第一章 计算机基础知识1.1 信息技术与计算机信息(Information)的定义：⑴信息是不确定性的减少或消除⑵信息是控制系统进行调节 活动时，与外界相互作用、相互交换的内容⑶信息是事物运动的状态和状态变化的方式 信息技术(Information Technology)，简称 IT信息技术的定义就是能够提高或扩展人类信息能力的方法和手段的总称 包括信息的产生、获取、检索、识别、变换、处理、控制、分析、显示及利用的技术等等 信息技术三大核心技术：计算机技术 微电子技术 通信技术信息化社会的基本特征：⑴ 信息、知识、智力日益成为社会发展的决定力量⑵ 信息技术、信息产业、信息经济日益成为科技、经济、社会发展的主导因素⑶ 信息劳动者、脑力劳动者、知识分子的作用日益增大⑷ 信息网络成为社会发展的基础设施1946 年 2 月，世界上第一台计算机诞生于美国宾州大学，取名“电子数值积分计算机” (Electronic Numerical Integrator And Calculator)，简称 ENIAC这台计算机使用了17468个真空电子管，耗电174千瓦，占地 170平方米，重达30 吨，价 格 40 多万美元，是一个昂贵耗电的“庞然大物”。
由于ENIAC采用了电子线路来执行算术运算、逻辑运算和存储信息，从而大大提高了运算速 度，每秒可进行 5000 次加法运算ENIAC存在着不能存储程序、使用的是十进制数且在机外用线路连接的方法来编排程序等明 显的弱点美国电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers， IEEE)提出的, 它根据计算机的规模和处理能力可以把计算机分为以下6 类：巨型计算机 小巨型计算机 大型主机 小型计算机 工作站 微型计算机计算机的主要特点：处理(运算)速度快 计算精度高 具有超强的“记忆”功能 具有可靠 的逻辑判断能力 高度的自动化及人-机交互功能 计算机的应用已经渗透到人类社会生活的各个领域计算机的应用可归纳为如下几个主要的 方面：科学计算 信息处理 过程控制 计算机辅助系统 人工智能 网络应用 计算机的发展趋势：巨型化 微型化 网络化 智能化 多媒体化1.2 计算机编码基础知识计算机中的数制 ：计算机科学中经常使用十进制、二进制、八进制和十六进制但在计算 机内部，不管什么样的数都使用二进制编码形式来表示每种数制中数码的个数称为该数制的基数 位权：在任何数制中，数码所处的位置不同，代表的数值大小也不同 。
某一位数码代表的数值的大小是该位数码与位权的乘积 234.18=2 X 102+3 X101+4 X 100+1X10-1+8 X 10-2BODH十进制数二进制数八进制数十六进制数000011112102231133410044510155611066711177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F16100002010二进制数的常用单位(一) 位(bit) 位是二进制数中的一个数位，可以是“0”或“1”它是计算机中数据的最小单位称为比特(bit)二) 字节(Byte)通常将8 位二进制数组成一组，称作一个字节字节是计算机中数据处理和存储容量的基本单位，常将字节英文单词Byte简写成B,这样常用的单位还有KB（千字节）、MB（兆 字节）、GB（千兆字节）等，它们与字节的关系是：1B = 8bit 1KB = 210B = 1024B 1MB =210 KB = 1024KB 1GB = 210 MB =1024MB字字是指计算机一次存取、加工、运算和传输的数据长度它是衡量计算机性能的一个重要指 标。
计算机的字长越长，其运算速度越快、计算精度越高目前计算机的字长有 8 位、 16 位、 32 位和 64 位等计算机所处理的数据包括数值型数据和非数值型数据两种 在计算机中表示一个数值型数据，要解决三个问题： 数的位数 数的符号 小数点的表 示 在计算机中表示数值型数据，小数点的位置总是隐含的，位置可以是固定的，称为定点数 也可以是可变的，称为浮点数定点数表示法——一般分为定点整数和定点小数两种：定点整数 小数点位置约定在最低数值位的后面，用于表示整数定点小数 小数点位置约定在最高数值位的前面，符号位的后面，用于表示小于1的纯小数将二进制数N用浮点形式表示，可表示为一个纯小数与2的整数次幕的乘积形式N = ± S x 2 土 c其中，N、S、C均为二进制数S称为N的尾数，即全部的有效数字（数值小于1）S前面 的正负号表示整个数值的正负，称为尾符C 称为 N 的阶码，是指数的数值（通常是整数），它指明了小数点的实际位置 C 前面的正 负号是阶码的符号，称为阶符三、字符编码（一） ASCII 码ASCII 码， 即 美国标准信息交换码 （American Standard Code for Information Interchange） 。
ASCII 包括 32 个通用控制字符、 10 个十进制数码、 52 个英文大小写字母和 34个专用符号，共128个元素，故需要用7位二进制数进行编码 BCD码二一十进制编码“Binary Coded Decimals”，简写为 BCDBCD编码种类很多，其中8421码是最常用的一种BCD编码 8421码是将每1位十进制数用4位二进制代码表达的一种编码方式，即一个十进制数采用 一组4位二进制代码表达选用0000〜1001来一、计算机系统组成1945年，ENIAC诞生后，美籍匈牙利科学家冯•诺依曼（Von Neumann）对ENICA提 出了重大的改进理论，提出了一个“存储程序”的计算机方案 这个方案包含三个要点： 采用二进制数的形式表示数据和指令将指令和数据同时存放在存储器中 由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成计算机十进制数8421 码十进制数S4J1 码00000100001000010001110001000120010120010001030011B00010011401001400010100501011500010101601101600010110701111700010111810001800011000910011900011001表示0〜9十个数字。
GB2312-80，简称国标码，也叫汉字交换码汉字机内码是汉字在计算机内部存储、处理和 传输用的信息代码汉字输入码也叫外码，是一种为了将汉字通过键盘输入到计算机中而设 计的代码，有数字编码、音码、形码、音形码等数据程序(一)运算器汉字字形码是一种使用点阵方法构造的汉字字形的字模数据，在显示或打印汉字时需要使用 汉字字形码，也称为汉字字库汉字字形点阵有 16X16、24X24、32X32、64X64、96X96、128X128、256X256 点阵等1.3 计算机系统的组成结果运算器是对数据进行处理的部件运算器的主要部件是算术逻辑单元，即 ALU(Arithmetic Logical Unit),另外还包括一些寄存器和其它部件它的基本操作是进行算术运算和逻辑运算算术运算是按算术规则进行的运算，如加、减、乘、除等逻辑运算一般指非 算术性质的运算，如比较大小、移位、逻辑“与”、逻辑“或”、逻辑“非”等二） 控制器 控制器的主要作用是指挥计算机各部件协调地工作它是计算机的指挥中心，在控 制器的控制之下，将输入设备输入的程序和数据，存入存储器，并按照程序的要求指挥运算 器进行运算和处理，然后把运算和处理的结果再存入存储器中，最后将处理结果传送到输出 设备上 。
通常把运算器和控制器合称为中央处理器CPU（Center Processing Unit）三） 存储器存储器是用来存储程序和数据的部件存储器又分为内存储器（主存储器）和外存储 器（辅助存储器）两类内存储器简称内存，用来存储当前要执行的程序和数据以及中间结果 和最终结果内存储器由许多存储单元组成，每个存储单元都有自己的地址根据地址就可 以找到所需的数据和程序外存储器简称外存，用来存储大量暂时不参与运算的数据和程序， 以及运算结果四） 输入设备输入设备是将用户的程序、数据和命令输入到计算机的内存器的设备最常用的输 入设备是键盘，常用的输入设备还有鼠标器、扫描仪、手写板等五） 输出设备 输出设备是显示或硬拷贝计算机运算和处理结果的设备最常用的输出设备是显示 器和打印机，常用的输出设备还有绘图仪等 一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成 硬件系统指由电子部件和机电装置组成的实体 软件系统指装在硬件中的各种程序以及全部的应用技术资料 硬件和软件是不可分割的整体： 没有计算机硬件，软件的功能就无处实现；没有软件的计算机，就是没有灵魂的“裸机”， 不会做任何工作软件要根据已有的硬件来安装，才能发挥作用。
硬件要根据新软件设计的需要而加以改进，才具有发展潜力目前的发展趋势是硬件集成度 越来越高，软件应用的范围越来越宽，功能越来越强1.4 计算机硬件系统 一、总线的概念 总线（Bus）是连接多个设备的信息通道，实际上是一组信号线每根信号线都可以传输二 进制的信号它是一种共享的传输通道，它所传输的信号可以被所有接入该总线的设备接收，但同一时刻 只能有一个设备发送数据到总线上而且，只有 CPU 和主存储器是与总线相连，输入设备、输出设备、外存储取等外部设备则 是通过接口电路与总线相连微型计算机采用总线结构将CPU、主存储器和输入、输出接口电路连接起来 总线的分类：内部总线——芯片内部连接各元件的总线；系统总线 指连接CPU、存储器和各种输入/输出接口（I/O接口）的总线； 外部总线——是微机和外部设备之间的总线系统总线数据总线DB（Data Bus）——用于CPU与主存储器、CPU与I/O接口之间传送数据信息数据总线的宽度（根数）决定每次能同时传输信息的位数，因此它是决定计算机性能的主要指 标地址总线AB （Address Bus） 用于给出源数据或目标数据所在的主存单元或I/O端口的地址地址总线的宽度决定了 CPU的寻址能力。
控制总线CB（Control Bus）——用来控制对数据总线和地址总线的访问和使用控制器运算器总线的带宽CPU）■■只读存储器（ROM）二随机存储器（RAM ）严输入设备（键盘s鼠标s扫描仪等）输出设备（显示器.打印机等）外存储器（硬盘“软盘"磁带s光盘等）操作系统（DO 久 Windows^ UNIXs Lmux 等）戸汇編程序 语言处理系统彳編译程序-解释程序「监控s检测程序连接编译程序丟统服务程序彳连接装配程序 调试程序＜其他服务程序数据库管理系统（DBMS ）＜文字处理软件电子表格软件信息管理软件即通常所说的每秒钟传送。