計算機專升本第一章

1、計算機文化基礎(chǔ),——山東省教育廳組編,第一章信息技術(shù)與計算機文化,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),3,第一章 信息技術(shù)與計算機文化,1.1   信息與信息技術(shù)1.2   計算機技術(shù)概述1.3   計算機中信息的表示1.4   計算機系統(tǒng)1.5   微型計算機系統(tǒng),2024/3/2

2、1,計算機文化基礎(chǔ),4,1.1   信息與信息技術(shù),1.1.1 信息與數(shù)據(jù)1.1.2 信息技術(shù)1.1.3   信息社會1.1.4    “計算機文化”的內(nèi)涵,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),5,1.1.1 信息與數(shù)據(jù),信息是現(xiàn)代社會中廣泛使用的一個概念，關(guān)于信息的定義眾說紛紜 。一般認為：信息是在自然界、人類社會和人類思維

3、活動中普遍存在的一切物質(zhì)和事物的屬性。,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),6,1.1.1 信息與數(shù)據(jù),所謂數(shù)據(jù)，是指存儲在某種媒體上可以加以鑒別的符號資料。這里所說的符號，不僅指文字、字母、數(shù)字，還包括了圖形、圖像、音頻與視頻等多媒體數(shù)據(jù)。由于描述事物的屬性必須借助于一定的符號，所以這些符號就是數(shù)據(jù)的形式。同一個信息也可以用不同形式的數(shù)據(jù)表示，例如，同樣是星期日，英文用“Sunday”表示。,返 回,2024

4、/3/21,計算機文化基礎(chǔ),7,信息與數(shù)據(jù)的區(qū)別與聯(lián)系：在一般用語中，信息與數(shù)據(jù)并沒有嚴格的區(qū)分。但是，從信息科學(xué)的角度來看，它們是不等同的。數(shù)據(jù)是信息的具體表現(xiàn)形式，是信息的載體，而信息是對數(shù)據(jù)進行加工得到的結(jié)果，它可以影響到人們的行為、決策，或?qū)陀^事物的認知。,1.1.1 信息與數(shù)據(jù),返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),8,1.1.2 信息技術(shù),在現(xiàn)代信息處理技術(shù)中，傳感技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為主

5、導(dǎo)技術(shù)。其中計算機起到了關(guān)鍵作用，它首先是一種信息處理機，通過計算機可以高速度、高質(zhì)量地完成信息的整理、加工、分析和存儲等工作；其次，通常計算機也是其他技術(shù)中的關(guān)鍵設(shè)備。 在現(xiàn)代通信技術(shù)中計算機更是起到核心的作用，而網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則是計算機技術(shù)的進一步延伸。所以說信息處理過程的每一個環(huán)節(jié)都是由計算機直接或間接參與完成的。,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),9,1.1.3   信息社會,信息

6、社會也稱信息化社會，是繼工業(yè)化社會以后，以信息活動為社會發(fā)展的基本活動的新型社會形態(tài)。 在信息社會中，信息成為與物質(zhì)和能源同等重要的第三資源，網(wǎng)絡(luò)已成為人們生活的基礎(chǔ)條件。以信息的收集、加工、傳播為主要經(jīng)濟形式的信息經(jīng)濟在國民經(jīng)濟中占據(jù)主導(dǎo)地位，并構(gòu)成社會信息化的物質(zhì)基礎(chǔ)。在信息社會中，信息經(jīng)濟為主導(dǎo)經(jīng)濟形式，信息技術(shù)為物質(zhì)和精神產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)基礎(chǔ)，信息文化導(dǎo)致了人類教育理念和方式的改變，導(dǎo)致了生活、工作和思維模式的改變，也導(dǎo)致了道

7、德和價值觀念的改變。,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),10,1.1.4   “計算機文化”的內(nèi)涵,一、文化的定義 對于文化的定義，盡管眾說紛紜，但有一點得到公認，即都認為文化是人類社會的特有現(xiàn)象。 所謂文化，即人類行為的社會化，是人類創(chuàng)造功能和創(chuàng)造成果的最高和最普遍的社會形式。 文化的核心是: 觀念和價值,返 回,2024/3/21,計算機文

8、化基礎(chǔ),11,二、文化具有的基本屬性 廣泛性：既涉及全社會的每一個人、每一個家庭，又涉及全社會的每一個行業(yè)、每一個應(yīng)用領(lǐng)域。 傳遞性：這種事物應(yīng)當(dāng)具有傳遞信息和交流思想的功能。 教育性：這種事物應(yīng)能成為存儲知識和獲取知識的手段。 深刻性：不是給社會某一方面帶來變革，而是給整個社會帶來全面、深刻的根本性變革。,返 回,1.1.4   “計算機文化”的內(nèi)涵,20

9、24/3/21,計算機文化基礎(chǔ),12,1.1.4   “計算機文化”的內(nèi)涵,二、文化具有的基本屬性 每個民族、每個人都有不同的文化屬性，這些屬性是千百年來文化積淀的結(jié)果，是根深蒂固和難以改變的，我們自身也自覺或不自覺地受到所處文化環(huán)境的熏陶。 文化有著一系列共有的概念、價值觀和行為準(zhǔn)則，它是使個人行為能力為集體所接受的共同標(biāo)準(zhǔn)。文化與社會是密切相關(guān)的，沒有社會

10、就不會有文化，在同一社會內(nèi)部，文化也具有不一致性。,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),13,三、計算機文化 所謂計算機文化就是以計算機為核心，集網(wǎng)絡(luò)文化、信息文化、多媒體文化為一體，并對社會生活和人類行為產(chǎn)生廣泛、深遠影響的新型文化。 計算機文化是人類文化發(fā)展的四個里程碑之一（前三個分別為：語言的產(chǎn)生、文字的使用與印刷術(shù)的發(fā)明）。 計算機文化的真正內(nèi)涵是具有計算機信息處理能力。,返 回,1.1.4

11、0;  “計算機文化”的內(nèi)涵,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),14,1.2   計算機技術(shù)概述,1.2.1   計算機的起源與發(fā)展1.2.2   計算機的特點及分類1.2.3   計算機的應(yīng)用1.2.4   計算機的發(fā)展趨勢,返 回,2024/3/21,

12、計算機文化基礎(chǔ),15,1.2.1.1   計算機的起源,1. 埃尼克ENIAC：第一臺真正意義上的數(shù)字電子計算機，是Electronic Numerical Integrator And Calculator的縮寫。于1946年2月在美國的賓夕法尼亞大學(xué)正式投入運行 ，ENIAC共使用了約18 800個真空電子管，重達30噸，功率174千瓦，占地約140平方米，用十進制計算，每秒運算5 000次加法。它沒有

13、今天的鍵盤、鼠標(biāo)等設(shè)備，人們只能通過扳動龐大面板上的無數(shù)開關(guān)向計算機輸入信息。 ENIAC的誕生奠定了電子計算機的發(fā)展基礎(chǔ)，開辟了信息時代，把人類社會推向了第三次產(chǎn)業(yè)革命的新紀元。（參見下圖）,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),16,圖1 第一臺電子管計算機（ENIAC）,返 回,1.2.1.1   計算機的起源,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),17,1.2.1.2 計算機

14、的發(fā)展,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),18,1.2.2.1   計算機的特點,1）運算速度快:在2009年6月公布的國際超級計算機前500強中，10名的峰值運算速度都超過了300萬億次，其中IBM公司制造的“Roadrunner”更是達到了1 456萬億次/秒的極高的運算速度。 2）存儲容量大：計算機的存儲性是計算機區(qū)別于其他計算工具的重要特征。 3）通用性強

15、：通用性是計算機能夠應(yīng)用于各種領(lǐng)域的基礎(chǔ)，任何復(fù)雜的任務(wù)都可以分解為大量的基本的算術(shù)運算和邏輯操作。 4）工作自動化：計算機內(nèi)部的操作運算是根據(jù)人們預(yù)先編制的程序自動控制執(zhí)行的。 5）精確性高：計算機的可靠性很高，差錯率極低，一般來講只在那些人工介入的地方才有可能發(fā)生錯誤。 6）邏輯判斷能力 :借助于邏輯運算，可以讓計算機作出邏輯判斷，分析命題是否成立，并可根據(jù)命題成立與否采取相應(yīng)的對策。,返

16、 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),19,1.2.2.2   計算機的分類,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),20,1.2.3   計算機的應(yīng)用,1. 科學(xué)計算 科學(xué)計算是指科學(xué)和工程中的數(shù)值計算。它與理論研究、科學(xué)實驗一起成為當(dāng)代科學(xué)研究的三種主要方法。主要應(yīng)用在航天工程、氣象、地震、核能技術(shù)、石油勘探和密碼解譯等涉及復(fù)雜數(shù)值計算的領(lǐng)

17、域。 2. 信息管理 是指非數(shù)值形式的數(shù)據(jù)處理，是指以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，對大量數(shù)據(jù)進行加工處理，形成有用的信息。被廣泛應(yīng)用于辦公自動化、事務(wù)處理、情報檢索、企業(yè)管理和知識系統(tǒng)等領(lǐng)域。信息管理是計算機應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),21,3. 過程控制 又稱實時控制，指用計算機及時采集檢測數(shù)據(jù)，按最佳值迅速地對控制對象進行自動控制或自動調(diào)節(jié)。目前已在冶金、石油、化工、紡織、

18、水電、機械和航天等部門得到廣泛應(yīng)用。 4. 計算機輔助系統(tǒng) 指通過人機對話，使計算機輔助人們進行設(shè)計、加工、計劃和學(xué)習(xí)等工作。 如計算機輔助設(shè)計CAD、計算機輔助制造CAM、計算機輔助教育CBE、計算機輔助教學(xué)CAI 、 計算機輔助教學(xué)管理CMI 。另外還有計算機輔助測試CAT和計算機集成制造系統(tǒng)CIMS等。,1.2.3   計算機的應(yīng)用,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),22

19、,5. 人工智能 人工智能（AI，Artificial Intelligence）是研究怎樣讓計算機做一些通常認為需要智能才能做的事情，又稱機器智能，主要研究智能機器所執(zhí)行的通常是人類智能的有關(guān)功能，如判斷、推理、證明、識別、感知、理解、設(shè)計、思考、規(guī)劃、學(xué)習(xí)和問題求解等思維活動。人工智能是計算機當(dāng)前和今后相當(dāng)長的一段時間的重要研究領(lǐng)域 。6. 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 利用通訊技術(shù)，將不同地理位置的計算機互聯(lián)，可以

20、實現(xiàn)世界范圍內(nèi)的信息資源共享，并能交互式地交流信息。正所謂“一線聯(lián)五洲”，Internet的建立和應(yīng)用使世界變成了一個“地球村”，同時深刻地改變了我們的生活、學(xué)習(xí)和工作方式。,1.2.3   計算機的應(yīng)用,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),23,巨型化 指不斷研制速度更快的、存儲量更大的和功能更強大的巨型計算機。主要應(yīng)用于天文、氣象、地質(zhì)和核技術(shù)、航天飛機和衛(wèi)星軌道計算等尖端

21、科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，研制巨型計算機的技術(shù)水平是衡量一個國家科學(xué)技術(shù)和工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。2. 微型化 指利用微電子技術(shù)和超大規(guī)模集成電路技術(shù)，把計算機的體積進一步縮小，價格進一步降低。計算機的微型化已成為計算機發(fā)展的重要方向，各種筆記本電腦和掌上電腦的大量使用，是計算機微型化的一個標(biāo)志。,1.2.4   計算機的發(fā)展趨勢,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),24,3. 網(wǎng)格化

22、網(wǎng)格（Grid）技術(shù)可以更好地管理網(wǎng)上的資源，它把整個互聯(lián)網(wǎng)虛擬成一臺空前強大的一體化信息系統(tǒng)，猶如一臺巨型機，在這個動態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，實現(xiàn)計算資源、存儲資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識資源、專家資源的全面共享，從而讓用戶從中享受可靈活控制的、智能的、協(xié)作式的信息服務(wù)，并獲得前所未有的使用方便性和超強能力。,1.2.4   計算機的發(fā)展趨勢,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),25,4. 智

23、能化 計算機智能化是指使計算機具有模擬人的感覺和思維過程的能力。智能化的研究包括模擬識別、物形分析、自然語言的生成和理解、博弈、定理自動證明、自動程序設(shè)計、專家系統(tǒng)、學(xué)習(xí)系統(tǒng)和智能機器人等等。目前已研制出多種具有人的部分智能的“機器人”，可以代替人在一些危險的工作崗位上工作。據(jù)專家預(yù)測，機器人將是繼電腦普及后，下一個普及到家庭的電器產(chǎn)品。,返 回,1.2.4   計算機的發(fā)展趨勢,2024/3

24、/21,計算機文化基礎(chǔ),26,1.3   計算機中信息的表示,1.3.1   數(shù)制及其轉(zhuǎn)換 1. 常見的進位計數(shù)制 2. 數(shù)制的轉(zhuǎn)換 3. 二進制的運算規(guī)則1.3.2   計算機中信息的表示 1. 數(shù)據(jù)的單位 2. 數(shù)值的表示 3. 文字信息的表示,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),

25、27,1.3.1   數(shù)制及其轉(zhuǎn)換,一、基本概念1. 進位計數(shù)制：即用進位的方法進行計數(shù)，簡稱進制 。2. 數(shù)碼：一組用來表示某種數(shù)制的符號。如：1、2、3、4、A、B、C、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等。3. 基數(shù)：數(shù)制所使用的數(shù)碼個數(shù)。常用“R”表示，稱R進制。如二進制的數(shù)碼是：0、1，那么基數(shù)便為2。4. 位權(quán)：指數(shù)碼在不同位置上的權(quán)值。在進位計數(shù)制中，處于不同數(shù)位的數(shù)碼代表的數(shù)值不同。例如十進制數(shù)111，

26、個位數(shù)上的1權(quán)值為100，十位數(shù)上的1權(quán)值為101，百位數(shù)上的1權(quán)值為102。以此推理，第n位的權(quán)值便是10 n-1 ,如果是小數(shù)點后面第m位，則其權(quán)值為10 –m 。 對于一般數(shù)制，某一整數(shù)位的位權(quán)是基數(shù)（位數(shù)-1），某一小數(shù)位的位權(quán)則是基數(shù)-位數(shù) 。,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),28,二、常見的幾種進位計數(shù)制1. 十進制（Decimal ）：由0、1、2、…、8、9十個數(shù)碼組成，即基數(shù)為10。特點為

27、：逢十進一，借一當(dāng)十。 用字母D表示。2 . 二進制（Binary ）：由0、1兩個數(shù)碼組成，即基數(shù)為2。二進制的特點為：逢二進一，借一當(dāng)二。 用字母B表示。 3. 八進制（Octal ）：由0、1、2、3、4、5、6、7八個數(shù)碼組成，即基數(shù)為8。八進制的特點為：逢八進一，借一當(dāng)八。 用字母O表示。4. 十六進制（Hexadecimal）：由0、1、2、…、9、A、B、C、D、E、F十六個數(shù)碼組成，即基數(shù)為16。十六進制的特點為

28、：逢十六進一，借一當(dāng)十六。 用字母H表示。,1.3.1 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),29,十進制、二進制、八進制、十六進制之間的對應(yīng)關(guān)系,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),30,三、數(shù)制的轉(zhuǎn)換 1. 二進制、八進制、十六進制數(shù)轉(zhuǎn)化為十進制數(shù) 對于任何一個二進制數(shù)、八進制數(shù)、十六進制數(shù)，均可以先寫出它的位權(quán)展開式，然后再按十進制進行計算即可將其轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)。

29、例如：（1111.11）2= 1×23 + 1×22 + 1×21 + 1×20 + 1×2-1 + 1×2-2 = 15.75（A10B.8）16= 10×163 + 1×162 + 0×161 + 11×160 + 8×16-1 = 41 227.5 注意：在不至于產(chǎn)生歧義時，可以不注明十進制數(shù)的進制

30、，如上例。,,1.3.1 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),31,2.十進制數(shù)轉(zhuǎn)化為二進制數(shù)十進制數(shù)的整數(shù)部分和小數(shù)部分在轉(zhuǎn)換時需作不同的計算，分別求值后再組合。整數(shù)部分采用除2取余法，即逐次除以2，直至商為0，得出的余數(shù)倒排，即為二進制各位的數(shù)碼。小數(shù)部分采用乘2取整法，即逐次乘以2，從每次乘積的整數(shù)部分得到二進制數(shù)各位的數(shù)碼。 (參見下例),1.3.1 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換,返 回,2024/3

31、/21,計算機文化基礎(chǔ),32,,由上得出，100D = 1100100B,步驟一：先對整數(shù)100進行轉(zhuǎn)換：,例：將十進制數(shù)100.125轉(zhuǎn)化為二進制數(shù)。,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),33,步驟二：對小數(shù)部分0.125進行轉(zhuǎn)換：0.125×2 = 0.250整數(shù)……0→ a-10.25×2 = 0.5整數(shù)……0→ a-20.5×2 = 1整數(shù)……1→ a-3由上得出，0.125

32、D = 0.001B。將整數(shù)和小數(shù)部分組合，得出：100.125D = 1100100.001B。,例：將十進制數(shù)100.125轉(zhuǎn)化為二進制數(shù)。,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),34,3. 二進制數(shù)與八進制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)的方法是：將二進制數(shù)從小數(shù)點開始，對二進制整數(shù)部分向左每3位分成一組，不足3位的向高位補0湊成3位；對二進制小數(shù)部分向右每3位分成一組，不足3位的向低位補0湊成3位。每一組有3位二進

33、制數(shù)，分別轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)碼中的一個數(shù)字，全部連接起來即可。,1.3.1 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),35,例：把二進制數(shù)11111101.101轉(zhuǎn)化為八進制數(shù)。,所以，11111101.101B = 375.5O。,將八進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)，只要將每一位八進制數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的3位二進制數(shù)，依次連接起來即可。,1.3.1 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),36,1.3.1 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換,4. 二進

34、制數(shù)與十六進制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)，只要把每4位分成一組，再分別轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)碼中的一個數(shù)字，不足4位的分別向高位或低位補0湊成4位，全部連接起來即可。 十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)，只要將每一位十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成4位二進制數(shù)，然后依次連接起來即可。,,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),37,例：將10110001.101B轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)。,所以，10110001.101 B = B1.A

35、H。,1.3.1 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),38,1.3.1 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換,四、二進制的運算規(guī)則1.算術(shù)運算規(guī)則 加法規(guī)則：0 + 0 = 0； 0 + 1 = 1； 1 + 0 = 1； 1 + 1 = 10（向高位有進位）； 減法規(guī)則：0 - 0 = 0； 10- 1 = 1 （向高位借位）；

36、 1 - 0 = 1； 1 - 1 = 0; 乘法規(guī)則：0×0 = 0； 0×1 = 0； 1×0 = 0； 1×1 = 1 除法規(guī)則：0 / 1 = 0； 1 / 1 = 1,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),39,2.邏輯運算規(guī)則 與運算（AND）：

37、0∧0 = 0； 0∧1 = 0； 1∧0 = 0； 1∧1 = 1; 或運算（OR）： 0∨0 = 0； 0∨1 = 1； 1∨0 = 1； 1∨1 = 1; 異或運算（XOR）：0⊕0=0； 0⊕1=1；

38、 1⊕0=1； 1⊕1=0;,1.3.1 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換,,非運算（NOT）：,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),40,1.3.2 信息的編碼,1. 計算機中數(shù)據(jù)的單位 1）位（bit） 簡記為b，也稱為比特，是計算機存儲數(shù)據(jù)的最小單位。一個二進制位只能表示0或1。 2）字節(jié)（Byte） 字節(jié)來自英文Byte，簡記為B。字節(jié)是存儲信息的

39、基本單位。規(guī)定1B=8bit。 1 KB = 210 B，1 MB = 220 B，1 GB = 230 B， 1 TB = 240 B 3）字（Word） 一個字通常由一個字節(jié)或若干個字節(jié)組成。字長是計算機一次所能處理的實際位數(shù)長度，字長是衡量計算性能的一個重要指標(biāo)。,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),41,2. 數(shù)值的表示 通常規(guī)定一

40、個數(shù)的最高位作為符號位，“0”表示正，“1”表示負。采用二進制表示形式的連同數(shù)符一起代碼化了的數(shù)據(jù)稱為機器數(shù)；而與機器數(shù)對應(yīng)的用正、負符號加絕對值來表示的實際數(shù)值稱為真值。例如作為有符號數(shù)，機器數(shù)01111111的真值是+1111111，也就是+127。為了在計算機的輸入輸出操作中能直觀迅速地與常用的十進制數(shù)相對應(yīng)，習(xí)慣上用二進制代碼表示十進制數(shù)，這種編碼方法簡稱BCD碼或8421編碼。例如，對于(239)10的編碼如下：,1.3.2

41、 信息的編碼,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),42,3.  文字信息的表示 1）字符編碼： 目前采用的字符編碼主要是ASCII碼，它是American Standard Code for Information Interchange的縮寫（美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼），已被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO采納，作為國際通用的信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼。ASCII碼是一種西文機內(nèi)碼，有7位ASCII碼和8位A

42、SCII碼兩種，7位ASCII碼稱為標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼，8位ASCII碼稱為擴展ASCII碼。7位標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼用一個字節(jié)（8位）表示一個字符，并規(guī)定其最高位為0，實際只用到7位，因此可表示128個不同字符。同一個字母的ASCII碼值小寫字母比大寫字母大32（20H）。,1.3.2 信息的編碼,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),43,2）漢字編碼 A. 漢字交換碼：由于漢字數(shù)量極多，一般用連續(xù)的兩個字節(jié)（16個二進

43、制位）來表示一個漢字。1980年，我國頒布了第一個漢字編碼字符集標(biāo)準(zhǔn)，即GB2312-80《信息交換用漢字編碼字符集基本集》，該標(biāo)準(zhǔn)編碼簡稱國標(biāo)碼，是我國大陸地區(qū)及新加坡等海外華語區(qū)通用的漢字交換碼。GB2312-80收錄了6763個漢字，以及682符號，共7445個字符，奠定了中文信息處理的基礎(chǔ)。 B. 漢字機內(nèi)碼：國標(biāo)碼GB2312不能直接在計算機中使用，以為它沒有考慮與基本的信息交換代碼ASCII碼的沖突。比如：“大”的國標(biāo)

44、碼是3473H，與字符組合“4S”的ASCII相同,“嘉,”的漢字編碼為3C4EH,與碼值為3CH和4EH的兩個ASCII字符“<”和“N”混淆。為了能區(qū)分漢字與ASCII碼，在計算機內(nèi)部表示漢字時把交換碼（國標(biāo)碼）兩個字節(jié)最高位改為1，稱為“機內(nèi)碼”。這樣，當(dāng)某字節(jié)的最高位是1時，必須和下一個最高位同樣為1的字節(jié)合起來，代表一個漢字。,1.3.2 信息的編碼,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),44,C.漢字字形碼：

45、 所謂漢字字形碼實際上就是用來將漢字顯示到屏幕上或打印到紙上所需要的圖形數(shù)據(jù)。 漢字字形碼記錄漢字的外形，是漢字的輸出形式。記錄漢字字形通常有兩種方法：點陣法和矢量法，分別對應(yīng)兩種字形編碼：點陣碼和矢量碼。所有的不同字體、字號的漢字字形構(gòu)成漢字庫。 點陣碼是一種用點陣表示漢字字形的編碼，它把漢字按字形排列成點陣，一個16×16點陣的漢字要占用32個字節(jié)，一個32×32點陣的漢字則要占用128字節(jié)

46、，而且點陣碼縮放困難且容易失真。,1.3.2 信息的編碼,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),45,D. 漢字輸入碼： 將漢字通過鍵盤輸入到計算機采用的代碼稱為漢字輸入碼，也稱為漢字外部碼（外碼）。漢字輸入碼的編碼原則應(yīng)該易于接受、學(xué)習(xí)、記憶和掌握，重碼少，碼長盡可能短。 目前我國的漢字輸入碼編碼方案已有上千種，但是在計算機上常用的有幾種，根據(jù)編碼規(guī)則，這些漢字輸入碼可分為流水碼、音碼

47、、形碼和音形結(jié)合碼四種。智能ABC、微軟拼音、搜狗拼音和谷歌拼音等漢字輸入法為音碼，五筆字型為形碼。音碼重碼多、單字輸入速度慢，但容易掌握；形碼重碼較少，單字輸入速度較快，但是學(xué)習(xí)和掌握較困難。目前以智能ABC、微軟拼音、紫光拼音輸入法和搜狗輸入法等音碼輸入法為主流漢字輸入方法。,返 回,1.3.2 信息的編碼,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),46,1.4   計算機系統(tǒng),1.4.1 計

48、算機工作原理1.4.2   計算機硬件系統(tǒng) 1.4.3   計算機軟件系統(tǒng),返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),47,1.4.1 計算機工作原理,1.指令 是指示計算機執(zhí)行某種操作的命令，它由一串二進制數(shù)碼組成，這串二進制數(shù)碼包括操作碼和地址碼兩部分。操作碼規(guī)定了操作的類型，即進行什么樣的操作；地址碼規(guī)定了要操作的數(shù)據(jù)（操作對象）存放在什么地址中，以及操作結(jié)果存

49、放到哪個地址中去。 一臺計算機有許多指令，作用也各不相同。所有指令的集合稱為計算機指令系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)不同，指令系統(tǒng)也不同，目前常見的指令系統(tǒng)有復(fù)雜指令系統(tǒng)（CISC）和精簡指令系統(tǒng)（RISC）。,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),48,1.4.1 計算機工作原理,2. “存儲程序”工作原理 計算機能夠自動完成運算或處理過程的基礎(chǔ)是“存儲程序”工作原理。“存儲程序”工作原理是美籍匈牙利科學(xué)家馮·

50、諾依曼（Von Neumann）提出來的，故稱為馮·諾依曼原理，其基本思想是存儲程序與程序控制。 存儲程序是指人們必須事先把計算機的執(zhí)行步驟序列（即程序）及運行中所需的數(shù)據(jù)，通過一定方式輸入并存儲在計算機的存儲器中；程序控制是指計算機運行時能自動地逐一取出程序中的一條條指令，加以分析并執(zhí)行規(guī)定的操作。 到目前為止，盡管計算機發(fā)展到了第四代，但其基本工作原理仍然沒有改變。根據(jù)存儲程序和

51、程序控制的概念，在計算機運行過程中， 實際上有數(shù)據(jù)流跟控制信號兩種信息在流動。,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),49,1.4.1 計算機工作原理,3. 計算機的工作過程計算機的工作過程可以歸結(jié)為以下幾步：（1）取指令。即按照指令計數(shù)器中的地址，從內(nèi)存儲器中取出指令，并送到指令寄存器中。（2）分析指令。即對指令寄存器中存放的指令進行分析，確定執(zhí)行什么操作，并由地址碼確定操作數(shù)的地址。（3）執(zhí)行指令。即根據(jù)分析的結(jié)果，由控制

52、器發(fā)出完成該操作所需要的一系列控制信息，去完成該指令所要求的操作。（4）上述步驟完成后，指令計數(shù)器加1，為執(zhí)行下一條指令做好準(zhǔn)備。,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),50,1.4.2   計算機硬件系統(tǒng),馮·諾依曼（Von Neumann）提出的存儲程序工作原理決定了計算機硬件系統(tǒng)由以下五個基本部分組成。,圖2 硬件系統(tǒng)五大組成部分框圖,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),51,硬件指的

53、是計算機系統(tǒng)中由電子、機械和光電元件等組成的各種計算機部件和計算機設(shè)備。這些部件和設(shè)備依據(jù)計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求，構(gòu)成一個有機整體，稱為計算機硬件系統(tǒng)。 未配置任何軟件的計算機叫裸機，它是計算機完成工作的物質(zhì)基礎(chǔ)。,返 回,1.4.2   計算機硬件系統(tǒng),2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),52,1.4.2   計算機硬件系統(tǒng),1. 輸入設(shè)備：主要功能是把原始數(shù)據(jù)和處理這些數(shù)

54、據(jù)的程序轉(zhuǎn)換為計算機能夠識別的二進制代碼，通過輸入接口輸入到計算機的存儲器中，供CPU調(diào)用和處理。常用的輸入設(shè)備有：鼠標(biāo)器、鍵盤、掃描儀、數(shù)字化儀、數(shù)碼攝像機、條形碼閱讀器、數(shù)碼相機、A/D轉(zhuǎn)換器等2. 運算器：負責(zé)對信息進行加工和運算，它的速度決定了計算機的運算速度。參加運算的數(shù)（稱為操作數(shù)）由控制器指示從存儲器或寄存器中取出到運算器。,返 回,,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),53,1.4.2  &#

55、160;計算機硬件系統(tǒng),3. 控制器：是整個計算機系統(tǒng)的控制中心，它指揮計算機各部分協(xié)調(diào)工作，保證計算機按照預(yù)先規(guī)定的目標(biāo)和步驟有條不紊地進行操作及處理?？刂破鲝膬?nèi)存儲器中順序取出指令，并對指令代碼進行翻譯，然后向各個部件發(fā)出相應(yīng)的命令，完成指令規(guī)定的操作。它一方面向各個部件發(fā)出執(zhí)行指令的命令，另一方面又接收執(zhí)行部件向控制器發(fā)回的有關(guān)指令執(zhí)行情況的反饋信息，控制器根據(jù)這些信息來決定下一步發(fā)出哪些操作命令。這樣逐一執(zhí)行一系列的指令，就使計

56、算機能夠按照這一系列的指令組成的程序的要求自動完成各項任務(wù)。因此，控制器是指揮和控制計算機各個部件進行工作的“神經(jīng)中樞”。 通常把控制器和運算器合稱為中央處理器（CPU，Central Processing Unit）。它是計算機的核心部件。,返 回,,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),54,1.4.2   計算機硬件系統(tǒng),4. 存儲器: 是具有“記憶”功能的設(shè)備，由具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的物理

57、器件（也稱為記憶元件）來存儲信息。記憶元件的兩種穩(wěn)定狀態(tài)分別表示為“0”和“1”。存儲器是由成千上萬個“存儲單元”構(gòu)成的，每個存儲單元存放一定位數(shù)（微機上為8位）的二進制數(shù)，每個存儲單元都有唯一的地址?！按鎯卧笔腔镜拇鎯挝唬煌拇鎯卧怯貌煌牡刂穪韰^(qū)分的。計算機采用按地址訪問的方式到存儲器中存數(shù)據(jù)和取數(shù)據(jù)，計算機中的程序在執(zhí)行的過程中，每當(dāng)需要訪問數(shù)據(jù)時，就向存儲器送去指定位置的地址，同時發(fā)出一個“存”命令或者“取”命令（

58、伴以待存放的數(shù)據(jù)）。,返 回,,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),55,圖3 存儲器分類,存儲器分為兩大類：內(nèi)存儲器和外存儲器，簡稱內(nèi)存和外存。內(nèi)存儲器又稱為主存儲器，外存儲器又稱為輔助存儲器。,1.4.2   計算機硬件系統(tǒng),2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),56,1.4.2   計算機硬件系統(tǒng),,返 回,5. 輸出設(shè)備:是指從計算機中輸出信息的設(shè)備，其功能

59、是將計算機處理的數(shù)據(jù)、計算結(jié)果等內(nèi)部信息轉(zhuǎn)換成人們習(xí)慣接受的信息形式（如字符、圖形、聲音等），然后將其輸出。 最常用的輸出設(shè)備是顯示器、打印機和音箱，還有繪圖儀、各種數(shù)模轉(zhuǎn)換器（D/A）等。 從信息的輸入輸出角度來說，磁盤驅(qū)動器和磁帶機既可以看作輸入設(shè)備，又可以看作輸出設(shè)備。,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),57,1.4.3   計算機軟件系統(tǒng),輸入計算機的信息一般有兩類，一類稱為數(shù)據(jù)，一

60、類稱為程序 。計算機是通過執(zhí)行程序所規(guī)定的各種指令來處理各種數(shù)據(jù)的。,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),58,1. 計算機軟件基礎(chǔ),軟件是指使計算機運行所需的程序、數(shù)據(jù)和有關(guān)文檔的總和。計算機軟件通常分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類，系統(tǒng)軟件一般由軟件廠商提供，應(yīng)用軟件是為解決某一問題而由用戶或軟件公司開發(fā)的。,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),59,1. 計算機軟件基礎(chǔ),1）系統(tǒng)軟件: 是管理、監(jiān)控和維護計

61、算機資源（包括硬件和軟件）、開發(fā)應(yīng)用軟件的軟件。系統(tǒng)軟件居于計算機系統(tǒng)中最靠近硬件的一層，它主要包括操作系統(tǒng)、語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、支撐服務(wù)軟件等。2）應(yīng)用軟件: 是為解決計算機各類應(yīng)用問題而編寫的軟件，隨著計算機應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展和計算機應(yīng)用的廣泛普及，各種各樣的應(yīng)用軟件與日俱增，如辦公類軟件Microsoft Office、WPS Office、永中office、谷歌在線辦公系統(tǒng)；圖形處理軟件Photoshop、illus

62、trate；三維動畫軟件3dmax、Maya等；即時通信軟件QQ、MSN、UC和Skype等。,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),60,1）系統(tǒng)軟件,A.操作系統(tǒng)（OS，Operating System） 是一組對計算機資源進行控制與管理的系統(tǒng)化程序集合，它是用戶和計算機硬件系統(tǒng)之間的接口，為用戶和應(yīng)用軟件提供了訪問和控制計算機硬件的橋梁。 操作系統(tǒng)是直接運行在裸機上的最基本的系統(tǒng)軟件，任何其他軟件必須在操作系統(tǒng)

63、的支持下才能運行。,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),61,1）系統(tǒng)軟件,B. 語言處理程序：用各種程序設(shè)計語言編寫的源程序，計算機是不能直接執(zhí)行的，必須經(jīng)過翻譯（對匯編語言源程序是匯編，對高級語言源程序則是編譯或解釋）才能執(zhí)行，這些翻譯程序就是語言處理程序，包括匯編程序、編譯程序和解釋程序等，它們的基本功能是把用面向用戶的高級語言或匯編語言編寫的源程序翻譯成機器可執(zhí)行的二進制語言程序。C. 系統(tǒng)支撐和服務(wù)程序: 這些程序又稱工具軟

64、件，如系統(tǒng)診斷程序、調(diào)試程序、排錯程序、編輯程序、查殺病毒程序等等，都是為維護計算機系統(tǒng)的正常運行或支持系統(tǒng)開發(fā)所配置的軟件系統(tǒng)。,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),62,1）系統(tǒng)軟件,D. 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng):主要用來建立存儲各種數(shù)據(jù)資料的數(shù)據(jù)庫，并進行操作和維護。 常用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有微機上的FoxPro、 FoxBASE+、Access和大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)如Oracle、DB2、Sybase、SQL S

65、erver等，它們都是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),63,2）應(yīng)用軟件,為解決計算機各類應(yīng)用問題而編寫的軟件稱為應(yīng)用軟件。應(yīng)用軟件具有很強的實用性。隨著計算機應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展和計算機應(yīng)用的廣泛普及，各種各樣的應(yīng)用軟件與日俱增，如辦公類軟件Microsoft Office、WPS Office、永中office、谷歌在線辦公系統(tǒng)；圖形處理軟件Photoshop、illustrate；三維動畫軟件3dmax、

66、Maya等；即時通信軟件QQ、MSN、UC和Skype等。只為完成某一特定專業(yè)的任務(wù)，針對某行業(yè)、某用戶的特定需求而專門開發(fā)的軟件，如某個公司的管理系統(tǒng)等，都是應(yīng)用軟件。,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),64,2.  程序設(shè)計語言,1）程序設(shè)計基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法是程序最主要的兩個方面，通?？梢哉J為：程序=算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 算法可以看作是由有限個步驟組成的用來解決問題的具體過程。實質(zhì)上反映

67、的是解決問題的思路。其主要性質(zhì)表現(xiàn)在：①有窮性；②確定性；③可行性。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是從問題中抽象出來的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，它代表信息的一種組織方式，用來反映一個數(shù)據(jù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是信息的一種組織方式，其目的是提高算法的效率，它通常與一組算法的集合相對應(yīng)，通過這組算法集合可以對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)進行某種操作。典型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括線性表、堆棧和隊列。,返 回,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),65,2.  程序設(shè)計語言

68、,2）程序設(shè)計語言 可以分為三類：機器語言、匯編語言和高級語言,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),66,（1）機器語言,機器語言是計算機系統(tǒng)唯一能識別的、不需要翻譯直接供機器使用的程序設(shè)計語言。用機器語言編寫程序難度大、直觀性差、容易出錯，修改、調(diào)試也不方便。由于不同計算機的指令系統(tǒng)不同，針對某一種型號的計算機所編寫的程序就不能在另一計算機上運行，所以機器語言的通用性和移植性較差。 用機器語言編寫的程序具有充分發(fā)揮硬件功能的

69、特點，程序也容易編寫得緊湊，程序運行速度快。,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),67,（2）匯編語言,匯編語言是機器語言的“符號化”。匯編語言和機器語言基本上是一一對應(yīng)的，但在表示方法上作了改進，用一種助記符來代替操作碼，用符號來表示操作數(shù)地址（地址碼）。例如，用“ADD”表示加法，用“MOVE”表示傳送等。用助記符和符號地址來表示指令，容易辨認，給程序的編寫帶來了很大的方便。 匯編語言比機器語言直觀，容易記憶和理解，用匯編

70、語言編寫的程序比機器語言程序易讀、易檢查、易修改。但是它仍然是屬于面向機器的語言，它依賴于具體的機器，很難在系統(tǒng)間移植，所以這樣的程序的編寫仍然比較困難，程序的可讀性也比較差。 機器語言和匯編語言一般都稱為低級語言。,2024/3/21,計算機文化基礎(chǔ),68,（3）高級語言,屏蔽機器的細節(jié)，與具體的計算機指令系統(tǒng)無關(guān)的、表達方式或接近于人們對求解過程或問題的描述方式，易于理解和掌握的程序設(shè)計語言稱為高級語言。高級語言有

71、兩類，分別是解釋型和編譯型。 ① 解釋程序：解釋程序接受用某種程序設(shè)計語言（如Basic語言）編寫的源程序，然后對源程序的每條語句逐句進行解釋并執(zhí)行，最后得出結(jié)果。解釋程序?qū)υ闯绦蚴且贿叿g，一邊執(zhí)行，不產(chǎn)生目標(biāo)程序。 ② 編譯程序：編譯程序是翻譯程序，它將用高級語言編寫的源程序翻譯成與之等價的用機器語言表示的目標(biāo)程序，其翻譯過程稱為編譯。 編譯型語言系統(tǒng)在執(zhí)行速度上都優(yōu)于解釋型語言系統(tǒng)。但是，編譯程