第1章計算機基礎知識

隨著現代科技的日益更新，計算機以其嶄新的姿態伴隨人類邁入了新的世紀。它以

快速、高效、準確的特性，成為人們日常生活與工作的最佳幫手，因而熟練地操作電腦,

將是每個職業人員必備的技能。本章將從計算機的基礎知識講起，介紹計算機的發展、

特點與分類，以及微機的組成和維護等。

本章主要內容：

?計算機的發展、分類及應用

?微型計算機的基本組成

?數制及其相互轉換

?數字化信息編碼

?計算機的系統配置和安全操作

?計算機的常見故障與病毒防范

?鍵盤結構與指法訓練

1.1計算機的發展、分類及應用

計算機是一種無須人工干預、能快速、高效地對各種信息進行存儲和處理的電子設

備。從它產生之初到現在已有50多年的歷史，對于今天的大多數人來說，它已不再神

奇。計算機以其快捷的步伐，正邁入千家萬戶，它的廣泛使用，促使人類進一步向信息

化社會邁進。

1.1.1計算機的發展歷程

世界上第一臺計算機于1946年2月誕生于美國的賓夕法尼亞大學。半個多世紀過

去了，計算機技術獲得了突飛猛進的發展。人們根據計算機性能和使用的邏輯元件的不

同，將計算機的發展劃分為若干階段。

?第一代——電子管計算機（1946—1957年）

第一代計算機使用電子管作為邏輯元件，體積大、可靠性差、耗電量大、維護較難

且價格昂貴，壽命較短，只能被極少數人使用。

它采用水銀延遲電路或電子射線管作為存儲部件，容量很小，后來使用磁鼓存儲信

息，擴充了容量。第一代計算機沒有系統軟件，只能用機器語言和匯編語言編程。

?第二代——晶體管計算機（1958—1964年）

這一代計算機有了很大發展，它采用晶體管作為邏輯元件，體積減小、重量減輕、

耗能降低，計算機的可靠性和運算速度得到提高，同時成本也有所下降。

它普遍采用磁芯作為主存儲器，采用磁盤/磁鼓作為外存儲器，并且有了系統軟件，

提出了操作系統的概念，出現了高級語言。

?第三代——集成電路計算機（1965—1969年）

第三代計算機以小規模的集成電路作為計算機的邏輯元件，從而使計算機的體積更

小、重量更輕、耗電更省、運算速度更快、成本更低、壽命更長。

它采用半導體作為主存，取代了原來的磁芯存儲器，提高了存儲容量，增強了系統

的處理能力。此外，系統軟件有了長足發展，出現了分時操作系統，多個用戶可以共享

計算機軟硬件資源。這時提出了結構化程序設計的思想，為研制更加復雜的軟件提供了

技術上的保證。

?第四代——大規模、超大規模集成電路計算機（1970年至今）

第四代計算機的邏輯元件已從小規模的集成電路發展為大規模和超大規模集成電

路，體積、重量極度減小，成本大大降低，計算機的使用得到普及，還出現了微機。

作為主存的半導體存儲器，其集成度越來越高，容量越來越大；外存儲器除廣泛使

用磁盤外，還出現了光盤；各種實用軟件不斷地被開發，極大地方便了用戶；計算機技

術與通信技術相結合，計算機網絡把世界緊密地聯系在?起；多媒體技術的崛起，使計

算機集圖像、圖形、聲音、文字處理于一體。

現在第五代、第六代計算機與超智能計算機已在使用、開發研制中。在未來，它們

將極大地推動人類社會的進步，并會對科學技術的發展產生巨大影響。

1.1.2計算機的特點及分類

1.計算機的特點

計算機的發展雖然只有短短的幾十年，但從沒有一種機器像計算機這樣具有如此強

勁的滲透力，在人類發展中扮演著如此重要的角色，可以毫不夸張地說，人類現在已離

不開計算機。

計算機之所以這么重要，與它的強大功能是分不開的，與以往的計算工具相比，它

具有以下特點。

?運算速度快

計算機內部有一個叫運算器的運算部件，它由一些數字邏輯電路組成，可以高速準

確地幫助用戶進行運算。如有些高性能電腦每秒可進行10億次加減運算。

?精確度更高

在理論匕計算機的計算精確度并不受限制，一般計算機運算精度均能達到15位

有效數字，通過一定的技術手段，可以實現任何精度要求。

?記憶能力強

計算機內部還有個承擔記憶職能的部件，即存儲器。大容量的存儲器能記憶大量信

息，不僅包括各類數據信息，還包括加工這些數據的程序。

?邏輯判斷能力強

計算機的邏輯判斷能力也就是因果分析能力，它能幫助用戶分析命題是否成立以便

做出相應對策。

?自動運行程序

計算機是自動化電子裝置，在工作中無須人工干預，能自動執行存放在存儲器中的

程序。人們事先規劃好程序后，向計算機發出指令，計算機即可幫助人類去完成那些枯

燥乏味的重復性勞動。

2.計算機的分類

計算機按其功能可分為專用計算機和通用計算機。專用計算機功能單一、適應性差,

但在特定用途下最有效、最經濟、最快捷；通用計算機功能齊全、適應性強，但效率、

速度和經濟性相對于專用計算機來說要低一些。

目前人們所說的計算機都是通用計算機。它可分巨型計算機、大型計算機、中型計

算機、小型計算機、微型計算機和工作站等六大類型，其中運用最廣泛的是微型計算機。

?巨型計算機

巨型計算機運算速度快，存儲容量大，每秒運算可達一億次以上，主存容量也較高,

字長達64位。如我國研制成功的銀河I型和II型億次機就是巨型計算機。巨型計算機

對尖端技術和戰略武器的研制有重要作用，目前世界上只有為數不多的幾家公司可以生

產。

?大型計算機

大型計算機的運算速度在100萬次~幾千萬次/秒，字長32~64位，主存容量在幾十

兆字節左右。擁有完善的指令系統，豐富的外部設備和功能齊全的軟件系統，主要用于

計算機中心和計算機網絡。

?中型計算機

規模和性能介于大型計算機和小型計算機之間。

?小型計算機

小型計算機規模較小，成本較低，很容易維擴「在速度、存儲容量和軟件系統的完

善方面占有優勢。小型計算機的用途很廣泛，既可以用于科學計算、數據處理，又可用

于生產過程自動控制和數據采集及分析處理。

?微型計算機

微型計算機在20世紀70年代后期引起了計算機的一場革命。微型計算機的字長為

8~64位，具有體積小、價格低、可靠性強、操作簡單等特點。它的產生，極大地推動了

計算機的應用和普及，已進入了社會的各個領域乃至家庭。它的運算速度更快，已達到

并超過小型計算機的水平，內存容量達到32~256MB,甚至更高。

?工作站

工作站就是,臺高檔微機，它的獨特之處在于易于聯網、能大容量存儲、配備大屏

幕顯示器和較強的網絡通訊功能，特別適用于企業辦公自動化控制。

3.微型計算機的分類

微型計算機的種類與品牌很多，可以用不同的標準來劃分和分類。

微型機按照生產廠家及微型機的型號可分為三大系列：IBM-PC機及兼容機、

IBM-PC不兼容的蘋果機、IBM公司的PS/2系列。

按照微機采用的微型處理芯片來分，有Inter（英特爾）芯片系列和非Inter芯片系

列。IBM系列機中微處理器采用的就是Inter芯片,主要有8086/8088、80286、80486

以及80586。非Inter芯片系列中，最重要的是摩托羅拉公司的MC68000系列，如68020、

69030、68040,

按照微處理器芯片的位數可分為：16位微機（主要有8086/8088和80286,已被淘汰）、

32位微機（主要有80386和80486,較普及）、64位微機（主要有80586,較流行）。

1.1.3計算機的工作原理

盡管各種計算機在性能、用途和規模上有所不同，但其基本的結構是相同的，遵循

的都是馮?諾伊曼體系結構。

馮?諾伊曼設計思想包括三個方面：

?計算機應包括運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五大部件。

?計算機內部的數據和指令以二進制形式表示。

?程序和數據存放在存儲器中，計算機執行程序時，無需人工干預，能自動、連

續地執行程序，并得到預期的結果。

計算機的工作過程就是自動執行指令的過程，程序是由指令序列組成的。一條指令

的執行過程可分為三個階段：獲得指令、分析指令、執行指令。

1.1.4計算機的應用

在當今社會的各個領域，無處不見計算機的身影，計算機的功用總結起來，主要有

以下幾方面：

?科學計算

計算機的運算速度快、精度高、存儲容量大，可以完成人工無法實現的科學計算工

作。

?信息處理

計算機可以對信息數據進行收集、存儲、整理、分類、統計、加工和傳送等操作。

?過程控制

利用計算機對生產過程進行控制，實現生產自動化、減輕人類的勞動強度，提高產

品質量。

?輔助過程

計算機輔助設計是利用計算機幫助設計人員進行設計的過程，以提高設計的自動化

水平。

?人工智能和系統仿真

人工智能利用計算機模擬人類的某些智能活動，例如智能機器人。系統仿真是利用

計算機模仿真實系統的技術，也是計算機應用的嶄新領域。

總之，計算機的應用已滲透到社會的各個領域，在現在與未來，它對人類的影響將

越來越大。

1.2微型計算機的基本組成

微型計算機（以下簡稱微機）作為一個系統，由兩大部分組成：硬件系統和軟件系

統。硬件系統是一些實際物理設備，是程序運行的物質基礎，是計算機軟件發揮作用的

前提，而軟件系統則是無需用戶干預的各種程序的集合。

計算機系統是一個復雜的系統，為了讓用戶看得更清楚，我們以結構圖的形式來表

現，如圖1-1所示。

廠運算器

中央處理器3

匚控制器

.主機

主（內）存儲器

硬件系統

輸入設備

外部設備Y輸出設備

微機系統＜I外（輔助）存儲器

「操作系統

系統軟件語言處理程序

高級語言系統

I軟件系統

（服務性程序

應用軟件包

應用軟件

用戶軟件

圖M微機系統的組成

1.2.1微機的硬件系統

硬件系統包括計算機的主機和外部設備。具體由五大功能部件組成，即：運算器、

控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備。而其中又包括各個零部件，如主板、CPU、硬

盤、內存、顯示卡、聲卡、軟盤驅動器、顯示器、鼠標、鍵盤、調制解調器等。為了讓

用戶更多地了解電腦的硬件組成，下面介紹這些配件的基本常識。

1.運算器

運算器又稱算術邏輯單元ALU（ArithmeticLogicUnit）,是用來進行算術運算和邏

輯運算的部件，是計算機對信息進行加工的場所。

2.控制器

控制器是計算機系統的指揮中心，由一些時序邏輯元件組成，指揮計算機的各個零

部件進行工作。

控制器與運算器結合起來被稱為中央處理器CPU（ControlProcessingUnit）?中央

處理器是整個計算機的核心，計算機的運算處理功能主要由它來完成。同時它還控制計

算機的其他零部件，從而使計算機的各部件協調工作?？梢哉f中央處理器的性能決定著

整個計算機系統的性能。CPU的外形如圖1-2所示。

intel?泰矮腐澎烝期

鑫

p?nttur^|fz.蕤邇蕊流想澎

圖1-2CPU的正面和反面

3.存儲器

存儲器是具有記憶和暫存功能的部件，是計算機存儲信息的倉庫。執行程序時，由

控制器將程序從存儲器中逐條取出，執行指令。

按照存儲器與中央處理器的關系，可以把存儲器分為內存儲器（簡稱內存）和外存

儲器（簡稱外存）兩大類。

?內存儲器

內存主要用來存放當前計算機運行時所需要的程序和數據，外形如圖1-3所示。目

前多采用半導體存儲器，其特點是容量小，速度快，但價格較貴。內存的大小是衡量計

算機性能的主要指標之一，它根據作用的不同又可分為只讀存儲器和隨機存儲器兩種。

圖1-3內存條外形圖

?只讀存儲器（ROM）,只能從中讀出信息，而不能寫入信息。當掉電或死機時,

其中的信息仍能保留。

?隨機存儲器（RAM）,計算機在運行時，系統程序、應用程序以及用戶數據都

臨時存放在RAM中。開機時，系統程序將被裝入其中，關機或斷電時,其中的信息將

隨之消失。RAM的配置一般為640KB,它可以擴充到1~64MB。

?外存儲器

外存儲器用來存放當前計算機運行時不需要的程序和數據，它包括磁盤（硬盤和軟

盤）、磁帶、光盤等。外存的特點是容量大、速度慢，價格較便宜。

軟盤驅動器（如圖1』所示）是一種廣泛使用的外存儲器，有3.5英寸（1英寸

=25.4mm）和5.25英寸兩種規格，其主要用途是向軟盤讀寫數據，實現數據的攜帶與交

換。我們通常使用的是3.5英寸的軟盤（如圖1-5所示）。隨著計算機的不斷升級，軟

盤的容量已經不能滿足存儲需要。

圖1-4軟盤驅動器圖1-5軟盤

硬盤驅動器由盤片、驅動器和控制器等部分組成，它是計算機中用來存儲數據的介

質，外形如圖1-6所示。和軟盤不同的是，硬盤將存儲器盤片和驅動器做成一體，即使

在斷電的情況下硬盤中的信息也不會丟失，因此，我們通常把所使用的文件和程序存放

在硬盤中。目前的硬盤容量從幾十兆到幾十吉不等，其中1兆（M）字節=1024K,1吉

（G）=1024M字節。

圖1-6硬盤外形圖

光盤驅動器（CD-ROM）用來讀寫光盤上的數據（外形如圖1-7所示），光盤是激

光技術在計算機領域中的一種應用，它具有容量大、壽命長、成本低的優點。

圖1-7光盤驅動器

磁帶也是一種外存儲器，由于它不常使用，這里就不做介紹。

4.主板和總線

?主板

主板也稱母板，是一臺計算機的主體配件，計算機的各個組成部分都是通過一定的

方式連接到主板上的，主板結構如圖1-8所示。

圖1-8主板

構成主板的部件有：CPU插座、BIOS芯片、高速緩沖存儲器（Cache）、擴展槽、

芯片組和各種接口等.

?CPU插座：是CPU與主板的接口。

?BIOS芯片：BIOS即基本輸入輸出系統，作用是檢測所有部件、確認它們是否

正確運行，并提供有關硬盤讀寫、顯示器顯示方式、光標設置等子程序。

?高速緩沖存儲器：用來存儲CPU常用的數據和代碼，山靜態RAM組成。容量

在32~256K之間。

?擴展槽：又稱總線插槽，用來安插CPU和外部板卡，如顯卡、多功能卡等。

?芯片組：是主板的主要組成部分，在一定程度上決定主板的性能和級別。

?各種接口：主板上的主要接口有，IDM接口、第-個串行接口（如連接鼠標）、

第二個串行接口COM2（如連接調制解調器）、USB（負責連接某些外部設置，如掃描

儀）、并行接口LPT（如連接打印機）。

?總線

總線是系統部件之間傳送信息的通道，是計算機中各種信號聯線的總稱，一般分為

三種：數據總線、地址總線和控制總線。

?數據總線：用于傳送數據。

?地址總線：用于傳送CPU發出的地址信息，以便選擇需要訪問的存儲單元或輸

入/輸出接口電路。

?控制總線：用來傳送各種控制信號，包括CPU到存儲器或外設接口的控制信號

和外設到CPU的各種信號等。

5.輸入設備

輸入設備是計算機接受外來信息的設備，人們用它來輸入程序、數據和命令。在傳

送過程中，它先把各種信息轉化為計算機所能識別的電信號，然后傳入計算機。常用的

輸入裝置有鍵盤、鼠標器、掃描儀、光筆、條形碼讀入器等。不同的輸入設備其性能差

別很大，輸入設備與主機通過一個稱為“接口電路”的部件相連，實現信息交換。

?鍵盤

鍵盤是最常用、最基本的輸入設備（如圖1-9所示）。用戶在使用計算機時，各種

命令、數據和程序都可以通過鍵盤輸入到計算機內部。關于鍵盤的構成與使用，我們將

在本章1.6節的指法練習中介紹。

?鼠標

鼠標也是一種重要的輸入設置（如圖1-10所示）.它是電腦不可缺少的部件之一,

特別是在圖形環境和視窗環境下，鼠標發揮著鍵盤不可替代的作用。

鼠標分為機械式和光電式兩種，我們通常使用的是機械式鼠標，它通過感知底部的

小球移動軌跡與計算機傳感信號的。

圖1-10鼠標

?掃描儀

掃描儀是一種將圖形、圖像、文本從外部環境輸入到計算機中是輸入設備。如果是

文本文件，掃描后還需用文字識別軟件（如清華紫光漢字識別系統、尚書漢字識別系統）

進行識別、識別后的文字以.TXT文件保存。

?光筆

光筆是專門用來在顯示屏幕上作圖的輸入設備。配合相應的軟件和硬件，可以實現

在屏幕上作圖、改圖和圖形放大等操作。

?條形碼讀入器

條形碼是一種用線條和線條間的間隔表示數據的條形符號，它具有準確、可靠、靈

活、實用等特點。

6.輸出設備

輸出設備與輸入設備相反，是用來輸出結果的部件。輸出設備也是由輸出裝置和輸

出接口電路兩部分組成。通常使用的輸出設置有顯示器、打印機、聲卡、繪圖儀、磁帶

機和磁盤機等。

?顯示器和顯卡

顯示器又稱監視器，用于顯示數據和畫面（外形如圖1-11所示），目前使用較多的

是15英寸和17英寸的顯示器。

圖1-11顯示器圖1-12顯卡

顯示控制適配器（又稱顯卡，如圖1-12所示）。顯示器有單色顯示器和彩色顯示器

兩種。單色顯示器用于顯示字符和圖形，成本低、省電、顯示穩定，主要用于低檔微機;

彩色顯示器分為：RGB（紅綠藍）監視器和彩色視頻監視器。

顯卡用于主板和顯示器之間的通信，通常插在擴展槽匕不同的顯示器需要使用不

同的顯卡。由于顯示器分為單色顯示器和彩色顯示器兩類，所以顯卡也分為兩類：單色

適配器和彩色適配器。在使用時，CPU首先要將顯示的數據傳送到顯卡的顯示緩沖區，

然后顯卡再將數據傳送到顯示器匕

?打印機

打印機是計算機的輸出設備之一，用來打印程序結果、圖形和文字資料等。打印機

的種類很多，按照工作方式可分為：點陣打印機、針式打印機、噴墨式打印機、激光打

印機等。

衡量打印機的指標是打印的分辨率、打印速度和噪聲。常用的打印機有針式打印機、

噴墨打印機和激光打印機，針式打印機通過打印機和紙張的物理接觸來打印字符圖形，

而后兩種是通過噴射墨粉來印刷字符圖形的。

?聲卡

聲卡是多媒體電腦的重要組成部件，是實現音頻與數字信號轉換的部件。各種游戲、

VCD、音樂效果都通過聲卡來體現，聲卡外形如圖1-13所示。聲卡主要用于聲音的錄

制、播放和修改，或者播放CD音樂、樂曲文件等。

?調制解調器

調制解調器（Modem）,用來撥號上網，連接Internet。

至于其他輸出設備，由于使用不廣泛，在這里就不一一詳述了。

圖1-13聲卡

1.2.2計算機的軟件系統

系統軟件是指計算機系統所使用的各種程序以及有關資料的集合，通常分為：系統

軟件和應用軟件。

?系統軟件

系統軟件是指控制和協調計算機及外部設備，支持應用的軟件開發和運行的系統，

是無需用戶干預的各種程序的集合，主要功能是調度、監控和維護計算機系統。系統軟

件主要包括：操作系統、語言處理程序、高級語言系統和各種服務性程序等。

?應用軟件

應用軟件是用戶可以使用的各種程序設計語言，以及用各種程序設計語言編制的應

用程序的集合，分為應用軟件包和用戶程序。應用軟件包是利用計算機解決某類問題而

設計的程序的集合，供多用戶使用。

1.3數制及其相互轉換

在計算機中采用什么計數制，如何表示數的正負和大小，是學習計算機遇到的首要

問題。由于技術上的原因，計算機內部一律采用二進制表示數據，而在編程中又經常遇

到十進制，有時為了方便還使用六進制、八進制，因此學會不同計數制及相互轉換十分

必要。

1.3.1數制

數制是用一組固定數字和一套統一規則來表示數目的方法，一般可分為進位計數制

和非進位計數制。

?非進位計數制是指表示數值大小的數碼與它在數中所處的位置無關。這種數制

現在很少用。

?進位計數制是指按指定進位方式計數的數制，也就是說表示數值大小的數碼與

它在數中所處的位置有關，簡稱進位制。在計算機中，使用較多的是二進制、十進制、

八進制和十六進制。

1.3.2二進制

?二進制的優越性

由于二進制不符合人們的使用習慣，在平時操作中，并不經常使用。但計算機內部

的數是用二進制表示的，主要原因是：

?電路簡單

二進制數只有0和1兩個數碼，計算機是由邏輯電路組成的，因此可以很容易地用

電氣元件的導通和截止來表示這兩個數碼。

?可靠性強

用電氣元件的兩種狀態表示兩個數碼，數碼在傳輸和運算中不易出錯。

?簡化運算

二進制的運算法則很簡單，例如：求和法則只有3個，求積法則也只有3個，而如

果使用十進制要煩瑣得多。

?邏輯性強

計算機在數值運算的基礎上還能進行邏輯運算，邏輯代數是邏輯運算的理論依據。

二進制的兩個數碼，正好代表邏輯代數中的“真”（True）和“假”（False）。

?二進制數的算術運算

二進制數的算術運算包括：力口、減、乘、除運算，它們的運算規則如下

加法運算減法運算乘法運算除法運算

0+0=00-0=00X1=004-0無意義

0+1=11-0=11X0=004-1=0

1+0=11-1=00X1=014-1=1

1+1=00-1=11X1=11?0無意義

（向上位進1）（向上位借1）

『舉例』：計算10101+100100的值。

10101

+1（）0100

111001

:.10101+100100=111001

?二進制的邏輯運算

二進制的兩個數碼。和1,除了可以表示“真與假”，還可以表示“成立和不成立”、

“是或否”。

計算機中的邏輯運算通常是二值運算。它包括三種基本的邏輯運算：邏輯乘法（又

稱與運算）、邏輯加法（又稱或運算）、邏輯否定（又稱非運算）。

?邏輯與

當兩個條件同為真時.，結果才為真。其中有一個條件不為真，結果必為假，這是“與”

邏輯。通常使用符號X,A,?,n或AND來表示“與”，與運算的規則如卜：

0A0=0

OA1=O

1AO=O

1Al=l

設兩個邏輯變量X和Y進行邏輯與運算，結果為Z。記作Z=X-Y,由以上的運算

法則可知：當且僅當X=l,Y=1時，Z=l,否貝iJZ=O。

「舉例」：設X=111100101,Y=011101000,求X/\Y=?

解：

111100101

AND)011101000

011100000

AXAY=011100000

?邏輯或

當兩個條件中任意一個為真時，結果為真；兩個條件同時為假時，結果為假，這是

“或”邏輯。通常使用+,V,U和OR來表示“或”，或運算的法則是：

ovo=o

OV1=1

1VO=1

1V1=1

設兩個邏輯變量X和Y進行邏輯或運算，結果為Z。記作Z=X+Y,由以上的運算

法則可知：當且僅當X=0,Y=0時，Z=0；否貝

『舉例』：設X=100011010,￥=110101001,則XVY=?

解：

100011010

OR)100101001

100111011

AXVY=100111011

?邏輯非

邏輯非運算也就是“求反”運算，在邏輯變量上加上?條橫線表示對該變量求反，

例如無，則是對A的非運算，也可用NOT來表示非運算。非運算的法則是：

0=1、1=0

『舉例』：設X=10001110101,求又=?

解：X=01110001010

?邏輯表達式

邏輯表達式是將邏輯常量和邏輯變量用邏輯運算符和括號連接起來的算式，運算的

結果只有兩個，即：0和I,表示邏輯的“真”或“假”。

邏輯表達式的算符優先順序是：非f與f或。

邏輯表達式的運算順序是：先括號內后括號外；同一括號內按算符優先順序；從左

到右。

『舉例』：設邏輯變量X=0,求Y=0,Z=I,求(又+Y)+(X+Z)-Y=?

解：

(X+Y)+(X+Z)?Y

1000

101

0

(X+Y)+(X+Z),Y=1

1.3.3不同進位計數制及其特點

?十進制(Decimalnotation)

十進制的特點：

?有十個數碼：0,1,2,3,4,5,6,7,8,9。

,逢十進一，借一當十。

?進位基數是10。

設任意一個十進制數D,具有n位整數，ni位小數，則該十進制可表示為：

n_2-I

D=Dn-]XlO^'+D^X10dFDiXIO'+DoXIO%D,X1OHhD-mX

叱

上式稱為“按權展開式”。

『舉例』：將十進制數(123.45)io按權展開。

2-I-2

解：(123.45)10=1X10+2X10'+3X10°+4X10+5X10

=100+20+3+0.4+0.05

?二進制(Binarynotation)

二進制的特點是：

?有兩個數碼：0,lo

?逢二進一，借一當二。

?進位基數是2。

設任意一個二進制數B,具有n位整數，m位小數，則該二進制可表示為：

,-2m

B=Bn-1X2i+Bn-2X2'+-+B?X21+B0X2°+B-1X2-'HFBmX2-

權是以2為底的暴。

「舉例」：將(1000000.10)2按權展開。

654321-12

(100000.10)2=1X2+0X2+0x2+0X2+0X2+0X2+0X2°+1X2+0X2~

=(64.5)io

?八進制(Octalnotation)

八進制的特點是：

?有八個數碼：0,1,2,3,4,5,6,7。

-逢八進一，借一當八。

?進位基數是8。

設任意一個八進制數Q,具有n位整數，m位小數，則該八進制可表示為：

m

Q=Q「|X+Qn-2X8"-2H1-Q,XT+QoX80+Q—IX8THl-QmX8^

I■舉例』：將(654.23)8按權展開。

2-2

(654.23)8=6X8+5X8'+4X80+2X8'+3X8

=(428.296875)io

?十六進制(Hexadecimalnotation)

十六進制的特點：

?有十六個數碼：0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F。

?逢十六進一，借?當十六。

事十六個數碼中的A,B,C,D,E,F六個數碼，分別代表十進制數中的10,

11,12,13,14,15,這是國際通用表示法。

設任意?個十六進制數H,具有n位整數，m位小數，則該十六進制可表示為：

nn-2-l

H=Hn,X16^'+Hn^2X16H1-H,X16'+H0X16°+HjX16+—+H-mX

權是以16為底的基。

『舉例』：(3A6E.5)16按權展開。

321

解：(3A6E.5)16=3X16+10X16+6X16'+14X160+5X16

=(14958.3125)io

十進制、二進制、八進制和十六進制數的轉換關系，如表1-1所示。

表1T各種進制數碼對照表

十進制二進制八進制十六進制十進制二進制八進制十六進制

000091001119

111110101012A

2102211101113B

3113312110014C

41004413110115D

51015514111016E

61106615111117F

7111771610()002010

8100010817100012111

在程序設計中，為了區分不同進制數，通常在數字后用一個英文字母為后綴以

示區別：

十進制數：數字后加D或不加，如10D或10。

二進制:數字后加B,如10010B.

八進制：數字后加Q,如123Q。

十六進制：數字后加H,如2A5EH。

1.3.4二進制與十進制之間的轉換

?二進制轉換成十進制：

:進制轉換成十進制只需按權展開后相加即可。

『舉例』：（10010.11）=1X24+OX23+OX22+1X2'+OX2O+1X2-1+1X2-2

=（18.75）IO

?十進制轉換成二進制：

十進制轉換成二進制時，整數部分的轉換與小數部分的轉換是不同的。

?整數部分：除2取余法。

將十進制數反復除以2,直到商是0為止，并將每次相除之后所得的余數按次序記

下來，第一次相除所得余數是Ko,最后一次相除所得的余數是KnP則Kn-,K?-2-K2K,

即為轉換所得的二進制數。

『舉例』：將十進制數（123）io轉換成二進制數。

解：

2)123

2|61余1(Ko)（低位）

2)30余1(K,)

2|15余0(冷)

2|7余Ig

23余1(冷)

2\I余1(K5)

0……余1(KJ（高位）

(123),0=(1111011)2

?小數部分：乘2取整法。

將十進制數的純小數(不包括乘后所得的整數部分)反復乘以2,直到乘積的小數

部分為0或小數點后的位數達到精度要求為止。第一次乘以2所得的結果是最后

一次乘以2所得的結果是K—m，則所得二進制數為0.K-jK"-Kmo

『舉例』：將十進制數(0.2541)io轉換成二進制。

解：

取整數部分

(高位)

0.2541X2=0.50820=(K.1)

0.5082X2=1.0164……1=(K.2)

0.0164X2=0.03280=(K_3)

0.0328X2=0.06560=(K_)

4，(低位)

(0.2541)10=(0.0100)2

將十進制數(123.125)]()轉換位二進制數。

解：對于這種既有整數又有小數的十進制數，可以將其整數部分和小數部分分別轉

換為二進制，然后再組合起來，就是所求的二進制數了。

(123)10=(1111011)2

(0.125)w=(0.001)2

(123.125)(0=(1111011.001)2

1.4數字化信息編碼

計算機除了能處理數值信息外，還能處理大量的非數值信息。非數值信息是指字符、

文字、圖形等形式的數據，不表示數量大小，僅表示一種符號，所以又稱符號數據。

人們使用計算機，主要是通過鍵盤敲入各種操作命令及原始數據，與計算機進行交

互。然而計算機只能存儲二進制，這就需要對符號信息進行編碼，人機交互時敲入的各

種字符由機器自動轉換，以二進制編碼形式存入計算機。

1.4.1數據涵義與形態

數據(Data)是人們看到的景象和聽到的事實。經過收集、整理的數據構成了可供

人們使用的信息(Information)。

數據有兩種形態：人類可讀形式的數據(如圖書、資料、音像制品)和機器可讀形

式的數據(商場物品上的條形碼)。

1.4.2數據單位

計算機只認識二進制數，數據的常用單位有位、字節、和字。

?位是計算機中存儲數據的最小單位，指二進制數中的一個位數，其值為“0”或

“1”。位的單位為bit,稱為“比特”。

?字節（byte）是計算機中存儲數據的基本單位，計算機存儲容量的大小是以字節

的多少來衡量的。一個字節等于8位，即lbyte=8bit。

-字是指計算機一次存取、加工、運算和傳送的數據長度。一個字通常由一個或

若干個字節組成。計算機字長越長，則其精度和速度越高。

1.4.3字符編碼

字符編碼就是規定用什么樣的二進制碼來表示字母、數字以及專門符號。

計算機系統中主要有兩種字符編碼：ASCH碼和EBCEDIC（擴展的二進制?十進

制交換碼）。ASCH是最常用的字符編碼，而EBCEDIC主要用于IBM的大型機中。

?ASCH碼

ASCII碼的意思是"美國標準信息交換代碼"（AmerricanStandardCoadfor

InformationInterchange的縮寫），此編碼被國際標準化組織ISO采納后，作為國際通用

的信息交換標準代碼。

ASCII碼有兩個版本：7位碼版本和8位碼版本。國際上通用的是7位碼版本，即

用7位二進制表示一個字符，由于27=128,所以有128個字符，其中包括：0~9共10

個數碼，26個小寫英文字母，26個大寫英文字母，34個通用控制符和32個專用字符。

如表1-2所示。

表1-27位ASCH碼

b6b5

000001010Oil100101110111

b4b3

0000NULDLESP0@p、P

j

0001SOHDC11AQaq

0010STXDC2n2BRbr

0011ETXDC3#3CScs

0100EOTDC4$4DTdt

0101ENQNAK%5EUeu

0110ACKSYN&6FVfV

0111BELETB7GWgw

1000BSCAN(8HXhX

1001HTEM)9IYiy

1010LFSUB*JZjz

1011VTESC+K[k(

1100FFS<L\11

1101CRGS-=M]m)

1110SORS>NAn?

1111SIUS/?O-oDEL

要確定某個數字、字母、符號或控制符的ASCII碼，可以在表中先找到它的位置，

然后確定它所在位置的相應行和列，再根據行確定低4位編碼（b4b3b2包），根據列確

定高3位編碼（b7b6b5）,最后將高3位編碼與低4位編碼合在一起，就是說字符的

ASCH碼。

?漢字編碼

在計算機系統中，漢字的編碼分為：外碼、內碼、輸出碼和交換碼。為了將漢字以

點陣的形式輸出，計算機要將漢字的內碼轉換成漢字的字形碼，確定漢字的點陣。在計

算機和其他系統或設備進行數據轉換時還必須采用交換碼。

,外碼

外碼是漢字的輸入代碼，每個漢字都對應一個確定的輸入碼，外碼一般由鍵盤輸入。

例如：用拼音輸入漢字“勇”時，它對應的外碼就是“yong”。

?內碼

內碼是漢字的內部編碼。計算機為了識別漢字，必須把漢字的外碼轉換為漢字的內

碼，以便處理和存儲漢字信息。在計算機系統中，通常用兩個字節來表示一個漢字的內

碼。

,輸出碼

將漢字字形經過點陣的數字化后的一串二進制數稱為漢字輸出碼，又稱字形碼。它

是供顯示器或打印機輸出漢字用的點陣代碼。

?交換碼

交換碼即國際碼GB2312-80,是計算機及其他設備之間交換信息的統一標準，共收

集了7445個漢字及符號，其中漢字6763個，一般符號（如數字、拉丁字母、希臘字母、

漢字拼音字母等）682個。

國際碼采用兩個字節表示一個漢字，每個字節只使用了低七位，這樣使得漢字與英

文完全兼容。但當英文字符與漢字字符混合存儲時，容易發生沖突，所以人們把國際碼

的兩個字節高位置1,作為漢字的內碼使用。

總之，一個漢字從輸入到輸出，首先要用漢字的外碼將漢字輸入，其次是用漢字的

內碼存儲并處理漢字，最后用漢字的字形碼將漢字輸出。

1.5計算機的系統配置與安全操作

為計算機選擇一套高性能的系統配制，可以提高工作效率。掌握計算機的安全操作，

工作時便無后顧之憂。

1.5.1計算機的系統配置

1.衡量計算機的性能指標

對計算機進行系統配置時，要首先了解計算機系統的主要技術指標。衡量計算機性

能的指標主要有：

?字長

字長是計算機能直接處理的二進制信息的位數。它是由CPU內部的寄存器、加法

器和數據總線的位數決定的，標志著計算機處理信息的精度。字長越長，所能表示的有

效位數就越多，精度就越高，速度也越快。

?主頻

主頻是指計算機的時鐘頻率，它在很大程度上決定計算機的運算速度，主頻越快，

計算機的運算速度也越快。主頻的單位是兆赫茲（MHz）。

?內存容量

內存容量指內存儲器能夠存儲信息的總字節數，它的大小反映了計算機存儲程序和

數據能力的大小，容量越大，運行速度就越快。

?磁盤容量

硬盤和軟盤的存儲容量，反映了計算機存儲數據的能力。硬盤一般選擇1GB（即

103MB）以上的容量。硬盤容量越大，價格也越貴。軟盤的容量大多為1.44MB（兆字節,

1MB=1O3KB,1KB=1O24B）或1.2MB。

?軟件配置

豐富的軟件可以充分發揮計算機的效率，方便用戶使用。

?可靠性、可用性和可維護性

可靠性是指在給定時間內，計算機系統能正常運轉的頻率?？捎眯允侵赣嬎銠C的使

用效率。可維護性是指計算機出現問題時，能否進行維修?？煽啃浴⒖捎眯院涂删S護性

越高，計算機的性能就越好。

2.計算機的系統配制

這里我們主要介紹IBM-PC機的系統配置。

?IBM-PC機的硬件配置

IBM-PC機的硬件主要山四個部分組成：主機系統部件（山主板、硬盤、軟盤驅動

器和光盤驅動器等組成）、犍盤和鼠標、顯示器和打印機。根據用戶需要，還可以配置

擴展部件，如漢卡、網卡、語音卡、Modem和圖像卡等。

?IBM-PC機的軟件配置

?操作系統配置

PC系列機及其兼容機所配置的操作系統是磁盤操作系統，簡稱DOS。在PC386,

486和586高檔微機中，除了配置了DOS外，多數都配置了Windows集成化操作環境,

也可以配置多用戶多任務操作系統XENIX和UNIX。

?配置語言處理程序

要利用各種語言編制程序和運行程序，必須配置相應的語言處理程序，如：用匯編

語言編程，就要配置匯編程序。

?配置工具軟件

工具軟件是指保障微機正常工作和進行程序調試的軟件，通常有診斷程序、調試程

序、編輯程序和鏈接程序。

,配置應用軟件包

配置應用軟件包可以方便用戶使用微機，如：字表處理軟件（Windows操作環境下

的Word和Excel等）。

1.5.2計算機的安全操作

為了使計算機最大限度的發揮作用，用戶在平時就應該養成良好的操作習慣，自覺

維護和保養計算機。

1.計算機的使用環境

計算機對電源、溫度、濕度和清潔的環境有一定的要求。

?對電源的要求

?要有穩定的電壓

微型機的機箱內有配套的電源，這個電源為一封閉的獨立部分，要求輸入220V,

50Hz的交流電，經過變壓、整流和穩壓后，轉換為+5V,-5V,+12V,-12V四種

直流電，供微機的其他部件使用。?般微型機允許的電壓波動范圍是180~230V,若電

壓不在這個范圍內，應使用交流穩壓電源。

?電源的安全使用

要想使微機正常運行并保障用戶的使用安全，首先要有可靠的接地線；其次，微機

不應與大電機、電焊機和空調器等電感性大的電器共用一組電源線，因為這些電感性大

的電器在啟動或關閉時，由于它們的自感作用，會對微型機產生干擾。

?配制電源

微機在運行過程中，如果遇到突然停電的情況，微機中正在操作的一些尚未存盤的

文件、數據和結果將丟失，這會給用戶帶來一些不必要的麻煩，而解決這個問題的方法

就是使用UPS電源。

UPS電源是不間斷供電系統的簡稱。一方面，它能在供電系統停電后，繼續向微機

供電，從而保證微機能正常工作；另一方面它能在電壓波動大的時候保護微機。

?對溫度的要求

計算機對工作環境的溫度有一定要求，溫度過高，計算機的散熱不良，會影響機體

部件的正常工作；溫度過低，磁盤驅動器的讀寫容易出現錯誤。工作環境的溫度應保持

在15~35℃之間。

?對濕度的要求

相對濕度較高時，會導致計算機元器件受潮變質，發生短路；相對濕度過低時，空

氣干燥，會使計算機受靜電干擾，產生錯誤操作，所以計算機要求環境的相對濕度在

20%~80%之間，才可以保障計算機的正常工作。

?清潔的環境

計算機的周圍環境應保持清潔，過多的灰塵會影響計算機元器件的使用壽命，而且

灰塵落在磁盤或磁頭上會引起磁盤讀寫錯誤，所以計算機不用時最好用防塵罩蓋好，還

要經常用中性清潔劑擦拭計算機的各部分。

2.安全操作與維護

?開機與關機

?開機：要先打開顯示器、打印機等外部設備的電源，再打開主機電源。

?關機：與開機相反，要先關閉主機電源，再關閉顯示器、打印機等外部設備的

電源。

在使用過程中，不要頻繁地開機或關機。當微機出現死機現象時，首先采用熱

啟動(Ctrl+Alt+Del);如果熱啟動失敗，就要按主機上的復位鍵(RESET),

進行復位啟動；如果前兩種方法都失敗時，才采用關機的方法，即冷啟動，采

用這種方法關機時，要等待十幾秒再開機，這樣就可避免頻繁開機關機而造成

的電流沖擊.

?軟件系統的維護

正確使用軟件是計算機有效工作的