第1章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述與社會(huì)信息化

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

第1章計(jì)算機(jī)與社會(huì)信息化第2章微型計(jì)算機(jī)及常用軟件第3章操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識第4章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)第5章信息系統(tǒng)安全與社會(huì)責(zé)任第6章算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第7章數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)第8章多媒體技術(shù)基礎(chǔ)第9章程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第1章計(jì)算機(jī)與社會(huì)信息化主要內(nèi)容:

計(jì)算機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域

硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成及各主要部件的功能

計(jì)算機(jī)編碼和數(shù)制

要求：了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域；了解硬件系統(tǒng)的基本配置、主要性能指標(biāo)、硬件

和軟件系統(tǒng)的組成；

理解和掌握數(shù)制轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)編碼的概念和方法。1.1計(jì)算機(jī)發(fā)展簡介1.2信息技術(shù)概述1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成1.4計(jì)算機(jī)硬件組成1.5計(jì)算機(jī)軟件分類1.6工作原理及技術(shù)指標(biāo)1.7數(shù)制及其運(yùn)算1.8文字信息編碼形式1.1計(jì)算機(jī)發(fā)展簡介1.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程19世紀(jì)50年代，英國數(shù)學(xué)家喬治·布爾(1815—1864)創(chuàng)立邏輯代數(shù)，奠定電子計(jì)算機(jī)的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)；1936年英國科學(xué)家圖靈(1912—1954)首次提出邏輯機(jī)模型一圖靈機(jī)；1946年2月美國賓州大學(xué)的電子數(shù)值積分計(jì)算機(jī)(ENIAC)是世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)。

1948年8月，著名美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮·諾依曼(1903—1957)提出離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)(EDVAC)方案。EDVAC計(jì)算機(jī)方案提出3條思想：計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)：計(jì)算機(jī)硬件應(yīng)具有運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備等五大基本功能。采用二進(jìn)制數(shù)：二進(jìn)制數(shù)便于硬件實(shí)現(xiàn)，又有簡單的運(yùn)算規(guī)則。存儲(chǔ)程序控制：存儲(chǔ)程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)計(jì)算。確定了馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)。

60多年來，雖然計(jì)算機(jī)系統(tǒng)從性能指標(biāo)、運(yùn)算速度、工作方式、應(yīng)用領(lǐng)域等方面與當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)有很大差別，但基本結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化，都屬于馮·諾依曼結(jié)構(gòu)。

計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了四代發(fā)展歷程

第一代（46～58）為電子管計(jì)算機(jī)：電子管、汞延遲線存儲(chǔ)器和磁鼓等、速度1萬次／秒、內(nèi)存2KB、機(jī)器語言。第二代（58～64）為晶體管計(jì)算機(jī)：晶體管、磁芯存儲(chǔ)器等、速度為300萬次／秒、內(nèi)存32KB、匯編語言、FORTRAN和COBOL等。第三代（64年～70年）為中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)：中小規(guī)模集成電路、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁盤等、速度1—10億次／秒、內(nèi)存8MB一256MB；軟件有操作系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言、并行算法、數(shù)據(jù)庫等。第四代（1971年至今）為大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)：集成電路等：速度10億次以上／秒：內(nèi)存256MB—4096MB。

1.1.2計(jì)算機(jī)分類

按計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度、字長、存儲(chǔ)容量、軟件配置及用途等多項(xiàng)性能指標(biāo)劃分：

1.

高性能計(jì)算機(jī)指目前運(yùn)算速度最快、處理能力最強(qiáng)的計(jì)算機(jī)。2.微型計(jì)算機(jī)個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC—PersonalComputer）。

3.工作站介于微計(jì)算機(jī)與小型計(jì)算機(jī)之間的高檔微機(jī)系統(tǒng)。4.服務(wù)器高性能計(jì)算機(jī)，用于網(wǎng)絡(luò)管理、運(yùn)行應(yīng)用程序、處理網(wǎng)絡(luò)工作站成員的信息請求等。5.

嵌入式計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)作為一個(gè)信息處理部件，嵌入到其他設(shè)備中，使其成為智能化和自動(dòng)化程度更高的設(shè)備。

1.1.3計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域1.科學(xué)計(jì)算：如導(dǎo)彈的發(fā)射，宇宙飛船的飛行軌跡計(jì)算等。2.

數(shù)據(jù)處理：指對信息收集、轉(zhuǎn)換、分類、統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)和輸出等，用日常事務(wù)、科學(xué)管理方法與決策。3.過程控制：采集、分析處理數(shù)據(jù)，計(jì)算和判斷，對所控制對象進(jìn)行調(diào)整，自動(dòng)控制。常用于電力、冶金、石油化工、機(jī)械等工業(yè)。

4.計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)：輔助設(shè)計(jì)、制造、教學(xué)等。5.人工智能：機(jī)器人、專家系統(tǒng)、模式識別。6.信息高速公路：信息網(wǎng)絡(luò)連成一個(gè)全國性大網(wǎng)，使各種形態(tài)信息在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中高速傳輸。7.多媒體技術(shù)：將現(xiàn)代聲像技術(shù)和通信技術(shù)融為一體。1.1.4計(jì)算機(jī)發(fā)展的趨勢

1.人工智能進(jìn)一步發(fā)展

自動(dòng)裝置使用微電腦內(nèi)核，帶有“眼睛”—攝像機(jī)，用以完成特定工作。

2.計(jì)算機(jī)與通信相結(jié)合

計(jì)算機(jī)應(yīng)用進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。計(jì)算機(jī)與通信網(wǎng)絡(luò)相互協(xié)調(diào)、相互補(bǔ)充，融于一體。

3.未來新型計(jì)算機(jī)

將由磁、光或DNA來制造，即所謂磁計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)和量子計(jì)算機(jī)。1.2信息技術(shù)概述信息技術(shù)以計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)為核心

1.2.1信息與數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是信息的載體和表示形式，而信息是數(shù)據(jù)表達(dá)的內(nèi)涵或解釋。

1.

信息

客觀存在的事物及其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的表征

2.

信息的基本特征 ①普遍性②寄載性③共享性 ④時(shí)效性⑤可識別性⑥可加工性

3.數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)是信息的載體。

4.信息數(shù)字化將現(xiàn)實(shí)世界中的信息轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能識別、存儲(chǔ)和處理的形式1.2.2現(xiàn)代信息技術(shù)

信息技術(shù)是利用信息科學(xué)原理和方法，研究產(chǎn)生、獲取、變換、傳輸、存儲(chǔ)、處理和利用信息的技術(shù)。

1.2.3信息技術(shù)的發(fā)展趨勢①多學(xué)科結(jié)合②智能化③多媒體化④高速度、網(wǎng)絡(luò)化

1.2.4信息化社會(huì)

信息化社會(huì)是以信息活動(dòng)為社會(huì)發(fā)展的基本活動(dòng)。信息化水平是衡量一個(gè)國家或地區(qū)國際競爭力、現(xiàn)代化程度、綜合國力和經(jīng)濟(jì)成長能力的重要標(biāo)志。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成1.3（外）存儲(chǔ)器（內(nèi)）存儲(chǔ)器中央處理器（CPU）控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備數(shù)據(jù)流地址控制流運(yùn)算器計(jì)算機(jī)工作原理1.4計(jì)算機(jī)硬件組成（外）存儲(chǔ)器（內(nèi)）存儲(chǔ)器中央處理器（CPU）輸入設(shè)備輸出設(shè)備運(yùn)算器控制器1.4計(jì)算機(jī)硬件組成數(shù)據(jù)流指令控制流1.4.1

中央處理器

（CPU為控制器和運(yùn)算器的總稱）中央處理器是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的核心，計(jì)算機(jī)的主要性能決定于CPU。1運(yùn)算器是用來進(jìn)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算的部件。在控制器的控制下執(zhí)行程序中指令，完成算術(shù)、邏輯、比較、移位以及字符等運(yùn)算。運(yùn)算器中包含：算術(shù)邏輯運(yùn)算單元ALU內(nèi)部總線

寄存器組

是執(zhí)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算的裝置，其核心是加法器。是中央處理器(即運(yùn)算器和控制器)中信息傳送公共通道。暫存參加運(yùn)算的操作數(shù)和中間結(jié)果。常用的寄存器有累加寄存暫存寄存器、標(biāo)志寄存器和通用寄存器等。2.控制器是神經(jīng)中樞，控制、協(xié)調(diào)各部件自動(dòng)、連續(xù)地執(zhí)行指令，控制計(jì)算機(jī)有條不紊地工作?？刂破饕来螐拇鎯?chǔ)器取出指令，翻譯指令，分析指令，向其他部件發(fā)出控制信號，指揮各部件協(xié)同工作。①

取指令

②

分析指令③

執(zhí)行指令

④

改變指令執(zhí)行順序

⑤

輸入/輸出控制⑥

中斷處理控制器由程序計(jì)數(shù)器(PC)、指令寄存器(IP)、指令譯碼器(ID)、時(shí)序控制電路及微操作控制電路等組成?？刂破髂茏詣?dòng)地形成指令地址，發(fā)出取指信號，從存儲(chǔ)器中取出指令送回控制器。由指令譯碼器來識別指令的功能，分析指令的操作要求，將指令分解成一系列微操作，以便發(fā)出相應(yīng)命令，執(zhí)行相應(yīng)的操作。按一定順序執(zhí)行一系列微操作命令，使相應(yīng)部件完成各種動(dòng)作。

在編制程序中利用指令系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)移類指令，改變指令執(zhí)行的正常順序?？刂破饕鶕?jù)指令的要求，確定是否改變下條指令地址。由控制器通過指令指揮主機(jī)與輸入／輸出設(shè)備之間交換信息。若收到非預(yù)期事件的中斷請求，CPU響應(yīng)中斷，暫停執(zhí)行現(xiàn)行指令，轉(zhuǎn)向?yàn)榉穷A(yù)期事件服務(wù)，待服務(wù)完畢，恢復(fù)CPU原工作，這一過程就是中斷處理。1.4.2存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)的部件。

兩種基本操作：

①讀操作②寫操作

存儲(chǔ)容量單位：B字節(jié)、KB（千字節(jié)）、MB（兆字節(jié)）和GB（千兆字節(jié)）。它們之間的換算關(guān)系為：1字節(jié)（Byte）＝8個(gè)二進(jìn)制位（bits）

1KB＝210B＝1024B1MB＝220B＝1024KB1GB＝230B＝1024MB存儲(chǔ)器分為主存儲(chǔ)器(內(nèi)存)和輔助存儲(chǔ)器(外存)。主存儲(chǔ)器用于存放現(xiàn)行程序的指令和數(shù)據(jù)，具有存取速度快、可直接與CPU交換信息等特點(diǎn)而輔助存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)只有先調(diào)入主存儲(chǔ)器后才能由CPU訪問和處理，它主要用于存放需要長期保存的信息。1．主存儲(chǔ)器(內(nèi)存)系統(tǒng)對主存儲(chǔ)器采取按地址存(寫)取(讀)的工作方式。內(nèi)存體內(nèi)包含許多存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)單元按一定順序編號，編號稱為存儲(chǔ)單元地址。主存儲(chǔ)器有隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)：隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM--RandomAccessMemory)：保存計(jì)算機(jī)正在執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)，它由記憶元件和電子線路構(gòu)成，是臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū)域，系統(tǒng)掉電后信息丟失。只讀存儲(chǔ)器(ROM—ReadonlyMemory)：對這部分存儲(chǔ)器只能讀取，不能寫入。系統(tǒng)掉電后信息并不丟失。它存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)出廠前，由廠家通過特殊設(shè)備寫入的程序和數(shù)據(jù)。2．輔助(外)存儲(chǔ)設(shè)備

輔助存儲(chǔ)器是—個(gè)外部長久存儲(chǔ)區(qū)域。當(dāng)電源關(guān)閉時(shí)，其存儲(chǔ)信息不會(huì)丟失，因此稱其為非丟失存儲(chǔ)器、外存儲(chǔ)器或永久存儲(chǔ)器。輔助存儲(chǔ)設(shè)備用于長期存放信息，一般只與內(nèi)存進(jìn)行信息交換。常用輔助存儲(chǔ)器有磁盤存儲(chǔ)器、光盤以及U盤等。

硬盤的結(jié)構(gòu)柱面、磁頭、扇區(qū)唯一確切的扇區(qū)：0柱面、1磁頭、2扇區(qū)柱面扇區(qū)磁道容量=磁頭數(shù)

柱面數(shù)

扇區(qū)數(shù)（字節(jié)數(shù)/扇區(qū)）1.4.3輸入輸出設(shè)備輸入輸出(I／O)輸入是通過外設(shè)將信息送入主機(jī)，而輸出是將主機(jī)中數(shù)據(jù)送到外設(shè)。1．輸入設(shè)備輸入設(shè)備是指向主機(jī)輸入程序、原始數(shù)據(jù)和操作命令等信息的設(shè)備。目前，使用最普遍的輸入設(shè)備是鍵盤、鼠標(biāo)。還有光筆、圖形輸入板、觸摸屏、數(shù)字化掃描儀、圖像攝像儀、光學(xué)字符閱讀器、聲音識別器等都是輸入沒備。2．輸出設(shè)備

輸出設(shè)備將計(jì)算機(jī)處理后的信息，轉(zhuǎn)換成人們能識別的形式：如數(shù)字、符號、文字、圖形、圖像或聲音等輸出。常見輸出設(shè)備:

打印機(jī)輸出信息打印在紙質(zhì)載體上，能長久保存，故又稱硬拷貝設(shè)備。顯示器是以屏幕作為記錄輸出信息的載體它輸出的信息是臨時(shí)的。繪圖儀可以繪制各種圖形、圖表，記錄在繪圖紙載體上。聲音合成器能將計(jì)算機(jī)輸出的信息變換成聲音，通過揚(yáng)聲器輸出。1.5計(jì)算機(jī)軟件分類軟件是計(jì)算機(jī)硬件完成一定任務(wù)所需的程序、數(shù)據(jù)和資料，即為運(yùn)行、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)所編制的各種程序和文檔的總和。軟件分為兩大類：系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。1.5.1系統(tǒng)軟件

是指用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的使用、管理、維護(hù)、控制和運(yùn)行，以及計(jì)算機(jī)程序編輯、翻譯、裝入、控制和運(yùn)行等軟件。為應(yīng)用軟件提供運(yùn)行平臺(tái)，為開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)提供工具。

系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、語言處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和服務(wù)程序4大類。1.操作系統(tǒng)（OS）

為了合理方便地利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)而對其資源進(jìn)行管理的軟件。操作系統(tǒng)的功能：①進(jìn)程管理、②存儲(chǔ)管理③設(shè)備管理、④文件管理

操作系統(tǒng)各種應(yīng)用程序DOS通過4種管理，對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟、硬件資源實(shí)施管理。是計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的核心

2.語言處理系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)語言系統(tǒng)可以編寫程序，控制計(jì)算機(jī)完成預(yù)定任務(wù)。計(jì)算機(jī)語言分為機(jī)器語言、匯編語言和高級語言。3.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

管理數(shù)據(jù)庫的軟件，主要面向解決數(shù)據(jù)處理的非數(shù)值計(jì)算問題。目前多用于檔案管理、財(cái)務(wù)管理、圖書資料管理及倉庫管理等。4.服務(wù)程序完成一些與管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源及文件有關(guān)的任務(wù)。如：診斷、反病、卸載、備份、文件壓縮程序。1.5.2應(yīng)用軟件針對某一應(yīng)用目的而開發(fā)的軟件。分為二大類：通用應(yīng)用軟件專用應(yīng)用軟件

通用應(yīng)用軟件支持最基本的應(yīng)用，廣泛地應(yīng)用于幾乎所有專業(yè)領(lǐng)域。如：Office、PhotoShop、多媒體創(chuàng)作軟件Authorware等。專用于某一個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，如醫(yī)院、律師事務(wù)所、學(xué)籍及成績管理等。1.6計(jì)算機(jī)工作原理及主要技術(shù)指標(biāo)計(jì)算機(jī)工作過程是執(zhí)行程序的過程。程序是由一系列指令的有序集合，執(zhí)行程序即執(zhí)行指令。1．計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)指令是使計(jì)算機(jī)完成某個(gè)操作所發(fā)出的命令。是計(jì)算機(jī)能識別并執(zhí)行的二進(jìn)制代碼，所有指令集合稱為該計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。一條指令通常由兩部分組成：操作碼：操作數(shù)：指令系統(tǒng)是提供編制程序的基本依據(jù)。指明該指令要完成的操作類型或性質(zhì)，如取數(shù)、做加法或輸出數(shù)據(jù)等。指明操作對象的內(nèi)容或所在單元地址。2.計(jì)算機(jī)工作原理兩個(gè)階段：首先將要執(zhí)行的指令從內(nèi)存中取出送入CPU;然后由CPU對指令進(jìn)行分析譯碼，判斷該條指令要完成的操作，向各部件發(fā)出完成操作的控制信號，完成指令功能。當(dāng)執(zhí)行完一條指令再處理下一條指令。第一階段稱為取指周期，第二階段稱為執(zhí)行周期。計(jì)算機(jī)工作時(shí)，有兩種信息在執(zhí)行指令過程中流動(dòng)：數(shù)據(jù)流控制流指原始數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)、結(jié)果數(shù)據(jù)和源程序等?？刂屏魇怯煽刂破鲗χ噶钸M(jìn)行分析、解釋后向各部件發(fā)出的控制命令，指揮各部件協(xié)調(diào)地工作。3．計(jì)算機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)字長：指一次能并行處理二進(jìn)制的位數(shù)。主頻：計(jì)算機(jī)中CPU的時(shí)鐘周期。運(yùn)算速度：計(jì)算機(jī)每秒所能執(zhí)行加法指令的次數(shù)。存儲(chǔ)容量：存儲(chǔ)容量包括主存容量和輔存容量。存儲(chǔ)周期：存儲(chǔ)器進(jìn)行一次完整存取操作所需的時(shí)間。1.7數(shù)制及其運(yùn)算在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，數(shù)用物理器件的狀態(tài)表示，能區(qū)分十種不同物理狀態(tài)的物理器件很難實(shí)現(xiàn)，因此計(jì)算機(jī)中采用具有兩個(gè)不同穩(wěn)態(tài)的電子器件表示數(shù)，這就是二進(jìn)制數(shù)。為書寫和表示方便，引進(jìn)八進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)。1.7.1進(jìn)位計(jì)數(shù)制在計(jì)算機(jī)的進(jìn)位計(jì)數(shù)制中有數(shù)位、位權(quán)和基數(shù)3個(gè)要素。數(shù)位--指數(shù)碼在一個(gè)數(shù)中所處位置；位權(quán)--由位置決定的值；（位權(quán)用基數(shù)R的i次冪Ri表示）基數(shù)--一個(gè)計(jì)數(shù)制所包含的數(shù)碼個(gè)數(shù)。

1.十進(jìn)制計(jì)數(shù)制十進(jìn)制數(shù)的基數(shù)是10。數(shù)碼有0—9共10個(gè)數(shù)字符號。數(shù)碼處于不同位置(位數(shù))代表不同數(shù)值。

例如301.6876可寫成權(quán)展開表示式：301.6876＝3×102＋0×101＋1×100＋6×10－1＋8×10－2＋7×10－3＋6×10－42.R進(jìn)制計(jì)數(shù)制 任意R進(jìn)制計(jì)數(shù)制同樣有基數(shù)R、位權(quán)Ri和按權(quán)展開的表示式。R可以是任意正整數(shù)?；鶖?shù)：一個(gè)計(jì)數(shù)制所包含的數(shù)碼個(gè)數(shù)。用R表示權(quán)位：每一位數(shù)碼所表示的實(shí)際實(shí)際值大小，與其所處的位置及自身值有關(guān)，由位置決定的值稱為位權(quán)。用基數(shù)R的的i次冪Ri表示。假設(shè)一個(gè)R進(jìn)制數(shù)具有n位整數(shù)，m位小數(shù)，那么其位權(quán)為Ri，其中i=-m~n-1。數(shù)值的權(quán)展開

對任何一種進(jìn)位計(jì)數(shù)制表示的數(shù)都可以寫出按其權(quán)展開的多項(xiàng)式之和，任意一個(gè)R進(jìn)制數(shù)N可以表示為：數(shù)碼位權(quán)R是基數(shù)不同數(shù)制有共同特點(diǎn)：

一、每一種數(shù)制都有固定的基本符號，稱“數(shù)碼”：二、都使用位置表示法，即處于不同位置的數(shù)碼所代表的值不同，與它所在位置的“權(quán)”值有關(guān)。常用各種進(jìn)制數(shù)的表示1.7.2不同進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換各種進(jìn)制數(shù)之間存在一定的轉(zhuǎn)換規(guī)則。1.R進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)用按權(quán)展開方法，可將任一進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。只要將各位數(shù)字與對應(yīng)的位權(quán)乘積相加，和數(shù)就是對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)?！纠?.7.1】將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。（1101.1011）B＝1×23＋1×22＋0×21＋1×20+1×2-1+0×2-2+1×2－3+1×2－4

＝（13.6875）D【例1.7.2】將八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。（455.54）O＝4×82＋5×81＋5×80＋5×8-1＋4×8-2＝256＋40＋5＋0.625＋0.0625＝（301.6875）D

【例1.7.3】將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。（12D.B）H＝1×162＋2×161＋13×160＋11×16－1＝（301.6875）D2.十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為R進(jìn)制數(shù)將此數(shù)分成整數(shù)與小數(shù)兩部分分別轉(zhuǎn)換，再將結(jié)果拼接起來即可。整數(shù)部分轉(zhuǎn)換步驟：采用“除R取余法”。小數(shù)部分轉(zhuǎn)換步驟：采用“乘R取整法”。

每次相除所得余數(shù)便是對應(yīng)R進(jìn)制整數(shù)的各位數(shù)碼。第一次得到的余數(shù)為最低位，最后一次得到的余數(shù)為最高位。將十進(jìn)制小數(shù)部分不斷乘以R取整數(shù)，直到小數(shù)部分為0或達(dá)到所求精度為止(小數(shù)部分可能永遠(yuǎn)不為0)：所得整數(shù)序列從小數(shù)點(diǎn)自左往右排列，取有效精度，首次取得的整數(shù)位于小數(shù)部分的最高位?！纠?.7.4】將(301.6876)D轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。①

整數(shù)部分

②

小數(shù)部分2|3012|150余數(shù)為1最低位2|75余數(shù)為0

2|37余數(shù)為1

2|18余數(shù)為10.6876×2＝1.3752整數(shù)為1最高位2|9余數(shù)為00.3752×2＝0.7504整數(shù)為0

2|4余數(shù)為10.7504×2＝1.5008整數(shù)為1

2|2余數(shù)為00.5008×2＝1.0016整數(shù)為1

2|1余數(shù)為0最低位0余數(shù)為1最高位因此(301)D＝(100101101)B，(0.6876)D≈(0.1011)B。轉(zhuǎn)換結(jié)果：（301.6876）D≈(100101101.1011)B。【例1.7.5】將十進(jìn)制數(shù)(301．6876)D轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)。①

整數(shù)部分

②

小數(shù)部分最低位

最高位

8|301

8|37余數(shù)為50.6875×8=5.5008整數(shù)為58|4余數(shù)為50.5008×8=4.0064整數(shù)為40余數(shù)為40.0064×8=0.0512整數(shù)為0最高位最低位因此（301）D=（455）o，（0.6875）D≈（0.54）o轉(zhuǎn)換結(jié)果：(301．6876)D≈（455.54）o3.二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)間相互轉(zhuǎn)換

由于二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制之間存在特殊關(guān)系：

81＝23、161＝24，即一位八進(jìn)制數(shù)對應(yīng)三位二進(jìn)制數(shù)；一位十六進(jìn)制數(shù)對應(yīng)四位二進(jìn)制數(shù)。因此轉(zhuǎn)換方法比較容易八進(jìn)制對應(yīng)二進(jìn)制十六進(jìn)制對應(yīng)二進(jìn)制十六進(jìn)制對應(yīng)二進(jìn)制0000000008100010011000191001201020010A1010301130011B1011410040100C1100510150101D1101611060110E1110711170111F1111由對應(yīng)關(guān)系，二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)時(shí)，以小數(shù)點(diǎn)為中心向左右兩邊每3位為一組，兩端不足3位補(bǔ)0，將每組3位二進(jìn)制數(shù)代以1位八進(jìn)制數(shù)即可。同樣二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)只要四位為一組進(jìn)行分組轉(zhuǎn)換?！纠?.7.6】將二進(jìn)制數(shù)100101101.1011轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)：（000100101101.1011）B＝（12D.B）H（整數(shù)高位補(bǔ)零）12D.B又如將二進(jìn)制數(shù)100101101.1011轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)：（100101101.101100）B＝（455.54）O（小數(shù)低位補(bǔ)零）455.54【例1.7.7】將八（十六）進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)的方法采用一位化三（四）位即可。

（2C1D.A1）H＝（0010110000011101.10100001）B

2C1D.A1

（7123.14）O＝（111001010011.001100）B

7123.141.7.3數(shù)值表示及運(yùn)算1機(jī)器數(shù)的概念機(jī)器數(shù)將一個(gè)帶符號數(shù)在機(jī)器中的表示形式。真值數(shù)而在機(jī)器外部由正負(fù)號表示的數(shù)。計(jì)算機(jī)內(nèi)部,表示數(shù)的正、負(fù)的符號必須數(shù)碼化若一個(gè)數(shù)占16位，規(guī)定最高位為符號位，用0表示“＋”號；用1表示“－”號，稱為數(shù)符，其余位表示數(shù)值。

例如，真值數(shù)（-0000000011000001），其機(jī)器數(shù)為1000000011000001。2.定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)

機(jī)器內(nèi)部難以表示小數(shù)點(diǎn)，故小數(shù)點(diǎn)位置是隱含的。小數(shù)點(diǎn)位置可以是固定的，這種表示形式稱定點(diǎn)數(shù)。小數(shù)點(diǎn)位置也可是可變的，這種表示形式稱浮點(diǎn)數(shù)。

定點(diǎn)整數(shù)：小數(shù)點(diǎn)位置固定在數(shù)值最低位后面，用來表示整數(shù)。已知(193)D=(11000001)B，故機(jī)器內(nèi)表示形式如下

0000000011000001數(shù)符數(shù)值部分小數(shù)點(diǎn)位置定點(diǎn)小數(shù)：小數(shù)點(diǎn)位置固定在數(shù)值最高位前面，用來表示小于1的純小數(shù)。用定點(diǎn)數(shù)表示純小數(shù)-0.6875，已知(-0.6875)D=（-0.101100000000）B1101100000000000數(shù)值部分?jǐn)?shù)符小數(shù)點(diǎn)位置定點(diǎn)數(shù)范圍：數(shù)據(jù)長度為2個(gè)字節(jié)時(shí)，定點(diǎn)整數(shù)能表示數(shù)N的范圍是：-32768≤N≤32767。浮點(diǎn)數(shù)表示方法任何十進(jìn)制數(shù)或二進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)都可表示為：其中j稱為N的階碼，j前面的正、負(fù)號稱為階符，S稱為N的尾數(shù)，S前面的正、負(fù)號稱為數(shù)符。規(guī)格化形式規(guī)定，尾數(shù)值的最高位為1。例如，對二進(jìn)制數(shù)110．011，其規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)形式惟一地表示為0．110011×10+11。在計(jì)算機(jī)中一般浮點(diǎn)數(shù)的存放形式如下階符階碼數(shù)符尾數(shù)階碼是定點(diǎn)整數(shù)，階碼位數(shù)決定所表示數(shù)的范圍尾數(shù)是定點(diǎn)小數(shù)，尾數(shù)位數(shù)決定數(shù)的精度3.原碼、補(bǔ)碼和反碼機(jī)器數(shù)、定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)都是用數(shù)據(jù)第一位表示數(shù)的符號，用其后各位表示數(shù)（包括尾數(shù)與階碼）的絕對值。這種方法簡單易懂，稱為“原碼”編碼方式在處理負(fù)數(shù)問題上，提出“補(bǔ)碼”、“反碼”等編碼方法。補(bǔ)碼運(yùn)算主要優(yōu)點(diǎn)是:它對負(fù)數(shù)處理后將減法轉(zhuǎn)化為加法。不論求和或求差，也不管參加運(yùn)算的數(shù)正與負(fù)，運(yùn)算時(shí)一律只做加法。機(jī)器數(shù)有三種表示法：原碼、反碼和補(bǔ)碼。①原碼：假設(shè)用8位二進(jìn)制，最高位存放數(shù)的符號（0為正，1為負(fù)）。數(shù)值部分用其余7位以二進(jìn)制形式表示。反碼：正數(shù)的反碼是原碼本身；負(fù)數(shù)的反碼表示為該數(shù)對應(yīng)負(fù)數(shù)按位取反（不包括符號位）。③補(bǔ)碼：正數(shù)的補(bǔ)碼表示與原碼相同；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼等于其相應(yīng)反碼加1（在最低位加1）。例如：真值X=+1001011[X]原=01001011又如真值X=-1001011[X]原=11001011例如：真值X=+1001001[X]反=01001001又如真值X=-1001001[X]反=10110110例如：真值X=+1001011[X]補(bǔ)=01001011又如真值X=-1001011[X]補(bǔ)=101101011.7.4算術(shù)與邏輯運(yùn)算1.二進(jìn)制數(shù)算術(shù)運(yùn)算①二進(jìn)制數(shù)加