,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 计算机系统基础知识,第二章 计算机系统基础知识,1,本章主要内容,2.1 计算机系统概述,2.2 进位计数制与数制转换,2.3 信息编码,2.4 微型计算机硬件系统,2.5 多媒体计算机,2.6 微型计算机的性能指标与基本配置,本章主要内容2.1 计算机系统概述,2,2.1.1计算机系统组成,控制器,运算器,中央处理器 （CPU）,主存储器,主机,输入设备,输出设备,辅助存储器,外部设备,硬件系统,系统软件,支撑软件,应用软件,软件系统,计算机系统,2.1.1计算机系统组成控制器运算器中央处理器 （CP,3,2.1.2 计算机的工作原理,现代计算机的基本工作原理：,1计算机的指令和数据均采用二进制来表示。,2由指令组成的程序和要处理的数据一起保存在存储器中。机器,一启动，控制器按照程序中指令的逻辑顺序，把指令从存储器中,读出来，逐条执行。,3由输入设备、输出设备、存储器、运算器、控制器5个部件组,成计算机的硬件系统，在控制器的统一控制下，协调一致地完成,由程序所描述的处理工作。,2.1.2 计算机的工作原理现代计算机的基本工作原理：,4,计算结果,输出命令,输入设备,存储器,运算器,输出设备,控制器,程序,存数,取数,存数,原始数据,输入命令,存储命令,取数,程序命令,运算命令,在图中，实线代表数据流，虚线代表控制流。,计算结果输出命令输入设备存储器运算器输出设备控制器程序存数取,5,2.1.3 计算机硬件系统,计算机硬件系统通常由运算器、控制器、存储,器、输入设备和输出设备五大基本部件组成。通常，人,们把运算器、控制器和存储器合起来统称为计算机的主,机，而把各种输入和输出设备统称为计算机外部设备。,2.1.3 计算机硬件系统 计算机硬件系统通常,6,2.1.4 计算机软件系统,计算机软件,是指计算机程序及其有关文档。,计算机程序,：为了告诉计算机做什么，按什么方法、步骤去做，,人们必须把有关的处理步骤告诉计算机。用计算机可以识别和执,行的操作表示的处理步骤称为程序。程序就其表现形式而言，可,以是机器能够直接执行的代码化的指令序列，也可以是机器不能,直接执行但可以转化为机器可直接执行的指令序列的符号化指令,序列或符号化语句序列。,文档,：是指用自然语言或者形式化语言所编写的用来描述程序的,内容、组成、设计、功能规格、开发情况、测试结构和使用方法,的文字资料和图表。例如程序设计说明书、流程图、用户手册,等。,2.1.4 计算机软件系统计算机软件是指计算机程序及其有关文,7,用户,用,应,件,软,硬件,系,件,统,软,支,撑,软,件,用户,软件系统结构示意图,用户用应件软硬件系件统软支撑软件用户软件系统结构示意图,8,1 系统软件,系统软件是计算机系统中最靠近硬件的软件。它与具体的应用无关，其他软件一般都通过系统软件发挥作用，是软件系统的核心。系统软件是用于计算机管理、监控、维护的软件，并为用户提供一个友好的操作界面。,2 支撑软件,支撑软件是支持其他软件的编写和维护的软件，又称为软件开发环境。著名的软件开发环境有IBM公司的Web Sphere,微软公司的Studio.NET等。,3 应用软件,应用软件是针对某个应用领域的具体问题而开发和研制的程序。例如各种管理信息系统、飞机订票系统、地理信息系统等。,1 系统软件,9,2.2 进位计数制与数制转换,1.数制,数制是用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数的方法。按照进位方式计数的数制叫进位计数制。常见的十进制、六十进制（每分钟60秒、每小时60分钟）、十二进制、十六进制等,。,日常生活大都采用十进制计数，如：1234.375,用科学计数的方法可以表示为：,110,3,+210,2,+310,1,+410,0,+310,-1,+710,-2,+510,-3,基数：指该进制中允许选用的基本数码的个数。如十进制，可以,用0、1、2、9共10个字符，所以其基数就是10。,小数点左边：从右至左，每一位对应的幂（即权值）为0 1 2 3,小数点右边：从左至右，每一位对应的幂为-1-2-3,2.2 进位计数制与数制转换1.数制,10,2.2 进位计数制与数制转换,2.二进制,二进制就是仅使用0和1两个字符实现计数，其基数就是2。,计算机为什么要使用二进制呢？,（1）易于物理实现（2）运算简单（3）逻辑性强,二进制数,(1011.011),2,用科学计数的方法可以表示为：,其计算结果为：,11.375,也就是对应日常生活中的十进制,那么，怎么实现从十进制转换到二进制呢？,12,3,+02,2,+12,1,+12,0,+02,-1,+12,-2,+12,-3,2.2 进位计数制与数制转换2.二进制计算机为什么要使用二,11,2.2 进位计数制与数制转换,3.十进制转二进制,方法：,整数部分：除2取余倒排,小数部分：乘2取整顺排,如上述的十进制数,11.375,，其转换方法为：,整数部分：,商 余数,11/2=5 1,5/2=2 1,2/2=1 0,1/2=0 1,商为0结束,小数部分：,积 取整数 剩下数,0.375,2,=0.75 0 0.75,0.75,2,=1.5 1 0.5,0.52=1,1 0,剩下数为0结束,2.2 进位计数制与数制转换3.十进制转二进制整数部分：小,12,2.2 进位计数制与数制转换,4.八进制 十六进制,八进制就是使用0至7八个字符实现计数。其基数就是8。,而十六进制就是使用0至15十六字符实现计数，但从10到15都是由两个字符组成，所以用A到F代替10到15。,八进制数,(237.2),8,用科学计数的方法可以表示为：,28,2,+38,1,+78,0,+28,-1,其计算结果为：,159.25,也就是对应日常生活中的十进制,十六进制数,(1A8.C),16,用科学计数的方法可以表示为：,116,2,+1016,1,+816,0,+1216,-1,其计算结果为：,424.75,也就是对应日常生活中的十进制,2.2 进位计数制与数制转换4.八进制 十六进制,13,2.2 进位计数制与数制转换,5.二进制转换八进制及十六进制,假设有一个二进制数(101100110011100111.10011),B,要将其转换为八进制。,由2,3,8，所以每一个八进制位占三个二进制位。,101,100,110,011,100,111,.,100,11,0,5 4 6 3 4 7 .4 6,所以其八进制表示为：(546347.46),O,由,2,4,16，所以每一个十六进制位占四个二进制位。,00,10,1100,1100,1110,0111,.,1001,1,000,2 C C E 7 .9 8,所以其十六进制表示为：(2CCE7.98),H,2.2 进位计数制与数制转换5.二进制转换八进制及十六进制,14,信息,在计算机中的存储表现为数据。,数据,是表征客观事物的、,可以被记录的、能够被识别的各种符号，包括字符、符号、表格、声,音和图形、图像等。,数据有两种形式：一种为人类可读形式的数据，简称人读数据。,另一种形式为机器可读形式的数据，简称机读数据。,2.3 信息编码,信息在计算机中的存储表现为数据。数据是表征客观事,15,2.3.1 数据的单位,1.位（bit）,计算机中最小的数据单位是二进制的一个数位，简称为位（英,文名称为bit，读音为比特）。bit是计算机中最基本的存储单元。,2.字节（Byte）,字节是计算机中用来表示存储空间大小的基本容量单位，简写,为B，1个字节由8个二进制数位组成。其他容量单位还有千字节,（KB）、兆字节（MB）以及千兆字节（GB）等。它们之间存在下,列换算关系。,1B=8bit,1KB=1024B=2,10,B,1MB=1024KB=2,10,KB=2,20,B=10241024B,1GB=1024MB=2,10,MB=2,20,K,B=10241024KB,1TB=1024GB=2,20,MB=2,30,K,B=10241024MB,2.3.1 数据的单位1.位（bit）,16,3.,字（,word,）,CPU,通过数据总线一次存取、加工和传送的数据长度称为字，,一个字由若干个字节组成。,4.,字长,字的长度称为字长，一个字可以是一个字节，也可以是多个字节。,常用的字长有,8,位、,16,位、,32,位、,64,位等。不同类型的计算机的字长,是不同的，如某一类计算机的字由,4,个字节组成，则字的长度为,32,位，,相应的计算机称为,32,位机,。,3.字（word）,17,2.3.2,常用的信息编码,计算机所采用的是二进制数字系统，计算机只能识别二进制数,码。但在实际应用中，计算机所处理的信息中，大部分是字符信息，,因此需要对字符进行编码，建立字符与二进制代码之间的对应关系。,下面介绍几种常用的信息编码。,1.ASCII,编码,字符的编码通常用,ASCII,码（,American Standard Code for,Information Interchange,，美国标准信息交换码）。虽然,ASCII,码是美国,国家标准，但它已被国际标准化组织（,ISO,）认定为国际标准。,2.3.2 常用的信息编码 计算机所采用的是二进,18,从,ASCII,码表中可以得出：利用,7,位二进制数字符号“,0”,和“,1”,的组合,码，对应着,128,个字符，而且,数字字符编码,大写字母编码,小写字母编,码,，因此在知道一个字母或数字的,ASCII,码后，很容易推算出其他字母和,数字的编码。,例如，大写字母,A,，其,ASCII,码为,1000001,，即,ASC(A)=65,。,小写字母,a,，其,ASCII,码为,1100001,，即,ASC(a)=97,。,可推得,ASC(D)=68,，,ASC(d)=100,。,ASCII,码一般用,1,个字节来表示，其中第七位通常用作奇偶校验。,“奇偶校验”是一种简单且最常用的检验方法，主要用来验证计算机在进,行通信传输时的正确性。在工作时，最高位取值为“,0”,。,从ASCII码表中可以得出：利用7位二进,19,2,BCD,码,BCD,码利用了,4,位二进制数码来表示一个十进制的数码，使二,进制和十进制之间的转换得以快捷的进行。,BCD,码选用,0000,1001,来表示,0,9,这十个数码。例如,489,的,BCD,码为：,4 8 9,0100 1000 1001,2BCD码,20,3.,汉字编码,在计算机中每个汉字都要有一个二进制代码，如果利用现有的西,文键盘来输入汉字，要解决汉字的输入输出以及汉字的表示等问题。,下面对几种汉字编码分别作简单介绍：,（,1,）汉字的输入码（外码）,汉字输入码是为了利用现有的计算机键盘，将形态各异的汉字输,入计算机而编制的代码。编码方案大致可以分为：按汉字发音进行编,码的音码，全拼码、简拼码、双拼码等都是按照汉字发音进行编码,的；按汉字书写形式进行编码的形码，例如五笔字型码。也有音形结,合的编码，例如自然码。,3.汉字编码,21,（,2,）汉字国标码,信息交换用汉字编码字符集,基本集,是我国于,1980,年指定的,国家标准,GB2312-80,，代号为国标码，是国家规定的用于汉字信息处,理使用的代码的依据。它共包含,6763,个常用汉字和,682,个非汉字图形,符号（包括几种外文字母、数字和符号）。,国标码规定用,2,个字节表示,1,个汉字，每个汉字只用后,7,位，每个,字节的最高位为“,0”,。这样的编码空间为,2,7,2,7,16384,个，足以表,示常用的,7445,个汉字。,（2）汉字国标码,22,（,3,）汉字机内码,汉字的机内码是供计算机系统内部进行存储、加工处理和传输,时统一使用的代码。目前使用最广泛的是一种,2B,的机内码，即变形,的国标码。计算机处理汉字时，不能直接使用国标码，而要将最高,位置成,1,，变换成汉字机内码。,（3）汉字机内码,23,（,4,）汉字字形码,汉字字形码是汉字字库中存储的汉