第1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

1、第1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí),本章要點(diǎn) ◆ 了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史，基本應(yīng)用?！?理解計(jì)算機(jī)中信息的表示方法?！?掌握計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)組成、操作系統(tǒng)及其功能。,1.1 計(jì)算機(jī)概述,1.1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展 自ENIAC誕生以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)就在不斷的發(fā)展。由于其主要組成部分是電子元器件，因此，計(jì)算機(jī)的發(fā)展進(jìn)步與電子元器件的發(fā)展緊密相連。根據(jù)構(gòu)成計(jì)算機(jī)的電子元器件不同，一般將計(jì)算機(jī)的發(fā)展劃分為以下四個(gè)階段：,（1）第一代計(jì)算機(jī)（194

2、6年～1958年） 第一代計(jì)算機(jī)主要采用電子管作為邏輯元件，內(nèi)存儲(chǔ)器采用水銀延遲線；外存儲(chǔ)器采用磁鼓、紙帶、卡片等。每秒只能進(jìn)行幾千到幾萬次基本運(yùn)算，內(nèi)存容量只有幾千個(gè)字。第一代計(jì)算機(jī)的編程語言主要采用二進(jìn)制表示的機(jī)器語言或者匯編語言。由于第一代計(jì)算機(jī)體積龐大、功耗大、造價(jià)高、使用不便，因而主要用于軍事和科研部門的數(shù)值計(jì)算。在第一代計(jì)算機(jī)中，人們常把UNIVAC-Ⅰ（Universal Automatic Computer）看

3、作第一代計(jì)算機(jī)的代表，它于1951年6月制成并交付美國人口統(tǒng)計(jì)局使用。它的問世，標(biāo)志著計(jì)算機(jī)從實(shí)驗(yàn)室走向社會(huì)，其應(yīng)用范圍也從原來的軍事領(lǐng)域進(jìn)入了服務(wù)領(lǐng)域。,,（2）第二代計(jì)算機(jī)（1958年～1964年） 第二代計(jì)算機(jī)主要使用晶體管代替原來的電子管作為開關(guān)元件，較之電子管，晶體管具有速度快、壽命長、重量輕、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。內(nèi)存儲(chǔ)器大量采用磁芯，外存主要采用磁帶、磁盤。這些使得第二代計(jì)算機(jī)的體積縮小、功耗降低，運(yùn)算速度提高

4、到每秒幾十萬次的基本運(yùn)算，內(nèi)存容量擴(kuò)大到幾十萬字。這一時(shí)期軟件設(shè)計(jì)語言也取得了較大發(fā)展，匯編語言的使用已經(jīng)非常普遍，一批早期高級(jí)語言如FORTRAN、COBOL也相繼投入使用，使編程工作明顯簡化，大大方便了計(jì)算機(jī)的使用。,（3）第三代計(jì)算機(jī)（1964~1970年） 第三代計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是采用集成電路 (Integrated Circuit，簡稱IC)代替了分立元件。集成電路是在幾平方毫米的基片上，集成數(shù)十個(gè)（小規(guī)模集成，SSI）至

5、數(shù)百個(gè)（中規(guī)模集成，MSI）晶體管的電路。較之晶體管分離元件，集成電路不僅體積更小、功耗更省，而且壽命也更長，在正常環(huán)境下幾乎不會(huì)失效。集成電路的優(yōu)良性能使得計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度提高到每秒幾十萬次乃至幾百萬次。存儲(chǔ)器方面，第三代計(jì)算機(jī)已經(jīng)開始使用性能優(yōu)良的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器取代磁芯存儲(chǔ)器，這使得存儲(chǔ)器在容量和可靠性等方面都有了較大的提高，從而極大地提高了計(jì)算機(jī)的整體性能。,,（4）第四代計(jì)算機(jī)（1971年至今） 隨著半導(dǎo)體技術(shù)的快速

6、發(fā)展，集成電路的集成度不斷提高，出現(xiàn)了每片基片上能夠集成幾百到幾千個(gè)邏輯門的大規(guī)模集成電路（Large-Scale Integration簡稱LSI）和超大規(guī)模集成電路（Very Large-Scale Integration簡稱VLSI）。第四代計(jì)算機(jī)的主要特征是使用LSI或VLSI來構(gòu)成計(jì)算機(jī)的主要功能部件；主存儲(chǔ)器也使用集成度很高的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。其運(yùn)算速度可達(dá)每秒幾百萬次甚至上億次基本運(yùn)算。同時(shí)，軟件也得到極大程度的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫系

7、統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)等層出不窮，硬件與軟件呈齊頭并進(jìn)的局面。隨著以VLSI為核心的微處理器（Microprocessor）的研制成功，微型計(jì)算機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，微機(jī)由于其價(jià)格低廉和簡單易用，得以迅速普及，應(yīng)用到了人們生活的方方面面。,,1.1.2 計(jì)算機(jī)的類型,計(jì)算機(jī)的種類很多，根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，可以將計(jì)算機(jī)分為不同的類別。通常有如下分類方法：（1）按照計(jì)算機(jī)的體積大小和功能的強(qiáng)弱，一般可以把計(jì)算機(jī)分為巨型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)

8、算機(jī)、中型計(jì)算機(jī)、小型計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)五類，目前最常見的是微型計(jì)算機(jī)。微型計(jì)算機(jī)由于體積較小、價(jià)格便宜，適合個(gè)人使用，因而將微型計(jì)算機(jī)稱為個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer，簡稱PC機(jī))。微型機(jī)還可以細(xì)分為臺(tái)式機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)（筆記本電腦）、掌上電腦等，如下圖所示。,(a)巨型計(jì)算機(jī) (b)大型計(jì)算機(jī),（c）臺(tái)式機(jī)

9、 （d）筆記本電腦,（e）掌上電腦,1.1.3 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn),(1) 運(yùn)算速度快 計(jì)算機(jī)采用電子器件作為邏輯運(yùn)算部件，而電子技術(shù)的發(fā)展是一個(gè)飛速的過程?？v觀計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史，由電子管升級(jí)到晶體管，再升級(jí)到SSI、MSI、LSI、VLSI等，其運(yùn)算速度以每隔幾年提高一個(gè)數(shù)量級(jí)的水平不斷發(fā)展。 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度的衡量單位為MIPS（Millions of Instructi

10、ons Per-Second，每秒執(zhí)行多少百萬條指令）?，F(xiàn)在計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度在幾十MIPS以上，巨型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度甚至達(dá)到數(shù)億MIPS。如果一個(gè)人在一秒鐘內(nèi)能作一次運(yùn)算，那么一般的電子計(jì)算機(jī)一小時(shí)的工作量，一個(gè)人得做一百多年。很多場(chǎng)合下，運(yùn)算速度起決定作用。例如，計(jì)算機(jī)控制飛行導(dǎo)航時(shí)，要求“運(yùn)算速度比飛機(jī)飛得還快”；使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行火箭制導(dǎo)時(shí)，要求計(jì)算機(jī)能夠快速處理火箭飛行過程中返回控制中心的大量信息，并且瞬時(shí)地向火箭發(fā)出制導(dǎo)指令。,(

11、2) 計(jì)算精度高 數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部使用二進(jìn)制數(shù)字表示，而通過提高計(jì)算機(jī)的位數(shù)可以提高計(jì)算機(jī)的計(jì)算精度。因此，計(jì)算機(jī)的計(jì)算精度理論上不受限制?，F(xiàn)在的計(jì)算機(jī)有幾十位有效數(shù)字，而且隨著技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)任何精度的計(jì)算。例如，著名數(shù)學(xué)家挈依列花了15年時(shí)間才將圓周率π算到第707位，而計(jì)算機(jī)幾個(gè)小時(shí)內(nèi)就可計(jì)算到10萬為。,,(3) 存儲(chǔ)容量大 計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)和程序，以備隨時(shí)調(diào)用。

12、通過相應(yīng)的邏輯控制系統(tǒng)，存儲(chǔ)器不但能夠存儲(chǔ)大量的信息，而且能夠快速準(zhǔn)確的調(diào)取這些信息。計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器不像人腦一樣會(huì)遺忘所記憶的信息，只要存儲(chǔ)設(shè)備不損壞，信息可以永久保存，并且存儲(chǔ)器的容量可以無限擴(kuò)展。,(4) 具有邏輯判斷能力 計(jì)算機(jī)能夠?qū)ξ淖帧⒎?hào)、數(shù)字的大小、異同等進(jìn)行判斷和比較，進(jìn)而分析怎樣處理這些信息。計(jì)算機(jī)的這種邏輯判斷能力，使其能夠超越本身的“計(jì)算”功能，根據(jù)各種條件進(jìn)行判斷、分析，并根據(jù)判斷分析的結(jié)果決定下

13、一步的執(zhí)行方法和步驟，因而能夠完成許多非數(shù)值計(jì)算問題，比如信息檢索、圖象識(shí)別、邏輯推理等。,,(5) 具有按照程序自動(dòng)工作的能力 一般的機(jī)器通常都是由操作員操作，機(jī)器按照操作指令即時(shí)執(zhí)行。和這些機(jī)器一樣，計(jì)算機(jī)的各種動(dòng)作也受人的控制。不過計(jì)算機(jī)具有存儲(chǔ)功能，它可以將人們預(yù)先編制的操作運(yùn)算程序存入存儲(chǔ)器，再按照這些程序所規(guī)定的步驟逐條執(zhí)行，完成程序既定的各種操作，直到得出計(jì)算結(jié)果。人類可以不必干預(yù)計(jì)算機(jī)的工作，真正

14、實(shí)現(xiàn)操作的自動(dòng)化。 另外，計(jì)算機(jī)還具有可靠性高，通用性強(qiáng)等特點(diǎn)。,1.1.4 計(jì)算機(jī)的用途,如今，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)遍及人們生產(chǎn)、生活、工作和學(xué)習(xí)的方方面面。根據(jù)計(jì)算機(jī)的工作方式不同，計(jì)算機(jī)主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：(1) 科學(xué)計(jì)算 由于計(jì)算機(jī)能夠進(jìn)行高難度、高精度的數(shù)值計(jì)算，因而，可以用計(jì)算機(jī)來完成科學(xué)研究領(lǐng)域和工程技術(shù)中存在的復(fù)雜數(shù)學(xué)問題的計(jì)算過程，而這些工作通常是人力無法勝任的。例如

15、氣象部門在做天氣預(yù)報(bào)時(shí)要收集、整理和計(jì)算大氣溫度、氣壓、風(fēng)力濕度等大量觀測(cè)數(shù)據(jù)，找出大氣的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。這樣多的數(shù)據(jù)，人力是無法在短時(shí)間內(nèi)處理完畢的。而使用計(jì)算機(jī)很快就能完成全部過程，并且得出比較準(zhǔn)確的結(jié)果。目前，科學(xué)數(shù)值計(jì)算仍然是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域。,,(2) 數(shù)據(jù)處理 計(jì)算機(jī)能夠?qū)Υ罅繑?shù)據(jù)進(jìn)行加工、分析、處理。例如，銀行可以使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行電子交易、賬目處理、結(jié)算等工作；圖書館可以使用計(jì)算機(jī)完成圖書的分類管理、書籍報(bào)刊

16、的借閱、資料的查詢等工作；人事部門可以使用計(jì)算機(jī)建立、管理人事檔案等。數(shù)據(jù)處理主要是對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合和分析，一般不涉及復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算，但是要求處理的數(shù)據(jù)量極大而且經(jīng)常要求在短時(shí)間內(nèi)處理完畢。計(jì)算機(jī)以其快速高效的數(shù)據(jù)處理能力，在這些部門完成了許多人類無法完成的工作，也使得數(shù)據(jù)處理成為計(jì)算機(jī)應(yīng)用范圍最大的一個(gè)領(lǐng)域，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了科學(xué)計(jì)算。,,(3) 實(shí)時(shí)自動(dòng)控制 又稱過程控制，就是使用計(jì)算機(jī)適時(shí)地采集、檢測(cè)被控制對(duì)象的數(shù)據(jù)，通過

17、計(jì)算處理，按照最佳方案發(fā)出調(diào)節(jié)信號(hào)對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。計(jì)算機(jī)在過程控制方面的應(yīng)用非常廣泛。過程控制應(yīng)用中的計(jì)算機(jī)對(duì)被檢測(cè)對(duì)象所提供的信息的處理結(jié)果的輸出總是實(shí)時(shí)進(jìn)行的。例如，導(dǎo)彈的發(fā)射與制導(dǎo)，飛機(jī)的飛行制導(dǎo)，生產(chǎn)線的自動(dòng)控制，鍋爐的自動(dòng)調(diào)溫，輸電線的自動(dòng)穩(wěn)壓等。圖1-3所示的就是一個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制的例子。,,(4) 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng) 顧名思義，計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)就是使用計(jì)算機(jī)輔助人力完成特定領(lǐng)域的工作。目前應(yīng)用較廣泛的計(jì)算機(jī)輔

18、助系統(tǒng)有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computer Aided Design，簡稱CAD）（如圖1-4所示）、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（Computer Aided Instruction，簡稱CAI）、計(jì)算機(jī)輔助制造（Computer Aided Manufacturing，簡稱CAM）以及計(jì)算機(jī)輔助工程（Computer Aided Engineering，簡稱CAE）等。,圖1-3 實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)

19、 圖1-4 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),(5) 人工智能人工智能（Artificial Intelligence，簡稱AI），又稱“智能模擬”，主要研究使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來模擬人類的思維和行為，對(duì)出現(xiàn)的各種情況進(jìn)行比較、分析和判斷，并且通過自己的“學(xué)習(xí)”功能來提高自己的“能力”。如今，AI的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：機(jī)器人（Robots）、專家系統(tǒng)（Expert System）、模式識(shí)別系統(tǒng)（Pattern Recognit

20、ion）和智能檢索系統(tǒng)（Intelligent Retrieval）,,(6) 虛擬現(xiàn)實(shí) 虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù)又稱為計(jì)算機(jī)模擬，就是利用計(jì)算機(jī)模擬現(xiàn)實(shí)的三維環(huán)境，將現(xiàn)實(shí)中的一些需要投入大量人力、物力、財(cái)力的實(shí)驗(yàn)或者場(chǎng)景在計(jì)算機(jī)中用數(shù)字模擬出來（如圖1-5）。20世紀(jì)70年代，美國阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室曾經(jīng)在計(jì)算機(jī)上模擬核武器的設(shè)計(jì)過程，此舉使得現(xiàn)場(chǎng)核試驗(yàn)的次數(shù)由原來的20余次減少到6次，節(jié)約試驗(yàn)費(fèi)用9000

21、萬美元。在今天的工業(yè)領(lǐng)域中，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、測(cè)試和完善過程中的許多環(huán)節(jié)都可以在計(jì)算機(jī)中模擬進(jìn)行，大大地降低了商品成本，提高了質(zhì)量。一些危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)，比如戰(zhàn)爭模擬和軍事演習(xí)，飛機(jī)的模擬駕駛，新式武器的殺傷力等，都可以使用計(jì)算機(jī)軟件模擬實(shí)現(xiàn)。,,(7) 多媒體技術(shù) 多媒體（Multimedia）技術(shù)是一種把文本(Text)、圖形(Graphics)、圖像(Images)、動(dòng)畫(Animation)和聲音(Sound)等形式的信息結(jié)合在

22、一起，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行綜合處理和控制，并支持完成一系列交互式操作的信息技術(shù)。多媒體技術(shù)的發(fā)展改變了計(jì)算機(jī)的使用領(lǐng)域，使計(jì)算機(jī)由辦公室、實(shí)驗(yàn)室中的專用品變成了信息社會(huì)的普通工具，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)管理、學(xué)校教育、公共信息咨詢、商業(yè)廣告、軍事指揮與訓(xùn)練，甚至家庭生活與娛樂等領(lǐng)域，圖1-6所示的是著名的國產(chǎn)多媒體播放軟件“超級(jí)解霸”的界面。,,圖 1-5 虛擬現(xiàn)實(shí),,,(8) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 簡單地說，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是通

23、過電纜、電話線或者無線連接將兩臺(tái)以上的計(jì)算機(jī)互連起來的集合。通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，將地理位置不同的、具有獨(dú)立功能的多臺(tái)計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備使用通信線路連接起來，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實(shí)現(xiàn)資源共享和信息傳遞。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是人類智慧的結(jié)晶。如今，世界上成百上千萬臺(tái)計(jì)算機(jī)已連接成一個(gè)全球超大型網(wǎng)絡(luò)—Internet，它的誕生和普及為人類的工作和學(xué)習(xí)帶來了極大的便利。人們可以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行資料查詢、

24、收發(fā)電子郵件、聊天、網(wǎng)上購物等活動(dòng)。借助網(wǎng)絡(luò)，人們可以第一時(shí)間接收到世界各地的信息，也可以將信息瞬時(shí)發(fā)布到世界各地。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的通訊功能正使我們的世界變得越來越“小”。如今人類賴以生存的地球正因通訊、交通的日益便利而逐漸演變成為“地球村”。,1.2 計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示,1.2.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制及二進(jìn)制 數(shù)制也稱為計(jì)數(shù)制，這種方法用一組固定的符號(hào)和統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)值，其中按進(jìn)位的方法進(jìn)行計(jì)數(shù)的，稱為進(jìn)位計(jì)數(shù)制，在日常生活

25、和計(jì)算機(jī)中采用的都是進(jìn)位計(jì)數(shù)制。在日常生活中，常用的是十進(jìn)位計(jì)數(shù)法（以下簡稱十進(jìn)制）。下面，我們就從這種再熟悉不過的計(jì)數(shù)方法——十進(jìn)位計(jì)數(shù)法入手，了解這種計(jì)數(shù)制的特點(diǎn)，進(jìn)而舉一反三，研究計(jì)算機(jī)是如何表示“數(shù)”的，以及它是如何對(duì)“數(shù)”進(jìn)行計(jì)算的。,,（1）十進(jìn)制 十進(jìn)制中，可以用來計(jì)數(shù)的一共有10個(gè)符號(hào)：0，1，2，…，9，不同的數(shù)字符號(hào)代表大小不同的數(shù)。對(duì)于計(jì)算機(jī)而言，就產(chǎn)生了“基數(shù)”的概念，基數(shù)是指在某種進(jìn)位計(jì)數(shù)制中所能使用的

26、數(shù)碼的個(gè)數(shù)，譬如十進(jìn)制中基數(shù)為十。,（2）二進(jìn)制 二進(jìn)制具有如下特點(diǎn)：①有兩個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)0，1；②每個(gè)數(shù)根據(jù)它在這個(gè)數(shù)中的數(shù)位，按“逢二進(jìn)一”來決定其實(shí)際數(shù)值。（3）八進(jìn)制八進(jìn)制具有如下特點(diǎn)：①有八個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)1，2，3，4，5，6，7；②每個(gè)數(shù)根據(jù)它在這個(gè)數(shù)中的數(shù)位，按“逢八進(jìn)一”來決定其實(shí)際數(shù)值。,（4）十六進(jìn)制十六進(jìn)制具有如下特點(diǎn)：①有十六個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，

27、C，D，E，F(xiàn)。由于數(shù)字只有0，1，2，…,9十個(gè)，而十六進(jìn)制要使用十六個(gè)數(shù)字，所以用A,B,…,F 六個(gè)英文字母分別表示數(shù)字10,11,…,15；②每個(gè)數(shù)根據(jù)它在這個(gè)數(shù)中的數(shù)位，按“逢十六進(jìn)一”來決定其實(shí)際數(shù)值。,1.2.2 數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換,不同進(jìn)位計(jì)數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)質(zhì)上是基數(shù)間的轉(zhuǎn)換。一般轉(zhuǎn)換的原則是：如果兩個(gè)有理數(shù)相等，則兩數(shù)的整數(shù)部分和小數(shù)部分一定分別相等。因此，各數(shù)制之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，通常對(duì)整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換

28、，然后將其轉(zhuǎn)換結(jié)果合并即可。（1）各進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制 （2）十進(jìn)制轉(zhuǎn)各進(jìn)制 把十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二、八、十六進(jìn)制數(shù)的方法是：整數(shù)部分轉(zhuǎn)換采用“除R取余法”，小數(shù)部分轉(zhuǎn)換采用“乘R取整法”。,（3）二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換 由于一位八（十六）進(jìn)制數(shù)相當(dāng)于三（四）位二進(jìn)制數(shù)，因此，要將八（十六）進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)時(shí)，只需以小數(shù)點(diǎn)為界，向左或向右每一位八（十六）進(jìn)制數(shù)用相應(yīng)的三（四）位二進(jìn)制數(shù)取代即可，如果

29、不足三（四）位，可用零補(bǔ)足；反之，二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的八（十六）進(jìn)制數(shù)，只是上述方法的逆過程，即以小數(shù)點(diǎn)為界，向左或向右每三（四）位二進(jìn)制數(shù)用相應(yīng)的一位八（十六）進(jìn)制數(shù)取代即可。,,注意：八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換要通過二進(jìn)制，即先將八進(jìn)制（或十六進(jìn)制）數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，然后再將轉(zhuǎn)換后的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制（或八進(jìn)制）數(shù)。,1.2.3 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單位,位（bit） 計(jì)算機(jī)中最直接、最基本的操作就是對(duì)二進(jìn)制位的操作。一個(gè)

30、二進(jìn)制位可表示兩種狀態(tài)（0 或l ）。兩個(gè)二進(jìn)制位可表示四種狀態(tài)（00 , 01 , 10 , 11 ）。位數(shù)越多，所表示的狀態(tài)就越多。,,字節(jié)（Byte） 為了表示出所有字符（字母、數(shù)字以及各種專用符號(hào)，大約有256個(gè)），需要用7位或8位二進(jìn)制數(shù)。因此，我們選定8位為一個(gè)字節(jié)（Byte）通常用B表示。l個(gè)字節(jié)由8個(gè)二進(jìn)制數(shù)位組成，一個(gè)字節(jié)可以代表種狀態(tài)。字節(jié)是計(jì)算機(jī)中用來表示存儲(chǔ)空間大小的最基本的容量單位。例如，計(jì)算機(jī)內(nèi)

31、存的存儲(chǔ)容量、磁盤的存儲(chǔ)容量等都是以字節(jié)為單位表示的。 一次傳送256種狀態(tài)，這樣數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣染图涌炝?。不過byte作為數(shù)據(jù)的計(jì)量單位仍然太小，所以除用字節(jié)為單位表示存儲(chǔ)容量外，還可以用千字節(jié)（KB）、兆字節(jié)（MB）以及千兆字節(jié)（GB）等表示存儲(chǔ)容量。,,字（word) 字是由若干字節(jié)組成的（通常取字節(jié)的整數(shù)倍），字是計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理的基本運(yùn)算單位。 字長是計(jì)算機(jī)性能的重要標(biāo)志，

32、它是一個(gè)計(jì)算機(jī)字所包含的二進(jìn)制位的個(gè)數(shù)。不同檔次的計(jì)算機(jī)有不同的字長。按字長可以將計(jì)算機(jī)劃分為8 位機(jī)（如APPlell 、中華學(xué)習(xí)機(jī)）、16 位機(jī)（如286 機(jī)）、32 位機(jī)（如386 機(jī)、486 機(jī)）、64 位機(jī)（奔騰系列微機(jī)或巨型機(jī)）。我們一般說的8位、16位指的其實(shí)是CPU的規(guī)格，通常用數(shù)據(jù)的bit數(shù)目來顯示。計(jì)算機(jī)的字長是在設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)規(guī)定的，它表示存儲(chǔ)、傳送、處理數(shù)據(jù)的信息單位。字長越長，在相同時(shí)間內(nèi)能傳送的信息越多，從而使計(jì)

33、算機(jī)運(yùn)算速度越快；字長越長，計(jì)算機(jī)有更大的尋址空間，從而使計(jì)算機(jī)的內(nèi)存儲(chǔ)器容量更大；字長越長，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持的指令數(shù)量越多，功能也就越強(qiáng)。,1.2.4 數(shù)據(jù)編碼,BCD碼（二一十進(jìn)制編碼） ASCII碼 EBCDIC碼 中文字碼 其他信息在計(jì)算機(jī)中的表示,1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng),計(jì)算機(jī)由兩大部分組成。一部分是機(jī)器系統(tǒng)，即組成計(jì)算機(jī)的一切機(jī)械的、磁性的、電子的裝置和部件，也即是看得見摸得著的物理設(shè)備，所以，機(jī)器系統(tǒng)又叫硬件（或

34、硬設(shè)備）。另一部分是程序系統(tǒng)，即管理和使用機(jī)器的各種程序的總稱，是一些信息的集合，所以程序系統(tǒng)又叫軟件（或軟設(shè)備）。 計(jì)算機(jī)的硬件和軟件是相輔相成、缺一不可的統(tǒng)一體。計(jì)算機(jī)的硬件功能只有通過完善的軟件才能更好地發(fā)揮出來。,1.3.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成,一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括硬件（Hardware）系統(tǒng)和軟件(Software)系統(tǒng)兩大部分。 （1）計(jì)算機(jī)硬件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所有實(shí)際物理裝置的總稱，例如計(jì)算機(jī)的處理芯片

35、、主板、機(jī)箱、鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)、軟盤、硬盤等等。 （2）計(jì)算機(jī)軟件是指計(jì)算機(jī)程序及其相關(guān)文檔的總和。與傳統(tǒng)觀念不同的是，程序≠軟件，軟件的定義更加強(qiáng)調(diào)文檔的重要性。文檔為軟件的設(shè)計(jì)、開發(fā)、維護(hù)提供了重要的依據(jù)和支持。因此，有人簡單地用一個(gè)公式來說明軟件所包括的基本內(nèi)容：軟件=程序＋文檔。,1.3.2 硬件系統(tǒng),輸入設(shè)備 輸出設(shè)備 存儲(chǔ)器 運(yùn)算器 控制器,1.3.3 軟件系統(tǒng),系統(tǒng)軟件 應(yīng)用軟件,1.3

36、.4 主要技術(shù)指標(biāo),字長 內(nèi)存容量 存取周期 主頻,除了上述四個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)外，還有其它一些因素對(duì)微機(jī)的性能也起重要作用。 ①可靠性：是指微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)平均無故障工作時(shí)間。無故障工作時(shí)間越長，系統(tǒng)就越可靠； ②可維護(hù)性：是指微機(jī)的維修效率，通常用故障平均排除時(shí)間來表示； ③可用性：是指微機(jī)系統(tǒng)的使用效率，可以用系統(tǒng)在執(zhí)行任務(wù)的任意時(shí)刻所能正常工作的概率來表示； ④兼容性：兼容性強(qiáng)的微機(jī)，有利于推廣應(yīng)

37、用； ⑤性能價(jià)格比：這是一項(xiàng)綜合性評(píng)估微機(jī)系統(tǒng)的性能指標(biāo)。性能包括硬件和軟件的綜合性能，價(jià)格是整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)的價(jià)格，與系統(tǒng)的配置有關(guān)。,1.5 實(shí)例解析,【實(shí)例1-1】將十進(jìn)制數(shù)75轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。解析：整數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，用余數(shù)法，除基數(shù)取余數(shù)、由下而上排列。轉(zhuǎn)換過程如下：結(jié)果為：1001011?！緦?shí)例1-2】將十進(jìn)制數(shù)0.625轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。解析：小數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，用進(jìn)位法，用十進(jìn)制小數(shù)乘基數(shù)，當(dāng)積為0或達(dá)到所要求的精度時(shí)，將

38、整數(shù)部分由上而下排列。轉(zhuǎn)換過程如下：結(jié)果為：101。,,【實(shí)例1-3】將二進(jìn)制數(shù)1101.01轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。解析：用位權(quán)法，把各非十進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開求和。計(jì)算如下：(1101.01)2=1×23+1×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2=8+4+0+1+0+0.25=(13.25)10,本 章 小 結(jié),本章主要對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)做了一個(gè)全面的介紹，包括計(jì)算機(jī)