《大學(xué)計算機基礎(chǔ)》課件第2章

2.1信息技術(shù)概述2.2計算機中數(shù)據(jù)的表示2.3計算機中信息的編碼2.4計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)2.5軟件工程基本理論第2章計算機軟件基礎(chǔ)2.1信息技術(shù)概述數(shù)據(jù)在計算機領(lǐng)域，數(shù)據(jù)是指輸入到計算機并能被計算機處理的數(shù)字、文字、聲音、圖像等符號。數(shù)據(jù)是對客觀現(xiàn)象的表示，本身并沒有意義。在以計算機系統(tǒng)中所指的數(shù)據(jù)，一般均是以二進制編碼形式出現(xiàn)的。信息

信息是現(xiàn)實世界在人們頭腦中的反映。人們通過接受信息來認(rèn)識事物從這個意義上說，信息是一種知識，是接受者原來所不了解的知識。

數(shù)據(jù)是信息的表達、載體，信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，數(shù)據(jù)與信息是形與質(zhì)的關(guān)系。只有數(shù)據(jù)對實體行為產(chǎn)生影響才成為信息。信息的特點普遍性寄存性共享性時效性傳遞性信息技術(shù)(InformationTechnology，IT)聯(lián)合國教科文組織的定義應(yīng)用在信息加工和處理中的科學(xué)、技術(shù)與工程的訓(xùn)練方法和管理技巧；上述方面和技巧和應(yīng)用；計算機及其與人、機的相互作用；與之相應(yīng)的社會、經(jīng)濟和文化等諸種事物。

2.2計算機中數(shù)據(jù)的表示

二進制優(yōu)點：物理上容易實現(xiàn)，運算簡單，可靠性、通用性強11111111101

0

0

1012.2.1進位計數(shù)制

N=an-1×rn-1＋an-2×rn-2＋…＋a0×r0＋a-1×r-1＋…＋a-m×r-mr進制數(shù)N可表示為：R進制數(shù)用

r個基本符號（例如0，1，2，…，r-1）表示數(shù)值基數(shù)權(quán)數(shù)碼678.34=6×102+7×101+8×100+3×10-1+4×10-22.2.2不同進制之間的轉(zhuǎn)換

r進制轉(zhuǎn)化成十進制r進制轉(zhuǎn)化成十進制：數(shù)碼乘以各自的權(quán)的累加例：

10101(B)=24+22+1=21101.11(B)=22+1+2-1+2-2=5.75101(O)=82+1=6571(O)=7

8+1=5101A(H)=163+16+10＝4106進制表示符號B二進制O八進制D十進制H十六進制十進制轉(zhuǎn)化成r進制整數(shù)部分：除以r取余數(shù)，直到商為0，余數(shù)從右到左排列。小數(shù)部分：乘以r取整數(shù)，整數(shù)從左到右排列。100(D)=144(O)=64(H)~例100.345(D)=1100100.01011(B)1.3800.34520.69022

0.7602

1.5202

10025022521226232100010011

1.04八進制100812818044110016604616十六進制二進制、八進制、十六進制數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換

64(H)=0110

0100(B)64144(O)=001

100

100(B)1441

101

101

110.110

101(B)=1556.65(O)15566511

0110

1110.1101

01(B)=36F.D4(H)36FD4一位八進制數(shù)對應(yīng)三位二進制數(shù)一位十六進制數(shù)對應(yīng)四位二進制數(shù)二進制轉(zhuǎn)化成八(十六)進制)

整數(shù)部分：從右向左按三(四)位進行分組小數(shù)部分：從左向右按三(四)位進行分組不足補零二進制、八進制、十六進制數(shù)間的關(guān)系

八進制

對應(yīng)二進制

十六進制對應(yīng)二進制

十六進制

對應(yīng)二進制0000000008100010011000191001201020010A1010301130011B1011410040100C1100510150101D1101611060110E1110711170111F11112.2.3二進制數(shù)的運算

1.二進制數(shù)的加法運算2.二進制數(shù)的減法運算加法運算法則0+0=00+1=1+0=11+1=0

1101+111011011減法運算法則0-0=1-1=01-0=10-1=111011-11101101二進制數(shù)的算術(shù)運算

3.二進制數(shù)的乘法運算4.二進制數(shù)的減法運算乘法運算法則0×0=00×1=1×0=01×1=1減法運算法則0÷0=00÷1=01÷1=11101×1010000011010000+1101100000101011011111011101111111011100二進制數(shù)的邏輯運算

邏輯非運算

邏輯非的真值表 AF=A0110邏輯與運算

邏輯與的真值表 ABF=A×B000010100111二進制數(shù)的邏輯運算

邏輯或運算

邏輯或的真值表 ABF=A+B0000111011112.2.4帶符號數(shù)的表示及運算符號位“0”表示正、“1”表示負(fù)符號數(shù)的機器數(shù)表示

10101100數(shù)在計算機中的表示統(tǒng)稱為機器數(shù)。機器數(shù)有三個特點：數(shù)的符號數(shù)值化計算機中通常只表示整數(shù)和純小數(shù)機器數(shù)表示的范圍受字長和數(shù)據(jù)類型的限制。為了表示較大或較小的數(shù)，可以用浮點數(shù)形式來表示(3)補碼0X1|X|0<=XX<=0+7：00000111+0：00000000

-7：10000111 -0：10000000[X]原=+7：00000111+0：000000000X1|X|0<=XX<=00X1|X|+10<=XX<=0+7：00000111+0：00000000-7：11111000-0：11111111-7：11111001-0：00000000(2)反碼[X]反=[X]反=帶符號數(shù)的表示假定一個數(shù)在機器中占用8位。(1)原碼2.2.5數(shù)的定點表示和浮點表示數(shù)的定點表示S小數(shù)點

定點整數(shù)

S小數(shù)點無符號位

定點小數(shù)

浮點數(shù)表示110.011(B)=1.10011×2+10=11001.1×2-10=0.110011×2+11階碼數(shù)符階符尾數(shù)1100110011N=數(shù)符

尾數(shù)

2階符

階碼尾數(shù)的位數(shù)決定數(shù)的精度階碼的位數(shù)決定數(shù)的范圍

規(guī)格化的形式：尾數(shù)的絕對值大于等于0.1并且小于1，從而唯一地規(guī)定了小數(shù)點的位置。

定點整數(shù)定點小數(shù)2.3計算機中信息的編碼

西文字符

ACSII碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)128個常用字符，用7位二進制編碼，從0到127。用一個字節(jié)存儲。控制字符：0～32，127；普通字符：94個。例如：“a”字符的編碼為1100001，對應(yīng)的十進制數(shù)是97；換行0AH10

回車0DH13

空格 20H 32‘0’～‘9’30H～39H 48～57‘A’～‘Z’41H～5AH 65～90‘a(chǎn)’～‘z’ 61H～7AH 97～122漢字編碼(1)漢字輸入碼

音碼類全拼、雙拼、微軟拼音、自然碼和智能ABC等 形碼類五筆字型法、鄭碼輸入法等。(2)國家標(biāo)準(zhǔn)漢字碼每個漢字占兩個字節(jié)。 一級漢字：3755個；二級漢字：3008個。 漢字分區(qū)，每個區(qū)94個漢字。(3)漢字機內(nèi)碼漢字在設(shè)備或信息處理系統(tǒng)內(nèi)部最基本的表達形式。漢字國標(biāo)碼漢字內(nèi)碼中

8680(0101011001010000)B (1101011011010000)B

華

5942(0011101100101010)B (1011101110101010)B

區(qū)號區(qū)中位置漢字字形編碼(4)漢字地址碼每個漢字字形碼在漢字字庫中的相對位移地址。地址碼和機內(nèi)碼要有簡明的對應(yīng)轉(zhuǎn)換關(guān)系。(5)漢字字形碼點陣：漢字字形點陣的代碼

有16×16、24×24、32×32、48×48等編碼、存儲方式簡單、無需轉(zhuǎn)換直接輸出放大后產(chǎn)生的效果差矢量：存儲的是描述漢字字形的輪廓特征

矢量方式特點正好與點陣相反2.4計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)

2.4.1程序設(shè)計語言的發(fā)展機器語言匯編語言高級程序設(shè)計語言2.4.2程序設(shè)計語言的組成數(shù)據(jù)類型運算符和表達式控制結(jié)構(gòu)輸入/輸出過程2.4.3常見的程序設(shè)計語言

Fortran語言

Cobol語言

Pascal語言Basic語言C語言Java語言2.5軟件工程基本理論2.5.1軟件工程過程開發(fā)過程管理過程供應(yīng)過程獲取過程操作過程維護過程支持過程2.5.2軟件生命周期軟件分析時期確定軟件項目的目標(biāo)，軟件應(yīng)具備的功能和性能，構(gòu)造軟件的邏輯模型，并制定驗收標(biāo)準(zhǔn)。.在此期間，要進行可行性論證，并做出成本估計和經(jīng)費預(yù)算，制定進度安排。這個時期包括問題定義、可行性研究和需求分析三個階段。軟件設(shè)計時期將分析時期得出的邏輯模型設(shè)計成具體計算機軟件方案。主要包括以下幾個方面：設(shè)計軟件的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件具體模塊的實現(xiàn)算法評審2.5.2軟件生命周期編碼與測試時期組織程序員將設(shè)計的軟件“翻譯”成計算機可以正確運行的程序，并進行測試和審查。這個時期可根據(jù)具體軟件的特點，決定是否劃分成編碼、單元測試、集成測試、驗收測試等階段。2.5.2