01第1章计算机与信息技术概述

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1、第第1 1章章计算机与信息技术概述计算机与信息技术概述u当今社会，计算机已经走进了万家亿户当今社会，计算机已经走进了万家亿户,计算计算机几乎无所不能，无孔不入，各行各业离不机几乎无所不能，无孔不入，各行各业离不开计算机，学习生活娱乐离不开计算机，难开计算机，学习生活娱乐离不开计算机，难怪我们给计算机一个非常形象的称谓怪我们给计算机一个非常形象的称谓“电脑电脑”。可是，计算机究竟可是，计算机究竟是什么？它都能做是什么？它都能做些什么呢？些什么呢？引言：什么是计算机？引言：什么是计算机？n计算机不是图书馆，却能让我们博览群书计算机不是图书馆，却能让我们博览群书引言：什么是计算机？引言：什么是计算

2、机？n计算机不是报纸，却能让我们饱览全国各地报纸计算机不是报纸，却能让我们饱览全国各地报纸引言：什么是计算机？引言：什么是计算机？n计算机不是商场，却能让我们足不出户，就能货比计算机不是商场，却能让我们足不出户，就能货比百家，买到心仪的商品。百家，买到心仪的商品。引言：什么是计算机？引言：什么是计算机？u计算机不是电视机，却能让我们随时随地观计算机不是电视机，却能让我们随时随地观看自己喜爱的节目。看自己喜爱的节目。引言：什么是计算机？引言：什么是计算机？n计算机不是邮局，却能帮我们快速地传递邮件和贺计算机不是邮局，却能帮我们快速地传递邮件和贺卡。卡。引言：什么是计算机？引言：什么是计算机？u计

3、算机能做的事还有很多很多计算机能做的事还有很多很多计算机可以用于办公自动化、生产控制、信计算机可以用于办公自动化、生产控制、信息管理、浏览新闻、查阅学习资料和百科知息管理、浏览新闻、查阅学习资料和百科知识、创作动画视频、开发软件、下载资料、识、创作动画视频、开发软件、下载资料、美化相片、听歌、听收音机、看电影电视、美化相片、听歌、听收音机、看电影电视、购物、看报纸、和朋友聊天、发电子邮件、购物、看报纸、和朋友聊天、发电子邮件、发手机短消息、游戏娱乐等等，集电视机、发手机短消息、游戏娱乐等等，集电视机、收音机、影碟机、电话机、录音机等多种电收音机、影碟机、电话机、录音机等多种电器于一体，可谓神通

4、广大，老少皆宜。器于一体，可谓神通广大，老少皆宜。9第1章计算机与信息技术概述什么是计算机？什么是计算机？n计算机是一种能够计算机是一种能够高速地高速地、自动地自动地进行进行信息处理信息处理的的电子设备电子设备。n计算机处理信息的过程包括信息计算机处理信息的过程包括信息收集收集、存储存储、传递传递、加工处理加工处理和和使用使用。10第1章计算机与信息技术概述什么是计算机？什么是计算机？n从本质上讲，计算机是一种从本质上讲，计算机是一种工具工具u不是交通运输工具不是交通运输工具u不是机械加工工具不是机械加工工具u不是不是工具工具u计算机是一种计算机是一种信息处理工具信息处理工具11第1章计

5、算机与信息技术概述什么是计算机？什么是计算机？&计算机是计算机是2020世纪世纪人类历史上最伟大人类历史上最伟大的发明之一。的发明之一。&在短暂的在短暂的半个多世纪半个多世纪里，计算机技里，计算机技术取得了迅猛的发展。术取得了迅猛的发展。&如今，计算机的如今，计算机的应用领域应用领域已经渗透已经渗透到各行各业，成为当今社会不可缺少到各行各业，成为当今社会不可缺少的信息处理工具。的信息处理工具。12第1章计算机与信息技术概述本章主要内容本章主要内容| 1.11.1 计算机发展概述计算机发展概述| 1.21.2 计算机的分类计算机的分类| 1.31.3 计算机的应用计算机的应用| 1.41.4

7、1.4 计算机的发展趋势计算机的发展趋势1.1.1 1.1.1 计算机的产生和发展计算机的产生和发展 1 1. . 第一台计算机的诞生第一台计算机的诞生 2 2. . 根据计算机所使用的根据计算机所使用的电子器件电子器件将计将计算机的发展过程划分为算机的发展过程划分为四个四个阶段：阶段：| 电子管计算机电子管计算机| 晶体管计算机晶体管计算机| 中小规模集成电路中小规模集成电路(MSI, SSI)(MSI, SSI)| 大规模大规模(LSI)(LSI)和超大规模（和超大规模（VLSIVLSI）计算机）计算机16第1章计算机与信息技术概述1 1、第一台计算机的诞生、第一台计算机的诞生19461

8、946年年ENIACENIAC（电子数字积分机与计算机）电子数字积分机与计算机）计算机计算机：u研制单位：美国宾夕法尼亚大学研制单位：美国宾夕法尼亚大学u用用途：军事计算途：军事计算u运算速度：运算速度：50005000次次/ /秒秒u体积价格：体积价格：170170平方米平方米,30,30吨吨,140,140千瓦千瓦,40,40万美万美元元19371937年至年至19411941年年美美国国爱荷华爱荷华州立大学的州立大学的阿塔纳索夫阿塔纳索夫教授教授研制了世界上的第一台计算研制了世界上的第一台计算机机“阿塔纳索夫阿塔纳索夫- -贝瑞贝瑞计算计算机机”，简称，简称ABCABC但最负盛名的是

9、但最负盛名的是19461946年在年在美美国国宾夕法尼亚宾夕法尼亚大学研大学研制的制的ENIACENIAC计算机。计算机。17第1章计算机与信息技术概述第一台计算机诞生的第一台计算机诞生的“故事故事”n尽管电子计算机的出现只有尽管电子计算机的出现只有6060多年的时间，但它的多年的时间，但它的诞生却是人类数百年努力的积累。早在诞生却是人类数百年努力的积累。早在1717世纪，一世纪，一批欧洲数学家就已开始研制计算机。批欧洲数学家就已开始研制计算机。n16421642年，为了协助担任税务局长的父亲，年仅年，为了协助担任税务局长的父亲，年仅1919岁岁的的法法国数学家国数学家帕斯卡帕斯卡成功地制造

10、了第一成功地制造了第一台钟表齿轮台钟表齿轮式式机械计算机，但仅能做机械计算机，但仅能做加减法加减法运算。运算。德德国数学家国数学家莱布尼兹莱布尼兹于于16781678年发明了可做年发明了可做乘除运算乘除运算的计算机。的计算机。n但这些但这些机械机械计算机计算机的性能过于落后，远远满足不了的性能过于落后，远远满足不了人们的需要。人们的需要。18第1章计算机与信息技术概述第一台计算机诞生的第一台计算机诞生的“故事故事”n一百多年后，一百多年后，英英国数学家国数学家巴贝奇巴贝奇于于18221822年设计出了年设计出了一种更为先进的计算机。遗憾的是，由于当时工业一种更为先进的计算机。遗憾的是，由于当

11、时工业水平所限，巴贝奇的设计根本无法实现。水平所限，巴贝奇的设计根本无法实现。 n此后一百年间，人类在此后一百年间，人类在电磁学电磁学、电工学电工学、电子学电子学领领域不断取得重大进展，为电子计算机的出现奠定了域不断取得重大进展，为电子计算机的出现奠定了坚实的基础。坚实的基础。19第1章计算机与信息技术概述第一台计算机诞生的第一台计算机诞生的“故事故事”n二战爆发后，美国陆军军械部为研制和开发新型大二战爆发后，美国陆军军械部为研制和开发新型大炮，设立了炮，设立了“弹道弹道研究实验室研究实验室”，但极为繁重的计，但极为繁重的计算任务令研究人员大伤脑筋。尽管实验室雇用了算任务令研究人员大伤脑筋。

12、尽管实验室雇用了200200多名计算快手，还是捉襟见肘。他们迫切需要多名计算快手，还是捉襟见肘。他们迫切需要一种新的计算机器，以提高工作效率。一种新的计算机器，以提高工作效率。n就在人们一筹莫展之时，就在人们一筹莫展之时，宾夕法尼亚宾夕法尼亚大学大学莫尔莫尔学院学院的的莫克利莫克利博士博士提出了试制第一台电子计算机的设想。提出了试制第一台电子计算机的设想。他的设想吸引了陆军军械部，他们立即要求莫尔学他的设想吸引了陆军军械部，他们立即要求莫尔学院拟定一份研制计划。院拟定一份研制计划。20第1章计算机与信息技术概述第一台计算机诞生的第一台计算机诞生的“故事故事”n按照科学家们的估计，制造一台电子

13、计算机所需的按照科学家们的估计，制造一台电子计算机所需的经费为经费为1515万美元万美元，这在当时是一笔巨款，因此遭到，这在当时是一笔巨款，因此遭到了军方内部很多人的坚决反对。眼看研制电子计算了军方内部很多人的坚决反对。眼看研制电子计算机的计划就要夭折，美国著名数学家机的计划就要夭折，美国著名数学家维伯伦维伯伦博士博士坚坚定地站到了支持者的行列里，他最终说服了美国军定地站到了支持者的行列里，他最终说服了美国军方。方。n经过两年多的紧张研制，第一台电子计算机终于在经过两年多的紧张研制，第一台电子计算机终于在19461946年年2 2月月1414日日问世。而它的开发经费几经追加，问世。而它的开发经

14、费几经追加，最后达到最后达到4848万美元万美元。21第1章计算机与信息技术概述第一台计算机诞生的第一台计算机诞生的“故事故事”n这台名为这台名为“埃尼阿克埃尼阿克”的电子计算机，如今看来简的电子计算机，如今看来简直就是一个怪物。其内部有成千上万个电子管、直就是一个怪物。其内部有成千上万个电子管、二极管、电阻器等元件，电路的焊接点多达二极管、电阻器等元件，电路的焊接点多达5050万万个；在机器表面，则布满电表、电线和指示灯。个；在机器表面，则布满电表、电线和指示灯。n令人哭笑不得的是，它的耗电量超过令人哭笑不得的是，它的耗电量超过174174千瓦小时，千瓦小时，据说在使用时全镇的电灯都会变暗

15、；而且它的据说在使用时全镇的电灯都会变暗；而且它的电电子管子管平均每隔平均每隔1515分钟分钟就要烧坏一只，科学家们不就要烧坏一只，科学家们不得不满头大汗地不停更换。得不满头大汗地不停更换。22第1章计算机与信息技术概述第一台计算机诞生的第一台计算机诞生的“故事故事”n然而，然而，“埃尼阿克埃尼阿克”的计算速度却是手工计算的的计算速度却是手工计算的2020万倍万倍、继电器计算机的、继电器计算机的10001000倍倍。美国军方也从中尝。美国军方也从中尝到了甜头，因为它计算炮弹弹道只需要到了甜头，因为它计算炮弹弹道只需要3 3秒钟秒钟，而，而在此之前，则需要在此之前，则需要200200人人手工计

16、算手工计算两个月两个月。n除了常规的弹道计算外，它后来还涉及诸多的科研除了常规的弹道计算外，它后来还涉及诸多的科研领域，曾在领域，曾在第一颗原子弹第一颗原子弹的研制过程中发挥了重要的研制过程中发挥了重要作用。作用。n19551955年年1010月月2 2日日，“埃尼阿克埃尼阿克”宣告宣告“退役退役” ，之，之后被陈列在华盛顿的一家博物馆里。后被陈列在华盛顿的一家博物馆里。24第1章计算机与信息技术概述第一代（约第一代（约1946-1957）电子管电子管计算机计算机速度：几十几万次速度：几十几万次速度：几十几万次速度：几十几万次/ / / /秒秒秒秒内存：磁鼓，千字内存：磁鼓，千字内存：磁

17、鼓，千字内存：磁鼓，千字外设：磁带外设：磁带外设：磁带外设：磁带机器语言或汇编语言编程机器语言或汇编语言编程机器语言或汇编语言编程机器语言或汇编语言编程主要用于主要用于主要用于主要用于科学计算科学计算科学计算科学计算第一代电子计算机中第一代电子计算机中使用的磁鼓存储器使用的磁鼓存储器电子管电子管25第1章计算机与信息技术概述l l速度：几十万次速度：几十万次速度：几十万次速度：几十万次/ / / /秒秒秒秒l l内存：磁芯，十万字内存：磁芯，十万字内存：磁芯，十万字内存：磁芯，十万字l l外设：磁盘外设：磁盘外设：磁盘外设：磁盘l l使用使用使用使用FORTRANFORTRANFOR

18、TRANFORTRAN等高级语言编程等高级语言编程等高级语言编程等高级语言编程l l开始用于开始用于开始用于开始用于数据处理数据处理数据处理数据处理领域领域领域领域晶体管晶体管第二代（约第二代（约1958-1964）晶体管晶体管计算机计算机26第1章计算机与信息技术概述中小规模集成电路中小规模集成电路(SSI,MSI)(SSI,MSI)计算机计算机l速度：几十万次几百万次速度：几十万次几百万次/ /秒秒l内存：半导体存储器内存：半导体存储器l高级语言高级语言, ,开始使用操作系统开始使用操作系统l广泛用于广泛用于科学计算科学计算、数据处理数据处理、工业控制工业控制领领域域第三代（约第三

19、代（约1965-19731965-1973）27第1章计算机与信息技术概述大规模大规模(LSI)(LSI)和超大规模（和超大规模（VLSIVLSI）计算机）计算机l速度：几百万次亿次速度：几百万次亿次/ /秒秒l内存：半导体存储器内存：半导体存储器l出现了微型计算机出现了微型计算机l深入深入各行各业各行各业（家庭（家庭和个人开始使用和个人开始使用计算机算机）第四代（第四代（19741974年起）年起）1.1.2 1.1.2 微电子技术微电子技术| 1 1. .什么是微电子技术什么是微电子技术| 2 2. .纳米世界纳米世界| 3 3. .微电子技术与计算机的关系微电子技术与计算机的关系|

20、4 4. .集成电路的发展规律集成电路的发展规律| 5 5. .集成电路的分类集成电路的分类29第1章计算机与信息技术概述1、什么是微电子技术r微电子技术微电子技术是指将尺寸在微米数量级，甚至是是指将尺寸在微米数量级，甚至是纳米数量级的晶体管等基础元件集成在一块半纳米数量级的晶体管等基础元件集成在一块半导体芯片上的导体芯片上的电路集成技术电路集成技术。r微电子技术的核心技术是微电子技术的核心技术是集成电路技术集成电路技术。r集成电路具有集成电路具有体积小、重量轻、功耗小、成本体积小、重量轻、功耗小、成本低、速度快、可靠性高等优点。低、速度快、可靠性高等优点。r微电子技术是微电子技术是现代信息

21、技术现代信息技术的核心，是发展电的核心，是发展电子信息产业和各项高技术的基础子信息产业和各项高技术的基础30第1章计算机与信息技术概述2、纳米世界n1 1纳米纳米=10=10-9-9米米=10=10亿分之一米亿分之一米=1nm=1nmn人的头发丝的直径一般为人的头发丝的直径一般为700070008000nm8000nm，人体，人体红细胞的直径一般为红细胞的直径一般为300030005000nm 5000nm n一根头发宽度可以摆放一根头发宽度可以摆放20002000多个多个4545纳米晶体管纳米晶体管n一个一个4545纳米晶体管可在纳米晶体管可在1 1秒钟内切换秒钟内切换3434亿亿次次n一

22、个一个4545纳米晶体管开关一次所需时间仅相当于纳米晶体管开关一次所需时间仅相当于以以光速光速（3030万公里万公里/ /秒）穿行秒）穿行0.1 0.1 英寸英寸所需的时所需的时间间31第1章计算机与信息技术概述3、微电子技术与计算机的关系r微电子技术最重要的微电子技术最重要的应用领域应用领域是计算机领域。是计算机领域。r微型计算机的微型计算机的各个组成部分各个组成部分都离不开微电子技术。都离不开微电子技术。r集成电路技术的飞速发展加快了计算机集成电路技术的飞速发展加快了计算机更新换代更新换代的的速度。速度。一代一代经典的一代一代经典的CPU32第1章计算机与信息技术概述4、集成电路的发展

23、规律r集成电路的集成电路的工作速度工作速度主要取决于主要取决于晶体管的尺寸。晶体管的尺寸。r晶体管的尺寸越小，其工作的速度就越快，相同晶体管的尺寸越小，其工作的速度就越快，相同面积的晶片可容纳的晶体管数目就越多。面积的晶片可容纳的晶体管数目就越多。r所以从集成电路问世以来，人们就一直在缩小晶所以从集成电路问世以来，人们就一直在缩小晶体管、电阻、电容、连接线的尺寸上下功夫。体管、电阻、电容、连接线的尺寸上下功夫。33第1章计算机与信息技术概述4、集成电路的发展规律（续）19196565年美国年美国IntelIntel公司的创始人之一公司的创始人之一戈登戈登摩尔摩尔（Gordon Gordon

24、E.MooreE.Moore）根据根据19581958年以来集成电路的发年以来集成电路的发展情况，预测每展情况，预测每18-2418-24个月个月相同面积的硅片上的相同面积的硅片上的晶体管数目将翻一番。晶体管数目将翻一番。这一预测在后来的几十年中基本得到验证。这一预测在后来的几十年中基本得到验证。这就是闻名于信息领域的这就是闻名于信息领域的“摩尔定律摩尔定律”。34第1章计算机与信息技术概述4、集成电路的发展规律（续）计计算算机机第第一一定定律律摩摩尔尔（MooreMoore）定定律律：单单块块集集成成电电路路的的集集成成度度平平均均每每18241824个个月月翻翻一一番番 (Gordon

25、E.Moore,1965(Gordon E.Moore,1965年年) )35第1章计算机与信息技术概述4、集成电路的发展规律（续）“摩尔定律摩尔定律”带动了芯片产业白热化的竞争。在纪念这带动了芯片产业白热化的竞争。在纪念这一定律发表一定律发表4040周年之时，作为英特尔公司名誉主席的周年之时，作为英特尔公司名誉主席的摩尔说：摩尔说：“如果你期望在半导体行业处于领先地位，如果你期望在半导体行业处于领先地位，你无法承担落后于摩尔定律的后果。你无法承担落后于摩尔定律的后果。”从昔日的仙童公司到今天的英特尔、摩托罗拉从昔日的仙童公司到今天的英特尔、摩托罗拉、AMDAMD公司等，半导体产业围绕公司

26、等，半导体产业围绕“摩尔定律摩尔定律”的竞争像大浪的竞争像大浪淘沙一样激烈。淘沙一样激烈。 36第1章计算机与信息技术概述4、集成电路的发展规律（续）、集成电路的发展规律（续）处理器生产工艺从早期的处理器生产工艺从早期的0.8um,0.6um, 0.8um,0.6um, 0.35um,0.25um,0.18um,0.13um,0.09um0.35um,0.25um,0.18um,0.13um,0.09um到到65nm, 65nm, 45nm45nm, ,32nm32nm, ,22nm22nm。15nm15nm将是下一代将是下一代CPUCPU的发展目的发展目标。标。预计预计,2016,201

27、6年将采用年将采用11nm11nm生产工艺，晶体管生产工艺，晶体管数量达到数量达到12801280亿个亿个;2018;2018年年8nm,25608nm,2560亿个。亿个。基于基于32nm32nm制程的酷睿制程的酷睿i3(Core i3)i3(Core i3)处理器有处理器有3.823.82亿亿个晶体管，核心面积是个晶体管，核心面积是8181平方毫米平方毫米。37第1章计算机与信息技术概述4、集成电路的发展规律（续）n问题：问题：？摩摩尔尔定定律律问问世世4040余余年年了了。人人们们不不无无惊惊奇奇地地看看到到半半导导体体芯芯片片制制造造工工艺艺水水平平以以一一种种令令人人目目眩眩的

28、的速速度度提提高高。人人们们不不禁禁要要问问：这这种种令令人人难难以以置置信信的的发发展展速速度度会会无无止止境境地地持续下去吗？持续下去吗？！不需要复杂的逻辑推理就可以知道：芯片上元件的几不需要复杂的逻辑推理就可以知道：芯片上元件的几何尺寸不可能无限制地缩小下去，何尺寸不可能无限制地缩小下去，因为线宽进一步因为线宽进一步缩小后，晶体管线条小到缩小后，晶体管线条小到纳米级纳米级时，其电流微弱到仅时，其电流微弱到仅有几十个甚至几个电子流动，晶体管将逼近其物理极有几十个甚至几个电子流动，晶体管将逼近其物理极限而无法正常工作。限而无法正常工作。38第1章计算机与信息技术概述4、集成电路的发展规律

29、（续）n出路：出路：J在在纳纳米米尺尺寸寸下下，纳纳米米结结构构会会表表现现出出一一些些新新的的量量子子现现象象和和效效应应，人人们们正正在在利利用用这这些些量量子子效效应应研研制制具具有有全全新新功功能能的的量量子子器器件件，使使能能开开发发出出新新的的纳纳米米芯芯片片和和量量子子计计算机。算机。J同同时时，正正在在研研究究将将光光作作为为信信息息的的载载体体，发发展展光光子子学学，研研制制集集成成光光路路，或或把把电电子子与光子并用，实现与光子并用，实现光电子集成。光电子集成。39第1章计算机与信息技术概述5、集成电路的分类n按集成电路的规模，可以将集成电路分为六大类：按集成电路的规模，

30、可以将集成电路分为六大类：类别类别芯片所含器件个数芯片所含器件个数小规模集成电路（小规模集成电路（SSISSI） 100 100中规模集成电路（中规模集成电路（MSIMSI） 1001000 1001000大规模集成电路（大规模集成电路（LSILSI） 100010 100010 万万超大规模集成电路（超大规模集成电路（VLSIVLSI） 10 10万万10001000万万特大规模集成电路（特大规模集成电路（ULSIULSI） 1000 1000万万1010亿亿巨大规模集成电路（巨大规模集成电路（GLSIGLSI）超过超过1010亿亿40第1章计算机与信息技术概述1.1.3 计算机的特点工

31、作自动化：工作自动化：计算机由程序控制其运行过程，只要根据计算机由程序控制其运行过程，只要根据需要，事先将程序编好并存储到计算机中，则运行程序需要，事先将程序编好并存储到计算机中，则运行程序时计算机就能自动完成预定的处理任务。时计算机就能自动完成预定的处理任务。处理速度快：处理速度快：计算机运算速度远远超过普通的计算工具，计算机运算速度远远超过普通的计算工具，目前世界上最快的计算机每秒可运算万亿次，普通的微目前世界上最快的计算机每秒可运算万亿次，普通的微型计算机运算速度也达到每秒上百万次。型计算机运算速度也达到每秒上百万次。计算精度高：计算精度高：可根据需要获得千分之一到几百万分之一可根据需要

32、获得千分之一到几百万分之一甚至更高的精度。甚至更高的精度。41第1章计算机与信息技术概述1.1.3 计算机的特点（续）记忆能力强：记忆能力强：计算机的存储器类似于人的大脑，能记忆大计算机的存储器类似于人的大脑，能记忆大量的数据和程序，可随时提供信息查询和处理等服务。量的数据和程序，可随时提供信息查询和处理等服务。逻辑判断能力可靠：逻辑判断能力可靠：具有可靠的逻辑判断能力是计算机能具有可靠的逻辑判断能力是计算机能够实现信息处理自动化的重要原因。够实现信息处理自动化的重要原因。通用性强：通用性强：同一台计算机只要安装不同的软件或连接到不同一台计算机只要安装不同的软件或连接到不同的设备上，就可以完

33、成不同的任务。因此，计算机可以同的设备上，就可以完成不同的任务。因此，计算机可以被用在各个行业。被用在各个行业。支持人机交互：支持人机交互：计算机具有多种输入输出设备，可支持用计算机具有多种输入输出设备，可支持用户与机器进行交互。如用户只要轻轻点击鼠标，计算机就户与机器进行交互。如用户只要轻轻点击鼠标，计算机就可以完成某项操作功能。可以完成某项操作功能。计算机的计算机的计算能力计算能力、逻逻辑判断能力辑判断能力和和记忆能力记忆能力三者相结合，使得计算三者相结合，使得计算机的能力远远超过任何机的能力远远超过任何一种工具，而成为人类一种工具，而成为人类脑力延伸的有力助手。脑力延伸的有力助手。42第

34、1章计算机与信息技术概述1.1.4 计算机的发展趋势&6060年来发展速度之快大大超出人们的预料：年来发展速度之快大大超出人们的预料：v性能、体积、价格、应用领域、软件技术性能、体积、价格、应用领域、软件技术和软件产品和软件产品&计算机的发展呈现出以下趋势：计算机的发展呈现出以下趋势：巨型化巨型化微型化微型化网络化网络化智能化智能化43第1章计算机与信息技术概述1.2 计算机的分类u按性能和价格分类按性能和价格分类n巨型计算机巨型计算机 n大型计算机大型计算机n小型计算机小型计算机 n个人计算机个人计算机 l笔记本笔记本l台式机台式机l工作站工作站作为服务器作为服务器(server

35、)(server)使用使用独立使用或作为独立使用或作为客户机客户机(client)(client)使用使用曙光曙光4000A巨型巨型计算机计算机44第1章计算机与信息技术概述1.3 计算机的应用n科学计算科学计算v指利用计算机来完成科学研究和工程技术中提出指利用计算机来完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。的数学问题的计算。n信息处理信息处理v信息处理指对各种数据进行收集、存储、整理、信息处理指对各种数据进行收集、存储、整理、分类、统计、加工、利用、传播等一系列活动。分类、统计、加工、利用、传播等一系列活动。v80%80%以上的计算机主要用于信息处理。以上的计算机主要用于信息处理。n

36、计算机辅助技术计算机辅助技术v包括：计算机辅助设计包括：计算机辅助设计CADCAD，计算机辅助制造，计算机辅助制造CAMCAM，计算机辅助教学，计算机辅助教学CAICAI45第1章计算机与信息技术概述1.3 计算机的应用（续）n过程控制过程控制v也称为实时控制，是使用计算机对连续工作的也称为实时控制，是使用计算机对连续工作的控制对象实行自动控制。控制对象实行自动控制。v如：在军事上使用计算机控制导弹的发射与导如：在军事上使用计算机控制导弹的发射与导航，自动修正导弹在飞行中的航向。航，自动修正导弹在飞行中的航向。v过程控制还广泛用在机械、冶金、石油、航天、过程控制还广泛用在机械、冶金、石油、航

37、天、化工等领域。化工等领域。n人工智能人工智能v研究、解释和模拟人类智能、行为及其规律的研究、解释和模拟人类智能、行为及其规律的一门学科。一门学科。v如：用于疾病诊疗的专家系统等。如：用于疾病诊疗的专家系统等。46第1章计算机与信息技术概述1.3 计算机的应用（续）n网络应用网络应用v利用计算机网络开展远程教学活动和远程医学诊疗利用计算机网络开展远程教学活动和远程医学诊疗活动等。活动等。n多媒体技术多媒体技术v集成了数字、文字、声音、图形、图像和动画等，集成了数字、文字、声音、图形、图像和动画等，广泛用在电子图书、商业、影视娱乐等领域。广泛用在电子图书、商业、影视娱乐等领域。47第1章计算

38、机与信息技术概述计算机的负面影响n计算机引发的社会问题和某些潜在的危机：计算机引发的社会问题和某些潜在的危机：n计算机系统崩溃给社会带来不可预测的严重后果计算机系统崩溃给社会带来不可预测的严重后果n信息欺骗和计算机犯罪增加信息欺骗和计算机犯罪增加n知识产权保护更加困难知识产权保护更加困难n个人隐私受到威胁个人隐私受到威胁n不良和有害信息肆意传播和泛滥不良和有害信息肆意传播和泛滥n大量电子垃圾污染环境、破坏生态大量电子垃圾污染环境、破坏生态n长期沉迷于计算机游戏、网络聊天等给青少年生理和长期沉迷于计算机游戏、网络聊天等给青少年生理和心理带来严重危害心理带来严重危害 48第1章计算机与信息技术概

39、述什么是信息n信息本身不是实体，必须通过载体才能体现，但不随载体信息本身不是实体，必须通过载体才能体现，但不随载体的物理形式而变化。的物理形式而变化。n信息有多种表现形式，语言、文字、声音、图片、视频等信息有多种表现形式，语言、文字、声音、图片、视频等都是信息的表现形式都是信息的表现形式( (载体载体) )，如：，如：书籍报刊上的文字符号，书籍报刊上的文字符号，电视中播放的声音图像等都是信息的载体。电视中播放的声音图像等都是信息的载体。n通俗地认为：通俗地认为：信息是对人们有用的数据信息是对人们有用的数据，这些数据将可这些数据将可能影响人们的行为与决策。能影响人们的行为与决策。n信息与物质和

40、能量同样重要，它是人们认识世界、改造世信息与物质和能量同样重要，它是人们认识世界、改造世界的一种基本界的一种基本资源资源。49第1章计算机与信息技术概述信息技术n信息技术信息技术（Information TechnologyInformation Technology，简称，简称ITIT）指的是用来）指的是用来扩展扩展人们信息器官功能、人们信息器官功能、协助协助人们更有效地进行人们更有效地进行信息处理信息处理的一门技的一门技术。术。 50第1章计算机与信息技术概述1 1、人工进行信息处理的过程、人工进行信息处理的过程 n思考：人工处理信息有哪些不足呢？思考：人工处理信息有哪些不足呢？事物

41、事物客体客体信息获取信息获取( (感觉器官感觉器官) )信息加工与信息加工与存储存储( (大脑大脑) )信息传递信息传递( (神经系统神经系统) )信息施用信息施用( (效应器官效应器官) )信息传递信息传递( (神经系统神经系统) )信息技术信息技术（ITIT）手手/脚脚/身身眼眼/耳耳/鼻鼻/舌舌/身身u 算不快算不快u 记不住记不住u 传不远传不远u 看（听）不清看（听）不清51第1章计算机与信息技术概述2 2、信息技术的类型、信息技术的类型n信息技术包括：信息技术包括：n扩展扩展感觉感觉器官功能的器官功能的感测感测( (获取获取) )与识别技术，与识别技术，如：雷如：雷达，卫星遥感等

42、达，卫星遥感等n扩展扩展神经神经系统功能的系统功能的通信技术，通信技术，如：电话、电视、因如：电话、电视、因特网特网n扩展扩展大脑大脑功能的功能的计算计算( (处理处理) ) 与存储技术，与存储技术，如：计算如：计算器、计算机、机器人、存储器等器、计算机、机器人、存储器等n扩展扩展效应效应器官功能的器官功能的控制与显示技术，控制与显示技术，如：显示器、如：显示器、打印机、音箱打印机、音箱52第1章计算机与信息技术概述3 3、现代信息技术的主要特征、现代信息技术的主要特征n以数字技术为基础，以计算机为核心以数字技术为基础，以计算机为核心n采用电子技术（包括激光技术）进行信息的采用电子技术（包括

43、激光技术）进行信息的收集、传递、加工、存储、显示与控制等收集、传递、加工、存储、显示与控制等n包括通信、广播、计算机、微电子、遥感遥包括通信、广播、计算机、微电子、遥感遥测、自动控制、机器人等诸多领域测、自动控制、机器人等诸多领域53第1章计算机与信息技术概述4 4、什么是信息处理系统？、什么是信息处理系统？n信息处理系统信息处理系统是指用于是指用于辅助辅助人们进行信息获取、人们进行信息获取、传递、存储、加工处理、控制及显示的传递、存储、加工处理、控制及显示的综合综合使使用各种用各种信息技术信息技术的系统。的系统。n信息处理系统的结构：信息处理系统的结构：通信通信/ /存储存储信息加工信息加

44、工通信通信/ /存储存储控制与显示控制与显示感测与识别感测与识别信息输出信息输出信息输入信息输入54第1章计算机与信息技术概述5 5、信息处理系统举例、信息处理系统举例|雷达、卫星、传感器、数码相机与摄像机、扫雷达、卫星、传感器、数码相机与摄像机、扫描仪、鼠标、键盘、触摸屏：描仪、鼠标、键盘、触摸屏：以感测和识别为以感测和识别为主要目的主要目的|电视、广播：电视、广播：以点到面的单向信息传递为主要以点到面的单向信息传递为主要目的目的55第1章计算机与信息技术概述5 5、信息处理系统举例、信息处理系统举例|电话电话：以点到点的双向的信息交互为主要目的：以点到点的双向的信息交互为主要目的|银行

45、、证券系统：银行、证券系统：以处理金融信息为目的以处理金融信息为目的|图书馆：图书馆：以信息收藏和检索为主要目的以信息收藏和检索为主要目的|因特网因特网：跨越全球的多功能信息处理系统：跨越全球的多功能信息处理系统 56第1章计算机与信息技术概述6 6、信息技术的重要性、信息技术的重要性n使用计算机收集、存储、整理、传输和应用使用计算机收集、存储、整理、传输和应用信息的能力将成为信息的能力将成为现代人的基本素质现代人的基本素质。n当今世界，发展信息技术、信息产业、实现当今世界，发展信息技术、信息产业、实现信息化已成为各国参与世界范围的政治、经信息化已成为各国参与世界范围的政治、经济、军事竞争，

46、进行济、军事竞争，进行综合国力较量的焦点综合国力较量的焦点。57第1章计算机与信息技术概述6 6、信息技术的重要性、信息技术的重要性n信息能力正成为衡量一个信息能力正成为衡量一个国家综合国力国家综合国力的重的重要标志。要标志。n在信息时代，谁占有信息，谁就拥有政治、在信息时代，谁占有信息，谁就拥有政治、经济、军事的经济、军事的主动权主动权。1.5 1.5 信息在计算机中的表示信息在计算机中的表示59第1章计算机与信息技术概述计算机发展至今，有哪些是不变的？计算机发展至今，有哪些是不变的？n计算机从诞生到现在，无论从体积、功能、性计算机从诞生到现在，无论从体积、功能、性能、价格、应用领域等各

47、个方面都发生了巨大能、价格、应用领域等各个方面都发生了巨大的变化。的变化。n但是计算机内部但是计算机内部数据的表示方法、计算机的逻数据的表示方法、计算机的逻辑结构、计算机的工作原理辑结构、计算机的工作原理都没有发生变化。都没有发生变化。60第1章计算机与信息技术概述u数据，不管是数字、文字、符号、图像、声音、数据，不管是数字、文字、符号、图像、声音、视频等，在计算机中都是用视频等，在计算机中都是用二进制编码二进制编码来表示。来表示。u计算机的基本结构仍然是计算机的基本结构仍然是冯冯. .诺依曼结构诺依曼结构，即计，即计算机由中央处理器、内存、外存、输入设备、算机由中央处理器、内存、外存、输入

48、设备、输出设备组成。输出设备组成。u计算机的工作原理仍然是冯计算机的工作原理仍然是冯. .诺依曼提出的诺依曼提出的存储存储程序控制原理程序控制原理。计算机发展至今，有哪些是不变的？（续）计算机发展至今，有哪些是不变的？（续）611.5 1.5 信息在计算机中的表示信息在计算机中的表示1.5.11.5.1 数制及转换数制及转换1.5.21.5.2 信息的计量单位信息的计量单位1.5.31.5.3 数值信息的表示数值信息的表示1.5.41.5.4 字符信息的表示字符信息的表示1.5.1 1.5.1 数制及转换数制及转换1 1、什么是二进制数、什么是二进制数2 2、二进制数的运算、二进制数的运算3

49、3、不同进制数的相互转换、不同进制数的相互转换1、什么是二进制数？在讨论二进制数之在讨论二进制数之前先考察一下十进前先考察一下十进制计数系统。制计数系统。64第1章计算机与信息技术概述（1 1）十进制数）十进制数l每一位可使用十个不同数字表示（每一位可使用十个不同数字表示（0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9）l低位与高位的关系是：低位与高位的关系是：逢逢1010进进1 1l各位的权值是各位的权值是1010的整数次幂（基数是的整数次幂（基数是10 10 ）l标志：标志：尾部加尾部加“D D”或缺省或缺省l例：例：204.9=2204.9=21010

50、2 20 010101 14 410100 09 910101 165第1章计算机与信息技术概述（2 2）二进制数）二进制数l 每一位使用两个不同数字表示（每一位使用两个不同数字表示（0 0、1 1），即每），即每一位使用一位使用 1 1 个个“比特比特”表示表示l 低位与高位的关系是：低位与高位的关系是：逢逢2 2进进1 1l 各位的权值是各位的权值是 2 2 的整数次幂（基数是的整数次幂（基数是2 2 ）l 标志：标志：尾部加尾部加B Bl例：例：101.1B = 1101.1B = 12 22 20 02 21 11 12 20 0 1 12 21 1 5.55.566第1章计算机

51、与信息技术概述计算机采用二进制数的原因计算机采用二进制数的原因l二进制只有二进制只有0 0和和1 1两个数字符号，用两个稳定两个数字符号，用两个稳定状态的物理器件就能表示，状态的物理器件就能表示，实现简单，可实现简单，可靠性好靠性好l二进制的二进制的运算规则非常简单运算规则非常简单l二进制的二进制的0 0和和1 1与逻辑代数的与逻辑代数的“真真”和和“假假”相吻合，适合计算机将相吻合，适合计算机将算术运算和逻辑算术运算和逻辑运算运算统一在一起作处理统一在一起作处理67第1章计算机与信息技术概述（3 3）八进制数）八进制数l 每一位使用八个不同数字表示（每一位使用八个不同数字表示（0 0、1

52、1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7）l 低位与高位的关系是：低位与高位的关系是：逢逢8 8进进1 1l 各位的权值是各位的权值是8 8的整数次幂（基数是的整数次幂（基数是8 8 ）l 标志：标志：尾部加尾部加Q Q或或O Ol例：例：365.2Q=3365.2Q=38 82 2+ 6+ 68 81 1+ 5+ 58 80 0 + 2 + 28 81 1 = 245.25 = 245.2568第1章计算机与信息技术概述（4 4）十六进制数）十六进制数l每一位使用十六个数字和符号表示每一位使用十六个数字和符号表示（0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F 0

53、,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F ）l逢逢1616进进1 1l各位的权值是各位的权值是1616的整数次幂（基数是的整数次幂（基数是16 16 ）l标志：标志：尾部加尾部加H H例：例：F5.4H=15F5.4H=1516161 1 + 5 + 516160 0 + 4 + 416161 1 = 245.25 = 245.25十进制十进制二进制二进制八进制八进制十六进制十六进制00000001000111200102230011334010044501015560110667011177810001089100111910101012A11101113B1211001

54、4C13110115D14111016E15111117F70第1章计算机与信息技术概述（5）K进制数的性质进制数的性质（1 1）基数为）基数为K K，逢，逢K K进一进一（2 2）小数点右移）小数点右移n n 位位相当于乘以相当于乘以K K n n （为原来的（为原来的K K n n 倍）倍）（3 3）小数点左移）小数点左移n n 位位相当于除以相当于除以K K n n （为（为K K n n分之一）分之一）如：将（如：将（11001.1111001.11）2 2的小数点向右移的小数点向右移2 2位，位，则数值扩大为原来的则数值扩大为原来的4 4位。位。若左移若左移1 1位，则为原来

55、的位，则为原来的1/21/2。2 2、二进制数的运算、二进制数的运算二进制数的算术运算二进制数的算术运算二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算72第1章计算机与信息技术概述（1 1）二进制数的算术运算）二进制数的算术运算l 1 1位二进制数的加、减法运算规则：位二进制数的加、减法运算规则：0+0=00-0=01+0=11-0=10+1=1（1）0-1=11+1=101-1=073第1章计算机与信息技术概述（1 1）二进制数的算术运算）二进制数的算术运算l多位二进制数的加、减法运算：多位二进制数的加、减法运算：0101 1001+ 0100 01001001 0101由低位到高位逐位进行！由低

56、位到高位逐位进行！74第1章计算机与信息技术概述（2 2）二进制数的逻辑运算）二进制数的逻辑运算l基本的逻辑运算有三种：基本的逻辑运算有三种：逻辑加逻辑加（也称（也称“或或”运算）：用符号运算）：用符号“OROR”、“” 或或“+ +”表示。表示。逻辑乘逻辑乘（也称（也称“与与”运算）：用符号运算）：用符号“ANDAND”、“” 或或“”表示。表示。取反取反（也称（也称“非非”运算）：用符号运算）：用符号“NOTNOT”或或“- -”表示。表示。75第1章计算机与信息技术概述（2 2）二进制数的逻辑运算）二进制数的逻辑运算l逻辑运算规则：逻辑运算规则：逻辑或运算规则：逻辑或运算规则：11=

57、1 10=1 01=1 00=0 11=1 10=1 01=1 00=0 逻辑或运算两边的操作数只要逻辑或运算两边的操作数只要有一个为有一个为1 1，运算结果就为，运算结果就为1 1。76第1章计算机与信息技术概述（2 2）二进制数的逻辑运算）二进制数的逻辑运算l逻辑运算规则：逻辑运算规则：逻辑乘运算规则：逻辑乘运算规则：11=1 10=0 01=0 00=0 11=1 10=0 01=0 00=0 取反运算规则：取反运算规则：1=0 0=11=0 0=1逻辑乘运算两边的操作数逻辑乘运算两边的操作数只要有一个为只要有一个为0 0，运算结果，运算结果就为就为0 0。77第1章计算机与信息技术

58、概述（2 2）二进制数的逻辑运算）二进制数的逻辑运算单个二进位进行逻辑运算的结果不是单个二进位进行逻辑运算的结果不是1 1就就是是0 0，没有进位和借位。，没有进位和借位。多个二进位进行逻辑运算时多个二进位进行逻辑运算时按位独立按位独立进行进行运算。运算。例：例：11011011=100111011011=1001 11011011=1111 11011011=11113 3、不同进制数的相互转换、不同进制数的相互转换要求：要求：l熟练掌握不同进制数相互之间的熟练掌握不同进制数相互之间的转换，在编写程序时很有用。转换，在编写程序时很有用。l重点掌握二进制数与十进制数之重点掌握二进制数与十进制数

59、之间的转换。间的转换。79第1章计算机与信息技术概述（1 1）十进制数）十进制数二进制数二进制数n转换方法：转换方法：整数和小数分开转换整数和小数分开转换整数部分：整数部分：除以除以2 2逆序取余逆序取余小数部分：小数部分：乘以乘以2 2顺序取整顺序取整n例如：例如：29.687529.6875 11101.1011 B 1 129293 37 714142 21 12 22 22 22 20 00 01 11 11 1余数余数余数余数低位低位低位低位高位高位高位高位整整数数部部分分小小数数部部分分0.68750.6875 2 21 1. 3750. 37500 0. 7500. 75

60、001 1. 5000. 50001 1. 0000. 0000 2 2 2 2 2 2高位高位高位高位低位低位低位低位n注意：注意：十进制小数（如十进制小数（如0.630.63）在转）在转换时会出现换时会出现二进制无穷小数，这时二进制无穷小数，这时只能取近似值。只能取近似值。81第1章计算机与信息技术概述课堂练习：课堂练习：1 1、将十进制数、将十进制数58.62558.625转换成二进制转换成二进制结果为：结果为：111010.101 B111010.101 B2 2、将十进制小数、将十进制小数0.370.37转换成二进制，要转换成二进制，要求精确到小数点后面第四位。求精确到小数点后面第

61、四位。结果为：结果为：0.0101 B0.0101 B十进制数十进制数二进制数二进制数82第1章计算机与信息技术概述（2 2）二进制数）二进制数十进制数十进制数n转换方法：转换方法：位权展开法位权展开法二进制数的每一位乘以其相应的权值，然二进制数的每一位乘以其相应的权值，然后累加即可得到它的十进制数值后累加即可得到它的十进制数值例：例： 11101.1011B 11101.1011B = 124123122021120 121022123124 = 29.6875 83第1章计算机与信息技术概述推广：推广：K K进制数转换为十进制数进制数转换为十进制数n n位权展开法位权展开法位权

62、展开法位权展开法n n【例例例例】将下列数值转换为十进制数将下列数值转换为十进制数将下列数值转换为十进制数将下列数值转换为十进制数 (123) (123) (123) (123)7 7 7 7 (205.4)(205.4)(205.4)(205.4)8 8 8 8 (AF.8) (AF.8) (AF.8) (AF.8)16161616 解：解：解：解： n n(123)(123)7 7=17=172 227271 137370 0=(66)=(66)1010n n(205.4)(205.4)8 8=28=282 208081 1585800484811=(133.5)=(133.5)1010

63、n n(AF.8)(AF.8)1616=1016=101611 151615160 0816816-1-1=(175.5)=(175.5)101084第1章计算机与信息技术概述（3 3）八进制数与二进制数的互换）八进制数与二进制数的互换八进制数八进制数二进制数二进制数八进制数八进制数二进制数二进制数 0 000 4 100 0 000 4 100 1 001 5 101 1 001 5 101 2 010 6 110 2 010 6 110 3 011 7 111 3 011 7 1111位位八八进进制制数数与与3位位二二进进制制数数的的对对应应关关系系：85第1章计算机与信息技术概

64、述（3 3）八进制数与二进制数的互换）八进制数与二进制数的互换n八进制八进制二进制：一位变三位，即二进制：一位变三位，即把每个八把每个八进制数字改写成等值的进制数字改写成等值的3 3位二进制数，且保持位二进制数，且保持高低位的次序不变高低位的次序不变例：例： 2467.32Q 010 100 110 111 . 011 010 B86第1章计算机与信息技术概述n二进制二进制八进制：八进制：整数部分从低位向高位每整数部分从低位向高位每3 3位位用一个等值的八进制数来替换，不足用一个等值的八进制数来替换，不足3 3位时在高位时在高位补位补0 0凑满凑满3 3位；小数部分从高位向低位每位；小数部

65、分从高位向低位每3 3位用位用一个等值八进制数来替换，不足一个等值八进制数来替换，不足3 3位时在低位补位时在低位补0 0凑满三位凑满三位例：例： 1101001110.11001 B 001 101 001 110.110 010 B =1516.62 Q （3）八进制数与二进制数的互换）八进制数与二进制数的互换87第1章计算机与信息技术概述（4 4）十六进制数与二进制数的互换）十六进制数与二进制数的互换十六进制数十六进制数二进制数二进制数十六进制数十六进制数二进制数二进制数 0 0000 8 10000 0000 8 1000 1 0001 9 1001 1 0001 9 100

66、1 2 0010 A 1010 2 0010 A 1010 3 0011 B 1011 3 0011 B 1011 4 0100 C 1100 4 0100 C 1100 5 0101 D 1101 5 0101 D 1101 6 0110 E 1110 6 0110 E 1110 7 0111 F 1111 7 0111 F 1111n1 1位十六进制数与位十六进制数与4 4位二进制数的对应关系：位二进制数的对应关系：88第1章计算机与信息技术概述n转换方法：与八、二进制互换的方法类似转换方法：与八、二进制互换的方法类似（35A2.CF）H 例例1：（35A2.CF）H 11 0101 1

67、010 0010.1100 1111B例例2：11 0100 1110.1100 11B （34E.CC）H（4）十六进制数与二进制数的互换）十六进制数与二进制数的互换89第1章计算机与信息技术概述| 32.6875 D B| 255.6875 D B| 255.6875 D Q | 267.32 Q B| 1110.11001 B Q| 5A2.CF H B| 1001110.110011B H练习练习90第1章计算机与信息技术概述| 32.6875 D 10 0000.1011 B| 255.6875 D 1111 1111.1011 B| 255.6875 D 377.54 Q| 2

68、67.32 Q 10 110 111.011 01 B| 1 110.110 01 B =16.62 Q| 5A2.CF H 101 1010 0010.1100 1111 B| 100 1110.1100 11B 4E.CC H练习练习1.5.2 信息的计量单位信息的计量单位计算机中的信息都用二计算机中的信息都用二进制编码表示。进制编码表示。比特是比特是组成计算机数字信息的组成计算机数字信息的最小单位最小单位92第1章计算机与信息技术概述信息的最小单位信息的最小单位比特比特n比比特特（bitbit，bibinary nary digidigit t的的缩缩写写）中中文文翻翻译译为为“二二进

69、进位位数数字字”、“二二进进位位” 或或简简称称为为 “位位”，使用，使用“b b”表示。表示。n比特只有比特只有 2 2 种取值：种取值：0 0，1 1n比特的比特的0 0和和1 1表示的是两种状态，不是数量概表示的是两种状态，不是数量概念，不能认为念，不能认为1 1一定大于一定大于0 0。比特在计算机中的表示比特在计算机中的表示nCPUCPU内部通常使用高电平表示内部通常使用高电平表示1 1，低电平表示，低电平表示0 00.0V0.5V2.8V3.3V010V+3v01 094第1章计算机与信息技术概述n磁盘存储器中磁盘存储器中, ,磁磁盘表面磁性材料粒子的两种不盘表面磁性材料粒子的两种

70、不同的磁化状态分别表示同的磁化状态分别表示0 0和和1 1比特在计算机中的表示比特在计算机中的表示磁盘磁盘表面表面磁性材料磁性材料粒子粒子95第1章计算机与信息技术概述比特在计算机中的表示比特在计算机中的表示| 光光盘盘表表面面的的凹凹、凸凸状状态态用用于于表表示示和和存存储储二进位信息二进位信息CD表面表面DVD表面表面|电容的充电状态或放电状态电容的充电状态或放电状态(RAM)(RAM)|比特的存储比特的存储n存储存储1 1个比特需要使用具有两种稳定状态的元个比特需要使用具有两种稳定状态的元器件，例如：开关、灯泡等。器件，例如：开关、灯泡等。n在计算机的在计算机的CPUCPU中，比特用中

71、，比特用 “ “触发器触发器” ” 来存来存储储n触发器有两个状态，可分别用来记忆触发器有两个状态，可分别用来记忆0 0和和1 1，1 1个触发器可存储个触发器可存储1 1个比特个比特n一组（例如一组（例如8 8个或个或1616个）触发器可以存储个）触发器可以存储1 1组组比特，称为比特，称为“寄存器寄存器”，CPUCPU中有几十个甚至中有几十个甚至上百个寄存器上百个寄存器断电后信息丢失！断电后信息丢失！比特的存储比特的存储n计算机存储器中用计算机存储器中用电容器电容器存储二进位信息：当存储二进位信息：当电容处于充电状态时，表示电容处于充电状态时，表示1 1；电容处于放电电容处于放电状态时

72、，表示状态时，表示0 0。n1 1个电容可用来存储个电容可用来存储1 1个比特个比特n集成电路技术可以在半导体芯片上制作出数以集成电路技术可以在半导体芯片上制作出数以亿计的微型电容器，从而构成了可存储大量二亿计的微型电容器，从而构成了可存储大量二进位信息的半导体存储器芯片进位信息的半导体存储器芯片。断电后信息丢失！断电后信息丢失！比特的存储比特的存储n磁盘：利用磁介质表面区域的磁化状态来存储磁盘：利用磁介质表面区域的磁化状态来存储二进位信息二进位信息n光盘：通过光盘：通过“刻刻”在光在光盘表面上的微小凹坑来盘表面上的微小凹坑来记录二进位信息记录二进位信息磁磁盘盘表表面面磁性材料磁性材料粒子粒

73、子断电后信断电后信息可以保息可以保持！持！99第1章计算机与信息技术概述存储容量的计量单位存储容量的计量单位n 较较比比特特稍稍大大一一点点的的单单位位是是字字节节，英英文文是是ByteByte，用用“”表表示示。1 1个个字字节节包包含含 8 8个个比比特特，即即b b7 7 b b6 6 b b5 5 b b4 4 b b3 3 b b2 2 b b1 1 b b0 0n比比字字节节再再大大点点的的单单位位是是字字，字字的的长长度度一一般般为为字字节节的的整整数数倍倍，如如个个字字节节、个个字字节节或或个个字字节等。节等。100第1章计算机与信息技术概述存储容量的计量单位存储容量的计量

74、单位nKB: 1KB=2KB: 1KB=21010字节字节= =1024 1024 B(B(千字节千字节) )nMB: 1MB=2MB: 1MB=22020字节字节= =10241024 KB( KB(兆字节兆字节) )nGB: 1GB=2GB: 1GB=23030字节字节= =10241024 MB( MB(吉字节、千兆字节吉字节、千兆字节) )nTB: 1TB=2TB: 1TB=24040字节字节= =10241024 GB( GB(太字节、兆兆字节太字节、兆兆字节) )101第1章计算机与信息技术概述传输速率的度量单位传输速率的度量单位n在在数数据据通通信信和和计计算算机机网网络络中中

75、传传输输传传输输信信息息时时，是是一一位位一一位位串串行行传传输输的的，因因此此传传输输速速率率的的度度量量单位是单位是每秒多少比特每秒多少比特。102第1章计算机与信息技术概述传输速率的度量单位传输速率的度量单位n比特比特/ /秒秒( (b/sb/s) )，也称，也称“波特（波特（bpsbps）”n千比特千比特/ /秒秒(Kb/s),1Kb/s=(Kb/s),1Kb/s=10001000b/sb/sn兆比特兆比特/ /秒秒(Mb/s),1Mb/s=10(Mb/s),1Mb/s=106 6 b/sb/s= =10001000 Kb/s Kb/sn吉比特吉比特/ /秒秒(Gb/s),1Gb/s

76、=10(Gb/s),1Gb/s=109 9 b/sb/s= =10001000 Mb/s Mb/sn太比特太比特/ /秒秒(Tb/s),1Tb/s=10(Tb/s),1Tb/s=1012 12 b/sb/s= =10001000 Gb/sGb/s103第1章计算机与信息技术概述计量单位计量单位bit(bbit(b) )Byte(BByte(B) KB MB GB TB) KB MB GB TB（2 21010）b/s(bpsb/s(bps) Kb/s Mb/s ) Kb/s Mb/s Gb/sGb/s Tb/s Tb/s （10103 3）1.5.3 1.5.3 数值信息的表示数值信息的表示

77、1 1. . 计算机中数的类型计算机中数的类型2 2. . 整数的表示方法整数的表示方法3 3. . 实数的表示方法实数的表示方法105第1章计算机与信息技术概述1 1、计算机中数的类型、计算机中数的类型n都采用二进制表示，有不同类型和不同长度都采用二进制表示，有不同类型和不同长度计计算算机机中中的的数数整数整数实数实数无符号整数无符号整数带符号整数带符号整数3232位（单精度浮点数）位（单精度浮点数）6464位（双精度浮点数）位（双精度浮点数）128128位（扩充精度浮点数）位（扩充精度浮点数）8 8位位(0(02 28 8-1)-1)1616位位3232位位3232位位6464位位161

78、6位位8 8位位(-2(-27 72 27 7-1)-1)106第1章计算机与信息技术概述2 2、整数的表示方法、整数的表示方法n计算机内部将整数分为两大类：计算机内部将整数分为两大类：无符号整数无符号整数带符号整数带符号整数107第1章计算机与信息技术概述（一）无符号整数的表示（一）无符号整数的表示u采采用用自自然然码码表表示示：十进制数十进制数 8 8位无符号整数位无符号整数 0 00000000 0 00000000 1 00000001 1 00000001 2 00000010 2 00000010 3 00000011 3 00000011 4 00000100 4 00000

79、100 5 00000101 5 00000101252 11111100252 11111100253 11111101253 11111101254 11111110254 11111110255 11111111255 11111111108第1章计算机与信息技术概述（一）无符号整数的表示（一）无符号整数的表示u取值范围由存储位数决定：取值范围由存储位数决定：8 8位位：可可表表示示0 0255 255 (2(28 8-1)-1)范范围围内内的的所所有正整数有正整数1616位位：可可表表示示0 065535(265535(21616-1)-1)范范围围内内的所有正整数的所有正整数n n

80、位位：可可表表示示 0 02 2n n-1-1范范围围内内的的所所有有正正整数。整数。 109第1章计算机与信息技术概述（二）带符号整数的表示（二）带符号整数的表示（1 1）表示方法：）表示方法：用用1 1位表示符号，其余用来表示数值部分位表示符号，其余用来表示数值部分符号位符号位数值部分数值部分最最低低位位最最高高位位（2 2）符号的表示方法：）符号的表示方法： “0 0”表示正号表示正号(+),(+),“1 1”表示负号表示负号(-)(-)110第1章计算机与信息技术概述（3 3）数值部分的表示方法：）数值部分的表示方法：原码表示原码表示: : 数值部分以二进制形式表示数值部分以二进

81、制形式表示设以设以8 8位表示，位表示，+5+5原码原码：0 0000 0101000 0101 -5 -5原码原码：1 1000 0101 000 0101 反码表示反码表示: : 正整数：与原码表示相同正整数：与原码表示相同负整数：在原码基础上数值位按位取反负整数：在原码基础上数值位按位取反设以设以8 8位表示，位表示，+5+5反码反码：0 0000 0101000 0101 -5 -5反码反码：1 1111 1010111 1010（二）带符号整数的表示（二）带符号整数的表示111第1章计算机与信息技术概述补码表示：补码表示：正整数：与原码表示相同正整数：与原码表示相同负整数

82、：在反码基础上加负整数：在反码基础上加1 1 设以设以8 8位表示，位表示，+5+5补码补码：0 0000 0101000 0101 -5 -5补码补码：1 1111 1011111 1011注意：注意：正数的原码、反码和补码都相同，都等于正数的原码、反码和补码都相同，都等于原码原码。如：如：(+127)(+127)原原=(+127)=(+127)反反=(+127)=(+127)补补= 0111 1111= 0111 1111（二）带符号整数的表示（二）带符号整数的表示112第1章计算机与信息技术概述n例例: : 用用8 8位补码表示位补码表示- 33- 33n练习题：练习题： - 65 -

83、 65 用用8 8位补码表示位补码表示 - 1 - 1 用用1616位补码表示位补码表示(1)(-33)原原=10100001(2)(-33)反反=11011110(3)(-33)补补=11011111（二）带符号整数的表示（二）带符号整数的表示113第1章计算机与信息技术概述说明说明n补码没有正补码没有正0 0和负和负0 0之分，之分，0 0的补码只有一种：的补码只有一种： 0000 0000 00000000n相同位数的补码表示范围比原码、反码多一个，相同位数的补码表示范围比原码、反码多一个，如如8 8位补码比原码、反码多一个位补码比原码、反码多一个-128-128 （-128-128）

84、补）补=1000 0000=1000 0000n带符号整数在计算机内采用带符号整数在计算机内采用补码补码形式表示。形式表示。114第1章计算机与信息技术概述表示范围表示范围n原码可表示的整数范围原码可表示的整数范围 8 8位原码：位原码： - 127- 1271271271616位原码：位原码： - 32767- 327673276732767 n n位原码：位原码： - 2- 2n-1n-1+1+12 2n-1n-1- 1- 1n补码可表示的整数范围补码可表示的整数范围 8 8位补码：位补码：- 128- 128127 127 16 16位补码：位补码：- 32768- 327683276

85、7 32767 n n位补码：位补码：- 2- 2n-1n-12 2n-1n-1- 1- 1115第1章计算机与信息技术概述8 8位二进位二进制码制码表示无符号整数表示无符号整数时的数值时的数值表示带符号整数表示带符号整数( (原码原码) )时的值时的值表示带符号整数表示带符号整数( (补码补码) )时的值时的值00000000000000000011110111111112712712710000000128-0-12810000001129-1-12711111111255-127-1n 计算机中整数有多种，同一个二进制代码表计算机中整数有多种，同一个二进制代码表示不同类型的整数时，其数

86、值可能不同。示不同类型的整数时，其数值可能不同。三种整数的比较三种整数的比较116第1章计算机与信息技术概述3 3、实数的表示方法、实数的表示方法n 实数的实数的特点：特点：l既有整数部分又有小数部分，小数既有整数部分又有小数部分，小数点位置不固定点位置不固定l整数整数和和纯小数纯小数是实数的特例是实数的特例117第1章计算机与信息技术概述实数的表示实数的表示方法（科学记数法）方法（科学记数法）1.阶码：阶码：乘幂中的乘幂中的指数指数，表示实数中小数点的，表示实数中小数点的位置，指数也有正负之分位置，指数也有正负之分2.尾数：尾数：纯小数纯小数部分，表示实数中的有效数字部分，表示实数中的有

87、效数字部分部分3.符号：符号：尾数的正负尾数的正负如：如：0.0034756 = 3.4756103 118第1章计算机与信息技术概述二进制实数的指数法表示二进制实数的指数法表示n 与十进制实数一样，二进制实数也可以用指与十进制实数一样，二进制实数也可以用指数法表示数法表示例如：例如：+1001.011B = + 1.001011B+1001.011B = + 1.001011B10 10 11 11 0.010101B = 0.010101B = 1.0101B1.0101B101010 10 119第1章计算机与信息技术概述实数在机器内部的表示实数在机器内部的表示为便于软件的移植

88、，浮点数的表示格式应为便于软件的移植，浮点数的表示格式应该有该有统一标准统一标准。19851985年年美国电气和电子工程师美国电气和电子工程师协会协会IEEEIEEE（Institute of Electrical and Institute of Electrical and Electronics EngineersElectronics Engineers）提出了）提出了IEEE754IEEE754标准。标准。该标准规定该标准规定基数基数为为2 2，符号符号仍然用仍然用0 0和和1 1表示，表示，阶码阶码用用移码移码表示，表示，尾数尾数用用原码原码表示，根据原码表示，根据原码的的规格化

89、方法规格化方法，最高数字位总是最高数字位总是1 1，该标准将这，该标准将这个个1 1缺省存储，使得尾数表示范围比实际存储多缺省存储，使得尾数表示范围比实际存储多一位。一位。120第1章计算机与信息技术概述移码移码移码表示法是在数移码表示法是在数X X上增加一个偏移量来定上增加一个偏移量来定义的，常用于表示浮点数的阶码。义的，常用于表示浮点数的阶码。假设偏移量为假设偏移量为128128，那么：，那么： +5 +5的的8 8位二进制移码：位二进制移码：1 10000000101 0101 -5 -5的的8 8位二进制移码：位二进制移码：0 011111110111011 但是但是IEEE75

90、4IEEE754规定单精度浮点数指数的偏移规定单精度浮点数指数的偏移量为量为127127，所以：，所以： +5 +5的的8 8位二进制移码：位二进制移码：1 10000000100 0100 -5 -5的的8 8位二进制移码：位二进制移码：0 011111110101010121第1章计算机与信息技术概述实数在机器内部的表示实数在机器内部的表示n3232位的单精度浮点数在计算机中可表示为：位的单精度浮点数在计算机中可表示为：n例例:123.456:123.456在机内的在机内的3232位浮点表示位浮点表示尾尾数数符号位符号位8位位23位位阶码阶码122第1章计算机与信息技术概述实数在机

91、器内部的表示实数在机器内部的表示首先，将十进制数转换成二进制数：首先，将十进制数转换成二进制数：123.456123.456D D=111 1011.0111 0100 1011 1100 1=111 1011.0111 0100 1011 1100 1B B 其次，对二进制数进行其次，对二进制数进行规格化规格化处理：处理：1.11 1011 0111 0100 1011 1100 1*1.11 1011 0111 0100 1011 1100 1*1010110110（2 26 6）B B然后，求阶码：然后，求阶码：6+6+127127=133=133，指数，指数6 6的移码表示为的移码表示

92、为1000 0101 1000 0101 123第1章计算机与信息技术概述实数在机器内部的表示实数在机器内部的表示所以，所以，符号位符号位表示为表示为 0 0尾数尾数表示为表示为 11101110 11011101 11011101 00100010 11111111 001001阶码阶码表示为表示为 1000 01011000 0101最后，得到最后，得到123.456123.456的单精度浮点数表示形式：的单精度浮点数表示形式：0 0 1000 01011000 0101 1110 1101 1110 1101 11011101 0010 1111 001 0010 1111 0011.

93、5.4 1.5.4 字符信息的表示字符信息的表示q组组成成文文本本的的基基本本元元素素是是字字符符，字字符符在在计计算机中采用算机中采用二进制编码二进制编码表示表示。q主要掌握主要掌握西文字符西文字符和和汉字字符汉字字符编码标准。编码标准。125第1章计算机与信息技术概述q西西文文字字符符包包括括拉拉丁丁字字母母、数数字字、标标点点符符号号及及一一些些特特殊殊符符号号，统统称称”字字符符”。所所有有字字符符的的集集合称为合称为“字符集字符集”。q字字符符集集中中每每个个字字符符对对应应一一个个代代码码，构构成成编编码码表，简称表，简称码表码表。西文字符西文字符126第1章计算机与信息技术概

94、述q目目前前计计算算机机中中使使用用最最广广泛泛的的西西文文字字符符集集是是ASCIIASCII字字符符集集，其其全全称称是是“美美国国信信息息交交换换标标准准代代码码”。q标标准准ASCIIASCII用用7 7位位进进行行编编码码，在在计计算算机机中中存存储储时时1 1个个字字符符占占1 1个个字字节节，最最高高位位为为0 0，可可表表示示128128个个字符，具体参见教材字符，具体参见教材ASCIIASCII码表。码表。西文字符西文字符127第1章计算机与信息技术概述西文字符西文字符基本的基本的ASCIIASCII字符集字符集共有共有128128个字符个字符, ,其其中包括：中包括：96

95、96个可打印字符个可打印字符3232个控制字符个控制字符特殊字符的特殊字符的ASCIIASCII码码空格（空格（32D,20H32D,20H）A A（65D,41H65D,41H）a a（97D,61H97D,61H）0-9(48D-57D,30H-39H)0-9(48D-57D,30H-39H)128第1章计算机与信息技术概述q标标准准ASCIIASCII字字符符集集字字符符数数目目有有限限，在在实实际际应应用用中中往往往往无无法法满满足足要要求求，ISO ISO 陆陆续续制制定定了了一一批批适适用用于不同地区的于不同地区的扩充扩充ASCIIASCII字符集字符集。q每每种种扩扩充充ASC

96、IIASCII字字符符集集分分别别可可以以扩扩充充128128字字符符，即即最多可表示最多可表示256256个个字符。字符。q这这些些扩扩充充字字符符的的编编码码均均为为高高位位为为1 1的的八八位位代代码码（即十进制数（即十进制数128-255128-255），称为扩展），称为扩展 ASCIIASCII码。码。西文字符西文字符129第1章计算机与信息技术概述汉字字符汉字字符（1 1）汉字输入码）汉字输入码（2 2）汉字编码标准）汉字编码标准 GB2312GB2312，GBKGBK，UCS/UnicodeUCS/Unicode，GB18030GB18030（3 3）区位码区位码，国标码国标

97、码，机内码机内码（4 4）汉字字符的显示）汉字字符的显示130第1章计算机与信息技术概述（1 1）汉字输入码）汉字输入码输入码的分类：输入码的分类：数字编码：数字编码：电报码、区位码等电报码、区位码等字音编码：字音编码：智能智能ABCABC、微软拼音、全拼、搜狗、微软拼音、全拼、搜狗字形编码：字形编码：五笔字形五笔字形音形编码：音形编码：自然码自然码好的汉字输入码的特点：好的汉字输入码的特点：易学习易学习、易记忆易记忆、效率高效率高、重码少重码少、容量大容量大等。等。131第1章计算机与信息技术概述GB2312GB2312汉字编码汉字编码n19811981年颁布，第一个国家标准年颁布，第

98、一个国家标准n信息交换用汉字编码字符集信息交换用汉字编码字符集基本集基本集n双字节存储和表示，每个字节的最高位均为双字节存储和表示，每个字节的最高位均为“1 1”n在在GB2312-80GB2312-80中，中，无繁体字无繁体字，包括，包括3 3部分：部分：第第1 1部分：字母、数字和各种符号共部分：字母、数字和各种符号共682682个个第第2 2部分：一级常用汉字部分：一级常用汉字37553755个，按个，按拼音拼音排列排列第第3 3部分：二级常用字部分：二级常用字30083008个，按个，按部首部首排列排列总共总共74457445个，汉字个，汉字67636763个个 132第1章计算机

99、与信息技术概述GBKGBK汉字编码汉字编码n GBK GBK全称为全称为汉字内码扩展规范汉字内码扩展规范，是，是19951995年年发布的，共有发布的，共有2100321003个汉字，它与个汉字，它与GB2312GB2312国标汉国标汉字字符集及其内码保持兼容，字字符集及其内码保持兼容，有繁体字有繁体字。双字双字节存储和表示，第节存储和表示，第1 1个字节的最高位必为个字节的最高位必为“1 1”。n GBK GBK目前已被广泛应用，目前已被广泛应用，WINDOWSWINDOWS操作系统和操作系统和OFFICEOFFICE软件均支持软件均支持GBKGBK代码。代码。133第1章计算机与信息技术

100、概述UCS/UnicodeUCS/Unicode编码编码n UCS/UnicodeUCS/Unicode是国际标准组织是国际标准组织ISOISO制定的用以制定的用以将全世界所有字符和符号集中统一编码的标准，将全世界所有字符和符号集中统一编码的标准，称为称为UCS-2UCS-2。n UCS-2 UCS-2是是双字节双字节编码，共有字符编码，共有字符4919449194个，其个，其中包括中、日、韩中包括中、日、韩（CJKCJK）统一编码的汉字（统一编码的汉字（2 2万多汉字，有简有繁）万多汉字，有简有繁）。134第1章计算机与信息技术概述GB18030GB18030汉字编码汉字编码l 我国政府在

101、我国政府在20002000年又颁布了一个新的汉字编码年又颁布了一个新的汉字编码标准标准GB18030GB18030。l GB18030-2000 GB18030-2000编码标准在编码标准在GB2312GB2312和和GBKGBK的基础的基础上进行扩充，增加了上进行扩充，增加了4 4字节字节编码，包含汉字编码，包含汉字2700027000多个，和多个，和GB2312GB2312和和GBKGBK兼容，而且与台湾、香港兼容，而且与台湾、香港地区使用的地区使用的BIG5BIG5码（大五码）相兼容。码（大五码）相兼容。135第1章计算机与信息技术概述在下列有关字符集及其编码的叙述中，错误的是：在下列

102、有关字符集及其编码的叙述中，错误的是：A.A. GB18030 GB18030标准中收录的汉字数目超过标准中收录的汉字数目超过2 2万，万，Windows Windows XPXP操作系统支持该标准操作系统支持该标准 B.B.在我国台湾地区使用的汉在我国台湾地区使用的汉字编码标准主要是字编码标准主要是GBKGBK，该标准中收录了大量的繁体，该标准中收录了大量的繁体汉字汉字 C.C.UnicodeUnicode字符集中既收录了大量简体字，也收字符集中既收录了大量简体字，也收录了大量繁体字。录了大量繁体字。D.D.GB2312GB2312是我国遍布的第一个汉字是我国遍布的第一个汉字编码标准，该字符

103、集还收录了俄文、希腊字母等。编码标准，该字符集还收录了俄文、希腊字母等。答案：答案：D D思考题思考题2010-2010-春春136第1章计算机与信息技术概述以下关于汉字编码标准的叙述中，错误的是：以下关于汉字编码标准的叙述中，错误的是：A.A. GB2312 GB2312标准中所有汉字的机内码均用双字节表示。标准中所有汉字的机内码均用双字节表示。B.B. 我国台湾地区使用的汉字编码标准我国台湾地区使用的汉字编码标准BIG5BIG5收录的是收录的是繁体字。繁体字。 C. C. GB18030GB18030标准中收录的汉字在标准中收录的汉字在GB2312GB2312标标准中一定能找到。准中一定

104、能找到。D.D. GB18030GB18030标准中既能与标准中既能与UCS UCS (Unicode)(Unicode)接轨，又能保护已有中文信息资源。接轨，又能保护已有中文信息资源。答案：答案：C C思考题思考题2009-2009-春春137第1章计算机与信息技术概述区位码区位码l GB2312GB2312的所有的国的所有的国标汉字与符号分布在一个字与符号分布在一个9494行行9494列的平面内，行号列的平面内，行号为区号区号，列号列号为位号位号( (值均在均在为01-9401-94范范围) ) 。l一个一个汉字所在的区号和位号字所在的区号和位号简单地地组合在一起合在一起就构成了就构成了

105、该汉字的字的”区位区位码”。在。在汉字的区位字的区位码中中, ,高高两位两位为区号区号, ,低低两位两位为位号位号。l 注：区位注：区位码是用是用两个两个1010进制数制数表示的。表示的。如，如，“大大”字的区号字的区号2020，位号，位号8383，区位，区位码是是20832083。138第1章计算机与信息技术概述思考题思考题下列下列4 4个个4 4位十进制数中，正确的汉字区位码是位十进制数中，正确的汉字区位码是A) 5601A) 5601B) 9596 B) 9596 C) 9678 C) 9678 D) 8799 D) 8799 答案：答案：A A139第1章计算机与信息技术概述国标

106、码国标码n每每个个汉字字的的区区号号和和位位号号分分别加加上上32D32D（即即20H20H或或00100000B00100000B）后后得得到到国国标交交换码，简称称国国标码或或交交换码。即：。即：n国国标码高位高位 = = 区区码 + + 20H20Hn国国标码低位低位 = = 位位码 + + 20H20H n汉字国字国标码的起始二的起始二进制位置制位置选择00100001B00100001B（即（即33D33D）是）是为了跳了跳过ASCIIASCII码的的3232个控制字符个控制字符和和空格字符空格字符。 140第1章计算机与信息技术概述举例说明举例说明“大大”字的区位字的区位码是：是

107、：2083208320832083D D14531453H H14 5314 53H H + 20 20+ 20 20H H 34 73 34 73H H “大大”字的国标码是字的国标码是3473H3473H141第1章计算机与信息技术概述机内码机内码n 为了将汉字的各种输入码在计算机内部为了将汉字的各种输入码在计算机内部统一统一起来，就有了专用于计算机内部存储汉字使用的起来，就有了专用于计算机内部存储汉字使用的汉字机内码汉字机内码（内码内码，汉字存储码汉字存储码）。n 计算机既要处理汉字，又要处理英文，因此计算机既要处理汉字，又要处理英文，因此计算机必须能计算机必须能区别区别汉字字符和英

108、文字符。汉字字符和英文字符。142第1章计算机与信息技术概述机内码机内码n为了不与为了不与7 7位位ASCIIASCII码码发生冲突，把国标码每个字发生冲突，把国标码每个字节的最高位由节的最高位由0 0改为改为1 1，其余位不变的编码作为汉，其余位不变的编码作为汉字字符的机内码。即：字字符的机内码。即： n机内码高位机内码高位 = = 国标码高位国标码高位 + + 80H80H = = 区码区码 + + A0HA0H n机内码低位机内码低位 = = 国标码低位国标码低位 + + 80H80H = = 位码位码 + + A0HA0H143第1章计算机与信息技术概述举例说明举例说明“大大”字的

109、区位字的区位码是：是：2083208320832083D D14531453H H14 5314 53H H + 20 20+ 20 20H H 34 73 34 73H H “大大”字的国字的国标码是：是： 34 73H34 73H + 80 80+ 80 80H H B4 F3 B4 F3H H “大大”字的机内字的机内码是：是：B4F3HB4F3H144第1章计算机与信息技术概述注意事项注意事项1.1.区位码是用两个区位码是用两个1010进制数表示的，国标码和进制数表示的，国标码和机内码通常是用两个机内码通常是用两个1616进制数表示的。进制数表示的。2.2.使用不同的输入编码方法向计

110、算机输入同一使用不同的输入编码方法向计算机输入同一个汉字，个汉字，其内码是相同的。其内码是相同的。145第1章计算机与信息技术概述某计算机系统中，西文使用标准某计算机系统中，西文使用标准ASCIIASCII码，汉码，汉字采用字采用GB2312GB2312编码。设有一段纯文本，其机内编码。设有一段纯文本，其机内码为码为CB F5 D0 B4 50 43 CA C7 D6 B8CB F5 D0 B4 50 43 CA C7 D6 B8，则在，则在这段文本中含有这段文本中含有_。思考题思考题2009-2009-春春A.A. 2 2个汉字和个汉字和1 1个西文字符个西文字符 B.B. 4 4个汉字和

111、个汉字和2 2个西文字符个西文字符 C.C. 8 8个汉字和个汉字和2 2个西文字符个西文字符 D.D. 4 4个汉字和个汉字和1 1个西文字符个西文字符 146第1章计算机与信息技术概述（4 4）汉字字符的显示）汉字字符的显示l如果要输出字符，则需要把机内码转换成可以如果要输出字符，则需要把机内码转换成可以阅读的字形格式；阅读的字形格式；l字形码又称为输出码或字模，同一种字体的所字形码又称为输出码或字模，同一种字体的所有字符的形状描述信息构成有字符的形状描述信息构成字库字库（字形码的集（字形码的集合）；合）；147第1章计算机与信息技术概述（4 4）汉字字符的显示）汉字字符的显示l不同的

112、字体不同的字体( (如宋体、仿宋、楷体、黑体等如宋体、仿宋、楷体、黑体等) )对对应不同的字库；应不同的字库；l要输出一个字符时，计算机根据该字符的要输出一个字符时，计算机根据该字符的机内机内码码找出其在找出其在字库字库中的位置，再取出其中的位置，再取出其字模字模信息信息作为字形输出。作为字形输出。148第1章计算机与信息技术概述常见的字形码常见的字形码点阵字形点阵字形和和轮廓字形轮廓字形点阵点阵描述描述轮廓轮廓描述描述轮廓点轮廓点直线直线二次曲线二次曲线汉字输出时，若使用汉字输出时，若使用16161616点阵的表示方点阵的表示方法，则需要法，则需要16b16b=256bit=32B16b1

113、6b=256bit=32B149第1章计算机与信息技术概述1 1、二进制数与十进制、八进制、十六进制数相互转、二进制数与十进制、八进制、十六进制数相互转换方法换方法2 2、无符号整数表示方法、无符号整数表示方法3 3、带符号整数表示方法：、带符号整数表示方法：0 0正正1 1负负4 4、负整数的原码、反码、补码求解方法、负整数的原码、反码、补码求解方法5 5、正整数原码、反码、补码等于原码、正整数原码、反码、补码等于原码6 6、在、在8 8位补码中，位补码中，0 0只有一种表示方法：只有一种表示方法：0000 0000 000000007 7、在、在8 8位码中，位码中，-128-128的原

114、码和反码无法表示，的原码和反码无法表示，补码为补码为1000 00001000 0000小结小结150第1章计算机与信息技术概述l二转十二转十l 八转十八转十乘权求和乘权求和l 1616转十转十l 十转二十转二除二取余除二取余 ( ( 整数整数 ) ) 乘二取整乘二取整 ( ( 小数小数 ) )l 十转八十转八除八取余除八取余 ( ( 整数整数 ) ) 乘八取整乘八取整 ( ( 小数小数 ) )l 十转十转16 16 除除1616取余取余 ( ( 整数整数 ) ) 乘乘1616取整取整 ( ( 小数小数 ) ) 小结小结151第1章计算机与信息技术概述l 二转八二转八三位变一位三

115、位变一位 l 八转二八转二一位变三位一位变三位 l 二转二转16 16 四位变一位四位变一位 l 1616转二转二一位变四位一位变四位 l 八转八转16 16 八八二二 1616l 16 16转八转八 16 16 二二八八小结小结152第1章计算机与信息技术概述课堂练习课堂练习1 1、以下数值中最大的和最小的分别是哪个？、以下数值中最大的和最小的分别是哪个？(1234)8(1234)16(1234)5(1234)10(11011011)2(219)16(210)8(219)102 2、写出以下整数的、写出以下整数的8 8位原码，反码和补码：位原码，反码和补码：127，-48-1280

116、153第1章计算机与信息技术概述课堂练习课堂练习3 3、十进制算式、十进制算式3*64+5*32+4*8+53*64+5*32+4*8+5的运算结果对应的的运算结果对应的二进制数是多少？二进制数是多少？提示：先统一转换为按八进制位权展开提示：先统一转换为按八进制位权展开605 O605 O或按十六进制位权展开或按十六进制位权展开185 H185 H答案：答案：110000101 B110000101 B154第1章计算机与信息技术概述课堂练习课堂练习4 4、最大的、最大的1010位无符号二进制整数转换成八进制位无符号二进制整数转换成八进制数是数是_。（。（2009-2009-春）春） A.

117、 1023A. 1023 B. 1777B. 1777 C. 1000C. 1000 D. 1024D. 1024答案：答案：B B155第1章计算机与信息技术概述课堂练习课堂练习5 5、已知某个负数的、已知某个负数的8 8位补码为位补码为1110 01011110 0101，求该，求该负数的十进制数是多少？负数的十进制数是多少？已知补码求原码方法已知补码求原码方法1 1、将补码减、将补码减1 1得到反码得到反码2 2、将数值部分按位取反，得到原码、将数值部分按位取反，得到原码或或直接再次求补直接再次求补156第1章计算机与信息技术概述课后习题答案课后习题答案5. 5. 字长字长8 8位位

118、(+43)(+43)原原= = 0 0010 1011 (-7)010 1011 (-7)原原= = 1 1000 0111000 0111(+43)(+43)反反= = 0 0010 1011 (-7)010 1011 (-7)反反= = 1 1111 1000111 1000(+43)(+43)补补= = 0 0010 1011 (-7)010 1011 (-7)补补= = 1 1111 1001111 1001(+127)(+127)原原= = 0 0111 1111111 1111(+127)(+127)反反= = 0 0111 1111111 1111(+127)(+127)补补=

119、= 0 0111 1111111 1111(-128)(-128)补补 = = 1 1000 0000000 0000157第1章计算机与信息技术概述课后习题答案课后习题答案6. 6. 某汉字的国标码是某汉字的国标码是1112H1112H，机内码是，机内码是9192H9192H11 12H+ 11 12H+ 80 8080 80H=91 92H H=91 92H 某汉字的机内码是某汉字的机内码是D6D0HD6D0H，国标码是国标码是D6 D0H-D6 D0H-80 8080 80H=56 50H H=56 50H 区位码是区位码是56 50H-56 50H-20 2020 20H=36 30

120、H H=36 30H 54 48D54 48D或，直接或，直接D6 D0H-D6 D0H-A0 A0A0 A0H=36 30H H=36 30H 54 48D54 48D158第1章计算机与信息技术概述课后习题答案课后习题答案7.7.要存放要存放1010个个24*24*2424点阵的汉字字模点阵的汉字字模至少需要至少需要24*24/8*10=72024*24/8*10=720字节的存储空间。字节的存储空间。159第1章计算机与信息技术概述20122012年秋年秋1.1.下列关于信息、信息技术、信息产业与信息化下列关于信息、信息技术、信息产业与信息化的叙述中，的叙述中，错误错误的是的是_。A

121、.A.世间一切事物都在运动，都具有一定的运行状世间一切事物都在运动，都具有一定的运行状态，因而都在产生信息态，因而都在产生信息 B.B.现代信息技术的主要特征之一是以数字技术为现代信息技术的主要特征之一是以数字技术为基础基础160第1章计算机与信息技术概述20122012年秋年秋1.1.下列关于信息、信息技术、信息产业与信息化下列关于信息、信息技术、信息产业与信息化的叙述中，错误的是的叙述中，错误的是_。C.C.信息产业特指利用信息设备进行信息处理与服信息产业特指利用信息设备进行信息处理与服务的行业，它不包括任何生产制造行业务的行业，它不包括任何生产制造行业 D.D.信息化是一个推动人类社会

122、从工业社会向信息信息化是一个推动人类社会从工业社会向信息社会转变的社会转型的过程社会转变的社会转型的过程161第1章计算机与信息技术概述20122012年秋年秋2.2.下列关于数字技术与微电子技术的叙述中，错下列关于数字技术与微电子技术的叙述中，错误的是误的是_。 A.A.数字技术的处理对象是数字技术的处理对象是“比特比特” ” 只有两种取只有两种取值，即数字值，即数字0 0和数字和数字1 1 B.B.数据通信和计算机网络中传输二进制信息时，数据通信和计算机网络中传输二进制信息时，传输速率的单位通常为传输速率的单位通常为B/SB/S、KB/SKB/S、MB/SMB/S等等162第1章计算机

123、与信息技术概述20122012年秋年秋2.2.下列关于数字技术与微电子技术的叙述中，错下列关于数字技术与微电子技术的叙述中，错误的是误的是_。 C.C.微电子技术是实现电子电路和电子系统超小型微电子技术是实现电子电路和电子系统超小型化及微型化的技术，它以集成电路为核心化及微型化的技术，它以集成电路为核心 D.IntelD.Intel公司的创始人之一摩尔曾预测，单块集公司的创始人之一摩尔曾预测，单块集成电路的集成度平均每成电路的集成度平均每18-2418-24个月翻一番个月翻一番163第1章计算机与信息技术概述20122012年秋年秋3.3.以下选项中，数值相等的一组数是以下选项中，数值相等的一组数是_。 A.A.十进制数十进制数5402054020与八进制数与八进制数5473254732B.B.八进制数八进制数1365713657与二进制数与二进制数10111101011111011110101111C.C.十六进制数十六进制数F429F429与二进制数与二进制数10110100001011011011010000101101D.D.八进制数八进制数73247324与十六进制数与十六进制数B93B93

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01第1章 计算机与信息技术概述

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