大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)清華大學(xué)出版社.ppt

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計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí),1,2.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成與工作原理4.1數(shù)制轉(zhuǎn)換及運(yùn)算4.2數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,2.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成與工作原理2.2.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成,2,系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分為：硬件+軟件,硬件,,軟件,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成,3,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,2.2.2計(jì)算機(jī)硬件組成,4,計(jì)算機(jī)硬件包括主機(jī)和外設(shè),計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,計(jì)算機(jī)的五大部件,5,馮.諾依曼思想：二進(jìn)制程序與數(shù)據(jù)一樣存放在內(nèi)存五大模塊,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,處理器,6,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,存儲(chǔ)器,7,存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序的記憶單元集合，每個(gè)記憶單元由8位二進(jìn)制位組成，可讀寫(xiě)其中的數(shù)據(jù)。,存儲(chǔ)器,存儲(chǔ)器通常分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器,存放大量信息的外存儲(chǔ)器,信息交流中心內(nèi)存儲(chǔ)器,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,存儲(chǔ)器,8,每個(gè)記憶單元由8位二進(jìn)制位組成。,1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB1TB=210GB=1024GB,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,輸入設(shè)備、輸出設(shè)備,9,常用輸入設(shè)備：鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、掃描儀、光筆、數(shù)字化儀、麥克風(fēng)等。常用輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、音響等。,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,2.2.3計(jì)算機(jī)的基本工作原理,10,指令是能被計(jì)算機(jī)識(shí)別并執(zhí)行的的二進(jìn)制代碼，完成一種操作。,數(shù)據(jù)傳送指令數(shù)據(jù)處理指令程序控制指令輸入輸出指令其它指令,IfGoto……,＋－AndOr……,對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件進(jìn)行管理等,指令,,,結(jié)構(gòu),分類(lèi),操作碼要完成的操作類(lèi)型或性質(zhì)操作數(shù)操作的內(nèi)容或所在的地址,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,計(jì)算機(jī)的基本工作原理,11,指令的執(zhí)行過(guò)程分為以下4個(gè)步驟：①取指令按照指令計(jì)數(shù)器中的地址，從內(nèi)存儲(chǔ)器中取出指令，并送往指令寄存器。②分析指令對(duì)指令寄存器中存放的指令進(jìn)行分析，由譯碼器對(duì)操作碼進(jìn)行譯碼，將指令的操作碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制電位信號(hào)；由地址碼確定操作數(shù)地址。③執(zhí)行指令由操作控制線(xiàn)路發(fā)出完成該操作所需要的一系列控制信息，去完成該指令所要求的操作。④一條指令執(zhí)行完成，指令計(jì)數(shù)器加1或?qū)⑥D(zhuǎn)移地址碼送入程序計(jì)數(shù)器，然后回到①。,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,計(jì)算機(jī)的基本工作原理,12,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,678.34=6102+7101+8100+310-1+410-2,4.1數(shù)制轉(zhuǎn)換及運(yùn)算4.1.1進(jìn)位計(jì)數(shù)制,13,N=an-1rn-1＋an-2rn-2＋…＋a0r0＋a-1r-1＋…＋a-mr-m,r進(jìn)制數(shù)N可表示為：,r進(jìn)制數(shù)用r個(gè)基本符號(hào)（例如0，1，2，…，r-1）表示數(shù)值,基數(shù),權(quán),數(shù)碼,,,,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,4.1.2不同進(jìn)位計(jì)數(shù)制間的轉(zhuǎn)換,14,r進(jìn)制轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制：數(shù)碼乘以各自的權(quán)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)=7?8+1=57101A(H)=163+16+10＝4106,進(jìn)制表示符號(hào)B二進(jìn)制O八進(jìn)制D十進(jìn)制H十六進(jìn)制,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,十進(jìn)制轉(zhuǎn)化成r進(jìn)制,15,整數(shù)部分：除以r取余數(shù)，直到商為0，余數(shù)從右到左排列。小數(shù)部分：乘以r取整數(shù)，整數(shù)從左到右排列。,100(D)=144(O)=64(H),,1.04,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,余數(shù),二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換,16,,1101101110.110101(B)=1556.65(O)1556651101101110.110101(B)=36E.D4(H)36ED4,一位八進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)三位二進(jìn)制數(shù)一位十六進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)四位二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制轉(zhuǎn)化成八(十六)進(jìn)制)整數(shù)部分：從右向左按三(四)位進(jìn)行分組小數(shù)部分：從左向右按三(四)位進(jìn)行分組不足補(bǔ)零,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)間的關(guān)系,17,,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,4.4.3二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算,18,1.二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算,2.二進(jìn)制數(shù)的減法運(yùn)算,加法運(yùn)算法則0+0=00+1=1+0=11+1=10,減法運(yùn)算法則0-0=1-1=01-0=10-1=1,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算,19,3.二進(jìn)制數(shù)的乘法運(yùn)算4.二進(jìn)制數(shù)的減法運(yùn)算,乘法運(yùn)算法則00=001=10=011=1,減法運(yùn)算法則00=001=011=1,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,4.4.4二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算,20,邏輯非運(yùn)算,邏輯非的真值表,,,邏輯與運(yùn)算,邏輯與的真值表,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,4.4.4二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算,21,邏輯或運(yùn)算,,邏輯或的真值表,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,4.2數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示,22,二進(jìn)制優(yōu)點(diǎn)：物理上容易實(shí)現(xiàn)，運(yùn)算簡(jiǎn)單，可靠性、通用性強(qiáng),計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,4.2.1數(shù)值,23,,符號(hào)位“0”表示正、“1”表示負(fù),定點(diǎn)整數(shù),符號(hào)數(shù)的機(jī)器數(shù)表示,定點(diǎn)小數(shù),計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,浮點(diǎn)數(shù)表示,24,110.011(B)=1.100112+10=11001.12-10=0.1100112+11,N=數(shù)符?尾數(shù)?2階符?階碼尾數(shù)的位數(shù)決定數(shù)的精度階碼的位數(shù)決定數(shù)的范圍,規(guī)格化的形式：尾數(shù)的絕對(duì)值大于等于0.1并且小于1，從而唯一地規(guī)定了小數(shù)點(diǎn)的位置。,,定點(diǎn)整數(shù),定點(diǎn)小數(shù),計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,帶符號(hào)數(shù)的表示,25,(3)補(bǔ)碼,假定一個(gè)數(shù)在機(jī)器中占用8位。(1)原碼,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,4.2.2字符,26,西文字符ACSII碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)128個(gè)常用字符，用7位二進(jìn)制編碼，從0到127控制字符：0～32，127；普通字符：94個(gè)。例如：“a”字符的編碼為1100001，對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)是97；換行0AH10回車(chē)0DH13空格20H32‘0’～‘9’30H～39H48～57‘A’～‘Z’41H～5AH65～90‘a(chǎn)’～‘z’61H～7AH97～122,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,漢字編碼,27,(1)漢字輸入碼音碼類(lèi)全拼、雙拼、微軟拼音、智能ABC等形碼類(lèi)五筆字型法、鄭碼輸入法等。(2)漢字國(guó)標(biāo)碼(GB2312－80)每個(gè)漢字占兩個(gè)字節(jié)。一級(jí)漢字：3755個(gè)；二級(jí)漢字：3008個(gè)。漢字分區(qū)，每個(gè)區(qū)94個(gè)漢字。(3)機(jī)內(nèi)碼,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,漢字字形編碼,28,(4)漢字字形碼點(diǎn)陣：漢字字形點(diǎn)陣的代碼有1616、2424、3232、4848等編碼、存儲(chǔ)方式簡(jiǎn)單、無(wú)需轉(zhuǎn)換直接輸出放大后產(chǎn)生的效果差矢量：存儲(chǔ)的是描述漢字字形的輪廓特征矢量方式特點(diǎn)正好與點(diǎn)陣相反(5)漢字地址碼每個(gè)漢字字形碼在漢字字庫(kù)中的相對(duì)位移地址地址碼和機(jī)內(nèi)碼要有簡(jiǎn)明的對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換關(guān)系,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,UCS編碼,29,,最高位為0,基本多文種平面（BMP）：0組0平面，包含字母、音節(jié)及表意文字等。例如：‘A’41H(ASCII)00000041H(UCS)‘大’B4F3H(GB2312)00005927H(UCS),(6)其他漢字編碼UCS碼、Unicode碼、GBK碼、BIG5碼等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：通用多八位編碼字符集UCS(UniversalCodeSet)世界各種文字的統(tǒng)一的編碼方案，一個(gè)字符占4個(gè)字節(jié)。分為：,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,其他漢字編碼,30,Unicode碼另一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：采用雙字節(jié)編碼統(tǒng)一地表示世界上的主要文字。其字符集內(nèi)容與UCS的BMP相同。?GBK碼GBK等同于UCS的新的中文編碼擴(kuò)展國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，2字節(jié)表示一個(gè)漢字第一字節(jié)從81H~FEH，最高位為1；第二字節(jié)從40H~FEH，第二字節(jié)的最高位不一定是1。?BIG5編碼臺(tái)灣、香港地區(qū)普遍使用的一種繁體漢字的編碼標(biāo)準(zhǔn)，包括440個(gè)符號(hào)，一級(jí)漢字5401個(gè)、二級(jí)漢字7652個(gè)，共計(jì)13060個(gè)漢字。,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,思考題,31,1．計(jì)算機(jī)由哪幾個(gè)部分組成？2．存儲(chǔ)器的容量單位有哪些？256MB=()B3．內(nèi)存和外存有什么區(qū)別？4．指令和程序有什么區(qū)別？5．如何快速判斷一個(gè)二進(jìn)制數(shù)是奇數(shù)偶數(shù)？6．浮點(diǎn)數(shù)在計(jì)算機(jī)中是如何表示的？7．一個(gè)n位的有符號(hào)數(shù)，其最大值是多少？8．“D”、“d”、“3”和空格的ASCII碼值？9．比較GB、GBK、UCS、Unicode的區(qū)別。,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃斐,