第1章计算机基础知识课件

第一章计算机基础知识•计算机硬件系统的构成及工作原理•计算机软件系统的构成•数进制及数据的存储•机器语言和高级语言1.1计算机硬件系统的构成及工作原理冯.诺依曼结构：计算机运算器控制器存储器主机：外部设备中央处理器CPU输入设备输出设备外存储器3.冯•诺依曼存储程序工作原理冯•诺依曼是20世纪最杰出的数学家之一，于1945年提出了“程序内存式”计算机的设计思想。这一卓越在思想为电子计算机的逻辑结构设计奠定了基础，已成为计算机设计的基本原则。所以计算机都遵循同一原理：•二进制:任何信息都必须用二进制表示•存储程序控制:将需要解决的问题用程序设计语言写成程序，与处理问题所需的原始数据一起通过输入设备送给计算机的内存，即存储程序；然后，控制器按照程序规定的运算步骤或用户提出的要求向计算机的有关部件发布命令并控制它们执行相应的操作，对数据进行处理，即程序控制。指令：计算机执行某一操作的的命令指令系统：计算机所有指令的集合程序：为解决一个具体问题而编写的一系列有序的指令2.计算机各组成部分的联系•存贮器•输入设备•输出设备•控制器•运算器•数据线•控制线•存贮程序计算机的基本组成原理图1.2软件系统的组成软件系统：计算机上除硬件之外的所有东西，是为运行、管理和维护计算机而编制的程序和文档的总和，可以扩大计算机的功能，提高计算机的效率。系统软件：操作系统、语言处理软件软件应用软件：第２节信息在计算机中的表示１.信息数值、文字、语音、图形和图象等。信息必须数字化编码（变为二进制），才能传送、存储和处理。２.常用的数制(1)十进制：逢10进1，由数码0～9组成(2)二进制：逢2进1，由数码0、1组成(3)八进制：逢8进1，由数码0～7组成(4)十六进制:逢16进1，由数码0～9、a～f组成基数：N为数制中所需要的数码符号的个数。位权：位权是指一个数字在某个固定位置上所代表的值，它等于基数的若干次幂。3.进制中的概念4.计算机中数据的表示计算机内部采用二进制来描述数据。其优势：（1）物理上容易实现，可靠性强。（2）运算简单。5进制表示法十进制(D)二进制(B)八进制(O)十六进制(H)000011112102231133410044510155611066711177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F书写方法：10(B),(10)2,(10)B10(D),(10)10,(10)D10(O),(10)8,(10)O10(H),(10)16,(10)H6.不同进制之间的转换2345(d)=2x103+3x102+4x101+5x100=234510101(B)=24+22+1=21101(B)=22+1+=5101(O)=82+1=6571(O)=7×8+1=57101A(H)=163+16+10＝41061）X进制转化成十进制：按权展开法an...a1a0(X)=anXn+…+a1X1+a0X0例100(D)=1100100(B)01100250225212262321001001211001002)十进制转化成X进制整数部分除以X逆序取余数，直到商为0，小数部分乘x顺序取整法。3）八进制和十六进制转化成二进制每一个八进制数对应二进制的三位。每一个十六进制数对应二进制的四位。2C1D(H)=0010110000011101(B)2C1D7123(O)=111001010011(B)7123000~0001~1010~2011~3100~4101~5110~6111~70000~00001~10010~20011~30100~40101~50110~60111~71000~81001~91010~A1011~B1100~C1101~D1110~E1111~F4）二进制转化成八进制和十六进制以小数点为基准分别向左右两侧进行分组。转化成八进制每三位合成一位。转化成十六进制每四位合成一位，不足补零。1101101110(B)=36E(H)36F1101101110(B)=1556(O)15567.内存的相关知识位（bit):每一个电子线路单元字节（byte):连续的８个位字(word)：连续的两个字节双字(dword)：连续的两个字地址（address):针对字节的编号。10100010010000001111111100110111…………bitbyteword2000H2001H2002H2003H8.数据在内存中的表示1）两个概念机器数：一个数及其符号在机器中的表示。真值:机器数所代表的数。2)整数的存储（假定一个整数占两个字节）a.有符号整数符号位１：表示负数０：表示非负数整数是按照其补码存储的数据位数据位3）整数的3种码制•原码：符号位数码化的二进制。•反码：正数与原码相同，负数的反码是原码中符号位不变其余位取反。•补码：正数与原码相同，负数的补码是补码加1。例：65，-65的存储？65(D)=100001(B)=0000000001000001(原码、反码、补码）机器码也可以表示为：101O,41H0100000100000000…………2000H2001H2002H2003H-65(D)=-100001(B)=1000000001000001(原码）=1111111110111110(反码）=1111111110111111(补码）机器码也可以表示为：177677O,ffbfH1011111111111111有符号整数的存储范围：正数：机器码0000H~7fffH,对应的真值0~32767负数：机器码ffffH~8000H,对应的真值-1~-32768.补码运算法则：[x+y]补=[x]补+[y]补[x-y]补=[x]补-[y]补如：[-32760]补=[-32768+8]补=[-32768]补+[8]补=（8000）16+（8）16=[8008]16[-4]补=[-1-3]补=[-1]补-[3]补=（ffff)16-(3)16=(fffc）16b.无符号整数16位全部都是数据位。范围：机器码0000H~ffffH,对应的真值0~65535.机器码和真值对应关系的确定：只有明确了数据存储所占的字节数和存储形式才能确定某一机器码对应的真值，反过来一样。例：8000H?ffffH?3）字符的存储每一个字符有一个编码。总共有256个字符ASCII码(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)字符的ASCII码的范围是：0~255每个字符占一个字节，存储的是其ASCII码值。如：‘A’的存储为：01000001（B)常用字符有128个，编码从0到127。空格32‘0’～‘9’48～57‘A’～‘Z’65～90‘a’～‘z’97～1224）浮点数的存储110.011(B)=1.10011×2+10=11001.1×2-10=0.110011×2+11阶符阶码数符尾数0110110011N=数符×尾数×2阶符×阶码尾数的位数决定数的精度。阶码的位数决定数的范围。a.机器语言•机器指令：是由０和１组成的指令代码，用来控制计算机完成一个操作。•优点：程序可以直接执行。•缺点：编程效率太低，难写、难记、难修改、难调试，最重要的是可移植性差。第4节机器语言和高级语言•用符合表示指令。优点：能直接控制硬件。缺点：编写的程序不能直接执行，要用汇编程序将源程序编译成目标程序。b.汇编语言c.高级语言•高级语言的特点：1、比较接近人们习惯的“自然语言”（如英文）和“数学语言”。（如：read,y=sin(x)等）2、编程效率高。3、可移植性好•常用高级语言：BASIC、PASCAL、FORTRAN、C、COBOL、VISUALC++、VISUALBASIC等等。源程序目标程序可执行程序编辑程序编译程序联接程序study.c-------study.obj------study.exe