計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)

計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)計(jì)算機(jī)的發(fā)展

20世紀(jì)最偉大的發(fā)明創(chuàng)造之一是電子計(jì)算機(jī)。世界上第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)是1946年2月在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)誕生的，取名ENIAC。

第一臺(tái)計(jì)算機(jī)

ENIAC推出年代1946年2月基本組成17468個(gè)電子管、6萬(wàn)個(gè)電阻器、1萬(wàn)個(gè)電容器和6千個(gè)開關(guān)組成運(yùn)算速度每秒5000次加法重量約30噸耗電量174千瓦占地面積160平方米應(yīng)用范圍科學(xué)計(jì)算（導(dǎo)彈軌跡）

年代邏輯部件存儲(chǔ)部件系統(tǒng)軟件應(yīng)用范圍第一代1946

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1957電子管

體積大耗電多速度低成本高磁鼓基本沒有主要用于科學(xué)計(jì)算第二代1958

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1964晶體管

體積小速度快功耗低性能穩(wěn)定磁盤磁帶高級(jí)語(yǔ)言擴(kuò)展到數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)控制第三代1965

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1970中、小規(guī)模集成電路

體積更小價(jià)格更低可靠性更高速度更快半導(dǎo)體存儲(chǔ)器

容量速度大幅提高操作系統(tǒng)

進(jìn)一步拓展到文字處理、企事業(yè)管理第四代1971

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至今大、超大規(guī)模集成電路

性能大幅提高價(jià)格大幅下降

半導(dǎo)體存儲(chǔ)、光盤、移動(dòng)存儲(chǔ)等

集成度容量越來越大數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、多媒體技術(shù)滲透到社會(huì)生活各個(gè)領(lǐng)域電子管晶體管集成電路基礎(chǔ)知識(shí)——分類計(jì)算分類桌面計(jì)算：最廣泛；如PC機(jī)服務(wù)器計(jì)算：復(fù)雜，高性能；如服務(wù)器嵌入式計(jì)算：將計(jì)算機(jī)功能嵌入到其它設(shè)備

如數(shù)碼產(chǎn)品、家電等基礎(chǔ)知識(shí)——方向發(fā)展方向微型化：集成度體積巨型化：容量速度功能網(wǎng)絡(luò)化：信息共享通信協(xié)同工作智能化：人工智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)：軟件系統(tǒng)：物理設(shè)備程序及數(shù)據(jù)硬件系統(tǒng)控制器運(yùn)算器存儲(chǔ)器I/O設(shè)備CPU內(nèi)存外存I/O設(shè)備接口BIOS總線主板（CPU、BIOS、接口總線、芯片組）內(nèi)存硬盤、軟驅(qū)、光驅(qū)鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)等外設(shè)適配卡：聲卡、顯卡、網(wǎng)卡等其他外設(shè)理論上細(xì)化應(yīng)用上設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件是指組成一臺(tái)計(jì)算機(jī)的各物理設(shè)備總稱。以臺(tái)式PC為例，從外部看主要有以下部件：主機(jī)箱、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)。主機(jī)箱中最重要的部件：主板其他連接設(shè)備有：音箱、打印機(jī)、掃描儀等。主板又稱底板，是PC中最重要的一塊電路板，為PC中其他部件提供插槽和接口等。主板上已集成了芯片組、BIOS芯片，總線插槽CPU、內(nèi)存條、聲卡、顯示卡等部件通過插槽安裝在主板上，并提供軟驅(qū)、硬盤、光驅(qū)、外設(shè)等連在主板上的接口。某些主板集成了聲卡、顯示卡、網(wǎng)卡、MODEM卡等部件，以降低整機(jī)成本。CPUPCI插槽PCI－E插槽內(nèi)存插槽IDE插座軟盤插座鋰電池USB口芯片組PS/2口BIOS主板結(jié)構(gòu)并行口SATA插座主板結(jié)構(gòu)PS/2接口串行口顯示器接口USB口網(wǎng)卡輸出口并行口聲卡輸出口中央處理器(CPU)CPU是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中必備的最核心的部件，主要由運(yùn)算器、控制器兩個(gè)部件以及一些寄存器、高速緩存組成。INTEL微處理器發(fā)展年份型號(hào)速度(Hz)集成度(晶體管)年份型號(hào)速度(Hz)集成度(晶體管)197140041M23001995奔騰pro150M550萬(wàn)197480802M45001997奔騰Ⅱ233M750萬(wàn)198180884.77M290001999奔騰Ⅲ450M950萬(wàn)1982802866M13.4萬(wàn)2000奔騰Ⅳ1.4G4200萬(wàn)19858038616M27.5萬(wàn)2003迅馳1.6G7700萬(wàn)19898048625M120萬(wàn)2006酷睿1.66G2.91億1993奔騰60M310萬(wàn)CPU的基本功能指令執(zhí)行順序控制程序中的各指令之間是有嚴(yán)格順序的，必須嚴(yán)格按程序規(guī)定的順序執(zhí)行，才能保證計(jì)算機(jī)工作的正確性。操作控制CPU根據(jù)指令產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號(hào)，發(fā)給相應(yīng)的計(jì)算機(jī)部件，從而控制這些部件按指令的要求進(jìn)行動(dòng)作。時(shí)間控制時(shí)間控制就是對(duì)各種操作實(shí)施時(shí)間上的定時(shí)。在一條指令的執(zhí)行過程中，在什么時(shí)間做什么操作均應(yīng)受到嚴(yán)格的控制。只有這樣，計(jì)算機(jī)才能有條不紊地自動(dòng)工作。數(shù)據(jù)加工即對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算，或進(jìn)行其他的信息處理。CPU=運(yùn)算器＋控制器運(yùn)算器：負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。控制器：它從存儲(chǔ)器中取出指令，進(jìn)行譯碼，分析指令，根據(jù)指令功能發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，控制其它部件去執(zhí)行指令規(guī)定的任務(wù)。寄存器：用來暫時(shí)存放當(dāng)前正在被使用的數(shù)據(jù)。CPU主要性能指標(biāo)主頻主頻也叫時(shí)鐘頻率，用來表示CPU的運(yùn)算、處理數(shù)據(jù)的速度。CPU的主頻=外頻×倍頻系數(shù)。（外頻：系統(tǒng)時(shí)鐘頻率）前端總線頻率：CPU通過前端總線（FSB）連接到北橋芯片，進(jìn)而通過北橋芯片和內(nèi)存、顯卡交換數(shù)據(jù)外頻與前端總線頻率的區(qū)別：前端總線的速度指的是數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，外頻則是和數(shù)字脈沖信號(hào)震蕩速度有關(guān)緩存緩存的結(jié)構(gòu)和大小對(duì)CPU速度的影響非常大，CPU內(nèi)緩存的運(yùn)行頻率極高，一般是和處理器同頻運(yùn)作，工作效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)內(nèi)存和硬盤高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)

CPU在讀寫數(shù)據(jù)時(shí)，首先訪問Cache，找到想要的數(shù)據(jù)便直接載入寄存器(稱為“命中”)，找不到才訪問速度相對(duì)較慢的內(nèi)存(稱為“未命中”)。兩種類型：一級(jí)緩存：L1Cache（靜態(tài)RAM，分?jǐn)?shù)據(jù)、指令兩種；約32—256KB）二級(jí)緩存：L2Cache（高速動(dòng)態(tài)RAM，512KB-2、3MB）有些CPU還內(nèi)置L3Cache,如AMD處理器緩存容量的增大可以大幅提升CPU內(nèi)部讀取數(shù)據(jù)的命中率，而不用再到內(nèi)存或者硬盤上尋找，以提高系統(tǒng)性能。但是由于CPU芯片面積和成本的因素來考慮，緩存都很小。CPU主要性能指標(biāo)工作電壓就是CPU正常工作所需的電壓。低電壓能解決耗電過大和發(fā)熱過高的問題制造工藝指IC內(nèi)電路與電路之間的距離。密度愈高的IC電路設(shè)計(jì)，意味著在同樣大小面積的IC中，可以擁有密度更高、功能更復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)，以降低成本、減少處理器功耗。擴(kuò)展指令集指令的強(qiáng)弱也是CPU的重要指標(biāo)，指令集是提高微處理器效率的最有效工具之一芯片組是構(gòu)成主板電路的核心。它就是“南橋”和“北橋”的統(tǒng)稱，把以前復(fù)雜的電路和元件最大限度地集成在幾顆芯片內(nèi)的芯片組。

北橋芯片支持CPU、內(nèi)存、ISA/PCI/AGP插槽等。

南橋芯片支持I/O接口以及IDE設(shè)備等。

內(nèi)存（主存）：臨時(shí)存放數(shù)據(jù)的記憶部件

隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM：隨機(jī)讀寫，斷電后信息丟失(大量)。

只讀存儲(chǔ)器ROM：一般只能讀出而不能隨意寫入(少量)。

存儲(chǔ)器的基本單位：字節(jié)，1Byte=8bit(二進(jìn)制位)1KB=1024B(即210)；1MB=1024KB(即220)；

1GB=1024MB(即230)；1TB=1024GB(即240)

內(nèi)存地址：每個(gè)存儲(chǔ)單元都有一個(gè)唯一的序號(hào)

總線系統(tǒng)總線按傳遞信息的功能來分?jǐn)?shù)據(jù)總線地址總線控制總線總線是一組連接各個(gè)部件之間的公共通信線

PCI:總線標(biāo)準(zhǔn)：32位，可擴(kuò)展到64位數(shù)據(jù)傳輸率：133MB/s用途：插聲卡、顯卡、Modem卡、網(wǎng)卡等

AGP:總線標(biāo)準(zhǔn)：32/64位，可擴(kuò)展到64位數(shù)據(jù)傳輸率：1064MB/s用途：插高速圖形顯示卡，可以使3D圖形在普通個(gè)人電腦上以更快的速度顯示?？偩€PCI-E一種采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)串行連接方式的高速總線總線標(biāo)準(zhǔn)：64位數(shù)據(jù)傳輸率：4GB/s（16X）用途：主要用來插PCI-E顯卡它的出現(xiàn)，逐步淘汰AGP總線優(yōu)點(diǎn)：速度快、向下兼容、支持“熱插拔”等主要外部接口：解決主機(jī)和外設(shè)速度匹配問題PS/2接口：鍵盤、鼠標(biāo)并行口：打印機(jī)串行口：慢速設(shè)備，較少使用USB口：移動(dòng)存儲(chǔ)、數(shù)碼設(shè)備等；支持熱插拔IDE接口：以并行方式接硬盤或光驅(qū)。SATA接口：串行連接方式的硬盤接口，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可熱插拔、速率快(約300MB/S)硬盤(HardDisk)硬盤幾大指標(biāo)容量：40～200GB轉(zhuǎn)速：5400～7200轉(zhuǎn)/分緩存：2M～8M傳輸速率：66MB/s以上接口：IDE、USB、SCSI、SATA、光纖、SAS等硬盤接口是硬盤與主機(jī)系統(tǒng)間的連接部件，作用是在硬盤緩存和主機(jī)內(nèi)存之間傳輸數(shù)據(jù)。硬盤接口的性能高低對(duì)磁盤陣列整體性能有直接的影響。固態(tài)硬盤SSD是由控制單元和固態(tài)存儲(chǔ)單元（DRAM或FLASH芯片）組成的硬盤。接口規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的相同，在產(chǎn)品外形和尺寸上也與普通硬盤一致?？拐鹦约选⒐ぷ鳒囟确秶鷮?、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)速度快、功耗小、重量輕、噪音小。成本高、容量低、易受外界因素影響、寫入壽命有限、數(shù)據(jù)損壞后幾乎無(wú)法恢復(fù)其他外存、外設(shè)軟盤+軟驅(qū)光盤+光驅(qū)閃存：優(yōu)盤、各類卡等輸入設(shè)備：鼠標(biāo)鍵盤、掃描儀、條形碼輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)等保存壽命約為2-10年，理論上可以達(dá)100年BIOS－基本輸入/輸出系統(tǒng)固化在計(jì)算機(jī)中的一組程序,是正常啟動(dòng)計(jì)算機(jī)所必須的條件。主要功能有：自檢和初始化自檢及初始化：檢查PC的顯示卡、鍵盤和內(nèi)存等設(shè)備的工作狀態(tài)是否良好。若發(fā)現(xiàn)問題，系統(tǒng)將給出提示信息或鳴笛警告。

初始化：對(duì)硬件設(shè)置的一些參數(shù)與實(shí)際硬件設(shè)置進(jìn)行比較，如果不符合，會(huì)影響系統(tǒng)的啟動(dòng)。引導(dǎo)程序：從軟盤或硬盤的起始扇區(qū)讀取引導(dǎo)記錄，再由引導(dǎo)記錄把操作系統(tǒng)裝入內(nèi)存。通過改寫B(tài)IOS設(shè)置，可以達(dá)到提升設(shè)備性能和兼容性的目的。BIOS一旦出錯(cuò),將導(dǎo)致嚴(yán)重后果.BIOSBIOS中斷服務(wù)即微機(jī)系統(tǒng)中軟件與硬件之間的一個(gè)可編程接口，主要用于程序軟件功能與微機(jī)硬件之間實(shí)現(xiàn)銜接。操作系統(tǒng)對(duì)軟盤、硬盤、光驅(qū)、鍵盤、顯示器等外圍設(shè)備的管理，都是直接建立在BIOS系統(tǒng)中斷服務(wù)程序的基礎(chǔ)上，操作人員也可以通過訪問INT5、INT13等中斷點(diǎn)而直接調(diào)用BIOS中斷服務(wù)程序。BIOS會(huì)告訴CPU硬件設(shè)備的中斷號(hào)，根據(jù)中斷號(hào)使用相應(yīng)的硬件來完成命令的工作，最后根據(jù)其中斷號(hào)跳會(huì)原來的狀態(tài)。CMOS－互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體存儲(chǔ)器

CMOS是微機(jī)主板上的一塊可讀寫的RAM芯片，目前已做到了BIOS芯片中。保存系統(tǒng)的硬件配置和用戶對(duì)某些參數(shù)的設(shè)定。如：硬盤的參數(shù)、軟驅(qū)的規(guī)格、啟動(dòng)的順序、密碼的設(shè)置等。由主板的鋰電池供電。CMOS一般有128字節(jié)及至256字節(jié)的容量。CMOS中關(guān)于微機(jī)的配置信息不正確時(shí)，將導(dǎo)致系統(tǒng)故障

CMOS設(shè)置——也稱BIOS設(shè)置在開機(jī)時(shí)按住<DEL>鍵不放進(jìn)入設(shè)置主畫面：BIOS設(shè)置和CMOS設(shè)置的區(qū)別和聯(lián)系

BIOS是主板上的一塊ROM芯片，裝有系統(tǒng)的重要信息和設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置程序CMOS是主板上的一塊可讀寫的RAM芯片，裝的是關(guān)于系統(tǒng)配置的具體參數(shù)，其內(nèi)容可通過設(shè)置程序進(jìn)行讀寫設(shè)置BIOS中的系統(tǒng)設(shè)置程序是完成CMOS參數(shù)設(shè)置的手段CMOS既是BIOS設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)的存放場(chǎng)所，又是BIOS設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)的結(jié)果完整的說法是：“通過BIOS設(shè)置程序?qū)MOS參數(shù)進(jìn)行設(shè)置”。軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件：有特定應(yīng)用目的操作系統(tǒng)：管理資源，控制程序，提供服務(wù)語(yǔ)言處理程序：源程序→目標(biāo)程序設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序：識(shí)別如何使用外設(shè)實(shí)用工具軟件：控制分配和使用計(jì)算機(jī)資源管理、維護(hù)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)操作系統(tǒng)

作用管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各種資源，控制程序的運(yùn)行和提供服務(wù)，使其他系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件能夠在計(jì)算機(jī)上得以正確地運(yùn)行。

主要功能

CPU管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理、文件管理和進(jìn)程管理等五個(gè)方面。

常用的OSMS-DOS、UNIX、Windows、Linux等。語(yǔ)言處理程序－機(jī)器語(yǔ)言以二進(jìn)制代碼表示的指令集合，CPU直接能識(shí)別和執(zhí)行的語(yǔ)言。例：X＝3＋5000100100010010010001010

取3加5存X優(yōu)點(diǎn)：占用內(nèi)存少、執(zhí)行速度快

缺點(diǎn)：不易閱讀和記憶、編程困難易出錯(cuò)語(yǔ)言處理程序－匯編語(yǔ)言用記憶碼來表示機(jī)器指令，用符號(hào)地址來表示指令中操作數(shù)或操作地址。例：X＝3＋5

LOAD3ADD5SAVEX

優(yōu)點(diǎn)：與機(jī)器語(yǔ)言相比，較為直觀、易理解和記憶缺點(diǎn)：匯編語(yǔ)言也是面向機(jī)器的語(yǔ)言，編程與查錯(cuò)困難，而且通用性也不強(qiáng)。語(yǔ)言處理程序－高級(jí)語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言又稱算法語(yǔ)言。特點(diǎn)：面向用戶和過程。其語(yǔ)句的表達(dá)接近人們常使用的自然語(yǔ)言(英語(yǔ))和數(shù)學(xué)語(yǔ)言，一條語(yǔ)句不是完成單一的機(jī)器指令操作，而是完成多項(xiàng)操作。常用的高級(jí)語(yǔ)言：

FORTRAN、COBOL、VB、C、Java等。main()

{

inti,j,k;

printf("\n");

for(i=1;i<5;i++)／*以下為三重循環(huán)*/

for(j=1;j<5;j++)

for(k=1;k<5;k++)

{

if(i!=k&&i!=j&&j!=k)

printf("%d,%d,%d\n",i,j,k);

}

}源程序

源程序用匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言所編制的程序。

語(yǔ)言處理程序把由匯編語(yǔ)言或高級(jí)語(yǔ)言編制成的源程序翻譯或解釋成為計(jì)算機(jī)硬件能直接執(zhí)行的目標(biāo)程序。兩種語(yǔ)言處理程序

編譯程序(Compiler)

將源程序一次全部翻譯成目標(biāo)程序，再經(jīng)過裝配連接，最終成為能直接運(yùn)行的可執(zhí)行程序(相當(dāng)于筆譯)。

解釋程序(Interpreter)是將源程序逐句解釋翻譯成一組機(jī)器指令，解釋一句，執(zhí)行一句，直至程序執(zhí)行完畢(相當(dāng)于口譯)。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序

設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序告訴計(jì)算機(jī)如何使用新配置的外圍設(shè)備。

即插即用設(shè)備目前的PC設(shè)備，如聲卡、光驅(qū)、顯示卡等，操作系統(tǒng)能自動(dòng)識(shí)別并安裝相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序。

非即插即用設(shè)備必須由用戶自己安裝對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序。實(shí)用工具控制分配和使用計(jì)算機(jī)資源的系統(tǒng)軟件。磁盤分區(qū)工具：如PQ-Magic

磁盤備份與恢復(fù)工具：如NortonGhost

網(wǎng)絡(luò)下載工具：如FlashGet

系統(tǒng)診斷程序：如SiSoftwareSandra應(yīng)用軟件專門為某一應(yīng)用目的而編制的軟件系統(tǒng)，這類軟件能解決特定的問題。

辦公自動(dòng)化：如WPS、Word、Excel

演示文稿：如PowerPoint、FreelanceGraphics

網(wǎng)頁(yè)制作：如FrontPage、Dreamweaver

圖形動(dòng)畫：如PhotoShop、Flash

數(shù)據(jù)管理：如Access、VisualFoxPro

網(wǎng)頁(yè)瀏覽：如IE、NetscapeNavigator

其他軟件：如教育、游戲、翻譯、多媒體方面軟件

計(jì)算機(jī)組成：控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入、輸出設(shè)備存儲(chǔ)方式：數(shù)據(jù)和指令均以二進(jìn)制存儲(chǔ)。核心思想——程序存儲(chǔ)程序控制：程序和數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)

自動(dòng)高速地從存儲(chǔ)器取出指令

和數(shù)據(jù)，完成運(yùn)算并輸出結(jié)果。

馮·諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2數(shù)制及其轉(zhuǎn)換——概念用一組固定的數(shù)字和一套統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)目的方法數(shù)碼：表示數(shù)的符號(hào)基數(shù)：數(shù)碼的個(gè)數(shù)權(quán)值：每一位所具有的值如十進(jìn)制，數(shù)碼為0，1，…，9；基數(shù)為10；每位的權(quán)值（權(quán)重）為：100，101，102，…常用計(jì)數(shù)制十進(jìn)制表示符號(hào)：D基數(shù)為十，記數(shù)符號(hào)：0,1,2,…,9。逢十進(jìn)一二進(jìn)制表示符號(hào)：B基數(shù)為二，記數(shù)符號(hào)：0和1。逢二進(jìn)一十六進(jìn)制表示符號(hào)：H基數(shù)為十六，記數(shù)符號(hào)：0,1,2,…,9,A,B,C,D,E,F。逢十六進(jìn)一權(quán)值(34958.34)1010410310210110010-110-2(10010.01)224232221202-12-2例：以小數(shù)點(diǎn)為分隔小數(shù)點(diǎn)左邊：從右到左，位權(quán)依次從基數(shù)的零次方遞增X0、X1、X2…小數(shù)點(diǎn)右邊：從左到右，位權(quán)依次從基數(shù)的負(fù)一次方遞減X-1、X-2、X-3…數(shù)制間的轉(zhuǎn)換——整數(shù)部分*X進(jìn)制An…A0

十進(jìn)制

=XnAn+…+X0A0十進(jìn)制X進(jìn)制An…A0

除X取余直到結(jié)果等于0，將結(jié)果從下到上排列二進(jìn)制十六進(jìn)制

4位1位各進(jìn)制之間對(duì)應(yīng)關(guān)系十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)000910019111101010A2102111011B3113121100C41004131101D51015141110E61106151111F71117161000010810008數(shù)制間的轉(zhuǎn)換——小數(shù)部分*（補(bǔ)充）X進(jìn)制.B1…Bm

十進(jìn)制

=X-1B1+…+X-mBm十進(jìn)制X進(jìn)制.B1…Bm

小數(shù)部分乘X取整，直到結(jié)果正好等于1，結(jié)果從上到下二進(jìn)制十六進(jìn)制

4位1位3數(shù)據(jù)的機(jī)內(nèi)表示用二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)物理實(shí)現(xiàn)容易運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單二進(jìn)制的單位01234567位（bit）字節(jié)（byte）｛字各單位之間換算關(guān)系1B=8bit字節(jié)簡(jiǎn)寫為B1KB=1024B=210B(千)1MB=1024KB(兆)1GB=1024MB(吉)1TB=1024GB(太)二進(jìn)制邏輯運(yùn)算對(duì)二進(jìn)制數(shù)的1和0賦以邏輯含義，用1表示真，用0表示假邏輯運(yùn)算是按位進(jìn)行的，位與位之間不像加減運(yùn)算那樣有進(jìn)位或借位的聯(lián)系。二進(jìn)制邏輯運(yùn)算邏輯加法（或運(yùn)算）通常用符號(hào)“+”或“∨”來表示0＋0=00＋1=11＋0=11＋1=1

0∨0=00∨1=11∨0=11∨1=1其中只要有一個(gè)為1，結(jié)果就為1二進(jìn)制邏輯運(yùn)算邏輯乘法（與運(yùn)算）通常用符號(hào)“*”或“∧”或“·”來表示0*0=0

0∧0=0

0·0=0

0*1=0

0∧1=0

0·1=0

1*0=0

1∧0=0

1·0=0

1*1=1

1∧1=1

1·1=1其中只要有個(gè)為0，結(jié)果就為0二進(jìn)制邏輯運(yùn)算邏輯否定（非運(yùn)算）通常用在邏輯變量上方加一橫線來表示

1=00=1異或邏輯運(yùn)算（半加運(yùn)算）通常用符號(hào)“⊕”表示0⊕0=00⊕1=11⊕0=11⊕1=0即兩個(gè)邏輯變量相異，結(jié)果才為1數(shù)值數(shù)據(jù)表示——定點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)：小數(shù)點(diǎn)位置固定若隱含的小數(shù)點(diǎn)固定在有效數(shù)的最右邊，用于表示整數(shù)；若固定在最左邊，則用于表示小于1的純小數(shù)。

假設(shè)某計(jì)算機(jī)使用2個(gè)字節(jié)(16個(gè)二進(jìn)制位)表示一個(gè)數(shù)值數(shù)據(jù)，那么它用來表達(dá)定點(diǎn)整數(shù)N的范圍為：|N|≤215－1

用來表達(dá)小于1的純小數(shù)N的范圍為：2-15≤|N|≤1－2-15其中一位用來表示符號(hào)定點(diǎn)數(shù)示例1*0000000010101000符號(hào)位：0表示正隱含的小數(shù)點(diǎn)位置例1：十進(jìn)制數(shù)為168，等值的二進(jìn)制數(shù)為10101000，在機(jī)內(nèi)的表示如下：21421321221121029282726252423222120定點(diǎn)數(shù)示例2*1001010110000000符號(hào)位：1表示負(fù)例1：十進(jìn)制數(shù)為-0.168，等值的二進(jìn)制數(shù)為-0.00101011，在機(jī)內(nèi)的表示如下：2-12-22-32-42-52-62-72-82-92-102-112-122-132-142-15隱含的小數(shù)點(diǎn)位置數(shù)值數(shù)據(jù)表示——浮點(diǎn)數(shù)浮點(diǎn)數(shù)：小數(shù)點(diǎn)位置不定，將一個(gè)數(shù)表示為指數(shù)部分和尾數(shù)部分，可表示為：N=M×RE

其中:M為尾數(shù)：采用定點(diǎn)小數(shù)的形式E階碼（指數(shù)）：有符號(hào)整數(shù)形式R為階碼的基數(shù)M和E決定了浮點(diǎn)數(shù)精度；E和R決定了表示范圍數(shù)值數(shù)據(jù)表示——浮點(diǎn)數(shù)若使用2個(gè)字節(jié)表示一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)，前8位表示階碼(包括階符)，后8位表示尾數(shù)(包括尾符，即整個(gè)浮點(diǎn)數(shù)的符號(hào))，那么它用來表達(dá)浮點(diǎn)數(shù)N的范圍(除0外)為：2127×2-7≤|N|≤(1－2-7)×2127該兩字節(jié)表示的浮點(diǎn)數(shù)的最大表示范圍可達(dá)2127（≈1038），精度約為小數(shù)點(diǎn)后2位（2-7≈10-2）浮點(diǎn)數(shù)示例例：十進(jìn)制數(shù)為－123.45，等值的二進(jìn)制數(shù)為－1111011.01110011

浮點(diǎn)數(shù)表示為：－0.1111011×27

在機(jī)內(nèi)的表示如下：

262524232221202-12-22-32-42-52-62-70000011111111011階符：0表示正階碼尾符：1表示負(fù)尾數(shù)編碼為了能被計(jì)算機(jī)處理，需要對(duì)非數(shù)值數(shù)據(jù)編碼將信息轉(zhuǎn)化為0，1表示的二進(jìn)制串考慮數(shù)據(jù)特性，便于計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存和處理字符編碼目前廣泛使用的字符編碼：EBCDIC碼：擴(kuò)充的二、十進(jìn)制交換碼，IBM公司為大型機(jī)設(shè)計(jì)的字符編碼，使用8個(gè)二進(jìn)制數(shù)即1個(gè)字節(jié)表示一個(gè)字符，可以表示28即256個(gè)字符Unicode編碼：使用16個(gè)二進(jìn)制數(shù)（2字節(jié)）表示一個(gè)字符，可以表示216即65536個(gè)字符。微軟和蘋果操作系統(tǒng)均支持該編碼使用最廣泛西文字符編碼——ASCII碼ASCII碼(美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼)規(guī)定了常用的數(shù)字、字符的編碼。標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼是7位二進(jìn)制編碼，所以最多可以表示128個(gè)字符。每個(gè)字符用一個(gè)字節(jié)表示，字節(jié)的最高位為0。ASCII碼中的符號(hào)可以分成兩類：

顯示字符：范圍為32~126，指能從鍵盤輸入、

可以顯示和打印的字符

控制字符：范圍是0~31及127，主要用來控制輸入、

輸出設(shè)備。

高位

低位0000010100111001011101110000NULDLESP0@P`p0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2"2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB'7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*:JZjz1011VTESC+;K[k{1100FFFS,<L\l|1101CRGS-=M]m}1110SORS.>N^n~1111SIUS/?O_oDEL西文字符編碼——ASCII碼字母數(shù)字的ASCII碼是連續(xù)的A~Z:41H~5AHa~z:61H~7AH0~9:30H~39H

例：字母A的ASCII碼為1000001，即ASC(A)=65→ASC(D)=68漢字信息處理漢字如何用鍵盤對(duì)應(yīng)輸入——輸入碼漢字在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)如何表示——機(jī)內(nèi)碼漢字字型如何輸出——字形碼漢字人工翻譯輸入碼機(jī)內(nèi)碼字形碼輸入管理漢字庫(kù)輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出漢字的各種編碼輸入碼：無(wú)理碼、音碼、形碼國(guó)標(biāo)碼：國(guó)家規(guī)定用于漢字處理的代碼依據(jù)機(jī)內(nèi)碼：計(jì)算機(jī)內(nèi)處理漢字信息使用的編碼，漢字內(nèi)碼唯一字形碼：字模點(diǎn)陣國(guó)標(biāo)碼國(guó)標(biāo)碼(GB)是指我國(guó)公布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《信息交換用漢字編碼字符集－基本集》，其中包含了6763個(gè)漢字，并分作兩級(jí)，一級(jí)為常用字，含3755個(gè)，二級(jí)為3008個(gè)。一級(jí)按照拼音排序，二級(jí)則按照部首排序。再加上682個(gè)基本圖形字符的編碼，共7445個(gè)。國(guó)標(biāo)碼采用兩個(gè)字節(jié)編碼，用十六進(jìn)制表示，每個(gè)字節(jié)最高位恒為0。0～20H用于控制字符。顯示字符從21H（即33）開始。區(qū)位碼→國(guó)標(biāo)碼→機(jī)內(nèi)碼將編碼系統(tǒng)分為94個(gè)區(qū)，94個(gè)位，由區(qū)號(hào)位號(hào)唯一確定一個(gè)漢字，即區(qū)位碼，它用4位十進(jìn)制表示，前兩位表示區(qū)號(hào)，后兩位表示位號(hào)，區(qū)號(hào)位號(hào)均從1開始。區(qū)位碼→國(guó)標(biāo)碼：對(duì)區(qū)號(hào)位號(hào)分別轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制，再加上20H國(guó)標(biāo)碼→機(jī)內(nèi)碼：每個(gè)字節(jié)的最高位置1（因?yàn)槊孔止?jié)最高位都為0，和ASCII碼一起時(shí)用會(huì)有沖突）區(qū)位碼→機(jī)內(nèi)碼舉例已知一個(gè)字的區(qū)位碼，將區(qū)碼和位碼分別加A0H就得到漢字機(jī)內(nèi)碼‘西’字拼音碼‘xi’轉(zhuǎn)區(qū)位碼十進(jìn)制4687十六進(jìn)制2E57轉(zhuǎn)十六進(jìn)制每字節(jié)最高位置1每字節(jié)加20H十六進(jìn)制4E77十六進(jìn)制CEF7輸入碼‘西’字到機(jī)內(nèi)碼的轉(zhuǎn)換過程每字節(jié)加上A0H

漢字輸出漢字庫(kù)：

存放漢字的字形碼的存儲(chǔ)空間以及讀取程序。當(dāng)輸出時(shí)，通過漢字內(nèi)碼到漢字庫(kù)的映照，找到相應(yīng)漢字的字形碼。漢字字形碼分為兩大類：點(diǎn)陣字形：將一方塊劃分為許多小方格，組成一個(gè)點(diǎn)陣，每一個(gè)小方格就是點(diǎn)陣中的一個(gè)點(diǎn)，劃分越細(xì)，點(diǎn)陣越大。輪廓字形：采用一組直線和曲線來描繪出漢字筆畫的輪廓，記下每一直線和曲線的數(shù)學(xué)描述公式。4數(shù)據(jù)在磁盤上的存儲(chǔ)硬盤分區(qū)作用：安裝多個(gè)操作系統(tǒng)；便于文件的分類管理；有利于病毒的防治；減少磁盤空間的浪費(fèi)常見的分區(qū)軟件DOSFDISK命令、PartitionMagic硬盤動(dòng)態(tài)分區(qū)大師等等主引導(dǎo)記錄硬盤分區(qū)后同時(shí)也建立了一個(gè)主引導(dǎo)扇區(qū)，它不屬于任何分區(qū)，存放主引導(dǎo)記錄，即：主引導(dǎo)程序主要任務(wù)是查看分區(qū)表，找到活動(dòng)分區(qū)（作為操作系統(tǒng)引導(dǎo)）后，讀入該分區(qū)的引導(dǎo)記錄到內(nèi)存分區(qū)表各個(gè)分區(qū)的相關(guān)信息，如分區(qū)的起始和結(jié)束磁頭號(hào)、柱面號(hào)、扇區(qū)號(hào)，總扇區(qū)數(shù)，文件系統(tǒng)等磁盤格式化分區(qū)后，各分區(qū)的邏輯盤必須格式化后才能使用，格式化的功能是在邏輯盤產(chǎn)生四個(gè)區(qū)域：引導(dǎo)扇區(qū)：本分區(qū)的第一個(gè)扇區(qū)，存放引導(dǎo)記錄文件分配表：描述分區(qū)上的每個(gè)簇如何分配文件目錄表：記錄文件或文件夾的相關(guān)信息數(shù)據(jù)區(qū)：存儲(chǔ)文件數(shù)據(jù)文件分配表FATFAT16：一個(gè)分區(qū)最多有216=65536個(gè)可分配單位，單個(gè)文件最大為2GBFAT32：一個(gè)分區(qū)總簇?cái)?shù)有232=4GB，單個(gè)文件最大容量為4GB隨著硬盤容量的增大，每個(gè)簇所占的空間也變大，導(dǎo)致硬盤空間浪費(fèi)主要描述分區(qū)上每個(gè)簇是如何分配的，簇是由連續(xù)的多個(gè)扇區(qū)組成，是文件分配的基本單位文件分配表——NTFSWindows2000以后支持的文件系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)：支持分區(qū)大小為2TB，遠(yuǎn)大于FAT32的32GB可恢復(fù)的文件系統(tǒng)，通過使用標(biāo)準(zhǔn)的處理日志和恢復(fù)技術(shù)來保證分區(qū)的一致性簇更小，一般為4KB，更少浪費(fèi)空間對(duì)共享資源的訪問安全性要更高進(jìn)行磁盤配額管理，提高系統(tǒng)安全性將FAT分區(qū)轉(zhuǎn)換為NTFSWindows2000/XP提供了分區(qū)格式轉(zhuǎn)換工具“Convert.exe”。Convert.exe是Windows2000附帶的一個(gè)DOS命令行程序，通過這個(gè)工具可以直接在不破壞FAT文件系統(tǒng)的前提下，將FAT轉(zhuǎn)換為NTFS。命令為：convertc:/FS:NTFS這個(gè)方法只用于FAT32轉(zhuǎn)為NTFS，不能將NTFS轉(zhuǎn)為FAT32。5計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全性ISO定義：為數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)建立和采取技術(shù)上的和管理上的安全保護(hù)措施，保護(hù)計(jì)算機(jī)硬件、軟件和數(shù)據(jù)不會(huì)因?yàn)榕既坏幕蛘吖室獾脑蚨艿狡茐摹⒏幕蛐姑?。硬件安全：防止硬件故障與失效，常采用一種“出現(xiàn)故障平均時(shí)間MTBF“來衡量軟件安全：軟件完整性、程序健壯性數(shù)據(jù)安全：數(shù)據(jù)的完整性、保密性、可用性和真實(shí)性——核心

數(shù)據(jù)安全措施數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)：定期備份重要數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的加密：采用數(shù)據(jù)加密技術(shù)。數(shù)據(jù)的存取控制：限定數(shù)據(jù)與程序的使用對(duì)象、使用范圍、使用權(quán)限等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全性危及網(wǎng)絡(luò)安全的種類：截取破譯冒充欺騙搭線偵聽阻塞通信病毒肆虐黑客猖獗網(wǎng)絡(luò)犯罪的案例－國(guó)外

1987年德國(guó)一個(gè)詐騙犯竊取了某銀行的帳號(hào)，提取了13萬(wàn)馬克。1994年英國(guó)的一名年僅16歲的男孩，自己設(shè)計(jì)了一套被稱為“探測(cè)器”的電腦軟件，利用Internet竊取了數(shù)百個(gè)和五角大樓有往來的電腦用戶名稱、