《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教程》第一章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

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1、第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí) 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 通過(guò)本章學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)基本概念、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成、計(jì)算機(jī)各大硬件設(shè)備、 計(jì)算機(jī)的數(shù)制和信息的表示與存儲(chǔ)，并熟悉計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生、發(fā)展、特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域，了 解計(jì)算機(jī)中字符編碼的概念。 1.1 計(jì)算機(jī)概述 隨著微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng) 域，并逐步改變著人們的生活方式。21世紀(jì)的今天，掌握和使用計(jì)算機(jī)成為人們必不可 少的技能。 1.1.1 計(jì)算機(jī)的誕生及發(fā)展 1946年2月，世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī) ENIAC （埃尼阿克）在美國(guó)加州問(wèn)世。ENIAC 使用了 17468電子管，1500個(gè)繼電器，體積3000立

2、方英尺（1立方米=35.346立方英尺）， 占地170平方米，重30噸，耗電174千瓦。內(nèi)存17K,字長(zhǎng)12位，運(yùn)算速度每秒 5000 多次加法運(yùn)算，300多次乘法運(yùn)算，比當(dāng)時(shí)最快的計(jì)算工具快300倍，耗資40萬(wàn)美金。 在當(dāng)時(shí)用它來(lái)處理彈道問(wèn)題，將人工計(jì)算使用20小時(shí)縮短到30秒。但是ENIAC去詠一 個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，它不能存儲(chǔ)程序。如圖 1-1所示。 圖1-1世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī) 幾乎在同一時(shí)期，著名數(shù)學(xué)家馮 諾依曼提出了 “存儲(chǔ)程序”和“程序控制”的概念。 其主要思想為： 1）采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令。 2）計(jì)算機(jī)應(yīng)包括運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備五大基本部件

3、。 3）采用存儲(chǔ)程序和程序控制的工作方式。 所謂存儲(chǔ)程序，就是把程序和處理問(wèn)題所需的數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制編碼形式預(yù)先按一定 順序存放到計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器里。計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)，中央處理器依次從內(nèi)存儲(chǔ)器中逐條取出 指令，按指令規(guī)定執(zhí)行一系列的基本操作，最后完成一個(gè)復(fù)雜的工作。這一切工作都是 由一個(gè)擔(dān)任指揮工作的控制器和一個(gè)執(zhí)行運(yùn)算工作的運(yùn)算器共同完成的，這就是存儲(chǔ)程 序控制的工作原理。 馮?諾依曼的上述思想奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，所以后來(lái)人們將采用這種設(shè) 計(jì)思想的計(jì)算機(jī)稱為馮?諾依曼型計(jì)算機(jī)。從 1946年第一臺(tái)計(jì)算機(jī)誕生至今，雖然計(jì)算 機(jī)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)都有了極大的發(fā)展，但今天使用的絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)

4、其工作原理和基 本結(jié)構(gòu)仍然遵循著馮?諾依曼的思想。 計(jì)算機(jī)由于所使用的元器件的迅速發(fā)展經(jīng)歷了五個(gè)時(shí)代，如表1-1所示。 代 日期 邏輯 元件 土存 輔存 速度（次/ 秒） 軟件 代表產(chǎn)品 ，-代 1946-1957 電子管 水銀延 遲線磁 鼓 磁帶 5千~4萬(wàn) 機(jī)器語(yǔ)百、 ，匚編語(yǔ)百 UNIVAC 第二代 1958-1964 晶體管 磁芯 磁帶、 磁盤(pán) 幾十萬(wàn)~ 幾白力 局級(jí)語(yǔ)百、 管理程序 IBM7000、 UNIVACII 第三代 1965-1970 中小集 成電路 半導(dǎo)體 存儲(chǔ)器 磁盤(pán) 幾白力~ 幾千萬(wàn) 操作系統(tǒng)診

5、斷程序 IBM system/360 第四代 1971-現(xiàn)在 超大規(guī) 模集成 電路 半導(dǎo)體 存儲(chǔ)器 磁盤(pán)、 上億 固件、網(wǎng)絡(luò)、 數(shù)據(jù)庫(kù) 第五代 智能機(jī) 能聽(tīng)、說(shuō)、看、有思維能力等的新一代的計(jì)算機(jī)被稱為智能 計(jì)算機(jī)。 表1-1計(jì)算機(jī)年代的劃分 1.1.2 計(jì)算機(jī)分類 計(jì)算機(jī)按工作原理分可分為：模擬電子計(jì)算機(jī)、數(shù)字電子計(jì)算機(jī)、模擬數(shù)字混合計(jì) 算機(jī)；按功能分可分為專用計(jì)算機(jī)和通用計(jì)算機(jī)；按工作模式分可分為工作站和服務(wù)器; 按規(guī)模分可分為：巨型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)、中型計(jì)算機(jī)、小型計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)。 如銀河系列計(jì)算機(jī)：運(yùn)行速度每秒上百億次，如圖 1-2所示。

6、 圖1-2銀河系列計(jì)算機(jī) 1.1.3 計(jì)算機(jī)特點(diǎn) 1 .運(yùn)算速度快 當(dāng)今計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算速度已達(dá)到每秒萬(wàn)億次，微機(jī)也可達(dá)每秒億次以上，使大量 復(fù)雜的科學(xué)計(jì)算問(wèn)題得以解決。例如：衛(wèi)星軌道的計(jì)算、大型水壩的計(jì)算、24小時(shí)天氣 預(yù)報(bào)的計(jì)算等，過(guò)去人工計(jì)算需要幾年、幾十年，而現(xiàn)在用計(jì)算機(jī)只需幾天甚至幾分鐘 就可完成。 2 .計(jì)算精確度高 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展特別是尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，需要高度精確的計(jì)算。計(jì)算機(jī)控制的 導(dǎo)彈之所以能準(zhǔn)確地?fù)糁蓄A(yù)定的目標(biāo)，是與計(jì)算機(jī)的精確計(jì)算分不開(kāi)的。一般計(jì)算機(jī)可 以有十幾位甚至幾十位（二進(jìn)制）有效數(shù)字，計(jì)算精度可由千分之幾到百萬(wàn)分之幾，是任何 計(jì)算工具所望塵

7、莫及的。 3 .存儲(chǔ)容量大 計(jì)算機(jī)不僅能進(jìn)行計(jì)算，而且能把參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)、程序以及中間結(jié)果和最后結(jié)果 保存起來(lái)，以供用戶隨時(shí)調(diào)用。計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，這使計(jì)算機(jī)具有了 “記憶”功能。隨著計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量的不斷增大，可存儲(chǔ)記憶的信息越來(lái)越多。計(jì)算機(jī) 的“記憶”功能是與傳統(tǒng)計(jì)算工具的一個(gè)重要區(qū)別。 4 .具有邏輯判斷能力 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器除了能夠完成基本的算術(shù)運(yùn)算外，還具有對(duì)各種信息進(jìn)行比較、判 斷等邏輯運(yùn)算的功能。這種能力是計(jì)算機(jī)處理邏輯推理問(wèn)題的前提。 5 .自動(dòng)化程度高，通用性強(qiáng) 計(jì)算機(jī)內(nèi)部操作是根據(jù)人們事先編好的程序自動(dòng)控制進(jìn)行的。用戶根據(jù)解題需要， 事先設(shè)計(jì)好運(yùn)行步驟

8、與程序，計(jì)算機(jī)十分嚴(yán)格地按程序規(guī)定的步驟操作，整個(gè)過(guò)程不需 人工干預(yù)，自動(dòng)化程度高，這一特點(diǎn)是一般計(jì)算工具所不具備的。 計(jì)算機(jī)通用性的特點(diǎn)表現(xiàn)在幾乎能求解自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)中一切類型的問(wèn)題，能 廣泛地應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域。 1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成及應(yīng)用 完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括：硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的“軀干”，是基 礎(chǔ)。軟件系統(tǒng)是建立在“軀干”上的“靈魂”。其結(jié)構(gòu)如圖1-3所示。 運(yùn)算器 ＜中央處理單元 （CPU） 控制器 主機(jī) 隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM ） I內(nèi)（主）存儲(chǔ)器 計(jì)算機(jī) 系統(tǒng) 硬件 廠系統(tǒng) 外設(shè) 軟件 系統(tǒng) 只讀存儲(chǔ)器（ROM ） 外（輔）

9、存儲(chǔ)器（硬盤(pán)、軟盤(pán)、光盤(pán)等） 《輸入設(shè)備（鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、光筆、圖形掃描儀、觸摸屏等） I輸出設(shè)備（顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等） 系統(tǒng)軟件（ Windows98/2000/2003/XP、WIN 7、 Linux 等） 二應(yīng)用軟件（Word、Excel、Photoshop 等） 圖1-3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，硬件是軟件賴以工作的物質(zhì)基礎(chǔ)，軟件的正常工作是硬件發(fā)揮作 用的唯一途徑。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須要配備完善的軟件系統(tǒng)才能正常工作，且充分發(fā)揮其硬 件的各種功能。所以軟件與硬件一樣，都是計(jì)算機(jī)工作必不可少的組成部分。那么，計(jì) 算機(jī)由用戶來(lái)使用，用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和軟件系

10、統(tǒng)的層次關(guān)系如圖1-4所示。 1.2.1 硬件系統(tǒng)基本組成 電子計(jì)算機(jī)從誕生至今，其體系結(jié)構(gòu)基本沒(méi)有發(fā)生變化，仍舊沿用馮?諾依曼體系 結(jié)構(gòu)，即計(jì)算機(jī)硬件是由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備組成， 如圖1-5所示。 圖1-5計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 1 .運(yùn)算器 運(yùn)算器又稱算術(shù)邏輯單元(Arithmetic Logic Unit , ALU ),是計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工 處理的部件，也就是對(duì)二進(jìn)制數(shù)碼進(jìn)行加、減、乘、除等算術(shù)運(yùn)算，或進(jìn)行與、或、非 等的基本邏輯運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)邏輯判斷。運(yùn)算器是在控制器的控制下實(shí)現(xiàn)算術(shù)邏輯運(yùn)算 功能，運(yùn)算結(jié)果由控制器送到內(nèi)存中。 2 .控制

11、器 控制器是計(jì)算機(jī)指揮和控制中心。它負(fù)責(zé)從內(nèi)存中取出指令，確定指令類型，并對(duì) 指令進(jìn)行譯碼，按時(shí)間的先后順序，向計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件發(fā)出控制信號(hào)，使整個(gè)計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)的各個(gè)部件協(xié)調(diào)一致地工作，從而一步一步地完成各種操作。 控制器主要由指令寄存器、指令譯碼器、程序計(jì)數(shù)器、時(shí)序部件、操作控制部件等 部件組成。 3 .存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的部件，用于保存程序及數(shù)據(jù)，以及運(yùn)算的結(jié)果。包括數(shù) 據(jù)寄存器和地址寄存器。數(shù)據(jù)寄存器用于暫存操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果，地址寄存器用于存放 需要訪問(wèn)的存儲(chǔ)單元的地址。 4 . 輸入設(shè)備 輸入設(shè)備負(fù)責(zé)把用戶命令，包括程序和數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)中，是人與計(jì)算機(jī)之間對(duì)

12、 話的重要工具。文字、圖形、聲音、圖像等信息都要通過(guò)輸入設(shè)備才能被計(jì)算機(jī)接受。 常見(jiàn)的輸入設(shè)備有鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)等。 5 . 輸出設(shè)備 輸出設(shè)備是將計(jì)算機(jī)運(yùn)算或處理的結(jié)果轉(zhuǎn)換成用戶所需要的各種形式輸出。常見(jiàn)的 輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)等。 1.2.2 軟件系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)軟件是各種程序和文檔的總稱，程序是人們?yōu)槭褂?jì)算機(jī)完成某向特定的任務(wù) 而編寫(xiě)的按一定次序排列和執(zhí)行的命令和數(shù)據(jù)的集合，文檔則是應(yīng)用各種編輯系統(tǒng)編寫(xiě) 的文本或帶格式的文本。計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件是指控制、 管理和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備，支持應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行的軟件的總稱。系統(tǒng)軟

13、件 包括：操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理程序和服務(wù)程序。 1 ．操作系統(tǒng) 操作系統(tǒng)是管理、控制和監(jiān)督計(jì)算機(jī)軟、硬件資源協(xié)調(diào)運(yùn)行的程序系統(tǒng)，由一系列 具有不同控制和管理功能的程序組成，它是直接運(yùn)行在計(jì)算機(jī)硬件上的、最基本的系統(tǒng) 軟件，是系統(tǒng)軟件的核心。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)發(fā)展中的產(chǎn)物，它的主要目的有兩個(gè)：一 是方便用戶使用計(jì)算機(jī)，是用戶和計(jì)算機(jī)的接口。比如用戶鍵入一條簡(jiǎn)單的命令就能自 動(dòng)完成復(fù)雜的功能，這就是操作系統(tǒng)幫助的結(jié)果；二是統(tǒng)一管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的全部資源， 合理組織計(jì)算機(jī)工作流程，以便充分、合理地發(fā)揮計(jì)算機(jī)的效率。有關(guān)操作系統(tǒng)的知識(shí) 將在第 3 章做進(jìn)一步的介紹。 2 ．程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

14、 計(jì)算機(jī)語(yǔ)言是人們根據(jù)描述實(shí)際問(wèn)題的需要而設(shè)計(jì)的、 用于書(shū)寫(xiě)計(jì)算機(jī)程序的語(yǔ)言。 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言就是人們?cè)O(shè)計(jì)出來(lái)的能讓計(jì)算機(jī)讀懂并且能完成某特定事的語(yǔ)言。程序設(shè) 計(jì)語(yǔ)言從低級(jí)到高級(jí)依次為機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言三類。低級(jí)語(yǔ)言包括機(jī)器語(yǔ) 言和匯編語(yǔ)言。按照語(yǔ)言對(duì)機(jī)器的依賴程度，可分為： 1)機(jī)器語(yǔ)言( Machine Language ) 是以二進(jìn)制代碼形式表示的機(jī)器基本指令的集 合。它的特點(diǎn)是運(yùn)算速度快，每條指令都是0 和 1 的組合，不同計(jì)算機(jī)其機(jī)器語(yǔ)言不同， 難閱讀，難修改，難移植。 2)匯編語(yǔ)言(Assemble Language) 是為了解決機(jī)器語(yǔ)言難于理解和記憶，用易于

15、理 解和記憶的名稱和符號(hào)表示的機(jī)器指令。例如，加法指令 ADD傳送指令MOV匯編語(yǔ)言 雖比機(jī)器語(yǔ)言直觀，但基本上還是一條指令對(duì)應(yīng)一種基本操作，對(duì)同一問(wèn)題編寫(xiě)的程序 在不同類型的機(jī)器上仍然是互不通用。匯編語(yǔ)言必須經(jīng)過(guò)語(yǔ)言處理程序(匯編程序)的 翻譯才能被計(jì)算機(jī)識(shí)別。 3)高級(jí)語(yǔ)言(High Level Language) 是人們?yōu)榱私鉀Q低級(jí)語(yǔ)言的不足而設(shè)計(jì)的程 序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。它是由一些接近于自然語(yǔ)言和數(shù)學(xué)語(yǔ)言的語(yǔ)句組成。易學(xué)、易用、易維護(hù)。 但是由于機(jī)器硬件不能直接識(shí)別高級(jí)語(yǔ)言中的語(yǔ)句，因此必須經(jīng)過(guò)“翻譯程序”，將用 高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的程序翻譯成機(jī)器語(yǔ)言的程序才能執(zhí)行。一般說(shuō)來(lái)用它的編程

16、效率高，執(zhí) 行速度沒(méi)有低級(jí)語(yǔ)言高。高級(jí)語(yǔ)言必須經(jīng)過(guò)語(yǔ)言處理程序(編譯程序等)的翻譯才能被 計(jì)算機(jī)識(shí)別。目前最常用的高級(jí)語(yǔ)言有：C語(yǔ)言、C++ Java、Delphi等。 除機(jī)器語(yǔ)言外，采用其他程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編寫(xiě)的程序，計(jì)算機(jī)都不能直接識(shí)別其指令， 這種程序稱為源程序，必須把源程序翻譯成等價(jià)的機(jī)器語(yǔ)言程序，即計(jì)算機(jī)能識(shí)別的0 與1的組合，承擔(dān)翻譯工作的即為語(yǔ)言處理程序。語(yǔ)言處理程序是把源程序翻譯成與之 等價(jià)的另一種語(yǔ)言表示的程序。其工作方法有解釋和編譯二種。如圖1-6(a)、(b)所示。 圖1-6 (a)編譯過(guò)程示意圖圖1-6(b)解釋過(guò)程示意圖 3 .應(yīng)用軟件 應(yīng)用軟件是為

17、計(jì)算機(jī)在特定領(lǐng)域中的應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的專用軟件。應(yīng)用軟件具體可分為 兩類：面向問(wèn)題的應(yīng)用程序，如現(xiàn)代企業(yè)管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)軟件、訂票系統(tǒng)、電話查詢系 統(tǒng)、倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)、旅館服務(wù)系統(tǒng)。為用戶使用而開(kāi)發(fā)的各種工具軟件，如診斷程序、 調(diào)試程序、編輯程序、鏈接程序、字處理軟件、圖形處理軟件、系統(tǒng)操作、維護(hù)軟件等。 應(yīng)用軟件包括的范圍是極其廣泛的，可以這樣說(shuō)，哪里有計(jì)算機(jī)應(yīng)用，哪里就有應(yīng) 用軟件。如辦公應(yīng)用 Office、WPS 平面設(shè)計(jì) PhotoShop、Illustrator 、CorelDraw ;視 頻處理 Premiere、After Effects 、會(huì)聲會(huì)影；網(wǎng)站建設(shè) FrontPage、Dre

18、amwerver;輔 助設(shè)計(jì) Auto CAD;三維制作 3DS Max;多媒體開(kāi)發(fā) Authorware、Flash等等。 1.2.3 計(jì)算機(jī)應(yīng)用 1 .科學(xué)計(jì)算 科學(xué)計(jì)算通常是指用于完成科學(xué)研究和工程技術(shù)中提出的數(shù)學(xué)問(wèn)題的計(jì)算，如應(yīng)用 于天氣預(yù)報(bào)、地震分析、導(dǎo)彈攔截大量的數(shù)值計(jì)算與分析等，是計(jì)算機(jī)最早的應(yīng)用領(lǐng)域。 在計(jì)算機(jī)誕生初期，計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算，在彈道計(jì)算上顯示了它的巨大威力。當(dāng) 時(shí)，用ENIAC計(jì)算炮彈從發(fā)射到彈道軌道40個(gè)點(diǎn)的位置只用了 3秒，代替了 7個(gè)小時(shí) 的人工計(jì)算，速度提高了8400倍。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得各種領(lǐng)域中的計(jì)算模型日 趨復(fù)雜，人工計(jì)算已無(wú)法解

19、決這些復(fù)雜的計(jì)算問(wèn)題?？茖W(xué)計(jì)算的特點(diǎn)是計(jì)算工作量大、 數(shù)值變化范圍大。 2 .信息處理 信息處理是指對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理(如分類、合并、統(tǒng)計(jì)、分析等)。使用計(jì) 算機(jī)和其他輔助方式，把人們?cè)诟鞣N實(shí)踐活動(dòng)中產(chǎn)生的大量信息：文字、聲音、圖片、 視頻等，按照不同的要求，及時(shí)地收集儲(chǔ)存、整理、傳輸和應(yīng)用。與科學(xué)計(jì)算不同，數(shù) 據(jù)處理涉及的數(shù)據(jù)量大。信息處理也為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的管理和決策提供了新的技術(shù)手段， 使辦公自動(dòng)化這一門(mén)綜合的科學(xué)技術(shù)提高到了一個(gè)新的水平。大大提高政府、企業(yè)等的 辦公效率，提高領(lǐng)導(dǎo)決策水平。 3 ． 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)( Computer Aided De

20、sign ， CAD ) 就是用計(jì)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè) 計(jì)。由于計(jì)算機(jī)有快速的數(shù)值計(jì)算、較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理以及模擬的能力，輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)配 有專門(mén)的計(jì)算程序用來(lái)幫助設(shè)計(jì)人員完成復(fù)雜的計(jì)算，配有專業(yè)繪圖軟件用來(lái)協(xié)助設(shè)計(jì) 人員繪制設(shè)計(jì)圖紙。使CAD 技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)后，不但降低了設(shè) 計(jì)人員的工作量，提高了設(shè)計(jì)的速度，更重要的是提高了設(shè)計(jì)的質(zhì)量。 計(jì)算機(jī)輔助制造( Computer Aided Manufacturing ， CAM )是用計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備 的管理、控制和操作的過(guò)程。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，可以直接通過(guò)專門(mén)的加工制造設(shè) 備自動(dòng)生產(chǎn)出來(lái)。使用 CAM 技術(shù)

21、可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量，降低成本，縮短生產(chǎn)周期。 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)( Computer Integrated Manufacture System ， CIMS )是指以計(jì)算 機(jī)為中心的現(xiàn)代化信息技術(shù)應(yīng)用于企業(yè)管理與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)制造的新一代制造系統(tǒng)， 是 CAD 、 CAPP、 CAM 、 CAE 、 CAQ (計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量管理) 、 PDMS (產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)) 、管理 與決策、網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)及質(zhì)量保證系統(tǒng)等子系統(tǒng)的技術(shù)集成。 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué) (Computer Aided Instruction ， CAI) 是在計(jì)算機(jī)輔助下進(jìn)行的各種教學(xué) 活動(dòng)，以對(duì)話方式與學(xué)生討論教學(xué)內(nèi)容、安排教

22、學(xué)進(jìn)程、進(jìn)行教學(xué)訓(xùn)練的方法與技術(shù)。 CAI 為學(xué)生提供一個(gè)良好的個(gè)人化學(xué)習(xí)環(huán)境，綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)的多媒體、超文本、人工 智能及知識(shí)庫(kù)等技術(shù)，克服傳統(tǒng)教學(xué)方式單一、片面的缺點(diǎn)，能有效地縮短學(xué)習(xí)時(shí)間、 提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的教學(xué)目標(biāo)。 4 ． 計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制 主要應(yīng)用于飛行控制、加工控制、生產(chǎn)線控制、交通指示燈控制等。過(guò)程控制又稱 實(shí)時(shí)控制，指用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集檢測(cè)數(shù)據(jù)，按最佳值迅速地對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)控制或 自動(dòng)調(diào)節(jié)。 利用計(jì)算機(jī)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程或裝置的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)并實(shí)施自動(dòng)控制。 不僅可以大大提高控制的自動(dòng)化水平，而且可以提高控制的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，從而改善 勞

23、動(dòng)條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量及合格率。 5 ． 多媒體技術(shù)應(yīng)用 隨著電子技術(shù)特別是通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)有能力把文本、音頻、視 頻、動(dòng)畫(huà)、圖形和圖像等各種媒體綜合起來(lái)，構(gòu)成一種全新的概念——“多媒體” 。 在 醫(yī)療、教育、商業(yè)、銀行、保險(xiǎn)、行政管理、軍事、工業(yè)、廣播和出版等領(lǐng)域中，多媒 體的應(yīng)用發(fā)展很快。 6 ． 電子商務(wù)等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用進(jìn)一步深入到社會(huì)的各行各業(yè)，通過(guò)高速信息 網(wǎng)現(xiàn)數(shù)據(jù)與信息的查詢、高速通信服務(wù) ( 電子郵件、電視電話、電視會(huì)議、文檔傳輸) 、電 子教育、電子娛樂(lè)、電子購(gòu)物(通過(guò)網(wǎng)絡(luò)選看商品、辦理購(gòu)物手續(xù)、質(zhì)量投訴等)、遠(yuǎn)程醫(yī) 療

24、和會(huì)診、交通信息管理等。 7 .人工智能方面的研究和應(yīng)用 人工智能（簡(jiǎn)稱AI ）是指計(jì)算機(jī)模擬人類某些智力行為的理論、技術(shù)和應(yīng)用。 人工 智能是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)新的領(lǐng)域，這方面的研究和應(yīng)用正處于發(fā)展階段，在醫(yī)療診斷、 定理證明、語(yǔ)言翻譯、機(jī)器人等方面，已有了顯著的成效。例如，用計(jì)算機(jī)模擬人腦的 部分功能進(jìn)行思維學(xué)習(xí)、推理、聯(lián)想和決策，使計(jì)算機(jī)具有一定“思維能力”。我國(guó)已開(kāi) 發(fā)成功一些中醫(yī)專家診斷系統(tǒng)，可以模擬名醫(yī)給患者診病開(kāi)方。機(jī)器人是計(jì)算機(jī)人工智 能的典型例子。機(jī)器人的核心是計(jì)算機(jī)。智能機(jī)器人具有感知和理解周圍環(huán)境，使用語(yǔ) 言、推理、規(guī)劃和操縱工具的技能，模仿人完成某些動(dòng)作。機(jī)器

25、人不怕疲勞，精確度高， 適應(yīng)力強(qiáng)，現(xiàn)已開(kāi)始用于搬運(yùn)、噴漆、焊接、裝配等工作中。機(jī)器人還能代替人在危險(xiǎn) 工作中進(jìn)行繁重的勞動(dòng)，如在有放射線、污染有毒、高 溫、低溫、高壓、水下等環(huán)境中 工作。 1.3 計(jì)算機(jī)數(shù)制及轉(zhuǎn)換與運(yùn)算 1.3.1 數(shù)制的概念 數(shù)制的種類很多，但在日常生活中，人們習(xí)慣使用十進(jìn)制，所謂十進(jìn)制，就是逢十 進(jìn)一。除十進(jìn)制外，有時(shí)還使用十二進(jìn)制、六十進(jìn)制，比如一打襪子為十二雙，一年等 于十二個(gè)月，即逢十二進(jìn)一。一小時(shí)等于六十分，一分鐘等于六十秒，即逢六十進(jìn)一， 這是六十進(jìn)制。在計(jì)算機(jī)中處理的數(shù)據(jù)是二進(jìn)制，有時(shí)為書(shū)寫(xiě)方便也常用八進(jìn)制和十六 進(jìn)制。 基數(shù)：一組固定不變的不重復(fù)數(shù)

26、字的個(gè)數(shù)。例如：二進(jìn)制數(shù)基數(shù)是 2,十進(jìn)制數(shù)基數(shù) 為10。 位權(quán)：某個(gè)位置上的數(shù)代表的數(shù)量大小。表示此數(shù)在整個(gè)數(shù)中所占的份量（權(quán)重）。 數(shù)位是指數(shù)碼在一個(gè)數(shù)中所處的位置。 二進(jìn)制Binary notation :具有兩個(gè)不同的數(shù)字符號(hào)，即 0和1;其基數(shù)為2;二進(jìn) 制的特點(diǎn)是逢二進(jìn)一，可用B來(lái)表示二進(jìn)制。 十進(jìn)制Decimal notation :具有十個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)0、1、2、3、4、5、6、7、8、 9,其基數(shù)為10;十進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)是逢十進(jìn)一，可用D來(lái)表示十進(jìn)制。 八進(jìn)制Octal notation :具有八個(gè)不同白^數(shù)碼符號(hào)0、1、2、3、4、5、6、7,其基 數(shù)為8;

27、八進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)是逢八進(jìn)一，通常用Q或O表示。 十六進(jìn)制Hexadecimal notation :具有十六個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)0、1、2、3、4、5、 6、7、8、9、A曰C、D E、F,其基數(shù)為16,十六進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)是逢十六進(jìn)一，用 H 表不。 進(jìn)位制 十進(jìn)制 二進(jìn)制 八進(jìn)制 十六進(jìn)制 數(shù)碼 0,1,2，…,9 0,1 0,1,2,...,7 0,1,...,9,A,B,C,D,E,F 規(guī)貝U 逢十進(jìn)一 逢二『 逢八進(jìn)一 逢十六進(jìn)一 基數(shù)R 10 2 8 16 位權(quán) 10i 2i 8i 16 i 表小形式 D B Q或O H

28、表1-2十進(jìn)制和計(jì)算機(jī)中常用進(jìn)制 其中：i=(0,1,2,3,…,n)為數(shù)位的編號(hào)，表示數(shù)的某一數(shù)位。 例如：二進(jìn)制的 4位位權(quán)值為24=16,十六進(jìn)制2位位權(quán)值為162=256。 每種進(jìn)制數(shù)有各自的表示形式。例如：110D為十進(jìn)制數(shù)、110B為二進(jìn)制數(shù)、110Q 為八進(jìn)制數(shù)、110H為十六進(jìn)制數(shù)。 1.3.2 數(shù)值之間的轉(zhuǎn)換 1 .二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制 按權(quán)展開(kāi)后，相加即得。 例如：(1101.011) 2=1 X 23+1 X 22+0X 21+1 X 20+0X 2-1+1 X 2—2+1 X 2—3=(13.375) 10 2 .十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制 整數(shù)部分：采用

29、除 2取余法，且除到商為 0為止；按從下往上順序排列余數(shù)即可得 到結(jié)果。先取余數(shù)低位，后取余數(shù)高位。 小數(shù)部分：采用乘 2取整法，直到小數(shù)部分為 0或達(dá)到所要求精度為止(小數(shù)部分 可能永遠(yuǎn)不會(huì)得到 0),最先得到的整數(shù)排在最高位。 又例，(241.43) 10= (? ) 2,小數(shù)取 4 位。 2聞 余數(shù) 2 | 120 1 八 2 [600 2 [30 0 2 [15 0 2 |7 1 2 [3 1 2 |j 1 2 |0 1 計(jì)算結(jié)果：(241.43 ) 10= (11110001.011 注：一般小數(shù)取四位，要做五位，第五位采璟 0. 43 X 2 高

30、位 0 0. 86 X 2 1 1.72 X 2 1 1.44 X 2 0 0. 88 )2 手入法：有 0舍1入發(fā)，恒舍發(fā)，恒 置1發(fā)，列表法等來(lái)確定。 3 .二、八、十六進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換 由于二、八、十六進(jìn)制之間存在這樣一種關(guān)系: 23=8, 24=16。所以，每位八進(jìn)制數(shù) 位組劃分是以 0。 相當(dāng)于3位二進(jìn)制數(shù)，每位十六進(jìn)制數(shù)相當(dāng)于 4位二進(jìn)制數(shù)，在轉(zhuǎn)換時(shí)， 小數(shù)點(diǎn)為中心向左右兩邊延伸，中間的 0不能省略，兩頭位數(shù)不足時(shí)可補(bǔ) 例如：(24.53) 8=(? )2 24 . 53 0 1 0 1 0 0. 1 0 1 0 1 1 計(jì)算結(jié)

31、果：(24.53) 8=(10100.101011) 2 又例，(11010010110) 2=( ? ) 16 01 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 LJ

32、0110110) 2=(10101) 2 1 1 0 0 1 0 1 12 0 3 -10110110 二進(jìn)制轉(zhuǎn)換十進(jìn)制一1 8 2 ■ 0 0 0 1 0 1 0 12 1 1.3.4 二進(jìn)制的邏輯運(yùn)算 1 .邏輯或運(yùn)算 運(yùn)算符：“+”或“V”。運(yùn)算規(guī)則如下: ① 0+0=0 或 0 V 0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=1 或 0V1=1 或 1 V0=1 或 1V1=1 例如：(110101) V (101100) 2 =(111101) 2 110 10 1 V 10 11 0 0 11110 1 2 .邏輯與運(yùn)算 運(yùn)算

33、符： “X”或。運(yùn)算規(guī)則如下： ① 0X0=0或 0八0二0 ② 0X1=0 或 0八1二0 ③ 1X 0=0 或 1A 0=0 ④ 1X1=1 或 1八1=1 例如：(101101) 2 A (110110) 2 =(100100) 2 3 .邏輯非運(yùn)算 運(yùn)算符：“―”。運(yùn)算規(guī)則如下： 4 0的非為1 5 1的非為0_ 例如：x=100101,則 X=011010 6 .邏輯異或運(yùn)算 運(yùn)算符：“葭’。運(yùn)算規(guī)則如下： ① 0? 0=0 ② 0十1=1 ③ 1十0=1 ④ 1 ? 1=0 例如：(110010) 2 十(101011) 2=(011001) 2

34、 1.4數(shù)據(jù)信息的表示與存儲(chǔ) 1.4.1 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單位 計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)包括數(shù)值數(shù)據(jù)和非數(shù)值數(shù)據(jù)，數(shù)值數(shù)據(jù)是有量的大小，而非數(shù)值數(shù) 據(jù)是字符、聲音、圖形以及動(dòng)畫(huà)等，所有類型的數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中都是用二進(jìn)制形式表示 和存儲(chǔ)的。計(jì)算機(jī)常用的存儲(chǔ)單位有位、字節(jié)和字。 位(bit )： 一個(gè)二進(jìn)制位稱為比特，用 b表示，是計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最小單位。 一個(gè)二進(jìn)制位只能用表示 0或1兩種狀態(tài)。 字節(jié)(Byte):八個(gè)二進(jìn)制位稱為字節(jié)，通常用 B表示，字節(jié)是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理和存 儲(chǔ)的基本單位。 字（Word）: 一個(gè)字由若干個(gè)字節(jié)組成的（通常取字節(jié)的整數(shù)倍），是計(jì)算機(jī)一次存 取、加工和傳送的數(shù)據(jù)長(zhǎng)

35、度，也是衡量計(jì)算機(jī)精度和運(yùn)算速度的主要技術(shù)指標(biāo)，字長(zhǎng)越 長(zhǎng)，性能越好。計(jì)算機(jī)型號(hào)不同，其字長(zhǎng)也不同，常用的字長(zhǎng)有8位、16位、32位和64 位。 計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量的大小是用字節(jié)的多少來(lái)衡量，通常使用的衡量單位是B、KB MB GB或TB,其中B代表字節(jié)，這些衡量單位之間的換算關(guān)系如下： 1B=8bit , 1KB=1024R 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB 1.4.2 小數(shù)的表示（定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)） 1.機(jī)器數(shù) 機(jī)器數(shù)是指數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示形式；機(jī)器數(shù)真正表示的數(shù)值稱為這個(gè)機(jī)器數(shù)的真 值。機(jī)器數(shù)有三個(gè)特征： 1）機(jī)器數(shù)據(jù)表示的數(shù)的范圍受計(jì)算機(jī)字

36、長(zhǎng)的限制 例如：8位字長(zhǎng)的無(wú)符號(hào)整數(shù)的最大范圍是（11111111 ） 2 =（255） 10,運(yùn)算時(shí)如果數(shù)值 超過(guò)機(jī)器所能表示的范圍，運(yùn)算就會(huì)因出錯(cuò)而終止。這種情況稱為“溢出”。 2）機(jī)器數(shù)的符號(hào)位被數(shù)值化 數(shù)值數(shù)據(jù)有正負(fù)之分，機(jī)器數(shù)也有正有負(fù)。在計(jì)算機(jī)中，總是用數(shù)的最高位表示數(shù) 的符號(hào)，并且規(guī)定 0表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù)。 3）機(jī)器數(shù)的小數(shù)點(diǎn)處于約定的位置 小數(shù)的表示兩種表示方法：定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)。定點(diǎn)數(shù)是指小數(shù)點(diǎn)位置固定不變；浮 點(diǎn)數(shù)：允許小數(shù)點(diǎn)位置浮動(dòng)。 2 .定點(diǎn)數(shù)的表示 規(guī)定一個(gè)小數(shù)點(diǎn)固定的位置，采用把小數(shù)點(diǎn)固定在最低位的右邊或符號(hào)位的右面， 即把參加運(yùn)算的數(shù)化為純

37、整數(shù)或純小數(shù)。 例如：二進(jìn)制數(shù) N可以寫(xiě)成 N=25XS 式中：S稱為數(shù)N的尾數(shù)；P稱為數(shù)N的階碼；2稱為階碼的底。S表示數(shù)N的全部 有效數(shù)字，階碼P指明了小數(shù)點(diǎn)的位置，定點(diǎn)數(shù)的階碼P值是固定的。 1）定點(diǎn)整數(shù)的表示法 P=0,而S為純整數(shù)，則小數(shù)點(diǎn)的位置定在S之后： 符號(hào)位 尾數(shù)S 2）定點(diǎn)小數(shù)的表示法小數(shù)點(diǎn) S為純小數(shù)，小數(shù)點(diǎn)固定在符號(hào)位的右面： 符號(hào)位 尾數(shù)S 小數(shù)點(diǎn) 3 .浮點(diǎn)數(shù)的表示 浮點(diǎn)數(shù)的階碼p值不是固定的，而是可以浮動(dòng)的。這時(shí)：N=25XS 式中：階碼為可變的整數(shù)，并且可以是正數(shù)，也可以是負(fù)數(shù)；尾數(shù)S也可正、可負(fù)。 通常用一位二進(jìn)制數(shù) P

38、f表示階碼的符號(hào)位，用一位二進(jìn)制數(shù) Sf表示尾數(shù)的符號(hào)位。 浮點(diǎn)數(shù)表示法：階碼部分為定點(diǎn)整數(shù)，尾數(shù)部分為定點(diǎn)小數(shù)。 Pf 階碼P Sf 尾數(shù)S 1.4.3 原碼、反碼、補(bǔ)碼的表示 數(shù)在計(jì)算機(jī)中是以二進(jìn)制形式表示的，它分為有符號(hào)數(shù)和無(wú)符號(hào)數(shù)。原碼、反碼、 補(bǔ)碼都是有符號(hào)定點(diǎn)數(shù)的表示方法，一個(gè)有符號(hào)定點(diǎn)數(shù)的最高位為符號(hào)位，0表示正，1 表示負(fù)。在計(jì)算機(jī)內(nèi)，定點(diǎn)數(shù)有 3種表示法：原碼、反碼和補(bǔ)碼。 1 .原碼的表示 原碼表示法是機(jī)器數(shù)的一種簡(jiǎn)單的表示法。其符號(hào)位用0表示正號(hào)，用：表示負(fù)號(hào)， 數(shù)值一般用二進(jìn)制形式表示。設(shè)有一數(shù)為X,則原碼表示可記作：［X］原。 1）小數(shù)原碼

39、的定義 0 0,則符號(hào)位為0,其余照抄； XW 0,則符號(hào)位為1,其余照抄。 例如，X=+1001001,［X］原=01001001 2 .反碼的表示 機(jī)器數(shù)的反碼可由原碼得到。如果機(jī)器數(shù)是正數(shù)，則該機(jī)器數(shù)的反碼與原碼一樣； 如果機(jī)器數(shù)是負(fù)數(shù)，則該機(jī)器數(shù)的反碼是對(duì)它的原碼（符號(hào)位除外）各位取反而得到的。 設(shè)有一數(shù)X,則X的反碼表示記作［X］反。 1）小數(shù)反碼的定義

40、n-1 0

41、補(bǔ)。 0

42、補(bǔ)=兇 補(bǔ)+［Y］補(bǔ)=00110011+11010111=00001010 注：因?yàn)橛?jì)算機(jī)中運(yùn)算器的位長(zhǎng)是固定的，上述運(yùn)算中產(chǎn)生的最高位進(jìn)位將丟掉, 所以結(jié)果不是 100001010 ,而是00001010。 ②［x-y］補(bǔ)=兇補(bǔ)+［-y］補(bǔ)，即兩數(shù)之差的補(bǔ)碼等于被減數(shù)的補(bǔ)碼與減數(shù)相反數(shù)的補(bǔ)碼之 和。 例如，X=+0111001,Y=+1001101 ,求［X-Y］補(bǔ)。 兇補(bǔ)=00111001［Y］補(bǔ)=01001101 ［-Y］補(bǔ)=10110011 ［X-Y］補(bǔ)=兇 補(bǔ)+［-Y］補(bǔ)=00111001+10110011=11101100 ③［［x］補(bǔ)］補(bǔ)=兇原，即按求補(bǔ)的方法，對(duì)［x

43、］補(bǔ)再求補(bǔ)一次，結(jié)果等于［x］原。 4.反碼的表示 正數(shù)的反碼與其原碼相同；負(fù)數(shù)的反碼是對(duì)其原碼逐位取反，但符號(hào)位除外。補(bǔ)碼 表示法規(guī)定：正數(shù)的補(bǔ)碼與其原碼相同；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是在其反碼的末位加1。拿單字節(jié)整 數(shù)來(lái)說(shuō)，無(wú)符號(hào)型，其表示范圍是［0, 255］，總共表示了 256個(gè)數(shù)據(jù)。有符號(hào)型，其表 示范圍是［-128 , 127］。 1.4.4 ASCII 編碼 字符是用來(lái)組織、控制或表示數(shù)據(jù)的字母、數(shù)字以及計(jì)算機(jī)能識(shí)別的其他符號(hào)，使 用最廣泛的ASCII字符碼編碼，即美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼(American Standard Codefor Information Interc

44、hange )。如表 1-3 所示。 、,b7b6b5 000 001 010 011 100 101 110 111 b4b3b2b1、 (0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) ⑺ 0000 (0) NUL DLE SP 0 @ P ' P 0001 (1) SOH DC1 ! 1 A Q a q 0010 (2) STX DC2 2 B R b r 0011 (3) ETX DC3 # 3 C S c s 0100 (4) EOT DE4 $ 4

45、 D T d t 0101 (5) ENQ NAK % 5 E U e u 0110 (6) ACK SYN & 6 F V f v 0111 (7) BEL ETB 7 G W g w 1000 (8) BS CAN ( 8 H X h x 1001 (9) HT EM ) 9 I Y i y 1010 (A) LF SUB * J Z j z 1011 (B) VT ESC + ; K [ k { 1100 (C) FF FS ,

46、< L \ l | 1101 (D) CR GS - = M ] m } 1110 (E) SO RS . > M A n ~ 1111 (F) SI US / ? O - o DEL 表1-3 ASCII字符編碼 ASCII碼用7位二進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)字符，排列順序?yàn)閎7b6b5b4b3b2b1,并且規(guī)定用一個(gè) 字節(jié)的低7位表示字符編碼，最高位恒為 0。7位二進(jìn)制數(shù)共可以表示128個(gè)字符，這些 字符包括26個(gè)大寫(xiě)英文字母、26個(gè)小寫(xiě)英文字母、10個(gè)十進(jìn)制數(shù)字、32個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、 運(yùn)算符、專用字符以及 34個(gè)通用控制字符。

47、例如：" CR'符的ASCII碼的十六進(jìn)制為“ 0DH , " LF”符的ASCII碼的十六進(jìn)制 為“0AHT , “ SP”符的ASCII碼的十六進(jìn)制為“ 20H' , "9”的 ASCII碼的十六進(jìn)制為 “39HT , “W白A ASCII碼的十六進(jìn)制為“ 57H'等等。 1.5漢字信息的處理 每個(gè)國(guó)家使用計(jì)算機(jī)都要處理本國(guó)語(yǔ)言。1980年我國(guó)頒布了《信息交換用漢字編碼 字符集-基本集》，即國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB2312-80。共收集漢字6763個(gè)，分為兩級(jí)。第一級(jí) 3755 個(gè)漢字，屬常用漢字，按漢字拼音字母順序排列。第二級(jí) 3008個(gè)漢字，屬次常用漢字， 按部首排列。 1995年我國(guó)又

48、頒布了《漢字編碼擴(kuò)展規(guī)范》 （GBK。GBKW GB 2312-1980國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 所對(duì)應(yīng)的內(nèi)碼標(biāo)準(zhǔn)兼容，同時(shí)在字匯一級(jí)支持ISO/IEC10646-1和GB13000-1的全部中、 日、韓（CJK）漢字，共計(jì) 20902字。 1.計(jì)算機(jī)處理漢字的關(guān)鍵 1）首先將每個(gè)漢字以外部碼輸入計(jì)算機(jī)。 2）將外部碼轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的漢字內(nèi)碼進(jìn)行存儲(chǔ)。 3）將內(nèi)碼轉(zhuǎn)換成字形碼輸出。 2.漢字外部碼 漢字外部碼又稱為漢字輸入碼，是指從鍵盤(pán)上輸入漢字時(shí)采用的編碼。目前廣泛使 用的漢字輸入編碼有很多種。 1）以漢字讀音為基礎(chǔ)的拼音碼，如全拼輸入法、雙拼輸入法、詞匯輸入法、智能ABC 輸入法等；

49、 2）以漢字字形為基礎(chǔ)的字形碼，如五筆字型輸入法； 3）音形碼，綜合拼音碼和字型碼的特點(diǎn)，如自然碼等； 4）數(shù)字碼，如區(qū)位碼、電報(bào)碼、內(nèi)碼等。 不同的漢字輸入方法有不同的外碼，但內(nèi)碼只能有一個(gè)。好的輸入方法應(yīng)具備規(guī)則 簡(jiǎn)單、操作方便、容易記憶、重碼率低、速度快等特點(diǎn)。 3.漢字國(guó)標(biāo)碼 GB2312-80編碼簡(jiǎn)稱國(guó)標(biāo)碼。由于漢字?jǐn)?shù)量大，無(wú)法用一個(gè)字節(jié)進(jìn)行編碼，因此使用 兩個(gè)字節(jié)對(duì)漢字進(jìn)行編碼。規(guī)定兩個(gè)字節(jié)的最高位用來(lái)區(qū)分ASCII碼。這樣國(guó)標(biāo)碼用兩 個(gè)字節(jié)的低7位對(duì)漢字進(jìn)行編碼。 ASCII 0 ASCII碼低了位 國(guó)標(biāo)招： 0國(guó)標(biāo)碼第一字節(jié)低1位0國(guó)標(biāo)碼第二字節(jié)保1

50、比 一個(gè)字節(jié)只能有128-34=94種狀態(tài)用于漢字編碼（34是指34種控制字符），兩個(gè)字 節(jié)可以表示94X94=8836種狀態(tài)。在基本集中漢字是按規(guī)則排列成94行和94列的矩陣， 形成漢字編碼表，其行號(hào)稱為區(qū)號(hào)，列號(hào)稱為位號(hào)，第一個(gè)字節(jié)表示漢字在國(guó)標(biāo)字符集 中的區(qū)號(hào)，第二個(gè)字節(jié)表示漢字在國(guó)標(biāo)字符集中的位號(hào)。每一個(gè)漢字在94X94的矩陣中 都有一個(gè)固定的區(qū)號(hào)和位號(hào)，即區(qū)位碼，這個(gè)碼是唯一的，不會(huì)有重碼字。把換算成十 六進(jìn)制的區(qū)位碼加上 2020H,就得到國(guó)標(biāo)碼。前面講過(guò)國(guó)標(biāo)碼是用兩個(gè)字節(jié)（高位為0） 來(lái)表示，為便于計(jì)算機(jī)能正確區(qū)分漢字字符與英文字符，在國(guó)標(biāo)碼加上8080H （即將兩

51、字 節(jié)的最高位0都置為1,以示區(qū)別ASCII碼），就得到常用的計(jì)算機(jī)機(jī)內(nèi)碼。 國(guó)標(biāo)碼是以十六進(jìn)制數(shù)字編碼，編碼范圍是從2121H（21H即為十進(jìn)制的33）到7F7FH （7FH即為十進(jìn)制的127）。因此，國(guó)標(biāo)碼二區(qū)位碼（用十六進(jìn)制表示）+2020Ho 例如：漢字“大”的區(qū)號(hào)為 20,位號(hào)為83,即“大”的區(qū)位碼為 2083（0823H）; “大” 的國(guó)標(biāo)碼為 2843H （ 0823H+2020H），機(jī)內(nèi)碼為 A8C3H （2843H+8080H）。 4.漢字字形碼 字形碼又稱漢字字模，用于漢字的輸出。漢字的字形通常采用點(diǎn)陣的方式產(chǎn)生。漢 字點(diǎn)陣有16X16點(diǎn)陣、32X32點(diǎn)陣、

52、64X64點(diǎn)陣，點(diǎn)陣不同，漢字字形碼的長(zhǎng)度也不 同。點(diǎn)陣數(shù)越大，字形質(zhì)量越高，字形碼占用的字節(jié)數(shù)越多。 如圖1-7是“國(guó)”字24X24的點(diǎn)陣字形。深色小正方形可以表示一個(gè)二進(jìn)制位的信 息“1”，淺色小正方形表示二進(jìn)制位的信息“ 0 漢字字形碼又稱為漢字輸出碼或漢字發(fā)生器的編碼。 例：按32X32點(diǎn)陣存放兩級(jí)漢字的漢字庫(kù)，大約需要占用多少字節(jié)？ 解：32X32X6763+ 8=8656645 845KB 大約需要845KB 各種編碼之間白^關(guān)系如圖1-8所示。 漢字字形數(shù)字化后，以二進(jìn)制文件的形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，構(gòu)成漢字字形庫(kù)或漢字 字模庫(kù)，簡(jiǎn)稱漢字字庫(kù)。它的作用是為漢字

53、的輸出設(shè)備提供字形數(shù)據(jù)。漢字字形信息的 存儲(chǔ)方法有兩種：整字存儲(chǔ)法、壓縮信息存儲(chǔ)法。 漢字字庫(kù)分為： 1）硬字庫(kù)：它將漢字庫(kù)固化在ROhM EPROMK 2）軟字庫(kù)：它將漢字庫(kù)存放在某種外存設(shè)備（如硬磁盤(pán)、軟磁盤(pán)）上。 區(qū)位碼輸入 拼音輸入 拼形輸入 漢字國(guó)標(biāo)碼 漢字機(jī)內(nèi)碼 圖1-8各種編碼之間的關(guān)系 習(xí)題一 一、選擇題 1. 世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生于() A. 20 世紀(jì) 40 年代 B. 19 世紀(jì) C. 20 世紀(jì) 80 年代 D. 1950 年 2 ．最能準(zhǔn)確描述計(jì)算機(jī)的主要功能的

54、是 B .計(jì)算機(jī)可以存儲(chǔ)大量信息 .計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高速度的計(jì)算 。 D .硬盤(pán) C. 外存儲(chǔ)器 D .控制器 D .字長(zhǎng) C. 字處理軟件 D .應(yīng)用軟件 內(nèi)存 A ．計(jì)算機(jī)可以代替人的腦力勞動(dòng) C ．計(jì)算機(jī)是一種信息處理機(jī)D 3 ．微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)主要取決于 A. RAM B . CPU C.顯示器 4 .硬盤(pán)是計(jì)算機(jī)的—— A. 中央處理器 B ．內(nèi)存貯器 5 .存儲(chǔ)器容量的基本單位是—— A. 字位 B .字節(jié) C .字碼 6 .“財(cái)務(wù)管理”軟件屬于—— A. 工具軟件B .系統(tǒng)軟件 7 .下列存儲(chǔ)器中，存取速度最慢的是 A. 軟盤(pán) B .硬盤(pán)

55、 C 光盤(pán) D . 8 . 計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制不是因?yàn)?) A. 物理上容易實(shí)現(xiàn)B. 規(guī)則簡(jiǎn)單 C. 邏輯性強(qiáng)D. 人們的習(xí)慣 9 .以下十六進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算，——是正確的. A. 1+9=A B . 1+9=B C . 1+9=C D . 1+9=10 10 .以下字符， ASCII 碼值最小的是 A . A ’ B .空格 C . 0 ’ D . ’ h’ 11 . 下列說(shuō)法不正確的是() 。 A. 數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)加工成為信息B. 數(shù)據(jù)指文字，符號(hào)、聲、光等 C. 信息就是數(shù)據(jù)的物理表示D. 信息與數(shù)據(jù)既有區(qū)別又有聯(lián)系 12 . 計(jì)算機(jī)的機(jī)器語(yǔ)言程序是用()表示的。 A. ASCII 碼 B. 二進(jìn)制代碼 C. 外碼 D. 目標(biāo)碼 二、簡(jiǎn)答題 1 .簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)的發(fā)展史。 2 .計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是什么？ 3 . 計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)有哪些？ 4 .簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)的組成及其原理。 5 .計(jì)算下列進(jìn)制轉(zhuǎn)換： (1023) 10=()2(569)10=()16 (101101001)2=( )10 5 ．國(guó)標(biāo)碼怎么表示？