計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教程計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)目的：通過(guò)本章學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)基本概念、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成、計(jì)算機(jī)各大硬件設(shè)備、計(jì)算機(jī)的數(shù)制和信息的表達(dá)與存儲(chǔ)，并熟悉計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生、發(fā)展、特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域，理解計(jì)算機(jī)中字符編碼的概念。1.1計(jì)算機(jī)概述隨著微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已滲入到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，并逐步變化著人們的生活方式。21世紀(jì)的今天，掌握和使用計(jì)算機(jī)成為人們必不可少的技能。1.1.1計(jì)算機(jī)的誕生及發(fā)展1946年2月，世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC(埃尼阿克)在美國(guó)加州問(wèn)世。ENIAC使用了17468電子管，1500個(gè)繼電器，體積3000立方英尺（1立方米＝35.346立方英尺），占地170平方米，重30噸，耗電174千瓦。內(nèi)存17K，字長(zhǎng)12位，運(yùn)算速度每秒5000多次加法運(yùn)算，300多次乘法運(yùn)算，比當(dāng)時(shí)最快的計(jì)算工具快300倍，耗資40萬(wàn)美金。在當(dāng)時(shí)用它來(lái)解決彈道問(wèn)題，將人工計(jì)算使用20小時(shí)縮短到30秒。但是ENIAC卻有一種嚴(yán)重的問(wèn)題，它不能存儲(chǔ)程序。如圖1-1所示。圖1-1世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)圖1-1世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)幾乎在同一時(shí)期，出名數(shù)學(xué)家馮·諾依曼提出了“存儲(chǔ)程序”和“程序控制”的概念。其重要思想為：1）采用二進(jìn)制形式表達(dá)數(shù)據(jù)和指令。2）計(jì)算機(jī)應(yīng)涉及運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備五大基本部件。3）采用存儲(chǔ)程序和程序控制的工作方式。所謂存儲(chǔ)程序，就是把程序和解決問(wèn)題所需的數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制編碼形式預(yù)先按一定次序寄存到計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器里。計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)，中央解決器依次從內(nèi)存儲(chǔ)器中逐條取出指令，按指令規(guī)定執(zhí)行一系列的基本操作，最后完畢一種復(fù)雜的工作。這一切工作都是由一種擔(dān)任指揮工作的控制器和一種執(zhí)行運(yùn)算工作的運(yùn)算器共同完畢的，這就是存儲(chǔ)程序控制的工作原理。馮·諾依曼的上述思想奠定了當(dāng)代計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此后來(lái)人們將采用這種設(shè)計(jì)思想的計(jì)算機(jī)稱(chēng)為馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)。從1946年第一臺(tái)計(jì)算機(jī)誕生至今，即使計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)都有了極大的發(fā)展，但今天使用的絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)其工作原理和基本構(gòu)造仍然遵照著馮·諾依曼的思想。計(jì)算機(jī)由于所使用的元器件的快速發(fā)展經(jīng)歷了五個(gè)時(shí)代，如表1-1所示。代日期邏輯元件主存輔存速度(次/秒)軟件代表產(chǎn)品第一代1946-1957電子管水銀延遲線磁鼓磁帶5千~4萬(wàn)機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言UNIVAC第二代1958-1964晶體管磁芯磁帶、磁盤(pán)幾十萬(wàn)~幾百萬(wàn)高級(jí)語(yǔ)言、管理程序IBM7000、UNIVACII第三代1965-1970中小集成電路半導(dǎo)體存儲(chǔ)器磁盤(pán)幾百萬(wàn)~幾千萬(wàn)操作系統(tǒng)診療程序IBMsystem/360第四代1971-現(xiàn)在超大規(guī)模集成電路半導(dǎo)體存儲(chǔ)器磁盤(pán)、光盤(pán)上億固件、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)第五代智能機(jī)能聽(tīng)、說(shuō)、看、有思維能力等的新一代的計(jì)算機(jī)被稱(chēng)為智能計(jì)算機(jī)。表1-1表1-1計(jì)算機(jī)年代的劃分計(jì)算機(jī)按工作原理分可分為：模擬電子計(jì)算機(jī)、數(shù)字電子計(jì)算機(jī)、模擬數(shù)字混累計(jì)算機(jī)；按功效分可分為專(zhuān)用計(jì)算機(jī)和通用計(jì)算機(jī)；按工作模式分可分為工作站和服務(wù)器；按規(guī)模分可分為：巨型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)、中型計(jì)算機(jī)、小型計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)。如銀河系列計(jì)算機(jī)：運(yùn)行速度每秒上百億次，如圖1-2所示。圖1-2銀河系列計(jì)算機(jī)圖1-2銀河系列計(jì)算機(jī)1.1.3計(jì)算機(jī)特點(diǎn)1．運(yùn)算速度快當(dāng)今計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算速度已達(dá)成每秒萬(wàn)億次，微機(jī)也可達(dá)每秒億次以上，使大量復(fù)雜的科學(xué)計(jì)算問(wèn)題得以解決。例如：衛(wèi)星軌道的計(jì)算、大型水壩的計(jì)算、24小時(shí)天氣預(yù)報(bào)的計(jì)算等，過(guò)去人工計(jì)算需要幾年、幾十年，而現(xiàn)在用計(jì)算機(jī)只需幾天甚至幾分鐘就可完畢。2．計(jì)算精確度高科學(xué)技術(shù)的發(fā)展特別是尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，需要高度精確的計(jì)算。計(jì)算機(jī)控制的導(dǎo)彈之因此能精確地?fù)糁蓄A(yù)定的目的，是與計(jì)算機(jī)的精確計(jì)算分不開(kāi)的。普通計(jì)算機(jī)能夠有十幾位甚至幾十位(二進(jìn)制)有效數(shù)字，計(jì)算精度可由千分之幾到百萬(wàn)分之幾，是任何計(jì)算工具所望塵莫及的。3．存儲(chǔ)容量大計(jì)算機(jī)不僅能進(jìn)行計(jì)算，并且能把參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)、程序以及中間成果和最后成果保存起來(lái)，以供顧客隨時(shí)調(diào)用。計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器能夠存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，這使計(jì)算機(jī)含有了“記憶”功效。隨著計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量的不停增大，可存儲(chǔ)記憶的信息越來(lái)越多。計(jì)算機(jī)的“記憶”功效是與傳統(tǒng)計(jì)算工具的一種重要區(qū)別。4．含有邏輯判斷能力計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器除了能夠完畢基本的算術(shù)運(yùn)算外，還含有對(duì)多個(gè)信息進(jìn)行比較、判斷等邏輯運(yùn)算的功效。這種能力是計(jì)算機(jī)解決邏輯推理問(wèn)題的前提。5．自動(dòng)化程度高，通用性強(qiáng)計(jì)算機(jī)內(nèi)部操作是根據(jù)人們事先編好的程序自動(dòng)控制進(jìn)行的。顧客根據(jù)解題需要，事先設(shè)計(jì)好運(yùn)行環(huán)節(jié)與程序，計(jì)算機(jī)十分嚴(yán)格地按程序規(guī)定的環(huán)節(jié)操作，整個(gè)過(guò)程不需人工干預(yù)，自動(dòng)化程度高，這一特點(diǎn)是普通計(jì)算工具所不含有的。計(jì)算機(jī)通用性的特點(diǎn)體現(xiàn)在幾乎能求解自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)中一切類(lèi)型的問(wèn)題，能廣泛地應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域。1.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成及應(yīng)用完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)涉及：硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的“軀干”，是基礎(chǔ)。軟件系統(tǒng)是建立在“軀干”上的“靈魂”。其構(gòu)造如圖1-3所示。硬件硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)外設(shè)主機(jī)外（輔）存儲(chǔ)器（硬盤(pán)、軟盤(pán)、光盤(pán)等）系統(tǒng)軟件（Windows98///XP、WIN7、Linux等）應(yīng)用軟件（Word、Excel、Photoshop等）中央解決單元（CPU）控制器內(nèi)(主)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）輸出設(shè)備（顯示屏、打印機(jī)、繪圖儀等）只讀存儲(chǔ)器（ROM）輸入設(shè)備（鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、光筆、圖形掃描儀、觸摸屏等）運(yùn)算器圖1-3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成構(gòu)造在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，硬件是軟件賴以工作的物質(zhì)基礎(chǔ)，軟件的正常工作是硬件發(fā)揮作用的唯一途徑。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須要配備完善的軟件系統(tǒng)才干正常工作，且充足發(fā)揮其硬件的多個(gè)功效。因此軟件與硬件同樣，都是計(jì)算機(jī)工作必不可少的構(gòu)成部分。那么，計(jì)算機(jī)由顧客來(lái)使用，顧客與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的層次關(guān)系如圖1-4所示。操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)等軟件系統(tǒng)應(yīng)用軟件計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)圖1-4顧客、軟件和硬件的關(guān)系1.2.1硬件系統(tǒng)基本構(gòu)成電子計(jì)算機(jī)從誕生至今，其體系構(gòu)造基本沒(méi)有發(fā)生變化，仍舊沿用馮·諾依曼體系構(gòu)造，即計(jì)算機(jī)硬件是由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備構(gòu)成，如圖1-5所示?？刂破鞔鎯?chǔ)器運(yùn)算器輸出設(shè)備計(jì)算成果(輸出信息)程序、原始數(shù)據(jù)輸入設(shè)備(輸入信息)控制器存儲(chǔ)器運(yùn)算器輸出設(shè)備計(jì)算成果(輸出信息)程序、原始數(shù)據(jù)輸入設(shè)備(輸入信息)圖1-5計(jì)算機(jī)的基本構(gòu)造1．運(yùn)算器運(yùn)算器又稱(chēng)算術(shù)邏輯單元（ArithmeticLogicUnit，ALU），是計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工解決的部件，也就是對(duì)二進(jìn)制數(shù)碼進(jìn)行加、減、乘、除等算術(shù)運(yùn)算，或進(jìn)行與、或、非等的基本邏輯運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)邏輯判斷。運(yùn)算器是在控制器的控制下實(shí)現(xiàn)算術(shù)邏輯運(yùn)算功效，運(yùn)算成果由控制器送到內(nèi)存中。2．控制器控制器是計(jì)算機(jī)指揮和控制中心。它負(fù)責(zé)從內(nèi)存中取出指令，擬定指令類(lèi)型，并對(duì)指令進(jìn)行譯碼，準(zhǔn)時(shí)間的先后次序，向計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件發(fā)出控制信號(hào)，使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)部件協(xié)調(diào)一致地工作，從而一步一步地完畢多個(gè)操作?？刂破髦匾芍噶罴拇嫫?、指令譯碼器、程序計(jì)數(shù)器、時(shí)序部件、操作控制部件等部件構(gòu)成。3．存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的部件，用于保存程序及數(shù)據(jù)，以及運(yùn)算的成果。涉及數(shù)據(jù)寄存器和地址寄存器。數(shù)據(jù)寄存器用于暫存操作數(shù)和運(yùn)算成果，地址寄存器用于寄存需要訪問(wèn)的存儲(chǔ)單元的地址。4.輸入設(shè)備輸入設(shè)備負(fù)責(zé)把顧客命令，涉及程序和數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)中，是人與計(jì)算機(jī)之間對(duì)話的重要工具。文字、圖形、聲音、圖像等信息都要通過(guò)輸入設(shè)備才干被計(jì)算機(jī)接受。常見(jiàn)的輸入設(shè)備有鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)等。5.輸出設(shè)備輸出設(shè)備是將計(jì)算機(jī)運(yùn)算或解決的成果轉(zhuǎn)換成顧客所需要的多個(gè)形式輸出。常見(jiàn)的輸出設(shè)備有顯示屏、打印機(jī)等。1.2.2軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件是多個(gè)程序和文檔的總稱(chēng)，程序是人們?yōu)槭褂?jì)算機(jī)完畢某向特定的任務(wù)而編寫(xiě)的按一定次序排列和執(zhí)行的命令和數(shù)據(jù)的集合，文檔則是應(yīng)用多個(gè)編輯系統(tǒng)編寫(xiě)的文本或帶格式的文本。計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)涉及系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件是指控制、管理和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備，支持應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行的軟件的總稱(chēng)。系統(tǒng)軟件涉及：操作系統(tǒng)、語(yǔ)言解決程序和服務(wù)程序。1．操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是管理、控制和監(jiān)督計(jì)算機(jī)軟、硬件資源協(xié)調(diào)運(yùn)行的程序系統(tǒng)，由一系列含有不同控制和管理功效的程序構(gòu)成，它是直接運(yùn)行在計(jì)算機(jī)硬件上的、最基本的系統(tǒng)軟件，是系統(tǒng)軟件的核心。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)發(fā)展中的產(chǎn)物，它的重要目的有兩個(gè)：一是方便顧客使用計(jì)算機(jī)，是顧客和計(jì)算機(jī)的接口。例如顧客鍵入一條簡(jiǎn)樸的命令就能自動(dòng)完畢復(fù)雜的功效，這就是操作系統(tǒng)協(xié)助的成果；二是統(tǒng)一管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的全部資源，合理組織計(jì)算機(jī)工作流程，方便充足、合理地發(fā)揮計(jì)算機(jī)的效率。有關(guān)操作系統(tǒng)的知識(shí)將在第3章做進(jìn)一步的介紹。2．程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言計(jì)算機(jī)語(yǔ)言是人們根據(jù)描述實(shí)際問(wèn)題的需要而設(shè)計(jì)的、用于書(shū)寫(xiě)計(jì)算機(jī)程序的語(yǔ)言。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言就是人們?cè)O(shè)計(jì)出來(lái)的能讓計(jì)算機(jī)讀懂并且能完畢某特定事的語(yǔ)言。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言從低檔到高級(jí)依次為機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言三類(lèi)。低檔語(yǔ)言涉及機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言。按照語(yǔ)言對(duì)機(jī)器的依賴程度，可分為：1）機(jī)器語(yǔ)言（MachineLanguage）是以二進(jìn)制代碼形式表達(dá)的機(jī)器基本指令的集合。它的特點(diǎn)是運(yùn)算速度快，每條指令都是0和1的組合，不同計(jì)算機(jī)其機(jī)器語(yǔ)言不同，難閱讀，難修改，難移植。2）匯編語(yǔ)言(AssembleLanguage)是為理解決機(jī)器語(yǔ)言難于理解和記憶，用易于理解和記憶的名稱(chēng)和符號(hào)表達(dá)的機(jī)器指令。例如，加法指令A(yù)DD，傳送指令MOV。匯編語(yǔ)言雖比機(jī)器語(yǔ)言直觀，但基本上還是一條指令對(duì)應(yīng)一種基本操作，對(duì)同一問(wèn)題編寫(xiě)的程序在不同類(lèi)型的機(jī)器上仍然是互不通用。匯編語(yǔ)言必須通過(guò)語(yǔ)言解決程序（匯編程序）的翻譯才干被計(jì)算機(jī)識(shí)別。3）高級(jí)語(yǔ)言（HighLevelLanguage)是人們?yōu)槔斫鉀Q低檔語(yǔ)言的局限性而設(shè)計(jì)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。它是由某些靠近于自然語(yǔ)言和數(shù)學(xué)語(yǔ)言的語(yǔ)句構(gòu)成。易學(xué)、易用、易維護(hù)。但是由于機(jī)器硬件不能直接識(shí)別高級(jí)語(yǔ)言中的語(yǔ)句，因此必須通過(guò)“翻譯程序”，將用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的程序翻譯成機(jī)器語(yǔ)言的程序才干執(zhí)行。普通說(shuō)來(lái)用它的編程效率高，執(zhí)行速度沒(méi)有低檔語(yǔ)言高。高級(jí)語(yǔ)言必須通過(guò)語(yǔ)言解決程序（編譯程序等）的翻譯才干被計(jì)算機(jī)識(shí)別?，F(xiàn)在最慣用的高級(jí)語(yǔ)言有：C語(yǔ)言、C++、Java、Delphi等。除機(jī)器語(yǔ)言外，采用其它程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編寫(xiě)的程序，計(jì)算機(jī)都不能直接識(shí)別其指令，這種程序稱(chēng)為源程序，必須把源程序翻譯成等價(jià)的機(jī)器語(yǔ)言程序，即計(jì)算機(jī)能識(shí)別的0與1的組合，承當(dāng)翻譯工作的即為語(yǔ)言解決程序。語(yǔ)言解決程序是把源程序翻譯成與之等價(jià)的另一種語(yǔ)言表達(dá)的程序。其工作辦法有解釋和編譯二種。如圖1-6(a)、(b)所示。編譯程序編輯程序編譯程序編輯程序，解釋一條執(zhí)行一條高級(jí)語(yǔ)言源程序執(zhí)行成果執(zhí)行成果機(jī)器語(yǔ)言目的程序高級(jí)語(yǔ)言源程序高級(jí)語(yǔ)言源程序執(zhí)行成果執(zhí)行成果機(jī)器語(yǔ)言目的程序高級(jí)語(yǔ)言源程序圖1-圖1-6(b)解釋過(guò)程示意圖圖1-6(a)編譯過(guò)程示意圖3．應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件是為計(jì)算機(jī)在特定領(lǐng)域中的應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用軟件。應(yīng)用軟件具體可分為兩類(lèi)：面對(duì)問(wèn)題的應(yīng)用程序，如當(dāng)代公司管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)軟件、訂票系統(tǒng)、電話查詢系統(tǒng)、倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)、旅館服務(wù)系統(tǒng)。為顧客使用而開(kāi)發(fā)的多個(gè)工具軟件，如診療程序、調(diào)試程序、編輯程序、鏈接程序、字解決軟件、圖形解決軟件、系統(tǒng)操作、維護(hù)軟件等。應(yīng)用軟件涉及的范疇是極其廣泛的，能夠這樣說(shuō)，哪里有計(jì)算機(jī)應(yīng)用，哪里就有應(yīng)用軟件。如辦公應(yīng)用Office、WPS；平面設(shè)計(jì)PhotoShop、Illustrator、CorelDraw；視頻解決Premiere、AfterEffects、會(huì)聲會(huì)影；網(wǎng)站建設(shè)FrontPage、Dreamwerver；輔助設(shè)計(jì)AutoCAD；三維制作3DSMax；多媒體開(kāi)發(fā)Authorware、Flash等等。1.2.1．科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算普通是指用于完畢科學(xué)研究和工程技術(shù)中提出的數(shù)學(xué)問(wèn)題的計(jì)算，如應(yīng)用于天氣預(yù)報(bào)、地震分析、導(dǎo)彈攔截大量的數(shù)值計(jì)算與分析等，是計(jì)算機(jī)最早的應(yīng)用領(lǐng)域。在計(jì)算機(jī)誕生早期，計(jì)算機(jī)重要用于科學(xué)計(jì)算，在彈道計(jì)算上顯示了它的巨大威力。當(dāng)時(shí)，用ENIAC計(jì)算炮彈從發(fā)射到彈道軌道40個(gè)點(diǎn)的位置只用了3秒，替代了7個(gè)小時(shí)的人工計(jì)算，速度提高了8400倍。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得多個(gè)領(lǐng)域中的計(jì)算模型日趨復(fù)雜，人工計(jì)算已無(wú)法解決這些復(fù)雜的計(jì)算問(wèn)題?？茖W(xué)計(jì)算的特點(diǎn)是計(jì)算工作量大、數(shù)值變化范疇大。2．信息解決信息解決是指對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工解決（如分類(lèi)、合并、統(tǒng)計(jì)、分析等）。使用計(jì)算機(jī)和其它輔助方式，把人們?cè)诙鄠€(gè)實(shí)踐活動(dòng)中產(chǎn)生的大量信息：文字、聲音、圖片、視頻等，按照不同的規(guī)定，及時(shí)地收集儲(chǔ)存、整頓、傳輸和應(yīng)用。與科學(xué)計(jì)算不同，數(shù)據(jù)解決涉及的數(shù)據(jù)量大。信息解決也為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的管理和決策提供了新的技術(shù)手段，使辦公自動(dòng)化這一門(mén)綜合的科學(xué)技術(shù)提高到了一種新的水平。大大提高政府、公司等的辦公效率，提高領(lǐng)導(dǎo)決策水平。3．計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ComputerAidedDesign，CAD）就是用計(jì)算機(jī)協(xié)助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于計(jì)算機(jī)有快速的數(shù)值計(jì)算、較強(qiáng)的數(shù)據(jù)解決以及模擬的能力，輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)配有專(zhuān)門(mén)的計(jì)算程序用來(lái)協(xié)助設(shè)計(jì)人員完畢復(fù)雜的計(jì)算，配有專(zhuān)業(yè)繪圖軟件用來(lái)協(xié)助設(shè)計(jì)人員繪制設(shè)計(jì)圖紙。使CAD技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)后，不僅減少了設(shè)計(jì)人員的工作量，提高了設(shè)計(jì)的速度，更重要的是提高了設(shè)計(jì)的質(zhì)量。計(jì)算機(jī)輔助制造（ComputerAidedManufacturing，CAM）是用計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的管理、控制和操作的過(guò)程。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，能夠直接通過(guò)專(zhuān)門(mén)的加工制造設(shè)備自動(dòng)生產(chǎn)出來(lái)。使用CAM技術(shù)能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量，減少成本，縮短生產(chǎn)周期。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ComputerIntegratedManufactureSystem，CIMS）是指以計(jì)算機(jī)為中心的當(dāng)代化信息技術(shù)應(yīng)用于公司管理與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)制造的新一代制造系統(tǒng)，是CAD、CAPP、CAM、CAE、CAQ（計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量管理）、PDMS（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)）、管理與決策、網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)及質(zhì)量確保系統(tǒng)等子系統(tǒng)的技術(shù)集成。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(ComputerAidedInstruction，CAI)是在計(jì)算機(jī)輔助下進(jìn)行的多個(gè)教學(xué)活動(dòng)，以對(duì)話方式與學(xué)生討論教學(xué)內(nèi)容、安排教學(xué)進(jìn)程、進(jìn)行教學(xué)訓(xùn)練的辦法與技術(shù)。CAI為學(xué)生提供一種良好的個(gè)人化學(xué)習(xí)環(huán)境，綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)的多媒體、超文本、人工智能及知識(shí)庫(kù)等技術(shù)，克服傳統(tǒng)教學(xué)方式單一、片面的缺點(diǎn)，能有效地縮短學(xué)習(xí)時(shí)間、提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的教學(xué)目的。4．計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制重要應(yīng)用于飛行控制、加工控制、生產(chǎn)線控制、交通批示燈控制等。過(guò)程控制又稱(chēng)實(shí)時(shí)控制，指用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集檢測(cè)數(shù)據(jù)，按最佳值快速地對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)控制或自動(dòng)調(diào)節(jié)。運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程或裝置的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)并實(shí)施自動(dòng)控制。不僅能夠大大提高控制的自動(dòng)化水平，并且能夠提高控制的及時(shí)性和精確性，從而改善勞動(dòng)條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量及合格率。5．多媒體技術(shù)應(yīng)用隨著電子技術(shù)特別是通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們已有能力把文本、音頻、視頻、動(dòng)畫(huà)、圖形和圖像等多個(gè)媒體綜合起來(lái)，構(gòu)成一種全新的概念——“多媒體”。在醫(yī)療、教育、商業(yè)、銀行、保險(xiǎn)、行政管理、軍事、工業(yè)、廣播和出版等領(lǐng)域中，多媒體的應(yīng)用發(fā)展很快。6．電子商務(wù)等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用進(jìn)一步進(jìn)一步到社會(huì)的各行各業(yè)，通過(guò)高速信息網(wǎng)現(xiàn)數(shù)據(jù)與信息的查詢、高速通信服務(wù)(電子郵件、電視電話、電視會(huì)議、文檔傳輸)、電子教育、電子娛樂(lè)、電子購(gòu)物(通過(guò)網(wǎng)絡(luò)選看商品、辦理購(gòu)物手續(xù)、質(zhì)量投訴等)、遠(yuǎn)程醫(yī)療和會(huì)診、交通信息管理等。7．人工智能方面的研究和應(yīng)用人工智能（簡(jiǎn)稱(chēng)AI）是指計(jì)算機(jī)模擬人類(lèi)某些智力行為的理論、技術(shù)和應(yīng)用。人工智能是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一種新的領(lǐng)域，這方面的研究和應(yīng)用正處在發(fā)展階段，在醫(yī)療診療、定理證明、語(yǔ)言翻譯、機(jī)器人等方面，已有了明顯的成效。例如，用計(jì)算機(jī)模擬人腦的部分功效進(jìn)行思維學(xué)習(xí)、推理、聯(lián)想和決策，使計(jì)算機(jī)含有一定“思維能力”。我國(guó)已開(kāi)發(fā)成功某些中醫(yī)專(zhuān)家診療系統(tǒng)，能夠模擬名醫(yī)給患者診病開(kāi)方。機(jī)器人是計(jì)算機(jī)人工智能的典型例子。機(jī)器人的核心是計(jì)算機(jī)。智能機(jī)器人含有感知和理解周邊環(huán)境，使用語(yǔ)言、推理、規(guī)劃和操縱工具的技能，模仿人完畢某些動(dòng)作。機(jī)器人不怕疲勞，精確度高，適應(yīng)力強(qiáng)，現(xiàn)已開(kāi)始用于搬運(yùn)、噴漆、焊接、裝配等工作中。機(jī)器人還能替代人在危險(xiǎn)工作中進(jìn)行繁重的勞動(dòng)，如在有放射線、污染有毒、高溫、低溫、高壓、水下等環(huán)境中工作。1.3計(jì)算機(jī)數(shù)制及轉(zhuǎn)換與運(yùn)算1.3.1數(shù)制的概念數(shù)制的種類(lèi)諸多，但在日常生活中，人們習(xí)慣使用十進(jìn)制，所謂十進(jìn)制，就是逢十進(jìn)一。除十進(jìn)制外，有時(shí)還使用十二進(jìn)制、六十進(jìn)制，例如一打襪子為十二雙，一年等于十二個(gè)月，即逢十二進(jìn)一。一小時(shí)等于六十分，一分鐘等于六十秒，即逢六十進(jìn)一，這是六十進(jìn)制。在計(jì)算機(jī)中解決的數(shù)據(jù)是二進(jìn)制，有時(shí)為書(shū)寫(xiě)方便也慣用八進(jìn)制和十六進(jìn)制?；鶖?shù)：一組固定不變的不重復(fù)數(shù)字的個(gè)數(shù)。例如：二進(jìn)制數(shù)基數(shù)是2，十進(jìn)制數(shù)基數(shù)為10。位權(quán)：某個(gè)位置上的數(shù)代表的數(shù)量大小。表達(dá)此數(shù)在整個(gè)數(shù)中所占的份量(權(quán)重)。數(shù)位是指數(shù)碼在一種數(shù)中所處的位置。二進(jìn)制Binarynotation：含有兩個(gè)不同的數(shù)字符號(hào)，即0和1；其基數(shù)為2；二進(jìn)制的特點(diǎn)是逢二進(jìn)一，可用B來(lái)表達(dá)二進(jìn)制。十進(jìn)制Decimalnotation：含有十個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，其基數(shù)為10；十進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)是逢十進(jìn)一，可用D來(lái)表達(dá)十進(jìn)制。八進(jìn)制Octalnotation：含有八個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)0、1、2、3、4、5、6、7，其基數(shù)為8；八進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)是逢八進(jìn)一，普通用Q或O表達(dá)。十六進(jìn)制Hexadecimalnotation：含有十六個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，其基數(shù)為16，十六進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)是逢十六進(jìn)一，用H表達(dá)。進(jìn)位制十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制數(shù)碼0,1,2,...,90,10,1,2,...,70,1,...,9,A,B,C,D,E,F規(guī)則逢十進(jìn)一逢二進(jìn)一逢八進(jìn)一逢十六進(jìn)一基數(shù)R102816位權(quán)10i2i8i16i表達(dá)形式DBQ或OH表1-2十進(jìn)制和計(jì)算機(jī)中慣用進(jìn)制其中：i=(0,1,2,3,...,n)為數(shù)位的編號(hào)，表達(dá)數(shù)的某一數(shù)位。例如：二進(jìn)制的4位位權(quán)值為24=16，十六進(jìn)制2位位權(quán)值為162=256。每種進(jìn)制數(shù)有各自的表達(dá)形式。例如：110D為十進(jìn)制數(shù)、110B為二進(jìn)制數(shù)、110Q為八進(jìn)制數(shù)、110H為十六進(jìn)制數(shù)。1.3.2數(shù)值之間的轉(zhuǎn)換1.二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制按權(quán)展開(kāi)后，相加即得。例如：(1101.011)2=1×23+1×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2+1×2-3=(13.375)102.十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制整數(shù)部分：采用除2取余法，且除到商為0為止；按從下往上次序排列余數(shù)即可得到成果。先取余數(shù)低位，后取余數(shù)高位。小數(shù)部分：采用乘2取整法，直到小數(shù)部分為0或達(dá)成所規(guī)定精度為止（小數(shù)部分可能永遠(yuǎn)不會(huì)得到0），最先得到的整數(shù)排在最高位。又例，(241.43)10=（？）2，小數(shù)取4位。低位低位24121201260023002150271231211201余數(shù)0.43×20.86×21.72×211.44×200.88高位計(jì)算成果：（241.43）10=（11110001.0110）2注：普通小數(shù)取四位，要做五位，第五位采用舍入法：有0舍1入發(fā)，恒舍發(fā)，恒置1發(fā)，列表法等來(lái)擬定。3．二、八、十六進(jìn)制之間的互相轉(zhuǎn)換由于二、八、十六進(jìn)制之間存在這樣一種關(guān)系：23=8，24=16。因此，每位八進(jìn)制數(shù)相稱(chēng)于3位二進(jìn)制數(shù)，每位十六進(jìn)制數(shù)相稱(chēng)于4位二進(jìn)制數(shù)，在轉(zhuǎn)換時(shí)，位組劃分是以小數(shù)點(diǎn)為中心向左右兩邊延伸，中間的0不能省略，兩頭位數(shù)局限性時(shí)可補(bǔ)0。例如：(24.53)8=(？)224.53010100.10101124.53010100.101011計(jì)算成果：(24.53)8=(10100.101011)2又例，()2=(？)161101001011011010010110696計(jì)算成果：()2=(696)161.3.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算1.加法運(yùn)算運(yùn)算法則：逢二進(jìn)一。例如，(11101)2+(10101)2=（110010）211101291110129+10101+2111001050二進(jìn)制轉(zhuǎn)換十進(jìn)制2．減法運(yùn)算運(yùn)算法則：借一當(dāng)二。例如，(11001011)2-(10110110)2=(10101)21100101120311001011203－10110110—1820001010121二進(jìn)制轉(zhuǎn)換十進(jìn)制1.3.41．邏輯或運(yùn)算運(yùn)算符：“+”或“∨”。運(yùn)算規(guī)則以下：①0+0=0或0∨0=0②0+1=1或0∨1=1③1+0=1或1∨0=1④1+1=1或1∨1=1例如：(110101)2∨(101100)2=(111101)21010110101∨1011001111012．邏輯與運(yùn)算運(yùn)算符：“×”或“∧”。運(yùn)算規(guī)則以下：①0×0=0或0∧0=0②0×1=0或0∧1=0③1×0=0或1∧0=0③1×1=1或1∧1=1例如：(101101)2∧(110110)2=(100100)23．邏輯非運(yùn)算運(yùn)算符：“－”。運(yùn)算規(guī)則以下：①0的非為1②1的非為0例如：X=100101，則X=0110104．邏輯異或運(yùn)算運(yùn)算符：“⊕”。運(yùn)算規(guī)則以下：①0⊕0=0②0⊕1=1③1⊕0=1④1⊕1=0例如：(110010)2⊕(101011)2=(011001)21.4數(shù)據(jù)信息的表達(dá)與存儲(chǔ)1.4.1數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單位計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)涉及數(shù)值數(shù)據(jù)和非數(shù)值數(shù)據(jù)，數(shù)值數(shù)據(jù)是有量的大小，而非數(shù)值數(shù)據(jù)是字符、聲音、圖形以及動(dòng)畫(huà)等，全部類(lèi)型的數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中都是用二進(jìn)制形式表達(dá)和存儲(chǔ)的。計(jì)算機(jī)慣用的存儲(chǔ)單位有位、字節(jié)和字。位（bit）：一種二進(jìn)制位稱(chēng)為比特，用b表達(dá)，是計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最小單位。一種二進(jìn)制位只能用表達(dá)0或1兩種狀態(tài)。字節(jié)（Byte）：八個(gè)二進(jìn)制位稱(chēng)為字節(jié)，普通用B表達(dá)，字節(jié)是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)解決和存儲(chǔ)的基本單位。字（Word）：一種字由若干個(gè)字節(jié)構(gòu)成的（普通取字節(jié)的整數(shù)倍），是計(jì)算機(jī)一次存取、加工和傳送的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，也是衡量計(jì)算機(jī)精度和運(yùn)算速度的重要技術(shù)指標(biāo)，字長(zhǎng)越長(zhǎng)，性能越好。計(jì)算機(jī)型號(hào)不同，其字長(zhǎng)也不同，慣用的字長(zhǎng)有8位、16位、32位和64位。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量的大小是用字節(jié)的多少來(lái)衡量，普通使用的衡量單位是B、KB、MB、GB或TB，其中B代表字節(jié)，這些衡量單位之間的換算關(guān)系以下：1B=8bit，1KB=1024B，1MB=1024KB；1GB=1024MB；1TB=1024GB。1.4.2小數(shù)的表達(dá)（定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)）1．機(jī)器數(shù)機(jī)器數(shù)是指數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表達(dá)形式；機(jī)器數(shù)真正表達(dá)的數(shù)值稱(chēng)為這個(gè)機(jī)器數(shù)的真值。機(jī)器數(shù)有三個(gè)特性：1）機(jī)器數(shù)據(jù)表達(dá)的數(shù)的范疇受計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)的限制例如：8位字長(zhǎng)的無(wú)符號(hào)整數(shù)的最大范疇是（11111111）2=(255)10,運(yùn)算時(shí)如果數(shù)值超出機(jī)器所能表達(dá)的范疇，運(yùn)算就會(huì)因出錯(cuò)而終止。這種狀況稱(chēng)為“溢出”。2）機(jī)器數(shù)的符號(hào)位被數(shù)值化數(shù)值數(shù)據(jù)有正負(fù)之分，機(jī)器數(shù)也有正有負(fù)。在計(jì)算機(jī)中，總是用數(shù)的最高位表達(dá)數(shù)的符號(hào)，并且規(guī)定0表達(dá)正數(shù)，1表達(dá)負(fù)數(shù)。3）機(jī)器數(shù)的小數(shù)點(diǎn)處在商定的位置小數(shù)的表達(dá)兩種表達(dá)辦法：定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)。定點(diǎn)數(shù)是指小數(shù)點(diǎn)位置固定不變；浮點(diǎn)數(shù)：允許小數(shù)點(diǎn)位置浮動(dòng)。2．定點(diǎn)數(shù)的表達(dá)規(guī)定一種小數(shù)點(diǎn)固定的位置，采用把小數(shù)點(diǎn)固定在最低位的右邊或符號(hào)位的右面，即把參加運(yùn)算的數(shù)化為純整數(shù)或純小數(shù)。例如：二進(jìn)制數(shù)N能夠?qū)懗蒒=2p×S式中：S稱(chēng)為數(shù)N的尾數(shù)；P稱(chēng)為數(shù)N的階碼；2稱(chēng)為階碼的底。S表達(dá)數(shù)N的全部有效數(shù)字，階碼P指明了小數(shù)點(diǎn)的位置，定點(diǎn)數(shù)的階碼P值是固定的。1)定點(diǎn)整數(shù)的表達(dá)法P=0，而S為純整數(shù)，則小數(shù)點(diǎn)的位置定在S之后：小數(shù)點(diǎn)·小數(shù)點(diǎn)·。符號(hào)位尾數(shù)S2)定點(diǎn)小數(shù)的表達(dá)法S為純小數(shù)，小數(shù)點(diǎn)固定在符號(hào)位的右面：符號(hào)位符號(hào)位尾數(shù)S小數(shù)點(diǎn)·小數(shù)點(diǎn)·。3．浮點(diǎn)數(shù)的表達(dá)浮點(diǎn)數(shù)的階碼P值不是固定的，而是能夠浮動(dòng)的。這時(shí)：N=2p×S式中：階碼為可變的整數(shù)，并且能夠是正數(shù)，也能夠是負(fù)數(shù)；尾數(shù)S也可正、可負(fù)。普通用一位二進(jìn)制數(shù)Pf表達(dá)階碼的符號(hào)位，用一位二進(jìn)制數(shù)Sf表達(dá)尾數(shù)的符號(hào)位。浮點(diǎn)數(shù)表達(dá)法：階碼部分為定點(diǎn)整數(shù)，尾數(shù)部分為定點(diǎn)小數(shù)。Pf階碼PPf階碼PSf尾數(shù)S1.4.3原碼、反碼、補(bǔ)碼的表達(dá)數(shù)在計(jì)算機(jī)中是以二進(jìn)制形式表達(dá)的，它分為有符號(hào)數(shù)和無(wú)符號(hào)數(shù)。原碼、反碼、補(bǔ)碼都是有符號(hào)定點(diǎn)數(shù)的表達(dá)辦法，一種有符號(hào)定點(diǎn)數(shù)的最高位為符號(hào)位，0表達(dá)正，1表達(dá)負(fù)。在計(jì)算機(jī)內(nèi)，定點(diǎn)數(shù)有3種表達(dá)法：原碼、反碼和補(bǔ)碼。1．原碼的表達(dá)原碼表達(dá)法是機(jī)器數(shù)的一種簡(jiǎn)樸的表達(dá)法。其符號(hào)位用0表達(dá)正號(hào)，用：表達(dá)負(fù)號(hào)，數(shù)值普通用二進(jìn)制形式表達(dá)。設(shè)有一數(shù)為X，則原碼表達(dá)可記作:[X]原。1）小數(shù)原碼的定義--1<X≤0X0≤X<11-X[X]原=2）整數(shù)原碼的定義--2n<X≤0X0≤X<2n2n-X[X]原=當(dāng)X=0時(shí)，[+0]原=00000000，[－0]原=10000000。表達(dá)辦法以下：X≥0，則符號(hào)位為0，其它照抄；X≤0，則符號(hào)位為1，其它照抄。例如，X=+1001001，

[X]原=010010012．反碼的表達(dá)機(jī)器數(shù)的反碼可由原碼得到。如果機(jī)器數(shù)是正數(shù)，則該機(jī)器數(shù)的反碼與原碼同樣；如果機(jī)器數(shù)是負(fù)數(shù)，則該機(jī)器數(shù)的反碼是對(duì)它的原碼（符號(hào)位除外）各位取反而得到的。設(shè)有一數(shù)X，則X的反碼表達(dá)記作[X]反。1）小數(shù)反碼的定義－－1<X≤0X0≤X<12-2n-1-X[X]反=2）整數(shù)反碼的定義--2n<X≤0X0≤X<2n2n+1-1-X[X]反=當(dāng)X=0時(shí)，[+0]反=00000000，[-0]反=11111111。表達(dá)辦法以下：若X≥0，符號(hào)位為0，其它照抄；若X≤0，符號(hào)位為1，其它按位取反。例如，X=+1001001，

[X]反=010010013．補(bǔ)碼的表達(dá)機(jī)器數(shù)的補(bǔ)碼可由原碼得到。如果機(jī)器數(shù)是正數(shù)，則該機(jī)器數(shù)的補(bǔ)碼與原碼同樣；如果機(jī)器數(shù)是負(fù)數(shù)，則該機(jī)器數(shù)的補(bǔ)碼是對(duì)它的原碼（除符號(hào)位外）各位取反，并在未位加1而得到的。設(shè)有一數(shù)X，則X的補(bǔ)碼表達(dá)記作[X]補(bǔ)。1）小數(shù)補(bǔ)碼的定義--1<X≤0X0≤X<12+X[X]補(bǔ)=2）整數(shù)補(bǔ)碼的定義--2n<X≤0X0≤X<2n2n+1+X[X]反=0補(bǔ)碼是00000000補(bǔ)碼沒(méi)有正0與負(fù)0之分。表達(dá)辦法以下：若X≥0，符號(hào)位為0，其它照抄；若X≤0，符號(hào)位為1，其它取反后，最低位加1。例如，X=+1001001，

[X]補(bǔ)=010010013）補(bǔ)碼的性質(zhì)①[X+Y]補(bǔ)=[X]補(bǔ)+[Y]補(bǔ)，即兩數(shù)之和的補(bǔ)碼等于各自補(bǔ)碼的和。例如，X=+0110011，Y=-0101001，求[X+Y]補(bǔ)。[X]補(bǔ)=00110011

[Y]補(bǔ)=11010111[X+Y]補(bǔ)=[X]補(bǔ)+[Y]補(bǔ)=00110011+11010111=00001010注：由于計(jì)算機(jī)中運(yùn)算器的位長(zhǎng)是固定的，上述運(yùn)算中產(chǎn)生的最高位進(jìn)位將丟掉，因此成果不是，而是00001010。②[x-y]補(bǔ)=[x]補(bǔ)+[-y]補(bǔ)，即兩數(shù)之差的補(bǔ)碼等于被減數(shù)的補(bǔ)碼與減數(shù)相反數(shù)的補(bǔ)碼之和。例如，X=+0111001,Y=+1001101，求[X-Y]補(bǔ)。[X]補(bǔ)=00111001[Y]補(bǔ)=01001101[-Y]補(bǔ)=10110011[X-Y]補(bǔ)=[X]補(bǔ)+[-Y]補(bǔ)=00111001+10110011=11101100③[[x]補(bǔ)]補(bǔ)=[x]原，即按求補(bǔ)的辦法，對(duì)[x]補(bǔ)再求補(bǔ)一次，成果等于[x]原。4．反碼的表達(dá)正數(shù)的反碼與其原碼相似；負(fù)數(shù)的反碼是對(duì)其原碼逐位取反，但符號(hào)位除外。補(bǔ)碼表達(dá)法規(guī)定：正數(shù)的補(bǔ)碼與其原碼相似；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是在其反碼的末位加1。拿單字節(jié)整數(shù)來(lái)說(shuō)，無(wú)符號(hào)型，其表達(dá)范疇是[0，255]，總共表達(dá)了256個(gè)數(shù)據(jù)。有符號(hào)型，其表達(dá)范疇是[-128，127]。1.4.4字符是用來(lái)組織、控制或表達(dá)數(shù)據(jù)的字母、數(shù)字以及計(jì)算機(jī)能識(shí)別的其它符號(hào)，使用最廣泛的ASCII字符碼編碼，即美國(guó)國(guó)標(biāo)信息交換碼（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）。如表1-3所示。b7b6b5b4b3b2b1000(0)001（1）010（2）011（3）100（4）101（5）110（6）111（7）0000（0）NULDLESP0@P`p0001（1）SOHDC1!1AQaq0010（2）STXDC2“2BRbr0011（3）ETXDC3#3CScs0100（4）EOTDE4$4DTdt0101（5）ENQNAK%5EUeu0110（6）ACKSYN&6FVfv0111（7）BELETB‘7GWgw1000（8）BSCAN(8HXhx1001（9）HTEM)9IYiy1010（A）LFSUB*:JZjz1011（B）VTESC+;K[k{1100（C）FFFS,<L\l|1101（D）CRGS-=M]m}1110（E）SORS.>M^n~1111（F）SIUS/?O-oDEL表1-3ASCII字符編碼ASCII碼用7位二進(jìn)制數(shù)表達(dá)一種字符，排列次序?yàn)閎7b6b5b4b3b2b1，并且規(guī)定用一種字節(jié)的低7位表達(dá)字符編碼，最高位恒為0。7位二進(jìn)制數(shù)共能夠表達(dá)128個(gè)字符，這些字符涉及26個(gè)大寫(xiě)英文字母、26個(gè)小寫(xiě)英文字母、10個(gè)十進(jìn)制數(shù)字、32個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、運(yùn)算符、專(zhuān)用字符以及34個(gè)通用控制字符。例如：“CR”符的ASCII碼的十六進(jìn)制為“0DH”，“LF”符的ASCII碼的十六進(jìn)制為“0AH”，“SP”符的ASCII碼的十六進(jìn)制為“20H”，“9”的ASCII碼的十六進(jìn)制為“39H”，“W”的ASCII碼的十六進(jìn)制為“57H”等等。1.5中文信息的解決每個(gè)國(guó)家使用計(jì)算機(jī)都要解決本國(guó)語(yǔ)言。1980年我國(guó)頒布了《信息交換用中文編碼字符集-基本集》，即國(guó)標(biāo)GB2312-80。共收集中文6763個(gè)，分為兩級(jí)。第一級(jí)3755個(gè)中文，屬慣用中文，按中文拼音字母次序排列。第二級(jí)3008個(gè)中文，屬次慣用中文，按部首排列。1995年我國(guó)又頒布了《中文編碼擴(kuò)展規(guī)范》（GBK）。GBK與GB2312-1980國(guó)標(biāo)所對(duì)應(yīng)的內(nèi)碼原則兼容，同時(shí)在字匯一級(jí)支持ISO/IEC10646-1和GB13000-1的全部中、日、韓（CJK）中文，累計(jì)20902字。1．計(jì)算機(jī)解決中文的核心1）首先將每個(gè)中文以外部碼輸入計(jì)算機(jī)。2）將外部碼轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的中文內(nèi)碼進(jìn)行存儲(chǔ)。3）將內(nèi)碼轉(zhuǎn)換成字形碼輸出。2．中文外部碼中文外部碼又稱(chēng)為中文輸入碼，是指從鍵盤(pán)上輸入中文時(shí)采用的編碼?，F(xiàn)在廣泛使用的中文輸入編碼有諸多個(gè)。1）以中文讀音為基礎(chǔ)的拼音碼，如全拼輸入法、雙拼輸入法、詞匯輸入法、智能ABC輸入法等；2）以中文字形為基礎(chǔ)的字形碼，如五筆字型輸入法；3）音形碼，綜合拼音碼和字型碼的特點(diǎn)，如自然碼等；4）數(shù)字碼，如區(qū)位碼、電報(bào)碼、內(nèi)碼等。不同的中文輸入辦法有不同的外碼，但內(nèi)碼只能有一種。好的輸入辦法應(yīng)含有規(guī)則簡(jiǎn)樸、操作方便、容易記憶、重碼率低、速度快等特點(diǎn)。3．中文國(guó)標(biāo)碼GB2312-80編碼簡(jiǎn)稱(chēng)國(guó)標(biāo)碼。由于中文數(shù)量大，無(wú)法用一種字節(jié)進(jìn)行編碼，因此使用兩個(gè)字節(jié)對(duì)中文進(jìn)行編碼。規(guī)定兩個(gè)字節(jié)的最高位用來(lái)分辨ASCII碼。這樣國(guó)標(biāo)碼用兩個(gè)字節(jié)的低7位對(duì)中文進(jìn)行編碼。一種字節(jié)只能有128-34=94種狀態(tài)用于中文編碼（34是指34種控制字符），兩個(gè)字節(jié)能夠表達(dá)94×94=8836種狀態(tài)。在基本集中中文是按規(guī)則排列成94行和94列的矩陣，形成中文編碼表，其行號(hào)稱(chēng)為區(qū)號(hào)，列號(hào)稱(chēng)為位號(hào)，第一種字節(jié)表達(dá)中文在國(guó)標(biāo)字符集中的區(qū)號(hào)，第二個(gè)字節(jié)表達(dá)中文在國(guó)標(biāo)字符集中的位號(hào)。每一種中文在94×94的矩陣中都有一種固定的區(qū)號(hào)和位號(hào)，即區(qū)位碼，這個(gè)碼是唯一的，不會(huì)有重碼字。把換算成十六進(jìn)制的區(qū)位碼加上H，就得到國(guó)標(biāo)碼。前面講過(guò)國(guó)標(biāo)碼是用兩個(gè)字節(jié)（高位為0）來(lái)表達(dá)，為便于計(jì)算機(jī)能對(duì)的分辨中文字符與英文字符，在國(guó)標(biāo)碼加上8080H（即將兩字節(jié)的最高位0都置為1，以示區(qū)別ASCII碼），就得到慣用的計(jì)算機(jī)機(jī)內(nèi)碼。國(guó)標(biāo)碼是以十六進(jìn)制數(shù)字編碼，編