計(jì)算機(jī)的信息表示方式

二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算（補(bǔ)充）分類(lèi)算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算1、二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算加、減、乘2、二進(jìn)制的邏輯運(yùn)算與、或、非、異或

計(jì)算機(jī)中信息的表示方法一、概念：1、數(shù)據(jù)：是指能夠識(shí)別的物理符號(hào)，不僅包括數(shù)字、字母、文字和其他特殊符號(hào)組成的文本數(shù)據(jù)，還包括圖形、圖象、動(dòng)畫(huà)等多媒體數(shù)據(jù)。2、信息：是指數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)加工后得到的有價(jià)值的知識(shí)。3、信息的量化A、位（bit），簡(jiǎn)寫(xiě)b：是計(jì)算機(jī)中最小的信息單位，是二進(jìn)制中的一個(gè)數(shù)位，簡(jiǎn)稱位。一個(gè)二進(jìn)制位表示兩種狀態(tài)，（0、1），由此可知，N位二進(jìn)制表示2N種狀態(tài)；比特流B、字節(jié)（Byte）,簡(jiǎn)寫(xiě)B(tài)：是表示存儲(chǔ)空間大小的最基本單位，也可理解為計(jì)算機(jī)中最基本的存儲(chǔ)單位，常用8位二進(jìn)制表示一個(gè)字節(jié)，（1Byte=8bit）,也可寫(xiě)為：1B=8b。1MB=1024KB,1GB=1024MB;C、字和字長(zhǎng)：計(jì)算機(jī)一次能夠處理的二進(jìn)制位數(shù)成為字或字長(zhǎng)；如INTEL8080微處理器為8位，其字長(zhǎng)為8位。計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法：1、正、負(fù)數(shù)的表示方法在計(jì)算機(jī)中用“0”表示正數(shù)，“1”表示負(fù)數(shù)。如字長(zhǎng)為8位的計(jì)算機(jī)+37、-37。原碼、反碼、補(bǔ)碼1、原碼：用最高位表示數(shù)字的符號(hào)，其他位表示數(shù)值的絕對(duì)值，如：X=1100110，則[X]原=011001102、反碼：正數(shù)的反碼與原碼相同，負(fù)數(shù)的反碼，為他的原碼除符號(hào)位外對(duì)各位“按位求反”。如：X=11100110，則[X]反=10011001。3、補(bǔ)碼：正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼相同，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼，為他的原碼除符號(hào)位外對(duì)各位“按位求反”，在最低位加1既可。如：求X=11100001的補(bǔ)碼。1.4數(shù)據(jù)的編碼從計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)出入的各種數(shù)據(jù)是字符形式的，計(jì)算機(jī)中只處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)，必須進(jìn)行編碼。1.4.1ASCII碼ASCII碼由7位二進(jìn)制構(gòu)成，總計(jì)128種符號(hào)。最前位為“0。二、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。硬件系統(tǒng):運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備五個(gè)部分。軟件系統(tǒng)是指實(shí)現(xiàn)算法的程序、數(shù)據(jù)及其文檔，包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成如下圖所示。主機(jī)CPU運(yùn)算器內(nèi)存儲(chǔ)器控制器硬件系統(tǒng)外設(shè)外存儲(chǔ)器

I/O設(shè)備電子計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)軟件語(yǔ)言編譯解釋系統(tǒng)服務(wù)應(yīng)用程序軟件系統(tǒng)應(yīng)用軟件通用應(yīng)用程序

專用應(yīng)用程序文檔

輸入設(shè)備內(nèi)存儲(chǔ)器輸出設(shè)備輔助存儲(chǔ)器控制器運(yùn)算器數(shù)據(jù)信息控制信息處理結(jié)果運(yùn)算命令輸入命令輸出命令存取命令存數(shù)取數(shù)馮·諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)體系工作原理圖微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)馮·諾依曼結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)都由以下五部分組成：

運(yùn)算器：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，即數(shù)據(jù)的加工處理?？刂破鳎贺?fù)責(zé)對(duì)程序規(guī)定的控制信息進(jìn)行分析、控制并協(xié)調(diào)輸入、輸出操作或內(nèi)存訪問(wèn)。輸入設(shè)備：負(fù)責(zé)把用戶的程序和數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。如鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、掃描儀。輸出設(shè)備：負(fù)責(zé)從計(jì)算機(jī)中取出程序執(zhí)行結(jié)果或其它信息，供用戶查看。如顯示器

存儲(chǔ)器：是實(shí)現(xiàn)記憶功能的部件。負(fù)責(zé)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。包括內(nèi)存和外存（硬盤(pán)）。

1、CPU

CPU（CentralProcessingUnit）就是系統(tǒng)的中央處理器，主要功能是執(zhí)行程序指令、完成各種運(yùn)算和系統(tǒng)控制功能。它是一塊超大規(guī)模集成電路，它的內(nèi)部包含著幾十萬(wàn)、幾百萬(wàn)或幾千萬(wàn)個(gè)晶體管。Intel公司的PC機(jī)微處理器有Intel8088、80286、80386、80486、Pentium、PentiumPro、PentiumMMX、PentiumII、PentiumIII和Pentium4等。與之兼容的CPU主要還有AMD。CPU的分類(lèi):(1)按照生產(chǎn)廠家分:INTELCPU和AMDCPU(2)按照標(biāo)稱頻率分:如P4的有1.6GHZ2.0GHZ3.2GHZ微型機(jī)的存儲(chǔ)器用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)器容量的大小、存取數(shù)據(jù)速度的快慢將直接影響到微型機(jī)系統(tǒng)的性能。外存（輔助存儲(chǔ)器）存儲(chǔ)器分類(lèi)內(nèi)存軟磁盤(pán)硬磁盤(pán)光盤(pán)存儲(chǔ)器2、存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM只讀存儲(chǔ)器ROM可改寫(xiě)只讀存儲(chǔ)器EPROM可編程只讀存儲(chǔ)器PROM磁盤(pán)存儲(chǔ)器1、存儲(chǔ)單元：在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，所有信息的存儲(chǔ)、處理和傳送均是采用二進(jìn)制代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)的。存儲(chǔ)器中的幾個(gè)概念：2、地址：給內(nèi)存中的每一個(gè)存儲(chǔ)單元賦予一個(gè)序號(hào)；這個(gè)序號(hào)就叫地址。數(shù)據(jù)就存放在地址中3、存儲(chǔ)容量：描述計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)能力的指標(biāo)。1TB=1024GB1KB=1024字節(jié)1MB=1024KB1GB=1024MB主存儲(chǔ)器ROM

主板上有一類(lèi)用于構(gòu)成系統(tǒng)內(nèi)部存儲(chǔ)器的不同集成電路，我們統(tǒng)稱為內(nèi)存芯片。按其特點(diǎn)又可分為只讀存儲(chǔ)器ROM和隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器RAM兩大類(lèi)。

1．ROMBIOSROMBIOS（ReadOnlyMemoryBasicInput/OutputSystem）是一個(gè)內(nèi)部“固化”了系統(tǒng)基本輸入輸出程序BIOS的只讀存儲(chǔ)器芯片。BIOS程序包括開(kāi)機(jī)后的系統(tǒng)加電自檢程序POST（PowerOnSelfTest）、裝入引導(dǎo)程序、外部設(shè)備（鍵盤(pán)、顯示器、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、打印機(jī)和異步通信接口等）驅(qū)動(dòng)程序和時(shí)鐘（日期和時(shí)間）控制程序等。這些程序在開(kāi)機(jī)后由CPU自動(dòng)順序執(zhí)行，使系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，以便引導(dǎo)操作系統(tǒng)。PC機(jī)的BIOS程序主要有AMI、Phoenix和AWARD等的產(chǎn)品。圖是主板上的ROMBIOS芯片。RAMRAM（RandomAccessMemory）是隨機(jī)可讀寫(xiě)存儲(chǔ)器芯片，系統(tǒng)內(nèi)存主要由這類(lèi)芯片構(gòu)成。它的功能是存儲(chǔ)（或叫做“加載”）運(yùn)行著的系統(tǒng)程序、應(yīng)用程序和用戶數(shù)據(jù)等。微機(jī)的程序和數(shù)據(jù)必須裝入內(nèi)存（RAM）才能運(yùn)行，因此內(nèi)存的大小，質(zhì)量的好壞直接影響程序的運(yùn)行。內(nèi)存容量為128M、256M、512M、1G，。分類(lèi)：1、DRAMDRAM（DynamicalRAM）即動(dòng)態(tài)RAM芯片。它的優(yōu)點(diǎn)是集成度極高、價(jià)格便宜。因此用作大容量（128MB/256M/512M/1024M）系統(tǒng)內(nèi)存。多個(gè)DRAM芯片做在稱為“內(nèi)存條”的印刷電路板上，再通過(guò)主板上的內(nèi)存插槽和專用內(nèi)存總線連接到系統(tǒng)里。

2．SRAMSRAM（StaticalRAM）即靜態(tài)RAM芯片。它的優(yōu)點(diǎn)是讀寫(xiě)速度快（十幾毫微秒），與CPU相近。它的缺點(diǎn)是集成度低、價(jià)格較高。因此，一般以幾個(gè)SRAM芯片作為小容量（256KB/512KB）高速緩存，即通常所說(shuō)的外部Cache（ExternalCache），或叫做L2Cache（Level2Cache）。它的作用是在CPU與主存之間建立一個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器，以提高內(nèi)存訪問(wèn)速度和系統(tǒng)整體運(yùn)行速度ROM和RAM的區(qū)別：1、一般ROM的存儲(chǔ)容量小于RAM。2、ROM中的信息出廠時(shí)就已經(jīng)固化在芯片上，而RAM是計(jì)算機(jī)運(yùn)行是用來(lái)暫存程序和數(shù)據(jù)的。3、ROM中的信息一般情況下不會(huì)發(fā)生變化，而RAM中的程序和數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)掉電則信息丟失。外部存儲(chǔ)器：

軟盤(pán)存儲(chǔ)器軟盤(pán)一般有5寸盤(pán)(5.25“)和3寸盤(pán)(3.5”),高密3寸盤(pán)的存儲(chǔ)容量為1.44M,高密5寸盤(pán)容量為1.2M，現(xiàn)在一般采用3寸盤(pán)。是所有存儲(chǔ)器讀寫(xiě)速度最慢的一類(lèi)讀寫(xiě)窗口擋板塑料殼軸盤(pán)連接孔盤(pán)片寫(xiě)保護(hù)孔3.5英寸軟盤(pán)示意圖1．面數(shù)(side)：軟盤(pán)分為單面(第0面)和雙面(第0、1面)軟盤(pán)。軟盤(pán)的技術(shù)指標(biāo)有：

2．磁道(track)：以盤(pán)片中心為圓心的一組同心圓．?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)在軟盤(pán)片的磁道內(nèi)，磁道數(shù)一般為40或80,編號(hào)從0開(kāi)始,即0—39或0—79，編號(hào)從外到內(nèi)。

3．扇區(qū)(sector)：將各個(gè)磁道分成的若干個(gè)扇形的區(qū)域。扇區(qū)是軟盤(pán)的基本存儲(chǔ)單位，一個(gè)扇區(qū)稱為一個(gè)記錄，計(jì)算機(jī)在讀、寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)總是以一個(gè)或幾個(gè)完整的扇區(qū)為單位。扇區(qū)的編號(hào)從1開(kāi)始。每個(gè)磁道上的扇區(qū)數(shù)可為8、9、15或18。每個(gè)扇區(qū)存儲(chǔ)512個(gè)字節(jié)。磁道軟盤(pán)的磁道和扇區(qū)示意圖磁道00磁道39(或79)扇區(qū)軟盤(pán)邊緣主軸孔

軟盤(pán)上的信息是寫(xiě)在各磁道的扇區(qū)內(nèi)的，存放在軟盤(pán)上的信息以它所在的軟盤(pán)面號(hào)、磁道號(hào)和扇區(qū)號(hào)唯一地來(lái)確定位置。

5．容量(capacity)：存儲(chǔ)容量是指軟盤(pán)所能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)字節(jié)總數(shù)。存儲(chǔ)容量分為非格式化容量和格式化容量?jī)煞N。格式化容量＝字節(jié)數(shù)/扇區(qū)＊扇區(qū)數(shù)/磁道＊磁道數(shù)/面＊面數(shù)如：一雙面軟盤(pán)，有80個(gè)磁道，15扇區(qū)/磁道，其格式容量為：

512＊15＊80＊2＝1228800（字節(jié)），簡(jiǎn)寫(xiě)1.2MB。軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器（軟驅(qū)）：?jiǎn)蚊?、雙面軟驅(qū)接口微機(jī)的硬盤(pán)存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱為硬盤(pán)（Harddisk）,它的性能、速度、可靠性和價(jià)格比都優(yōu)于軟盤(pán)。硬盤(pán)存儲(chǔ)器在DOS或WINOWS中一般以“C：、D：、E：”等大寫(xiě)字母開(kāi)頭為盤(pán)符。5、扇區(qū)數(shù)、數(shù)據(jù)傳輸率、硬盤(pán)轉(zhuǎn)速、電源和重量等。硬盤(pán)容量的計(jì)算：總?cè)萘浚?12＊磁頭數(shù)＊柱面數(shù)＊扇區(qū)數(shù)硬盤(pán)機(jī)的性能指標(biāo)有：2、盤(pán)徑：5.25英寸，3.5英寸，2.5英寸，1.8英寸等；1、接口類(lèi)型：IDE、EIDE等；3、磁頭數(shù)：相當(dāng)于軟盤(pán)中的“面數(shù)”；4、柱面數(shù)：相當(dāng)于軟盤(pán)中的“磁道數(shù)”；

原理：特點(diǎn)：類(lèi)型：可抹性光盤(pán)(CD-RW)，可以重復(fù)讀寫(xiě)，但需要光盤(pán)刻錄機(jī)操作。光盤(pán)存儲(chǔ)器記錄密度高，存儲(chǔ)容量大，數(shù)據(jù)保存時(shí)間長(zhǎng)。讀寫(xiě)速度介于硬盤(pán)和軟盤(pán)之間。運(yùn)用光盤(pán)盤(pán)面的凸凹不平，表示“0”和“1”的信息，光驅(qū)利用激光頭產(chǎn)生激光掃描光盤(pán)表面，讀取“0”和“1”的信息。只讀性光盤(pán)(CD-ROM)，只能讀取信息，不能寫(xiě)入，可提供680M的存儲(chǔ)空間。一次寫(xiě)入性光盤(pán)(CD-R)，只能寫(xiě)一次，寫(xiě)后不能修改。光驅(qū)性能指標(biāo)有：1）傳輸速率：一倍速光驅(qū)的數(shù)據(jù)傳輸速度為150KB/S；一倍速光驅(qū)用1X表示；二倍速光驅(qū)用2X；以此類(lèi)推。光盤(pán)片結(jié)構(gòu)：光盤(pán)只有一個(gè)從內(nèi)到外的螺旋磁道，我們把它叫螺旋道。扇區(qū)數(shù)與光盤(pán)的容量有關(guān)，不同容量的光盤(pán)，扇區(qū)數(shù)有所不同。功能鍵區(qū)主鍵盤(pán)區(qū)數(shù)字小鍵盤(pán)光標(biāo)控制區(qū)狀態(tài)燈1、輸入設(shè)備鼠標(biāo)器：主要用于視窗界面的操作環(huán)境中，移動(dòng)光標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種操作。

鼠標(biāo)器通過(guò)串行通訊接口與主機(jī)相連，有機(jī)械工和光電式兩種。鼠標(biāo)器的操作：5、指向-可以顯示某對(duì)象的用途1、左單擊-用在指定、選中、切換到某對(duì)象2、左雙擊-用在打開(kāi)、啟動(dòng)、運(yùn)行某對(duì)象3、右單擊-用在調(diào)用某對(duì)象的快捷菜單4、拖動(dòng)-用在復(fù)制、移動(dòng)、改變位置和大小的場(chǎng)合掃描儀是一種光機(jī)電一體化的輸入設(shè)備，它可以將圖文形象轉(zhuǎn)換成可由計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

2．