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1、计算机应用基础,主讲老师：熊杰,2019年5月7日,主要内容,2.1 计算机的发展与应用 2.2 计算机中信息的表示 2.3 计算机系统的基本组成 2.4 计算机信息安全,一 什么是数制 用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数的方法。数制也称为进制，进位计数制的简称，在日常生活中我们最熟悉是十进制，除了十进制外，还有多种计数制。,2.2 计算机中信息的表示,在计算机中用的数制为：二进制，与此相关的有十进制、八进制、十六进制。,可行性：若使用十进制数，则需要这样的电子器件，它必须有能表示09数码的10个物理状态，这在技术上是相当困难的，而使用二进制数，只需0，1两个状态，技术上轻而易举。,可靠
2、性：二进制只有两种状态，数字传输处理不易出错。 简易性：二进制运算法则比较简单，如： 求和法则(3个) ：0+0=0 , 0+1=1+0=1, 1+1=10 求积法则(3个) ：00=0，01=10=0， 11=1 使计算机运算器的结构大大简化，控制也简单，较容易实现 逻辑性：可用进制的0，1直接代表逻辑代数中的“假”和“真”,计算机为何采用二进制,二 不同计数制的特点：,1. 十进制数 十进制有以下一些规律： 有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共10个基本数码； 逢十进一； 每个数位的位值称“权”，均是基数10的某次幂。例如将十进制数469.42按权展开可写成： 469.42=4102
3、+6101+9100+4101+2102,二进制数 特点：只有两个数码0和1，逢二进一 如有一个二进制数 1011 (1011)2=1 23 +022 + 121+120=(11)10,与十进制数求值公式作一比较， （1357）101103+3102+5101+7100 可看出，无非是每一位上的权变了。不是10，而是2。,3. 八进制数： 特点：逢8进一 由于二进制数书写很长，不便记忆，通常把一个二进制数由右到左每3位组成一组，如： 101110111101 可表为： 101,110,111,101 每一组分别为十进制数: 5 6 7 5 因3位二进制数可表示000、001、010、011、1
4、00、101、110、111，8个数，即“逢八进一”故称为8进制。,上面这个数同样可通过按“权”展开式，求出它的值（十进制数） (101110111101)2=(5675)8 = 5 83 +682 + 781+580=(3050)10,4. 十六进制数 特点：有16个数字符号：09 A B C D E F,上面数(FDE)16可用下式求出十进制数值： (FDE)16 =15162 + 13161+14160=(4062)10,如一个二进制数 1111 1101 1110 从右到左每4位合成一组 15 13 14 (用十进制分开表示) F D E (用十六进制分开表示) 4位二进制数可表示00
5、001111，16个数，即逢16进一。,三、不同进位制数之间的相互转换,非十进制数转换成十进制数：按权展开求和,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。 （N进制数中，整数部分第i位的位权为Ni-1,小数部 分第j位的位权为N-j 。,十进制(101.1)10110201011100110-1 二进制(101.1)212202112012-1 (5.5) 10 八进制(101.1)818208118018-1 (65.125)10 十六进制 (101.1)16116201611160116-1
6、 (257.0625)10,(1357) 10 =1103+3102+5101+7100 = (1357) 10 (1011)2=1 23 +022 + 121+120=(11)10 (5675)8= 5 83 +682 + 781+580=(3050)10 (FDE)16 =15162 + 13161+14160=(4062)10,(1357) 10 = (1011)2= (5675)8= (FDE)16 =,十进制数转换成非十进制数的方法： 整数部分的转换采用除基数取余 小数部分的转换采用乘基数取整,十进制整数转换二进制,十进制小数转换二进制,二进制数与其它数制的对照表,二进制 十进制 八
7、进制 十六进制 0000 0 0 0 0001 1 1 1 0010 2 2 2 0011 3 3 3 0100 4 4 4 0101 5 5 5 0110 6 6 6 0111 7 7 7 1000 8 10 8 1001 9 11 9 1010 10 12 A 1011 11 13 B 1100 12 14 C 1101 13 15 D 1110 14 16 E 1111 15 17 F,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
8、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,例： (1999.8)10=1103+9 102+9 101+9 100+8 10-1,“权”,(1101.1)2=123+1 22+0 21+1 20+1 2-1 =（8+2+1+0.5+0.25）10 =（11.75）10,二进制数转换为十进制数,规则：按“权”展开，求和。,二进制转换为八进制,方
9、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=（010000
10、111.101100）2 =（10000111.1011）2,八进制转换为二进制,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)16,十六进制转换成二进制,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
11、1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 例如（1E4.2A）16=（0001 1110 0100. 0010 1010） 2 =（111100100.0010101） 2,例：将（188.88）10转化为二进制,188,（1）整数部分：,（188）10（10111100）2,（10111100）2127026125124123122021020 （188）10,（2）小数部分：,（0.1110000）212-112-212-302-4 （0.875）10,（0.88）10 （0.1110000）2,（188.88）10= (10111100.111000
12、)2,练习,将(76)10转换为八进制 将(1001100)2转换为十六进制,（114)8 (4C)16,1.2 计算机中信息的表示,信息的表示有两种形态： 人类可识别、理解的信息形态； 计算机能够识别和理解的信息形态。,ASCII码,目前微机中普遍使用的编码是ASCII码， ASCII码是美国标准信息交换码(American Standard Code for Information Interchange)，该码被ISO采纳，作为国际上通用的信息交换标准代码。 ASCII码是用7位二进制数的不同编码来表示128个不同的字符(27=128)，最高位置,字符编码,用7位二进制数表示了128个字
13、符： 10个数码09 52个字母AZ az 32个标点符号、运算符 34个控制码 ASCII码，是用数字0-127（即二进制00000000到01111111）来表示,ASCII码表,如字母A的ASCII码为：01000001,汉字编码,目的：为了用计算机处理汉字，同样也需对汉字 编码。 计算机处理汉字的过程实际上是各种汉字编码间的转换过程。这些汉字编码有：汉字信息交换码、汉字输入码、汉字内码、汉字输出码、汉字地址码等。,汉字信息交换码,与ASCII一样，汉字需要建立一个汉字编码的标准，1981年我国颁布了国家标准汉字编码，即信息交换用汉字编码字符集基本集国家标准代号是GB2312-80码，简
14、称国标GB码，GB码共收录汉字、字母、图形等字符7445个，其中汉字6763个，682个非汉字图形符号。,汉字信息交换码,区位码是国际码的一种变形，编码方式是把7445个国标码排列在9494的矩阵中，每一行称为“区”，每一列称为“位”，分别用194的两位十进制表示。把区号和位号连接起来便为“区位码”。如“啊”的区位码是1601，即16区01位。,与国标码转换关系：将区号和列号分别转换为十六进制，再分别加20H ：区位码 2020H 国标码 如：“保”字 ，区位码1703D，转16进制为1103H+ 2020H 3123,区号,位号,汉字机内码,汉字机内码（也称内码）是为了能够在计算机内部对汉字
15、进行传输和处理的编码。不论何种输入码，输入的汉字在机器内部都要转换成内码，然后才能传输和处理。 内码=国标码8080H,汉字机内码,为了避免ASCII码和国标码同时使用时产生二义性问题，大部分汉字系统都采用将国标码每个字节高位置1作为汉字机内码。这样既解决了汉字机内码与西文机内码之间的二义性，又使汉字机内码与国标码具有极简单的对应关系。,国标码是汉字信息交换的标准编码，但因其前后字节的最高位为0，与ASCII码发生冲突，如“保” 字，国标码为31H和23H，而西文字符“1”和“#”的ASCII也为31H和23H，现假如内存中有两个字节为31H和23H，于是就出现了二义性，因此，国标码是不可能在
16、计算机内部直接采用的，于是汉字的机内码采用变形国标码，其变换方法为：将国标码的每个字节都加上128，即将两个字节的最高位由0改1，其余7位不变.,举例,“保”字的国标码为3123H， 3123H+8080H= B1A3H 保字的机内码就是B1A3H。 显然，汉字机内码的每个字节都大于128，这就解决了与西文字符的ASCII码冲突的问题。,各种汉字编码之间的关系,汉字的输入、输出、处理过程，实际上是汉字的各种代码之间的转换过程。首先使用键盘敲入外码，外码通过字典转化为内码，内码在计算机内部进行存储和处理，然后处理机根据内码计算出地址码，按地址码从字库中取出输出码，实现汉字的显示或打印。,二进制单位,