第一章-第3講---計算機的基本原理

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1、,,,,,,,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,,主要內(nèi)容：,,一、基礎(chǔ)知識：,計算機組成結(jié)構(gòu)及機內(nèi)數(shù)據(jù)表示,,計算機組成結(jié)構(gòu),:,,CPU,的結(jié)構(gòu)及其工作原理,,主存儲器（內(nèi)存）結(jié)構(gòu)：地址空間,,總線與數(shù)據(jù)傳輸,,指令與程序,,二進制,,數(shù)據(jù)在機器內(nèi)的表示,----,編碼,,二、應(yīng)用知識,,,Windows2000,操作系統(tǒng),,網(wǎng)上注冊免費,E-mail,與 網(wǎng)頁郵件系統(tǒng)（,WebMail,）,,E-mail,客戶端軟件及其配置、如何收發(fā),E-mail,第三講 計算機的基本原理,,計算機的組成結(jié)構(gòu),,計算機的組成結(jié)構(gòu),主存儲

2、器：內(nèi)存儲器，又簡稱為內(nèi)存或主存?？梢园汛鎯w想象成是一個構(gòu)造簡單的，組織有序的大容器。其間是一連串有序的,",單元,",,計算機的組成結(jié)構(gòu),為了標識和識別存儲體的每一個單元，就對每一個單元進行有序編號。我們把這些單元的編號稱為單元的,“,地址,”,。因此，地址是標識和引用一個特定單元的唯一手段。,,現(xiàn)代計算機中把基本的存儲單元稱為,“,字節(jié),”,，并以字節(jié)為單位進行計量，以,“,B,”,（,byte,）標志,1KB=1024B,（,1byte=8bits,）,,,,1MB=1KKB=1024KB=1024,２,B,,1GB=1KMB=1024MB=1024,３,B,,1TB=1KGB=102

3、4GB=1024,4,B,,計算機的組成結(jié)構(gòu),從存儲器中取出或存入數(shù)據(jù)的活動稱為對存儲器的讀,/,寫操作。其特點：取之不盡、以新?lián)Q舊,,根據(jù)工作方式不同，內(nèi)存有,",隨機存儲器,",（,RAM,：,Random Access Memory,）,和,",只讀存儲器,",（,ROM,：,Read-Only Memory,）,,根據(jù)功用和地位的不同，隨機存儲器又有高速緩沖存儲器（,Cache,）,和（,主,）存儲器組成。,,計算機的組成結(jié)構(gòu),運算器：是對數(shù)據(jù)進行,“,算術(shù)運算,”,和,“,邏輯運算,”,的部件，故又簡稱為,“,數(shù)邏部件,”,。,,它在,CPU,的控制下對提供的分量進行指定的運算或操作

4、，產(chǎn)生結(jié)果，并暫存于其中。,,計算機的組成結(jié)構(gòu),控制器：是統(tǒng)一指揮并控制計算機各部件協(xié)調(diào)工作的中心部件。這種指揮和控制的依據(jù)是指令，即是向計算機發(fā)出的執(zhí)行某種操作的命令。也就是說計算機的工作由指令所控制；而指令是人發(fā)送到計算機中去的。,,計算機的組成結(jié)構(gòu),輸入設(shè)備：輸入設(shè)備是外界向計算機系統(tǒng)內(nèi)輸送信息的設(shè)備。目前常見的有鍵盤、鼠標、掃描儀、麥克風、攝象機，數(shù)字化儀等。,,計算機的組成結(jié)構(gòu),輸出設(shè)備：輸出設(shè)備是計算機系統(tǒng)向外界輸送信息的設(shè)備。,,,,中央處理單元,是計算機硬件的核心，它主要包括中央處理器、主存儲器、系統(tǒng)時鐘、系統(tǒng)總線和控制部件等，通過這些部件的協(xié)同動作完成對信息的處理。,1.1

5、CPU,的結(jié)構(gòu)及其工作原理,,1.1 CPU,的結(jié)構(gòu)及其工作原理,系統(tǒng)時鐘,內(nèi)頻時鐘,南橋組,內(nèi)存（,RAM,）,內(nèi)部總線,硬盤（,DISK,）,外部總線,北橋組,芯片組,USB,AGP,外頻,CPU,的工作頻率由內(nèi)頻時鐘控制（例如,1.5GMHZ),,CPU,和內(nèi)存儲器，外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換通過芯片組，北橋和南橋芯片組，北橋負責內(nèi)存和,CPU,以及顯示卡,AGP,的聯(lián)系，南橋負責內(nèi)存和硬盤以及各種外設(shè),USB,的數(shù)據(jù)交換,芯片組的數(shù)據(jù)交換頻率比,CPU,的工作頻率慢。（例如,,1.5GHZ ÷4 ),CPU,寄存器組,算術(shù)邏輯運算,中斷系統(tǒng),指令控制,,1.1 CPU,的結(jié)構(gòu)及其工作原理,CP

6、U,的基本功能就是執(zhí)行指令。,ALU,：,整數(shù)運算、邏輯運算。浮點數(shù)運算（協(xié)處理器、浮點處理器）。,,寄存器,：信息的存放。指令寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、控制寄存器。,大小,-CPU,字長,。,,指令控制器,：解釋指令，并協(xié)調(diào),CPU,各部件完成指令的執(zhí)行。,,中斷控制器,：處理程序中斷,,CPU,內(nèi)部總線,：數(shù)據(jù)、指令、控制等信息的傳輸。,指令執(zhí)行速度,(,主頻,),,字長,,指令處理能力,,1.1 CPU,的結(jié)構(gòu)及其工作原理,系統(tǒng)時鐘,,,系統(tǒng)時鐘相當于中央處理單元的心臟。在計算機工作過程中，系統(tǒng)時鐘有規(guī)律性地“跳動”，按照精確的時間間隔發(fā)出,脈沖式,的電信號。這種脈沖信號控制著各種系統(tǒng)部件的動

7、作速度，使它們能夠協(xié)調(diào)同步。系統(tǒng)時鐘的頻率不能太快，否則工作部件跟不上步伐，數(shù)據(jù)傳輸和處理就會發(fā)生錯誤，而系統(tǒng)時鐘太慢又不能發(fā)揮,CPU,等部件的能力。,,,CPU,的主頻是指,CPU,在,1,秒鐘內(nèi)應(yīng)該完成的,指令周期,數(shù)，在其他因素相同的情況下，主頻越快的,CPU,速度越快。,,,內(nèi)存的基本功能,,內(nèi)存是計算機工作中用于保存信息的主要部件。對內(nèi)存的一個基本操作是取出存放在里面的信息，這個動作稱為,由內(nèi)存“讀出”,；另一個操作是把信息存放到內(nèi)存里，這稱為,內(nèi)存的“寫入”,。這兩個動作簡稱為存儲器的“讀寫”，或統(tǒng)成為存儲器的“訪問”。存儲器作為信息的存儲部件，它必須能夠保持存儲在其中的信息不丟

8、失，并且應(yīng)當保證保證信息訪問的方便快捷。,,內(nèi)存的性能由容量和訪問速度決定。,1.2,主存儲器（內(nèi)存）的結(jié)構(gòu),,內(nèi)存編址（地址空間）,,內(nèi)存被分成長度為一個字節(jié)（,8,位）的小單元（基本存儲單位，存儲單元），這些單元順序排列，每個單元在序列中都有一個唯一的位置編號，,這個編號稱為存儲單元的地址。所有的編碼組成了地址空間,。訪問內(nèi)存就是通過地址進行的，地址的編碼是唯一的（當然在計算機內(nèi)部也是用二進制來表示的）。,1.2,主存儲器（內(nèi)存）的結(jié)構(gòu),,,計算機中央處理單元中的各部僅通過一條公共信息通路連接，這條信息通路就是,總線,。,,,,數(shù)據(jù)總線,：不同部件之間傳遞數(shù)據(jù)?？偩€寬度決定了一次傳遞數(shù)據(jù)量

9、的大?。?CPU,和內(nèi)存之間,– CPU,字長,）。影響機器性能的因素之一。,,,地址總線,：,CPU,和內(nèi)存之間進行地址傳遞?？偩€寬度決定了機器所能直接訪問的內(nèi)存大小,(,16:64K,；,32:4000M,),。,,,控制總線,：不同部件之間傳遞控制信息（如讀寫內(nèi)存控制信息）。,1.3,總線與數(shù)據(jù)傳輸,,1.3,總線與數(shù)據(jù)傳輸,輸入設(shè)備,輸出設(shè)備,,中央處理器,,CPU,內(nèi)存儲設(shè)備,,,,MEMORY,外部總線,,,,數(shù)據(jù)流,,外存,內(nèi)部總線（數(shù)據(jù)總線、地址總線）,,數(shù)據(jù)流,,指令流,,1.3,總線與數(shù)據(jù)傳輸,,CPU,寄存器組,指令控制器,③算術(shù)邏輯運算,,ALU,中斷控制器,主存儲器,

10、①取指令,,運算數(shù)據(jù),②讀出數(shù)據(jù),④處理中斷,⑤寫數(shù)據(jù),CPU,和內(nèi)存的配合工作,,1.3,總線與數(shù)據(jù)傳輸,在數(shù)據(jù)存儲與傳輸過程中，有可能會出現(xiàn)錯誤,——,二進制位錯，需要進行“差錯校驗”。,,,校驗方法,：給正常數(shù)據(jù)附加一個或多個二進制位的冗余信息。,,,通常是在正常數(shù)據(jù)后附加一個二進制位,——,奇偶校驗位。如：對于,1,字節(jié)數(shù)據(jù)（,8,位），實際存儲或傳輸?shù)氖?9,位二進制數(shù)據(jù)。,8,位是正常信息，另,1,位是校驗位：,,偶校驗：若,8,位中有偶數(shù)個,1,，則校驗位為,0,；否則，校驗位為,1,。這樣,9,位中總有偶數(shù)個,1,，否則，數(shù)據(jù)出錯。,,奇校驗,……,,,指令分類和編碼,,,存儲

11、器訪問指令,,算術(shù)運算和邏輯運算類指令,,條件判斷和分支指令,,輸入輸出指令,,控制和系統(tǒng)指令,指令采用二進制編碼，有零到多個參數(shù)。一個,CPU,所能,執(zhí)行的指令、指令的編碼方式、參數(shù)的個數(shù)和形式等的整體構(gòu)成了,CPU,的“指令系統(tǒng)”。,“指令系統(tǒng)”實際上是,CPU,硬件與基于其上的軟件之間的一種約定，是一種嚴格的協(xié)議,。,1.4,指令與程序,,1.4,指令與程序,輸入值到指定的內(nèi)存地址,,累計器清零,,內(nèi)存,?,累計器,,內(nèi)存,?,寄存器,,寄存器,?,累計器,,寄存器,?,累計,器,比較,,跳轉(zhuǎn)到,P2,,=0,條件跳轉(zhuǎn),,≠,0,條件跳轉(zhuǎn),,停,加,,減,,乘,,除,,加,1,,減,1,

12、指令集合,,1.4,指令與程序,CISC,和,RISC,,,CISC(,復雜指令集計算，,Complex Instruction Set Computing,),：,包含大量指令，許多指令在執(zhí)行前要分割成小的指令；程序員易于使用；硬件處理負擔重。,,,RISC(,精簡指令集計算，,Reduced Instruction Set Computing,),：,包含相當少且簡單的指令；程序員需要將若干簡單指令聯(lián)合起來形成一條較為復雜的指令；軟件處理負擔重。,,1.4,指令與程序,,CPU,的基本功能就是執(zhí)行指令。一種,CPU,能完成的指令有幾十種到幾百種。每種,CPU,都有自己的“指令系統(tǒng)”。,CP

13、U,的功能就體現(xiàn)在其“指令系統(tǒng)”上。,,,不同,CPU,之間在指令集合和指令編碼方式方面的相互相容性稱為“兼容性”。如果一種,CPU,與,另一種,CPU,兼容，那么用這種,CPU,就可以直接執(zhí)行基于另一種,CPU,開發(fā)的程序。,,指令周期,,由指令控制器控制,取指令,取運算數(shù),算術(shù),,邏輯,,運算,檢測中斷，決定下一個指令地址,1.4,指令與程序,,1.4,指令與程序,程序,,,程序就是為完成某種特定工作而實現(xiàn)的、由一系列計算機指令構(gòu)成的序列。,,程序是,CPU,指令控制器的處理對象，一般的數(shù)據(jù)則是,ALU,的處理對象。,,程序是,CPU,最頻繁使用的信息，應(yīng)當放在,CPU,能快速方便地訪問的

14、地方,——,內(nèi)存中。,,指令控制器控制,指令的讀取,和,指令的執(zhí)行,（指令周期），并利用,程序計數(shù)器,(Program Counter),順序控制程序的執(zhí)行。,,程序在內(nèi)存中順序存儲，指令存儲的順序決定了它們在被執(zhí)行過程中的基本順序關(guān)系（時間關(guān)系）。,,1.4,指令與程序,內(nèi)存程序,M-: MOV M10 R1,,M0: MOV M11 R2,,M1: ADD R1 R2,,M2: STORE M09,R1,,寄存器組,,Rk,,程序計數(shù)器,指令控制器,累加,,運算器,,內(nèi)存,數(shù)據(jù)和指令流,兩個二進制整數(shù)相加的指令：,,M1: ADD R1 R2,順序執(zhí)行程序,,1

15、.4,指令與程序,分支指令和程序流程控制,,,順序程序的局限性,–,一,個例子,,求,1,到,10,十個數(shù)的平方和,,1,）準備一個存放累加值的地方,——,累加寄存器；,,2,）求出,1,的平方和，將它加到累加到累加寄存器中；,,3,）求出,2,的平方和，將它加到累加到累加寄存器中；,,4,）依次求出,3,到,10,的平方和，逐一加到累加寄存器中；,,5,）累加寄存器中的值即為結(jié)果。,,如果求,1,到,10000,的平方和，怎么辦？,,1.4,指令與程序,條件判斷和分支,（,選擇,）,指令,,,1,）準備一個累加單元，先給它存放值,0,；,,2,）準備一個計數(shù)器單元，先給它存放值,1,；,,3

16、,）求出計數(shù)器單元里的數(shù)值的平方，把這個平方加到累加單元的值上；,,4,）將計數(shù)器單元的值加,1,；,,5,）將計數(shù)器單元的值與,10,比較（,條件判斷,） ，值不大于,10,就轉(zhuǎn)到步驟,3,，否則繼續(xù)向下執(zhí)行（,分支指令,） ；,,6,）取出累加單元的值即為計算結(jié)果，結(jié)束。,,1.4,指令與程序,程序的基本結(jié)構(gòu)：,,,順序控制結(jié)構(gòu),,分支,（選擇）,控制結(jié)構(gòu),,循環(huán)控制結(jié)構(gòu),條件判斷,分支指令,分支指令,,1.4,指令與程序,中斷（,Interrupt,）,,,問題背景：處理臨時出現(xiàn)的緊急事件，如鼠標移動。,,中斷的處理：發(fā)現(xiàn)中斷信號，指令控制器終止正在運行的程序，保存該程序的運行現(xiàn)場（當前

17、所有執(zhí)行狀態(tài)信息），以便其恢復執(zhí)行；根據(jù)中斷信號從特定位置啟動中斷處理程序（操作系統(tǒng)提供）處理中斷。,,中斷的產(chǎn)生：各種軟硬件；中斷信號（中斷的詳細信息）。,,中斷的接收：,CPU,中的中斷控制器接收；中斷信號的編碼、中斷處理程序起始地址。,,中斷的檢測：指令控制器在每次指令執(zhí)行后，都檢測是否出現(xiàn)中斷信號。,,二進制,十進制,,以,10,為基數(shù),,逢,10,進,1,,,采用,0,、,1,、,2,、,3,、,4,……,9,個符號,,例如：,,1234 = 1,×,10,3,+ 2,×,10,2,+ 3,×,10,1,+ 4,×,10,0,,,二進制,p,進制,,以,p,為基數(shù),,逢,p,進,1,

18、,,采用,p,個符號,,例如：,,x,n,x,n-1,…,x,1,x,0,,,=,x,n,×,p,n,+x,n-1,p,n-1,+,…,+ x,1,×,p,1,+ x 0,×,p,0,,,二進制,二進制,,以,2,為基數(shù) 逢,2,進,1,采用,0,、,1,兩個符號,,例如：,,b,n,b,n-1,…,2,b,1,b,0,,,= b,n,×,2,n,+ b,n-1,×,2,n-1,+,……,+ b,1,×,2,1,+ b,0,×,2,0,,,1234,（,10,）,= 10011010010,（,2,）,,=1,×,2,10,+ 0,×,2,9,+ 0,×,2,8,+ 1,×,2,7,+

19、1,×,2,6,+ 0,×,2,5,+1,×,2,4,+ 0,×,2,3,+ 0,×,2,2,+1,×,2,1,+ 0,×,2,0,,,二進制,為什么采用二進制,,1.,數(shù)字符號表示簡單容易，只要選用雙態(tài)元件，如單向?qū)щ娫?，磁性元件，發(fā)光元件，就可以十分簡單地表示出數(shù)位上的數(shù)字,0,和,1,了；因此代價低廉，容易實現(xiàn)和使用。,,2.,運算規(guī)則簡單，使計算機實現(xiàn)運算的邏輯結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單。,,3.,有利于邏輯運算的實現(xiàn)，可以用,1,表示真值，,0,表示假值，其運算是雙值運算，與二進制完全一致,。,,二進制,二進制的運算,,0+0=0,，,0+1=1,，,1+0=1,，,1+1=10,,0,×,0=

20、0,，,0,×,1=0,，,1,×,0=0,，,1,×,1=1,,二進制數(shù)的邏輯運算：沒有進位，按位運算,邏輯非,!,,單操作數(shù)運算：,!,1,＝,0,；,!,0,＝,1,,邏輯或,|,,雙操作數(shù)運算：,0,|,0 = 0,；,0,|,1 = 1,,1,|,0 = 1,；,1,|,1 = 1,,邏輯與,^,,雙操作數(shù)運算：,0,^,0 = 0,；,0,^,1 = 0,,1,^,0 = 0,；,1,^,1 = 1,,,,雙操作數(shù)運算：,0 0 = 0,；,0,,1 = 1,,1 0 = 1,；,1 1 = 0,邏輯異或,!11010 = 00101,,11001,,|

21、 01101,,11101,,11001,,,^,01101,,01001,,11001,,01101,,10100,二進制數(shù)的運算,,二進制：,不同進位制之間的轉(zhuǎn)換,“,十進制,”,與,“,二進制,”,的轉(zhuǎn)換：除以,2,取余法,,X,（,10,）,=b,n,×,2,n,+b,n-1,×,2,n-1,+,……,+b,1,×,2,1,+b,0,×,2,0,,要將這個十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)的關(guān)鍵是求出二進制數(shù)的每一位,b,i,分析這個式子，發(fā)現(xiàn),,X,（,10,）,=,（,b,n,×,2,n-1,+b,n-1,×,2,n-2,+,…,+b,1,×,2,0,）,×,2+b,0,,將等式兩端同除以,2

22、,得,,X,（,10,）,/2=b,n,×,2,n-1,+b,n-1,×,2,n-2,+,……,+b,1,×,2,0,余數(shù)為,b,0,,,二進制：,不同進位制之間的轉(zhuǎn)換,“,十進制,”,與,“,二進制,”,的轉(zhuǎn)換（整數(shù)部分）,,除以,2,取余法,,二進制：,不同進位制之間的轉(zhuǎn)換,“,十進制,”,與,“,二進制,”,的轉(zhuǎn)換（小數(shù)部分）乘以,2,取整余法,,二進制：,不同進位制之間的轉(zhuǎn)換,“,十進制,”,與,“,二進制,”,的轉(zhuǎn)換（小數(shù)部分）乘以,2,取整余法,,有些小數(shù)轉(zhuǎn)換時為無限循環(huán)小數(shù)，不出現(xiàn)小數(shù)部分為,0,。這時根據(jù)轉(zhuǎn)換的精確度決定終止的位數(shù)。如，,0.7,轉(zhuǎn)換時有,0.7,（,10,）,

23、=0.101100110011,…,（,2,）,，它以,0110,循環(huán)。這時，若精確度取,4,位，則結(jié)果為,0.1011,；若精確度取,6,位，則結(jié)果為,0.101101,，第,7,位的,1,向高位進,1,，即,0,舍,1,入。,,二進制：,不同進位制之間的轉(zhuǎn)換,二進制數(shù)到十進制數(shù)的轉(zhuǎn)換,,將一個二進制數(shù)表示為以,2,為數(shù)基的方冪的多項式，根據(jù)這個多項式采用十進制方式進行進算，其結(jié)果即為該二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)的結(jié)果。,1001101.1011,,=1,×,2,6,+0,×,2,5,+0,×,2,4,+1,×,2,3,+1,×,2,2,+0,×,2,1,+1,×,2,0,+1,×,2,-1,+

24、0,×,2,-2,+1,×,2,-3,+1,×,2,-4,,=77.6875,（,10,）,,二進制：,不同進位制之間的轉(zhuǎn)換,二進制與八進制和十六進制的轉(zhuǎn)換,,由于二進制數(shù)表示的數(shù)位比較長，不便于書寫和閱讀；因此考慮用既有較少的數(shù)位，又不失二進制的特點的進位制來表示。八進制和十六進制是常用于這一目的的進位制。,,轉(zhuǎn)換的方法是：先以小數(shù)點為基準分別向左向右每三為一組，將數(shù)分成若干組。再把每一組看成一個獨立的,(,整,),八進制數(shù)或十六進制數(shù)。,,二進制：,不同進位制之間的轉(zhuǎn)換,二進制與八進制和十六進制的轉(zhuǎn)換,,八進制數(shù)碼與二進制分組的關(guān)系列表如下,：,,,,,1001101.1011=,（,00

25、1,）（,001,）（,101,）,.,（,101,）（,100,）＝,115.54,(8),,,二進制：,不同進位制之間的轉(zhuǎn)換,二進制與八進制和十六進制的轉(zhuǎn)換,,十六進制數(shù)碼與二進制分組的關(guān)系列表如下,：,,,,,,10011010010,（,2,）,=,（,0100,）（,1101,）（,0010,）,（,2,）,,,=,4D2,（,16,）,,二進制：,不同進位制之間的轉(zhuǎn)換,二進制、八進制、十六進制的轉(zhuǎn)換,,八進制和十六進制表示的實質(zhì)還是二進制。使用八進制和十六進制可縮短二進制表示的數(shù)位長度，也可簡化十進制到二進制的轉(zhuǎn)換。即先將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進制或十六進制數(shù)，在將其轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。如,

26、，,,,,數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的表示,計算機信息存儲單元的結(jié)構(gòu),,（,1,）,",位,",（,Bit,）：,是計算機中最小的信息單位。一,",位,",只能表示,0,和,1,中的一個，即一個二進制位，或存儲一個二進制數(shù)位的單位。,,（,2,）,“,字節(jié),”,（,Byte,）：,是由相連,8,個位組成的信息存儲單位，如下圖。,,,數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的表示,計算機信息存儲單元的結(jié)構(gòu),,字節(jié)是目前計算機最基本的存儲單位；也是計算機存儲設(shè)備容量最基本的計量單位。一個字節(jié)通?？梢源鎯σ粋€字符（如字母、數(shù)字等）,,只有字節(jié)才有地址的概念。對一種計算機的存儲設(shè)備以字節(jié)為單位賦予的地址稱為字節(jié)編址；也是目前計算機最基本的

27、存儲單元編址，如圖,,,數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的表示,計算機信息存儲單元的結(jié)構(gòu),,（,3,）,",字,",（,Word,）：,是由相連,4,個字節(jié)（即,32,位）構(gòu)成的信息存儲單位如下圖。字的地址是組成字的第一個字節(jié)的地址除,4,；因此該字節(jié)的地址必須能被,4,整除。,,數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的表示,計算機信息存儲單元的結(jié)構(gòu),,（,4,）,",雙字,",（,Double Word,）：,是由相連,2,個字（即,64,位）構(gòu)成的信息存儲單位如下圖。雙字的地址是組成雙字的第一個字節(jié)的地址除,8,；因此該字節(jié)的地址必須能被,8,整除。,,數(shù)的編碼,,,,在計算機內(nèi)部，由于要表示符號等因素，因此并不是直接以原始的二進

28、制數(shù)本身來存儲的，而是要經(jīng)過一定的編碼，包括：,原碼、補碼和反碼,。有關(guān)這三種碼的含義及其所表示的數(shù)據(jù)的方式（定點數(shù)和浮點數(shù)），有興趣的同學可以在課后閱讀有關(guān)文獻。,數(shù)據(jù)編碼,,數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的表示,字符數(shù)據(jù)的機內(nèi)表示,,字符數(shù)據(jù)是指用諸如字母符號、數(shù)字符號、標點符號等可見符號構(gòu)成的數(shù)據(jù)，并稱為非數(shù)值數(shù)據(jù)。,,我們?yōu)槊恳粋€字符分配一個整數(shù)，字符不同對應(yīng)的整數(shù)也不同；反之，不同的整數(shù)就表示了不同的字符。我們稱這種整數(shù)為字符的編碼或代碼。,,現(xiàn)在一般通用的字符編碼是由美國制定的,“,美國信息交換標準碼,”,提供的編碼，即,ASCII,（,American Standard Code Informa

29、tion Interchange,）,碼,。,,,數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的表示,字符數(shù)據(jù)的機內(nèi)表示,,,,,數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的表示,字符數(shù)據(jù)的機內(nèi)表示,,如,“,GOOD MORNING,”,表示為：,,,,又如,2001.10.26,表示為：,,,,,,,,數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的表示,漢字字符的機內(nèi)表示,,漢字是一種特殊的字符，同樣采用編碼的形式在計算機內(nèi)表示和存儲它。,《,信息交換用漢字編碼字符集 ─ 基本集,》,國家標準,GB2312,,就是這樣的編碼表。漢字編碼表比,ASCII,編碼表要大得多，它由,94X94,的表構(gòu)成，即有,94,行，,94,列。每個漢字對應(yīng)一個區(qū)位。,,例如：,[,南,,],十進

30、制碼是：,36 47,,二進制碼是：,0100100 0101111,,十六進制碼是：,24H 2FH,,,[,京,,],十進制碼是：,30 09,,二進制碼是：,0011110 0001001,,十六進制碼是：,1EH 09H,,,其中,H,表示是十六進制數(shù)。,,數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的表示,漢字字符的機內(nèi)表示,,從漢字編碼表中求得的漢字編碼稱為漢字的,",區(qū)位碼,,",。因此我們又把這個漢字編碼表稱為漢字的,",區(qū)位表,",。區(qū)位碼是用作進行漢字信息交換時使用的。我國有自己處理用的漢字編碼，稱為,",國標碼,",。這個編碼是在區(qū)位碼的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，方法是分別在,",區(qū),",碼和,",位碼,",上各

31、加,"32",（即二進制,00100000,）得到。如,,[,南,,],十進制區(qū)位碼是：,,36+32 47+32 = 68 79,,二進制區(qū)位碼是：,,0100100+0100000,，,,0101111+0100000 = 1000100,，,1001111,,十六進制區(qū)委碼是：,24H+20H 2FH+20H = 44H 4FH,,,數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的表示,漢字字符的機內(nèi)表示,,國標碼在計算機內(nèi)的表示稱為,",機內(nèi)碼,",，設(shè)置機內(nèi)碼的目的在于，在對漢字進行處理時能與,ASCII,碼進行區(qū)分，使中西文可以混合在同一文本中能同時作不同的處理。機內(nèi)碼在國標碼的基礎(chǔ)上產(chǎn)生，分別在,",高位,",

32、碼和,",低位,",碼上個各加,"128",（即二進制,10000000,）得到。如，,,[,南,,],十進制機內(nèi)碼是：,68+128 79+128 = 196 207,,二進制機內(nèi)碼是：,,1000100+10000000,，,,1001111+10000000 = 11000100,，,11001111,,,十六進制機內(nèi)碼是：,44H+80H 4FH+80H = C4H CFH,,,,數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的表示,漢字字符的機內(nèi)表示,,由于漢字的機內(nèi)碼比較長，,8,位區(qū)碼加,8,位位碼，而且必須緊緊相連在一起才能表示漢字，因此在計算機內(nèi)要用相連的兩個字節(jié)（高位字節(jié)和低位字節(jié)）表示一個完整的漢字。如

33、,,,,數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的表示,漢字字符的機內(nèi)表示,,對于漢字，除以上給出的區(qū)位碼、國標碼和機內(nèi)碼（或稱內(nèi)碼）外，還有所謂,“,輸入碼,”,,,也稱,“,外碼,”,。即用以在進行漢字輸入時用的漢字編碼；也即是,“,漢字輸入法,”,使用的編碼。常用的有,“,區(qū)位碼輸入法,”,編碼、,“,全拼輸入法,”,編碼、,“,五筆字型輸入法,”,編碼、,“,雙拼雙音輸入法,”,編碼等。,,,例如：全拼輸入法：其輸入碼就是國家頒布的漢字拼音規(guī)則，即一個漢字的全部拼音字母。如，,",南,",的輸入碼為,nan,,，,",京,",的輸入碼為,jing,,。,,,數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的表示,字庫在機內(nèi)的表示,,字符和漢字除

34、用,“,內(nèi)碼,”,被表示、存儲和處理外，另一個重要的表示是字符和漢字的,“,圖形,”,字符輸出，即顯示和打印出字符和漢字的外部形狀。為此，計算機系統(tǒng)必須維護一個,“,字庫,”,，存儲每一個字符或漢字的可視字形。這種可視字形稱為,“,字模,”,。,,建立字模的一種方法是,",點陣,",法。一個字母，如,"A",，,用,7,×,5,的點陣表示它，即每一個字符占據(jù),7,行,5,列網(wǎng)格的面積。,,,,數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的表示,字庫在機內(nèi)的表示,,根據(jù)字符的網(wǎng)格，用一組二進制數(shù)表示它。字符,A,的字模對應(yīng)的一組二進制數(shù)是：,0011111,，,0100100,，,1000100,，,0100100,，,00

35、11111,，表示成,16,進制是：,1F,，,24,，,44,，,24,，,1F,。,這一組二進制數(shù)，稱為,",位圖,",（,Bitmap,），,就表示了一個字符。所有字符的字模集中在一起，就構(gòu)成字符的字庫。對,ASCII,字符而言，最多只有,128,個字模。字庫中的每一個字模與該字符的內(nèi)碼（即字符編碼）之間建立一種對應(yīng)關(guān)系。使當已知一個字符的內(nèi)碼時，就能按已規(guī)定的對應(yīng)關(guān)系獲得該字符的字模（即它的位圖），并送到輸出設(shè)備上顯示出來。,,,數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的表示,字庫在機內(nèi)的表示,,,,,數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的表示,字庫的機內(nèi)表示,,漢字字模和字庫：與字符的字模和字庫的表示方法類似，一個漢字，如,",中

36、,",，亦用點陣表示之。只是漢字有各種不同的字體、字型和字號，要用不同規(guī)格的點陣表示之。所有漢字字模集中在一起存儲和管理，即形成漢字字庫。,,,,,,數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的表示,圖形的機內(nèi)表示,,圖形是一種復雜的對象；有圖象（如照片圖形），動畫，電影畫面，幾何造形等等。圖形還有十分豐富的色彩。圖形的表示不僅要表示出圖的軌跡，同時還要表示顏色、灰度、色調(diào)、飽和度和光強度。因此，圖形在計算機內(nèi)的表示也顯得極為復雜。圖形信息的機內(nèi)表示方法有多種。以位圖表示法和矢量表示法為主要。位圖表示法是最常用的方法，它可以表示任何圖形及其色彩。,,位圖法把一幅圖形劃分為一張柵格，柵格中的每一小格點稱為一個,",象素,"

37、,（,pixel,），,按象素的位置和光度值（色彩、亮暗）在機內(nèi)表示出所有象素，就是位圖（,bit map,）。,,,,,,數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的表示,圖形的機內(nèi)表示,,數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的表示,聲音信息的機內(nèi)表示,,聲音是一種連續(xù)的隨時間變化的波。聲波是一種連續(xù)波。用連續(xù)波形表示聲音的信息謂之模擬信息，或模擬信號。模擬信號有三個要素：基線、周期和振幅,,數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的表示,聲音信息的機內(nèi)表示,,計算機不能表示模擬信號，只能表示數(shù)字信號，即,0,和,1,的組合；因此，聲音在計算機內(nèi)的表示就是把聲音的波形數(shù)字化，又稱量化，并以二進制的形式存儲。量化的方法是：在每一固定的時間里對聲波進行采樣，采得的波形稱

38、為樣本，再把樣本（振幅的高度）進行量化成二進制數(shù)存儲在機內(nèi)。這里有兩個概念：,",采樣頻率,",和,",量化精度,",。,",采樣頻率,",是指一秒鐘采樣的次數(shù)，不同的采樣頻率表示出來的聲音質(zhì)量有低、中、高的區(qū)別。目前，采樣頻率通常有,11.025khz,22.05khz,44.1khz,三種。,",量化精度,",是指將樣本轉(zhuǎn)換成數(shù)量的精確度。目前有,8,位的和,16,位的兩種，它同樣影響聲音的質(zhì)量。,,總結(jié),,計算機組成部分及其各部分功能,,二進制及其與其它進制間的轉(zhuǎn)換,,數(shù)據(jù)在機器內(nèi)的表示,,數(shù)字、字符、漢字、圖形、聲音,,,Windows2000,操作系統(tǒng),,網(wǎng)上注冊免費,E-mail,

39、與 網(wǎng)頁郵件系統(tǒng)（,WebMail,）,,,E-mail,客戶端軟件及其配置,,如何收發(fā),E-mail,二、應(yīng)用知識,,2.1 Windows2000,操作系統(tǒng),閱讀,Windows,幫助文件,,鍵盤、鼠標、熒光屏,,光標、圖標,,窗口,（最大化、最小化、標題欄、菜單欄、工具欄、客戶區(qū)、狀態(tài)欄）,、菜單、按鈕、選擇方式,,個人化工作環(huán)境（桌面、任務(wù)欄和開始菜單）,,瀏覽器、文件和文件夾,,程序 和 程序的使用,,安全、口令、用戶、和用戶組,,控制面板,,2.1 Windows2000,操作系統(tǒng),文件：讓數(shù)據(jù)資料存儲在計算機和網(wǎng)絡(luò)上,,,文件類型： 文本文件、數(shù)據(jù)文件、可執(zhí)行程序文件,,文件名

40、，文件名后綴：文本文件（,.txt,）、,數(shù)據(jù)文件（,.xxx,）、,可執(zhí)行程序文件（,.exe,，,.com,）,,,,文本文件,：,是存儲‘,ASCII,字符’的,可變?nèi)萘?的容器。基本單位是,——,字節(jié),Byte(8bit),。,,,數(shù)據(jù)文件：各種文字書刊，數(shù)據(jù)紀錄，聲音圖像，影像，,…,。數(shù)據(jù)文件需要經(jīng)過解譯（,Decoding,和,Interpretation),才能成為人們有用的信息。,,可執(zhí)行程序文件：應(yīng)用程序文件，是機器可識別的數(shù)據(jù)、指令集合。,,資源管理器的文件管理,,,磁盤分區(qū)：,A,、,B,、,C,、,D,，,……,,,文件的屬性：文件類型、大型、可讀寫性、時間等,,文件

41、的打開、新建、關(guān)閉、保存、另存、打印等,,文件重命名、命名限制。,,文件的編輯：選擇，剪切，復制，粘貼，鼠標拖動等,,,文件夾：文件容器，新建、屬性、移動、拷貝等,,文件和文件夾的查找,,幫助，目錄和索引,2.1 Windows2000,操作系統(tǒng),,2.1 Windows2000,操作系統(tǒng),記事本,NotePad.exe,的使用：創(chuàng)建文件、編輯和保存,,“開始”,?“程序”?“附件”?“,記事本”,,,畫圖,PaintBrush.exe,的使用：創(chuàng)建文件、繪制和保存,,“開始”,?“程序”?“附件”?“畫圖”,,,數(shù)據(jù)文件的打開：音樂,(*.mp3),、,影像,(*.rm),的播放,,特定的播

42、放軟件,mp3,：,Windows Media Player,,rm,：,Real Player,,,,游戲程序的使用：紙牌,,“開始”,?“程序”?“附件”?“游戲”?“,紙牌,”,,個人化工作環(huán)境（桌面、任務(wù)欄和開始菜單）,,,桌面：本身就是一個文件夾,,快捷方式：一個文件得索引，本身也是一個文件,,在桌面上創(chuàng)建文件夾、快捷方式,,“開始”中各子菜單的含義,,新的應(yīng)用程序安裝后，會在“開始”菜單中的子菜單“程序”中建立快捷方式,,編輯管理“開始”菜單中“程序”子菜單的內(nèi)容,,任務(wù)欄和“開始”菜單屬性,,任務(wù)管理器,2.1 Windows2000,操作系統(tǒng),,2.1 Windows2000,

43、操作系統(tǒng),控制面板,,系統(tǒng)特性：常規(guī)、網(wǎng)絡(luò)標識、環(huán)境變量、啟動和故障恢復等。,,顯示特性：桌面背景、窗口外觀、屏幕保護設(shè)置、分辨率設(shè)置等。,,用戶和密碼：用戶和密碼管理。,,鼠標設(shè)置：左右手習慣、雙擊速度、鼠標指針設(shè)置等。,,鍵盤屬性：鍵盤相應(yīng)速度設(shè)置，輸入法區(qū)域設(shè)置等。,,日期,/,時間：更改日期,/,時間。,,打印機配置,,網(wǎng)絡(luò)和撥號連接,,管理工具,,其他,,電子郵件：與其他人通訊，通過網(wǎng)絡(luò)的電子郵件協(xié)議收發(fā)郵件，和郵件附件，響應(yīng)會議要求和任務(wù)要求。,,,三個基本概念：,,,郵件地址：,lcm7@,,,郵件服務(wù)器：發(fā)郵件,(SMTP,服務(wù)器,),、收郵件,(POP3,服務(wù)器,),,,郵件

44、協(xié)議： 發(fā)郵件,(SMTP,協(xié)議,),、收郵件,(POP3,協(xié)議,),2.2,網(wǎng)上注冊免費,E-mail,與網(wǎng)頁郵件系統(tǒng)（,WebMail,）,,2.2,網(wǎng)上注冊免費,E-mail,,,與 網(wǎng)頁郵件系統(tǒng)（,WebMail,）,提供免費,E-mail,信箱的網(wǎng)站：,,,,：,國外,,,：,國內(nèi),,,：,國內(nèi),,,：,國內(nèi),,…,,,,：,國內(nèi)，付費,,,到學校申請自己的,E-mail,：,,,,到網(wǎng)絡(luò)中心申請,E-mail,。,也有,WebMail,系統(tǒng)。,,2.3 E-mail,客戶端軟件及其配置,,Microsoft Outlook Express,，,建立新帳戶：啟動,Outlook E

45、xpress,，,單擊菜單欄,“,工具,”,項，選,“,帳號,”,。單擊,“,添加,”,按鈕，選擇,“,郵件,”。,,,,,Foxmail,，,建立新帳戶,：,啟動,Foxmail,，,單擊菜單欄,“,帳戶,”,項，選,“,新建,”。,,,配置主要內(nèi)容：,,帳戶名、郵件存放目錄,,,E-mail,地址,,,SMTP,服務(wù)器,,,POP3,服務(wù)器,,用戶名,/,口令,,,地址簿：一個輔助工具，幫助你記錄別人的,E-mail,地址,,2.4,如何收發(fā),E-mail,郵件標識信息（組成）：發(fā)件人，郵件主題，,郵件正文，附件,，收件人，抄送,…,,郵件正文,,郵件正文格式,,管理郵件,,接收郵件、新建

46、郵件、發(fā)送郵件、打開郵件、刪除郵件、答復郵件、閱讀附件，答復郵件、轉(zhuǎn)發(fā)郵件、保存郵件、重發(fā)郵件，復制移動郵件,,給出一個清單，盡可能細地列出你所知道的組成計算機的硬件部件。,,寫出你對計算機軟件的理解。,,想象一下軟件和硬件是怎樣工作的。,課后問題,,上機內(nèi)容,進一步了解,Windows2000,操作系統(tǒng)：使用瀏覽器進行文件管理：文件查找、屬性更改、刪除、拷貝、移動等）；在桌面上創(chuàng)建自己的文件夾、添加自己的快捷方式；控制面板中各項功能的使用；玩游戲、聽,CD,、看,VCD,；,……,,用“畫圖,PaintBrush”,和“記事本,NotePad”,分別創(chuàng)建一個文件，要有一定的內(nèi)容。,,上網(wǎng)注冊自己的免費,E-mail,，,通過,WebMail,系統(tǒng)將用“畫圖,PaintBrush”,和“記事本,NotePad”,創(chuàng)建的文件,發(fā)到,lcm7@1,,。,,在,Outlook Express,中,配置自己注冊的,E-mail,帳戶，試著用它收發(fā)郵件,。,,下載安裝,Foxmail,客戶端,E-mail,系統(tǒng)，并配置自己注冊的,E-mail,帳戶，試著用它收發(fā)郵件。,,