《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課件第2章

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

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

數(shù)據(jù)是信息的表達(dá)、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(duì)實(shí)體行為產(chǎn)生影響才成為信息。信息的特點(diǎn)普遍性寄存性共享性時(shí)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(jì)算機(jī)及其與人、機(jī)的相互作用；與之相應(yīng)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和文化等諸種事物。

2.2計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示

二進(jìn)制優(yōu)點(diǎn)：物理上容易實(shí)現(xiàn)，運(yùn)算簡單，可靠性、通用性強(qiáng)11111111101

0

0

1012.2.1進(jìn)位計(jì)數(shù)制

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

r個(gè)基本符號(hào)（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(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換

r進(jìn)制轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制r進(jìn)制轉(zhuǎn)化成十進(jìn)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(jìn)制表示符號(hào)B二進(jìn)制O八進(jìn)制D十進(jìn)制H十六進(jìn)制十進(jìn)制轉(zhuǎn)化成r進(jìn)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(jìn)制100812818044110016604616十六進(jìn)制二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)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(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)三位二進(jìn)制數(shù)一位十六進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)四位二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制轉(zhuǎn)化成八(十六)進(jìn)制)

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

八進(jìn)制

對(duì)應(yīng)二進(jìn)制

十六進(jìn)制對(duì)應(yīng)二進(jìn)制

十六進(jìn)制

對(duì)應(yīng)二進(jìn)制0000000008100010011000191001201020010A1010301130011B1011410040100C1100510150101D1101611060110E1110711170111F11112.2.3二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算

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

1101+111011011減法運(yùn)算法則0-0=1-1=01-0=10-1=111011-11101101二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算

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

邏輯非運(yùn)算

邏輯非的真值表 AF=A0110邏輯與運(yùn)算

邏輯與的真值表 ABF=A×B000010100111二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算

邏輯或運(yùn)算

邏輯或的真值表 ABF=A+B0000111011112.2.4帶符號(hào)數(shù)的表示及運(yùn)算符號(hào)位“0”表示正、“1”表示負(fù)符號(hào)數(shù)的機(jī)器數(shù)表示

10101100數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示統(tǒng)稱為機(jī)器數(shù)。機(jī)器數(shù)有三個(gè)特點(diǎn)：數(shù)的符號(hào)數(shù)值化計(jì)算機(jī)中通常只表示整數(shù)和純小數(shù)機(jī)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(diǎn)數(shù)形式來表示(3)補(bǔ)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(hào)數(shù)的表示假定一個(gè)數(shù)在機(jī)器中占用8位。(1)原碼2.2.5數(shù)的定點(diǎn)表示和浮點(diǎn)表示數(shù)的定點(diǎn)表示S小數(shù)點(diǎn)

定點(diǎn)整數(shù)

S小數(shù)點(diǎn)無符號(hào)位

定點(diǎn)小數(shù)

浮點(diǎn)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(duì)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(diǎn)的位置。

定點(diǎn)整數(shù)定點(diǎn)小數(shù)2.3計(jì)算機(jī)中信息的編碼

西文字符

ACSII碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)128個(gè)常用字符，用7位二進(jìn)制編碼，從0到127。用一個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)?？刂谱址?～32，127；普通字符：94個(gè)。例如：“a”字符的編碼為1100001，對(duì)應(yīng)的十進(jìn)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(gè)漢字占兩個(gè)字節(jié)。 一級(jí)漢字：3755個(gè)；二級(jí)漢字：3008個(gè)。 漢字分區(qū)，每個(gè)區(qū)94個(gè)漢字。(3)漢字機(jī)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(dá)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(hào)區(qū)中位置漢字字形編碼(4)漢字地址碼每個(gè)漢字字形碼在漢字字庫中的相對(duì)位移地址。地址碼和機(jī)內(nèi)碼要有簡明的對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換關(guān)系。(5)漢字字形碼點(diǎn)陣：漢字字形點(diǎn)陣的代碼

有16×16、24×24、32×32、48×48等編碼、存儲(chǔ)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(chǔ)的是描述漢字字形的輪廓特征

矢量方式特點(diǎn)正好與點(diǎn)陣相反2.4計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

2.4.1程序設(shè)計(jì)語言的發(fā)展機(jī)器語言匯編語言高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言2.4.2程序設(shè)計(jì)語言的組成數(shù)據(jù)類型運(yùn)算符和表達(dá)式控制結(jié)構(gòu)輸入/輸出過程2.4.3常見的程序設(shè)計(jì)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(hù)過程支持過程2.5.2軟件生命周期軟件分析時(shí)期確定軟件項(xiàng)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(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。.在此期間，要進(jìn)行可行性論證，并做出成本估計(jì)和經(jīng)費(fèi)預(yù)算，制定進(jìn)度安排。這個(gè)時(shí)期包括問題定義、可行性研究和需求分析三個(gè)階段。軟件設(shè)計(jì)時(shí)期將分析時(shí)期得出的邏輯模型設(shè)計(jì)成具體計(jì)算機(jī)軟件方案。主要包括以下幾個(gè)方面：設(shè)計(jì)軟件的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件具體模塊的實(shí)現(xiàn)算法評(píng)審2.5.2軟件生命周期編碼與測試時(shí)期組織程序員將設(shè)計(jì)的軟件“翻譯”成計(jì)算機(jī)可以正確運(yùn)行的程序，并進(jìn)行測試和審查。這個(gè)時(shí)期可根據(jù)具體軟件的特點(diǎn)，決定是否劃分成編碼、單元測試、集成測試、驗(yàn)收測試等階段。2.5.2