第二部分 主要内容 计算机基础知识（书上第1章） 计算机网络基础及应用（第6章） 算法与数据结构基础（第8章） 程序设计与软件工程基础（第9章） 数据库设计基础（第10章） 第一章

第二部分

主要内容 计算机基础知识（书上第1章） 计算机网络基础及应用（第6章） 算法与数据结构基础（第8章） 程序设计与软件工程基础（第9章） 数据库设计基础（第10章）

第一章 计算机基础知识

1.1 计算机概述

什么是计算机

计算机的演进

计算机的诞生 ENIAC “埃尼亚克” Electronic Numerical Integrator and Calculator） 1946年2月世界上第一台全数字电子计算机。 美国宾西法尼亚大学研制 结构庞大 标志着电子计算机时代的到来

1946年2月，美国宾夕法尼亚大学为精确测算炮弹的弹道特性而研制成功了世界上第一台真正能自动运行电子数字计算机ENIAC(埃尼亚克)。 18000个电子管 36000个电子元件 占地170平方米 重达30吨 耗电150千瓦 每秒300次4则运算 每秒5千次加法运算 价值40万美元

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EDVAC 计算机的基本工作原理及结构 ——冯·诺依曼“存储程序”思想

引入：人是如何处理事务的呢？ 接收信息 完成结果 计算 控制眼睛、手 记忆数据 计算机也是模仿人来处理事务的。

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。

计算机的基本结构

程序+ 数据 操作命令 处理 结果 反馈信号 响应信号 请求信号 响应信号 请求信号 输入 设备 输出 设备 存放运行中的程序和数据 也称算术逻辑单元(ALU)，是计算机进行算术运算和逻辑运算的部件。 用来将现实世界中的数据输入到计算机 主要用来控制程序和数据的输入/输出，以及各个部件之间的协调运行

运算器——也称算术逻辑单元(ALU)，是计算机进行算术运算和逻辑运算的部件。 控制器——主要用来控制程序和数据的输入/输出，以及各个部件之间的协调运行。 在现代计算机中，往往将运算器和控制器集成在一个集成电路芯片内，这个芯片称为CPU(中央控制单元)。 CPU性能的高低，往往决定了一台计算机性能的高低。

存储器——主要功能是存放运行中的程序和数据。 输入设备——用来将现实世界中的数据输入到计算机。常见的输入设备有：键盘、鼠标、数码相机等设备。 输出设备——将计算机处理的结果转换成为用户熟悉的形式。常见的输出设备有：显示器、打印机、硬盘、音箱、网卡等。

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(包含指令和数据)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。

指令：CPU生产出来后自动识别一些命令，如加法、减法、比较、数据传送等，CPU就是按指令来工作的 指令集（指令系统）：CPU所能识别所有指令的集合。 程序：是计算机完成某一任务所执行的指令序列集合

存储程序工作原理 计算机的两个基本能力：一是能够存储程序，二是能够自动地执行程序。 计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执行的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成全部指令任务为止。

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，并可以用二值逻辑元件进行表示和处理。 思考：我们日常生活中的进制…… 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

非冯·诺依曼计算机结构 冯·诺依曼瓶颈 ：在CPU和主存之间只有一条数据通路，而且该数据通路每次只能交换一个字。 非冯·诺依曼计算机主要有： 数据流计算机 归约计算机 基于面向对象程序设计语言的计算机 面向智能信息处理的智能计算机

计算机的发展：按电子器件划分的四代计算机

第一代计算机 主要特征： 使用电子管作为电子器件；软件还处于初始阶段，使用机器语言与符号语言编制程序。 主要特点： 体积大、耗电多、重量重、性能低。

第一代计算机主要贡献： 确立了模拟量可变换成数字量进行计算，开创了数字化技术的新时代； 形成了电子数字计算机的基本结构：冯·诺依曼结构； 确定了程序设计的基本方法； 首创使用阴极射线管CRT（Cathode-Ray Tube）作为计算机的字符显示器。

第二代计算机 使用晶体管作为主要电子器件。 主要功能是科学与工程计算。

第二代重要贡献： （1）开创了计算机处理文字和图形的新阶段； （2）高级语言已投入使用； （3）开始有了通用机和专用机之分； （4）开始使用鼠标作为输入设备。

第三代计算机 使用小规模集成电路SSI(small scale integration)和中等规模的集成电路MIS（medium scale integration）作为主要电子元件。 计算机不仅用于科学计算，还用于文字处理、企业管理、自动控制等领域，出现了计算机技术与通信技术相结合的信息管理系统，

第三代计算机的主要贡献： （1）运算速度已达到100万次/秒以上； （2）操作系统更完善； （3）序列机的推出，较好地解决了“硬件不断更新，而软件相对稳定”的矛盾； （4）机器可根据其性能分为巨型机、大型机和小型机。

第四代计算机 使用大规模集成电路LSI（large scale integration）和超大规模集成电路VLSI（very large scale integrtion）作为主要的电子器件。

在各种性能上都得到了大幅度的提高 对应的软件也越来越丰富 其应用涉及到国民经济的各个领域，已经在办公自动化、数据库管理、图象识别、专家系统等众多领域中得到了广泛应用。 作为第四代计算机的典型代表——微型计算机应运而生。微型计算机吸引了众多用户，得到了快速发展。 当前计算机正朝着巨型化、微型化、网络化、智能化、多功能和多媒体化的方向发展。

计算机的发展：按电子器件划分的四代计算机

计算机的分类 按计算机处理数据的方式分 数字计算机（Digital Computer） 模拟计算机（Analogue Computer） 数模混合计算机 按计算机使用范围分为 专用计算机（Special Purpose Computer） 通用计算机（General Purpose Computer） 按计算机的规模和处理能力将计算机分为 巨型机、大型机、小型机、工作站、微型机等几类

计算机的主要特点 具有自动控制能力 具有高速运算能力 具有很强的记忆能力 有很高的计算精度 具有逻辑判断能力 可靠性高、通用性强

计算机的主要应用 科学计算 计算机为科学计算而诞生和发展 数据处理和信息管理 计算机应用中最广泛的领域 自动控制 计算机辅助系统 CAD、CAM、CAI 人工智能AI 目前计算机应用中最诱人、最活跃的领域之一 网络通信 多媒体应用 办公自动化

1.1.4 计算机的发展方向 未来的计算机以超大规模集成电路为基础，向 巨型化（不是体积大，而是速度高、容量大、功能强） 微型化（体积缩小、重量减轻） 网络化（分散的计算机联成网） 智能化（计算机将具有一定的“思维能力”） 方向发展。

计算机发展——巨型化 “巨型化”主要是指机器的性能——运算速度等。 运算速度可达每秒几百亿次运算的超级计算机 1975年世界上第一台超级计算机“Cray-I” 超级计算机应用： 天气预报、地震机理研究、 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。

计算机发展——巨型化 中国超级计算机： 国防科技大学研制的 “银河1号”、 “银河2号”和“银河3号” 国家职能计算机中心推出的 “曙光1000” 、“曙光200I”和“曙光3000”

计算机发展——微型化 计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。

计算机发展——网络化 计算机网络： 计算机技术与通信技术结合 的产物。 计算机网络的发展动力： 使用远程资源，共享程序、 数据和信息资源，网络用户 的通讯和合作。

计算机发展——网络化 因特网的建立正在改变我们的世界，改变我们的生活。网络具有虚拟和真实两种特性，网上聊天和网络游戏等具有虚拟特性，而网络通信、电子商务、网络资源共享则具有真实的特性。 再过几年，我们就完全可以通过因特网购买生活必需品，交纳各种费用、教学、管理个人账务等等。

计算机发展——智能化

1.2 计算机常用的数制及编码

目前计算机中所有的信息都用“0”和“1”两个数字符号组合的二进制数来表示。 数值在计算机中以二进制表示，这是由计算机所使用的逻辑器件所决定，其好处是：运算简单、实现方便、成本低。 数值、图形、文字等各种形式的信息，需要计算机加工处理时，首先必须按一定的法则转换成二进制数。 数制（计数制） 指用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法。 编码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信息的技术。

进位计数制的三要素： 数位：数码在一个数中所处的位置。 基数：每个数位上所能使用的数码的个数。 位权：处在某一位上的“1”所表示的数值的大小。 678.34=6×102+7×101+8×100 +3×10-1+4×10-2 数码 基数 权 1.2.1 常用数制及其表示方法

十进制数 日常生活中使用的数是十进制数，特征是： （1）有10个数字：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。 （2）运算时逢十进一。 （3）每个数字在不同的数位上，其值的大小是不同的。 数位：个 、 十、 百、 千、 万 …… 数值：100 、101、 、102 、103 、104 ……

二进制数 二进制数的特征是： （1）有2个数字：0，1。 （2）运算时逢二进一。 （3）每个数字在不同数位上，其值以2的倍数递增。即20，21，22，23，24等。

二进制优点： 0，1两个状态易物理实现； 运算规则简单。 算术运算与逻辑运算容易沟通。 用二进制数表示一个数值时，位数比较长，不便书写和记忆。 由于又有下面的关系：23=8及24=16，所以人们常用八进制数或十六进制数来表示二进制数。

八进制数和十六进制数 八进制数的特征： （1）有八个数字：0，1，2，3，4，5，6，7。 （2）运算时逢八进一。 十六进制数的特征： （1）有十六个数字：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F。 （2）运算时逢十六进一。 在十六进制中，分别用A、B、C、D、E和F来表示十进制数的10、11、12、13、14和15。

不同进制数的表示 示例 对于数14，就是我们日常用的就是十进制数，为了方便表示我们不妨将其记作（14）10 换为二进制数表示就是1110，记作（1110）2 八进制数表示就是16，记作（16）8 十六进制数表示就是E，记作（E）16

1.2.2 不同进制数之间的转换

例： (1999.8)10=1╳103+9 ╳102+9 ╳101+9 ╳100+8 ╳10-1 “权” (1101.1)2=1╳23+1 ╳22+0 ╳21+1 ╳20+1 ╳2-1 =（8+4+1+0.5）10 =（13.5）10 （1）二进制数转换为十进制数 规则：按“权”展开，求和。

练习： 十进制(101.1)10＝1×102＋0×101＋1×100＋1×10-1 二进制(101.1)2＝1×22＋0×21＋1×20＋1×2-1 ＝(5.5) 10 八进制(101.1)8＝1×82＋0×81＋1×80＋1×8-1 ＝(65.125)10 十六进制 (101.1)16＝1×162＋0×161＋1×160＋1×16-1 ＝(257.625)10

（2）十进制数据转换成x进制 例 把十进制数457转换成十六进制数 16| 457 余9 9 16| 28 余12 C 16| 1 余1 1 0 (457)10=(1C9)16 例 十进制数0.3125转换成二进制： 0.3125×2=0.625——0 0.625×2=1.25——1 0.25×2=0.5——0 0.5×2=1.0——1 （0.3125）10=（0.0101）2 整数部分按“倒序除x取余法”的原则进行转换； 小数部分按“顺序乘x取整法”的原则进行转换。 对任意一个数，将其分作整数和小数部分，分别按转换规则计算，然后相加合成即可。

十进制整数转换为二进制整数 规则：除二取余，直到商为零为止，倒排。 例：将十进制数86转化为二进制 2 | 86…… 0 2 | 43…… 1 2 | 21…… 1 2 | 10…… 0 2 | 5…… 1 2 | 2…… 0 2 | 1…… 1 0 所以,(86)10=(1010110)2

规则：乘二取整，直到小数部分为零或给定的精度为止，顺排。 例：将十进制数0.875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

【练习】将（236）D转换成二进制。 （236）D=（11101100）B

【练习】将（0.345）D转换成二进制。

十进制数和二进制对照表

（3）二进制转换为八进制 方法——三合一法 整数部分：自右向左，三个一组，不够补零，每组对应一个八进制数码。 小数部分：自左向右，三个一组，不够补零，每组对应一个八进制数码。 例如：将（10100101.10111）2 转换成八进制数。 （10100101.10111）2 = (010 100 101 .101 110)2 =（ 2 4 5. 5 6）8

方法——一分为三法 八进制 0 1 2 3 4 5 6 7 二进制 000 001 010 011 100 101 110 111 例如：将（207.54）8转换成二进制： 2 0 7. 5 4 010 000 111.101 100 所以， （207.54）8=（010000111.101100）2 =（10000111.1011）2 （4）八进制转换为二进制

（5）二进制转换为十六进制 方法——四合一法 整数部分：自右向左，四个一组，不够补零，每组对应一个十六进制数码。 小数部分：自左向右，四个一组，不够补零，每组对应一个十六进制数码。 例： (11001111.01111)2 = (1100 1111 .0111 1000)2 = ( C F . 7 8)16

（6）十六进制转换成二进制 方法——一分为四法 十六进制 0 1 2 3 4 5 6 7 二进制 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 十六进制 8 9 A B C D E F 二进制 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 例如（1E4.2A）16=（0001 1110 0100. 0010 1010） 2 =（111100100.0010101） 2

练习：二进制、八进制、十六进制数的相互转换

练习 （1100101.1101）2=（001 100 101.110 100）2=（145.64）10 (11010101111101)2=(0011，0101，0111，1101)2=(357D)16 (4B9E)16=(0100，1011，1001，1110)2=(100101110011110)2

1.2.3 计算机中数据存储的概念 二进制位 计算机所处理的数据信息，是以二进制数编码表示的 二进制数字“0”和“1”是构成信息的最小单位 一个二进制数称作一“位”或一“比特”(bit)。

字节 由若干个位组成一个“字节”(Byte)。 字节由多少个位组成，取决于计算机的自身结构。 通常，微型计算机的CPU多用8位组成一个字节。 构成一个字节的8个位被看作一个整体。 字节是电子计算机存储信息的基本单位。

字 字，指的是数据字，它由若干个位或字节所组成。 在计算机的存储器中占据一个单独的地址(内存单元的编号)并作为一个单元(由多个字节组合而成)处理的一组二进制数位称为“字”(word)。 对计算机的运算器和内存储器来说，一个字或几个字是一个数据;对控制器来说，一个字或几个字是一条指令。 在电子计算机内部，字是被当做一个整体。一个字所包含的二进制位数称字长。 字长是CPU的重要标志之一。字长越长，说明计算机数值的有效位越多，精确度就越高。低档微型机的字长为8位(一个字节)，高档微型机的字长有16位(两个字节)、32位(四个字节)、64位（8个字节）等等。

存储容量 计算机一个内存储器包括多少个字节数，就是这个内存储器的容量 常用KB(千字节) 、MB(兆字节)或GB作单位表示存储器容量。 1KB＝210个字节＝1024个字节 例如，64KB＝1024×64字节＝65536个字节 1MB＝210×210个字节＝1024×1024字节＝1048576个字节 1GB=1024MB

1.2.4 二进制数在计算机内的表示 （1）整数的表示 计算机中整数一般用定点数表示。 定点数指小数点在数中有固定的位置。 整数(不带符号的整数) 8位：0~255，16位：0~65535 带符号整数 符号位（0：正；1：负） 最高位为符号位（原码表示法） 8位：-128~127，16位：-32768~+32767

实数的表示 数符 尾数 阶符 阶码 计算机中实数一般用浮点数表示。 浮点数指小数点在数中位置不固定。 一个浮点数由阶码（指数）和尾数两部分组成。 阶码：尾数中的小数点应当向左或向右移动的位数。 尾数：表示数值的有效数字，其小数点约定在数符和尾数之间。 例：100.101=2+3×0.100101

1.2.5 计算机中信息的表示 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。有原码、反码、补码等方法。

数据在计算机中的表示方式 机器数 0 1 0 0 1 1 0 1 +77 符号位 真值 机 器 数 / 真 值

计算机中信息的表示 原码：将整数化为二进制数，符号位置0（正数）或1（负数） 负数的反码：符号位为1，绝对值部分与原码相反。 负数的补码表示：符号位也是“1”，其余为反码的最低位加“1”。

原码表示法 原码的最高位为符号位；其余的位是真值X的绝对值。 定点小数的原码 定点整数的原码 例ｘ＝+0.1001 [ｘ]原＝0.1001；ｘ＝-0.1001 [ｘ]原＝1.1001 例 x = -1011101 [ｘ]原 = 11011101

原码表示法 1. 原码：用最高位表示符号位，符号位为0，则表示正数；符号位为1，则表示负数。

反码表示法 正数的反码同原码； 负数的反码是将该负数的原码符号位不变，其他位取反。 例：X=-1101001 则[-X]原=01101001 [X]反=10010110

反码表示法 反码：原码变反码规则为：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。

补码表示法 正整数的补码与原码相同； 负数的补码等于其反码末位加1。 例：X=-0.1011 则 [X]反= 1.0100 [X]补= 1.0101 X=-1011000 则 [X]反= 10100111 [X]补= 10101000

补码表示法 3. 补码：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(即0变为1，1变为0)，最后在末位加1。

原码、反码、补码（续） 注意： -0与+0在补码表示法中相同，而在原码、反码表示却不同。 相同位数的二进制补码，表示的范围比原码、反码多一个。 正数的原码、反码、补码都相等，即表示方法只有一种。

1 1 带 符 号 的 机 器 数 -77 原码 反码 补码 数据在计算机中的表示方式

1.2.5 常见的信息编码 十进制数的编码与表示 西文信息的编码与表示 中文信息的编码与表示

BCD码(二 - 十进制编码） BCD(Binary Code Decimal)码是用若干个二进制表示一个十进制数的编码， BCD码有多种编码方法，常用的有8421码。 8421码是将十进制数码0～9中的每个数分别用4位二进制编码表示，对于多位数，只须将它的每一位数字用8421码直接列出即可。 例如，十进制数转换成BCD码如下： (1209.56)10 ＝(0001 0010 0000 1001.0101 0110 )BCD

十进制数的8421编码

西文信息的编码与表示 字符编码(Character Code)就是用二进制编码来表示字母、数字以及专门的符号。 目前计算机中普遍采用的是ASCII(American Standard Code for Information Interchange)码，即美国信息交换标准代码。

ASCII码由7位二进制数组成，规定：字节(８位)最高位为０,７位给出128个编码，表示128个字符数据，包括常用的英文字母、数字、标点符号、算术运算符号以及控制符等。

ASCII码 示例 128种字符：95个可见字符，33个控制字符; 制码

7位ASCII码也称为基本ASCII码。如： 一般将ASCII码的最高位前增加一位，这样组成了一个字节。又可多表示128个字符，称作扩充ASCII码（包含了希腊字符和制表符号）。

汉字编码 汉字也是字符，是中文的基本组成单位。 汉字数量大(目前汉字的总数已超过6万个)、字形复杂、异体字多、同音字多。 汉字信息的处理相对较复杂，汉字信息的处理一般包括汉字的编码、输入、输出、存储、处理与传输。

汉字信息处理的工作过程

汉字编码—输入码 数码：由数字组成的编码，代码和汉字一一对应，无重码，但编码规则较难记忆，如区位码。 音码：用汉字拼音字母组成的编码，容易学，但重码多，输入速度不高，如拼音码等。 形码：把汉字的基本构件偏旁、部首和字根等分类，和不同的键相对应，如五笔字型码、表形码、首尾码等。 音形码：根据汉字的读音并兼顾汉字字型而设计的编码，如自然码、声韵部形码、快速输入码等。

汉字编码—汉字国标码 汉字字符集与编码 我国采用国标码（GB2312）作为机内码。 1981年，GB2312-80国家标准，其字符及编码称为国标码又叫国际交换码。 GB2312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 用连续2个字节来存放汉字；每字节最高位为“1”。 汉字分区，每个区94个汉字；

汉字编码—汉字的机内码 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。 国标码+8080H=机内码 汉字 国标码 汉字内码 中 8680(01010110 01010000)B (11010110 11010000)B 华 5942(00111011 00101010)B (10111011 10101010)B

汉字编码—地址码 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，地址码和机内码要有简明的对应转换关系。

汉字编码—字形码 GB2312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 。 点阵字库和矢量字库 点阵：汉字字形点阵的代码 有16×16、24×24、32×32、48×48等编码。 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。

汉字编码—字形码 汉字字形点阵中每个点的信息用一位二进制码来表示，“1”表示对应位置处是黑点，“0”表示对应位置处是空白。 例. 16×16点阵，每个汉字就要占32个字节（16×16÷8＝32）；

音频信息的数字化 1. 音频文件的格式 音频文件可分为： 波形文件（如WAV、MP3音乐） 音乐文件（如手机MIDI音乐）两大类

2. 波形文件：对音频模拟信号的数字化 特点：生成的文件较大 .WAV,.MP3等都是波形文件

3. MIDI音乐文件 MIDI（乐器数字接口）是电子合成乐器的统一国际标准。它记录的不是乐曲本身，而是描述乐曲演奏过程的指令。 优点有： 生成的文件较小，节省内存空间。 MIDI音乐容易编辑。

图形图像的数字化 静态图形图像的数字化 图形文件的分类 位图：由一点一点的像素排成矩阵组成的。每个像素都被分配一个特定位置和颜色值 特点：可以表现色彩丰富的图像，文件较大，图形放大容易失真等 文件类型：.bmp,.gif,.jpg,.psd等 矢量图：由图形所需的坐标、形状、颜色等数据集合组成，用数学方程、数学形式对画面进行描述。 特点：文件较小，可无限放大，但色彩不够丰富 文件类型：.ai,.cdr等

哪副图是位图，哪副图是矢量图

1.3 计算机系统组成 计算机系统 一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。 注：硬件系统和软件系统是缺一不可的。

计算机系统的组成

现代计算机硬件系统组成

1. 中央处理器CPU：它执行对信息的处理与控制，是整个微型机的核心，它是一个大规模集成电路芯片。

处理器 图2-3 处理器组成

CPU技术主要性能指标 CPU处理字长 指CPU内部运算单元通用寄存器一次处理二进制数据的位数。 CPU工作频率 主频越高表明CPU运算速度越快。

2. 存储器 存储器 存储器通常分为内存储器和外存储器 存放大量信息 的外存储器 信息交流中心 内存储器 存储器是计算机存储数据和程序的记忆单元集合，每个记忆单元由8位二进制位组成，可读写其中的数据。

微型机的存储器用来存放程序和数据，存储器容量的大小、存取数据速度的快慢将直接影响到微型机系统的性能。

…… 位 字，字长 位、字节、字及字长 字节（8位） 数 据 存 储 的 组 织 形 式

每个记忆单元由8位二进制位组成。 1KB=210B=1024B 1MB= 210KB= 1024KB 1GB= 210MB= 1024MB 1TB= 210GB= 1024GB

0000H 0001H 0002H FFFFH 存储体结构图 存储位 存储单元 （字节） 存储体

内存储器的访问过程 地址0001 控制:写 10000000

1）内存 （1）又称为主存储器，用于存放计算机进行数据处理所必须的原始数据、中间结果、最后结果以及指示计算机工作的程序。 （2）主要技术指标： 内存容量：存储单元中的字节数。(1字节等于8个二进制位) 1Byte=8bit 1KB=210B=1024B 1MB= 210KB= 1024KB 1GB= 210MB= 1024MB 1TB= 210GB= 1024GB 内存读写时间：从内存中读一个字或向内存写入一个字所需的时间。

（3）内存的类型 随机存储器(RAM): 可读可写，断电后内容消失 只读存储器(ROM)： 只能读，断电后内容不丢失

2） 硬盘驱动器 （1）硬盘的工作原理

（2）硬盘的磁道、柱面与扇区 硬盘容量的计算： 总容量＝512B ×磁面数×柱面数×扇区数 一般一个扇区内可以存储512B的用户数据

（3）硬盘主要技术指标 硬盘容量 平均寻道时间 电机转速

3）光盘和光盘驱动器

光盘的类型有： CD-ROM、 DVD-ROM：只读型光盘。 CD-R、 DVD-R：是一次性刻录光盘，可以利用光刻录机将数据写入，数据写入后不能修改。 CD-RW 、DVD-RW：一种可擦写光盘，可以反复读写，但需要专用软件进行操作。

5）优盘 优盘又名“闪存盘”，是一种采用快闪存储器(Flash Memory)为存储介质，通过USB接口与计算机交换数据的可移动存储设备。

6）移动硬盘 采用USB接口或IEE 1394接口。 (1) 容量大，单位储存成本低。移动硬盘主流产品都至少是20GB，最大能提供上百GB的储存空间。 (2) 速度快。移动硬盘一般采用USB1.1或USB2.0接口，数据传输速率分别为12Mb/s和480Mb/s；

3. 输入输出设备 常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。 常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。

1） 键盘与鼠标 2 ） 扫描仪 扫描仪是一种光机电一体化的输入设备，它可以将图文形象转换成可由计算机处理的数字数据。

3） 显示器 主要技术参数： 屏幕尺寸：17寸、19寸 点距：越小越清楚 显示分辨率 刷新频率

4）打印机 针式打印机 击打式 非击打式 打印机 喷墨打印机 激光打印机

4、主板 传输各种电子信号，部分芯片也负责初步处理一些外围数据。

5、总线和接口 总线是微机中各种部件之间共享的一组公共数据传输线路。 任何一条系统总线都可以分为5个功能组：数据线（DB）、地址线（AB）、控制线（CB）、电源线和地线。

微型机的系统结构图如下：

（2） I/O接口 接口是指计算机系统中，在两个硬件设备之间起连接作用的逻辑电路。 主机与外部设备之间的接口称为输入输出接口，简称为I/O接口

（3）微机线路连接

6、微机的主要技术指标 性能指标 CPU字长：CPU能够同时处理二进制数据的位数。 时钟频率：在单位时间内(s)发出的脉冲数，通常以兆赫兹(MHz)为单位。 内存容量 硬盘容量 外部设备配置

计算机软件系统 计算机软件包括程序与程序运行时所需的数据，以及与这些程序和数据有关的文档资料。 软件可以分为系统软件和应用软件。

系统软件 系统软件用于计算机管理、监控、维护和运行的软件。 操作系统：是对计算机硬件资源和软件资源进行控制和管理的大型程序。如windows、unix、linux等。 网络服务 数据库系统(DBS) ：主要由数据库(DB)和数据库管理系统(DBMS)组成。

程序设计语言 机器语言：是计算机唯一能直接识别和执行的语言。 汇编语言：将机器语言用便于记忆的符号表示出来。 高级语言：便于阅读、修改及调试，而且移植性强。如：c语言、C++、JAVA、VB等 语言处理程序 解释方式 编译方式

编译过程示意图 解释过程示意图 用汇编语言和各种高级语言编写出来的程序为源程序。 将高级语言或汇编语言经编译后产生的机器语言程序称为目标程序。

应用软件 文字处理软件 如WPS,WORD等 电子表格软件 如Excel Lotus等 信息管理软件 如各种管理信息系统 图像处理软件 如Photoshop,3dsMax等 其他应用软件 如辅助设计软件（CAD） 辅助教学软件（CAI）等。

知识结构框图

习题 1、计算机按主机所使用的主要元器件可分为哪几代？每一代的特征是什么？ 2、计算机中为什么要采用二进制形式表示数据？ 3、把下列二进制数分别转化成十进制数、八进制数和十六进制数： 10111111.0011，11001111，0.11101， 1000000

习题 4、在一个字长为8位的计算机中，采用补码表示，符号为占一位，请写出下列十进制数在计算机中的二进制表示： +78，+3，-5，-128，+127 5、西文字符信息是如何用ASCII码表示的？试写出字符“A”、“b”、“Ｃ”，数字符号“０”、“１”、“９”以及空格的十六进制表示形式。 6、 书后习题

进制转换作业 1.十进制数157分别转换成二进制数是 、八进制数是 、十六进制数是 。 2、二进制数110110010.100101分别转换成十六进制数是 、八进制数是 。 3、二进制数11011.1011对应的十进制数是 。 4、十六进制数B15转换成对应的十进制数是 。 5、八进制数715转换成对应的十六进制数是 。