《大學(xué)計算機基礎(chǔ)》課件第二章

目錄2.1計算機的概念2.2計算機的產(chǎn)生及發(fā)展2.3計算機的特點及性能指標(biāo)

2.4計算機的應(yīng)用領(lǐng)域2.5計算機的分類二、

計算機基礎(chǔ)知識2.6計算機的發(fā)展方向2.7信息在計算機中的表示2.8漢字的編碼及漢字輸入2.9計算機的組成結(jié)構(gòu)及工作原理二、計算機基礎(chǔ)知識

計算機是一個非常復(fù)雜和龐大的系統(tǒng)，并且在不同的發(fā)展階段，計算機又有不同的特征，單純從某一個或幾個方面都很難準(zhǔn)確而又完整地給出計算機的定義，但在現(xiàn)階段，人們一般把計算機定義為：計算機是一種能夠快速、準(zhǔn)確、自動地按照預(yù)先編制好的程序?qū)Ω鞣N數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行處理的電子裝置。

通過這個定義，我們可以知道計算機的基本特點是快速、準(zhǔn)確、自動；計算機是由軟件系統(tǒng)(程序、數(shù)據(jù)、信息)和硬件系統(tǒng)(電子裝置)兩大部分組成；計算機的工作原理是在預(yù)先編制好的程序控制下來實現(xiàn)的。2.1計算機的概念二、計算機基礎(chǔ)知識

在電子計算機產(chǎn)生之前，人們在生產(chǎn)和生活中先后發(fā)明了各種計算工具，從公元600年前中國的算盤、17世紀(jì)歐洲的計算尺和機械式計算機，到19世紀(jì)初的圖靈機，無一不反映了人們對計算科學(xué)的不斷探索，盡管這些工具可以極大地幫助人們完成各種計算，但它們都不能稱為計算機，都不能對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動存儲、分析和處理，直到第二次世界大戰(zhàn)接近尾聲時，美國科學(xué)家為解決彈道導(dǎo)彈發(fā)射軌跡中復(fù)雜的計算問題，才于1946年2月25日在賓夕法尼亞大學(xué)研制出了世界上第一臺真正意義上的電子數(shù)字積分計算機(ENIAC)，如圖2-1所示。2.2計算機的產(chǎn)生及發(fā)展二、計算機基礎(chǔ)知識圖2-1ENIAC的主機房二、計算機基礎(chǔ)知識

盡管ENIAC和現(xiàn)代的計算機相比體積大(僅主機房就占地170多平方米，主機重達(dá)30多噸)、功耗高(耗電150千瓦)、運算速度慢(每秒鐘僅能完成5000次加法、1500次乘法運算)，但它卻使過去人工需20多小時才能完成的計算一條彈道的工作時間縮短到30秒，使科學(xué)家們可以從奴隸般的科學(xué)計算中解放出來，投入到更多、更好的算法設(shè)計工作中去。因此，ENIAC的問世標(biāo)志著人類社會計算機時代的到來。二、計算機基礎(chǔ)知識時間名稱存儲器軟件特點應(yīng)用1946～1957年電子管計算機內(nèi)存為延遲線或磁鼓，外存為紙帶、磁帶計算機程序由機器語言和匯編語言編寫，無操作系統(tǒng)，使用困難體積大、運算速度低(每秒幾千～幾萬次)、存儲器容量小(1～4KB)、功能弱、造價高國防、軍事中的科學(xué)計算1958～1963年晶體管計算機內(nèi)存為磁芯體，外存為磁帶和磁盤出現(xiàn)了高級語言，如Basic、Fortran等體積縮小、功耗降低、運算速度提高到每秒幾十萬次、可靠性較高數(shù)據(jù)處理事務(wù)管理1964～1971年中、小規(guī)模集成電路計算機內(nèi)存為磁芯體，外存為磁帶和磁盤軟件形成了產(chǎn)業(yè)，出現(xiàn)了操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)體積、重量、功耗進(jìn)一步減少，運算速度及可靠性進(jìn)一步提高工、農(nóng)業(yè)及民用1972年至今大規(guī)模集成電路計算機內(nèi)存由集成電路做成，外存主要為光盤和硬盤出現(xiàn)了豐富多彩的軟件市場軟、硬件技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，計算機進(jìn)入以網(wǎng)絡(luò)和多媒體為特征的時代各行各業(yè)表2-1計算機發(fā)展的各個階段二、計算機基礎(chǔ)知識

隨著計算機科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，前四代計算機的體系結(jié)構(gòu)在新形勢下已經(jīng)不能滿足人們的需要，因此從20世紀(jì)80年代開始，美國、日本、德國等投入大量人力、物力研制新一代的計算機，即第五代計算機，其目標(biāo)是力圖突破馮·諾依曼理論體系，使計算機像人一樣具有聽、看、說和思考的能力。第五代計算機具有知識存儲和知識庫管理功能，能利用已有知識對問題進(jìn)行推理、判斷、聯(lián)想和學(xué)習(xí)，它涉及到很多高新技術(shù)領(lǐng)域，如微電子學(xué)、計算機體系結(jié)構(gòu)、高級信息處理、軟件工程、知識工程和知識庫、人工智能和人機界面(能理解自然語言，處理聲、光、像的交互)等。二、計算機基礎(chǔ)知識

一、計算速度快

通常以每秒鐘完成基本加法指令的數(shù)目來表示計算機的運算速度，其單位是百萬次/秒(MIPS)。大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路技術(shù)在計算機中的廣泛應(yīng)用，使得計算機每秒可以執(zhí)行數(shù)百億次、甚至數(shù)千億次算術(shù)運算和邏輯運算，將過去人工需要幾年或幾十年完才成的科學(xué)計算(如天氣預(yù)報，有限元計算等)，能在幾個小時或更短時間內(nèi)得到結(jié)果。2.3計算機的特點及性能指標(biāo)二、計算機基礎(chǔ)知識

二、運算精度高

由于計算機采用二進(jìn)制數(shù)字進(jìn)行運算，因此計算精度主要由表示數(shù)據(jù)寬度的字長決定，其單位為“位(b)”，例如當(dāng)前廣泛使用的“酷睿”系列主機的字長可達(dá)64位。隨著字長的增長并配合先進(jìn)的計算技術(shù)，計算精度不斷提高，它可以滿足各類復(fù)雜計算模型對計算精度的要求。二、計算機基礎(chǔ)知識

三、存儲容量大

存儲容量也是計算機的一個重要的性能指標(biāo)，其單位為“字節(jié)(B)”，存儲容量不僅可以影響計算機的運算速度，也直接決定了計算機中包含的信息量，目前一般的微機內(nèi)存容量已達(dá)512MB～8GB，加上各種磁盤、硬盤、光盤等外部存儲器，計算機可實現(xiàn)各種大容量數(shù)據(jù)的長期儲存。二、計算機基礎(chǔ)知識

四、擴展能力強

擴展能力即對軟件的兼容性和外部設(shè)備的擴展性?，F(xiàn)代計算機一般都提供了很多類型的擴展總線和接口，各種名目繁多的外部設(shè)備可以很方便地連接到主機上。

五、可靠性能高

由于硬件技術(shù)的迅速發(fā)展，采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的計算機具有非常高的可靠性，尤其是在計算機中加入了各種硬件冗余技術(shù)后，其平均無故障時間可達(dá)到幾個月、幾年甚至更長，由計算機硬件所引起的錯誤和帶來的損失也越來越少。二、計算機基礎(chǔ)知識

六、工作全自動

計算機是按人們預(yù)先編制好的程序來工作的，程序運行后，一般不需要人工干預(yù)就能自動完成各種工作。

七、應(yīng)用范圍廣

在不同的應(yīng)用領(lǐng)域中，只要編制和運行不同的應(yīng)用軟件，計算機就能在此領(lǐng)域中很好地服務(wù)，通用性極強。二、計算機基礎(chǔ)知識

一、科學(xué)計算

科學(xué)計算也稱為數(shù)值計算，指利用計算機來完成科學(xué)研究和工程技術(shù)中提出的一些十分復(fù)雜的數(shù)值計算?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得各種領(lǐng)域中的計算模型日趨復(fù)雜，計算機高速、高精度的特點是人工計算望塵莫及的，通過計算機可以解決人工無法解決的復(fù)雜問題，例如計算機在高能物理、水利、農(nóng)業(yè)、地球物理、宇宙空間探索、人造衛(wèi)星軌道、宇宙飛船等領(lǐng)域中的應(yīng)用。2.4計算機的應(yīng)用領(lǐng)域二、計算機基礎(chǔ)知識

二、數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理也稱為非數(shù)值運算，是目前計算機應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域之一。指對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，如信息的采集、輸入、分析、合并、分類、統(tǒng)計、存儲、輸出等。與科學(xué)計算不同，數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)量大，計算方法簡單，其中包含了大量的循環(huán)運算和重復(fù)運算，計算機自動、高速、準(zhǔn)確的優(yōu)勢是人工無法比擬的。例如當(dāng)前最為流行的各種辦公自動化(OA)、信息管理系統(tǒng)(MIS)、ERP(企業(yè)資源計劃系統(tǒng))等就是計算機在數(shù)據(jù)處理方面的典型應(yīng)用。二、計算機基礎(chǔ)知識

三、計算機輔助系統(tǒng)

計算機輔助系統(tǒng)指利用計算機來完成輔助設(shè)計、輔助制造、輔助教學(xué)等方面的工作。(1)輔助設(shè)計(CAD)：在系統(tǒng)與設(shè)計人員的相互作用下，能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)化設(shè)計的判定和處理，能自動將設(shè)計方案轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)圖紙。CAD技術(shù)提高了設(shè)計質(zhì)量和自動化程度，大大加快了新產(chǎn)品的設(shè)計與研制周期，如建筑設(shè)計、服裝設(shè)計、機械產(chǎn)品設(shè)計、大規(guī)模集成電路設(shè)計、飛機圖紙的設(shè)計等。(2)輔助制造(CAM)：用計算機對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行管理和控制，實現(xiàn)設(shè)計生產(chǎn)自動化。(3)計算機輔助教學(xué)(CAI)：例如互動式課件教學(xué)、計算機輔助測試、計算機輔助教育管理、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、模擬教室等。二、計算機基礎(chǔ)知識

四、自動控制

自動控制指用計算機及時采集、檢測數(shù)據(jù)，并按最佳值迅速地對控制對象進(jìn)行自動控制或自動調(diào)節(jié)。自動控制是生產(chǎn)自動化的重要技術(shù)和手段，它不僅可以大大提高控制的自動化水平，而且可以提高控制的及時性和準(zhǔn)確性，從而改善勞動條件，提高質(zhì)量，節(jié)約能源，降低成本。計算機自動控制已在冶金、石油、化工、紡織、水電、機械、航天等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。二、計算機基礎(chǔ)知識

五、人工智能

人工智能是指利用計算機來模擬人類的智力活動，將人腦在進(jìn)行演繹推理的思維過程、規(guī)則和所采取的策略、技巧等編成計算機程序，并依據(jù)其中存儲的公理和推理規(guī)則，使計算機能感知、判斷、理解和學(xué)習(xí)，能自動探索解題的方法等。人工智能是處于計算機應(yīng)用研究中最前沿的科學(xué)，近年來已經(jīng)具體應(yīng)用于機器人、醫(yī)療診斷、計算機輔助教育等方面。二、計算機基礎(chǔ)知識

六、計算機網(wǎng)絡(luò)

計算機網(wǎng)絡(luò)既是將地理位置不同的具有獨立功能的多臺計算機及其外部設(shè)備，通過通信線路連接起來，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實現(xiàn)資源共享和信息傳遞，在網(wǎng)絡(luò)中，計算機不僅能處理本機事務(wù)，而且還可以通過各種各樣的網(wǎng)絡(luò)，在浩如煙海的Internet中獲取和發(fā)布信息，與其他人實現(xiàn)資源共享，進(jìn)行廉價、高效、實時的通信等，例如網(wǎng)頁瀏覽、網(wǎng)上論壇、網(wǎng)絡(luò)銀行、網(wǎng)絡(luò)聊天、電子郵政、網(wǎng)絡(luò)游戲、網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)等。二、計算機基礎(chǔ)知識

七、多媒體應(yīng)用

多媒體應(yīng)用指利用計算機來完成包含文字、圖形、聲音、視頻及動畫等多媒體信息的采集、存儲、加工、傳輸和輸出等，例如人們不僅能在計算機上聽音樂、看電影、收廣播，甚至還可以進(jìn)行各種逼真的3D游戲。二、計算機基礎(chǔ)知識

一、按工作原理分類(1)電子數(shù)字計算機：電子數(shù)字計算機處理的對象主要是由0和1構(gòu)成的二進(jìn)制數(shù)字，其基本運算部件是數(shù)字邏輯電路，具有精度高、便于大量信息存儲、通用性強等特點。通常我們使用的一般都是電子數(shù)字計算機，簡稱電子計算機。(2)模擬計算機：模擬計算機處理的對象主要是連續(xù)變化的模擬量(如電壓、電流等)，其基本運算部件是由運算放大器構(gòu)成的各類運算電路。模擬計算機解題速度快，但運算精度不高，通用性不強，主要用在過程控制中。(3)混合計算機：混合式計算機結(jié)合了以上兩者的優(yōu)點。2.5計算機的分類二、計算機基礎(chǔ)知識

二、按用途分類(1)通用機：指為解決各種問題而設(shè)計的計算機，具有較強的通用性。人們平時使用的計算機一般都是通用機。(2)專用機：指為解決某一個或一類問題而特地設(shè)計的計算機，一般用在過程控制當(dāng)中。二、計算機基礎(chǔ)知識

三、按規(guī)模分類

規(guī)模主要是指計算機的一些主要技術(shù)指標(biāo)(如字長、運算速度、存儲容量、外部設(shè)備、輸入和輸出能力、配置軟件、價格高低等)。按規(guī)模的大小可將計算機分為以下幾類：(1)巨型機：也稱超級計算機，是目前功能最強、速度最快、價格最貴的計算機，號稱國家級資源，同時也是一個國家計算機水平、綜合國力和國防實力的標(biāo)志，主要用于解決尖端科學(xué)研究和戰(zhàn)略武器研制中的復(fù)雜計算。二、計算機基礎(chǔ)知識(2)大中型機：這種計算機也有很高的運算速度和很大的存儲容量，并允許相當(dāng)多的用戶同時使用，當(dāng)然在量級上不及超級計算機，價格也相對比巨型機便宜。這類機器通常用于大型企業(yè)、商業(yè)管理或大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中，也可用作大型計算機網(wǎng)絡(luò)中的主機。(3)小型機：其規(guī)模比大型機要小，但仍能支持十幾個用戶同時使用。這類機器價格較便宜，適合于中小型企、事業(yè)單位使用。二、計算機基礎(chǔ)知識(4)微型機：其最主要的特點是小巧、靈活、便宜，不過通常一次只能供一個用戶使用，所以微型計算機也叫個人計算機(PersonalComputer，簡稱PC)。近幾年又出現(xiàn)了體積更小的微機，如筆記本電腦、掌上電腦等。微型計算機還可按字長分為8位機、32位機、64位機；按結(jié)構(gòu)分為單片機、單板機、多芯片機和多板機；按CPU芯片分為286機、386機、486機、Pentium、PⅡ、PⅢ和PⅣ機等。二、計算機基礎(chǔ)知識

一、巨型化

巨型化不單指計算機的體積，而且更強調(diào)計算機的運算速度、存儲容量及性能等方面。巨型機是一個國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志，主要用于尖端技術(shù)研究。我國于1983年研制出具有自主產(chǎn)權(quán)的“銀河Ⅰ”計算機，使我國一舉成為世界上極少數(shù)能生產(chǎn)巨型機的國家之一。2.6計算機的發(fā)展方向二、計算機基礎(chǔ)知識

二、微型化

計算機的微型化主要是指計算機體積小、功能強、價格優(yōu)、操作靈便、軟件及外設(shè)豐富等特點。超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，為計算機的微型化創(chuàng)造了條件。目前，微型計算機已進(jìn)入儀器、儀表、家用電器等小型儀器設(shè)備中，同時也可作為工業(yè)控制過程的心臟，使儀器設(shè)備實現(xiàn)“智能化”，從而使整個設(shè)備的體積、重量大大減少。二、計算機基礎(chǔ)知識

三、網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)化指利用現(xiàn)代通訊技術(shù)，將分布于不同區(qū)域的計算機連接起來。使得我們的計算機不再局限于單機操作，而是可以通過計算機網(wǎng)絡(luò)共享到無窮無盡的計算機資源和實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。目前，計算機網(wǎng)絡(luò)已廣泛應(yīng)用于金融、交通、國防、教育、郵電和企業(yè)管理等領(lǐng)域。

四、智能化

指計算機具有模擬人的感覺和思維的能力，能識別自然語言、圖形和圖像，能根據(jù)自身存儲的知識進(jìn)行推理和求解問題，其主要研究領(lǐng)域包括：自然語言的生成與理解、模式識別、自動定理證明、自動程序設(shè)計、專家系統(tǒng)、學(xué)習(xí)系統(tǒng)、智能機器人等。二、計算機基礎(chǔ)知識

進(jìn)制是用于計數(shù)的一種方法，現(xiàn)實生活中，除了人們常用的十進(jìn)制外，還有用于計算星期的七進(jìn)制、計算月份的十二進(jìn)制等，而在計算機系統(tǒng)中，最主要的是二進(jìn)制，當(dāng)然有時也使用八進(jìn)制和十六進(jìn)制。在各種計數(shù)數(shù)制中，無論是“幾”進(jìn)制，通常都由“幾”個固定計數(shù)符號組成，都遵循逢“幾”進(jìn)一的原則。表2-2是常見進(jìn)制的主要特征。2.7信息在計算機中的表示2.7.1數(shù)制及其轉(zhuǎn)換二、計算機基礎(chǔ)知識進(jìn)制基數(shù)數(shù)

碼特

點例二進(jìn)制20、1最大為1，最小為0，超過2就進(jìn)位，即“逢二進(jìn)一”110111+101011001100八進(jìn)制80、1、2、3、4、5、6、7最大為7，最小為0，超過8就進(jìn)位，即“逢八進(jìn)一”14671+1526132152十進(jìn)制100、1、2、3、4、5、6、7、8、9最大為9，最小為0，超過10就進(jìn)位，即“逢十進(jìn)一”12345+1123223577十六進(jìn)制160、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F最大為F，最小為0，超過16就進(jìn)位，即“逢十六進(jìn)一”25437+1269837ACF表2-2常用計數(shù)數(shù)制二、計算機基礎(chǔ)知識

一、權(quán)值

一種數(shù)制中某一位上的“1”所表示的數(shù)值大小，稱為該位的位權(quán)。在任何進(jìn)制中，一個數(shù)的每個位置都有一個權(quán)值。比如十進(jìn)制數(shù)34958的值為(34958)10?=

3

×

104

+

4

×

103

+

9

×

102?+

5

×

101?+

8

×

100

從右向左，每一位對應(yīng)的權(quán)值分別為100、101、102、103、104。由于其進(jìn)位的基數(shù)不同，則不同進(jìn)制中各位的權(quán)值也有所不同。比如二進(jìn)制數(shù)100101，其值應(yīng)為(100101)2?=

1

×

25

+

0

×

24

+

0

×

23

+

1

×

22?+

0

×

21?+

1

×

20

從右向左，對應(yīng)的權(quán)值分別為20、21、22、23、24、25。二、計算機基礎(chǔ)知識

二、不同數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換1．八、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制

按權(quán)展開求和，即將每位數(shù)碼乘以各自的權(quán)值并累加。

例：將(1001.1)2和(A3B.E5)16按權(quán)展開求和。(1001.1)2=

1

×

23

+

0

×

22

+

0

×

21

+

1

×

20

+

1

×

2-1

=

8

+

1

+

0.5

=

(9.5)10(A3B.E5)16=?10?×?162?+?3?×?161?+?11?×?160?+?14?×?16-1?+?5?×?16-2

=?2560?+?48?+?11?+?0.875?+?0.01953125

=?(2619.89453125)10二、計算機基礎(chǔ)知識 2．十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二、八、十六進(jìn)制

整數(shù)部分和小數(shù)部分分別遵守不同的轉(zhuǎn)換規(guī)則。假設(shè)將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為R進(jìn)制數(shù)： (1)整數(shù)部分：除以R取余法，即整數(shù)部分不斷除以R取余數(shù)，直到商為0為止，最先得到的余數(shù)為最低位，最后得到的余數(shù)為最高位。 (2)小數(shù)部分：乘R取整法，即小數(shù)部分不斷乘以R取整數(shù)，直到積為0或達(dá)到有效精度為止，最先得到的整數(shù)為最高位(最靠近小數(shù)點)，最后得到的整數(shù)為最低位。二、計算機基礎(chǔ)知識

例：將(75.453)10轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)(取4位小數(shù))。(75.453)10=(1001011.0111)2二、計算機基礎(chǔ)知識

例：將(152.32)10轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)(取3位小數(shù))。(152.32)10=(230.243)8二、計算機基礎(chǔ)知識

例：將(237.45)10轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)(取3位小數(shù))。(237.45)10=(ED.733)16二、計算機基礎(chǔ)知識 3．二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八、十六進(jìn)制

因為23?=

8、24?=

16，所以3位二進(jìn)制數(shù)對應(yīng)1位八進(jìn)制數(shù)，4位二進(jìn)制數(shù)對應(yīng)1位十六進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八、十六進(jìn)制數(shù)比轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)容易得多，因此常用八、十六進(jìn)制數(shù)來表示二進(jìn)制數(shù)。

將二進(jìn)制數(shù)以小數(shù)點為中心分別向兩邊分組，轉(zhuǎn)換成八(或十六)進(jìn)制數(shù)，每3(或4)位為一組，不夠位數(shù)在兩邊加0補足，然后將每組二進(jìn)制數(shù)化成八(或十六)進(jìn)制數(shù)即可。

例：將二進(jìn)制數(shù)1001101101.11001分別轉(zhuǎn)換為八、十六進(jìn)制數(shù)。(001

001

101

101.110

010)2?=?(1155.62)8(注意：在兩邊補零)(0010

0110

1101.1100

1000)2?=?(26D.C8)16二、計算機基礎(chǔ)知識 4．八、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制

將每位八(或十六)進(jìn)制數(shù)展開為3(或4)位二進(jìn)制數(shù)，不夠位數(shù)在兩邊加0補足。

例：(631.02)8?=?(110

011

001.000

010)2 (23B.E5)16?=?(0010

0011

1011.1110

0101)2

注：整數(shù)前的高位零可以取消。二、計算機基礎(chǔ)知識

由于二進(jìn)制由數(shù)字“0”和“1”組成，它可以很方便地與半導(dǎo)體器件上的無電和有電兩種基本狀態(tài)相對應(yīng)，線路有電則記為“1”，如標(biāo)記為“1”則代表線路有電，“0”則代表無電，相對于其他進(jìn)制而言，二進(jìn)制更便于用物理硬件來實現(xiàn)，又有簡單的運算規(guī)則(即逢二進(jìn)一，如：0?+?1?=?1、1?+?1?=?10、10?+?1?=?11、11?+?1?=?100等)，可極大地簡化計算機結(jié)構(gòu)、提高計算機的可靠性和運算速度，因此二進(jìn)制成為計算機中最基本、最常用的計數(shù)數(shù)制，計算機中所有信息都是“0”和“1”的不同組合來表示。2.7.2二進(jìn)制與信息二、計算機基礎(chǔ)知識

現(xiàn)在我們假設(shè)在某臺計算機的內(nèi)部有8條并列的電線，也即計算機的總線寬度為8個二進(jìn)制位，如圖2-6所示，在某個時刻，用電表分別對這8條電線進(jìn)行檢測，并將結(jié)果用特定的方法記錄在計算機存儲器的連續(xù)8個存儲單元中，這樣存儲在存儲器的信息就組成了一個二進(jìn)制數(shù)，然后計算機再根據(jù)某種編碼規(guī)定來識別這個二進(jìn)制數(shù)所代表的具體信息。二、計算機基礎(chǔ)知識圖2-6信息、二進(jìn)制與電路的關(guān)系二、計算機基礎(chǔ)知識

如圖2-6所示，在某個時刻8條電線都沒電，則在存儲器中存儲的二進(jìn)制數(shù)為00000000，就代表一個空字符或空操作；在某個時刻8條電線中只有第3、4及第8條線有電，則在存儲器中存儲的二進(jìn)制數(shù)為00110001，通過查找編碼表就可知道，這8條電線此時的狀態(tài)代表一個阿拉伯?dāng)?shù)字“1”；而在某個時刻，8條電線中只有第2及第8條線有電，其他線沒電，則在存儲器中存儲的二進(jìn)制數(shù)為01000001，通過查找編碼表就可知道這8條電線代表是一個大寫的英文字符“A”。這樣，通過一系列的“0”和“1”的組合，計算機就可以將我們現(xiàn)實生活中的信息表示出來，我們將這種用“0”和“1”來表示信息的過程稱為字符的編碼。二、計算機基礎(chǔ)知識

當(dāng)然，在這個例子中，由于電線的數(shù)量有限(即計算機的字長僅為8位)，根據(jù)排列組合的原則，計算機最多只能表示28?=

256種信息，但隨著計算機硬件技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機的字長現(xiàn)已達(dá)到64位，則計算機能表示的基本信息可達(dá)到264種，再配合各種先進(jìn)的編碼和算法，計算機能表示的信息數(shù)量則可達(dá)到更多，運算精度也更高。這樣計算機就不僅能表示和處理數(shù)字、字母、符號等基本信息，而且還可以處理漢字、圖形、圖像、聲音、動畫及視頻等。二、計算機基礎(chǔ)知識

我們把在計算機存儲器中存儲一個二進(jìn)制數(shù)“0”或“1”所占用的空間稱為一個二進(jìn)制位，它是計算機存儲容量的最小單位，那么由8個這樣連續(xù)的二進(jìn)制位就組成了一個字節(jié)(B)，字節(jié)是衡量計算機存儲容量的最基本單位。由于字節(jié)的數(shù)量級很小，所以常用的存儲單位還有千字節(jié)(KB)、兆字節(jié)(MB)、吉字節(jié)(GB)、特字節(jié)(TB)等，它們的換算關(guān)系如下：1KB?=?210B?=?1024B 1MB?=?210KB?=?1024KB1GB?=?210MB?=?1024MB 1TB?=?210GB?=?1024GB2.7.3存儲容量及其單位二、計算機基礎(chǔ)知識

所謂西文字符即是指數(shù)字、字母、符號及一些特殊控制符等，西文字符是計算機最早能處理的字符。美國國家標(biāo)準(zhǔn)委員會就制定了用于對西文字符編碼規(guī)范的ASCII，簡稱美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼。它分為標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼(用1個字節(jié)中的后7位表示信息，而第1位規(guī)定為“0”，可表示128個字符，如表2-3所示)和擴展ASCII碼(用1個字節(jié)來表示信息，可表示256個字符)兩個版本。2.7.4西文字符的編碼二、計算機基礎(chǔ)知識b7b6b5b4b3b2b1b0000000010010001101000101011001110000NULDLESP0@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表2-3標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼表二、計算機基礎(chǔ)知識

一、漢字系統(tǒng)的概念及漢字的編碼

漢字系統(tǒng)是指利用計算機對漢字進(jìn)行存儲、轉(zhuǎn)換、傳輸和加工的操作系統(tǒng)，它是一種系統(tǒng)軟件，其功能就是使計算機能夠輸入、存儲、顯示和打印漢字，并提供各種輸入漢字的方法和使用漢字的環(huán)境。2.8漢字的編碼及漢字輸入2.8.1漢字的編碼二、計算機基礎(chǔ)知識

為了用計算機處理漢字，同樣也需要對漢字進(jìn)行編碼。由于漢字的數(shù)量眾多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此根據(jù)在處理過程中的不同操作要求，漢字編碼主要分為漢字輸入碼、漢字信息交換碼、漢字內(nèi)碼、漢字地址碼及漢字字形碼。計算機對漢字信息的處理過程實際上是各種漢字編碼間的轉(zhuǎn)換過程。二、計算機基礎(chǔ)知識

二、漢字系統(tǒng)的工作原理

漢字的輸入、處理和輸出的過程，實際上是漢字的各種代碼之間的轉(zhuǎn)換過程，即漢字代碼在系統(tǒng)有關(guān)部件之間流動的過程，漢字輸入碼向內(nèi)碼的轉(zhuǎn)換是通過使用輸入字典(或稱索引表，即外碼與內(nèi)碼的對照表)實現(xiàn)的。一般的系統(tǒng)具有多種輸入方法，每種輸入方法都有各自的索引表。在計算機的內(nèi)部處理過程中，漢字信息的存儲和各種必要的加工，以及向軟盤、硬盤或磁帶存儲漢字信息，都是以漢字內(nèi)碼形式進(jìn)行的；漢字通信過程中，處理機將漢字內(nèi)碼轉(zhuǎn)換為適合于通信用的交換碼以實現(xiàn)通信處理；在漢字的顯示和打印輸出過程中，處理機根據(jù)漢字內(nèi)碼計算出地址碼，按地址碼從字庫中取出漢字字形碼，實現(xiàn)漢字的顯示或打印輸出。漢字系統(tǒng)的工作原理如圖2-9所示。二、計算機基礎(chǔ)知識圖2-9漢字系統(tǒng)的工作原理二、計算機基礎(chǔ)知識根據(jù)編碼方式的不同，漢字常用的輸入方法分為：(1)音碼輸入法(2)形碼輸入法(3)音形碼輸入法(4)語音輸入法(5)手寫輸入(6)圖形輸入2.8.2漢字的輸入方法二、計算機基礎(chǔ)知識

一、五筆字型輸入法的安裝

二、漢字的分析 (1)漢字的筆畫及分類：筆畫就是不間斷一次連續(xù)寫成的一個線段。在五筆字型輸入法中，筆畫分成橫、豎、撇、捺、折5類。 (2)漢字的字形：即組成漢字各部分之間的位置關(guān)系。

2.8.3智能ABC輸入法（見課本）2.8.4五筆字型輸入法二、計算機基礎(chǔ)知識

三、字根及字根表

字根是由那些組字能力強，而且在日常用語中出現(xiàn)頻率高的筆畫結(jié)構(gòu)組成。在五筆字型輸入法里，總共歸納了200多個字根，根據(jù)字根的首筆畫代號，把它們分成五類：橫筆畫為1類字根，豎筆畫為2類字根，撇筆畫為3類字根，捺筆畫為4類字根，折筆畫為5類字根。二、計算機基礎(chǔ)知識

四、漢字字根間結(jié)構(gòu)關(guān)系 (1)單：本身就單獨可作為漢字的字根，包括五種基本筆劃(一、丨、丿、丶、乙)、25個鍵名字和字根中的漢字，例如：“言、蟲、寸、米、夕”等。 (2)散：構(gòu)成漢字的多個字根之間互相保持一定的距離，上下型、左右型漢字的字根就屬于這種關(guān)系，例如：“劃、字、構(gòu)、漢”等。 (3)連：指一個單筆畫與一個字根連接或帶點結(jié)構(gòu)，例如：“自、且、尺、正、下、勺、術(shù)、太、斗”等。 (4)交：指兩個或多個字根交叉重疊構(gòu)成漢字，例如：“本、里、申”等。二、計算機基礎(chǔ)知識

五、漢字的拆分原則

在拆分漢字時，先要注意按書寫順序來拆分漢字，然后對里面的一些復(fù)雜字根，按照它的自然界限進(jìn)行拆分，對界線不明顯的，就要按以下拆分原則進(jìn)行拆分。 (1)書寫順序 (2)取大優(yōu)先 (3)兼顧直觀 (4)能連不交 (5)能散不連二、計算機基礎(chǔ)知識

六、單漢字的輸入

在五筆字型輸入法中，我們把漢字分成三類，即成字字根、鍵名字、鍵外字。

七、簡碼的輸入

為了提高輸入的速度，五筆字型輸入法還將大量的漢字的編碼進(jìn)行了簡化，我們稱之為簡碼。經(jīng)過簡化后，只取漢字全碼的前一個、兩個、或三個字根編碼輸入，根據(jù)漢字的使用頻率，簡碼漢字分為以下三種類型： (1)一級簡碼 (2)二級簡碼 (3)三級簡碼二、計算機基礎(chǔ)知識

八、詞組的輸入

九、五筆字型輸入法流程圖2-16五筆字型輸入法的流程二、計算機基礎(chǔ)知識

在第一臺計算機ENIAC推出的同時，著名美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮·諾依曼提出了以下三個觀點 (1)計算機采用二進(jìn)制數(shù)表示和處理信息。 (2)計算機硬件組成模型由輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、存儲器、運算器和控制器五大部分組成。 (3)把指令和數(shù)據(jù)按順序編成程序，存儲到計算機的內(nèi)存中，并讓它自動執(zhí)行。

現(xiàn)在幾乎所有的計算機，均是按照這個理論構(gòu)建起來的，因此，馮·諾依曼被尊稱為“現(xiàn)代計算機之父”，現(xiàn)在使用的計算機也被稱為“馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)”計算機。2.9計算機的組成結(jié)構(gòu)及工作原理2.9.1計算機體系結(jié)構(gòu)二、計算機基礎(chǔ)知識

一個完整的計算機系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。硬件系統(tǒng)是軟件系統(tǒng)運行的物質(zhì)基礎(chǔ)，而軟件系統(tǒng)則是硬件系統(tǒng)的功能得以實現(xiàn)和發(fā)揮的頭腦、靈魂，二者相輔相成，缺一不可，具體結(jié)構(gòu)如圖2-17所示。2.9.2計算機的組成結(jié)構(gòu)圖2-17計算機的組成結(jié)構(gòu)模型二、計算機基礎(chǔ)知識

一、軟件系統(tǒng)

軟件是為運行、管理和維護(hù)計算機而編制的各種程序及程序運行所需的數(shù)據(jù)、相關(guān)資料及文檔的總