《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)》PPT課件.ppt

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教師：姚雪梅,大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ),專業(yè)：道路、測(cè)繪、檢測(cè),上機(jī)安排,,時(shí)間：,道路3-4班:周三3-4節(jié)(5-19周)測(cè)繪1-2班:周三7-8節(jié)(5-19周)檢測(cè)1-2班:周三中午(5-19周),計(jì)算中心,地點(diǎn)：,考核方式:,,平時(shí)成績(jī)(10%)實(shí)驗(yàn)成績(jī)(30%)期末考試卷面成績(jī)(60%),,期末總成績(jī)=,大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程主要內(nèi)容,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)多媒體信息處理技術(shù)計(jì)算機(jī)安全與防護(hù)技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)(不講)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),上機(jī)課前準(zhǔn)備,實(shí)驗(yàn)一指法練習(xí)一、熟悉計(jì)算機(jī)。二、計(jì)算機(jī)的開機(jī)與關(guān)機(jī)操作。三、應(yīng)用程序的啟動(dòng)和退出方法。四、鍵盤及鼠標(biāo)的基本操作。五、常用打字軟件的使用方法。六、學(xué)會(huì)使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。,上機(jī)課前準(zhǔn)備,鼠標(biāo)的基本操作：1）指向2）單擊3）雙擊4）拖動(dòng)5）右擊。,圖1.1鍵盤指法圖,第一章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ),主要教學(xué)內(nèi)容：,1.1計(jì)算機(jī)概述1.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成及工作原理1.3計(jì)算機(jī)中信息的表示,1.1計(jì)算機(jī)概述,（ElectronicComputer）簡(jiǎn)稱計(jì)算機(jī)，是一種處理信息的電子機(jī)器，它能自動(dòng)、高速、精確地對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)、傳送與加工處理。,電子計(jì)算機(jī),1.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程,1834年.英.劍橋.查爾斯.巴貝奇.分析機(jī)1941年.美.約翰.阿塔諾索夫.ABC（雛形）1946年.美.莫克特和埃克特.ENIAC,,計(jì)算：結(jié)繩計(jì)數(shù)→算盤→計(jì)算尺→計(jì)算器,,ENIAC：長(zhǎng)30.48米，寬1米，占地面積170平方米，30個(gè)操作臺(tái)，約相當(dāng)于10件普通房間的大小，重達(dá)30噸，耗電量150千瓦，造價(jià)48萬(wàn)美元。據(jù)說(shuō)每次啟動(dòng)，整個(gè)費(fèi)城西區(qū)的供電系統(tǒng)都會(huì)受到影響。它使用18000個(gè)電子管，70000個(gè)電阻，10000個(gè)電容，1500個(gè)繼電器，6000多個(gè)開關(guān)，每秒執(zhí)行5000次加法或400次乘法，是繼電器計(jì)算機(jī)的1000倍、手工計(jì)算的20萬(wàn)倍。(而人最快的運(yùn)算速度每秒僅5次加法運(yùn)算)，還能進(jìn)行平方和立方運(yùn)算，計(jì)算正弦和余弦等三角函數(shù)的值及其它一些更復(fù)雜的運(yùn)算。這樣的速度在當(dāng)時(shí)已經(jīng)是人類智慧的最高水平。,根據(jù)計(jì)算機(jī)采用的物理器件，將計(jì)算機(jī)的發(fā)展分成四個(gè)階段。,1946年一1953年.第一代計(jì)算機(jī),電子管,代表機(jī)型：IBM650,1954年一1963年.第二代計(jì)算機(jī),晶體管,101個(gè)改變世界的小發(fā)明之一----晶體管,代表機(jī)型：IBM7090,1964年一1970年.第三代計(jì)算機(jī),中小規(guī)模集成電路,,代表機(jī)型：IBM360,1971年至今.第四代計(jì)算,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路,1.1.2計(jì)算機(jī)的分類綜合考慮計(jì)算機(jī)的性能、應(yīng)用和市場(chǎng)分布情況，目前大致可以將計(jì)算機(jī)分類為,1.高性能計(jì)算機(jī)2.微型計(jì)算機(jī)（PC）3.嵌入式系統(tǒng),,第1位：京地點(diǎn)：日本理化研究所（2011.6.20）制造商：日本理化研究所與富士通共同研發(fā)主要參數(shù)：運(yùn)算速度每秒8612萬(wàn)億次,中國(guó)天河一號(hào)主要參數(shù)：運(yùn)算速度達(dá)到每秒2570萬(wàn)億次,1.1.3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,科學(xué)計(jì)算：彈道軌跡、天氣預(yù)報(bào)、高能物理等;數(shù)據(jù)處理：企業(yè)管理、物資管理、電算化等;輔助工程：CAD、CAM、CBE等;過(guò)程控制：工業(yè)自動(dòng)化控制，衛(wèi)星飛行方向控制等；人工智能：智能機(jī)器人、模式識(shí)別、知識(shí)工程、自然語(yǔ)言處理、和神經(jīng)計(jì)算等。,,1.1.4未來(lái)的新型計(jì)算機(jī),超導(dǎo)計(jì)算機(jī),電磁超導(dǎo)熱水器,電磁核磁共振,超導(dǎo)磁懸浮列車,1911年，荷蘭科學(xué)家昂內(nèi)斯用液氦冷卻水銀，當(dāng)溫度在絕對(duì)零度時(shí)（-273.1℃）時(shí)發(fā)現(xiàn)水銀的電阻完全消失，這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)電性。,對(duì)“超導(dǎo)體-絕緣體-超導(dǎo)體”器件兩端施加電壓時(shí)，電子會(huì)像通過(guò)隧道一樣無(wú)阻擋地從絕緣介質(zhì)中通過(guò)，形成微小電流，而該器件兩端的電壓為零。,目前的計(jì)算機(jī)大多采用半導(dǎo)體技術(shù)，硅集成電路技術(shù)起了很大的作用，但要想繼續(xù)提高計(jì)算機(jī)的性能和計(jì)算速度，能量消耗是一個(gè)限制因素，若在硅集成電路中提高計(jì)算速度，必然造成芯片的發(fā)熱，這些熱量會(huì)對(duì)半導(dǎo)體材料產(chǎn)生不良影響，若運(yùn)算速度提高到某一限度時(shí)可能會(huì)使內(nèi)部芯片發(fā)熱而損壞內(nèi)部元件。為了解決這一矛盾，利用超導(dǎo)材料可做成約瑟夫結(jié)。這里簡(jiǎn)單介紹一下它的原理：當(dāng)它的電流小于臨界電流IC，它是零電壓輸出；當(dāng)通過(guò)它的電流大于IC時(shí)，它有毫伏量級(jí)電壓輸出。超導(dǎo)隧道結(jié)（又稱約瑟夫遜器件）在不出現(xiàn)任何電阻的情況下有零電壓和非零電壓兩種狀態(tài)，所以用它可以組成邏輯電路，故可用它作為電子計(jì)算機(jī)的元件，用這種元件做成的計(jì)算機(jī)有許多優(yōu)點(diǎn)，首先它的開關(guān)時(shí)間可達(dá)10-10秒，這樣可使計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度提高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。在軍事上，由于現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)更多使用電子戰(zhàn)，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用顯得十分重要，特別是超導(dǎo)計(jì)算機(jī)具有高的運(yùn)算速度，可提高部隊(duì)的應(yīng)變反應(yīng)速度，使部隊(duì)能迅速行動(dòng)，爭(zhēng)取戰(zhàn)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)。在工業(yè)生產(chǎn)和科研中，提高計(jì)算機(jī)的速度也很有意義，它可以提高生產(chǎn)效率和工作效率。拿機(jī)器人來(lái)說(shuō)，用超導(dǎo)隧道結(jié)做成的機(jī)器人，它的工作量是普通機(jī)器人的十倍以上，真正作到"以一當(dāng)十"。預(yù)計(jì)下個(gè)世紀(jì)將要誕生的超導(dǎo)計(jì)算機(jī)在無(wú)阻不發(fā)熱的情況下高效率運(yùn)行，其運(yùn)行速度可達(dá)到每秒幾十億次。其次超導(dǎo)結(jié)的輸出電壓高，這意味著它輸出的信號(hào)強(qiáng)，這一點(diǎn)可以使我們獲得更加穩(wěn)定、更加清晰的圖象與數(shù)據(jù)，使我們今天使用的電腦在圖象質(zhì)量、清晰度及穩(wěn)定性方面相形見絀。其次超導(dǎo)計(jì)算機(jī)功率損耗小，估計(jì)一次快速開關(guān)期間消耗的能量小于10-13焦耳，這樣使計(jì)算機(jī)內(nèi)部幾乎不發(fā)熱，這一點(diǎn)對(duì)提高計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定性和延長(zhǎng)計(jì)算機(jī)芯的壽命都非常重要，可以想象在下個(gè)世紀(jì)，誰(shuí)先研制出超導(dǎo)技術(shù)計(jì)算機(jī)，誰(shuí)將主宰計(jì)算機(jī)行業(yè)乃至世界經(jīng)濟(jì)。,超導(dǎo)計(jì)算機(jī),量子計(jì)算機(jī)光子計(jì)算機(jī)生物計(jì)算機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī),1.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成及工作原理,,1.2.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成,硬件,軟件,看得見摸得著的元器件、電路板、零部件等物理實(shí)體和物理裝置。硬件系統(tǒng)又稱為裸機(jī)，裸機(jī)只能識(shí)別由0和1組成的機(jī)器代碼。,為運(yùn)行、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)而編制的各種程序、數(shù)據(jù)和文檔的總稱。,,,,硬件系統(tǒng)舉例：,軟件系統(tǒng)舉例：,1.2.2計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng),,運(yùn)算器控制器存儲(chǔ)器輸入設(shè)備輸出設(shè)備,從邏輯功能分為:,運(yùn)算器的功能是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種運(yùn)算。(主要是算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算以及數(shù)據(jù)的比較、移位等操作,控制器是計(jì)算機(jī)的神經(jīng)中樞和指揮中心，主要功能是協(xié)調(diào)并控制計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的各個(gè)部件按程序中安排好的指令序列執(zhí)行指定工作，使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有條不紊地工作。,存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的記憶部件，用于存放程序、參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)和運(yùn)算的結(jié)果等，并能在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過(guò)程中高速、自動(dòng)地完成程序或數(shù)據(jù)的存放。存儲(chǔ)器的操作主要有讀和寫兩種。,,與存儲(chǔ)器有關(guān)的基本概念及術(shù)語(yǔ)：位(Bit)：計(jì)算機(jī)中的一個(gè)二進(jìn)制位稱為Bit。字節(jié)(Byte)：Byte八個(gè)二進(jìn)制位稱為Byte。容量：存儲(chǔ)器能保存的二進(jìn)制位的數(shù)量，通常用字節(jié)表示。地址：計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器被劃分為存儲(chǔ)單元來(lái)管理，每個(gè)單元包含若干個(gè)二進(jìn)制位，每個(gè)單元有一個(gè)唯一的編號(hào)，稱為存儲(chǔ)單元的地址,輸入設(shè)備是向主機(jī)輸入程序、原始數(shù)據(jù)和操作命令等信息的設(shè)備。,輸出設(shè)備的作用是將計(jì)算機(jī)內(nèi)的處理結(jié)果變成人們認(rèn)識(shí)的形式。,1.2.3計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng),軟件是指在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的程序及其使用和維護(hù)文檔的總和。計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩類。,系統(tǒng)軟件,應(yīng)用軟件,1、系統(tǒng)軟件：在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中直接服務(wù)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的由計(jì)算機(jī)的由計(jì)算機(jī)廠商或?qū)I(yè)軟件開發(fā)商提供的、供給用戶使用的操作系統(tǒng)環(huán)境和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)按照操作系統(tǒng)要求運(yùn)行的軟件。系統(tǒng)軟件處于硬件和應(yīng)用軟件之間，具有計(jì)算機(jī)各種應(yīng)用所需的通用功能，是支持應(yīng)用軟件的平臺(tái)。,包括（1）操作系統(tǒng),操作系統(tǒng)是最基本的系統(tǒng)軟件，是管理和控制計(jì)算機(jī)中所有軟件、硬件資源的一組程序。操作系統(tǒng)直接運(yùn)行在裸機(jī)之上，對(duì)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的第一次擴(kuò)充，在操作系統(tǒng)的支持下，計(jì)算機(jī)才能運(yùn)行其它軟件。它為用戶提供了一個(gè)方便友好的使用平臺(tái)，因此，操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)與其他軟件的接口，也是計(jì)算機(jī)和用戶的接口。,（2）計(jì)算機(jī)語(yǔ)言及語(yǔ)言處理程序,（3）數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),（4）診斷程序,2、應(yīng)用軟件：用戶為解決實(shí)際問(wèn)題開發(fā)的專門程序。,硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)關(guān)系,1.2.4計(jì)算機(jī)工作原理,1.2.4.1存儲(chǔ)程序原理,1、指令每條指令規(guī)定了計(jì)算機(jī)要執(zhí)行的一系列基本操作。,2、程序,,程序,完成處理功能的所有指令的有序集合,,,計(jì)算機(jī)之父馮.諾依曼1946年提出了存儲(chǔ)程序原理，奠定了計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、基本工作原理，開創(chuàng)了程序設(shè)計(jì)的新時(shí)代，其基本內(nèi)容有：(1)用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)與指令；(2)指令與數(shù)據(jù)都存放在存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)工作時(shí)能夠自動(dòng)高速地從存儲(chǔ)器中取出指令并執(zhí)行；(3)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有五大部件組成。,,,,,3、存儲(chǔ)程序原理,馮.諾依曼,1.2.4.2計(jì)算機(jī)的工作原理,1、取指令,2、分析指令,3、執(zhí)行指令,,,,,,,1.3計(jì)算機(jī)中信息的表示,1.3.1數(shù)制及其轉(zhuǎn)換,,1.計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制的原因,二進(jìn)制只有0和1兩種狀態(tài)，正好與物理部件的兩種狀態(tài)相對(duì)應(yīng)，如門電路的高電平與低電平，如果采用十進(jìn)制，則需要尋找有十個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的物理部件對(duì)應(yīng)表示十個(gè)數(shù)字，或者采用其它方法描述十種狀態(tài)，必然使得電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜。,二進(jìn)制的0和1可以與邏輯代數(shù)中的“真”和“假”對(duì)應(yīng)，便于應(yīng)用邏輯代數(shù)理論研究計(jì)算機(jī)理論,2、計(jì)算機(jī)中常用的數(shù)制及相互轉(zhuǎn)換,(1)數(shù)制的概念按進(jìn)位的原則進(jìn)行計(jì)數(shù)稱為進(jìn)位計(jì)數(shù)制，簡(jiǎn)稱“數(shù)制”。,進(jìn)位計(jì)數(shù)制有兩個(gè)共同點(diǎn),即按基數(shù)來(lái)進(jìn)位或借位,按位權(quán)值來(lái)計(jì)算。①逢r進(jìn)一②位權(quán)表示,十進(jìn)制數(shù)制,①有十個(gè)不同的計(jì)數(shù)符號(hào)：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，故其基數(shù)為10；②按“逢十進(jìn)一”的規(guī)則進(jìn)行計(jì)數(shù)。,例：666.66=,6102＋6101＋6100＋610-1＋610-2,二進(jìn)制數(shù)制,①僅有兩個(gè)不同的計(jì)數(shù)符號(hào)：0和1，其基數(shù)為2；,例：(101101.11)2=,125＋024＋123＋122＋021＋120＋12-1＋12-2,=,=,32+0+8+4+0+1+0.5+0.25,(45.75)10,②按“逢二進(jìn)一”的規(guī)則計(jì)數(shù)。,八進(jìn)制數(shù)制,①有八個(gè)不同的計(jì)數(shù)符號(hào)：0、1、2、3、4、5、6、7，其基數(shù)為8；,例：(642)8=682+481+280=(418)10,(10,100,101.010,110,1)2=(245.264)8,(267.435)8=(010110111.100011101)2,②按“逢八進(jìn)一”的規(guī)則計(jì)數(shù)。,十六進(jìn)制數(shù)制,①有16個(gè)不同的計(jì)數(shù)符號(hào)：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A(10)、B(11)、C(12)、D(13)、E(14)、F(15)，其基數(shù)為16位；,例:(9B4.4)16=,②按“逢十六進(jìn)一”的規(guī)則計(jì)數(shù)。,9162+11161+4160+416-1,=,(2484.25)10,3、二進(jìn)制與十進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換,（1）十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制整數(shù)-“除2取余”,（2）十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制小數(shù)-“乘2取整”,（3）帶整數(shù)和小數(shù)的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)——由方法一和方法二綜合組成。,13,6,3,1,0,2,2,2,2,,,,,,,,,余數(shù),1,0,1,1,二進(jìn)制數(shù)低位,二進(jìn)制數(shù)高位,,例1：(13)10=()2,例1：(13)10=()2,13,6,3,1,0,2,2,2,2,,,,,,,,,,,,,余數(shù),1,0,1,1,二進(jìn)制數(shù)低位,二進(jìn)制數(shù)高位,,1101,(0.6875)10=()2,0.6875,2,,,3750,1.,2,,,750,2,,,0.,50,1.,2,,,0,1.,整數(shù),1,0,1,1,二進(jìn)制數(shù)高位,二進(jìn)制數(shù)低位,,例2：,例2：(0.6875)10=()2,0.6875,2,,,3750,1.,2,,,750,2,,,0.,50,1.,2,,,0,1.,整數(shù),1,0,1,1,二進(jìn)制數(shù)高位,二進(jìn)制數(shù)低位,,0.1011,4、二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換,(1)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)：以小數(shù)點(diǎn)為分界點(diǎn)，左右三位一節(jié)，不足三位以零補(bǔ)足三位。,例:(101101.01)2=(101，101.010)=(55.2)8,(2)八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)：將每位八進(jìn)制數(shù)碼以三位二進(jìn)制數(shù)表示。,例:(76.42)8=(111110.100010)2=(111110.10001)2,(3)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)：以小數(shù)點(diǎn)為分界點(diǎn)，左右每四位一節(jié)，不足四位以零補(bǔ)足四位。,(4)十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)：將每位十六進(jìn)制數(shù)碼以四位二進(jìn)制數(shù)表示。,1.3.2、數(shù)值在計(jì)算機(jī)中的表示,計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)：,①數(shù)值型數(shù)據(jù)：128，(32.56)8；,②非數(shù)值型數(shù)據(jù)：“學(xué)生”、“0730-8845139”。,1.計(jì)算機(jī)中數(shù)的有關(guān)概念,①數(shù)的長(zhǎng)度,1字節(jié)（byte)=8比特（bit）,在計(jì)算機(jī)中，數(shù)的長(zhǎng)度按比特（bit)來(lái)計(jì)算。但因存儲(chǔ)容量常以“字節(jié)”為計(jì)量單位，所以數(shù)據(jù)長(zhǎng)度也常以字節(jié)為單位計(jì)算。,②數(shù)的符號(hào),一般用數(shù)的最高位（左邊第一位）來(lái)表示數(shù)的正負(fù)號(hào)，并約定以“0”表示正，以“1”表示負(fù)。,③小數(shù)點(diǎn)的表示方法,在計(jì)算機(jī)中表示數(shù)值型數(shù)據(jù)，其小數(shù)點(diǎn)的位置總是隱含的。定點(diǎn)數(shù)表示方法:數(shù)的定點(diǎn)表示：將計(jì)算機(jī)中的小數(shù)點(diǎn)的位置視為是固定不變的。浮點(diǎn)數(shù)的表示方法,2、帶符號(hào)數(shù)的表示,假設(shè)直接用機(jī)器數(shù)進(jìn)行計(jì)算，由于符號(hào)問(wèn)題，會(huì)怎樣？例：-5+8=？如何解決：計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)機(jī)器數(shù)常用原碼、反碼和補(bǔ)碼三種方式將機(jī)器數(shù)作進(jìn)一步處理。,（1）原碼,特點(diǎn)：(1)出現(xiàn)了正0和負(fù)0的形式不同(2)原碼表示數(shù)值數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單、直觀、與真值轉(zhuǎn)換方便(3)但不能用原碼對(duì)兩個(gè)同號(hào)數(shù)相減或異號(hào)數(shù)相加，否則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤結(jié)果。？,用最高位表示數(shù)值的符號(hào)，右邊各位表示數(shù)值的絕對(duì)值的方法叫原碼表示法。,(+1100110)2,01100110,(+0000000)2,00000000,(-0000000)2,10000000,（2）反碼,特點(diǎn)：(1)出現(xiàn)了正0和負(fù)0的形式不同(2)但不能用反碼對(duì)兩個(gè)同號(hào)數(shù)相減或異號(hào)數(shù)相加，否則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤結(jié)果。？,對(duì)于正數(shù)，反碼與其原碼相同；對(duì)于負(fù)數(shù)，反碼是除符號(hào)外其它各位變反。,(+1100110)2,01100110,(+0000000)2,00000000,(-0000000)2,11111111,01100110,(-1100110)2,10011001,（2）補(bǔ)碼,特點(diǎn)：(1)正0和負(fù)0的形式相同；(2)計(jì)算機(jī)的加減法運(yùn)算可以利用其補(bǔ)碼直接統(tǒng)一做成加法，最后再把結(jié)果求補(bǔ)碼得到真值。,對(duì)于正數(shù)，補(bǔ)碼與其原碼相同；對(duì)于負(fù)數(shù)，補(bǔ)碼是其反碼加1。,(+1100110)2,01100110,(+0000000)2,00000000,(-0000000)2,00000000,01100110,(-1100110)2,10011010,數(shù)的定點(diǎn)表示：將計(jì)算機(jī)中的小數(shù)點(diǎn)的位置視為是固定不變的。,(1)定點(diǎn)整數(shù),格式：,3.定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)表示方法,(2)定點(diǎn)小數(shù),格式：,(3)浮點(diǎn)數(shù)的表示方法,格式：,階碼是指數(shù)部分的值,表示冪次,其基數(shù)通常取2。,X=+d2+E,例如：(256.5)10的浮點(diǎn)格式(32位)為：,所以（256.5)10=,(100000000.1)2=,階碼:7位,,,數(shù)符,尾數(shù):23位,,,階符,(0.1000000001)229,1.3.3非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示,西文字符,漢字字符,多媒體數(shù)據(jù),1．西文字符編碼---ASCII碼目前，國(guó)際上使用的字母、數(shù)字和符號(hào)的信息編碼系統(tǒng)是采用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼（AmericanStandardCodeforInformationInterchange），簡(jiǎn)稱為ASCII碼。,ASCII碼表,,2.漢字編碼,漢字編碼比常用字符的編碼要復(fù)雜得多，這是因?yàn)闈h字的數(shù)量比較多，而且漢字的字形也是復(fù)雜多變。,,,⑴漢字輸入碼漢字輸入碼是指用戶從鍵盤上輸入漢字時(shí)所使用的編碼。主要代表有：音碼如標(biāo)準(zhǔn)拼音、全拼雙音、雙拼雙音等；形碼如五筆字型、鄭碼等音形碼如自然碼等數(shù)字碼如電報(bào)碼、區(qū)位碼等。,,(2)漢字交換碼（國(guó)標(biāo)碼）漢字交換碼是用于電腦信息交換的一種漢字編碼，是電腦之間傳遞信息（漢字）的一種協(xié)議，計(jì)算機(jī)只能識(shí)別二進(jìn)制編碼，故所有的漢字都得轉(zhuǎn)成二進(jìn)制編碼形式，要想在計(jì)算機(jī)中識(shí)別漢字必須在電腦中包含漢字交換碼。就相當(dāng)于人們說(shuō)話都用漢語(yǔ)一樣，大家才能溝通。,1981年我國(guó)頒布了GB2312國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)選出6763個(gè)常用漢字和682個(gè)非漢字字符，并為每個(gè)字符規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)代碼，以便在不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間進(jìn)行漢字文本交換。GB2312字符集構(gòu)成一個(gè)94行、94列的二維表，行號(hào)稱為區(qū)號(hào)，列號(hào)稱為位號(hào)，每一個(gè)漢字或符號(hào)在碼表中的位置用它所在的區(qū)號(hào)和位號(hào)來(lái)表示國(guó)標(biāo)碼規(guī)定，每個(gè)漢字由一個(gè)2字節(jié)代碼組成。每個(gè)字節(jié)的最高位恒為0，其余7位用于組成各種不同的碼值。,啊,,,區(qū)號(hào)16,位號(hào)01,區(qū)位碼：“1601”用十六進(jìn)制表示為：1001H,,區(qū)位碼無(wú)法用于漢字通信，因?yàn)樗赡芘c通信使用的控制碼（00H~1FH）（即0~31）發(fā)生沖突。又規(guī)定每個(gè)漢字的區(qū)號(hào)和位號(hào)必須分別加上20H（即二進(jìn)制數(shù)00100000），經(jīng)過(guò)這樣的處理而得的代碼稱為國(guó)標(biāo)交換碼，簡(jiǎn)稱交換碼，因此，“啊”字的國(guó)標(biāo)交換碼計(jì)算為：交換碼高位：區(qū)碼+20H=10H+20H=30H交換碼低位：位碼+20H=01H+20H=21H交換碼=3021H,⑶漢字機(jī)內(nèi)碼漢字機(jī)內(nèi)碼，也稱漢字內(nèi)碼，是指漢字在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)、加工、處理時(shí)所用的代碼。漢字機(jī)內(nèi)碼以漢字交換碼為基礎(chǔ)，在得到漢字交換碼后，將漢字交換碼的每個(gè)最高位置加1，就得到了漢字機(jī)內(nèi)碼?！鞍　弊值臋C(jī)內(nèi)碼計(jì)算為：機(jī)內(nèi)碼高位：交換碼高位+80H=區(qū)碼+20H+80H=區(qū)碼+A0H=10H+A0H=B0H機(jī)內(nèi)碼低位：交換碼低位+80H=位碼+20H+80H=位碼+A0H=01H+A0H=A1H機(jī)內(nèi)碼=B0A1H,⑷漢字字形碼漢字字形碼即漢字輸出碼，用于顯示或打印漢字時(shí)產(chǎn)生字形。漢字的字形稱為字模，以點(diǎn)陣表示。點(diǎn)陣中的點(diǎn)對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)器中的一位，對(duì)于16?16點(diǎn)陣的漢字，其有256個(gè)點(diǎn)，即256位。由于計(jì)算機(jī)中，8個(gè)二進(jìn)制位作為一個(gè)字節(jié)，所以16?16點(diǎn)陣漢字需要2?16=32字節(jié)表示一個(gè)漢字的點(diǎn)陣數(shù)字信息稱為字模。點(diǎn)陣數(shù)越大，分辨率越高，字形越美觀，但占用的存儲(chǔ)空間越多。,點(diǎn)陣字形碼:以16*16點(diǎn)陣為例,思考：以16*16點(diǎn)陣存儲(chǔ)一個(gè)漢字需要多少字節(jié)？,思考1：以8*8，24*24點(diǎn)陣存儲(chǔ)一個(gè)漢字各需要多少字節(jié)？,思考2：請(qǐng)寫出左圖中的漢字的點(diǎn)陣數(shù)字信息？,其他系統(tǒng)代碼,機(jī)內(nèi)碼,輸出碼,輸入碼,交換碼,,,,,小結(jié)：各種漢字編碼之間的關(guān)系,本章總結(jié)：1、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成2、計(jì)算機(jī)的工作原理3、計(jì)算機(jī)中信息的表示課后練習(xí)：1、教材：P28-29一、二、三做在書上；2、教材P29第四題（簡(jiǎn)答題）寫在作業(yè)本上，下次上課時(shí)交。(學(xué)習(xí)委員收齊后，按學(xué)號(hào)遞增順序整理好抱至本層樓教員休息室。),