第一章-第3講---計(jì)算機(jī)的基本原理

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1、,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,主要內(nèi)容：,一、基礎(chǔ)知識(shí)：,計(jì)算機(jī)組成結(jié)構(gòu)及機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)表示,計(jì)算機(jī)組成結(jié)構(gòu),:,CPU,的結(jié)構(gòu)及其工作原理,主存儲(chǔ)器（內(nèi)存）結(jié)構(gòu)：地址空間,總線與數(shù)據(jù)傳輸,指令與程序,二進(jìn)制,數(shù)據(jù)在機(jī)器內(nèi)的表示,-,編碼,二、應(yīng)用知識(shí),Windows2000,操作系統(tǒng),網(wǎng)上注冊(cè)免費(fèi),E-mail,與 網(wǎng)頁郵件系統(tǒng)（,WebMail,）,E-mail,客戶端軟件及其配置、如何收發(fā),E-mail,第三講 計(jì)算機(jī)的基本原理,計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu),計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu),主存儲(chǔ)器：內(nèi)存儲(chǔ)器，又簡(jiǎn)稱為內(nèi)存或主存?？梢园汛鎯?chǔ)體想象成是一個(gè)構(gòu)造簡(jiǎn)

2、單的，組織有序的大容器。其間是一連串有序的,單元,計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu),為了標(biāo)識(shí)和識(shí)別存儲(chǔ)體的每一個(gè)單元，就對(duì)每一個(gè)單元進(jìn)行有序編號(hào)。我們把這些單元的編號(hào)稱為單元的,“,地址,”,。因此，地址是標(biāo)識(shí)和引用一個(gè)特定單元的唯一手段。,現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中把基本的存儲(chǔ)單元稱為,“,字節(jié),”,，并以字節(jié)為單位進(jìn)行計(jì)量，以,“,B,”,（,byte,）標(biāo)志,1KB=1024B,（,1byte=8bits,）,1MB=1KKB=1024KB=1024,B,1GB=1KMB=1024MB=1024,B,1TB=1KGB=1024GB=1024,4,B,計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu),從存儲(chǔ)器中取出或存入數(shù)據(jù)的活動(dòng)稱為對(duì)存儲(chǔ)器的讀,/

3、,寫操作。其特點(diǎn)：取之不盡、以新?lián)Q舊,根據(jù)工作方式不同，內(nèi)存有,隨機(jī)存儲(chǔ)器,（,RAM,：,Random Access Memory,）,和,只讀存儲(chǔ)器,（,ROM,：,Read-Only Memory,）,根據(jù)功用和地位的不同，隨機(jī)存儲(chǔ)器又有高速緩沖存儲(chǔ)器（,Cache,）,和（,主,）存儲(chǔ)器組成。,計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu),運(yùn)算器：是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行,“,算術(shù)運(yùn)算,”,和,“,邏輯運(yùn)算,”,的部件，故又簡(jiǎn)稱為,“,數(shù)邏部件,”,。,它在,CPU,的控制下對(duì)提供的分量進(jìn)行指定的運(yùn)算或操作，產(chǎn)生結(jié)果，并暫存于其中。,計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu),控制器：是統(tǒng)一指揮并控制計(jì)算機(jī)各部件協(xié)調(diào)工作的中心部件。這種指揮和控制的依

4、據(jù)是指令，即是向計(jì)算機(jī)發(fā)出的執(zhí)行某種操作的命令。也就是說計(jì)算機(jī)的工作由指令所控制；而指令是人發(fā)送到計(jì)算機(jī)中去的。,計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu),輸入設(shè)備：輸入設(shè)備是外界向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)輸送信息的設(shè)備。目前常見的有鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、麥克風(fēng)、攝象機(jī)，數(shù)字化儀等。,計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu),輸出設(shè)備：輸出設(shè)備是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)向外界輸送信息的設(shè)備。,中央處理單元,是計(jì)算機(jī)硬件的核心，它主要包括中央處理器、主存儲(chǔ)器、系統(tǒng)時(shí)鐘、系統(tǒng)總線和控制部件等，通過這些部件的協(xié)同動(dòng)作完成對(duì)信息的處理。,1.1 CPU,的結(jié)構(gòu)及其工作原理,1.1 CPU,的結(jié)構(gòu)及其工作原理,系統(tǒng)時(shí)鐘,內(nèi)頻時(shí)鐘,南橋組,內(nèi)存（,RAM,）,內(nèi)部總線,硬盤（,D

5、ISK,）,外部總線,北橋組,芯片組,USB,AGP,外頻,CPU,的工作頻率由內(nèi)頻時(shí)鐘控制（例如,1.5GMHZ),CPU,和內(nèi)存儲(chǔ)器，外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換通過芯片組，北橋和南橋芯片組，北橋負(fù)責(zé)內(nèi)存和,CPU,以及顯示卡,AGP,的聯(lián)系，南橋負(fù)責(zé)內(nèi)存和硬盤以及各種外設(shè),USB,的數(shù)據(jù)交換,芯片組的數(shù)據(jù)交換頻率比,CPU,的工作頻率慢。（例如,1.5GHZ 4 ),CPU,寄存器組,算術(shù)邏輯運(yùn)算,中斷系統(tǒng),指令控制,1.1 CPU,的結(jié)構(gòu)及其工作原理,CPU,的基本功能就是執(zhí)行指令。,ALU,：,整數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算。浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算（協(xié)處理器、浮點(diǎn)處理器）。,寄存器,：信息的存放。指令寄存器、數(shù)據(jù)寄存

6、器、控制寄存器。,大小,-CPU,字長(zhǎng),。,指令控制器,：解釋指令，并協(xié)調(diào),CPU,各部件完成指令的執(zhí)行。,中斷控制器,：處理程序中斷,CPU,內(nèi)部總線,：數(shù)據(jù)、指令、控制等信息的傳輸。,指令執(zhí)行速度,(,主頻,),字長(zhǎng),指令處理能力,1.1 CPU,的結(jié)構(gòu)及其工作原理,系統(tǒng)時(shí)鐘,系統(tǒng)時(shí)鐘相當(dāng)于中央處理單元的心臟。在計(jì)算機(jī)工作過程中，系統(tǒng)時(shí)鐘有規(guī)律性地“跳動(dòng)”，按照精確的時(shí)間間隔發(fā)出,脈沖式,的電信號(hào)。這種脈沖信號(hào)控制著各種系統(tǒng)部件的動(dòng)作速度，使它們能夠協(xié)調(diào)同步。系統(tǒng)時(shí)鐘的頻率不能太快，否則工作部件跟不上步伐，數(shù)據(jù)傳輸和處理就會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，而系統(tǒng)時(shí)鐘太慢又不能發(fā)揮,CPU,等部件的能力。,CPU

7、,的主頻是指,CPU,在,1,秒鐘內(nèi)應(yīng)該完成的,指令周期,數(shù)，在其他因素相同的情況下，主頻越快的,CPU,速度越快。,內(nèi)存的基本功能,內(nèi)存是計(jì)算機(jī)工作中用于保存信息的主要部件。對(duì)內(nèi)存的一個(gè)基本操作是取出存放在里面的信息，這個(gè)動(dòng)作稱為,由內(nèi)存“讀出”,；另一個(gè)操作是把信息存放到內(nèi)存里，這稱為,內(nèi)存的“寫入”,。這兩個(gè)動(dòng)作簡(jiǎn)稱為存儲(chǔ)器的“讀寫”，或統(tǒng)成為存儲(chǔ)器的“訪問”。存儲(chǔ)器作為信息的存儲(chǔ)部件，它必須能夠保持存儲(chǔ)在其中的信息不丟失，并且應(yīng)當(dāng)保證保證信息訪問的方便快捷。,內(nèi)存的性能由容量和訪問速度決定。,1.2,主存儲(chǔ)器（內(nèi)存）的結(jié)構(gòu),內(nèi)存編址（地址空間）,內(nèi)存被分成長(zhǎng)度為一個(gè)字節(jié)（,8,位）的小

8、單元（基本存儲(chǔ)單位，存儲(chǔ)單元），這些單元順序排列，每個(gè)單元在序列中都有一個(gè)唯一的位置編號(hào)，,這個(gè)編號(hào)稱為存儲(chǔ)單元的地址。所有的編碼組成了地址空間,。訪問內(nèi)存就是通過地址進(jìn)行的，地址的編碼是唯一的（當(dāng)然在計(jì)算機(jī)內(nèi)部也是用二進(jìn)制來表示的）。,1.2,主存儲(chǔ)器（內(nèi)存）的結(jié)構(gòu),計(jì)算機(jī)中央處理單元中的各部?jī)H通過一條公共信息通路連接，這條信息通路就是,總線,。,數(shù)據(jù)總線,：不同部件之間傳遞數(shù)據(jù)。總線寬度決定了一次傳遞數(shù)據(jù)量的大?。?CPU,和內(nèi)存之間, CPU,字長(zhǎng),）。影響機(jī)器性能的因素之一。,地址總線,：,CPU,和內(nèi)存之間進(jìn)行地址傳遞?？偩€寬度決定了機(jī)器所能直接訪問的內(nèi)存大小,(,16:64K,；,

9、32:4000M,),。,控制總線,：不同部件之間傳遞控制信息（如讀寫內(nèi)存控制信息）。,1.3,總線與數(shù)據(jù)傳輸,1.3,總線與數(shù)據(jù)傳輸,輸入設(shè)備,輸出設(shè)備,中央處理器,CPU,內(nèi)存儲(chǔ)設(shè)備,MEMORY,外部總線,數(shù)據(jù)流,外存,內(nèi)部總線（數(shù)據(jù)總線、地址總線）,數(shù)據(jù)流,指令流,1.3,總線與數(shù)據(jù)傳輸,CPU,寄存器組,指令控制器,算術(shù)邏輯運(yùn)算,ALU,中斷控制器,主存儲(chǔ)器,取指令,運(yùn)算數(shù)據(jù),讀出數(shù)據(jù),處理中斷,寫數(shù)據(jù),CPU,和內(nèi)存的配合工作,1.3,總線與數(shù)據(jù)傳輸,在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸過程中，有可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤,二進(jìn)制位錯(cuò)，需要進(jìn)行“差錯(cuò)校驗(yàn)”。,校驗(yàn)方法,：給正常數(shù)據(jù)附加一個(gè)或多個(gè)二進(jìn)制位的冗余信息

10、。,通常是在正常數(shù)據(jù)后附加一個(gè)二進(jìn)制位,奇偶校驗(yàn)位。如：對(duì)于,1,字節(jié)數(shù)據(jù)（,8,位），實(shí)際存儲(chǔ)或傳輸?shù)氖?9,位二進(jìn)制數(shù)據(jù)。,8,位是正常信息，另,1,位是校驗(yàn)位：,偶校驗(yàn)：若,8,位中有偶數(shù)個(gè),1,，則校驗(yàn)位為,0,；否則，校驗(yàn)位為,1,。這樣,9,位中總有偶數(shù)個(gè),1,，否則，數(shù)據(jù)出錯(cuò)。,奇校驗(yàn),指令分類和編碼,存儲(chǔ)器訪問指令,算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算類指令,條件判斷和分支指令,輸入輸出指令,控制和系統(tǒng)指令,指令采用二進(jìn)制編碼，有零到多個(gè)參數(shù)。一個(gè),CPU,所能,執(zhí)行的指令、指令的編碼方式、參數(shù)的個(gè)數(shù)和形式等的整體構(gòu)成了,CPU,的“指令系統(tǒng)”。,“指令系統(tǒng)”實(shí)際上是,CPU,硬件與基于其上的軟

11、件之間的一種約定，是一種嚴(yán)格的協(xié)議,。,1.4,指令與程序,1.4,指令與程序,輸入值到指定的內(nèi)存地址,累計(jì)器清零,內(nèi)存,累計(jì)器,內(nèi)存,寄存器,寄存器,累計(jì)器,寄存器,累計(jì),器,比較,跳轉(zhuǎn)到,P2,=0,條件跳轉(zhuǎn),0,條件跳轉(zhuǎn),停,加,減,乘,除,加,1,減,1,指令集合,1.4,指令與程序,CISC,和,RISC,CISC(,復(fù)雜指令集計(jì)算，,Complex Instruction Set Computing,),：,包含大量指令，許多指令在執(zhí)行前要分割成小的指令；程序員易于使用；硬件處理負(fù)擔(dān)重。,RISC(,精簡(jiǎn)指令集計(jì)算，,Reduced Instruction Set Computin

12、g,),：,包含相當(dāng)少且簡(jiǎn)單的指令；程序員需要將若干簡(jiǎn)單指令聯(lián)合起來形成一條較為復(fù)雜的指令；軟件處理負(fù)擔(dān)重。,1.4,指令與程序,CPU,的基本功能就是執(zhí)行指令。一種,CPU,能完成的指令有幾十種到幾百種。每種,CPU,都有自己的“指令系統(tǒng)”。,CPU,的功能就體現(xiàn)在其“指令系統(tǒng)”上。,不同,CPU,之間在指令集合和指令編碼方式方面的相互相容性稱為“兼容性”。如果一種,CPU,與,另一種,CPU,兼容，那么用這種,CPU,就可以直接執(zhí)行基于另一種,CPU,開發(fā)的程序。,指令周期,由指令控制器控制,取指令,取運(yùn)算數(shù),算術(shù),邏輯,運(yùn)算,檢測(cè)中斷，決定下一個(gè)指令地址,1.4,指令與程序,1.4,指令

13、與程序,程序,程序就是為完成某種特定工作而實(shí)現(xiàn)的、由一系列計(jì)算機(jī)指令構(gòu)成的序列。,程序是,CPU,指令控制器的處理對(duì)象，一般的數(shù)據(jù)則是,ALU,的處理對(duì)象。,程序是,CPU,最頻繁使用的信息，應(yīng)當(dāng)放在,CPU,能快速方便地訪問的地方,內(nèi)存中。,指令控制器控制,指令的讀取,和,指令的執(zhí)行,（指令周期），并利用,程序計(jì)數(shù)器,(Program Counter),順序控制程序的執(zhí)行。,程序在內(nèi)存中順序存儲(chǔ)，指令存儲(chǔ)的順序決定了它們?cè)诒粓?zhí)行過程中的基本順序關(guān)系（時(shí)間關(guān)系）。,1.4,指令與程序,內(nèi)存程序,M-: MOV M10 R1,M0: MOV M11 R2,M1: ADD R1 R2,M2: ST

14、ORE M09,R1,寄存器組,Rk,程序計(jì)數(shù)器,指令控制器,累加,運(yùn)算器,內(nèi)存,數(shù)據(jù)和指令流,兩個(gè)二進(jìn)制整數(shù)相加的指令：,M1: ADD R1 R2,順序執(zhí)行程序,1.4,指令與程序,分支指令和程序流程控制,順序程序的局限性,一,個(gè)例子,求,1,到,10,十個(gè)數(shù)的平方和,1,）準(zhǔn)備一個(gè)存放累加值的地方,累加寄存器；,2,）求出,1,的平方和，將它加到累加到累加寄存器中；,3,）求出,2,的平方和，將它加到累加到累加寄存器中；,4,）依次求出,3,到,10,的平方和，逐一加到累加寄存器中；,5,）累加寄存器中的值即為結(jié)果。,如果求,1,到,10000,的平方和，怎么辦？,1.4,指令與程序,條

15、件判斷和分支,（,選擇,）,指令,1,）準(zhǔn)備一個(gè)累加單元，先給它存放值,0,；,2,）準(zhǔn)備一個(gè)計(jì)數(shù)器單元，先給它存放值,1,；,3,）求出計(jì)數(shù)器單元里的數(shù)值的平方，把這個(gè)平方加到累加單元的值上；,4,）將計(jì)數(shù)器單元的值加,1,；,5,）將計(jì)數(shù)器單元的值與,10,比較（,條件判斷,） ，值不大于,10,就轉(zhuǎn)到步驟,3,，否則繼續(xù)向下執(zhí)行（,分支指令,） ；,6,）取出累加單元的值即為計(jì)算結(jié)果，結(jié)束。,1.4,指令與程序,程序的基本結(jié)構(gòu)：,順序控制結(jié)構(gòu),分支,（選擇）,控制結(jié)構(gòu),循環(huán)控制結(jié)構(gòu),條件判斷,分支指令,分支指令,1.4,指令與程序,中斷（,Interrupt,）,問題背景：處理臨時(shí)出現(xiàn)的

16、緊急事件，如鼠標(biāo)移動(dòng)。,中斷的處理：發(fā)現(xiàn)中斷信號(hào)，指令控制器終止正在運(yùn)行的程序，保存該程序的運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)（當(dāng)前所有執(zhí)行狀態(tài)信息），以便其恢復(fù)執(zhí)行；根據(jù)中斷信號(hào)從特定位置啟動(dòng)中斷處理程序（操作系統(tǒng)提供）處理中斷。,中斷的產(chǎn)生：各種軟硬件；中斷信號(hào)（中斷的詳細(xì)信息）。,中斷的接收：,CPU,中的中斷控制器接收；中斷信號(hào)的編碼、中斷處理程序起始地址。,中斷的檢測(cè)：指令控制器在每次指令執(zhí)行后，都檢測(cè)是否出現(xiàn)中斷信號(hào)。,二進(jìn)制,十進(jìn)制,以,10,為基數(shù),逢,10,進(jìn),1,采用,0,、,1,、,2,、,3,、,4,9,個(gè)符號(hào),例如：,1234 = 1,10,3,+ 2,10,2,+ 3,10,1,+ 4,10

17、,0,二進(jìn)制,p,進(jìn)制,以,p,為基數(shù),逢,p,進(jìn),1,采用,p,個(gè)符號(hào),例如：,x,n,x,n-1,x,1,x,0,=,x,n,p,n,+x,n-1,p,n-1,+,+ x,1,p,1,+ x 0,p,0,二進(jìn)制,二進(jìn)制,以,2,為基數(shù) 逢,2,進(jìn),1,采用,0,、,1,兩個(gè)符號(hào),例如：,b,n,b,n-1,2,b,1,b,0,= b,n,2,n,+ b,n-1,2,n-1,+,+ b,1,2,1,+ b,0,2,0,1234,（,10,）,= 10011010010,（,2,）,=1,2,10,+ 0,2,9,+ 0,2,8,+ 1,2,7,+ 1,2,6,+ 0,2,5,+1,2,4,+

18、 0,2,3,+ 0,2,2,+1,2,1,+ 0,2,0,二進(jìn)制,為什么采用二進(jìn)制,1.,數(shù)字符號(hào)表示簡(jiǎn)單容易，只要選用雙態(tài)元件，如單向?qū)щ娫?，磁性元件，發(fā)光元件，就可以十分簡(jiǎn)單地表示出數(shù)位上的數(shù)字,0,和,1,了；因此代價(jià)低廉，容易實(shí)現(xiàn)和使用。,2.,運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單，使計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)運(yùn)算的邏輯結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單。,3.,有利于邏輯運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)，可以用,1,表示真值，,0,表示假值，其運(yùn)算是雙值運(yùn)算，與二進(jìn)制完全一致,。,二進(jìn)制,二進(jìn)制的運(yùn)算,0+0=0,，,0+1=1,，,1+0=1,，,1+1=10,0,0=0,，,0,1=0,，,1,0=0,，,1,1=1,二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算：沒有進(jìn)位，按位運(yùn)算,

19、邏輯非,!,單操作數(shù)運(yùn)算：,!,1,0,；,!,0,1,邏輯或,|,雙操作數(shù)運(yùn)算：,0,|,0 = 0,；,0,|,1 = 1,1,|,0 = 1,；,1,|,1 = 1,邏輯與,雙操作數(shù)運(yùn)算：,0,0 = 0,；,0,1 = 0,1,0 = 0,；,1,1 = 1,雙操作數(shù)運(yùn)算：,0 0 = 0,；,0,1 = 1,1 0 = 1,；,1 1 = 0,邏輯異或,!11010 = 00101,11001,| 01101,11101,11001,01101,01001,11001,01101,10100,二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算,二進(jìn)制：,不同進(jìn)位制之間的轉(zhuǎn)換,“,十進(jìn)制,”,與,“,二進(jìn)制,”,的轉(zhuǎn)換：

20、除以,2,取余法,X,（,10,）,=b,n,2,n,+b,n-1,2,n-1,+,+b,1,2,1,+b,0,2,0,要將這個(gè)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)的關(guān)鍵是求出二進(jìn)制數(shù)的每一位,b,i,分析這個(gè)式子，發(fā)現(xiàn),X,（,10,）,=,（,b,n,2,n-1,+b,n-1,2,n-2,+,+b,1,2,0,）,2+b,0,將等式兩端同除以,2,得,X,（,10,）,/2=b,n,2,n-1,+b,n-1,2,n-2,+,+b,1,2,0,余數(shù)為,b,0,二進(jìn)制：,不同進(jìn)位制之間的轉(zhuǎn)換,“,十進(jìn)制,”,與,“,二進(jìn)制,”,的轉(zhuǎn)換（整數(shù)部分）,除以,2,取余法,二進(jìn)制：,不同進(jìn)位制之間的轉(zhuǎn)換,“,十進(jìn)制

21、,”,與,“,二進(jìn)制,”,的轉(zhuǎn)換（小數(shù)部分）乘以,2,取整余法,二進(jìn)制：,不同進(jìn)位制之間的轉(zhuǎn)換,“,十進(jìn)制,”,與,“,二進(jìn)制,”,的轉(zhuǎn)換（小數(shù)部分）乘以,2,取整余法,有些小數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)為無限循環(huán)小數(shù)，不出現(xiàn)小數(shù)部分為,0,。這時(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)換的精確度決定終止的位數(shù)。如，,0.7,轉(zhuǎn)換時(shí)有,0.7,（,10,）,=0.101100110011,（,2,）,，它以,0110,循環(huán)。這時(shí)，若精確度取,4,位，則結(jié)果為,0.1011,；若精確度取,6,位，則結(jié)果為,0.101101,，第,7,位的,1,向高位進(jìn),1,，即,0,舍,1,入。,二進(jìn)制：,不同進(jìn)位制之間的轉(zhuǎn)換,二進(jìn)制數(shù)到十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換,將一個(gè)二進(jìn)

22、制數(shù)表示為以,2,為數(shù)基的方冪的多項(xiàng)式，根據(jù)這個(gè)多項(xiàng)式采用十進(jìn)制方式進(jìn)行進(jìn)算，其結(jié)果即為該二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)的結(jié)果。,1001101.1011,=1,2,6,+0,2,5,+0,2,4,+1,2,3,+1,2,2,+0,2,1,+1,2,0,+1,2,-1,+0,2,-2,+1,2,-3,+1,2,-4,=77.6875,（,10,）,二進(jìn)制：,不同進(jìn)位制之間的轉(zhuǎn)換,二進(jìn)制與八進(jìn)制和十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換,由于二進(jìn)制數(shù)表示的數(shù)位比較長(zhǎng)，不便于書寫和閱讀；因此考慮用既有較少的數(shù)位，又不失二進(jìn)制的特點(diǎn)的進(jìn)位制來表示。八進(jìn)制和十六進(jìn)制是常用于這一目的的進(jìn)位制。,轉(zhuǎn)換的方法是：先以小數(shù)點(diǎn)為基準(zhǔn)分別向左向右

23、每三為一組，將數(shù)分成若干組。再把每一組看成一個(gè)獨(dú)立的,(,整,),八進(jìn)制數(shù)或十六進(jìn)制數(shù)。,二進(jìn)制：,不同進(jìn)位制之間的轉(zhuǎn)換,二進(jìn)制與八進(jìn)制和十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換,八進(jìn)制數(shù)碼與二進(jìn)制分組的關(guān)系列表如下,：,1001101.1011=,（,001,）（,001,）（,101,）,.,（,101,）（,100,）,115.54,(8),二進(jìn)制：,不同進(jìn)位制之間的轉(zhuǎn)換,二進(jìn)制與八進(jìn)制和十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換,十六進(jìn)制數(shù)碼與二進(jìn)制分組的關(guān)系列表如下,：,10011010010,（,2,）,=,（,0100,）（,1101,）（,0010,）,（,2,）,=,4D2,（,16,）,二進(jìn)制：,不同進(jìn)位制之間的轉(zhuǎn)換,二進(jìn)制、

24、八進(jìn)制、十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換,八進(jìn)制和十六進(jìn)制表示的實(shí)質(zhì)還是二進(jìn)制。使用八進(jìn)制和十六進(jìn)制可縮短二進(jìn)制表示的數(shù)位長(zhǎng)度，也可簡(jiǎn)化十進(jìn)制到二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換。即先將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制或十六進(jìn)制數(shù)，在將其轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。如,，,數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示,計(jì)算機(jī)信息存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu),（,1,）,位,（,Bit,）：,是計(jì)算機(jī)中最小的信息單位。一,位,只能表示,0,和,1,中的一個(gè)，即一個(gè)二進(jìn)制位，或存儲(chǔ)一個(gè)二進(jìn)制數(shù)位的單位。,（,2,）,“,字節(jié),”,（,Byte,）：,是由相連,8,個(gè)位組成的信息存儲(chǔ)單位，如下圖。,數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示,計(jì)算機(jī)信息存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu),字節(jié)是目前計(jì)算機(jī)最基本的存儲(chǔ)單位；也是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備容

25、量最基本的計(jì)量單位。一個(gè)字節(jié)通常可以存儲(chǔ)一個(gè)字符（如字母、數(shù)字等）,只有字節(jié)才有地址的概念。對(duì)一種計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)設(shè)備以字節(jié)為單位賦予的地址稱為字節(jié)編址；也是目前計(jì)算機(jī)最基本的存儲(chǔ)單元編址，如圖,數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示,計(jì)算機(jī)信息存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu),（,3,）,字,（,Word,）：,是由相連,4,個(gè)字節(jié)（即,32,位）構(gòu)成的信息存儲(chǔ)單位如下圖。字的地址是組成字的第一個(gè)字節(jié)的地址除,4,；因此該字節(jié)的地址必須能被,4,整除。,數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示,計(jì)算機(jī)信息存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu),（,4,）,雙字,（,Double Word,）：,是由相連,2,個(gè)字（即,64,位）構(gòu)成的信息存儲(chǔ)單位如下圖。雙字的地址是組成雙字

26、的第一個(gè)字節(jié)的地址除,8,；因此該字節(jié)的地址必須能被,8,整除。,數(shù)的編碼,在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，由于要表示符號(hào)等因素，因此并不是直接以原始的二進(jìn)制數(shù)本身來存儲(chǔ)的，而是要經(jīng)過一定的編碼，包括：,原碼、補(bǔ)碼和反碼,。有關(guān)這三種碼的含義及其所表示的數(shù)據(jù)的方式（定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)），有興趣的同學(xué)可以在課后閱讀有關(guān)文獻(xiàn)。,數(shù)據(jù)編碼,數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示,字符數(shù)據(jù)的機(jī)內(nèi)表示,字符數(shù)據(jù)是指用諸如字母符號(hào)、數(shù)字符號(hào)、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等可見符號(hào)構(gòu)成的數(shù)據(jù)，并稱為非數(shù)值數(shù)據(jù)。,我們?yōu)槊恳粋€(gè)字符分配一個(gè)整數(shù)，字符不同對(duì)應(yīng)的整數(shù)也不同；反之，不同的整數(shù)就表示了不同的字符。我們稱這種整數(shù)為字符的編碼或代碼。,現(xiàn)在一般通用的字符編碼是由美

27、國制定的,“,美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼,”,提供的編碼，即,ASCII,（,American Standard Code Information Interchange,）,碼,。,數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示,字符數(shù)據(jù)的機(jī)內(nèi)表示,數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示,字符數(shù)據(jù)的機(jī)內(nèi)表示,如,“,GOOD MORNING,”,表示為：,又如,2001.10.26,表示為：,數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示,漢字字符的機(jī)內(nèi)表示,漢字是一種特殊的字符，同樣采用編碼的形式在計(jì)算機(jī)內(nèi)表示和存儲(chǔ)它。,信息交換用漢字編碼字符集 基本集,國家標(biāo)準(zhǔn),GB2312,就是這樣的編碼表。漢字編碼表比,ASCII,編碼表要大得多，它由,94X94,的表構(gòu)成，

28、即有,94,行，,94,列。每個(gè)漢字對(duì)應(yīng)一個(gè)區(qū)位。,例如：,南,十進(jìn)制碼是：,36 47,二進(jìn)制碼是：,0100100 0101111,十六進(jìn)制碼是：,24H 2FH,京,十進(jìn)制碼是：,30 09,二進(jìn)制碼是：,0011110 0001001,十六進(jìn)制碼是：,1EH 09H,其中,H,表示是十六進(jìn)制數(shù)。,數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示,漢字字符的機(jī)內(nèi)表示,從漢字編碼表中求得的漢字編碼稱為漢字的,區(qū)位碼,。因此我們又把這個(gè)漢字編碼表稱為漢字的,區(qū)位表,。區(qū)位碼是用作進(jìn)行漢字信息交換時(shí)使用的。我國有自己處理用的漢字編碼，稱為,國標(biāo)碼,。這個(gè)編碼是在區(qū)位碼的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，方法是分別在,區(qū),碼和,位碼,上各加,

29、32,（即二進(jìn)制,00100000,）得到。如,南,十進(jìn)制區(qū)位碼是：,36+32 47+32 = 68 79,二進(jìn)制區(qū)位碼是：,0100100+0100000,，,0101111+0100000 = 1000100,，,1001111,十六進(jìn)制區(qū)委碼是：,24H+20H 2FH+20H = 44H 4FH,數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示,漢字字符的機(jī)內(nèi)表示,國標(biāo)碼在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示稱為,機(jī)內(nèi)碼,，設(shè)置機(jī)內(nèi)碼的目的在于，在對(duì)漢字進(jìn)行處理時(shí)能與,ASCII,碼進(jìn)行區(qū)分，使中西文可以混合在同一文本中能同時(shí)作不同的處理。機(jī)內(nèi)碼在國標(biāo)碼的基礎(chǔ)上產(chǎn)生，分別在,高位,碼和,低位,碼上個(gè)各加,128,（即二進(jìn)制,1000

30、0000,）得到。如，,南,十進(jìn)制機(jī)內(nèi)碼是：,68+128 79+128 = 196 207,二進(jìn)制機(jī)內(nèi)碼是：,1000100+10000000,，,1001111+10000000 = 11000100,，,11001111,十六進(jìn)制機(jī)內(nèi)碼是：,44H+80H 4FH+80H = C4H CFH,數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示,漢字字符的機(jī)內(nèi)表示,由于漢字的機(jī)內(nèi)碼比較長(zhǎng)，,8,位區(qū)碼加,8,位位碼，而且必須緊緊相連在一起才能表示漢字，因此在計(jì)算機(jī)內(nèi)要用相連的兩個(gè)字節(jié)（高位字節(jié)和低位字節(jié)）表示一個(gè)完整的漢字。如,數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示,漢字字符的機(jī)內(nèi)表示,對(duì)于漢字，除以上給出的區(qū)位碼、國標(biāo)碼和機(jī)內(nèi)碼（或稱

31、內(nèi)碼）外，還有所謂,“,輸入碼,”,也稱,“,外碼,”,。即用以在進(jìn)行漢字輸入時(shí)用的漢字編碼；也即是,“,漢字輸入法,”,使用的編碼。常用的有,“,區(qū)位碼輸入法,”,編碼、,“,全拼輸入法,”,編碼、,“,五筆字型輸入法,”,編碼、,“,雙拼雙音輸入法,”,編碼等。,例如：全拼輸入法：其輸入碼就是國家頒布的漢字拼音規(guī)則，即一個(gè)漢字的全部拼音字母。如，,南,的輸入碼為,nan,，,京,的輸入碼為,jing,。,數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示,字庫在機(jī)內(nèi)的表示,字符和漢字除用,“,內(nèi)碼,”,被表示、存儲(chǔ)和處理外，另一個(gè)重要的表示是字符和漢字的,“,圖形,”,字符輸出，即顯示和打印出字符和漢字的外部形狀。為此

32、，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須維護(hù)一個(gè),“,字庫,”,，存儲(chǔ)每一個(gè)字符或漢字的可視字形。這種可視字形稱為,“,字模,”,。,建立字模的一種方法是,點(diǎn)陣,法。一個(gè)字母，如,A,，,用,7,5,的點(diǎn)陣表示它，即每一個(gè)字符占據(jù),7,行,5,列網(wǎng)格的面積。,數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示,字庫在機(jī)內(nèi)的表示,根據(jù)字符的網(wǎng)格，用一組二進(jìn)制數(shù)表示它。字符,A,的字模對(duì)應(yīng)的一組二進(jìn)制數(shù)是：,0011111,，,0100100,，,1000100,，,0100100,，,0011111,，表示成,16,進(jìn)制是：,1F,，,24,，,44,，,24,，,1F,。,這一組二進(jìn)制數(shù)，稱為,位圖,（,Bitmap,），,就表示了一個(gè)字符。所有

33、字符的字模集中在一起，就構(gòu)成字符的字庫。對(duì),ASCII,字符而言，最多只有,128,個(gè)字模。字庫中的每一個(gè)字模與該字符的內(nèi)碼（即字符編碼）之間建立一種對(duì)應(yīng)關(guān)系。使當(dāng)已知一個(gè)字符的內(nèi)碼時(shí)，就能按已規(guī)定的對(duì)應(yīng)關(guān)系獲得該字符的字模（即它的位圖），并送到輸出設(shè)備上顯示出來。,數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示,字庫在機(jī)內(nèi)的表示,數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示,字庫的機(jī)內(nèi)表示,漢字字模和字庫：與字符的字模和字庫的表示方法類似，一個(gè)漢字，如,中,，亦用點(diǎn)陣表示之。只是漢字有各種不同的字體、字型和字號(hào)，要用不同規(guī)格的點(diǎn)陣表示之。所有漢字字模集中在一起存儲(chǔ)和管理，即形成漢字字庫。,數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示,圖形的機(jī)內(nèi)表示,圖形是一種復(fù)雜

34、的對(duì)象；有圖象（如照片圖形），動(dòng)畫，電影畫面，幾何造形等等。圖形還有十分豐富的色彩。圖形的表示不僅要表示出圖的軌跡，同時(shí)還要表示顏色、灰度、色調(diào)、飽和度和光強(qiáng)度。因此，圖形在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示也顯得極為復(fù)雜。圖形信息的機(jī)內(nèi)表示方法有多種。以位圖表示法和矢量表示法為主要。位圖表示法是最常用的方法，它可以表示任何圖形及其色彩。,位圖法把一幅圖形劃分為一張柵格，柵格中的每一小格點(diǎn)稱為一個(gè),象素,（,pixel,），,按象素的位置和光度值（色彩、亮暗）在機(jī)內(nèi)表示出所有象素，就是位圖（,bit map,）。,數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示,圖形的機(jī)內(nèi)表示,數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示,聲音信息的機(jī)內(nèi)表示,聲音是一種連續(xù)的隨時(shí)

35、間變化的波。聲波是一種連續(xù)波。用連續(xù)波形表示聲音的信息謂之模擬信息，或模擬信號(hào)。模擬信號(hào)有三個(gè)要素：基線、周期和振幅,數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示,聲音信息的機(jī)內(nèi)表示,計(jì)算機(jī)不能表示模擬信號(hào)，只能表示數(shù)字信號(hào)，即,0,和,1,的組合；因此，聲音在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示就是把聲音的波形數(shù)字化，又稱量化，并以二進(jìn)制的形式存儲(chǔ)。量化的方法是：在每一固定的時(shí)間里對(duì)聲波進(jìn)行采樣，采得的波形稱為樣本，再把樣本（振幅的高度）進(jìn)行量化成二進(jìn)制數(shù)存儲(chǔ)在機(jī)內(nèi)。這里有兩個(gè)概念：,采樣頻率,和,量化精度,。,采樣頻率,是指一秒鐘采樣的次數(shù)，不同的采樣頻率表示出來的聲音質(zhì)量有低、中、高的區(qū)別。目前，采樣頻率通常有,11.025khz,

36、22.05khz,44.1khz,三種。,量化精度,是指將樣本轉(zhuǎn)換成數(shù)量的精確度。目前有,8,位的和,16,位的兩種，它同樣影響聲音的質(zhì)量。,總結(jié),計(jì)算機(jī)組成部分及其各部分功能,二進(jìn)制及其與其它進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)在機(jī)器內(nèi)的表示,數(shù)字、字符、漢字、圖形、聲音,Windows2000,操作系統(tǒng),網(wǎng)上注冊(cè)免費(fèi),E-mail,與 網(wǎng)頁郵件系統(tǒng)（,WebMail,）,E-mail,客戶端軟件及其配置,如何收發(fā),E-mail,二、應(yīng)用知識(shí),2.1 Windows2000,操作系統(tǒng),閱讀,Windows,幫助文件,鍵盤、鼠標(biāo)、熒光屏,光標(biāo)、圖標(biāo),窗口,（最大化、最小化、標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄、客戶區(qū)、狀態(tài)欄

37、）,、菜單、按鈕、選擇方式,個(gè)人化工作環(huán)境（桌面、任務(wù)欄和開始菜單）,瀏覽器、文件和文件夾,程序 和 程序的使用,安全、口令、用戶、和用戶組,控制面板,2.1 Windows2000,操作系統(tǒng),文件：讓數(shù)據(jù)資料存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)上,文件類型： 文本文件、數(shù)據(jù)文件、可執(zhí)行程序文件,文件名，文件名后綴：文本文件（,.txt,）、,數(shù)據(jù)文件（,.xxx,）、,可執(zhí)行程序文件（,.exe,，,.com,）,文本文件,：,是存儲(chǔ),ASCII,字符的,可變?nèi)萘?的容器?；締挝皇?字節(jié),Byte(8bit),。,數(shù)據(jù)文件：各種文字書刊，數(shù)據(jù)紀(jì)錄，聲音圖像，影像，,。數(shù)據(jù)文件需要經(jīng)過解譯（,Decoding

38、,和,Interpretation),才能成為人們有用的信息。,可執(zhí)行程序文件：應(yīng)用程序文件，是機(jī)器可識(shí)別的數(shù)據(jù)、指令集合。,資源管理器的文件管理,磁盤分區(qū)：,A,、,B,、,C,、,D,，,文件的屬性：文件類型、大型、可讀寫性、時(shí)間等,文件的打開、新建、關(guān)閉、保存、另存、打印等,文件重命名、命名限制。,文件的編輯：選擇，剪切，復(fù)制，粘貼，鼠標(biāo)拖動(dòng)等,文件夾：文件容器，新建、屬性、移動(dòng)、拷貝等,文件和文件夾的查找,幫助，目錄和索引,2.1 Windows2000,操作系統(tǒng),2.1 Windows2000,操作系統(tǒng),記事本,NotePad.exe,的使用：創(chuàng)建文件、編輯和保存,“開始”,“程序”

39、“附件”“,記事本”,畫圖,PaintBrush.exe,的使用：創(chuàng)建文件、繪制和保存,“開始”,“程序”“附件”“畫圖”,數(shù)據(jù)文件的打開：音樂,(*.mp3),、,影像,(*.rm),的播放,特定的播放軟件,mp3,：,Windows Media Player,rm,：,Real Player,游戲程序的使用：紙牌,“開始”,“程序”“附件”“游戲”“,紙牌,”,個(gè)人化工作環(huán)境（桌面、任務(wù)欄和開始菜單）,桌面：本身就是一個(gè)文件夾,快捷方式：一個(gè)文件得索引，本身也是一個(gè)文件,在桌面上創(chuàng)建文件夾、快捷方式,“開始”中各子菜單的含義,新的應(yīng)用程序安裝后，會(huì)在“開始”菜單中的子菜單“程序”中建立快捷

40、方式,編輯管理“開始”菜單中“程序”子菜單的內(nèi)容,任務(wù)欄和“開始”菜單屬性,任務(wù)管理器,2.1 Windows2000,操作系統(tǒng),2.1 Windows2000,操作系統(tǒng),控制面板,系統(tǒng)特性：常規(guī)、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)、環(huán)境變量、啟動(dòng)和故障恢復(fù)等。,顯示特性：桌面背景、窗口外觀、屏幕保護(hù)設(shè)置、分辨率設(shè)置等。,用戶和密碼：用戶和密碼管理。,鼠標(biāo)設(shè)置：左右手習(xí)慣、雙擊速度、鼠標(biāo)指針設(shè)置等。,鍵盤屬性：鍵盤相應(yīng)速度設(shè)置，輸入法區(qū)域設(shè)置等。,日期,/,時(shí)間：更改日期,/,時(shí)間。,打印機(jī)配置,網(wǎng)絡(luò)和撥號(hào)連接,管理工具,其他,電子郵件：與其他人通訊，通過網(wǎng)絡(luò)的電子郵件協(xié)議收發(fā)郵件，和郵件附件，響應(yīng)會(huì)議要求和任務(wù)要求。

41、,三個(gè)基本概念：,郵件地址：,lcm7,郵件服務(wù)器：發(fā)郵件,(SMTP,服務(wù)器,),、收郵件,(POP3,服務(wù)器,),郵件協(xié)議： 發(fā)郵件,(SMTP,協(xié)議,),、收郵件,(POP3,協(xié)議,),2.2,網(wǎng)上注冊(cè)免費(fèi),E-mail,與網(wǎng)頁郵件系統(tǒng)（,WebMail,）,2.2,網(wǎng)上注冊(cè)免費(fèi),E-mail,與 網(wǎng)頁郵件系統(tǒng)（,WebMail,）,提供免費(fèi),E-mail,信箱的網(wǎng)站：,：,國外,：,國內(nèi),：,國內(nèi),：,國內(nèi),：,國內(nèi)，付費(fèi),到學(xué)校申請(qǐng)自己的,E-mail,：,到網(wǎng)絡(luò)中心申請(qǐng),E-mail,。,也有,WebMail,系統(tǒng)。,2.3 E-mail,客戶端軟件及其配置,Microsoft O

42、utlook Express,，,建立新帳戶：?jiǎn)?dòng),Outlook Express,，,單擊菜單欄,“,工具,”,項(xiàng)，選,“,帳號(hào),”,。單擊,“,添加,”,按鈕，選擇,“,郵件,”。,Foxmail,，,建立新帳戶,：,啟動(dòng),Foxmail,，,單擊菜單欄,“,帳戶,”,項(xiàng)，選,“,新建,”。,配置主要內(nèi)容：,帳戶名、郵件存放目錄,E-mail,地址,SMTP,服務(wù)器,POP3,服務(wù)器,用戶名,/,口令,地址簿：一個(gè)輔助工具，幫助你記錄別人的,E-mail,地址,2.4,如何收發(fā),E-mail,郵件標(biāo)識(shí)信息（組成）：發(fā)件人，郵件主題，,郵件正文，附件,，收件人，抄送,郵件正文,郵件正文格式,

43、管理郵件,接收郵件、新建郵件、發(fā)送郵件、打開郵件、刪除郵件、答復(fù)郵件、閱讀附件，答復(fù)郵件、轉(zhuǎn)發(fā)郵件、保存郵件、重發(fā)郵件，復(fù)制移動(dòng)郵件,給出一個(gè)清單，盡可能細(xì)地列出你所知道的組成計(jì)算機(jī)的硬件部件。,寫出你對(duì)計(jì)算機(jī)軟件的理解。,想象一下軟件和硬件是怎樣工作的。,課后問題,上機(jī)內(nèi)容,進(jìn)一步了解,Windows2000,操作系統(tǒng)：使用瀏覽器進(jìn)行文件管理：文件查找、屬性更改、刪除、拷貝、移動(dòng)等）；在桌面上創(chuàng)建自己的文件夾、添加自己的快捷方式；控制面板中各項(xiàng)功能的使用；玩游戲、聽,CD,、看,VCD,；,用“畫圖,PaintBrush”,和“記事本,NotePad”,分別創(chuàng)建一個(gè)文件，要有一定的內(nèi)容。,上網(wǎng)注冊(cè)自己的免費(fèi),E-mail,，,通過,WebMail,系統(tǒng)將用“畫圖,PaintBrush”,和“記事本,NotePad”,創(chuàng)建的文件,發(fā)到,lcm71,。,在,Outlook Express,中,配置自己注冊(cè)的,E-mail,帳戶，試著用它收發(fā)郵件,。,下載安裝,Foxmail,客戶端,E-mail,系統(tǒng)，并配置自己注冊(cè)的,E-mail,帳戶，試著用它收發(fā)郵件。,