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1、第第1章章计算机基础知计算机基础知识识第1页，共127页，编辑于2022年，星期一课程内容课程内容第第1章章计算机基础知识计算机基础知识第第2章章操作系统概述操作系统概述第第3章章计算机网络基础知识计算机网络基础知识第第4章章算法基础算法基础第第5章章数据结构数据结构第第6章章软件工程软件工程第第7章章数据库设计基础数据库设计基础第2页，共127页，编辑于2022年，星期一教材教材大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础课程组大学计算机基础课程组编著编著中国石油大学（北京）中国石油大学（北京）参考教材参考教材大学计算机基础大学计算机基础訾秀玲等訾秀玲等清华大学出版社清华大学出版社大学计算机基
2、础大学计算机基础王移之王移之高等教育出版社高等教育出版社计算机应用基础计算机应用基础史秀璋史秀璋铁道出版社铁道出版社计算机应用基础计算机应用基础余文余文人民邮电出版社人民邮电出版社第3页，共127页，编辑于2022年，星期一第一章第一章计算机基础知识计算机基础知识第4页，共127页，编辑于2022年，星期一主要内容主要内容计算机概述计算机概述计算机的运算基础计算机的运算基础计算机中的编码计算机中的编码计算机的基本组成和工作原理计算机的基本组成和工作原理计算机的性能指标计算机的性能指标第5页，共127页，编辑于2022年，星期一本章要求：本章要求：了解计算机的发展、特点及用途了解计算机的发展、特
3、点及用途;掌掌握握计计算算机机中中使使用用的的数数制制及及数数制制间间的的转换转换;弄弄清清计计算算机机的的主主要要组组成成部部件件及及其其功功能能;了了解解计计算算机机系系统统中中数数据据、信信息息的的表表示示形形式式;第6页，共127页，编辑于2022年，星期一计计算算机机是是一一种种电电子子器器件件构构成成的的、具具有有计计算算能能力力和和逻逻辑辑判判断断能能力力、具具有有自自动动控控制制和和记记忆功能忆功能的信息处理设备。的信息处理设备。能能按按事事先先存存储储的的程程序序，自自动动、高高速速进进行行大大量量数数值值计计算算和和各各种种信息处理。信息处理。什么是计算机什么是计算机？1.
4、1 计算机概述计算机概述第7页，共127页，编辑于2022年，星期一1.1.1电子计算机及其发展电子计算机及其发展第一台电子计第一台电子计算机（算机（ENIACENIAC）1946年年2月由宾州大月由宾州大学研制成功学研制成功第8页，共127页，编辑于2022年，星期一第一台电子计算机（第一台电子计算机（ENIAC）重达30吨占地150多m218000多个电子管5000次加法/秒第9页，共127页，编辑于2022年，星期一1.1.2计算机的发展过程计算机的发展过程电子管1946195819461958年年晶体管1959196419591964年年集成电路集成电路19651965年年197019
5、70年年超大规模集成电路超大规模集成电路19711971年年 现在现在第10页，共127页，编辑于2022年，星期一2022/9/18联大应用文理学院计算机中心11ENIACENIAC划时代的实验装置划时代的实验装置划时代的实验装置划时代的实验装置电子管的缺点：电子管的缺点：体积大；体积大；耗能高；耗能高；散热量大。散热量大。晶体管的优点：晶体管的优点：体积小；体积小；耗能低；耗能低；性能稳定。性能稳定。电子管与晶体管电子管与晶体管第11页，共127页，编辑于2022年，星期一2022/9/18联大应用文理学院计算机中心12晶晶体体管管数数目目4004奔腾奔腾4 4420,000,0002,3
6、00晶体管到集成电路晶体管到集成电路0.180.18微米芯片微米芯片1010微米芯片微米芯片第12页，共127页，编辑于2022年，星期一计算机发展的几个阶段计算机发展的几个阶段时代时代年份年份器件器件软件软件应用应用一 46-58电子管机器语言汇编语言 科学计算二58-64晶体管高级语言数据处理工业控制 三64-71集成电路操作系统文字处理图形处理四71年迄今大规模集成电路数据库、网络等社会的各个领域第13页，共127页，编辑于2022年，星期一1.1.3 1.1.3 计算机的特点计算机的特点（1）运算速度快）运算速度快（2）计算精度高）计算精度高（3）存储功能强）存储功能强（4）具有逻辑判
7、断能力）具有逻辑判断能力（5）具有自动运行能力）具有自动运行能力第14页，共127页，编辑于2022年，星期一1.1.4计算机的分类计算机的分类规规模模：巨巨型型机机、大大型型机机、中中型型机机、小小型型机、微型机机、微型机信信息息表表现现形形式式和和被被处处理理的的信信息息：数数字字计计算算机、模拟计算机、数字模拟混合计算机、模拟计算机、数字模拟混合计算用途用途：通用、专用：通用、专用操操作作系系统统：单单用用户户机机系系统统、多多用用户户机机系系统统、网络系统和实时计算机系统网络系统和实时计算机系统字长字长：4位、位、8位、位、16位、位、32位、位、64位位第15页，共127页，编辑于2
8、022年，星期一1.1.5计算机的发展趋势计算机的发展趋势未来的计算机以超大规模集成电路为基础，向未来的计算机以超大规模集成电路为基础，向巨型化巨型化（不是体积大，而是速度高、容量大、功能强）（不是体积大，而是速度高、容量大、功能强）微型化微型化（体积缩小、重量减轻）（体积缩小、重量减轻）多多媒媒体体化化（以以数数字字技技术术为为核核心心的的图图像像、声声音音与与计计算算机机、通通讯讯等等融为一体的信息环境的总称融为一体的信息环境的总称）网络化网络化（分散的计算机联成网）（分散的计算机联成网）智能化智能化（计算机将具有一定的（计算机将具有一定的“思维能力思维能力”）方向发展。方向发展。第16页
9、，共127页，编辑于2022年，星期一CRAY-CRAY-计算机发展计算机发展巨型化巨型化“巨型化巨型化”主要是指机器的性能主要是指机器的性能运算速度等。运算速度等。运算速度可达运算速度可达每秒几百亿次每秒几百亿次运算的运算的超级计算机超级计算机19751975年世界上第一台超级计算机年世界上第一台超级计算机“Cray-ICray-I”2009,IBM 2009,IBM，红衫系统，红衫系统，2 2万兆万兆/秒秒 超级计算机应用超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、天气预报、地震机理研究、石油和地质勘探，卫星图像处理等石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计算的高科技领域。大量科学计算的高科技
10、领域。第17页，共127页，编辑于2022年，星期一中国超级计算机发展大事记中国超级计算机发展大事记1983，国防科技大学，“银河银河1 1号号”，亿次巨型机中国成了继美、日等国之后，能够独立设计和制造巨型机的国家。“银河银河2 2号号”、“银河银河3 3号号”1993，国家智能计算机研究开发中心（后成立北京市曙光计算机公司），曙光一号曙光一号，曙光，曙光，曙光，曙光年月日，中国首台千万亿次超级计算机“天河一天河一号号”诞生。继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家第18页，共127页，编辑于2022年，星期一计算机发展计算机发展微型化微型化计算机不再是单一的计算机器，而是一种计
11、算机不再是单一的计算机器，而是一种信息机器，一种个人的信息机器。信息机器，一种个人的信息机器。第19页，共127页，编辑于2022年，星期一计算机发展计算机发展多媒体化多媒体化以数字技术为核心的图形、图像与计算机融为一体的信息环境，用户与计算机更自然的交流第20页，共127页，编辑于2022年，星期一计算机发展计算机发展网络化网络化因因特特网网的的建建立立正正在在改改变变我我们们的的世世界界，改改变变我我们们的的生生活活。网网络络具具有有虚虚拟拟和和真真实实两两种种特特性性，网网上上聊聊天天和和网网络络游游戏戏等等具具有有虚虚拟拟特特性性，而而网网络络通通信信、电子商务、网络资源共享则具有真实
12、的特性。电子商务、网络资源共享则具有真实的特性。再再过过几几年年，我我们们就就完完全全可可以以通通过过因因特特网网购购买买生生活活必必需需品品，交交纳纳各各种种费费用用、教教学学、管管理理个个人人账账务等等。务等等。第21页，共127页，编辑于2022年，星期一计算机发展计算机发展智能化智能化第一代机器人第一代机器人机械手（机械手（1962年出现）年出现）第二代机器人第二代机器人具有具有“感觉感觉”的机器人的机器人第三代机器人第三代机器人装有启发式计算机的装有启发式计算机的“智能机器人智能机器人”DeepblueDeepblue(“(“深蓝深蓝深蓝深蓝”）Garry KasparovGarry
13、 Kasparov 第22页，共127页，编辑于2022年，星期一发展非冯发展非冯.诺依曼结构计算机诺依曼结构计算机（1）光子计算机）光子计算机（2）生物计算机）生物计算机（3）量子计算机）量子计算机第23页，共127页，编辑于2022年，星期一1.1.6计算机的应用计算机的应用（1）科学计算）科学计算（2）数据处理）数据处理（3）过程控制）过程控制（4）计算机辅助系统）计算机辅助系统（5）人工智能）人工智能（6）信息通讯）信息通讯第24页，共127页，编辑于2022年，星期一1.2计算机的运算基础计算机的运算基础为什么计算机内部采用二进制？为什么计算机内部采用二进制？数制的概念数制的概念计算
14、机常用的数制计算机常用的数制数值转换数值转换现实世界使用什么数制？现实世界使用什么数制？第25页，共127页，编辑于2022年，星期一1.2计算机的运算基础计算机的运算基础计算机只认识计算机只认识“0”和和“1”，任何信息，任何信息必须转换成二进制形式数据后才能由计必须转换成二进制形式数据后才能由计算机进行处理、存储和传输。算机进行处理、存储和传输。第26页，共127页，编辑于2022年，星期一1.2.1计算机内部采用二进制计算机内部采用二进制二进制数的特点：二进制数的特点：最多只有两个不同的数字符号，即最多只有两个不同的数字符号，即0和和1。逢二进一。逢二进一。(基数为二，逢二进一，借一为二
15、。基数为二，逢二进一，借一为二。)二进制优点：二进制优点：0，1两个状态易物理实现两个状态易物理实现运算规则简单运算规则简单工作可靠性高工作可靠性高适合逻辑运算适合逻辑运算第27页，共127页，编辑于2022年，星期一1.2.2计算机中的数制的概念计算机中的数制的概念数制（计数制）数制（计数制）指用一组固定的符号和统一的规则来表示数指用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法值的方法。特点：特点：一一个个表表示示数数的的符符号号在在不不同同位位置置上上，所所代代表表数数的的值是不同的。值是不同的。如如十十进进制制的的数数值值909个个位位上上的的9表表示示？百百位位上的上的9表示？表示？99
16、00第28页，共127页，编辑于2022年，星期一1.2.2计算机中的数制的概念计算机中的数制的概念R进制的特点进制的特点(1)基数是基数是R，即使用，即使用R个数码个数码(2)逢逢R进一进一(3)第第i个数位上的数码所具有的位权为个数位上的数码所具有的位权为R的的i次方次方678.34=6102+7101+8100+310-1+410-2数码数码基数基数位权位权第29页，共127页，编辑于2022年，星期一1.2.3计算机中常用的数制计算机中常用的数制二进制数二进制数:二进制计数原则：二进制计数原则：逢二进一逢二进一二进制的基数为：二进制的基数为：2二进制的数码为：二进制的数码为：01二进制
17、数第二进制数第K位的权为：位的权为：2K例如例如11010101.01B=127+126+025+124+023+122+021+120+02-1+12-2十进制数十进制数八进制数八进制数十六进制十六进制第30页，共127页，编辑于2022年，星期一十进制十进制D DR R=10，可使用，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9二进制二进制B BR R=2，可使用，可使用0,1八进制八进制QQR R=8，可使用，可使用0,1,2,3,4,5,6,7十六进制十六进制HHR R=16，可使用，可使用0,9,A,B,C,D,E,F“逢逢R R进进一一，借，借一一当当R R”常用数制表示常用数制表
18、示第31页，共127页，编辑于2022年，星期一进位计数制进位计数制十进制十进制(101.1)10110201011100110-1二进制二进制(101.1)212202112012-1(5.5)10八进制八进制(101.1)818208118018-1(65.125)10十六进制十六进制 (101.1)16116201611160116-1(257.625)10第32页，共127页，编辑于2022年，星期一二进制数与其它数制的对照表二进制数与其它数制的对照表二进制二进制十进制十进制八进制八进制十六进制十六进制0000 0 0 00001 1 1 10010 2 2 20011 3 3 301
19、00 4 4 40101 5 5 50110 6 6 60111 7 7 71000 8 10 81001 9 11 91010 10 12 A1011 11 13 B1100 12 14 C1101 13 15 D1110 14 16 E1111 15 17 F 第33页，共127页，编辑于2022年，星期一1.2.4数制转换数制转换二进制二进制八进制八进制十进制十进制十六进制十六进制第34页，共127页，编辑于2022年，星期一例：例：例：例：(1999.8)(1999.8)1010=1=1 10103 3+9+9 10102 2+9+9 10101 1+9+9 10100 0+8+8 1
20、010-1-1“权”(1101.1)2=1 23+1 22+0 21+1 20+1 2-1=（8+4+1+0.5）10=（13.5）101.二进制、八进制、十六进制数转换为十进制数二进制、八进制、十六进制数转换为十进制数规则规则：按按“权权”展开，求和。展开，求和。(35C)16=3 162+5 161+12 160=（768+80+12）10=（860）10第35页，共127页，编辑于2022年，星期一2.十进制整数转换为二进制整数十进制整数转换为二进制整数规则：规则：除二取余，直到商为零为止，倒排。除二取余，直到商为零为止，倒排。例：将十进制数例：将十进制数例：将十进制数例：将十进制数86
21、86转化为二进制转化为二进制转化为二进制转化为二进制2|8602|4312|2112|1002|512|202|110所以所以,(86)10=(1010110)2第36页，共127页，编辑于2022年，星期一n规则：规则：乘二取整，直到小数部分为零或给定的精度乘二取整，直到小数部分为零或给定的精度为止，顺排。为止，顺排。例：将十进制数例：将十进制数0.875转化为二进制数转化为二进制数 0.875 2 1.75 0.75 2 1.5 0.5 2 1.0 所以(0.875)10=(0.111)2十进制小数转换为二进制小数十进制小数转换为二进制小数第37页，共127页，编辑于2022年，星期一二进
22、制转换为八进制二进制转换为八进制n方法方法三合一法三合一法整整数数部部分分：自自右右向向左左，三三个个一一组组，不不够够补零，每组对应一个补零，每组对应一个八进制数码八进制数码。小小数数部部分分：自自左左向向右右，三三个个一一组组，不不够够补零，每组对应一个八进制数码。补零，每组对应一个八进制数码。例如：将（例如：将（10100101.10111）2转换成八进制数。转换成八进制数。（10100101.10111）2=(010 100 101.101 110)2 =（2 4 5.5 6）8 第38页，共127页，编辑于2022年，星期一n方法方法一分为三法一分为三法八进制八进制01234567二
23、进制二进制000001010011100101110111例如：将（例如：将（207.54）8转换成二进制：转换成二进制：207.54010000111.101100所以，所以，（207.54）8=（010000111.101100）2=（10000111.1011）2八进制转换为二进制八进制转换为二进制第39页，共127页，编辑于2022年，星期一二进制转换为十六进制二进制转换为十六进制n方法方法四合一法四合一法整整数数部部分分：自自右右向向左左，四四个个一一组组，不不够够补补零零，每每组组对对应一个应一个十六进制数码十六进制数码。小小数数部部分分：自自左左向向右右，四四个个一一组组，不不够
24、够补补零零，每每组组对对应一个十六进制数码。应一个十六进制数码。例：(11001111.01111)2=(1100 1111.0111 1000)2=(CF.78)16第40页，共127页，编辑于2022年，星期一十六进制转换成二进制十六进制转换成二进制n方法方法一分为四法一分为四法十六进制十六进制01234567二进制二进制00000001001000110100010101100111十六进制十六进制89ABCDEF二进制二进制10001001101010111100110111101111例如例如（1E4.2A）16=（000111100100.00101010）2=（111100100
25、.0010101）2第41页，共127页，编辑于2022年，星期一二进制数在计算机内的表示二进制数在计算机内的表示（1）整数的表示）整数的表示 计算机中整数一般用定点数表示。计算机中整数一般用定点数表示。定点数定点数指小数点在数中有固定的位置指小数点在数中有固定的位置。整数整数(不带符号的整数不带符号的整数)8位：0255，16位：065535带带符符号号整整数数符符号号位位（0：正正；1：负负）最高位为符号位（原码表示法）最高位为符号位（原码表示法）8位：-128127，16位：-32768+32767第42页，共127页，编辑于2022年，星期一实数的表示实数的表示010010101101
26、00101011数符数符数符数符 尾数尾数尾数尾数阶符阶符阶符阶符 阶码阶码阶码阶码计算机中实数一般用计算机中实数一般用浮点数浮点数表示。表示。浮点数浮点数指小数点在数中位置不固定。指小数点在数中位置不固定。一个一个浮点数浮点数由由阶码阶码（指数）和（指数）和尾数尾数两部分组成。两部分组成。阶码阶码：尾数中的小数点应当向左或向右移动的位数。尾数中的小数点应当向左或向右移动的位数。尾数尾数：表示数值的有效数字，其小数点约定在数符和尾：表示数值的有效数字，其小数点约定在数符和尾数之间。数之间。例：例：100.101=2+30.100101第43页，共127页，编辑于2022年，星期一1.3计算机中
27、的编码计算机中的编码计算机中的编码包括：计算机中的编码包括：数值编码数值编码和和字符编字符编码码。数值和字符都是数值和字符都是存储在字节单元存储在字节单元里。里。一个二进制位称为位一个二进制位称为位(bit)，8个二进制位个二进制位组成一个字节组成一个字节(byte)1KB=210字节字节=1024字节字节1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB第44页，共127页，编辑于2022年，星期一1.3.1计算机中的数值编码计算机中的数值编码在计算机中把符号位和数值一起数码化来表示在计算机中把符号位和数值一起数码化来表示相应的真值，此编码称为机器码。有三种表示相应的真值，此编
28、码称为机器码。有三种表示方式：方式：原码原码反码反码补码补码第45页，共127页，编辑于2022年，星期一数据在计算机中的表示方式数据在计算机中的表示方式即：即：+7701001101机器数机器数01001101+77+77 符号位符号位真值真值机机器器数数/真真值值第46页，共127页，编辑于2022年，星期一计算机中信息的表示计算机中信息的表示原码：将整数化为二进制数，符号位置原码：将整数化为二进制数，符号位置0（正数）或（正数）或1（负数）（负数）负数的反码：符号位为负数的反码：符号位为1，绝对值部分与原码相反。，绝对值部分与原码相反。负数的补码表示：符号位也是负数的补码表示：符号位也是
29、“1”，其余为反码的最，其余为反码的最低位加低位加“1”。即：即：正数正数的原码、反码、补码的原码、反码、补码相同相同负数负数的原码、反码、补码的原码、反码、补码不同不同第47页，共127页，编辑于2022年，星期一原码表示法原码表示法原码的最高位为符号位；其余的位是真值原码的最高位为符号位；其余的位是真值X X的绝对值。的绝对值。定点小数定点小数的原码的原码XX原原原原=X X 1X 1X 0 01-X=1+|X|1-X=1+|X|0 0 X-X-1 1定点整数定点整数的原码的原码XX原原原原=X X 2 2n nX X 0 02 2n n-X=2-X=2n n+|X|+|X|0 0 X-2
30、 X-2n n例例例例+0.1001+0.1001+0.1001+0.1001 原原原原0.10010.10010.10010.1001；-0.1001-0.1001-0.1001-0.1001 原原原原1.10011.10011.10011.1001例例例例 x x x x=-1011101=-1011101=-1011101=-1011101 原原原原 =11011101=11011101=11011101=11011101 第48页，共127页，编辑于2022年，星期一原码表示法原码表示法1.原码：原码：用最高位表示符号位，符号位为用最高位表示符号位，符号位为0，则表示，则表示正数；符号
31、位为正数；符号位为1，则表示负数。，则表示负数。十十进进制制二二进进制真制真值值原原码码87101011101010111-87-101011111010111127111111101111111-127-1111111111111110000000000000000-0-000000010000000第49页，共127页，编辑于2022年，星期一反码表示法反码表示法正数正数的反码同原码；的反码同原码；负负数数的的反反码码是是将将该该负负数数的的原原码码符符号号位位不不变变，其其他他位位取反。取反。例例：X=-1101001X=-1101001 则则-X-X原原=01101001=011010
32、01 X X反反=10010110=10010110 第50页，共127页，编辑于2022年，星期一原码变反码规则原码变反码规则正数的反码和其原码形式相同，负数的反码是将正数的反码和其原码形式相同，负数的反码是将符号位除外，其他各位逐位取反。符号位除外，其他各位逐位取反。二进制真值原 码反 码+10101110101011101010111-10101111101011110101000第51页，共127页，编辑于2022年，星期一补码表示法补码表示法正整数的补码与原码相同；正整数的补码与原码相同；负数的补码等于其反码末位加负数的补码等于其反码末位加1 1。例例：X=X=-0.1011-0.1
33、011 则则 XX反反=1.0100 =1.0100 XX补补=1.0101=1.0101 X=-1011000X=-1011000 则则 XX反反=10100111=10100111 XX补补=10101000=10101000 第52页，共127页，编辑于2022年，星期一补码表示法补码表示法补码：补码：正数的补码和其原码形式相同，负数的补码是将它正数的补码和其原码形式相同，负数的补码是将它的原码除符号位以外逐位取反的原码除符号位以外逐位取反(即即0变为变为1，1变为变为0)，最后，最后在末位加在末位加1。十十进进制制二二进进制真制真值值原原码码补补码码86+101011001010110
34、01010110-86-10101101101011010101010127+11111110111111101111111-127-1111111111111111000000115+00011110000111100001111-15-00011111000111111110001第53页，共127页，编辑于2022年，星期一10 1 1 0 0 1 01 1 0 0 1 1 0 11 0 1 1 0 0 11带带符符号号的的机机器器数数-77-77 原码原码反码反码补码补码数据在计算机中的表示方式第54页，共127页，编辑于2022年，星期一1.3.2计算机中的字符编码计算机中的字符编码
35、西文信息的编码与表示西文信息的编码与表示中文信息的编码与表示中文信息的编码与表示编码编码是采用少量的基本符号，选用一定是采用少量的基本符号，选用一定的组合原则，以表示大量复杂多样的的组合原则，以表示大量复杂多样的信息的技术。信息的技术。第55页，共127页，编辑于2022年，星期一1.西文信息的编码与表示西文信息的编码与表示字符编码字符编码(CharacterCode)就是用二进制编就是用二进制编码来表示字母、数字以及专门的符号。码来表示字母、数字以及专门的符号。目前计算机中普遍采用目前计算机中普遍采用是是ASCII(AmericanStandardCodeforInformationInte
36、rchange)码，即美国信息交码，即美国信息交换标准代码。换标准代码。字符用字符用8位二进制表示，只用位二进制表示，只用最低最低7位位第56页，共127页，编辑于2022年，星期一西文信息的编码与表示西文信息的编码与表示数字数字二进制数二进制数字符字符二进制编码二进制编码 字符编码：字符编码：每个字符对应一个整数值每个字符对应一个整数值字符编码标准：字符编码标准：ASCII码：码：美国标准信息交换代码美国标准信息交换代码(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)规定：规定：字节字节(位位)最高位为最高位为,位给出位给出128个编码。个编码。
37、b7b6b5b4b3b2b1b00001010100010101第57页，共127页，编辑于2022年，星期一ASCII码码编码编码字符或动作字符或动作 对应十进制数对应十进制数01111010111101=616110000011000001A A656511000011100001a a979700010100001010换行换行101000001110000111响铃响铃7 700011010001101回车回车1313128种字符：种字符：95个可见字符，个可见字符，33个控制字符个控制字符;数字数字大写字符大写字符小写字符小写字符制码 第58页，共127页，编辑于2022年，星期一2
38、、汉字编码、汉字编码u汉字也是字符，是中文的基本组成单位。汉字也是字符，是中文的基本组成单位。u汉汉字字数数量量大大(目目前前汉汉字字的的总总数数已已超超过过6万万个个)、字字形形复复杂、异体字多、同音字多。杂、异体字多、同音字多。u汉汉字字信信息息的的处处理理相相对对较较复复杂杂，汉汉字字信信息息的的处处理理一一般般包括汉字的编码、输入、输出、存储、处理与传输。包括汉字的编码、输入、输出、存储、处理与传输。第59页，共127页，编辑于2022年，星期一汉字信息处理的工作过程汉字信息处理的工作过程第60页，共127页，编辑于2022年，星期一汉字编码汉字编码输入码输入码数数码码：由由数数字字组
39、组成成的的编编码码，代代码码和和汉汉字字一一一一对对应应，无无重码，但编码规则较难记忆，如重码，但编码规则较难记忆，如区位码区位码。音音码码：用用汉汉字字拼拼音音字字母母组组成成的的编编码码，容容易易学学，但但重重码码多多，输输入入速度不高，如速度不高，如拼音码拼音码等。等。形形码码：把把汉汉字字的的基基本本构构件件偏偏旁旁、部部首首和和字字根根等等分分类类，和和不不同的键相对应，如同的键相对应，如五笔字型码、表形码、首尾码五笔字型码、表形码、首尾码等。等。音音形形码码：根根据据汉汉字字的的读读音音并并兼兼顾顾汉汉字字字字型型而而设设计计的的编编码码，如如自然码、声韵部形码、快速输入自然码、声
40、韵部形码、快速输入码等。码等。第61页，共127页，编辑于2022年，星期一汉字编码汉字编码汉字国标码汉字国标码汉字字符集与编码1981年年，GB2312-80国国家家标标准准，其其字字符符及及编编码称为码称为国标码国标码又叫国际交换码。又叫国际交换码。GB2312字符集的构成：字符集的构成：一级常用汉字3755个，按汉语拼音排列二级常用汉字3008个，按偏旁部首排列非汉字字符682个一般用一般用2 2个字节来个字节来存放汉字；汉字分区，每个区汉字分区，每个区94个汉字个汉字；区号区号区中位置区中位置第62页，共127页，编辑于2022年，星期一汉字编码汉字编码汉字的机内码汉字的机内码 是指计
41、算机系统内部为存储、处理和传输汉字而是指计算机系统内部为存储、处理和传输汉字而是指计算机系统内部为存储、处理和传输汉字而是指计算机系统内部为存储、处理和传输汉字而使用的代码，简称内码。使用的代码，简称内码。使用的代码，简称内码。使用的代码，简称内码。国标码国标码国标码国标码+8080H=+8080H=机内码机内码机内码机内码 汉字汉字国标码国标码汉字内码汉字内码中中8680(0101011001010000)B(1101011011010000)B 华华5942(0011101100101010)B(1011101110101010)B第63页，共127页，编辑于2022年，星期一汉字编码汉字
42、编码地址码地址码地址码指的是每个汉字字形码在汉字字地址码指的是每个汉字字形码在汉字字库中的相对位移地址，地址码和机内码库中的相对位移地址，地址码和机内码要有简明的对应转换关系。要有简明的对应转换关系。第64页，共127页，编辑于2022年，星期一汉字编码汉字编码字形码字形码GB2312国标汉字字符集的所有字符的形状描述信息国标汉字字符集的所有字符的形状描述信息集合在一起，称为字形信息库，简称字库集合在一起，称为字形信息库，简称字库。点阵字库和矢量字库点阵字库和矢量字库点阵：点阵：汉字字形点阵的代码汉字字形点阵的代码 有有16161616、24242424、32323232、48484848等编
43、码。等编码。在输出汉字时，计算机要先到字库中去找到它的在输出汉字时，计算机要先到字库中去找到它的字形描述信息，然后再把字形送去输出字形描述信息，然后再把字形送去输出。第65页，共127页，编辑于2022年，星期一汉字编码汉字编码字形码字形码汉字字形点阵中每个点汉字字形点阵中每个点的信息用一位二进制码的信息用一位二进制码来表示，来表示，“1”表示对应位表示对应位置处是黑点，置处是黑点，“0”表示对表示对应位置处是空白。应位置处是空白。例例.1616点阵，每个汉字就点阵，每个汉字就要占要占32个字节（个字节（1616832）；）；第66页，共127页，编辑于2022年，星期一1.4计算机系统的组成
44、与工作原理计算机系统的组成与工作原理n计算机系统包括：计算机系统包括：硬件系统硬件系统和和软件系统软件系统。n硬件硬件：指构成计算机的物理设备，即具有输入、存：指构成计算机的物理设备，即具有输入、存储、计算、控制和输出功能的实体部分。储、计算、控制和输出功能的实体部分。n软件软件：指系统中的程序以及开发、使用和维护程序所：指系统中的程序以及开发、使用和维护程序所需的所有文档的集合。需的所有文档的集合。第67页，共127页，编辑于2022年，星期一输入设备：输入设备：键盘、鼠标、扫描仪键盘、鼠标、扫描仪输出设备：输出设备：显示器、打印机显示器、打印机外外存：软、硬盘、光盘、闪存存：软、硬盘、光盘
45、、闪存网络设备：网卡、调制解调器等网络设备：网卡、调制解调器等计计算算机机系系统统软件软件外部设备外部设备系统软件系统软件应用软件应用软件硬件硬件运算器运算器寄存器寄存器控制器控制器主机主机内存内存CPU随机存储器随机存储器(RAM)只读存储器只读存储器(ROM)高速缓冲存储器高速缓冲存储器操作系统：操作系统：WindowsWindows、UnixUnix、LinuxLinux语言处理程序：语言处理程序：C C、PascalPascal、VBVB等等 实用程序：诊断程序、排错程序等实用程序：诊断程序、排错程序等办公软件包、数据库管理系统办公软件包、数据库管理系统计算机系统的组成 第68页，共1
46、27页，编辑于2022年，星期一1.美籍匈牙利科学家冯诺依曼于1946年首先提出来现代计算机的基本工作原理。2.目前绝大多数计算机都是基于冯诺依曼计算机模型而开发的。第一台具有存储程序功能的电子计算机是EDVACJohnvonNeumann冯冯 诺依曼诺依曼计算机的基本工作原理及结构计算机的基本工作原理及结构冯冯诺依曼诺依曼“存储程序存储程序”思想思想第69页，共127页，编辑于2022年，星期一引入：人是如何处理事务的呢？引入：人是如何处理事务的呢？接收信息接收信息完成结果完成结果计算计算控制眼睛、手控制眼睛、手记忆数据记忆数据计算机也是模仿人来处理事务的。计算机也是模仿人来处理事务的。第7
47、0页，共127页，编辑于2022年，星期一1）冯诺依曼的主要思想之一 冯诺依曼计算机结构模型 冯诺依曼结构计算机主要包括：输入设备、输出设备、存储器、控制器、运算器5大组成部分。第71页，共127页，编辑于2022年，星期一计算机硬件的基本结构计算机硬件的基本结构计算机由计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备输出设备五个基本部分组成五个基本部分组成。运算器运算器控制器控制器存储器存储器输入设备输出设备CPU第72页，共127页，编辑于2022年，星期一2）冯诺依曼的主要思想之二 存储程序 这是冯诺依曼思想的核心内容。存储程序意味着事先将编制好的程序
48、(包含指令和数据指令和数据)存入计算机存储器中，计算机在运行程序时就能自动地、连续地从存储器中依次取出指令并执行。这里所说的这里所说的“指令指令”是什么呢是什么呢?第73页，共127页，编辑于2022年，星期一指令指令指令指令是对计算机进行程序控制的是对计算机进行程序控制的最小单位最小单位最小单位最小单位。所有的指令的所有的指令的集合集合集合集合称为计算机的称为计算机的指令系统指令系统指令系统指令系统。程序程序程序程序是为完成一项特定任务而用某种语言是为完成一项特定任务而用某种语言编写的编写的一组指令序列一组指令序列一组指令序列一组指令序列。机器指令格式机器指令格式操作码操作码 操作数操作数机
49、器执行什么操作机器执行什么操作执行对象（具体数、存放位置）执行对象（具体数、存放位置）PC+1程序和指令第74页，共127页，编辑于2022年，星期一2022/9/1875程程序序从存储器取一条指令从存储器取一条指令分析指令？执行指令执行指令结结束束NY程序的执行过程程序的执行过程第75页，共127页，编辑于2022年，星期一3）冯诺依曼的主要思想之三 采用二进制形式表示数据和指令 在计算机中采用二进制，使信息数字化容易实现，并可以用二值在计算机中采用二进制，使信息数字化容易实现，并可以用二值逻辑元件进行表示和处理。逻辑元件进行表示和处理。思考：我们日常生活中的进制思考：我们日常生活中的进制
50、最常用的十进制 星期：七进制 小时：24进制，分钟：60进制，秒：60进制 月：12进制为什么计算机中要使用二进制呢？为什么计算机中要使用二进制呢？第76页，共127页，编辑于2022年，星期一程序程序+数据数据操操作作命命令令处理处理结果结果反反馈馈信信号号响响应应信信号号请请求求信信号号响响应应信信号号请请求求信信号号运算器运算器(内内)存储器存储器控制器控制器输入输入设备设备输出输出设备设备存放运行中的程序存放运行中的程序和数据和数据也称算术逻辑单元也称算术逻辑单元(ALU)，是计算机进行，是计算机进行算术运算和逻辑运算的部件。算术运算和逻辑运算的部件。用来将现实世界用来将现实世界中的数