計算機系統(tǒng)組成與工作原理

第二章

計算機系統(tǒng)組成與工作原理

何英華

hyh@tju.edu.cn

計算機科學與技術學院

內容

□馮?諾伊曼理論

□計算機的組成

□微型計算機系統(tǒng)

□計算機中的數據與編碼

馮?諾伊曼理論

1.計算機內部采用二進制形式表示數據和指令

2.計算機硬件由運算器、存儲器、控制器、輸入設

備、輸出設備五大部件組成

3.計算機能夠存儲程序并自動執(zhí)行

內存

存儲單元

（字節(jié)）

11001

11

FFFFH

y

1.計算機內部采用二進制形式表示數據和指令

□一條指令規(guī)定計算機執(zhí)行的一個基本操作。

□在微機的指令系統(tǒng)中，單地址指令由一個操作碼

和一個地址碼組成。

□程序是一個指令序列。一個程序規(guī)定計算機完成

的一項完整的任務。

2.計算機硬件由運算器、存儲器、控制器、輸

入設備、輸出設備五大部件組成

輸入設備

打印機

程序個A運算結果

原始數據?

--------指令數據線

CPU（由運算器和控制器組成）

———控制信號線

3計算機能夠存儲程序并自動執(zhí)行

□程序和相關數據存放在存儲器中，計算的工作就是執(zhí)行存

放在存儲器中的程序。程序的執(zhí)行又自動地控制著整個計

算機的全部操作。

執(zhí)行指令結束

內容

□馮?諾伊曼理論

□計算機的組成

□微型計算機系統(tǒng)

□計算機中的數據與編碼

計算機系統(tǒng)的組成

□一臺完整的計算機系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)

組成

計算機硬件系統(tǒng)

□硬件是指組成計算機的所有的電子的、電磁的、

機械的、光的元件利裝置及部件

主機外部設備

計算機硬件結構關系圖

計算程序

匚二^輸入設備

原始數據1--------

外運算器

部

設

備

輸出設備接

計算結果口

外存儲器控制器

=＞指令數據線-控制信號線

計算機工作過程

□計算機中有三種信息（數據信息、地址信息和控制信

息），它們分別在稱為數據總線、地址總線和控制總線的

線路上流動。

□原始數據和程序都要由輸入設備輸入到存儲器中存儲。在

運算過程中，根據存儲器中的程序，到指定地址取出所需

數據，送到運算器進行運算，運算結果由輸出設備輸出或

再存放到存儲器中。

□整個過程是在控制器的控制下完成的。

各部件主要功能

□運算器：是對數據進行算術和邏輯運算的部件

□控制器：是整個計算機硬件系統(tǒng)的指揮控制中

心，主要任務是不斷從存儲器取出指令、分析

指令并執(zhí)行指令

□運算器和控制器合稱中央處理器，簡稱CPU

各部件主要功能

□存儲器：是計算機中存放程序和數據的部件。通常分為

內存儲器（簡稱內存）和外存儲器（簡稱外存或輔存）

□內存又分為高速緩沖存儲器（Cache）、只讀存儲器

（ROM--ReadOnlyMemory）>隨機存儲器

（RAM--RandomAccessMemory）

□外存與內存儲器相比，它的特點是存儲容量大、成本低，

可以永久脫機保存信息，但存取速度慢。常用的外存儲器

有磁帶、軟磁盤、硬磁盤、光盤等等

各部件主要功能

口輸入設備：其作用是將程序和數據輸入到計算機中，并轉

換成二進制代碼，送入計算機主存（RAM）。常用的輸入

設備有：鍵盤、鼠標器、掃描儀、光筆等。

口輸出設備：其作用是將計算機的執(zhí)行結果輸出。輸出的形

式是人們容易識別的形式，可以是數字、字符、圖形、圖

像、聲音等。常用的輸出設備有：顯示器、打印機、繪圖

儀、語音輸出裝置等。

□輸入和輸出設備也統(tǒng)稱為外部設備。外部存儲器既可作為

存儲設備，又可作為輸入輸出設備使用，所以一般也將外

部存儲器劃歸為外部設備。

計算機軟件系統(tǒng)

□軟件主要指支持計算機運行的各種程序。更準確地說，軟

件由程序、數據和文檔三部分組成。

□計算機軟件系統(tǒng)可以分為系統(tǒng)軟件和應用軟件。

□系統(tǒng)軟件具有通用性和基礎性，主要作用是充分發(fā)揮硬件

的作用、簡化計算機操作、支持應用軟件運行。系統(tǒng)軟件

包括操作系統(tǒng)、語言和語言處理程序、數據庫管理系統(tǒng)及

服務程序等。

□應用軟件是為了解決某些具體問題而編制的軟件。如圖書

館資料檢索軟件。

計算機系統(tǒng)總體構成

4機「中央處理器「溫,胃

rJ控制市

L內存儲器

廠硬件系統(tǒng)「鍵盤

，輸入設備鼠標

掃描儀

外存儲器〔髓（可作輸入、

輸出設備）

:外設”顯示器

輸出設備打印機

:繪圖儀

通信設備［解調器

操作系統(tǒng)

系統(tǒng)軟件服務程序

、軟件系統(tǒng)語言處理程序

、數據庫管理系統(tǒng)

專用軟件包

L應用軟件I用戶應用程序

內容

□馮?諾伊曼理論

□計算機的組成

□微型計算機系統(tǒng)

□計算機中的數據與編碼

微型計算機系統(tǒng)

1.微型計算機的發(fā)展概況

2.微機的主要性能指標

3.微型計算機的主要部件

1微型計算機的發(fā)展概況

□微機的硬件發(fā)展與微處理器的發(fā)展密切相關。

□在Intel公司不斷推出新的微處理器推動下，微機系統(tǒng)也

在不斷快速發(fā)展，微處理器從早期的8088,歷經16位的

8086,到引入保護模式的80286,再到32位的

80386,80486,一直不斷發(fā)展，Pentium（奔騰）、

Pentiumpro（高能奔騰）發(fā)展到PentiumMMX（多能奔

騰）、PentiumII>PentiumIII、PentiumIV、支持

超線程（HT）技術的PentiumIV、酷睿雙核處理器。

微型計算機的發(fā)展概況

□隨著微機硬件的發(fā)展，微機軟件也不斷推陳出新

□微機操作系統(tǒng)從MS-DOS1.0到MS-DOS6.22十幾個版

本，其中MS-DOS5.0、MS-DOS6.20、MS-DOS

6.22應用最為廣泛。1990年以后美國微軟公司又推出了具

有圖形界面的Windows操作系統(tǒng)。它比DOS操作系統(tǒng)功能

更強，使用更方便。其版本有indows3.l、Windows95>

Windows98、WindowsME、WindowsNT、

Windows2000>WindowsXP>WindowsServer

2003及WindowsVista等。

2微機的主要性能指標

□字長：在計算機中，作為一個整體參與運算、處理和傳送

的一串二進制數，稱為一個，字”。字長越長，數據處理的

精度越高。目前微機字長一般為64位。

□內存容量：存儲容量是指存儲器所能記憶信息的總量。常

用字節(jié)(Byte)表示。計算機在工作時，必須把要運行的程

序和數據調入內存，所以內存容量越大，存取速度越快，

微機的速度也就越高。因此，內存容量的大小是計算機的

一項重要指標。目前，微機的內存容量一般在幾百兆字節(jié)

至幾千兆字節(jié)。

1KB=l,024B,1MB=1,024KB,1GB=1,024MB,

1TB=1,024GB,1PB=1,024TB

2微機的主要性能指標

□運算速度：是衡量計算機性能的一項重要指標，在CPU相

同的微機中，該項指標主要取決于CPU的時鐘頻率（主

頻），時鐘頻率越高，計算機運算速度越快。時鐘頻率的

單位是Hz,目前主流CPU主頻在1GHz以上。也有以

MIPS（百萬條指令每秒）為單位來表示運算速度。

□軟件配置：能不能充分發(fā)揮硬件的功能取決于軟件的配

置，因此，只關注硬件的類型和性能是很不全面的。通

常，應該根據用戶的需求和經濟能力具體確定系統(tǒng)軟件和

應用軟件的配置。

□外部設備的配置：也是計算機系統(tǒng)的重要組成部分。

3微型計算機的主要部件

□微機硬件系統(tǒng)的具體部件，包括總線、主板、CPU、存儲

總線

□總線由一組導線和相關的控制、驅動電路組成。在計算機

系統(tǒng)中，總線被視為一個獨立部件看待。

□在微機系統(tǒng)的復雜結構中，各部件之間需要有一個能夠有

效高速傳輸各種信息的通道，這就是總線。微機基本結構

是由總線將CPU、主存儲器和輸入輸出接口電路連接起

來，并與外界實現信息傳送。

總線的結構

□微機系統(tǒng)的總線由地址總線AB、數據總線DB及控制總線

CB組成。（地址總線是單向的）

地址總線A5

數據總線05

控制總線。5

777

CPU主存儲器接口：'〃。設備

總線的標準

□為了方便CPU與主存儲器和各種I/O接口的連接，總線設

計必須按照統(tǒng)一的標準，以便適應按照這些標準設計各類

I/O接口。

□常用的微機總線有ISA總線、EISA總線、PCI總線、AGP

總線等。

□總線不同，最大數據位數、最高時鐘頻率、最大穩(wěn)態(tài)數據

流量和最大負載能力不同。

主板

□主板是微機內最大的一塊電路板。主板連接著主機箱內的

其他硬件，是其他硬件的載體。

□主板上有CPU插槽、內存槽、高速緩沖存儲器、控制芯片

組、總線擴展（ISA、PCI、AGP）、外設接口（鍵盤接

口、鼠標接口等）、晶振、CMOS、主板BIOS、鍵盤

BIOS等部件。

□芯片組是主板的核心組成部分，按照在主板上的排列位置

的不同，通常分為北橋芯片和南橋芯片。北橋芯片提供對

CPU的類型和主頻、內存的類型和最大容量、

ISA/PCI/AGP插槽等的支持。南橋芯片則提供對鍵盤控

制器、時鐘控制器、USB和高級能源管理等的支持。

某型號的主板

外置I/O接口

網卡芯片ATX電源插座I

I?

四針專用

電源插座

PCI插槽?

AGP插槽一

北橋芯片組

CMOS電池-

聲卡芯片

BIOS芯片

南橋芯片組

軟嵬插槽IDE)1DE2

CPU

□CPU是，中央處理器，或，中央處理單元，的簡稱，對微型機

來說也稱為，微處理器”。由于它將運算器和控制器集成在

一塊芯片中，所以又稱為，運算控制器”，CPU的性能在很

大程度上決定了計算機系統(tǒng)的整體性能。

CPU的組成

□控制部件：產生一系列的控制信號以控制計算機中的所有部

件按指令操作。

□算術邏輯運算部件ALU(ArithmeticLogicalUnit)：實現

指令所指定的各種算術和邏輯運算操作。

□各種寄存器：用于存放指令、指令地址、操作數及運算結果

等。

□CPU內部數據通路：用以連接CPU內部各部件，為信息傳送

提供通路。

□其中，ALU和通用寄存器組成了運算器，控制部件和專用寄

存器組成了控制器。

CPU的性能指標

□CPU字長指CPU能一次同時處理的二進制數的位數。能處

理字長為8位數據的CPU通常就稱8位CPU。同樣32位的

CPU指能一次同時處理32位的二進制數據。目前使用的

主流CPU是64位的。

□CPU外頻指CPU總線頻率，是由主板為CPU提供的基準時

鐘頻率，是CPU與其他部件之間的工作頻率。

□CPU主頻指CPU的工作頻率，是CPU內部電路的實際運行

頻率，是分辨CPU快慢的最主要的性能指標。目前使用的

微處理器，其主頻都在1GHz以上。

存儲器

□存儲器主要用于存放計算機的程序和數據，對存儲器的基

本要求是容量大、速度高、價格低。

□單一的存儲器硬件（主存儲器）難以滿足要求。所以就提

出了多層次的存儲體系結構：Cache一主存一外存（軟

盤、硬盤、光盤、移動存儲）。

內存

□內存儲器包括ROM（只讀存儲器）、RAM（隨機存儲器），但

人們通常所說的內存主要指主內存（主存）RAM

(

二

三

一

三

工

三

三

二

二*￥

二IllIIIIHUP/N:71.73350.034

二

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二

2一128MBPC133A

二

二

0三WARRANTYVOIDIFLABELRCMOVEODarp=r’

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三

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三

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_.n

□RAM指標：

■容量：容量一般以Byte（字節(jié)）為單位，目前微機中RAM的容量有

128MB、256MB、512MB、1GB等。

■速度：速度又稱存取時間或讀寫時間、讀寫周期，一般以ns（納秒）

為單位，它表示存儲芯片的最長讀寫時間。

□RAM可分為SRAM（StaticRAW-靜態(tài)隨機存儲器）和

DRAM（DynamicRA%-動態(tài)隨機存儲器），二者的最大

區(qū)別是，DRAM必須定時刷新，否則數據將丟失。

Cache

□由于內存的處理速度遠遠低于CPU,CPU在處理指令時往

往花費很多時間在等待內存。為了解決這個問題，人們使

用了比內存快許多的Cache,也稱高速緩存。

□但Cache的價格貴，為了解決存取速度、存儲容量和存儲

器件價格這三方面的矛盾，人們使用了容量較小的Cache,

并使Cache處于CPU與存儲器之間。當存儲器接收到讀命

令后，先在Cache中查找此信息，若存在，貝從Cache中

取出，不存在才從主存中取出。

□Cache被分級管理，速度最高的為一級高速緩存，速度差

一點的為二級高速緩存，依此類推等等。

CPU__＞一級Cache?二級Cachek主存儲器

軟盤存儲器

軟盤存儲器由軟盤片和軟盤驅動器組成。容量可按以下公式計

算：軟盤容量=盤面數X每面磁道數X扇區(qū)數X每扇段字節(jié)數

目前常用的是雙面高密度3.5英寸軟盤，盤上每面有80個磁道，分

為18個扇區(qū)，每個扇區(qū)的容量為512B。盤的容量為：

3.5英寸軟盤容量=2X80X18X512=1,474,560bit（即1.44MB）

硬盤

硬盤片

電磁線?電機磁頭飄動小

博

就

頭

速算破頭

依置控制電路

硬盤將磁頭、盤片和驅動電機等裝配在一個封閉體內，米用浮動磁頭技術讀寫

（讀寫時磁頭與盤片不接觸）。硬盤的讀寫速度比軟盤快得多，存儲容量也大。

硬盤容量=磁頭數X柱面數X每磁道扇區(qū)數X每扇區(qū)字節(jié)數

硬盤的初始化工作包括：低級格式化、分區(qū)和高級格式化三個步驟。目前微機

常用硬盤容量在幾十GB甚至幾百GB,普通硬盤轉速5400轉/min或7200轉

/min,甚至10,000轉/min。

光盤存儲器

□光盤存儲器是利用光學原理讀寫信息的存儲器。光盤存儲器

包括：光盤盤片和光盤驅動器。

□光盤包括CD和DVD兩大類。

CD驅動器與CD光盤

□CD-ROM光盤具有容量大（一般為640MB/張）、成本低、可靠性高、

易于長期保存等優(yōu)點。讀取CD-ROM光盤必須要有專用設備，這個專用

設備就叫CD-ROM驅動器，簡稱光驅。

□倍速與數據傳輸率：倍速是指光驅讀盤的最大速度，用多少

倍的方式來標稱。CD-ROM光驅倍速從早期的單倍速發(fā)展

到了今天的48倍速、52倍速（通常記作48X、52X）。光

驅倍速衡量的是光驅在1秒鐘時間內所能讀取的最大數據

量，以150K字節(jié)為單位。

□CD-ROM是只讀光盤驅動器。CD?R光盤刻錄機是一種可單

次寫入，多次讀取的驅動器。CD-RW刻錄機能夠反復地對CD-

RW光盤進行刻寫，可以把上面的信息抹掉后再次地寫入新信

DVD驅動器和DVD光盤

□一張DVD光盤的容量可達4.7GB甚至更高，DVD向下兼

容CD、VCD和CD-ROM等格式的光盤。

口DVD驅動器的速度:是指DVD驅動器的倍速，采取與CD?

ROM驅動器倍速一樣的標注方式，以多少倍來表示。

DVD-ROM驅動器的1倍速約等于CD-ROM驅動器的9倍

速。DVD光盤驅動器數據的傳輸速率單倍速時為

1.385MB/So目前普遍使用的DVD光盤驅動器的傳輸速

率8倍速或16倍速。

□DVD驅動器和DVD光盤也分成DVD±R和DVD±RW,其

中土是因廠商不同，Dell、HP生產DVD+RW,先鋒和

夏普公司生產DVD-RW

移動存儲

□移動存儲目前常用的有U盤和移動硬盤

U盤

□u盤也稱優(yōu)盤、閃存盤。它是一種可移動的外存儲設備，

采用USB接口，不需要物理驅動器，只要將之插入電腦上

的USB接口就可以獨立地存儲讀寫數據了。容量從幾百

MB到幾GB等。

□優(yōu)盤的核心部分是控制芯片和Flash芯片，是微型的大容

量移動存儲設備。優(yōu)盤不需要外接電源。目前微機多使用

USB2.0接口，其傳輸率可480Mbps。

□注意：使用優(yōu)盤后要想拔除優(yōu)盤，應先卸載然后拔除，否

則可能導致數據的破壞或損傷優(yōu)盤。

移動硬盤

?移動硬盤也稱外置硬盤、活動硬盤。它是以硬盤為存儲介

質，強調便攜性的外存儲設備。移動硬盤在早期多以標準

硬盤為基礎，現在大多數采用2.5英寸超薄筆記本硬盤，

也有部分產品使用的是1.8英寸的微型硬盤。

顯示系統(tǒng)

□顯示系統(tǒng)主要是由顯示器、顯示適配器組成。

□顯示適配器：俗稱顯示卡，是主機與顯示器間的連接部件，

通常插在主板的I/O擴展槽上。目前顯示卡按與主板連接時所

采用的接口方式主要分為：PCI顯示卡和AGP顯示卡。

顯

示

器

AGP插槽

顯示卡

□顯示卡的主要性能指標包括：顯示內存的大小、支持分辨

率、產生色彩多少、刷新速率及圖形加速性能等。

□顯示卡支持分辨率要和相應的顯示器配套，該指標也稱顯

示卡的類型，主要有VGA（視頻圖形陣列顯可卡），標準

VGA支持640X480,16種顏色?，F在流行增強VGA,

如SVGA和TVGA等,它們支持分辨率可達1024X768,

甚至高達1280X1024、1600X1200等。

顯示器

顯示器也稱監(jiān)視器，通常微機上的顯示器為陰極射線管顯示器(CRT)和液晶顯示器

(LCD)等，它能以字符、數字、圖形和圖像方式顯示各種信息。目前液晶顯示器

(LCD)是微機的主流產品，特點是輻射小、體積小、重量輕、耗電少。

顯示器的技術參數主要有：屏幕尺寸、可視尺寸、橫縱比、點距、像素數、顯示分

辨率和刷新頻率等。點距越少，像素間隔越緊，圖像顯示的越細膩。顯示分辨率指

屏幕的水平點數X垂直點數，例如，640X480,800X600,1024X768等，它

與顯卡的類型有關。屏幕的像素經過一遍掃描(行掃描和場掃描)得到一幀畫面，

每秒屏幕畫面更新的次數，稱為刷新頻率，刷新頻率越高，畫面閃爍越小，刷新頻

率一般為60Hz到70HZ。

m液

4晶

顯

顯

示^

示

器

器

鍵盤

□常見的微機鍵盤104鍵盤。鍵盤通過連線一般接至計算機

的PS/2接口或USB接口。

功

能

鍵

區(qū)

Windows^控制鍵區(qū)

□鼠標分機械式和光電式兩種，目前較為流行的是光電鼠標。

機械鼠標注意防塵，并需要定期清潔內部。光電鼠標不要在

太光滑的桌面或玻璃板上使用，這樣會影響漫反射效果，使

光電鼠標工作失靈。

□按鼠標與計算機的連接形式，可分為有線鼠標和無線鼠標。

在有線鼠標中，按鼠標與計算機連接的端口又可把鼠標分為

三種類型：串行鼠標，PS/2鼠標，USB接口鼠標。

接口

□接口指連接總線與外設的適配電路。

口接口電路有板卡形式，直接插在主板的擴展槽上，如顯示

卡、聲卡、網卡等。

□微機同時提供了一些標準接口電路，主要有并行接口電路和

串行接口電路，以及硬盤接口電路、軟驅接口電路等。這些

標準接口電路用于與標準設備的連接，如與打印機、鼠標、

MODEM、硬盤、軟驅等的連接。

外部

設備

標準接口

微機主板常提供的接口：

打印機

□按工作方式分為：擊打式和非擊打式

□按打印顏色可分為:單色和彩色

□打印機技術指標：

＞分辨率，DPI（每英寸點數）

＞打印速度

＞能否連續(xù)色調打印

□目前打印機支持的接口主要是：LPT和

USBo

一二接打印機

接PC機LPTI支『I置

常用的打印機類型

針式打印機

針式打印機是通過打印針擊打色帶進行工作。優(yōu)點是結構簡單，耗材

省，維護費用低，可打印多層介質；缺點是噪聲大，分辨率低，體積

較大，打印速度慢。

現代針打越來越趨向于被設計成各種各樣的專業(yè)類型，用以打印各類

專業(yè)性較強的小票、報表、存折、發(fā)票、車票、卡片等。

噴墨打印機

噴墨打印機的基本原理是利用電阻加熱噴墨（打印機的噴頭也稱墨

頭），使其中的墨水汽化而產生氣泡，氣泡膨脹后將墨水噴出噴嘴并

印在紙上。

目前噴墨打印機主要用于家庭和打印較少的辦公場合。

激光打印機

激光打印機是利用類似復印機的電子轉印成像技術進行打印的。

目前激光打印機主要用于辦公場合。

基本輸入輸出程序

□BIOS（BasicInput/OutputSystem,基本輸入輸出系統(tǒng)）是一組

被固化到電腦中，為電腦提供最低級最直接的硬件控制的程序。

□BIOS中主要功能：

■CMOS設置程序，完成引導過程，定義特殊熱鍵，對CMOSRAM

的讀寫；

■自診斷程序，通過讀取CMOSRAM中的內容識別硬件配置，并對

其進行自檢和初始化；

■系統(tǒng)自舉裝載程序，在自檢成功后將磁盤相對0道0扇區(qū)上的引導

程序裝入內存，讓其運行以裝入操作系統(tǒng)；

■主要I/O設備的驅動程序和中斷服務。

□由于CMOS與BIOS都跟電腦系統(tǒng)設置密切相關，所以才有CMOS設

置和BIOS設置的說法。也正因此，初學者常將二者混淆。CMOS

RAM是系統(tǒng)參數存放的地方，而BIOS中系統(tǒng)設置程序是完成參數設

置的手段。因此，準確的說法應是通過BIOS設置程序對CMOS參數

進行設置。

內容

□馮?諾伊曼理論

□計算機的組成

□微型計算機系統(tǒng)

□計算機中的數據與編碼

計算機中的數據與編碼

在現代計算機系統(tǒng)中，任何信息都是以二進制來

表示的，無論其外在形式是文字、數值、圖形圖

像、聲音，還是其他形式，在計算機內部都是以

0、1代碼的形式處理的。

1數制與數制轉換

2字符編碼

3數的表示

1數制與數制轉換

□數制

□數值轉換

□二進制數的運算

數制

□數制：稱為進位計數制，簡稱“進制”.

□計算機中幾種常用的進制；

＞十進制：“逢十進一”

＞二進制.,有兩個不同的數碼符號0和1,按“逢二進一”

＞八進制:有八個不同的數碼符號0?7,按“逢八進一”

＞十六進制：有16個不同的數碼符號0?9和A、B、C、D、

E、F,按“逢十六進一”

數值轉換

□任意進制數N可以表示為：

n1H12

N=an_1k-+an.2k-2+...+ajk+0++a_2k'+...

其中為表示各數位上的數碼，取值范圍為0?L1

r稱為基數，

K，稱為權。

□對各種非十進制數，可利用此式轉換為十進制

數。

非十進制數轉換為十進制數

【例】

(1101.11)2

=1X23+1X22+0X21+1X2°+1X2-1+1X2-2

=8+4+0+1+0.5+0.25

(13.75)10

非十進制數轉換為十進制數

【例】

(456.124)8

=4X82+5X81+6X8°+1X8-1+2X8-2+4\8-3

=256+40+6+0.125+0.03125+0.0078125

=(302.1640625)10

非十進制數轉換為十進制數

【例】

(2A4E)16

=2X163+AX162+4XX61+EX16°

=8192+2560+64+14

=(10830)io

十進制數轉換成r進制數

□十進制數轉換成r進制數：（r可以是任意進制）

十進制數轉換成r進制數，要對整數和小數部

分分別轉換，最后再將兩部分合成一個數。

□方法：

?整數部分的轉換用除以r取余數的方法，直至商為

0,余數依從右到左排列即為所求；

?:?小數部分的轉換用乘以r取整數，直至取走整數后

余下的數為。止（如若干次后，取走整數部分后余

下的數仍不為0,滿足精度要求停止計算），所取

整數從左至右排列即為所求。

【例】將(237.625)I。轉換為二進制

除2取余余明整數乘2取整

k

2123710.625

211180取X2

2I59111.250

2I291值0.25

2I140X2

2I71方00.50

2l_J_1X2

2l_J_1向11.0

0

轉換結果為：(237,625)10=(11101101.101)2

十進制轉換成八進制

【例】將（237.625萬。轉換成八進制：

除8取余余數整數乘8取整

812375八取0.625

81295值X8

8[3_3方55.000

向'

0

轉換結果:(237.625)1。=(355.5)8

十進制轉換成十六進制

【例】將（237.625｝。轉換成十六進制;

整

數

除16取余余數乘16取整

取

161237D(13)0.625

值

16II4E(14)X16

方A

▼

0向10.000

轉換結果:(237.625)io=(ED.A)I6

將八進制數轉換成二進制數

方法：以小數點為界，向左和向右的每一位八進制數用三位二

進制數取代，不足三位補零。

【例】

(714.431)8=(111001100.100011001)2

714.431

111001100.100011001

將二進制數轉換成八進制數

方法：以小數點為界，向左和向右的每三位二進制數劃

分，再用相應的一位八進制數表示出來。

【例】將(11101110.0010。11)2轉換成八進制數：

011101110.001010110

356.126

轉換結果:(11101110.00101011)2=(356.126)8

十六進制與二進制數的相互轉換

十六進制轉換成二進制數方法：

以小數點為界，向左和向右的每一位十六進制數

用相應的四位二進制數取代，不足四位補零；

二進制轉換成十六進制數方法：

以小數點為界，向左和向右的每四位二進制數用

相應的一位十六進制數取代。

十六進制轉換成二進制數

【例】將(74C0.60%轉換成二進制數：

1AC0.6D

V+***-

0001101011000000.01101101

轉換結果：

(1AC0.6D)16=(1101011000000.01101101)2

將二進制轉換為十六進制數

【例】將C10111100101.00011001101)2

轉換為十六進制數

010111100101.000110011010

5E5.19A

轉換結果：

C10111100101.00011001101)2=(5E5.19A)16

二進制數的運算

Q）二進制數的算術運算

①二進制數加法的運算規(guī)則為：

0+0=00+1=11+0=11+1=10

二進制數的加法與【例】1001+101=1110

十進制加法一樣，1001

可用豎式演算。+101

1110

二進制減法運算

②二進制減法運算運算規(guī)則：

0-0=01-0=11->010->1

【例】1011-111=0100

1011

-111

0100

二進制數乘法

③二進制數乘法的運算規(guī)則：

0x0=00x1=01x0=01

【例】計算1101X101=1000001

1101

X101

1101

0000

+1101

1000001

二進制數除法

④二進制數除法的運算規(guī)則：

0+1=01+1=1

【例】計算nooio+ioi=1010

1010

101K^110010在計算機中，減法采用

,101補碼運算，這樣便使減

10?法由加法和移位實現；

乘法也是由加法和移位

101

0來實現，而除法則由減

法和移位實現。

二進制數的邏輯運算

①邏輯“與”運算(AND)運算符用“.”或"A表示,

運算規(guī)則為：

0-0=00-1=01-0=01-1=1

【例】計算nonooi.nnoooo=noioooo

11011001

.11110000

11010000

二進制數的邏輯運算

②邏輯“或”運算（OR）的運算符用“+”或者“V”表示

運算規(guī)則為：

0+0=00+1=11+0=11+1=1

【例】計算iionooi+ooooini=nonin

11011001

+00001111

11011111

邏輯“非”運算

③邏輯“非”運算(NOT)(單目運算，常用運算符~或“一”表

示)

運算規(guī)則為：__

-0=1~1=0或寫成0=11=0

【例】計算~(1011)=0100

1011=0100

“異或”運算

④“異或”運算(XOR)的運算符用“十”表示，

運算規(guī)則為：

0十0=00十1=1—0=11十1=0

(即相同為0,不同為1)

【例】計算11011000十10001000=01010000

11011000

十10001000

01010000

2字符編碼

□為了對計算機中非數值的文字和符號進行處理，

需用二進制數表示這些文字和符號。字符編碼就

是規(guī)定用怎樣的二進制數編碼來表示文字和符

號。

口王要包括：

BCD碼

ASC〃碼

漢字編碼

BCD碼

BCD碼又稱二一十進制編碼(BinaryCoded

Decimal)

這種編碼是把十進制數的每一位分別表示成四位

二進制數形式的編碼。

【例】

十進制數12的BCD碼為：00010010

十進缶I數825的BCD碼為：100000100101

在計算機中，用BCD碼，可以進行十進制運算。

ASCII碼

□文本字符普遍采用ASCII碼(AmericanStandardCode

forInformationInterchange)即美國信息交換用標準

代碼。

>ASCII碼有7位版本和8位版本,國際上通用的是8位版

本。(教材第33頁)

>7位版本的ASCII碼有128個元素，每個元素用7個二進制

位。27=128。其中通用控制字符33個，阿拉伯數字10

個，大小寫英文字母52個，標點符號和運算符號33個

8位版本的ASCII碼

□每個字符使用8位二進制數進行編碼；

□當最高位為0時，稱為基本ASCII碼（編碼與7位

ASCII碼相同）；

□當最高位為1時，形成擴充ASCII碼，表示數的范圍

為128~255,也可表示128種字符。通常各個國家

都把擴充的ASCH碼作為自己國家語言文字的代碼。

漢字編碼

□解決漢字的輸入、輸出、存儲以及漢字處理等所使用的編

碼。

□漢字編碼包括：

漢字輸入碼

漢字內部碼

漢