大學計算機基礎清華大學出版社.ppt

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計算機基礎知識,1,2.2計算機系統(tǒng)的組成與工作原理4.1數(shù)制轉換及運算4.2數(shù)據(jù)在計算機中的表示,計算機科學與技術學院黃斐,2.2計算機系統(tǒng)的組成與工作原理2.2.1計算機系統(tǒng)的組成,2,系統(tǒng)軟件應用軟件,計算機系統(tǒng)分為：硬件+軟件,硬件,,軟件,計算機科學與技術學院黃斐,計算機系統(tǒng)的組成,3,計算機科學與技術學院黃斐,2.2.2計算機硬件組成,4,計算機硬件包括主機和外設,計算機科學與技術學院黃斐,計算機的五大部件,5,馮.諾依曼思想：二進制程序與數(shù)據(jù)一樣存放在內(nèi)存五大模塊,計算機科學與技術學院黃斐,處理器,6,計算機科學與技術學院黃斐,存儲器,7,存儲器是計算機存儲數(shù)據(jù)和程序的記憶單元集合，每個記憶單元由8位二進制位組成，可讀寫其中的數(shù)據(jù)。,存儲器,存儲器通常分為內(nèi)存儲器和外存儲器,存放大量信息的外存儲器,信息交流中心內(nèi)存儲器,計算機科學與技術學院黃斐,存儲器,8,每個記憶單元由8位二進制位組成。,1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB1TB=210GB=1024GB,計算機科學與技術學院黃斐,輸入設備、輸出設備,9,常用輸入設備：鍵盤、鼠標、掃描儀、光筆、數(shù)字化儀、麥克風等。常用輸出設備：顯示器、打印機、繪圖儀、音響等。,計算機科學與技術學院黃斐,2.2.3計算機的基本工作原理,10,指令是能被計算機識別并執(zhí)行的的二進制代碼，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……,對計算機的硬件進行管理等,指令,,,結構,分類,操作碼要完成的操作類型或性質操作數(shù)操作的內(nèi)容或所在的地址,計算機科學與技術學院黃斐,計算機的基本工作原理,11,指令的執(zhí)行過程分為以下4個步驟：①取指令按照指令計數(shù)器中的地址，從內(nèi)存儲器中取出指令，并送往指令寄存器。②分析指令對指令寄存器中存放的指令進行分析，由譯碼器對操作碼進行譯碼，將指令的操作碼轉換成相應的控制電位信號；由地址碼確定操作數(shù)地址。③執(zhí)行指令由操作控制線路發(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，指令計數(shù)器加1或將轉移地址碼送入程序計數(shù)器，然后回到①。,計算機科學與技術學院黃斐,計算機的基本工作原理,12,計算機科學與技術學院黃斐,678.34=6102+7101+8100+310-1+410-2,4.1數(shù)制轉換及運算4.1.1進位計數(shù)制,13,N=an-1rn-1＋an-2rn-2＋…＋a0r0＋a-1r-1＋…＋a-mr-m,r進制數(shù)N可表示為：,r進制數(shù)用r個基本符號（例如0，1，2，…，r-1）表示數(shù)值,基數(shù),權,數(shù)碼,,,,計算機科學與技術學院黃斐,4.1.2不同進位計數(shù)制間的轉換,14,r進制轉化成十進制：數(shù)碼乘以各自的權的累加例：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,進制表示符號B二進制O八進制D十進制H十六進制,計算機科學與技術學院黃斐,十進制轉化成r進制,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,計算機科學與技術學院黃斐,余數(shù),二進制、八進制、十六進制數(shù)間的相互轉換,16,,1101101110.110101(B)=1556.65(O)1556651101101110.110101(B)=36E.D4(H)36ED4,一位八進制數(shù)對應三位二進制數(shù)一位十六進制數(shù)對應四位二進制數(shù)二進制轉化成八(十六)進制)整數(shù)部分：從右向左按三(四)位進行分組小數(shù)部分：從左向右按三(四)位進行分組不足補零,計算機科學與技術學院黃斐,二進制、八進制、十六進制數(shù)間的關系,17,,計算機科學與技術學院黃斐,4.4.3二進制數(shù)的算術運算,18,1.二進制數(shù)的加法運算,2.二進制數(shù)的減法運算,加法運算法則0+0=00+1=1+0=11+1=10,減法運算法則0-0=1-1=01-0=10-1=1,計算機科學與技術學院黃斐,二進制數(shù)的算術運算,19,3.二進制數(shù)的乘法運算4.二進制數(shù)的減法運算,乘法運算法則00=001=10=011=1,減法運算法則00=001=011=1,計算機科學與技術學院黃斐,4.4.4二進制數(shù)的邏輯運算,20,邏輯非運算,邏輯非的真值表,,,邏輯與運算,邏輯與的真值表,計算機科學與技術學院黃斐,4.4.4二進制數(shù)的邏輯運算,21,邏輯或運算,,邏輯或的真值表,計算機科學與技術學院黃斐,4.2數(shù)據(jù)在計算機中的表示,22,二進制優(yōu)點：物理上容易實現(xiàn)，運算簡單，可靠性、通用性強,計算機科學與技術學院黃斐,4.2.1數(shù)值,23,,符號位“0”表示正、“1”表示負,定點整數(shù),符號數(shù)的機器數(shù)表示,定點小數(shù),計算機科學與技術學院黃斐,浮點數(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)點的位置。,,定點整數(shù),定點小數(shù),計算機科學與技術學院黃斐,帶符號數(shù)的表示,25,(3)補碼,假定一個數(shù)在機器中占用8位。(1)原碼,計算機科學與技術學院黃斐,4.2.2字符,26,西文字符ACSII碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)128個常用字符，用7位二進制編碼，從0到127控制字符：0～32，127；普通字符：94個。例如：“a”字符的編碼為1100001，對應的十進制數(shù)是97；換行0AH10回車0DH13空格20H32‘0’～‘9’30H～39H48～57‘A’～‘Z’41H～5AH65～90‘a(chǎn)’～‘z’61H～7AH97～122,計算機科學與技術學院黃斐,漢字編碼,27,(1)漢字輸入碼音碼類全拼、雙拼、微軟拼音、智能ABC等形碼類五筆字型法、鄭碼輸入法等。(2)漢字國標碼(GB2312－80)每個漢字占兩個字節(jié)。一級漢字：3755個；二級漢字：3008個。漢字分區(qū)，每個區(qū)94個漢字。(3)機內(nèi)碼,計算機科學與技術學院黃斐,漢字字形編碼,28,(4)漢字字形碼點陣：漢字字形點陣的代碼有1616、2424、3232、4848等編碼、存儲方式簡單、無需轉換直接輸出放大后產(chǎn)生的效果差矢量：存儲的是描述漢字字形的輪廓特征矢量方式特點正好與點陣相反(5)漢字地址碼每個漢字字形碼在漢字字庫中的相對位移地址地址碼和機內(nèi)碼要有簡明的對應轉換關系,計算機科學與技術學院黃斐,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碼等國際標準：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，一個字符占4個字節(jié)。分為：,計算機科學與技術學院黃斐,其他漢字編碼,30,Unicode碼另一國際標準：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的新的中文編碼擴展國家標準，2字節(jié)表示一個漢字第一字節(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編碼臺灣、香港地區(qū)普遍使用的一種繁體漢字的編碼標準，包括440個符號，一級漢字5401個、二級漢字7652個，共計13060個漢字。,計算機科學與技術學院黃斐,思考題,31,1．計算機由哪幾個部分組成？2．存儲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．如何快速判斷一個二進制數(shù)是奇數(shù)偶數(shù)？6．浮點數(shù)在計算機中是如何表示的？7．一個n位的有符號數(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。,計算機科學與技術學院黃斐,