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1、在此输入您的封面副标题Python程序设计基础程序设计基础01_1计算机系统计算机系统杭州师范大学杭州师范大学 虞歌虞歌 第第2页页Python程序设计基础程序设计基础程序设计概述程序设计概述杭州师范大学杭州师范大学 虞歌虞歌 第第3页页Python程序设计基础程序设计基础程序设计概述程序设计概述计算机系统计算机系统在学习和使用计算机时在学习和使用计算机时，必须，必须建立正确的计算机系统的观点。计算机的建立正确的计算机系统的观点。计算机的组成不仅与硬件有关，而且还涉及到软件组成不仅与硬件有关，而且还涉及到软件。计算机系统计算机系统由计算机硬件系统和计算机软件系统组成由计算机硬件系统和计算机软件
2、系统组成。杭州师范大学杭州师范大学 虞歌虞歌 第第4页页Python程序设计基础程序设计基础程序设计概述程序设计概述计算机硬件系统计算机硬件系统计算机计算机硬件是计算机系统中所有物理装置的总称。计算机硬件系统由五硬件是计算机系统中所有物理装置的总称。计算机硬件系统由五个基本部分个基本部分组成：组成：控制器控制器、运算器运算器、存储器存储器、输入设备输入设备、输出设备输出设备。控制器。控制计算机硬件系统的各控制器。控制计算机硬件系统的各个部分有条不紊地协调工作。个部分有条不紊地协调工作。运算器。对信息进行处理，包括算运算器。对信息进行处理，包括算术运算和术运算和逻辑运算。逻辑运算。控制器和运算器
3、构成了计算机硬件控制器和运算器构成了计算机硬件系统的核心系统的核心中央处理器中央处理器CPUCPU。杭州师范大学杭州师范大学 虞歌虞歌 第第5页页Python程序设计基础程序设计基础程序设计概述程序设计概述计算机硬件系统计算机硬件系统存储器可分为内部存储器存储器可分为内部存储器( (内存内存) )和外部存储和外部存储器器( (外存外存) )。内存用来存放程序和数据。内存由许多存储内存用来存放程序和数据。内存由许多存储单元构成，所有的存储单元都按顺序编号，单元构成，所有的存储单元都按顺序编号，这些编号称为这些编号称为地址地址。对各个存储单元的读写。对各个存储单元的读写操作就是通过它们的地址来进行
4、的。操作就是通过它们的地址来进行的。内存中所有存储单元的总和称为内存的内存中所有存储单元的总和称为内存的存储存储容量容量。 杭州师范大学杭州师范大学 虞歌虞歌 第第6页页Python程序设计基础程序设计基础程序设计概述程序设计概述计算机硬件系统计算机硬件系统外存用来存放大量的需要长期保存的程序和数据，计算机若外存用来存放大量的需要长期保存的程序和数据，计算机若要运行存储在外存中的某个程序时必须将它从外存读到内存要运行存储在外存中的某个程序时必须将它从外存读到内存中才能运行。中才能运行。输入设备用于向计算机输入信息。常用输入设备有键盘、鼠输入设备用于向计算机输入信息。常用输入设备有键盘、鼠标等。
5、标等。输出设备输出设备用来输出计算机的处理结果。用来输出计算机的处理结果。常用输出设备有显示常用输出设备有显示器、打印机等。器、打印机等。通常把控制器、运算器和内存称为计算机的通常把控制器、运算器和内存称为计算机的主机主机。输入设备。输入设备和输出设备以及外存称为计算机的和输出设备以及外存称为计算机的外部设备外部设备。 杭州师范大学杭州师范大学 虞歌虞歌 第第7页页Python程序设计基础程序设计基础程序设计概述程序设计概述冯冯诺依曼诺依曼美籍匈牙利数学家冯美籍匈牙利数学家冯诺依曼提出了诺依曼提出了计算机计算机的设计思想：的设计思想：计算机以计算机以二进制二进制而不是十进制为运算基础；而不是十
6、进制为运算基础；计算机采用计算机采用“存储程序和程序控制存储程序和程序控制”方式工作方式工作；计算机计算机硬件硬件结构由五个部分组成：结构由五个部分组成：控制器控制器、运算器运算器、存储器存储器和和输入设备输入设备、输出设备输出设备。冯冯诺依曼设计思想至今仍然是计算机的基本工作原理。诺依曼设计思想至今仍然是计算机的基本工作原理。2022-5-13杭州师范大学杭州师范大学 虞歌虞歌 第第8页页Python程序设计基础程序设计基础程序设计概述程序设计概述计算机软件系统计算机软件系统计算机软件是计算机系统中与硬件相互依存的另计算机软件是计算机系统中与硬件相互依存的另一部分。一部分。计算机软件一般可以
7、分为计算机软件一般可以分为系统软件系统软件和和应用软件应用软件两大类两大类。系统软件居于计算机系统中最靠近硬件的一层，其他软件都通过系统软件系统软件居于计算机系统中最靠近硬件的一层，其他软件都通过系统软件发挥作用。发挥作用。应用软件是指为解决某一领域的具体问题而开发的软件产品。应用软件是指为解决某一领域的具体问题而开发的软件产品。操作系统操作系统是是计算机系统中最重要的系统软件计算机系统中最重要的系统软件。如。如Windows。Office是目前应用最广泛的办公自动化软件，包括字处理软件是目前应用最广泛的办公自动化软件，包括字处理软件Word、电、电子表格软件子表格软件Excel、演示文稿软件
8、、演示文稿软件PowerPoint等等。杭州师范大学杭州师范大学 虞歌虞歌 第第9页页Python程序设计基础程序设计基础程序设计概述程序设计概述计算机中的信息表示计算机中的信息表示计算机在处理信息时采用数字方式，非数字形式的信息要转换成数字计算机在处理信息时采用数字方式，非数字形式的信息要转换成数字形式才能由计算机处理。形式才能由计算机处理。十进制系统中有十个数十进制系统中有十个数0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，而二进，而二进制系统中只有两个数制系统中只有两个数0和和1。无论什么类型的信息无论什么类型的信息( (数字、文本、图形图像、声音、视频等数字、文本、图形图像、声音、视频等)
9、)，在计，在计算机内部都采用二进制形式来表示。算机内部都采用二进制形式来表示。尽管计算机内部均用二进制数来表示各种信息，但计算机与外部的交尽管计算机内部均用二进制数来表示各种信息，但计算机与外部的交往仍采用人们熟悉和便于阅读的形式，其间的转换，通常是由计算机往仍采用人们熟悉和便于阅读的形式，其间的转换，通常是由计算机自动实现自动实现的。的。杭州师范大学杭州师范大学 虞歌虞歌 第第10页页Python程序设计基础程序设计基础程序设计概述程序设计概述计算机中的信息计算机中的信息表示表示位位，简记为简记为b，计算机内部存储信息的最小单位。一个二进制位只能表，计算机内部存储信息的最小单位。一个二进制位
10、只能表示示0或或1，要想表示更大的数，就得把更多的位组合起来。，要想表示更大的数，就得把更多的位组合起来。字节字节，简记为简记为B，计算机内部存储信息的基本单位。一个字节由，计算机内部存储信息的基本单位。一个字节由8个二进个二进制位组成，即制位组成，即1B = = 8b。其他经常使用的信息存储单位还有：千字节其他经常使用的信息存储单位还有：千字节KB、兆字节兆字节MB、千兆字节千兆字节GB和和太字节太字节TB。杭州师范大学杭州师范大学 虞歌虞歌 第第11页页Python程序设计基础程序设计基础程序设计概述程序设计概述计算机中的信息计算机中的信息表示表示字字，一个字通常由一个字节或若干个字节组成
11、，是计算机进行信息处理一个字通常由一个字节或若干个字节组成，是计算机进行信息处理时一次存取、加工和传送的数据长度。时一次存取、加工和传送的数据长度。字长字长是衡量计算机性能的一个重要指标，字长越长，计算机一次所能处是衡量计算机性能的一个重要指标，字长越长，计算机一次所能处理信息的实际位数就越多，运算精度就越高，最终表现为计算机的处理理信息的实际位数就越多，运算精度就越高，最终表现为计算机的处理速度越快。常用字长有速度越快。常用字长有8位、位、16位、位、32位和位和64位等。位等。杭州师范大学杭州师范大学 虞歌虞歌 第第12页页Python程序设计基础程序设计基础程序设计概述程序设计概述计算机
12、中的信息计算机中的信息表示表示文本、图形图像、声音之类的信息，称为非数字信息。在计算机中用得文本、图形图像、声音之类的信息，称为非数字信息。在计算机中用得最多的非数字信息是文本字符。由于计算机只能处理二进制数最多的非数字信息是文本字符。由于计算机只能处理二进制数，需要，需要用用二进制的二进制的“0”和和“1”按照一定的规则对各种字符进行按照一定的规则对各种字符进行编码编码。 西文字符集由字母、数字、标点符号和一些特殊符号组成西文字符集由字母、数字、标点符号和一些特殊符号组成。计算机。计算机中广中广泛使用的西文字符集是泛使用的西文字符集是ASCII字符集，其编码称为字符集，其编码称为ASCII码
13、码（美国（美国标准标准信息交换信息交换码码）。ASCII码可以码可以表示表示256个个西文西文字符。例如，字符字符。例如，字符A的的ASCII码用二进制数码用二进制数1000001（即十进制数（即十进制数65）表示。）表示。杭州师范大学杭州师范大学 虞歌虞歌 第第13页页Python程序设计基础程序设计基础程序设计概述程序设计概述计算机中的信息计算机中的信息表示表示GB2312-80是我国颁布的国家标准信息交换用汉字编码字符集是我国颁布的国家标准信息交换用汉字编码字符集，被被称为称为国标码国标码。GB2312-80国标字符集由国标字符集由3部分组成。第一部分为字母、数字部分组成。第一部分为字母
14、、数字和各种符号，共和各种符号，共682个；第二部分为一级常用汉字，按汉语拼音排列，个；第二部分为一级常用汉字，按汉语拼音排列，共共3755个；第三部分为二级常用汉字，按偏旁部首排列，共个；第三部分为二级常用汉字，按偏旁部首排列，共3008个。个。总的汉字数为总的汉字数为6763个。个。 GB2312-80国标码字符集的汉字有限，随着计算机应用的普及，一些国标码字符集的汉字有限，随着计算机应用的普及，一些汉字无法表示。我国重新制定了汉字无法表示。我国重新制定了GB18030国标码字符集。国标码字符集。GB18030完完全包含了全包含了GB2312-80，共有汉字，共有汉字27484个。个。杭州
15、师范大学杭州师范大学 虞歌虞歌 第第14页页Python程序设计基础程序设计基础程序设计概述程序设计概述计算机中的信息计算机中的信息表示表示Unicode编码，也称编码，也称统一码统一码。随着因特网的迅速发展，信息交换的需求越随着因特网的迅速发展，信息交换的需求越来越大，不同的编码越来越成为信息交换的障碍，于是来越大，不同的编码越来越成为信息交换的障碍，于是Unicode编码应运编码应运而生。而生。Unicode编码是由国际标准化组织编码是由国际标准化组织ISOISO于于2020世纪世纪9090年代初制定的一年代初制定的一种字符编码种字符编码标准，标准，世界上几乎所有的书面语言都能用单一的世界上几乎所有的书面语言都能用单一的Unicode编码编码表示表示。ASCII字符与其他字符（如中文字符）的编码就统一起来了，简字符与其他字符（如中文字符）的编码就统一起来了，简化了字符处理的过程。化了字符处理的过程。