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1、第1章 信息技术知识初步信息技信息技术知知识浩如烟海，本章介浩如烟海，本章介绍信息信息技技术基基础的初步知的初步知识。1.1 1.1 信息技信息技术基基础知知识1.2 1.2 计算机算机发展展简介介1.3 1.3 信息的表示及信息的表示及编码知知识1.4 1.4 计算机原理算机原理1.5 1.5 微型微型计算机的硬件算机的硬件结构构1.6 1.6 计算机算机软件系件系统1.7 1.7 计算机中的信息存算机中的信息存储1.8 1.8 多媒体技多媒体技术基基础1.9 1.9 计算机网算机网络基基础1.10 1.10 局域网技局域网技术1.11 Internet1.11 Internet基基础1.1
2、2 1.12 网网络互互连设备1.13 1.13 计算机病毒与网算机病毒与网络安全安全教学内容和基本要求了解了解计算机的算机的产生和生和发展，了解信息展，了解信息编码。了解多媒体技了解多媒体技术的相关概念、特点。的相关概念、特点。熟熟练掌握掌握计算机的硬件系算机的硬件系统和和软件系件系统，掌，掌握数据表示握数据表示。掌握病毒的相关基掌握病毒的相关基础知知识，掌握网，掌握网络的相关的相关概念和知概念和知识。教学重点、难点教学重点教学重点：信息信息、信息技、信息技术的的基本基本概念概念；信；信息息的表示及的表示及编码；计算机算机的基本工作的基本工作原理原理；计算机算机硬件硬件组成成；计算机算机软件
3、件；计算机算机的的信息存信息存储；多媒体；多媒体与网与网络；病毒；病毒与网与网络安安全全教学教学难点点：信息信息的表示的表示；计算机算机的基本的基本组成成；计算机算机硬件硬件组成成；计算机算机软件件组成成；计算算机网机网络；计算机病毒算机病毒1.1 信息技术基础知识1.1.1信息的概念、特征和分类信息的概念、特征和分类信息信息是客观世界中各种事物的运动状态和变化的反映，是客观世界中各种事物的运动状态和变化的反映，是客观事物之间相互联系和相互作用的表征，表现的是是客观事物之间相互联系和相互作用的表征，表现的是客观事物运动状态和变化的实质内容。客观事物运动状态和变化的实质内容。上述定义是河北省大学
4、信息技术基础教育的公认定义，上述定义是河北省大学信息技术基础教育的公认定义，消息、情报、资料、信号等均属于信息范畴消息、情报、资料、信号等均属于信息范畴。1.1 信息技术基础知识信息信息具有以下具有以下6项基本特性：项基本特性：（1）信息的社会性：真正意义上的信息离不开社会。）信息的社会性：真正意义上的信息离不开社会。（2）信息的传载性：信息的传递必须借助于语言、文字、）信息的传载性：信息的传递必须借助于语言、文字、图像、磁盘等物质形式传载。图像、磁盘等物质形式传载。（3）信息的不灭性：信息并不因被使用而消失，这是信）信息的不灭性：信息并不因被使用而消失，这是信息最特殊的一点。息最特殊的一点。
5、（4）信息的时效性：信息反映的内容越新，价值越大。）信息的时效性：信息反映的内容越新，价值越大。（5）信息的能动性：没有物质和能量就没有信息，但它）信息的能动性：没有物质和能量就没有信息，但它具有巨大的能动作用，可以控制或支配物质和能量的流动，具有巨大的能动作用，可以控制或支配物质和能量的流动，并对改变其价值产生影响。并对改变其价值产生影响。（6）信息的可共享性：不同个体或群体在同一时间或不）信息的可共享性：不同个体或群体在同一时间或不同时间可以共同享用，这是信息与物质的显著区别。同时间可以共同享用，这是信息与物质的显著区别。1.1 信息技术基础知识1.1.1信息的概念、特征和分类信息的概念、
6、特征和分类信息的分类：信息的分类：信息根据其用途可以分为决策信息、预测信息根据其用途可以分为决策信息、预测信息、统计信息、行政信息、控制信息、反馈信息、销信息、统计信息、行政信息、控制信息、反馈信息、销售信息、市场信息、商品信息、计划信息、管理信息、售信息、市场信息、商品信息、计划信息、管理信息、经济信息等经济信息等。另外。另外，信息也可以根据其他标准进行分类，信息也可以根据其他标准进行分类。信息的基本作用：信息的基本作用：信息信息的用途十分广泛，已渗透到社会的用途十分广泛，已渗透到社会的各个角落，并起到越来越重要的作用。的各个角落，并起到越来越重要的作用。（1）信息是生存的要素）信息是生存的
7、要素。（2）信息是重要资源）信息是重要资源。（3）信息是智慧的源泉。）信息是智慧的源泉。1.1 信息技术基础知识1.1.2信息技术的概念和特点信息技术的概念和特点广义广义的理解认为，信息技术是指完成信息的获取、加工、的理解认为，信息技术是指完成信息的获取、加工、传递、再生和使用等功能的技术，是能够扩展人的信息传递、再生和使用等功能的技术，是能够扩展人的信息器官功能的技术。可以认为：信息技术就是能够提高或器官功能的技术。可以认为：信息技术就是能够提高或扩展人类信息能力的方法和手段的总称扩展人类信息能力的方法和手段的总称。1.1 信息技术基础知识1.1.2信息技术的概念和特点信息技术的概念和特点信
8、息技术有以下信息技术有以下5个基本特点。个基本特点。（1）数字化：在信息处理和传输领域，二进制数字信号）数字化：在信息处理和传输领域，二进制数字信号是现实世界中最容易被表达、物理状态最稳定的信号。数是现实世界中最容易被表达、物理状态最稳定的信号。数字化就是将信息用电磁介质按二进制编码的方法加以处理字化就是将信息用电磁介质按二进制编码的方法加以处理和传输。和传输。（2）网络化：各种网络已成为社会中信息传递的神经中）网络化：各种网络已成为社会中信息传递的神经中枢，成为建立和发展其他信息网络的平台枢，成为建立和发展其他信息网络的平台。1.1 信息技术基础知识1.1.2信息技术的概念和特点信息技术的概
9、念和特点（3）高速化：速度越来越高，容量越来越大，使信息的）高速化：速度越来越高，容量越来越大，使信息的传递更快捷。传递更快捷。（4）智能化：信息技术注重吸收人工智能理论与方法的）智能化：信息技术注重吸收人工智能理论与方法的深化与应用，在通信领域将出现类似人脑一样具有思维能深化与应用，在通信领域将出现类似人脑一样具有思维能力的智能通信网。力的智能通信网。（5）个性化：信息技术将实现以个人为目标的通信方式，）个性化：信息技术将实现以个人为目标的通信方式，充分体现可移动性和全球性充分体现可移动性和全球性。1.1 信息技术基础知识1.1.2信息技术的概念和特点信息技术的概念和特点信息技术发展呈现以下
10、趋势：信息技术发展呈现以下趋势：（1）信息技术多元化（多学科技术的组合）。）信息技术多元化（多学科技术的组合）。（2）信息技术网络化（各种通讯网络）。）信息技术网络化（各种通讯网络）。（3）信息技术多媒体化（多媒体计算机、超文本技术、）信息技术多媒体化（多媒体计算机、超文本技术、超媒体技术）。超媒体技术）。（4）信息技术智能化（人工智能、机器模拟）。）信息技术智能化（人工智能、机器模拟）。（5）信息技术虚拟化（计算机仿真）。）信息技术虚拟化（计算机仿真）。1.1 信息技术基础知识1.1.3计算思维计算思维计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题
11、求解、系统设计及人类行为理解等涵盖计算机科学广度的一系系统设计及人类行为理解等涵盖计算机科学广度的一系列思维活动列思维活动。三大科学三大科学思维思维：理论理论思维以数学为基础，实验思维以物思维以数学为基础，实验思维以物理等学科为基础，计算思维以计算机科学为基础。具有理等学科为基础，计算思维以计算机科学为基础。具有鲜明时代特征的计算思维，可以从以下鲜明时代特征的计算思维，可以从以下7方面进一步深方面进一步深入理解入理解。1.1 信息技术基础知识1.1.4信息社会与我国的信息化建设信息社会与我国的信息化建设1983年，年，“信息化社会信息化社会”一词正式在美国刊物一词正式在美国刊物New Soci
12、ety和和Political Quarterly上使用。上使用。1988年，美国学者年，美国学者马丁（马丁（WJMartin）的信息化社会一书问世，）的信息化社会一书问世，他认为：他认为：“社会信息化社会信息化”是一个生活质量、社会变化和是一个生活质量、社会变化和经济发展越来越多地依赖于信息及其开发利用的社会；经济发展越来越多地依赖于信息及其开发利用的社会；在这个社会里，人类生活的标准、工作和休闲的方式、在这个社会里，人类生活的标准、工作和休闲的方式、教育系统和市场都明显地被信息和知识的进步所影响教育系统和市场都明显地被信息和知识的进步所影响。1.1 信息技术基础知识1.1.4信息社会与我国的
13、信息化建设信息社会与我国的信息化建设我国已成为全球电子产品制造和信息网络服务大国，但我国已成为全球电子产品制造和信息网络服务大国，但与发达国家相比仍有差距。技术研发和创新能力尚待进与发达国家相比仍有差距。技术研发和创新能力尚待进一步增强，宽带网络、网络与信息安全等基础设施仍有一步增强，宽带网络、网络与信息安全等基础设施仍有较大的进步空间，依赖外需和规模扩张的粗放型发展模较大的进步空间，依赖外需和规模扩张的粗放型发展模式难以持续式难以持续。推进。推进信息网络基础设施、各类公众信息网信息网络基础设施、各类公众信息网络及行业专用信息网络的共建共享与互联络及行业专用信息网络的共建共享与互联互通。同时互
14、通。同时，还需建立信息安全审查机制，加强个人信息保护，严格还需建立信息安全审查机制，加强个人信息保护，严格对信息技术和产品的审查，从国家战略层面协调信息安对信息技术和产品的审查，从国家战略层面协调信息安全和信息产业的发展。全和信息产业的发展。1.1 信息技术基础知识1.1.4信息社会与我国的信息化建设信息社会与我国的信息化建设国内对于信息化方面的立法普遍十分重视国内对于信息化方面的立法普遍十分重视。信息化政策法规汇编包含了现行有效的国家和地方各信息化政策法规汇编包含了现行有效的国家和地方各类信息化法律法规和政策文件的文本类信息化法律法规和政策文件的文本501件之多件之多。1.2 计算机发展简介
15、世界上第一台现代电子计算机世界上第一台现代电子计算机“埃尼阿克埃尼阿克”诞生于诞生于1946年年2月月14日的美国日的美国宾夕法尼亚大学宾夕法尼亚大学。这个占地面积。这个占地面积达达170平方米、重达平方米、重达30吨的庞然大物，为来宾表演了它吨的庞然大物，为来宾表演了它的的“绝招绝招”在在1秒钟内进行了秒钟内进行了5000次加法运算，这次加法运算，这比当时最快的继电器计算机的比当时最快的继电器计算机的运算速度运算速度要快要快1000多倍。多倍。这次完美的亮相，使得来宾们喝彩不已。这次完美的亮相，使得来宾们喝彩不已。自第一台计算机问世以后，越来越多的高性能计算机被自第一台计算机问世以后，越来越
16、多的高性能计算机被研制出来。计算机已从第一代发展到了第四代，目前正研制出来。计算机已从第一代发展到了第四代，目前正在向第五代、第六代在向第五代、第六代智能计算机智能计算机发展。像最初制造出来发展。像最初制造出来的的ENIAC一样，许多高性能的计算机总是在为尖端和一样，许多高性能的计算机总是在为尖端和常规武器、特别是核武器的研制服务。常规武器、特别是核武器的研制服务。计算机发展的四个阶段计算机发展的四个阶段代次代次代次代次起止年份起止年份起止年份起止年份所用电子元器所用电子元器所用电子元器所用电子元器件件件件数据处理方式数据处理方式数据处理方式数据处理方式运算速度运算速度运算速度运算速度应用领域
17、应用领域应用领域应用领域第一代第一代第一代第一代19461957194619571946195719461957电子管电子管电子管电子管机机机机器器器器语语语语言言言言汇汇汇汇编编编编语言代码程序语言代码程序语言代码程序语言代码程序几几几几千千千千 几几几几万万万万次次次次/秒秒秒秒国国国国防防防防及及及及高高高高科科科科技技技技第二代第二代第二代第二代19581964195819641958196419581964晶体管晶体管晶体管晶体管高高高高级级级级程程程程序序序序设设设设计计计计语言语言语言语言几几几几万万万万 几几几几十十十十万次万次万次万次/秒秒秒秒工工工工程程程程设设设设计计计计
18、、数据处理数据处理数据处理数据处理第三代第三代第三代第三代19651970196519701965197019651970中中中中、小小小小规规规规模模模模集集集集成电路成电路成电路成电路结结结结构构构构化化化化、模模模模块块块块化化化化程程程程序序序序设设设设计计计计、实时处理实时处理实时处理实时处理几几几几十十十十万万万万 几几几几百万次百万次百万次百万次/秒秒秒秒工工工工业业业业控控控控制制制制、数据处理数据处理数据处理数据处理第四代第四代第四代第四代1970197019701970今今今今大大大大规规规规模模模模、超超超超大大大大规模集成电路规模集成电路规模集成电路规模集成电路分分分分
19、时时时时、实实实实时时时时数数数数据据据据处处处处理理理理、计计计计算算算算机网络机网络机网络机网络几几几几百百百百万万万万 上上上上亿亿亿亿条条条条指指指指令令令令/秒秒秒秒工工工工业业业业、生生生生活活活活等各方面等各方面等各方面等各方面1.2 计算机发展简介1.2.2计算机的特点计算机的特点1.支持支持人机交互人机交互2.数据处理速度快数据处理速度快3.数据数据“记忆记忆”能力强能力强4.具有逻辑判断能力具有逻辑判断能力5.很高的计算精度很高的计算精度6.具有自动控制能力具有自动控制能力7.通用性通用性强强1.2 计算机发展简介1.2.3计算机的应用计算机的应用1.科学计算（或数值计算科
20、学计算（或数值计算）2.数据处理（或信息处理）数据处理（或信息处理）目前目前，数据处理已广泛地应用于办公自动化、企事，数据处理已广泛地应用于办公自动化、企事业计算机辅助管理与决策、情报检索、图书管理、电业计算机辅助管理与决策、情报检索、图书管理、电影电视动画设计、会计电算化等各行各业。影电视动画设计、会计电算化等各行各业。1.2 计算机发展简介3.辅助技术（或计算机辅助设计与制造辅助技术（或计算机辅助设计与制造）计算机辅助技术计算机辅助技术包括包括CAD、CAM和和CAI等。等。（1）计算机辅助设计）计算机辅助设计（computeraideddesign，简称，简称CAD）。）。（2）计算机辅
21、助制造（）计算机辅助制造（computeraidedmanufacturing，简称，简称CAM）。）。（3）计算机辅助教学（）计算机辅助教学（computeraidedinstruction，简称，简称CAI）。）。（4）计算机辅助测试（）计算机辅助测试（computeraidedtesting，简称，简称CAT）。）。（5）计算机集成制造系统（）计算机集成制造系统（computerintegretedmanufacturingsystem，简称，简称CIMS）。1.2 计算机发展简介4.过程控制（或实时控制过程控制（或实时控制）过程控制过程控制是利用计算机及时采集检测数据，按最优值是利用计
22、算机及时采集检测数据，按最优值迅速地对控制对象进行自动调节或自动控制。采用计迅速地对控制对象进行自动调节或自动控制。采用计算机进行过程控制，不仅可以大大提高控制的自动化算机进行过程控制，不仅可以大大提高控制的自动化水平，而且可以提高控制的及时性和准确性，从而改水平，而且可以提高控制的及时性和准确性，从而改善劳动条件、提高产品质量及合格率。因此，计算机善劳动条件、提高产品质量及合格率。因此，计算机过程控制已在机械、冶金、石油、化工、纺织、水电、过程控制已在机械、冶金、石油、化工、纺织、水电、航天等部门得到广泛的应用航天等部门得到广泛的应用。1.2 计算机发展简介5.人工智能（或智能模拟）人工智能
23、（或智能模拟）人工智能（人工智能（artificialintelligence，AI）是计算机模拟人）是计算机模拟人类的智能活动，诸如感知、判断、理解、学习、问题类的智能活动，诸如感知、判断、理解、学习、问题求解和图像识别等。现在人工智能的研究已取得不少求解和图像识别等。现在人工智能的研究已取得不少成果，有些已开始走向实用阶段。例如，能模拟高水成果，有些已开始走向实用阶段。例如，能模拟高水平医学专家进行疾病诊疗的专家系统，具有一定思维平医学专家进行疾病诊疗的专家系统，具有一定思维能力的智能机器人等能力的智能机器人等。6.网络应用网络应用1.2 计算机发展简介1.2.4计算机的分类计算机的分类I
24、EEE计算机分类计算机分类（1）个人计算机）个人计算机（PC）（2）工作站工作站（3）小型计算机小型计算机（4）主机主机（5）小巨型计算机小巨型计算机（6）巨型计算机巨型计算机1.2 计算机发展简介1.2.5移动终端的基本知识移动终端的基本知识移动终端（移动终端（mobileterminal，MT）是指在移动通信）是指在移动通信设备中，终止来自或送至网络的无线传输，并将终设备中，终止来自或送至网络的无线传输，并将终端设备的能力适配到无线传输的部分端设备的能力适配到无线传输的部分。现代现代的移动终端已经拥有极为强大的处理能力，是的移动终端已经拥有极为强大的处理能力，是一个完整的超小型计算机系统。
25、可以完成复杂的处一个完整的超小型计算机系统。可以完成复杂的处理任务理任务。移动终端不仅可以通话、拍照、听音乐、玩游戏，移动终端不仅可以通话、拍照、听音乐、玩游戏，而且可以实现包括定位、信息处理、指纹扫描、身而且可以实现包括定位、信息处理、指纹扫描、身份证扫描、条码扫描、份证扫描、条码扫描、RFID扫描、扫描、IC卡扫描以及卡扫描以及酒精含量检测等丰富的功能，成为移动执法、移动酒精含量检测等丰富的功能，成为移动执法、移动办公和移动商务的重要工具。办公和移动商务的重要工具。1.2 计算机发展简介1.2.6计算机系统计算机系统组成组成一个完整的计算机系统，应当包括两大部分，即硬件系一个完整的计算机系
26、统，应当包括两大部分，即硬件系统和软件系统统和软件系统。所谓所谓硬件系统，是指构成计算机的物理设备，即由机械、硬件系统，是指构成计算机的物理设备，即由机械、光、电、磁器件构成的具有计算、控制、存储、输入和光、电、磁器件构成的具有计算、控制、存储、输入和输出功能的实体部件。如输出功能的实体部件。如CPU、存储器、软盘驱动器、存储器、软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、主机板、各种卡及整机中的硬盘驱动器、光盘驱动器、主机板、各种卡及整机中的主机、显示器、打印机、绘图仪、调制解调器等，整机主机、显示器、打印机、绘图仪、调制解调器等，整机硬件也称硬件也称“硬设备硬设备”。所谓软件系统则是指管理计算机软
27、件系统和硬件系统资所谓软件系统则是指管理计算机软件系统和硬件系统资源、控制计算机运行的程序、命令、指令、数据等，软源、控制计算机运行的程序、命令、指令、数据等，软件系统就是程序系统，也称为件系统就是程序系统，也称为“软设备软设备”。广义地说，。广义地说，软件还包括电子的和非电子的有关说明资料，如软件还包括电子的和非电子的有关说明资料，如readme.txt、说明书、用户指南、操作手册等、说明书、用户指南、操作手册等。控制器控制器只读存储器（只读存储器（ROM）随机读写存储器（随机读写存储器（RAM）硬件系统硬件系统计算机系统计算机系统主机部分主机部分外围部分外围部分软件系统软件系统应用软件（应
28、用软件（Office、Photoshop等）等）中央处理器中央处理器内存储器内存储器运算器运算器外外存储器（硬盘、软盘、光盘）存储器（硬盘、软盘、光盘）输入设备（键盘、鼠标、扫描仪）输入设备（键盘、鼠标、扫描仪）输出设备（显示器、打印机）输出设备（显示器、打印机）语言处理程序；语言处理程序；操作系统（操作系统（DOS、Windows、UNIX等）；等）；系统服务程序；系统服务程序；数据库管理程序；数据库管理程序；文字处理软件文字处理软件表格处理软件表格处理软件信息管理软件信息管理软件计算机辅助应用计算机辅助应用实时控制软件实时控制软件系统软件系统软件1.3 数字化信息编码与数据表示1.3.1
29、1.3.1 数字化信息数字化信息编码的概念的概念1.3.2 1.3.2 进位位计数制数制1.3.3 1.3.3 不同不同进制之制之间的的转换 1.3.4 1.3.4 计算机中数据的表示方法算机中数据的表示方法1.3.5 1.3.5 常用信息常用信息编码1.3.1 数字化信息编码的概念1数字化信息数字化信息编码的概念的概念计算算机机中中的的信信息息也也称称为数数据据。数数据据在在计算算机机中中均均以以二二进制制0 0和和1 1表表示示，并并用用它它们的的组合表示不同合表示不同类型的信息。型的信息。计算机中常用的名词（1 1）位）位计算算机机中中所所有有的的数数据据都都是是以以二二进制制来来表表示
30、示，以以0和和1来来表表示示，一一个个二二进制制代代码称称为一一位位，记为bitbit。位是位是计算机中最小的算机中最小的存存储单位位和信息和信息单位。位。（2 2）字节）字节在在对对二二进进制制数数据据进进行行存存储储时时，以以八八位位二二进进制制代代码码为为一一个个单单元元存存放放在在一一起起，称称为为一一个个字字节节，记记为为ByteByte。字节是计算机中次小的存储单位。字节是计算机中次小的存储单位。（3 3）字）字一一条条指指令令或或一一个个数数据据信信息息，称称为为一一个个字字。字字是是计计算算机机进进行行信信息息交交换换、处处理理、存存储储的的基基本本单单元元。字字是是计计算算机
31、机进进行行信信息息交交换换、处处理理、存存储储的的基基本本单单元元。字是由若干个字节组合。字是由若干个字节组合。1Word=n Byte1Word=n Byte（4 4）字长）字长CPUCPU中中每每个个字字所所包包含含的的二二进进制制代代码码的的位位数数，称称为为字字长长。字字长长是是衡衡量量计计算算机机性性能能的的一一个个重重要要指指标标。字字长长是是CPUCPU能能够够直直接接处处理理的的二二进进制制数数据据位位数数，它它直直接接关关系系到到计计算算机机的的精精度度、功功能能和和速速度度。字字长长越越长长处处理理能能力力就就越越强强。目目前前，常常见见的的微微机机字字长长为为3232位位
32、和和6464位位。字字长长是是衡衡量量计计算机性能的一个重要技术指标。算机性能的一个重要技术指标。（5 5）容容量量：容容量量指指存存储储器器所所能能存存储储信信息息的的字字节节数数，是是衡衡量量计计算算机机存存储储能能力力常常用用的的一一个个名名词词。常常用用的的容容量量单单位位有有B(B(字字节节)、KBKB、MBMB、GBGB，TBTB。以以10241024为进制单位，为进制单位，它它们们之之间间的的关关系系是是：1KB=1024B1KB=1024B，1MB=1024KB1MB=1024KB，1GB=1024MB1GB=1024MB，1TB=240B=1024GB 1TB=240B=10
33、24GB。1024=2101024=210可可可可以以以以查查查查看看看看磁磁磁磁盘盘盘盘的的的的容容容容量量量量；在在在在磁磁磁磁盘盘盘盘或或或或者者者者文文文文件件件件夹夹夹夹或或或或者者者者文文文文件上右击可以看到容量单位。件上右击可以看到容量单位。件上右击可以看到容量单位。件上右击可以看到容量单位。一一个个英英文文字字母母存存储时占占1个个字字节(Byte)，一一个个汉字字占占2个字个字节。容量容量为1MB的磁的磁盘在在计算机中，最多可以算机中，最多可以储存（存（）？）？A1024K个英文字母个英文字母B1024个个汉字字C1024K个个汉字字D512个个汉字字解解释：1MB=1024
34、KB1KB=1024字字节1个字母个字母=1个个字字节1个个汉字字=2个字个字节，所以，所以1MB=1048576个字个字母或母或524288个个汉字字(512K个个汉字字)1.3.2 进位计数制1 1十进制十进制日日常常生生活活中中最最常常见见的的是是十十进进制制数数，用用十十个个不不同同的的符符号号来来表表示示：0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9，称为代码。称为代码。在计算机内采用二进制：在计算机内采用二进制：返回本节目录返回本节目录1.1.易于用器件易于用器件实现 计算算机机内内部部的的电子子元元件件之之间的的通通信信是是利利用用晶晶体体管管的
35、的物物理特性来表示的。理特性来表示的。导通表示通表示1 1，断开表示，断开表示0 0。2.2.二二进制数运算制数运算简便便 二二进制制数数运运算算简便便，大大大大简化化了了计算算机机实现运运算算的的线路路，由由于于设备状状态少少，既既节省省了了计算算机机的的存存储设备，又又使得使得线路路设计可靠、可靠、稳定。定。3.3.易于易于实现逻辑运算运算 二二进制制的的0 0、1 1与与逻辑代代数数中中的的逻辑量量0 0、1 1吻吻合合，可可以以实现逻辑运算。运算。1.3.2 进位计数制2 2二进制二进制二二进进制制数数只只有有两两个个代代码码“0 0”和和“1 1”，所所有有的的数数据据都都由由它它们
36、们的的组组合合来来实实现现。二二进进制制数数据据在在进进行行运运算算时时，遵遵守守“逢逢二二进进一一，借借一一当当二二”的的原原则。则。3 3八八进制和十六制和十六进制制计算算机机中中的的数数据据均均以以二二进制制形形式式存存储，但但当当数数比比较大大时，用用二二进制制形形式式表表示示位位数数较多多，不不便便于于书写写和和较对，我我们在在书写写时，总是是将将二二进制制数数据据以以八八进制制或或十十六六进制制的的形形式式表表达达，并并在在八八进制制数数据据后后加加英英文文字字母母“O O”，在在十十六六进制制数数据据后后加加英英文文字母字母“H H”以示分以示分别。八八进制制按按“逢逢八八进一一
37、”的的原原则计数数，使使用用0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7共共八八个个代代码，十十六六进制制数数按按“逢逢十十六六进一一”的的原原则计数数，采采用用0909和和A A、B B、C C、D D、E E、F F六个英文字母一起构成十六个代六个英文字母一起构成十六个代码。常用四种数制的对比常用四种数制的对比十进制十进制二进制二进制八进制八进制十六进制十六进制基数基数102816位权位权10的的n次幂次幂2的的n次幂次幂8的的n次幂次幂16的的n次幂次幂数字符号数字符号090,10709,A,B,C,D,E,F1.3.3 不同进制之间的转换1 1二二进制与十制与十进制的
38、相互制的相互转换二二进制数要制数要转换成十成十进制数非常制数非常简单，只需，只需将每一位数字乘以它的将每一位数字乘以它的权2 2n n，再以十，再以十进制的方制的方法相加就可以得到它的十法相加就可以得到它的十进制的制的值。【例例1 1】（101110110 0.011.011）B B=12124 4+02+023 3+12+122 2+12+121 1+02020 0+02+02-1-1+12+12-2-2+12+12-3-3=（22.37522.375）D D1.3.3 不同进制之间的转换（10110.011）B=124+023+122+121+020+02-1+12-2+12-3=（22.
39、375）D。十十进制数据制数据转换成二成二进制采用的是：整数部分制采用的是：整数部分按按“倒序除倒序除2 2取余法取余法”的原的原则进行行转换；小数；小数部分按部分按“顺序乘序乘2 2取整法取整法”的原的原则进行行转换。具体过程介绍如下：具体过程介绍如下：（1）将十进制数除）将十进制数除2，保存余数。，保存余数。（2）若商为）若商为0，则进行第三步，否则，用商代替原，则进行第三步，否则，用商代替原十进制数，重复第十进制数，重复第1步。步。（3）将所有的余数找出，最后得到的余数作为最）将所有的余数找出，最后得到的余数作为最高位，最先得出的余数作为最低位，由各位余数依高位，最先得出的余数作为最低位
40、，由各位余数依次排列而成的新的数据就是转换成二进制的结果。次排列而成的新的数据就是转换成二进制的结果。【例例】将（将（236236）D D转换成二进制。转换成二进制。转换过程如图转换过程如图2-12-1所示。所示。图图2-8将十进制数转变成二进制数将十进制数转变成二进制数得到二进制数：得到二进制数：11101100 (133)10=(10000101)2例例:(133)10=()2 2|133 2|66 .1 2|33 .0 2|16 .1 2|8 .0 2|4 .0 2|2 .0 2|1 .0 0 .1例例:(10000101)2=()10(10000101)2=127+026+.+122+
41、021+120=128+4+1(10000101)2=(133)10例5:(183)10=()16 16|183 16|11 .7 0 .B (183)10=(B7)16 例例6:(B7)16=()10 (B7)16=11161+7160 =176+7 (B7)16=(183)102二二进制数与十六制数与十六进制数的相互制数的相互转换由于由于16=24，所以在将二，所以在将二进制数制数转换成十六成十六进制数制数时，对于整数，从最右于整数，从最右侧开始，每开始，每四位二四位二进制数划制数划为一一组，用一位十六，用一位十六进制制数代替；十六数代替；十六进制数制数转换成二成二进制数制数时正正好相反，
42、一位十六好相反，一位十六进制数用四位二制数用四位二进制数制数来替来替换。对于有小数的数，要分小数和整于有小数的数，要分小数和整数部分数部分处理。理。1.3.4 计算机中数据的表示方法计算机在算机在处理信息理信息时，首先要，首先要对输入的十入的十进制数或生活用制数或生活用语或科技用或科技用语等信息等信息进行行编码，将其，将其转换为计算机能算机能够识别的二的二进制代制代码。在在计算机中信息常用的算机中信息常用的编码方法有：数的方法有：数的编码、字符、字符编码(ASCII码)和和汉字字编码。数的编码1 1原原码一一个个二二进制制数数同同时包包含含符符号号和和数数值两两部部分分，用用最最高高位位表表示
43、示符符号号，其其余余位位表表示示数数值，这种种表示表示带符号数的方法符号数的方法为原原码表示法。表示法。2 2反码反码反反码码是是另另一一种种表表示示有有符符号号数数的的方方法法。对对于于正正数数，其其反反码码与与原原码码相相同同；对对于于负负数数，在在求求反反码码的的时时候候，除除了了符符号号位位外外，其其余余各各位位按按位位取取反反，即即“1 1”都换成都换成“0 0”，“0 0”都换成都换成“1 1”。3补码补码是表示是表示带符号数的最直接方法。符号数的最直接方法。对于正数，其于正数，其补码与原与原码相同；相同；对于于负数，数，则其其补码为反反码加加1。4.BCD4.BCD码:也也称称二
44、二-十十进制制编码，它它是是专门解解决决用用二二进制制数数表表示示十十进制制数数的的问题的的编码方法。最常用的是方法。最常用的是84218421码。十进制数和十进制数和BCD码对照表码对照表十进制十进制BCDBCD码码十进制十进制BCDBCD码码0 0000000005 5010101011 1000100016 6011001102 2001000107 7011101113 3001100118 8100010004 4010001009 9100110012.ASCII码字符比较大小按照此表字符比较大小按照此表基本基本ASCII码用码用7位二进制数（或最高位为位二进制数（或最高位为0的的
45、8位二位二进制数）来表示字符。进制数）来表示字符。10个数字个数字09：二进制：二进制0011000000111001十进制十进制485752个英文字符：大写个英文字符：大写AZ0100000101011010十进制十进制6590小写小写az0110000101111010十进制十进制97122各类字符各类字符ASCII码值的大小比较码值的大小比较空格空格标点符号标点符号数字数字大写字母大写字母小写字母小写字母1.4 计算机基本工作原理计算机计算机的种类的种类多种多样多种多样，但是都，但是都未未摆脱冯摆脱冯诺依曼诺依曼型计算机的设计思想，它们都遵循相同的工作原型计算机的设计思想，它们都遵循相同
46、的工作原理理冯冯诺伊曼原理，它们的基本构成部件也完诺伊曼原理，它们的基本构成部件也完全一样。全一样。1.4 计算机基本工作原理计算机计算机的基本工作原理是按照程序存储与程序的基本工作原理是按照程序存储与程序控制的思想，以存储器为中心，由控制的思想，以存储器为中心，由CPU执行指执行指令控制，通过总线去沟通协调输入令控制，通过总线去沟通协调输入/输出设备和输出设备和各部件之间的各部件之间的工作工作。1.4 计算机基本工作原理计算机的基本工作过程如下。计算机的基本工作过程如下。（1）要使计算机完成规定的工作，首先必须编制程序。）要使计算机完成规定的工作，首先必须编制程序。（2）操作人员要通过输入设
47、备将程序和原始数据送入存储器。）操作人员要通过输入设备将程序和原始数据送入存储器。（3）在程序运行后，计算机从存储器中取出指令，送到控制）在程序运行后，计算机从存储器中取出指令，送到控制器去分析、识别。器去分析、识别。（4）控制器根据指令的含义发出相应的命令，来控制存储器）控制器根据指令的含义发出相应的命令，来控制存储器和运算器的工作。和运算器的工作。（5）当运算器完成任务后，就可以根据指令序列将结果通过）当运算器完成任务后，就可以根据指令序列将结果通过输出设备输出。输出设备输出。操作操作人员可以通过控制台启动和停止计算的运行，或对程人员可以通过控制台启动和停止计算的运行，或对程序的执行进行某
48、种干预，来人为地控制计算机的工作过程序的执行进行某种干预，来人为地控制计算机的工作过程。1.5 微型计算机的硬件结构及其各部分的功能微型计算机的硬件系统一般由微型计算机的硬件系统一般由CPU、主板、内存、主板、内存、外存、外存、显示显示卡、光驱、电源和显示器、键盘、鼠标卡、光驱、电源和显示器、键盘、鼠标等组成。等组成。一、计算机硬件系统一、计算机硬件系统主机及其构成主机及其构成把运算器、内存储器、控制器加上输入输出接口电路一起称为把运算器、内存储器、控制器加上输入输出接口电路一起称为计算机的主机计算机的主机，其中运算器和控制器合在一起称为其中运算器和控制器合在一起称为中央处理器中央处理器。1
49、1、中央处理器：、中央处理器：包括运算器与控制器。包括运算器与控制器。CPUCPU的品质直接决定了一个计算机系统的档次。的品质直接决定了一个计算机系统的档次。功能：功能：运算器运算器:是对数据进行运算的部件，其功能是快速进行加、减、乘、除等算术运算与、是对数据进行运算的部件，其功能是快速进行加、减、乘、除等算术运算与、或、非等逻辑运算，它由算术逻辑单元、寄存器以及一些控制数据传送的电或、非等逻辑运算，它由算术逻辑单元、寄存器以及一些控制数据传送的电路构成。路构成。控制器控制器:主要作用是使计算机能自动地执行程序，其功能是取出指令主要作用是使计算机能自动地执行程序，其功能是取出指令.翻译指令代码
50、翻译指令代码.发出相应命令发出相应命令.执行指令规定的操作，它由指令寄存器、指令译码器、指令计执行指令规定的操作，它由指令寄存器、指令译码器、指令计数器构成。数器构成。1运算器 运算器是运算器是计算机的核心部件算机的核心部件，主要，主要负责对信息的加工信息的加工处理。理。运算器运算器不断地不断地从从存存储器器中得到要加工的数据，中得到要加工的数据，对其其进行算行算术运算和运算和逻辑运算，并将最后的运算，并将最后的结果送回存果送回存储器中，整个器中，整个过程在程在控制器控制器的的指指挥下有条不紊地下有条不紊地进行。行。2控制器控制器是控制器是计算机的指算机的指挥中枢中枢，主要作用，主要作用是使是