(shù)點(diǎn)為基準(zhǔn)向左右兩端，每三位一組，不足三位添0補(bǔ)足； 每組三位二進(jìn)制合并成一位八進(jìn)制數(shù)碼。例如：(1011100.00101011)2=(?)8(001,011,100.001,010,110)2=(134.126)8

134.12628

②八進(jìn)制－>二進(jìn)制

▲方法:一位拆三位 將每一位八進(jìn)制數(shù)寫(xiě)成對(duì)應(yīng)的三位二進(jìn)制數(shù)。例如：(123.67)8=(?)2123.67(八進(jìn)制)001,010,011.110111(二進(jìn)制)(123.67)8=(1010011.110111)229

⑶二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的互換

①二進(jìn)制—>十六進(jìn)制

▲方法：四位并一位 以小數(shù)點(diǎn)為基準(zhǔn)向左右兩端，每四位一組，不足四位添0補(bǔ)足； 每組四位二進(jìn)制合并成一位十六進(jìn)制數(shù)。 例如：(1011110.00011)2=(?)16(0101,1110.0001,1000)2=(5E.18)16

5E.1830

②十六進(jìn)制－>二進(jìn)制

▲方法:一位拆四位 將每一位十六進(jìn)制數(shù)寫(xiě)成對(duì)應(yīng)的四位二進(jìn)制數(shù)。例如：(123.EF)16=(?)2123.EF(十六進(jìn)制)0001,0010,0011.1110,1111(二進(jìn)制)(123.EF)16=(100100011.11101111)使用特定的后綴字母，可以表示不同的數(shù)制：

十進(jìn)制數(shù)D:512D或512二進(jìn)制數(shù)B:1011B

八進(jìn)制數(shù)Q:127Q十六進(jìn)制數(shù)H:A8H31練習(xí)三：

(11110001010110)2=(?)8

(3BF6.A1)16=(?)232練習(xí)四：

(11110001010110)2=(?)16

(3746.21)8=(?)233

4.計(jì)算機(jī)為什么采用二進(jìn)制

在物理上很容易實(shí)現(xiàn)： 電路的導(dǎo)通或截止 磁性材料的正極或反極

在邏輯上容易判斷：

“真”與“假”

“有”與“無(wú)”

二進(jìn)制的特點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單、可靠性高 運(yùn)算簡(jiǎn)便、邏輯性強(qiáng)34二、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單位

1.位(bit，b)

位是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最小單位，一個(gè)二進(jìn)制位只能表示兩種狀態(tài)：0和1。

2.字節(jié)(Byte，B)

字節(jié)是數(shù)據(jù)處理的基本單位，一個(gè)字節(jié)是由八位二進(jìn)制數(shù)組成。1Byte=8bit如：01000001 計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器容量大小是以字節(jié)數(shù)來(lái)度量的，所以字節(jié)也常被成為存儲(chǔ)單位， 如：KB、MB、GB和TB。35

1KB=1024B＝210B 1MB=1024×1024B=220B 1GB=1024×1024×1024B=230B 1TB=1024×1024×1024×1024B＝240B

3.字(Word)

字是CPU通過(guò)數(shù)據(jù)總線一次存取、加工和傳送數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。一個(gè)字通常由一個(gè)或若干個(gè)字節(jié)組成。字長(zhǎng)越長(zhǎng)，計(jì)算機(jī)性能越強(qiáng)。

常用的字長(zhǎng)：8位、16位、32位、64位等。36三、計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示

?機(jī)器數(shù)與真值

數(shù)值型數(shù)據(jù)有正、負(fù)之分，通常人們?cè)跀?shù)字前面冠以“+”“-”符號(hào)來(lái)表示數(shù)的正負(fù)，而在計(jì)算機(jī)內(nèi)部“+”號(hào)和“-”號(hào)也需要用一位二進(jìn)制表示。

一般規(guī)定：用數(shù)值型數(shù)據(jù)的最高位表示數(shù)值的正負(fù)符號(hào)，稱(chēng)為符號(hào)位，“0”表示“+”，“1”表示“-”號(hào)。

把這種連同數(shù)字和符號(hào)組合在一起的二進(jìn)制數(shù)稱(chēng)為機(jī)器數(shù)，機(jī)器數(shù)所表示的實(shí)際值稱(chēng)為真值。37數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示方式：即：+7701001101機(jī)器數(shù)01001101+77

符號(hào)位真值機(jī)器數(shù)/真值38 例如：用8位二進(jìn)制碼表示±45

(+45)10＝(+101101)2＝(00101101)機(jī)器數(shù) (-45)10＝(-101101)2＝(10101101)機(jī)器數(shù)

在計(jì)算機(jī)中，機(jī)器數(shù)可以用不同的碼制來(lái)表示。 常用的碼制有：

原碼表示法

反碼表示法

補(bǔ)碼表示法39

?

原碼、反碼和補(bǔ)碼：

⑴原碼：

規(guī)定：對(duì)于n位字長(zhǎng)的數(shù)值，最高位為符號(hào)位，正數(shù)用0表示，負(fù)數(shù)用1表示；其余n-1位數(shù)值部分用二進(jìn)制形式表示。

數(shù)X的原碼記為[X]原。

例如:字長(zhǎng)8位， [+10111]原＝00010111 [-10111]原＝10010111 原碼中，零表示方法有兩種：

[+0]原＝00000000 [-0]原＝1000000040例，假設(shè)字長(zhǎng)為8，求十進(jìn)制數(shù)+78和-78的原碼。 因?yàn)?78)10＝(1001110)2

所以[+78]原＝01001110 [-78]原＝11001110

原碼的優(yōu)缺點(diǎn)： ①簡(jiǎn)單直觀、與真值轉(zhuǎn)換方便。 ②對(duì)乘除法符號(hào)位的判斷方便。 ③對(duì)加、減法運(yùn)算比較復(fù)雜，不能直接對(duì)兩個(gè)同號(hào)數(shù)相減或兩個(gè)異號(hào)數(shù)相加。p15為計(jì)算機(jī)中方便進(jìn)行加減法而引入反碼和補(bǔ)碼。41⑵

反碼

規(guī)定：正數(shù)的反碼與原碼相同;負(fù)數(shù)的反碼是對(duì)該數(shù)的原碼除符號(hào)位外各位取反，即0變1，1變0。

數(shù)X的反碼記為[X]反。 例如:若機(jī)器字長(zhǎng)為8位，

[+10111]反＝00010111

[-10111]反＝11101000

反碼中，零的表示方法有兩種：

[+0]反＝00000000 [-0]反＝11111111 可以驗(yàn)證，任何一個(gè)數(shù)的反碼的反碼即是原碼本身。 通常,反碼作為求補(bǔ)碼過(guò)程的中間形式。42⑶

補(bǔ)碼

規(guī)定：正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼相同，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是對(duì)該數(shù)的原碼除符號(hào)位外各位取反，最末位加1，即求反加1。

數(shù)X的補(bǔ)碼記為[X]補(bǔ) 例:若機(jī)器字長(zhǎng)為8位，

[+10111]補(bǔ)＝00010111

[-10111]補(bǔ)＝11101001

補(bǔ)碼中，零的表示方法是惟一的：

[+0]補(bǔ)＝00000000 [-0]補(bǔ)＝00000000思考：為什么要引入反碼和補(bǔ)碼？431011001011001101帶符號(hào)的機(jī)器數(shù)-77

原碼反碼補(bǔ)碼 例:設(shè)字長(zhǎng)為8位，求－77的補(bǔ)碼。10110011

可以驗(yàn)證，任何一個(gè)數(shù)的補(bǔ)碼的補(bǔ)碼即是原碼本身。44對(duì)于n位二進(jìn)制數(shù)：原碼和反碼：±(2n-1-1)

8位：-127～-0，+0～+127共256個(gè)值

16位：-32767～-0，+0～+32767補(bǔ)碼：-2n-1～+2n-1-1

8位：-128～+127共256個(gè)值 16位：-32768～+32767討論原碼、反碼和補(bǔ)碼的表示范圍：提問(wèn)：-128在補(bǔ)碼中如何表示？45 引入補(bǔ)碼后，加減法運(yùn)算都可以用加法來(lái)實(shí)現(xiàn)，也就是說(shuō)減法變?yōu)榧臃▉?lái)運(yùn)算。

[X＋Y]補(bǔ)＝[X]補(bǔ)＋[Y]補(bǔ)

[X－Y]補(bǔ)＝[X＋(-Y)]補(bǔ)＝[X]補(bǔ)＋[-Y]補(bǔ) 例：用補(bǔ)碼計(jì)算十進(jìn)制數(shù)33-65＝? 在計(jì)算機(jī)中，加減法運(yùn)算基本上都采用統(tǒng)一化成補(bǔ)碼的加法運(yùn)算，其符號(hào)位也參與運(yùn)算。46練習(xí)：①寫(xiě)出二進(jìn)制數(shù)1010的原碼、反碼和補(bǔ)碼②寫(xiě)出二進(jìn)制數(shù)-1010的原碼、反碼和補(bǔ)碼③已知[X]補(bǔ)=11100，求X(真值)

[1010]原

=

01010

[1010]反

=01010[1010]補(bǔ)

=01010

[-1010]原

=11010

[-1010]反

=

10101[-1010]補(bǔ)

=10110

X的真值為

-0100正數(shù)的原碼、補(bǔ)碼和反碼均相同負(fù)數(shù)的原碼符號(hào)位為1，其余位不變負(fù)數(shù)反碼符號(hào)位為1，其余位取反負(fù)數(shù)補(bǔ)碼符號(hào)位為1，其余位取反后+1X補(bǔ)碼的補(bǔ)碼，即為X的真值！47

總結(jié) ①一個(gè)正數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼的表示形式相同，符號(hào)位置0，其它位是數(shù)的真值。

②一個(gè)負(fù)數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼的表示形式為：負(fù)數(shù)的原碼符號(hào)位→1其余位是該數(shù)的絕對(duì)值負(fù)數(shù)的反碼符號(hào)位→1其余各位逐位取反負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼符號(hào)位→1其余各位逐位取反，末位加1[+0]原＝000…0[-0]原＝100…0不唯一[+0]反＝000…0[-0]反＝111…1不唯一[+0]補(bǔ)＝00…0[-0]補(bǔ)＝00…0唯一

③真值零的表示：48 ?

定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)：

⑴定點(diǎn)數(shù) 定點(diǎn)數(shù)是小數(shù)點(diǎn)位置固定的數(shù)。

根據(jù)小數(shù)點(diǎn)隱含固定位置不同，可分為：

定點(diǎn)小數(shù)：純小數(shù)，其絕對(duì)值小于1。

定點(diǎn)整數(shù)：純整數(shù)。符號(hào)位數(shù)值部分符號(hào)位數(shù)值部分

·小數(shù)點(diǎn)位置

·小數(shù)點(diǎn)位置49

⑵浮點(diǎn)數(shù)浮點(diǎn)數(shù)是小數(shù)點(diǎn)位置不固定，根據(jù)需要而浮動(dòng)。它既有整數(shù)部分又有小數(shù)部分。階符階碼尾符尾數(shù)31302423220階碼部分尾數(shù)部分階碼：補(bǔ)碼定點(diǎn)整數(shù)，表示該數(shù)小數(shù)點(diǎn)位置尾數(shù)：補(bǔ)碼定點(diǎn)小數(shù)，表示數(shù)據(jù)的有效位數(shù)數(shù)的取值范圍：-1×2127～(1-2-23)×212750練習(xí)五：1、一個(gè)數(shù)的反碼為00001111，求真值。2、一個(gè)數(shù)的補(bǔ)碼為10001111，求真值。3、(-66)10的補(bǔ)碼是多少？4、寫(xiě)出27-112的補(bǔ)碼運(yùn)算過(guò)程。5、(3865.475)10的浮點(diǎn)存儲(chǔ)形式是____?6、(-3865.475)10的浮點(diǎn)存儲(chǔ)形式是____?51四、計(jì)算機(jī)中信息編碼

1.ASCII碼

AmericanStandardCodeforInformationInterchange(ASCII，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼)。

國(guó)際通用的信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼(ISO646)。

ASCII碼是對(duì)數(shù)字、字母、通用符號(hào)和控制符號(hào)等字符進(jìn)行編碼。

ASCII碼：7位→128種編碼組合0000000→111111152ASCII碼表(7位)高三位b6b5b4低四位b3b2b1b0ASCII碼的字符集：①10個(gè)數(shù)字：0～9②52個(gè)大、小寫(xiě)字母③25個(gè)特殊字符比較大小： 0<…<9<A<…<Z<a<…<z53[例]將China五個(gè)字符的ASCII碼查出并存放在內(nèi)存中。

一個(gè)字節(jié)中，ASCII編碼位的使用編碼位奇偶校驗(yàn)位542.漢字編碼

漢字處理技術(shù)：漢字輸入、漢字輸出、漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的編碼問(wèn)題。漢字的處理過(guò)程：漢字輸入碼漢字交換碼漢字機(jī)內(nèi)碼漢字字形碼輸入設(shè)備輸出設(shè)備漢字庫(kù)55

⑴漢字輸入碼

作用：讓用戶直接使用標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)輸入漢字。

特點(diǎn)：規(guī)則簡(jiǎn)單，重碼率低，擊鍵次數(shù)少。

分類(lèi)：數(shù)字編碼→電報(bào)碼、區(qū)位碼等字音編碼→全拼、雙拼等字形編碼→五筆字型、鄭碼等混合編碼→自然碼、智能ABC等56

⑵漢字交換碼

在漢字信息處理系統(tǒng)與通信處理系統(tǒng)之間進(jìn)行漢字信息交換時(shí)所使用的編碼。

設(shè)計(jì)漢字交換碼編碼體系要考慮：☆被編碼的漢字個(gè)數(shù)盡量多；☆編碼的長(zhǎng)度盡可能短；☆編碼具有唯一性；☆碼制的轉(zhuǎn)換要方便。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T-2312-1980編碼的漢

字交換碼→國(guó)標(biāo)碼.57

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2312-1980：信息交換用漢字編碼字符集--基本集一級(jí)漢字3755個(gè)(按拼音排序)

二級(jí)漢字3008個(gè)(按部首排序)

字母、數(shù)字和特殊圖形記號(hào)等

國(guó)標(biāo)碼規(guī)定：一個(gè)漢字采用兩個(gè)字節(jié)來(lái)表示圖形字符(7445個(gè))0XXXXXXX0XXXXXXX第一字節(jié)第二字節(jié)例如：啊→區(qū)位碼→1601國(guó)標(biāo)碼＝區(qū)位碼+3232→483358

⑶漢字機(jī)內(nèi)碼漢字機(jī)內(nèi)碼是在設(shè)備和信息處理系統(tǒng)內(nèi)部存儲(chǔ)、處理、傳輸漢字用的代碼。目前我國(guó)使用的內(nèi)碼是國(guó)標(biāo)碼高位置1。漢字機(jī)內(nèi)碼＝漢字國(guó)標(biāo)碼＋8080H

例如：啊→機(jī)內(nèi)碼＝3021H+8080H＝B0A1H01XXXXXXX國(guó)標(biāo)碼機(jī)內(nèi)碼01XXXXXXX59

又如：“中國(guó)”→漢字機(jī)內(nèi)碼＝？漢字區(qū)位碼漢字國(guó)標(biāo)碼漢字機(jī)內(nèi)碼中54488680=5650HD6D0H國(guó)259057122=397AHB9FAH

通過(guò)Debug查看漢字機(jī)內(nèi)碼：60

⑷漢字字形碼字形碼是一種用點(diǎn)陣表示漢字字形的編碼，它主要用于漢字輸出(打印、顯示等)時(shí)產(chǎn)生的漢字字形。

點(diǎn)陣大小類(lèi)型：16×16、24×24

32×32、48×48以上

漢字庫(kù)：一個(gè)漢字系統(tǒng)所允許使用的全部漢字的漢字字形編碼的集合。610000001000000000－02H00H0000000100000100－01H04H0111111111111110－7FHFEH0100000000000100－40H04H1000000000001000－80H08H0011111111111000－3FHF8H……

例如：把一個(gè)方塊橫向和縱向都分為16格。若用1表示黑點(diǎn)，用0表示白點(diǎn)，則16×16的點(diǎn)陣漢字可用256位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示，占用32B。

漢字“寶”的16×16點(diǎn)陣數(shù)字化信息：02H00H01H04H7FHFEH40H04H80H08H00H00H3FHF8H01H00H01H00H1FHF0H01H00H01H40H01H20H01H20H7FHFCH00H

00H62總結(jié)機(jī)內(nèi)碼：機(jī)內(nèi)碼：計(jì)算機(jī)內(nèi)表示字符的編碼

1、西文字符

西文字符的機(jī)內(nèi)碼就是ASCII碼。

2、中文字符

國(guó)標(biāo)碼為：(區(qū)位碼)16＋2020H 機(jī)內(nèi)碼為：國(guó)標(biāo)碼+8080H

即：(區(qū)位碼)16+A0A0H

3、舉例

“啊”字的區(qū)位碼為1601D，

轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制表示應(yīng)為1001H（區(qū)碼16轉(zhuǎn)為10H，位碼01轉(zhuǎn)為01H）。

于是，“啊”字的機(jī)內(nèi)碼為：1001H+A0A0H=B0A1H63練習(xí)1．?dāng)?shù)制中使用的數(shù)碼個(gè)數(shù)被稱(chēng)為

。 A．基數(shù)B．尾數(shù)C．階碼D．位權(quán)2．執(zhí)行下列二進(jìn)制數(shù)算術(shù)加運(yùn)算10101010+00101010其結(jié)果是

。

A．11010100B．11010010C．10101010D．001010103．下列各種數(shù)制的數(shù)中，最小的數(shù)是

。A．（101100）2B．（54）8

C．（44）10D．（2A）164．每個(gè)漢字的機(jī)內(nèi)碼需要用____________個(gè)字節(jié)來(lái)表示。5．標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼是用____________位二進(jìn)制進(jìn)行編碼。AAD2764練習(xí)6.十進(jìn)制數(shù)77.25轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)是______。

A.10111011.1

B.1001101.01

C.11010101.01

D.10001110.117.如果（52）x=（2A)16

，則x為_(kāi)_____。A.2B.8C.10D.168.假設(shè)某計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)為8位，則十進(jìn)制數(shù)（-66）10的反碼表示為_(kāi)_____。A.01000010B.11000010C.10111101D.101111109.在下面關(guān)于字符之間大小關(guān)系的說(shuō)法中，正確的是_______。A.6>b>BB.6>B>bC.b>B>6D.B>b>6BBCC65練習(xí)10.在內(nèi)存若漢字以GB2312的內(nèi)碼表示，已知存儲(chǔ)6個(gè)字節(jié)的字符串，其十六進(jìn)制內(nèi)容依次為：6AH、B1H、D2H、53H、C8H、B4H，這個(gè)字符串中有________個(gè)漢字。A.0B.1C.2D.311.漢字“辦”的區(qū)位碼是1676，其機(jī)內(nèi)碼是______。A.4908HB.B188HC.B1D8HD.B0ECH12.一個(gè)漢字字形采用32×32點(diǎn)陣時(shí)，其字形碼要占______.A.32BB.72BC.128BD.288BCDC66練習(xí)13．微機(jī)內(nèi)存容量的基本單位是（）A．字符B．字節(jié)C．二進(jìn)制位D．扇區(qū)14．漢字系統(tǒng)中的漢字字庫(kù)里存放的是漢字的（）A．機(jī)內(nèi)碼B．輸入碼C．字形碼D．國(guó)標(biāo)碼BC671.3邏輯代數(shù)與邏輯電路一、邏輯代數(shù)基礎(chǔ)

1.邏輯變量和邏輯函數(shù)

邏輯變量：這種具有邏輯屬性的變量。

邏輯函數(shù)：隨邏輯變量的變化而改變。

表示方法：邏輯表達(dá)式、真值表、卡諾圖Y=f(A,B)YAB邏輯變量和函數(shù)的值，只有“0”和“1”兩個(gè)值，也叫做邏輯0，邏輯1。68?基本邏輯運(yùn)算：

邏輯變量之間的運(yùn)算稱(chēng)為邏輯運(yùn)算

邏輯運(yùn)算是位運(yùn)算，位與位之間沒(méi)有聯(lián)系

邏輯運(yùn)算有三種基本運(yùn)算——或、與、非

“或”——邏輯加

“與”——邏輯乘

“非”——邏輯否定（“半加”——異或運(yùn)算）69或運(yùn)算——邏輯加法或運(yùn)算法則：A+B=C 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=1例如：10100001+10011011=?101000011001101110111011ABY=A+B00011011011170與運(yùn)算——邏輯乘法與運(yùn)算法則：A·B=C 0·0=0 0·1=0 1·0=0 1·1=1例如：10100001·10011011=?100000011001101110100001ABY=A·B00011011000171非運(yùn)算——邏輯否定非運(yùn)算法則：

=1（非0等于1）

=0（非1等于0） 例如：1001=0110AY=A011072半加運(yùn)算——邏輯異或半加運(yùn)算法則：

00＝0 01＝1 10＝1 11＝0例如：1010000110011011=?

變量相異

“1”變量相同

“0”001110101001101110100001ABY=AB000110110110Y=AB=A·B+A·B733.邏輯代數(shù)的基本定律0-1律A·0＝0A+1＝1自等律A·1＝AA+0＝A重疊律A·A＝AA+A＝A互補(bǔ)律A·A＝0A+A＝1交換律A·B＝B·AA+B＝B+A結(jié)合律A·(B·C)＝(A·B)·CA+(B+C)＝(A+B)+C分配律A·(B+C)＝A·B＋A·CA＋B·C＝(A+B)·(A+C)吸收律A·(A+B)＝AA+AB＝A74二、基本邏輯電路

1.與門(mén)電路實(shí)現(xiàn)邏輯乘法功能的電路邏輯表達(dá)式是：F=A·B

當(dāng)A=B=1→F=1，否則F=0

2.或門(mén)電路實(shí)現(xiàn)邏輯加法功能的電路邏輯表達(dá)式是：F=A+B

當(dāng)A=B=0→F=0，否則F=175

3.非門(mén)電路實(shí)現(xiàn)邏輯取反功能的電路邏輯表達(dá)式是：F=A

當(dāng)A=0→F=1；當(dāng)A=1→F=0

4.與非門(mén)電路由與門(mén)、非門(mén)組合的電路邏輯表達(dá)式是：F=A·B當(dāng)A=B=1→F=0，否則F=1765.異或門(mén)電路由與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)組合的邏輯電路邏輯表達(dá)式是：F=A·B+A·B當(dāng)A=B=0或1→F=0，否則F=1 與、或、非門(mén)電路的不同組合，可設(shè)計(jì)復(fù)雜的數(shù)字邏輯電路。如： ①實(shí)現(xiàn)數(shù)制轉(zhuǎn)換的譯碼器； ②執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算的加法器。77三、邏輯電路舉例[例]分析邏輯電路，寫(xiě)出邏輯表達(dá)式和真值表。78[解]⑴寫(xiě)出邏輯表達(dá)式⑵列出真值表ABCF0F1F2F3F4F5F6F7000001010011100101110111100000000100000000100000000100000000100000000100000000100000000179[例]設(shè)計(jì)半加器。[解]⑴輸入Ai、Bi； 輸出和Si、進(jìn)位Ci⑵繪出真值表⑶寫(xiě)出邏輯表達(dá)式

Si=Ai·Bi+Ai·Bi

Ci=Ai·Bi⑷畫(huà)出邏輯電路圖AiBiSi

Ci000110110010100180一、圖靈機(jī)

1.直觀描述1.4圖靈機(jī)與馮·諾依曼機(jī)81 ①一條兩端可無(wú)限延長(zhǎng)的帶子，一個(gè)讀寫(xiě)頭，若干個(gè)內(nèi)部控制狀態(tài)，一組對(duì)讀寫(xiě)頭控制的程序指令。┄bb10100010bb┄狀態(tài)q1讀寫(xiě)頭控制指令讀寫(xiě)頭可以沿帶子方向左右移動(dòng)，并可以在每個(gè)方格上進(jìn)行讀寫(xiě)。82②帶子上的符號(hào)為一個(gè)有窮字母表：{S0,S1,S2,¨¨,Sp}

通常僅有S0、S1兩個(gè)字符，其中： S0→0，S1→1③若干個(gè)內(nèi)部狀態(tài)： {q1,q2,¨,qn}初始狀態(tài)設(shè)為q1,結(jié)束狀態(tài)設(shè)為qn83④控制指令——五元組指令集合： (qiSjSkR(LN)qn)

qi表示機(jī)器目前所處的狀態(tài)；

Sj表示機(jī)器從方格中讀入的符號(hào)；

Sk表示機(jī)器用來(lái)代替Sj寫(xiě)入方格的符號(hào)；

R,L,N表示右移一格,左移一格,不移動(dòng)；

qn表示下一步機(jī)器的狀態(tài)。

84

2.工作原理 ①讀寫(xiě)頭在紙帶上讀出一個(gè)方格的信息 ②根據(jù)當(dāng)前的內(nèi)部狀態(tài)對(duì)程序進(jìn)行查表 ③得出一個(gè)輸出動(dòng)作，即往紙帶上寫(xiě)0或1 ④移動(dòng)讀寫(xiě)頭到另一個(gè)方格 ⑤得到下一時(shí)刻的內(nèi)部狀態(tài)。 機(jī)器從給定帶子上的某起點(diǎn)出發(fā)，其動(dòng)作完全由其初始狀態(tài)值及機(jī)內(nèi)五元組程序指令來(lái)決定，機(jī)器停止時(shí)，帶子上的信息就是計(jì)算得到的結(jié)果。85

3.應(yīng)用實(shí)例

[例]假設(shè)：b表示空格q1表示機(jī)器的初始狀態(tài)q4表示機(jī)器的結(jié)束狀態(tài)如果帶子上的輸入信息為10100010，讀寫(xiě)頭位對(duì)準(zhǔn)最右邊第一個(gè)為0的方格，且狀態(tài)為q1。按照以下五元組指令集執(zhí)行后，輸出正確的計(jì)算結(jié)果是什么？86指令集q101Lq2q110Lq3q1bbNq4q200Lq2q211Lq2q2bbNq4q301Lq2q310Lq3q3bbNq4計(jì)算函數(shù)是：S(x)=x+1bb10100010bb……q1bb11000101bb……q11q21q20q20q20q21q20q21q2bq40q31q21q20q20q20q21q21q2bq4圖靈機(jī)就是這么簡(jiǎn)單！不可思議吧？87指令死循環(huán)：q1S1S1Rq2q2S0S0Lq1小蟲(chóng)的比喻：……輸入輸出黑色前移白色后移輸入輸出黑色前移白色涂黑輸入當(dāng)前狀態(tài)輸出下一狀態(tài)黑色饑餓涂白吃飽黑色吃飽后移饑餓白色饑餓涂黑饑餓白色吃飽前移吃飽指令二義性：q3S0S1Rq4q3S0S2Lq6黑色圖靈機(jī)模型－信息處理的根本：輸入集合、輸出集合、內(nèi)部狀態(tài)、固定的程序88

[練習(xí)]圖靈機(jī)Mz：其中Q={q1,q2,qf}

五元組指令集為：q110Rq1q100Lq2q201Nqf

求Mz對(duì)任何一串“1”的作用是什么？bb11111100bb……q1僅留下最后一個(gè)“1”圖靈機(jī)的意義在于：

①模擬了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力；

②蘊(yùn)含了現(xiàn)代存儲(chǔ)程序思想。89二、馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)

重要思想：存儲(chǔ)程序、二進(jìn)制

1.馮·諾依曼機(jī)的特征⑴計(jì)算機(jī)應(yīng)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件組成；⑵計(jì)算機(jī)中采用二進(jìn)制來(lái)表示指令和數(shù)據(jù)；⑶采用存儲(chǔ)程序方式，計(jì)算機(jī)能自動(dòng)逐條取出指令并執(zhí)行程序。902.馮·諾依曼機(jī)工作原理 先將程序(一組指令)和數(shù)據(jù)存入計(jì)算機(jī)，啟動(dòng)程序就能按照程序指定的邏輯順序把指令讀取并逐條執(zhí)行，自動(dòng)完成指令規(guī)定的操作。 因此，我們稱(chēng)這種具有“存儲(chǔ)程序”設(shè)計(jì)思想的計(jì)算機(jī)為馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)

——馮·諾依曼機(jī)911.5計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理計(jì)算機(jī)的基本組成：硬件系統(tǒng)+軟件系統(tǒng)

硬件系統(tǒng)——各功能部件的集合，是構(gòu)成計(jì)算機(jī)的物理裝置，是看得見(jiàn)、摸得著的一些實(shí)實(shí)在在的有形實(shí)體。（中央處理器、存儲(chǔ)器、I/O設(shè)備）。

軟件系統(tǒng)——各種程序與有關(guān)數(shù)據(jù)的集合。有了軟件，用戶可以不必了解計(jì)算機(jī)本身就能使用計(jì)算機(jī)，因此軟件是用戶和計(jì)算機(jī)的接口。（系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件）92△計(jì)算機(jī)硬件有五大功能部件：

運(yùn)算器(ArithmeticLogicUnit，簡(jiǎn)稱(chēng)ALU)

控制器(Controller)

存儲(chǔ)器(Memory)

輸入設(shè)備(InputDevice)

輸出設(shè)備(OutputDevice)中央處理器CentralProcessingUnit,簡(jiǎn)稱(chēng)CPU內(nèi)存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器一、計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)以運(yùn)算器為中心的存儲(chǔ)程序式計(jì)算機(jī)模型。93△計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的重要特點(diǎn)：

——總線(Bus)結(jié)構(gòu)

總線結(jié)構(gòu)將信號(hào)線分成三大類(lèi)：

數(shù)據(jù)總線（DateBus）

地址總線（AddressBus）

控制總線（ControlBus）

（便于計(jì)算機(jī)部件的模塊化生產(chǎn)）94微型計(jì)算機(jī)總線化硬件結(jié)構(gòu)95

1.運(yùn)算器

運(yùn)算器是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理的部件。在控制器的操縱下，它與內(nèi)存交換數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和移位運(yùn)算等。

2.控制器

控制器負(fù)責(zé)對(duì)指令進(jìn)行分析和判斷，發(fā)出控制信號(hào)，使計(jì)算機(jī)各部件協(xié)調(diào)工作，確保系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行。96

3.存儲(chǔ)器

存儲(chǔ)器是存放大量程序和數(shù)據(jù)的部件。

分類(lèi)：內(nèi)部存儲(chǔ)器、外部存儲(chǔ)器

特點(diǎn)：內(nèi)存→存取速度快、存儲(chǔ)容量小外存→存取速度慢、存儲(chǔ)容量大注：內(nèi)存在斷電后數(shù)據(jù)會(huì)丟失，外存則不會(huì)。

4.輸入設(shè)備

輸入設(shè)備是用來(lái)接受用戶輸入的原始數(shù)據(jù)和程序，并將它們轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)能識(shí)別的形式存放的內(nèi)存中。97常用的輸入設(shè)備有：鍵盤(pán)、鼠標(biāo)器

掃描儀、麥克風(fēng)

5.輸出設(shè)備

輸出設(shè)備是將計(jì)算機(jī)處理過(guò)的信息以人們所能接受的形式表示出來(lái)。常用的輸出設(shè)備有：顯示器、打印機(jī)

繪圖儀、音箱等 中央處理器(CPU)=運(yùn)算器+控制器

主機(jī)=CPU+內(nèi)部存儲(chǔ)器

外部設(shè)備=輸入設(shè)備+輸出設(shè)備98工作原理：馮諾依曼的“存儲(chǔ)程序”原理 ⑴

輸入命令：控制器發(fā)布輸入命令，把指令和數(shù)據(jù)通過(guò)輸入設(shè)備送入計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)器。

⑵譯碼：在取指令命令的作用下，把程序指令逐條取入控制器。控制器對(duì)指令進(jìn)行譯碼。

⑶發(fā)布執(zhí)行命令：向存儲(chǔ)器和運(yùn)算器發(fā)出存數(shù)、取數(shù)和運(yùn)算命令，并把計(jì)算結(jié)果存放在存儲(chǔ)器內(nèi)。

⑷輸出數(shù)據(jù)：在控制器發(fā)出的輸出命令的作用下，通過(guò)輸出設(shè)備輸出計(jì)算結(jié)果。二、計(jì)算機(jī)的工作原理99數(shù)據(jù)傳送線(數(shù)據(jù)流)控制信號(hào)線(控制流)存儲(chǔ)器輸入設(shè)備輸出設(shè)備運(yùn)算器控制器結(jié)果用戶輸入輸入命令①取指令②輸出命令④存/取數(shù)③運(yùn)算③1001.指令和程序

指令：能被計(jì)算機(jī)識(shí)別的命令。它是硬件可執(zhí)行的、完成一個(gè)基本操作所發(fā)出的命令。

指令格式：

指令系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)能識(shí)別所有指令的集合。

程序：指用戶根據(jù)某一問(wèn)題的解決步驟，選用一組指令進(jìn)行有序排列的集合。操作碼地址碼或數(shù)據(jù)101

2.計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程

舉例說(shuō)明：計(jì)算7+2=?文字描述的計(jì)算程序計(jì)算步驟解題命令1從存儲(chǔ)器中取出7到運(yùn)算器的0號(hào)寄存器中2從存儲(chǔ)器中取出2到運(yùn)算器的1號(hào)寄存器中3將