計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)

內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書(shū)理論部分共分8章，包括計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、操作系統(tǒng)與Windows10、Word2016文字

處理、Excel2016電子表格處理、PowerPoint2016演示文稿制作、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、云計(jì)算與

大數(shù)據(jù)概論、物聯(lián)網(wǎng)概述；習(xí)題部分共15套自測(cè)習(xí)題，供學(xué)生練習(xí)以加強(qiáng)對(duì)教材知識(shí)的理解、

掌握和運(yùn)用，同時(shí)幫助學(xué)生更好地適應(yīng)非計(jì)算機(jī)專業(yè)的各類水平和等級(jí)考試。

本書(shū)對(duì)于豐富學(xué)校課程教材體系建設(shè)，落實(shí)素質(zhì)教育工作要求，提升學(xué)生應(yīng)用信息技術(shù)解

決問(wèn)題的綜合能力等方面能起到積極的推進(jìn)作用。

本書(shū)實(shí)例豐富，講解通俗，適合作為高等院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教材，也可作為高新技術(shù)

考試的應(yīng)試參考書(shū)。

圖書(shū)在版編目（CIP）數(shù)據(jù)

計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)/魏赟主編.—北京：中國(guó)鐵道出版社

有限公司,2022.9

普通高等院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育“十四五”系列教材

ISBN978-7-113-29592-9

Ⅰ.①計(jì)…Ⅱ.①魏…Ⅲ.①電子計(jì)算機(jī)-高等學(xué)校-

教材Ⅳ.①TP3

中國(guó)版本圖書(shū)館CIP數(shù)據(jù)核字(2022)第156074號(hào)

書(shū)名：計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)

作者：魏赟

策劃：汪敏潘晨曦編輯部電話：（010）51873628

責(zé)任編輯：汪敏特邀編輯：

封面設(shè)計(jì)：一克米工作室

封面制作：劉穎

責(zé)任校對(duì)：孫玫

責(zé)任印制：樊啟鵬

出版發(fā)行：中國(guó)鐵道出版社有限公司（100054，北京市西城區(qū)右安門西街8號(hào)）

網(wǎng)址：/51eds/

印刷：三河市宏盛印務(wù)有限公司

版次：2022年9月第1版2022年9月第1次印刷

開(kāi)本：787mm×1092mm1/16印張：15.25字?jǐn)?shù)：389千

書(shū)號(hào)：ISBN978-7-113-29592-9

定價(jià)：42.00元

版權(quán)所有侵權(quán)必究

凡購(gòu)買鐵道版圖書(shū)，如有印制質(zhì)量問(wèn)題，請(qǐng)與本社教材圖書(shū)營(yíng)銷部聯(lián)系調(diào)換。電話：（010）63550836

打擊盜版舉報(bào)電話：（010）63549461

前言

計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，將人類生產(chǎn)力水平推進(jìn)到一個(gè)持續(xù)躍升的新高度。計(jì)算機(jī)自誕生

之日起，不斷改變著我們的生產(chǎn)和生活方式，作為信息處理的工具，已經(jīng)滲透到社會(huì)生活的各

個(gè)領(lǐng)域。掌握計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)和操作技能，使用計(jì)算機(jī)來(lái)獲取和處理信息，是每一個(gè)現(xiàn)代

人所必須具備的基本素質(zhì)。計(jì)算機(jī)教育應(yīng)面向社會(huì)、適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求，與時(shí)代同行。

“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程是非計(jì)算機(jī)專業(yè)的公共基礎(chǔ)課程。本書(shū)的出版，對(duì)于豐富學(xué)校課程

教材體系建設(shè)，落實(shí)素質(zhì)教育工作要求，提升學(xué)生應(yīng)用信息技術(shù)解決問(wèn)題的綜合能力等方面能

起到積極的推進(jìn)作用。

本書(shū)由魏赟主編。第1章由任利寧編寫(xiě)，第2章由柴虹編寫(xiě)，第5章由劉鋒編寫(xiě)，其余章

節(jié)及習(xí)題集由魏赟編寫(xiě)。全書(shū)由魏赟負(fù)責(zé)統(tǒng)稿。

本書(shū)理論教學(xué)共分8章：第1章是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)；第2章是操作系統(tǒng)與Windows10；第

3章是Word2016文字處理；第4章是Excel2016電子表格處理；第5章是PowerPoint2016演

示文稿制作；第6章是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)；第7章是云計(jì)算與大數(shù)據(jù)概論；第8章是物聯(lián)網(wǎng)概述。

最后，結(jié)合教材理論部分編寫(xiě)了15套自測(cè)習(xí)題，供學(xué)生練習(xí)，以加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解、掌握和

靈活運(yùn)用，同時(shí)幫助學(xué)生更好地適應(yīng)非計(jì)算機(jī)專業(yè)的各類水平和等級(jí)考試。

本書(shū)的編寫(xiě)得到蘭州交通大學(xué)鐵道技術(shù)學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)及同事們的支持與幫助。本書(shū)出版得到甘

肅省自然科學(xué)基金（項(xiàng)目編號(hào)20JR5RA408）和蘭州交通大學(xué)鐵道技術(shù)學(xué)院2021年教科研項(xiàng)目

的資助，在此深表感謝。

由于編者水平有限，書(shū)中難免有疏漏和不妥之處，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

編者

2022年6月

目錄

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)12.3.6Windows10系統(tǒng)中使用庫(kù)42

系統(tǒng)賬戶的創(chuàng)建

1.1計(jì)算機(jī)概述12.3.7Windows10

1.1.1計(jì)算機(jī)的概念1和使用44

1.1.2計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段12.3.8Windows10系統(tǒng)計(jì)算機(jī)維護(hù)...45

系統(tǒng)特色

1.1.3計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)52.3.9Windows1046

1.1.4計(jì)算機(jī)的分類5本章小結(jié)47

1.1.5計(jì)算機(jī)的應(yīng)用6隨堂練習(xí)題47

1.2計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)與編碼8第3章Word2016文字處理48

1.2.1什么是數(shù)據(jù)83.1Office簡(jiǎn)介48

1.2.2進(jìn)位計(jì)數(shù)制83.1.1Office的安裝與修復(fù)48

1.2.3數(shù)據(jù)的單位93.1.2Word2016的啟動(dòng)與退出48

1.2.4字符編碼113.1.3設(shè)置工作環(huán)境49

1.3微型計(jì)算機(jī)的指令133.2Word2016基本操作51

1.3.1指令的格式133.2.1文檔的基本操作51

1.3.2指令的分類143.2.2輸入文檔內(nèi)容52

1.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成與應(yīng)用153.2.3編輯文檔內(nèi)容54

1.4.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成153.2.4查找與替換文本55

1.4.2微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)153.2.5設(shè)置文檔格式56

1.4.3微型計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)213.2.6編輯圖形與藝術(shù)字58

1.4.4微型計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)...233.2.7編輯表格59

1.5多媒體技術(shù)243.2.8常用設(shè)置61

1.5.1多媒體計(jì)算機(jī)的概念243.3應(yīng)用案例65

1.5.2多媒體的技術(shù)特征25本章小結(jié)71

1.5.3多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成26隨堂練習(xí)題71

1.5.4多媒體技術(shù)的應(yīng)用26第4章Excel2016電子表格處理...74

本章小結(jié)27

4.1Excel基礎(chǔ)知識(shí)74

隨堂練習(xí)題27

4.2Excel2016工作表的基本操作75

第章操作系統(tǒng)與

2Windows10284.2.1切換和選擇工作表75

2.1操作系統(tǒng)的基本概念284.2.2移動(dòng)與復(fù)制工作表76

2.2典型操作系統(tǒng)的介紹304.2.3隱藏或顯示工作表77

2.3Windows10的基本操作314.3數(shù)據(jù)的輸入與編輯79

2.3.1Windows10的啟動(dòng)與退出324.3.1輸入數(shù)據(jù)79

2.3.2Windows10桌面324.3.2設(shè)置單元格81

2.3.3Windows10的個(gè)性化設(shè)置344.3.3使用條件格式83

2.3.4Windows10窗口的基本操作...374.3.4使用公式計(jì)算數(shù)據(jù)84

2.3.5Windows10的文件和文件夾...384.3.5公式中的單元格引用85

計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)

4.3.6函數(shù)、圖表概念866.6.2管理日常事務(wù)134

4.3.7數(shù)據(jù)透視表87本章小結(jié)135

4.3.8排序89隨堂練習(xí)題135

4.3.9篩選90第7章云計(jì)算與大數(shù)據(jù)概論136

4.3.10分類匯總94

7.1云計(jì)算136

4.4應(yīng)用案例96

7.2大數(shù)據(jù)138

本章小結(jié)104

7.3云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的發(fā)展143

隨堂練習(xí)題4104

7.4云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的相關(guān)技術(shù)145

第章演示文稿

5PowerPoint20167.5云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)

制作106發(fā)展的助推器146

5.1演示文稿制作基礎(chǔ)106本章小結(jié)148

5.2美化幻燈片109隨堂練習(xí)題148

5.3放映演示文稿111第8章物聯(lián)網(wǎng)概述149

5.4應(yīng)用案例113

8.1物聯(lián)網(wǎng)的背景149

2本章小結(jié)118

8.1.1物聯(lián)網(wǎng)的概念149

隨堂練習(xí)題118

8.1.2物聯(lián)網(wǎng)的定義150

第6章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1208.1.3物聯(lián)網(wǎng)的主要特點(diǎn)150

6.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述1208.1.4物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)151

6.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義1208.1.5物聯(lián)網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)152

6.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1208.2物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)153

6.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類1228.3物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化155

6.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展1248.3.1物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化體系155

6.3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、通信標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議...1258.3.2物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定156

6.3.1標(biāo)準(zhǔn)化組織1258.4物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展158

6.3.2開(kāi)放系統(tǒng)和開(kāi)放系統(tǒng)互連8.4.1物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程158

模型1268.4.2我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)159

6.4TCP/IP1298.5物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用159

6.5局域網(wǎng)132本章小結(jié)161

6.5.1局域網(wǎng)的定義132隨堂練習(xí)題161

6.5.2以太網(wǎng)132習(xí)題集162

6.6電子郵件133

參考文獻(xiàn)238

6.6.1Outlook2010的使用133

第1章

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)

1.1計(jì)算機(jī)概述

1.1.1計(jì)算機(jī)的概念

計(jì)算機(jī)是一種能高效、自動(dòng)完成信息處理的電子設(shè)備，它能按照一定的程序?qū)π畔⑦M(jìn)行

加工、處理、存儲(chǔ)，是一種按照程序控制自動(dòng)進(jìn)行信息加工處理的通用工具。計(jì)算機(jī)自動(dòng)工

作的基礎(chǔ)在于存儲(chǔ)程序方式，其通用性的基礎(chǔ)在于利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理的共性方法。計(jì)

算機(jī)的處理對(duì)象和結(jié)果都是信息，單從這點(diǎn)來(lái)看，計(jì)算機(jī)與人的大腦有某些相似之處，因?yàn)?/p>

人的大腦和五官也是信息采集、識(shí)別、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、處理的器官，所以人們也常把計(jì)算機(jī)稱

為電腦。

隨著信息時(shí)代的到來(lái)，信息高速公路的興起，全球信息化進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)期。

人們?cè)絹?lái)越深刻地認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的信息處理功能，從而使之成為信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和支柱。

人們?cè)谖镔|(zhì)需求不斷得到滿足的同時(shí)，對(duì)各種信息的需求也日益增強(qiáng)，獲取信息、利用信息

已變成人們生活中不可或缺的組成部分，因此計(jì)算機(jī)成為人們生活中必不可少的工具。

1.1.2計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段

1．計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展

（1）計(jì)算機(jī)的誕生

20世紀(jì)40年代中期，第二次世界大戰(zhàn)進(jìn)入激烈的決戰(zhàn)時(shí)期，在新式武器的研究中日益

復(fù)雜的數(shù)字運(yùn)算問(wèn)題需要迅速、準(zhǔn)確地解決。由于手搖或電動(dòng)式機(jī)械計(jì)算機(jī)、微分分析儀等

計(jì)算工具已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求，所以迫切需要一種能夠把人們從繁雜的計(jì)算中解脫出來(lái)的計(jì)

算工具，從而，世界上第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC（埃尼阿克——電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)）

應(yīng)運(yùn)而生。這臺(tái)計(jì)算機(jī)誕生于1946年，是美國(guó)的賓夕法尼亞大學(xué)設(shè)計(jì)研制的。ENIAC由1.8

萬(wàn)只電子管組成，占地180m2，重達(dá)30t，運(yùn)算速度為5000次/s。人類第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)由

于采用了電子管和電子線路，大大提高了運(yùn)算速度，但它的主要缺陷是不能存儲(chǔ)程序。

（2）計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段

從人類第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生到現(xiàn)在已有半個(gè)多世紀(jì)，但它的發(fā)展之快、種類之多、用

途之廣、受益之大，是人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展史中任何一門學(xué)科或任何一種發(fā)明所無(wú)法比擬的。

計(jì)算機(jī)發(fā)展年代依照計(jì)算機(jī)所采用的電子器件的不同劃分為四個(gè)階段，即電子管、晶體

管、集成電路、超大規(guī)模集成電路等四個(gè)階段，如表1.1所示。

計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)

表1.1計(jì)算機(jī)發(fā)展階段

階段起止年份主要電子元件應(yīng)用范圍

第一代1946—1957年電子管科學(xué)計(jì)算

第二代1958—1964年晶體管科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、事務(wù)管理

第三代1965—1970年中小規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域

微型機(jī)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，更加普及深入到社會(huì)生活

第四代1970年以后大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路

各方面

第一代計(jì)算機(jī)（1946—1957年），通常稱為電子管計(jì)算機(jī)時(shí)代。其主要特點(diǎn)是：

①采用電子管作為邏輯開(kāi)關(guān)元件。

②存儲(chǔ)器使用水銀延遲線、靜電存儲(chǔ)管、磁鼓等。

③外圍設(shè)備采用紙帶、卡片、磁帶等。

④使用機(jī)器語(yǔ)言，20世紀(jì)50年代中期開(kāi)始使用匯編語(yǔ)言，但這時(shí)還沒(méi)有操作系統(tǒng)。

第二代計(jì)算機(jī)（1958—1964年），通常稱為晶體管計(jì)算機(jī)時(shí)代。其主要特點(diǎn)是：

2

①使用半導(dǎo)體晶體管作為邏輯開(kāi)關(guān)元件。

②使用磁芯作為主存儲(chǔ)器，輔助存儲(chǔ)器采用磁盤和磁帶。

③輸入/輸出方式有了很大改進(jìn)。

④開(kāi)始使用操作系統(tǒng)，有了各種計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言。

第三代計(jì)算機(jī)（1965—1970年），通常稱為集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代。其主要特點(diǎn)是：

①使用中、小規(guī)模集成電路作為邏輯開(kāi)關(guān)元件。

②開(kāi)始使用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，輔助存儲(chǔ)器仍以磁盤、磁帶為主。

③外圍設(shè)備種類增加。

④開(kāi)始走向系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化。

⑤操作系統(tǒng)進(jìn)一步完善，高級(jí)語(yǔ)言數(shù)量增多。

第四代計(jì)算機(jī)（1971年至今），通常稱為大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代。其主

要特點(diǎn)是：

①使用大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路作為邏輯開(kāi)關(guān)元件。

②主存儲(chǔ)器采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，輔助存儲(chǔ)器采用大容量的軟、硬磁盤，并開(kāi)始引入和使

用光盤。

③外圍設(shè)備有了很大發(fā)展，采用光字符閱讀器（OCR）、掃描儀、激光打印機(jī)和繪圖儀。

④操作系統(tǒng)不斷發(fā)展和完善，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)有了更新的發(fā)展，軟件行業(yè)已發(fā)展成為現(xiàn)

代新型的工業(yè)產(chǎn)業(yè)。

從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，日本、美國(guó)以及歐洲共同體都相繼開(kāi)展了新一代計(jì)算機(jī)（FGCS）

的研究，80年代末出現(xiàn)多媒體計(jì)算機(jī)。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，

新一代計(jì)算機(jī)是把信息采集、存儲(chǔ)、處理、通信和人工智能結(jié)合在一起的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它不

僅能進(jìn)行一般信息處理，而且能面向知識(shí)處理，具有形式推理、聯(lián)想、學(xué)習(xí)和解釋能力，能

幫助人類開(kāi)拓未知的領(lǐng)域和獲取新的知識(shí)。未來(lái)量子計(jì)算機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)、

光計(jì)算機(jī)將是新一代計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。

（3）計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)分為硬件發(fā)展趨勢(shì)和軟件發(fā)展趨勢(shì)。

①硬件發(fā)展趨勢(shì)：體積顯著減小，質(zhì)量和功率消耗明顯降低；運(yùn)算速度顯著提高，存儲(chǔ)

容量和功能大大增強(qiáng)。

微型化：計(jì)算機(jī)體積更小、質(zhì)量更輕、價(jià)格更低、更便于應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域及各種場(chǎng)合。

目前市場(chǎng)上已出現(xiàn)的各種筆記本計(jì)算機(jī)、膝上型和掌上型計(jì)算機(jī)都是朝這一方向發(fā)展

的產(chǎn)品。

巨型化：由于科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，許多部門要求計(jì)算機(jī)具有更高的速度和更大的存

儲(chǔ)容量，從而使計(jì)算機(jī)向巨型化發(fā)展。

②軟件發(fā)展趨勢(shì)：操作和使用電子計(jì)算機(jī)愈來(lái)愈方便。如操作系統(tǒng)的使用、聲控軟件的

使用等。

網(wǎng)絡(luò)化：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)互相滲透、不斷發(fā)展的產(chǎn)物。計(jì)算機(jī)聯(lián)

網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的通信和資源共享。目前，各種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，包括局域網(wǎng)和廣

域網(wǎng)的形成，無(wú)疑將加速社會(huì)信息化的進(jìn)程。

智能化：使計(jì)算機(jī)具有模擬出人類思維的能力。實(shí)現(xiàn)智能化包括模式識(shí)別、圖像識(shí)別、

自然語(yǔ)言理解、博弈、定理自證明、自程序設(shè)計(jì)、專家系統(tǒng)、學(xué)習(xí)系統(tǒng)等。

多媒體化：計(jì)算機(jī)處理信息的主要對(duì)象是字符和數(shù)字，人們通過(guò)鍵盤、鼠標(biāo)和顯示器

對(duì)文字和數(shù)字進(jìn)行交互。而在人類生活中，更多的是圖、文、聲、像等多種形式的信息。

由于數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)一步改進(jìn)了計(jì)算機(jī)的表現(xiàn)能力，使現(xiàn)代計(jì)算機(jī)可以集圖形、

聲音、文字處理為一體，使人們面對(duì)的是有聲有色、圖文并茂的信息環(huán)境，這就是通

常所說(shuō)的多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)。多媒體技術(shù)使信息處理的對(duì)象和內(nèi)容發(fā)生了深刻變化。

2．微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展

計(jì)算機(jī)發(fā)展的第四階段，由于大規(guī)模集成電路和網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，所以微型計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展。第

微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展主要表現(xiàn)在其核心部件微處理器的發(fā)展上，每當(dāng)一款新型的微處理器出現(xiàn)

1

時(shí)，就會(huì)帶動(dòng)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的其他部件的相應(yīng)發(fā)展，如微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化，章

存儲(chǔ)器存取容量的不斷增大，存取速度的不斷提高，外圍設(shè)備的不斷改進(jìn)以及新設(shè)備的不斷

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

出現(xiàn)等。

根據(jù)微處理器的字長(zhǎng)和功能，可將微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展劃分為以下幾個(gè)階段。

（1）第一代微型計(jì)算機(jī)

第1階段（1971—1973年）是4位和8位低檔微處理器時(shí)代，通常稱為第一代，其典型

產(chǎn)品是Intel4004和Intel8008微處理器和分別由它們組成的MCS-4和MCS-8微型計(jì)算機(jī)。

基本特點(diǎn)是采用PMOS工藝，集成度低（4000個(gè)晶體管/片），系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)都比較簡(jiǎn)

單，主要采用機(jī)器語(yǔ)言或簡(jiǎn)單的匯編語(yǔ)言，指令數(shù)目較少（20多條指令），基本指令周期為

20～50μs，用于簡(jiǎn)單的控制場(chǎng)合。

（2）第二代微型計(jì)算機(jī)

第2階段（1974—1977年）是8位中高檔微處理器時(shí)代，通常稱為第二代，其典型產(chǎn)品

是Intel公司的8080/8085等。它們的特點(diǎn)是采用NMOS工藝，集成度提高約4倍，運(yùn)算速度

提高約10～15倍（基本指令執(zhí)行時(shí)間1～2μs），指令系統(tǒng)比較完善，具有典型的計(jì)算機(jī)體系

結(jié)構(gòu)和中斷、DMA等控制功能。軟件方面除了匯編語(yǔ)言外，還有BASIC，F(xiàn)ORTRAN等高級(jí)

3

計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)

語(yǔ)言及相應(yīng)的解釋程序和編譯程序，在后期還出現(xiàn)了操作系統(tǒng)。

（3）第三代微型計(jì)算機(jī)

第3階段（1978—1984年）是16位微處理器時(shí)代，通常稱為第三代，其典型產(chǎn)品是Intel

公司的8086/8088，Motorola公司的M68000等微處理器。其特點(diǎn)是采用HMOS工藝，集成度

（20000～70000晶體管/片）和運(yùn)算速度（基本指令執(zhí)行時(shí)間是0.5μs）都比第2代提高了一

個(gè)數(shù)量級(jí)。指令系統(tǒng)更加豐富、完善，采用多級(jí)中斷、多種尋址方式、段式存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)、硬件

乘除部件，并配置了軟件系統(tǒng)，這一時(shí)期著名微機(jī)產(chǎn)品有IBM公司的個(gè)人計(jì)算機(jī)。1981年

IBM公司推出的個(gè)人計(jì)算機(jī)采用8088CPU。緊接著1982年又推出了擴(kuò)展型的個(gè)人計(jì)算機(jī)IBM

PC/XT，它對(duì)內(nèi)存進(jìn)行了擴(kuò)充，并增加了一個(gè)硬磁盤驅(qū)動(dòng)器。1984年，IBM公司推出了以80286

處理器為核心組成的16位增強(qiáng)型個(gè)人計(jì)算機(jī)IBMPC/AT。由于IBM公司在發(fā)展個(gè)人計(jì)算機(jī)

時(shí)采用了技術(shù)開(kāi)放的策略，使個(gè)人計(jì)算機(jī)風(fēng)靡世界。

（4）第四代微型計(jì)算機(jī)

第4階段（1985—1992年）是32位微處理器時(shí)代，又稱為第四代。其典型產(chǎn)品是Intel

公司的80386/80486，Motorola公司的M69030/68040等。其特點(diǎn)是采用HMOS或CMOS工藝，

4集成度高達(dá)100萬(wàn)個(gè)晶體管/片，具有32位地址線和32位數(shù)據(jù)總線。每秒鐘可完成600萬(wàn)條

指令（MillionInstructionsPerSecond，MIPS）。微型計(jì)算機(jī)的功能已經(jīng)達(dá)到甚至超過(guò)超級(jí)小型

計(jì)算機(jī)，完全可以勝任多任務(wù)、多用戶的作業(yè)。同期，其他一些微處理器生產(chǎn)廠商（如AMD，

TEXAS等）也推出了80386/80486系列的芯片。1989年Intel80486芯片問(wèn)世，不久就出現(xiàn)了

以它為CPU的微型計(jì)算機(jī)。

（5）第五代微型計(jì)算機(jī)

第5階段（1993—2005年）是奔騰（Pentium）系列微處理器時(shí)代，通常稱為第五代。

1993年Intel公司推出了Pentium芯片，它就是人們常說(shuō)的80586，但出于專利保護(hù)的原因，

將其命名為Pentium，它的中文名字叫“奔騰”。此后，微型計(jì)算機(jī)發(fā)展更快，芯片也由單核

發(fā)展到雙核，甚至更多。典型產(chǎn)品是Intel公司的奔騰系列芯片及與之兼容的AMD的K6系

列微處理器芯片。內(nèi)部采用了超標(biāo)量指令流水線結(jié)構(gòu)，并具有相互獨(dú)立的指令和數(shù)據(jù)高速緩

存。隨著MMX（MultiMediaeXtended）微處理器的出現(xiàn)，使微機(jī)的發(fā)展在網(wǎng)絡(luò)化、多媒體化

和智能化等方面跨上了更高的臺(tái)階。2000年3月，AMD與Intel分別推出時(shí)鐘頻率達(dá)1GHz

的Athlon和PentiumⅢ。2000年11月，Intel又推出了Pentium4微處理器，集成度高達(dá)每片

4200萬(wàn)個(gè)晶體管，主頻為1.5GHz。2002年11月，Intel推出的Pentium4微處理器的時(shí)鐘頻

率達(dá)到3.06GHz。在雙內(nèi)核處理器的支持下，真正的多任務(wù)得以應(yīng)用，而且越來(lái)越多的應(yīng)用

程序甚至?xí)橹畠?yōu)化，進(jìn)而奠定扎實(shí)的應(yīng)用基礎(chǔ)。

（6）第六代微型計(jì)算機(jī)

第6階段（2005年至今）是酷睿（Core）系列微處理器時(shí)代，通常稱為第六代?！翱犷！?/p>

是一款領(lǐng)先節(jié)能的新型微架構(gòu)，設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是提供超然出眾的性能和能效，提高每瓦特性

能，也就是所謂的能效比。早期的酷睿是基于筆記本處理器的。酷睿2，英文名稱為Core

2Duo，是英特爾在2006年推出的新一代基于Core微架構(gòu)的產(chǎn)品體系統(tǒng)稱，于2006年7

月27日發(fā)布?？犷?是一個(gè)跨平臺(tái)的構(gòu)架體系，包括服務(wù)器版、桌面版、移動(dòng)版三大領(lǐng)

域。其中，服務(wù)器版的開(kāi)發(fā)代號(hào)為Woodcrest，桌面版的開(kāi)發(fā)代號(hào)為Conroe，移動(dòng)版的開(kāi)

發(fā)代號(hào)為Merom。

1.1.3計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)的發(fā)明和發(fā)展是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)技術(shù)成就之一，作為一種通用的智能工具，

它具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1．運(yùn)算速度快

電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度從最初的每秒幾千次提高到了現(xiàn)在的幾百億次甚至更高。過(guò)去人

工需要幾年、幾十年才能完成的大量科學(xué)計(jì)算，使用計(jì)算機(jī)只需要幾天、幾個(gè)小時(shí)甚至幾分

鐘就能完成，現(xiàn)代的巨型超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算速度已達(dá)每秒幾百億次乃至千萬(wàn)億、億億次。

中國(guó)的神威·太湖之光超級(jí)計(jì)算機(jī)峰值性能為每秒12.5億億次，持續(xù)性能為每秒9.3億億次，

速度十分驚人，是目前全球運(yùn)行速度較快的超級(jí)計(jì)算機(jī)。正是由于計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度不斷提

升，所以在航空航天、氣象預(yù)報(bào)、軍事等領(lǐng)域發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。

2．計(jì)算精度高

由于計(jì)算機(jī)內(nèi)采用二進(jìn)制數(shù)制進(jìn)行運(yùn)算，因此可以用增加表示數(shù)字的設(shè)備和運(yùn)用計(jì)算技

術(shù)，使數(shù)值計(jì)算的精度越來(lái)越高?，F(xiàn)在使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算可以精確到小數(shù)點(diǎn)后幾十位、

幾百位甚至更多位，且運(yùn)算十分準(zhǔn)確。

3．存儲(chǔ)容量大

計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器可以把原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果以及運(yùn)算指令等存儲(chǔ)起來(lái)以便使用。存儲(chǔ)器

不僅可以存儲(chǔ)大量的信息，還能夠快速而準(zhǔn)確地存入或讀取這些信息。計(jì)算機(jī)有內(nèi)部存儲(chǔ)器

和外部存儲(chǔ)器，可以存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)，隨著存儲(chǔ)容量的不斷增大，可存儲(chǔ)記憶的信息量也越

來(lái)越大。

第

4．邏輯運(yùn)算強(qiáng)

1

章

計(jì)算機(jī)內(nèi)部操作、控制是根據(jù)人們事先編制好的程序自動(dòng)控制進(jìn)行的，不需要人工干預(yù)。

它可以處理各種各樣的信息，如數(shù)值、語(yǔ)言、文字、圖形、音樂(lè)、動(dòng)畫(huà)等，既可以進(jìn)行算術(shù)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

運(yùn)算，又可以進(jìn)行邏輯運(yùn)算，可以對(duì)文字、符號(hào)、大小、異同等進(jìn)行比較、判斷和推理。

5．可靠通用性強(qiáng)

計(jì)算機(jī)可以將任何復(fù)雜的信息處理任務(wù)分解成一系列的基本算術(shù)和邏輯操作，反映在計(jì)

算機(jī)的指令操作中，按照各種規(guī)律、執(zhí)行的先后次序把它們組織成各種不同的程序，存入存

儲(chǔ)器中。計(jì)算機(jī)廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，幾乎能求解自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)中一切類型的問(wèn)題。

1.1.4計(jì)算機(jī)的分類

計(jì)算機(jī)的分類按照性能指標(biāo)，如運(yùn)算速度、存儲(chǔ)容量、功能強(qiáng)弱、規(guī)模大小、軟件系統(tǒng)

的豐富程度和面向的應(yīng)用對(duì)象等來(lái)分可劃分為巨型機(jī)、大型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)、服務(wù)器和

工作站。

5

計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)

1．巨型機(jī)

巨型機(jī)又稱為超級(jí)計(jì)算機(jī)（SuperComputer），它是所有計(jì)算機(jī)中性能最高、功能最強(qiáng)、

速度極快、存儲(chǔ)量巨大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴的一類計(jì)算機(jī)。其浮點(diǎn)運(yùn)算速度目前已達(dá)每秒

億億次。

2．大型機(jī)

大型機(jī)是計(jì)算機(jī)中通用性能最強(qiáng)，功能、速度、存儲(chǔ)量?jī)H次于巨型機(jī)的一類計(jì)算機(jī)，國(guó)

外通常將其稱為主機(jī)（Mainframe）。大型機(jī)具有比較完善的指令系統(tǒng)和豐富的外圍設(shè)備，很

強(qiáng)的管理和處理數(shù)據(jù)的能力，一般用在大型企業(yè)、金融系統(tǒng)、高校和科研院所等。

3．小型機(jī)

小型機(jī)（MiniComputer）是計(jì)算機(jī)中性能較好、價(jià)格便宜、應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛的一類計(jì)

算機(jī)。其浮點(diǎn)運(yùn)算速度可達(dá)每秒幾千萬(wàn)次。小型機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用和維護(hù)方便，備受中小企

6業(yè)歡迎，主要用于科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理和自動(dòng)控制等。

4．微型機(jī)

微型機(jī)也稱為個(gè)人計(jì)算機(jī)（PersonalComputer，PC），是應(yīng)用領(lǐng)域最廣泛、發(fā)展最快、人

們最感興趣的一類計(jì)算機(jī)，它以其設(shè)計(jì)先進(jìn)（總是率先采用高性能微處理器）、軟件豐富、功

能齊全、體積小、價(jià)格便宜、靈活、性能好等優(yōu)勢(shì)而擁有廣大的用戶。目前，微型機(jī)已廣泛

應(yīng)用于辦公自動(dòng)化、信息檢索、家庭教育和娛樂(lè)等。

5．服務(wù)器

服務(wù)器(Server)是可以被網(wǎng)絡(luò)用戶共享、為網(wǎng)絡(luò)用戶提供服務(wù)的一類高性能計(jì)算機(jī)。一般

都配置多個(gè)CPU，有較高的運(yùn)行速度，并具有超大容量的存儲(chǔ)設(shè)備和豐富的外部接口。

6．工作站

工作站（WorkStation）是一種高檔微型機(jī)系統(tǒng)。通常配有大容量的主存、高分辨大屏幕

顯示器、較高的運(yùn)算速度和較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)通信能力，具有大型機(jī)或小型機(jī)的多任務(wù)、多用戶能

力，且兼有微型機(jī)的操作便利和良好的人機(jī)界面。因此，工作站主要用于圖像處理和計(jì)算機(jī)

輔助設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。

1.1.5計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，涉及科學(xué)研究、軍事技術(shù)、信息管理、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、文化

教育等各個(gè)方面，已經(jīng)成為人類不可缺少的重要工具。

1．科學(xué)計(jì)算（數(shù)值計(jì)算）

科學(xué)計(jì)算是計(jì)算機(jī)最重要的應(yīng)用之一，最初計(jì)算機(jī)的發(fā)明，就是為了解決科學(xué)技術(shù)研究和

工程應(yīng)用中所需要的大量數(shù)值計(jì)算問(wèn)題。如利用計(jì)算機(jī)高速度、高精度的運(yùn)算能力，可以解決

氣象預(yù)報(bào)、解方程式、火箭發(fā)射、地震預(yù)測(cè)、工程設(shè)計(jì)等龐大復(fù)雜人工難以完成的計(jì)算任務(wù)。

2．?dāng)?shù)據(jù)處理（信息管理）

數(shù)據(jù)處理是當(dāng)前計(jì)算機(jī)應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域。人們使用計(jì)算機(jī)信息存儲(chǔ)容量大、存取速

度快的特點(diǎn)，采集數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、處理大量的數(shù)據(jù)并產(chǎn)生新的信息形式。目前，

數(shù)據(jù)處理已廣泛地應(yīng)用于辦公自動(dòng)化、企事業(yè)計(jì)算機(jī)輔助管理與決策、情報(bào)檢索、圖書(shū)管理、

電影電視動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)、會(huì)計(jì)電算化等等各行各業(yè)。信息正在形成獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)，多媒體技術(shù)使信

息展現(xiàn)在人們面前的不僅是數(shù)字和文字，也有聲情并茂的聲音和圖像信息。

3．過(guò)程控制（實(shí)時(shí)控制）

計(jì)算機(jī)是生產(chǎn)自動(dòng)化的基本技術(shù)工具，它按照設(shè)計(jì)者預(yù)先規(guī)定的目標(biāo)和計(jì)算程序以及反

饋裝置提供的信息，指揮執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。生產(chǎn)自動(dòng)化程度越高，對(duì)信息傳遞的速度和準(zhǔn)確度

的要求也就越高，這一任務(wù)靠人工操作已無(wú)法完成，只有計(jì)算機(jī)才能勝任。利用計(jì)算機(jī)為中

心的控制系統(tǒng)可以及時(shí)的采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、制定方案，進(jìn)行自動(dòng)控制，它不僅可以減輕

勞動(dòng)強(qiáng)度，而且可以大大的提高自動(dòng)控制的水平，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和合格率。因此，過(guò)程控

制在冶金、電力、石油、機(jī)械、化工以及各種自動(dòng)化部門得到廣泛的應(yīng)用；同時(shí)還應(yīng)用于導(dǎo)

彈發(fā)射、雷達(dá)系統(tǒng)、航空航天、飛機(jī)上的自動(dòng)駕駛儀等各個(gè)領(lǐng)域。

4．計(jì)算機(jī)通信

現(xiàn)代通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成聯(lián)機(jī)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算機(jī)通信是計(jì)算機(jī)

技術(shù)和通信技術(shù)的高度發(fā)展、密切結(jié)合的一門新興科學(xué)，這是計(jì)算機(jī)的一個(gè)最為廣泛的應(yīng)用

領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的建立，不僅解決了一個(gè)地區(qū)、一個(gè)國(guó)家中計(jì)算機(jī)之間的通信和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各

種資源的共享，還可以促進(jìn)和發(fā)展國(guó)際間的通信以及各種數(shù)據(jù)的傳輸與處理。國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)

Internet已經(jīng)成為覆蓋全球的信息基礎(chǔ)設(shè)施，在世界的任何地方，人們都可以彼此進(jìn)行通信，第

如收發(fā)電子郵件，進(jìn)行文件的傳輸，撥打IP電話，召開(kāi)視頻會(huì)議，進(jìn)行線上教學(xué)等；國(guó)際互

1

聯(lián)網(wǎng)還為人們提供了內(nèi)容廣泛、豐富多彩、各種各樣的信息，也大大促進(jìn)了國(guó)際間的文字、章

圖像、聲音和視頻等各類數(shù)據(jù)的傳輸與處理。

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

5．計(jì)算機(jī)輔助工程

計(jì)算機(jī)輔助工程，可以提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和測(cè)試過(guò)程的自動(dòng)化水平，可以降低成本，

縮短生產(chǎn)的周期，改善工作環(huán)境，提高產(chǎn)品質(zhì)量，以獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

（1）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）

利用計(jì)算機(jī)高速處理、大容量存儲(chǔ)和圖形處理的功能而使輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的

技術(shù)，稱為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電路設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、土木

建筑設(shè)計(jì)以及服裝設(shè)計(jì)等各個(gè)方面。

（2）計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）

在機(jī)器制造業(yè)中，利用計(jì)算機(jī)通過(guò)各種數(shù)控機(jī)床和設(shè)備，自動(dòng)完成離散產(chǎn)品的加工、裝

配、檢測(cè)和包裝等制造過(guò)程的技術(shù)，稱為計(jì)算機(jī)輔助制造。

（3）計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）

學(xué)生通過(guò)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的對(duì)話實(shí)現(xiàn)教學(xué)的技術(shù)，稱為計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，它可以提高

7

計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)

學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)教師和學(xué)生的互動(dòng)性。

（4）其他計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)

利用計(jì)算機(jī)作為工具輔助產(chǎn)品測(cè)試的計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（CAT）；利用計(jì)算機(jī)對(duì)學(xué)生的教

學(xué)、訓(xùn)練和對(duì)教學(xué)事務(wù)進(jìn)行管理的計(jì)算機(jī)輔助教育（CAE）；利用計(jì)算機(jī)對(duì)文字、圖像等信息

進(jìn)行處理、編輯、排版的計(jì)算機(jī)輔助出版系統(tǒng)（CAP）等。

6．人工智能

人工智能（ArtificialIntelligence）是指利用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人類的智力活動(dòng)，它是利用計(jì)

算機(jī)模擬人類某些智能行為（如感知、思維、推理、學(xué)習(xí)等）的理論和技術(shù)，是在計(jì)算機(jī)科

學(xué)、控制論等基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的邊緣學(xué)科，包括專家系統(tǒng)、機(jī)器翻譯、自然語(yǔ)言理解等。現(xiàn)

在人工智能的研究已取得不少成果，有些已開(kāi)始走向?qū)嵱秒A段。例如，能模擬高水平醫(yī)學(xué)專

家進(jìn)行疾病診療的專家系統(tǒng)，具有一定思維能力的智能機(jī)器人、智能無(wú)人駕駛汽車等。

1.2計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)與編碼

8

1.2.1什么是數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)是由人工或自動(dòng)化手段加以處理的那些事實(shí)、概念、場(chǎng)景和指示的表示形式，包括

字符、符號(hào)、表格、聲音、圖形和圖像等。它可在物理介質(zhì)上記錄或傳輸，并通過(guò)外圍設(shè)備

被計(jì)算機(jī)接收，經(jīng)過(guò)處理而得到結(jié)果；它能被送入計(jì)算機(jī)加以處理，包括存儲(chǔ)、傳送、排序、

歸并、計(jì)算、轉(zhuǎn)換、檢索、制表和模擬等操作，以得到人們需要的結(jié)果。數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)加工并賦

予一定的意義后，便成為信息。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的每一個(gè)操作，都是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的某種處理。

1.2.2進(jìn)位計(jì)數(shù)制

將數(shù)字符號(hào)按序排列成數(shù)位，并按照某種由低位到高位進(jìn)位的方法進(jìn)行計(jì)數(shù)，這種表示

數(shù)值的方式稱為進(jìn)位計(jì)數(shù)制。例如，我們常用的是十進(jìn)位計(jì)數(shù)制，簡(jiǎn)稱十進(jìn)制，就是按照“逢

十進(jìn)一”的原則進(jìn)行計(jì)數(shù)的。進(jìn)位計(jì)數(shù)制的表示主要包含三個(gè)基本要素：數(shù)位、基數(shù)和位權(quán)。

數(shù)位是指數(shù)碼在一個(gè)數(shù)中所處的位置，基數(shù)是指在某種進(jìn)位計(jì)數(shù)制中，每個(gè)數(shù)位上所能使用

的數(shù)碼的個(gè)數(shù)，例如十進(jìn)位計(jì)數(shù)制中，每個(gè)數(shù)位上可以使用的數(shù)碼為0，1，2，3，…9十個(gè)

數(shù)碼，即其基數(shù)為10；位權(quán)是指一個(gè)固定值，是指在某種進(jìn)位計(jì)數(shù)制中，每個(gè)數(shù)位上的數(shù)碼

所代表的數(shù)值的大小，等于在這個(gè)數(shù)位上的數(shù)碼乘上一個(gè)固定的數(shù)值，這個(gè)固定的數(shù)值就是

這種進(jìn)位計(jì)數(shù)制中該數(shù)位上的位權(quán)。數(shù)碼所處的位置不同，代表數(shù)的大小也不同。例如在十

進(jìn)位計(jì)數(shù)制中，小數(shù)點(diǎn)左邊第一位位權(quán)為100，左邊第二位位權(quán)為101，左邊第三位位權(quán)為102，

等等。小數(shù)點(diǎn)右邊第一位位權(quán)為10-1，小數(shù)點(diǎn)右邊第二位位權(quán)為10-2，以此類推。

1．十進(jìn)制

十進(jìn)位計(jì)數(shù)制簡(jiǎn)稱十進(jìn)制，有十個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9。

每個(gè)數(shù)碼符號(hào)根據(jù)它在這個(gè)數(shù)中所處的位置（數(shù)位），按“逢十進(jìn)一”來(lái)決定其實(shí)際數(shù)值，即

各數(shù)位的位權(quán)是以10為底的冪次方。

210-1-2

例如：(215.48)10=2×10+1×10+5×10+4×10+8×10

2．二進(jìn)制

二進(jìn)位計(jì)數(shù)制簡(jiǎn)稱二進(jìn)制，有兩個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)：0，1。每個(gè)數(shù)碼符號(hào)根據(jù)它在這個(gè)

數(shù)中所處的位置（數(shù)位），按“逢二進(jìn)一”來(lái)決定其實(shí)際數(shù)值，即各數(shù)位的位權(quán)是以2為底的

冪次方。

43210-1-2

例如：(11001.01)2=1×2+1×2+0×2+0×2+1×2+0×2+1×2=(25.25)10

3．八進(jìn)制

八進(jìn)位計(jì)數(shù)制簡(jiǎn)稱八進(jìn)制，有八個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)：0，1，2，3，4，5，6，7。每個(gè)數(shù)

碼符號(hào)根據(jù)它在這個(gè)數(shù)中所處的位置（數(shù)位），按“逢八進(jìn)一”來(lái)決定其實(shí)際數(shù)值，即各數(shù)位

的位權(quán)是以8為底的冪次方。

210-1

例如：(162.4)8=1×8+6×8+2×8+4×8=(114.5)10

4．十六進(jìn)制

十六進(jìn)位計(jì)數(shù)制簡(jiǎn)稱十六進(jìn)制；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(xiàn)。每個(gè)數(shù)碼符號(hào)根據(jù)它在這個(gè)數(shù)中所處的位置（數(shù)位），按“逢十

六進(jìn)一”來(lái)決定其實(shí)際數(shù)值，即各數(shù)位的位權(quán)是以16為底的冪次方。

210-1-2

例如：(2BC.48)16=2×16+B×16+C×16+4×16+8×16=(700.28125)10

總結(jié)以上四種進(jìn)位計(jì)數(shù)制，可以將它們的特點(diǎn)概括為：每一種計(jì)數(shù)制都有一個(gè)固定的基

數(shù)，每一個(gè)數(shù)位可取基數(shù)中的不同數(shù)值；每一種計(jì)數(shù)制都有自己的位權(quán)，并且遵循“逢基數(shù)

進(jìn)一”的原則。不同進(jìn)位計(jì)數(shù)制之間的數(shù)值可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換，實(shí)質(zhì)是基數(shù)轉(zhuǎn)換。一般轉(zhuǎn)換的原

則是：如果兩個(gè)有理數(shù)相等，則兩個(gè)數(shù)的整數(shù)部分和小數(shù)部分一定分別相等。因此，數(shù)制之

間進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，通常對(duì)整數(shù)部分和小數(shù)部分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換。第

1

1.2.3數(shù)據(jù)的單位章

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

計(jì)算機(jī)中，對(duì)非數(shù)值的文字和其他符號(hào)進(jìn)行處理時(shí)，要對(duì)文字和符號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，

即用二進(jìn)制編碼來(lái)表示文字和符號(hào)。字符編碼就是規(guī)定用怎樣的二進(jìn)制編碼來(lái)表示文字和符

號(hào)。在計(jì)算機(jī)中的數(shù)是用二進(jìn)制數(shù)表示的，在二進(jìn)制中，只有0和1兩個(gè)數(shù)字符號(hào)，它的特

點(diǎn)是逢2進(jìn)1。通過(guò)換算可知二進(jìn)制、十進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1.2所示。

表1.2二進(jìn)制與十進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制的對(duì)應(yīng)關(guān)系

二進(jìn)制十進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制

0000000

0001111

0010222

0011333

0100444

0101555

9

計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)

續(xù)表

二進(jìn)制十進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制

0110666

0111777

10008108

10019119

10101012A

10111113B

11001214C

11011315D

11101416E

11111517F

10000162010

10計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的常用單位有位、字節(jié)和字。

1．位（bit）

計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制。運(yùn)算器運(yùn)算的是二進(jìn)制數(shù)，控制器發(fā)出的各種指令也表示成二進(jìn)制

數(shù)，存儲(chǔ)器中存放的數(shù)據(jù)和程序也是二進(jìn)制數(shù)，在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)發(fā)送和接收的還是

二進(jìn)制數(shù)。顯然，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部到處都是由0和1組成的數(shù)據(jù)流。

計(jì)算機(jī)中最小的數(shù)據(jù)單位是二進(jìn)制的一個(gè)數(shù)位，簡(jiǎn)稱為位（bit，比特）。計(jì)算機(jī)中最直

接、最基本的操作就是對(duì)二進(jìn)制位的操作。一個(gè)二進(jìn)制位可表示兩種狀態(tài)（0或1）。兩個(gè)二

進(jìn)制位可表示四種狀態(tài)（00，01，10，11）。位數(shù)越多，所表示的狀態(tài)就越多。

2．字節(jié)（Byte）

為了表示日常生活數(shù)據(jù)中的所有字符（字母、數(shù)字以及各種專用符號(hào)，大約有256個(gè)），

需要用7位或8位二進(jìn)制數(shù)。因此人們選定8位為一個(gè)字節(jié)（Byte），通常用B表示，1個(gè)字

節(jié)由8個(gè)二進(jìn)制數(shù)位組成。

字節(jié)是計(jì)算機(jī)中用來(lái)表示存儲(chǔ)空間大小的最基本的容量單位。例如，計(jì)算機(jī)內(nèi)存的存儲(chǔ)

容量、磁盤的存儲(chǔ)容量等都是以字節(jié)為單位表示的。

除用字節(jié)為單位表示存儲(chǔ)容量外，還可以用千字節(jié)（KB）、兆字節(jié)（MB）、吉字節(jié)（GB）

以及太字節(jié)（TB）等表示存儲(chǔ)容量。它們之間存在下列換算關(guān)系。

1B=8bit

1KB=l024B=210B

lMB=l024KB=220B

lGB=l024MB=230B

lTB=l024GB=240B

3．字（word）

字是由若干字節(jié)組成的（通常取字節(jié)的整數(shù)倍）。字是計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理的

基本運(yùn)算單位。字長(zhǎng)是計(jì)算機(jī)性能的重要標(biāo)志，它是一個(gè)計(jì)算機(jī)字所包含的二進(jìn)制位的個(gè)數(shù)。

不同檔次的計(jì)算機(jī)有不同的字長(zhǎng)。按字長(zhǎng)可以將計(jì)算機(jī)劃分為8位機(jī)（如AppleⅡ、中華學(xué)習(xí)

機(jī)）、16位機(jī)（如286機(jī)）、32位機(jī)（如386機(jī)、486機(jī)）、64位機(jī)（奔騰系列微機(jī)或巨型機(jī)）等。

1.2.4字符編碼

人們?cè)谌粘Ｉ钪辛?xí)慣于使用十進(jìn)制數(shù)，而計(jì)算機(jī)內(nèi)部多采用二進(jìn)制數(shù)表示和處理數(shù)值

數(shù)據(jù)，因此在多數(shù)應(yīng)用環(huán)境，計(jì)算機(jī)輸入和輸出數(shù)據(jù)時(shí)，就要進(jìn)行由十進(jìn)制到二進(jìn)制和從二

進(jìn)制到十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換處理。另外計(jì)算機(jī)內(nèi)部使用的二進(jìn)制編碼最常見(jiàn)的符號(hào)信息是文字符號(hào)，

所以字母、數(shù)字和各種符號(hào)都必須按約定的規(guī)則用二進(jìn)制編碼才能在機(jī)器中表示。但是人們

若使用二進(jìn)制編碼與計(jì)算機(jī)打交道，則顯得非常煩瑣，不習(xí)慣，所以人們?cè)O(shè)計(jì)了匯編語(yǔ)言和

各種高級(jí)語(yǔ)言，使用匯編語(yǔ)言或