第一章计算机基础知识1.1信息技术与计算机信息（Information）的定义：⑴信息是不确定性的减少或消除⑵信息是控制系统进行调节活动时，与外界相互作用、相互交换的内容⑶信息是事物运动的状态和状态变化的方式信息技术（Information Technology），简称IT。

信息技术的定义就是能够提高或扩展人类信息能力的方法和手段的总称。

包括信息的产生、获取、检索、识别、变换、处理、控制、分析、显示及利用的技术等等。

信息技术三大核心技术：计算机技术微电子技术通信技术信息化社会的基本特征：⑴信息、知识、智力日益成为社会发展的决定力量。

⑵信息技术、信息产业、信息经济日益成为科技、经济、社会发展的主导因素。

⑶信息劳动者、脑力劳动者、知识分子的作用日益增大。

⑷信息网络成为社会发展的基础设施。

1946年2月，世界上第一台计算机诞生于美国宾州大学，取名“电子数值积分计算机”（Electronic Numerical Integrator And Calculator），简称ENIAC。

这台计算机使用了17468个真空电子管，耗电174千瓦，占地170平方米，重达30吨，价格40多万美元，是一个昂贵耗电的“庞然大物”。

由于ENIAC采用了电子线路来执行算术运算、逻辑运算和存储信息，从而大大提高了运算速度，每秒可进行5000次加法运算。

ENIAC存在着不能存储程序、使用的是十进制数且在机外用线路连接的方法来编排程序等明显的弱点。

美国电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）提出的，它根据计算机的规模和处理能力可以把计算机分为以下6类：巨型计算机小巨型计算机大型主机小型计算机工作站微型计算机计算机的主要特点：处理（运算）速度快计算精度高具有超强的“记忆”功能具有可靠的逻辑判断能力高度的自动化及人-机交互功能计算机的应用已经渗透到人类社会生活的各个领域。

计算机的应用可归纳为如下几个主要的方面：科学计算信息处理过程控制计算机辅助系统人工智能网络应用计算机的发展趋势：巨型化微型化网络化智能化多媒体化1.2计算机编码基础知识计算机中的数制：计算机科学中经常使用十进制、二进制、八进制和十六进制。

但在计算机内部，不管什么样的数都使用二进制编码形式来表示。

每种数制中数码的个数称为该数制的基数位权：在任何数制中，数码所处的位置不同，代表的数值大小也不同。

某一位数码代表的数值的大小是该位数码与位权的乘积。

234.18=2×102+3×101+4×100+1×10-1+8×10-2BODH二进制数的常用单位（一）位(bit)位是二进制数中的一个数位，可以是“0”或“1”。

它是计算机中数据的最小单位，称为比特(bit)。

（二）字节(Byte)通常将8位二进制数组成一组，称作一个字节。

字节是计算机中数据处理和存储容量的基本单位，常将字节英文单词Byte简写成B，这样常用的单位还有KB(千字节)、MB(兆字节)、GB(千兆字节)等，它们与字节的关系是：1B = 8bit 1KB = 210B = 1024B 1MB =210 KB = 1024KB 1GB = 210 MB =1024MB字字是指计算机一次存取、加工、运算和传输的数据长度。

它是衡量计算机性能的一个重要指标。

计算机的字长越长，其运算速度越快、计算精度越高。

目前计算机的字长有8位、16位、32位和64位等。

计算机所处理的数据包括数值型数据和非数值型数据两种。

在计算机中表示一个数值型数据，要解决三个问题：数的位数数的符号小数点的表示在计算机中表示数值型数据，小数点的位置总是隐含的，位置可以是固定的，称为定点数，也可以是可变的，称为浮点数。

定点数表示法——一般分为定点整数和定点小数两种：定点整数小数点位置约定在最低数值位的后面，用于表示整数。

定点小数小数点位置约定在最高数值位的前面，符号位的后面，用于表示小于1的纯小数。

将二进制数N用浮点形式表示，可表示为一个纯小数与2的整数次幂的乘积形式。

C±=⨯N±2S其中，N、S、C均为二进制数。

S称为N的尾数，即全部的有效数字（数值小于1）。

S前面的正负号表示整个数值的正负，称为尾符。

C称为N的阶码，是指数的数值（通常是整数），它指明了小数点的实际位置。

C前面的正负号是阶码的符号，称为阶符。

三、字符编码（一）ASCII码ASCII码，即美国标准信息交换码(American Standard Code for Information Interchange) 。

ASCII包括32个通用控制字符、10个十进制数码、52个英文大小写字母和34个专用符号，共128个元素，故需要用7位二进制数进行编码。

BCD码二—十进制编码“Binary Coded Decimals”，简写为BCD。

BCD编码种类很多，其中8421码是最常用的一种BCD编码。

8421码是将每1位十进制数用4位二进制代码表达的一种编码方式，即一个十进制数采用一组4位二进制代码表达。

选用0000～1001来一、计算机系统组成1945年，ENIAC诞生后，美籍匈牙利科学家冯•诺依曼(Von Neumann) 对ENICA提出了重大的改进理论，提出了一个“存储程序”的计算机方案。

这个方案包含三个要点：采用二进制数的形式表示数据和指令。

将指令和数据同时存放在存储器中。

由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成计算机。

表示0～9十个数字。

GB2312-80，简称国标码，也叫汉字交换码。

汉字机内码是汉字在计算机内部存储、处理和传输用的信息代码。

汉字输入码也叫外码，是一种为了将汉字通过键盘输入到计算机中而设计的代码，有数字编码、音码、形码、音形码等。

汉字字形码是一种使用点阵方法构造的汉字字形的字模数据，在显示或打印汉字时需要使用汉字字形码，也称为汉字字库。

汉字字形点阵有16×16、24×24、32×32、64×64、96×96、128×128、256×256点阵等。

1.3计算机系统的组成（一）运算器运算器是对数据进行处理的部件。

运算器的主要部件是算术逻辑单元，即ALU (Arithmetic Logical Unit)，另外还包括一些寄存器和其它部件。

它的基本操作是进行算术运算和逻辑运算。

算术运算是按算术规则进行的运算，如加、减、乘、除等。

逻辑运算一般指非算术性质的运算，如比较大小、移位、逻辑“与”、逻辑“或”、逻辑“非”等。

（二）控制器控制器的主要作用是指挥计算机各部件协调地工作。

它是计算机的指挥中心，在控制器的控制之下，将输入设备输入的程序和数据，存入存储器，并按照程序的要求指挥运算器进行运算和处理，然后把运算和处理的结果再存入存储器中，最后将处理结果传送到输出设备上。

通常把运算器和控制器合称为中央处理器CPU(Center Processing Unit)。

（三）存储器存储器是用来存储程序和数据的部件。

存储器又分为内存储器(主存储器)和外存储器(辅助存储器)两类。

内存储器简称内存，用来存储当前要执行的程序和数据以及中间结果和最终结果。

内存储器由许多存储单元组成，每个存储单元都有自己的地址。

根据地址就可以找到所需的数据和程序。

外存储器简称外存，用来存储大量暂时不参与运算的数据和程序，以及运算结果。

（四）输入设备输入设备是将用户的程序、数据和命令输入到计算机的内存器的设备。

最常用的输入设备是键盘，常用的输入设备还有鼠标器、扫描仪、手写板等。

（五）输出设备输出设备是显示或硬拷贝计算机运算和处理结果的设备。

最常用的输出设备是显示器和打印机，常用的输出设备还有绘图仪等。

一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。

硬件系统指由电子部件和机电装置组成的实体。

软件系统指装在硬件中的各种程序以及全部的应用技术资料。

硬件和软件是不可分割的整体：没有计算机硬件，软件的功能就无处实现；没有软件的计算机，就是没有灵魂的“裸机”，不会做任何工作。

软件要根据已有的硬件来安装，才能发挥作用。

硬件要根据新软件设计的需要而加以改进，才具有发展潜力。

目前的发展趋势是硬件集成度越来越高，软件应用的范围越来越宽，功能越来越强。

1.4计算机硬件系统一、总线的概念总线（Bus）是连接多个设备的信息通道，实际上是一组信号线。

每根信号线都可以传输二进制的信号。

它是一种共享的传输通道，它所传输的信号可以被所有接入该总线的设备接收，但同一时刻只能有一个设备发送数据到总线上。

而且，只有CPU和主存储器是与总线相连，输入设备、输出设备、外存储取等外部设备则是通过接口电路与总线相连微型计算机采用总线结构将CPU、主存储器和输入、输出接口电路连接起来总线的分类：内部总线——芯片内部连接各元件的总线；系统总线——指连接CPU、存储器和各种输入/输出接口（I/O接口）的总线；外部总线——是微机和外部设备之间的总线。

系统总线数据总线DB（Data Bus）——用于CPU与主存储器、CPU与I/O接口之间传送数据信息。

数据总线的宽度（根数）决定每次能同时传输信息的位数，因此它是决定计算机性能的主要指标。

地址总线AB（Address Bus）——用于给出源数据或目标数据所在的主存单元或I/O端口的地址。

地址总线的宽度决定了CPU的寻址能力。

控制总线CB（Control Bus）——用来控制对数据总线和地址总线的访问和使用。

总线的带宽总线的带宽指的是单位时间内总线上可传送的数据量，即通常所说的每秒钟传送的字节数，它与总线的位宽和总线的工作频率有关。

总线的位宽总线的位宽指总线能同时传送的数据位数，即数据总线的位数。

总线的工作频率总线的工作频率也称总线的时钟频率，以MHz为单位。

工作频率越高，总线工作速度越快，总线带宽越宽。

总线带宽=总线位宽÷8×总线工作频率（单位MB/s）。

1.5计算机软件系统软件是指用来指挥计算机运行的各种程序的总和以及开发、使用和维护这些程序所需的技术资料。

软件系统的主要任务：提高机器的使用效率发挥和扩大机器的功能和用途为用户使用计算机系统提供方便计算机软件系统分两大类：系统软件应用软件系统软件系统软件是指为其它软件服务的软件。

系统软件主要功能是简化计算机操作，充分发挥硬件功能，支持应用软件的运行并提供服务。

系统软件在为应用软件提供上述基本功能的同时，也进行着对硬件的管理，使在一台计算机上同时或先后运行的不同应用软件有条不紊地共同使用同一套硬件设备。

系统软件的两个主要特点：通用性基础性操作系统操作系统是系统软件的核心，是计算机硬件的第一级扩充。