Transcript 第2章计算机基础

第二章 计算机基础
普通高等教育 “ 十一五 ” 国家级规划教材
全国高等医药院校药学类规划教材
大学计算机基础
目录
沈
沈
阳
阳
药
药
科
科
大
大
学
学
计
计
算
算
计
计
教
教
研
研
室
室
第一节计算机的运算基础
第二节 进位计数制及其转换
第三节 计算机数据编码
第四节 计算机程序编码
大学计算机基础——沈阳药科大学
第一节计算机的运算基础
第一节计算机的运算基础
大学计算机基础——沈阳药科大学
问题的提出
计算的基础
人类计算
计算机计算
•日常生活中，人们
都十分熟悉十进制的
数值运算，对十进制
的数值表示自然从小
就逐渐熟悉起来。
•现代计算机中则是
用二进制（Binary
digit）的位（bit）
来表达、操作和记
录各种信息的。
•十进制运算就是
•所以二进制的运
算就成了计算机的
重要基础之一。
人们日常计算的基础。
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一、为什么要用二进制
之所以用二进制是因为计算机中的主要部
件都是数字集成电路，这些电路中的各
种元件大都具有两种稳定状态。
比如：门电路的开/关、二极管和三极管
的导通/截止、电压的高/低等。
这两种状态正好可以用来描述二进制的
“0”和“1”。
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二进制的优点
4
1
逻辑性好
3
简化电路
2
便于传输
运算简单
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二、数据单位
数据单位
位(bit比特)
字节(Byte拜特)
位是计算机中表示
数据的最小单位，
简写为“b”，表
示二进制数中的一
位。
一个二进制位只能
存放二进制数
“0”或“1”，即
只能表示两种状态
。
字节是计算机处理
数据的基本单位，
简写为“B”。
一个字节由8个二
进制位组成，即1B
= 8b。
常用的数据单位还
有KB、MB、GB
、TB等。
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各单位之间的换算关系
1KB = 210B
1MB = 210KB = 220B
1GB = 210MB = 220KB = 230B
1TB = 210GB = 220MB = 230KB = 240B
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三、数值信息表示
计算机中的数值信息通常是用来进行数值
计算的。
数值计算涉及到的数据类型常见的有
整数、纯小数和实数，一般可分为：
定点数与浮点数
122.45= (0.12245) X 103
=（尾数）X 基数阶码
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四、二进制运算规则
1.算术运算规则
加法规则：
0+0=0
0+1=1
1+0=1
1+1=0
减法规则：
0－0=0
0－1=1
1－0=1
1－1=0
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2.逻辑运算规则
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第二节进位计数制及其转换
第二节进位计数制及其转换
2
?
8
10
16
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（一）十进制数转换为二进制数
1.整数转换
例如 将（77）10转换成二进制数。
按“除2取余”法转换如下：
2|
77
2 | 38
2 | 19
2| 9
2| 4
2| 2
2| 1
0
(1
(0
(1
(1
(0
(0
(1
低位
“短除法”
除2取余，自下而上书写
高位
（77）10＝（1001101）2
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2.小数的转换 例如将(0.55)10转换为二进制小数。
按“乘2取整”法进行如下：
0.55
×
2
(1).10
×
2
(0).20
×
2
(0).40
×
2
(0).80
×
2
(1).60
×
2
(1).20
高位
乘2取整，自上而下书写
说明：二进制小数不能准确表
示所有十进制小数，所以转化
结果是近似值。在各种进制转
换中普遍存在这类现象。
低位
（0.55）10＝（0.100011）2
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3.实数转换 例如将（77.55）10转换成二进制数。
（1）整数部分转换：
（77）10＝（1001101）
（2）小数部分转换：
（0.55）10＝（0.100011）2
（3）合并结果：
（77.55）10＝（1001101.100011）2
拆分合并法
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（二）十进制数转换为八进制和十六进制数
转换的法则同前，只要将基数“2”换成“8”或
“16”即可。
整数部分按“除8取余”或“除16取余”的原则进行
转换，小数部分按“乘8取整”或“乘16取整”的
原则进行转换。
说明：十六进制数共有0—15这16个
数组成，其中10—15分别用字母A、B、
C、D、E、F表示。
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（三）N进制数转换为十进制数
D  Pn1  N n1  Pn2  N n2    P1  N 1  P0  N 0  P1  N 1    Pm  N m
例如 将(1011.11)2转换成十进制数。
(1011.11)2＝1×23＋0＋1×21＋1×20＋1×2-1＋
1×2-2＝（8＋2＋1＋0.5＋0.25）10
＝（11.75）10
例如 将（317）8转换成十进制数。
（317）8=3×82＋1×81＋7×80 ＝（207）10
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（四）二进制、八进制、十六进制之间的互换
八进制
二进制
十六进制
二进制
十六进制
二进制
0
1
2
000 001 010
0
1
2
3
4
5
6
7
011
100
101
110
111
3
4
5
6
7
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111
8
9
A
B
C
D
E
F
1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
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第三节计算机数据编码
第三节计算机数据编码
文字
声音
图形
图像
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一、字符编码
ASCII码
27
35
39
43
47
51
55
59
63
67
71
75
79
83
87
91
95
99
103
107
111
115
119
123
键盘
ESC
#
'
+
/
3
7
;
?
C
G
K
O
S
W
[
_
c
g
k
o
s
w
{
ASCII 码
32
36
40
44
键盘
SPACE
$
(
'
48
0
52
56
60
64
68
72
76
80
84
88
92
96
100
104
108
112
116
120
124
4
8
<
@
D
H
L
P
T
X
\
`
D
H
L
P
T
X
|
ASCII 码
33
37
41
45
49
53
57
61
65
69
73
77
81
85
89
93
97
101
105
109
113
117
121
125
键盘
!
%
)
1
5
9
=
A
E
I
M
Q
U
Y
]
a
e
i
m
q
u
y
}
ASCII 码
34
38
42
46
50
54
58
62
66
70
74
78
82
86
90
94
98
102
106
110
114
118
122
126
键盘
"
&
*
.
2
6
:
>
B
F
J
N
R
V
Z
^
b
f
j
n
r
v
z
~
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二、汉字编码
1、基本集GB 2312-80
收入汉字信息交换用的基本图形字符，采用一
字一码的原则，具体包括：一般符号，序号，数字
，拉丁字母，日文假名，希腊字母，俄文字母，汉
语拼音符号，汉语注音字母及简化汉字6763个，分
为一级汉字3755个，二级汉字3008个。总计7445
个图形字符。
2、其他五个辅助汉字集
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3.汉字内部码（机内码）
4.汉字外码（输入码）
按汉字的排列顺序形成的编码（流水码）：如区位码；
按汉字的读音形成的编码（音码）：如全拼、简拼、双拼等；
按汉字的字形形成的编码（形码）：如五笔字型、郑码等；
按汉字的音、形结合形成的编码（音形码）：如自然码、智能ABC。
输入码在计算机中必须转换成机内码，才能进行存储和处理。
5.汉字字形码（打印码）
6.GB 18030-2000
GB 18030-2005收录了70244个汉字。
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三、多媒体信息编码
（一）声音编码
一种方法是按照固定的时间间隔对声波的振幅进行采
样，并记录所得到的值序列。
另一种编码系统称为乐器数字化接口MIDI。
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（二）图像编码
1.位图技术 将图像看成是点的集合，每个点称为一
个像素。
2.矢量技术 将图像表示为一组直线或曲线的集合。
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（三）视频编码
所谓视频信息简单地说就是动态的
图像。
同音频一样，视频也可以分为模拟视频和数字视频两
种。
模拟视频指在时间和空间上都是连续的信号，如标准
广播电视信号；数字视频是指在一段时间内，以一
定的速率对模拟视频进行捕获，并加以采样、量化
等处理后所得到的媒体数据。
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第四节 计算机程序编码
第四节 计算机程序编码
程序流程
伪代码
计算机解决问题
的基本方案
计算机
语言
程序代码
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一、 计算机语言
计算机语言是用于人与计算机之间通讯的语言。
计算A=15+10
高级语言
汇编语言
机器语言
10110000
00001111
00101100
00001010
11110100
MOV A, 15
ADD A, 10
HLT
A = 15 + 10
Print A
END
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二、常用的计算机高级语言
BASIC
Java
HTML
XML
C
C++
C#
Java
Script
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三、计算机程序编码方法
从简单到复杂，从小到大，从低级到高级是人类认识
世界的过程，程序设计也是一样。
从在纸带机上敲打0和1
到汇编
到结构化程序设计
到面向对象设计(OOP, Object-oriented programming)
到面向主体设计(AOP, Agent-oriented programming)
沈阳药科大学计算机教研室