大学计算机基础

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1、计算机基础知识12.2 计算机系统的组成与工作原理4.1 数制转换及运算 4.2 数据在计算机中的表示 计算机科学与技术学院 黄斐2.2 计算机系统的组成与工作原理 2.2.1计算机系统的组成 2系统软件 应用软件计算机系统分为：硬件+软件硬 件软 件计算机科学与技术学院 黄斐计算机系统的组成 3输入设备：键盘、鼠标、扫描仪等 输出设备：显示器、打印机等 外 存：软盘、硬盘、光盘、闪存等 网络设备：网卡、调制解调器等计 算 机 系 统软件外部设备系统软件应用软件硬件运算器 寄存器 控制器 主机内存CPU随机存储器(RAM) 只读存储器(ROM) 高速缓冲存储器(Cache) 操作系统：Wind

2、ows、Unix、Linux等语言处理程序：C、Java、VB等 实用程序：诊断程序、排错程序等 办公软件包、数据库管理系统 等计算机科学与技术学院 黄斐2.2.2计算机硬件组成 4计算机硬件包括主机和外设主机外设输入设备输出设备外存设备网络设备计算机科学与技术学院 黄斐计算机的五大部件5冯.诺依曼思想： 二进制程序与数据一样存放在内存五大模块计算机科学与技术学院 黄斐处理器6计算机科学与技术学院 黄斐存储器7存储器是计算机存储数据和程序的记忆单元集合，每个记忆单元由8位二进制位组成，可读写其中的数据。存储器存储器通常分为内存储器和外存储器存放大量信息 的外存储器信息交流中心 内存储器计算机科

3、学与技术学院 黄斐存储器8每个记忆单元由8位二进制位组成。1KB=210B=1024B1MB= 210KB= 1024KB1GB= 210MB= 1024MB1TB= 210GB= 1024GB字节BYTE7 6 5 4 3 2 1 0位Bit计算机科学与技术学院 黄斐输入设备、输出设备9常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪、麦克风等。常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪、音响等。计算机科学与技术学院 黄斐2.2.3计算机的基本工作原理10指令是能被计算机识别并执行的的二进制代码，完成一种操作。 数据传送指令数据处理指令程序控制指令输入输出指令 其它指令 If Goto And O

4、rCPU内存I/O设备主机对计算机的硬件进行管理等指令 结构分 类操作码 要完成的操作类型或性质 操作数 操作的内容或所在的地址 计算机科学与技术学院 黄斐计算机的基本工作原理 11指令的执行过程分为以下4个步骤： 取指令 按照指令计数器中的地址，从内存储器中取出指令，并 送往指令寄存器。 分析指令 对指令寄存器中存放的指令进行分析，由译码器对 操作码进行译码，将指令的操作码转换成相应的控制电位信号；由 地址码确定操作数地址。 执行指令 由操作控制线路发出完成该操作所需要的一系列控 制信息，去完成该指令所要求的操作。 一条指令执行完成，指令计数器加1 或将转移地址码送入程序计 数器，然后回到。

5、计算机科学与技术学院 黄斐计算机的基本工作原理 12计算机科学与技术学院 黄斐678.34=6102+7101+8100 +310-1+410-24.1 数制转换及运算 4.1.1进位计数制 13N=an-1rn-1an-2rn-2a0r0a-1r-1a-mr-mr进制数N可表示为：r进制数用 r个基本符号（例如0，1，2，r-1）表示数值基数权数码计算机科学与技术学院 黄斐4.1.2不同进位计数制间的转换 14r 进制转化成十进制：数码乘以各自的权的累加例：10101(B)=24+22+1=21101.11(B)=22+1+2-1+2-2=5.75101(O)=82+1=6571(O)=78

6、+1=57101A(H)=163+16+104106进制表示符号B 二进制O八进制D十进制H十六进制计算机科学与技术学院 黄斐十进制转化成 R 进制15整数部分：除以 r取余数，直到商为0，余数从右到左排列。 小数部分：乘以 r取整数，整数从左到右排列。100(D)=144(O)=64(H)例 100.345(D)=1100100.01011(B)1.3800.345 2 0.690 220.76021.5202 1002502252 12262 32 100 01 0011余数余数1.04八进制100812818 044110016604 616十六进制计算机科学与技术学院 黄斐余数二进制、

7、八进制、十六进制数间的相互转换 1664(H)=0110 0100(B)6 4144(O)=001 100 100(B)1 4 41 101 101 110.110 101(B)= 1556.65(O) 1 5 5 6 6 5 11 0110 1110.1101 01(B)=36E.D4(H)3 6 E D 4一位八进制数对应三位二进制数一位十六进制数对应四位二进制数二进制转化成八(十六)进制)整数部分：从右向左按三(四)位进行分组小数部分：从左向右按三(四)位进行分组不足补零计算机科学与技术学院 黄斐二进制、八进制、十六进制数间的关系 17八进制 对应二进制 十六进制对应二进制 十六进制 对

8、应二进制 0000000008100010011000191001201020010A1010301130011B1011410040100C1100510150101D1101611060110E1110711170111F1111计算机科学与技术学院 黄斐4.4.3 二进制数的算术运算 181.二进制数的加法运算2.二进制数的减法运算加法运算法则0+0=00+1=1+0=11+1=10 1101 + 111011011减法运算法则0-0=1-1=01-0=10-1=1计算机科学与技术学院 黄斐二进制数的算术运算 193.二进制数的乘法运算 4.二进制数的减法运算乘法运算法则00=001=1

9、0=011=1减法运算法则00=001=011=1计算机科学与技术学院 黄斐4.4.4 二进制数的逻辑运算 20逻辑非运算逻辑非的真值表AF = A01 10逻辑与运算逻辑与的真值表ABF = AB000 010 100 111计算机科学与技术学院 黄斐4.4.4 二进制数的逻辑运算 21逻辑或运算逻辑或的真值表ABF = A+B000 011 101 111计算机科学与技术学院 黄斐4.2 数据在计算机中的表示 22二进制优点：物理上容易实现，运算简单，可靠性、通用性强 1 1 1 1 1 1 1 11 0 1 0 0 1 0 1计算机科学与技术学院 黄斐4.2.1数值23符号位 “0”表示

10、正 、 “1”表示负定点整数 符号数的机器数表示 10101100S小数点无符号位S小数点定点小数 计算机科学与技术学院 黄斐浮点数表示24110.011(B)=1.100112+10=11001.12-10=0.1100112+11阶码数符阶符尾数1100110011N= 数符尾数2阶符阶码尾数的位数决定数的精度阶码的位数决定数的范围 规格化的形式：尾数的绝对值大于 等于0.1并且小于1，从而唯一地规 定了小数点的位置。 定点整数定点小数计算机科学与技术学院 黄斐带符号数的表示 25(3)补码0X1|X|0=XX=0+7：00000111 +0：00000000 - 7： 10000111

11、- 0：10000000 X原=+7： 00000111 +0：00000000 0X1|X|0=XX=00X1|X|+10=XX0+7： 00000111 +0：00000000 -7：11111000 - 0：11111111 - 7：11111001 - 0：00000000 (2)反码X反=X反=假定一个数在机器中占用8位。(1) 原码计算机科学与技术学院 黄斐4.2.2 字符 26西文字符ACSII码(American Standard Code for Information Interchange)128个常用字符，用7位二进制编码，从0到127控制字符：032，127；普通字符

12、：94个。例如：“a”字符的编码为1100001，对应的十进制数是97；换行 0AH 10回车 0DH 13空格 20H 3209 30H39H 4857AZ 41H5AH 6590az 61H7AH 97122计算机科学与技术学院 黄斐27(1) 汉字输入码 音码类 全拼、双拼、微软拼音、智能ABC等 形码类 五笔字型法、郑码输入法等 。 (2) 汉字国标码(GB231280)每个汉字占两个字节。 一级汉字：3755个；二级汉字：3008个。汉字分区，每个区94个汉字。(3)机内码计算机科学与技术学院 黄斐“大”字的区位码208300010100 0l0l00ll区号和位号分别加上32001

13、00000 00100000“大”字的国标交换码00110100 0l1l00ll“大”字的内码B4F310110100 1l1l00ll汉字字形编码28(4) 汉字字形码 点阵：汉字字形点阵的代码 有1616、2424、3232、4848等编码、存储方式简单、无需转换直接输 出放大后产生的效果差矢量：存储的是描述汉字字形的轮廓特征 矢量方式特点正好与点阵相反(5) 汉字地址码 每个汉字字形码在汉字字库中的相对位移地址 地址码和机内码要有简明的对应转换关系计算机科学与技术学院 黄斐UCS编码29组平面行 字位最高位为0基本多文种平面（BMP）：0组0平面，包含字母、音节及表意文字等。例如：A

14、41H(ASCII) 00000041H(UCS) 大 B4F3H(GB2312) 00005927H(UCS)(6) 其他汉字编码UCS码、Unicode码、GBK码、BIG5码等 国际标准： 通用多八位编码字符集UCS(Universal Code Set)世界各种文字的统一的编码方案，一个字符占4个字节。分为：计算机科学与技术学院 黄斐其他汉字编码30 Unicode码 另一国际标准：采用双字节编码统一地表示世界上的主要文字。其字符集内容与UCS的BMP相同。 GBK码GBK等同于UCS的新的中文编码扩展国家标准，2字节表示一个汉字第一字节从81HFEH，最高位为1；第二字节从40HFEH，第二字节的最高位不一定是1。 BIG5编码台湾、香港地区普遍使用的一种繁体汉字的编码标准，包括440个符号，一级汉字5 401个、二级汉字7 652个，共计13 060个汉字。 计算机科学与技术学院 黄斐思 考 题 311计算机由哪几个部分组成？2存储器的容量单位有哪些？256MB=( )B 3内存和外存有什么区别？ 4指令和程序有什么区别？5如何快速判断一个二进制数是奇数偶数？6浮点数在计算机中是如何表示的？7一个n位的有符号数，其最大值是多少？8 “D”、“d”、“3”和空格的AS