1.3 计算机中的信息编码（ 课件）——《计算机应用基础》同步教学（西南财经大学出版社）

计算机应用基础 1 计算机基础知识 2 Windows 操作系统 3 Word 2010文字编辑 4 Excel 2010电子表格 5 PowerPoint2010演示文稿 6 计算机网络基础 7 Internet 应用 8 计算机安全 9 多媒体技术 11:50:18 计算机应用基础 1 计算机基础知识 计算机，又称“电脑”，是一种能自动、高速地处理海量数据的电子设备。 它是 人类最重大的科学技术发明之一，计算机技术飞速发展，硬件系统和软件系统的不断升级换代，以计算机技术为基础的高新技术的广泛应用和拓宽，极大的促进了生产力和信息化社会的发展，对人类社会的生产方式、工作方式、生活方式和学习方式都产生了极其深刻的影响。计算机把人类带入了一个信息化的新时代。 11:50:18 1 计算机基础知识 1.1 计算机的产生及发展概述 1.2 计算机系统组成及原理 1.3 计算机的信息编码 1.4 微型计算机系统 11:50:18 4 主要内容： 本章介绍计算机的发展及其类型；计算机中的数制、编码及数据的存储单位；计算机硬件系统和软件系统的组成及功能；计算机系统的配置及主要技术指标；多媒体计算机系统的初步知识；计算机的应用及信息化社会等基础知识，为进一步学习和使用计算机打下必要的基础。 1.3 计算机中的信息编码 1.3.1 进位计数制 1.3.2 常用的进位计数制 1.3.3 不同计数制的相互转换 1.3.4 计算机中数据的存储单位 1.3.5 信息编码 1.3 计算机中的信息编码 1.3.1 进位计数制 日常生活中，人们最熟悉的是十进制，但是在与计算机打交道时，会接触到二进制、八进制、十六进制，无论是哪种进制，其共同之处都是进位计数制。 R进制数包括4个要素： 基 数 ： R 数字符号： 0、1、2、……、R-1 位 权 ： Rn, n=0,1,2,3,4 …; -1,-2, … （n=0个位,n=1十位,n=2百位…;分数） 计数原则： 逢R进1、借1当R 1.3.2 常用的进位计数制 计算机中常用到二进制、八进制、十进制和十六进制，它们的基本符号集表如下： 11:50:18 例：(125.3)10 —— 1代表100=1x102 2代表20 =2x101 5 =5x100 3代表0.3 =3x10-1 再看：(C25.3)16 — C代表 12x162 2代表 2x161 5 = 5x160 3代表 3x16-1 计算机之所以采用二进制，是它具有以下优点： 易于表示 任何二个物理元件的稳态表示，电压高低、开关的断通等 运算简单 0和1的加法、乘法分别只有3种情况，因此可以大大简化运算电路的设计； 易于逻辑运算 采用二进制后，可以方便地进行逻辑运算，使逻辑代数成为计算机电路设计的数学基础。 1.3.3 不同计数制的相互转换 1、将二进制数、八进制数、十六进制数转换为十进制数 采用[求和法]，对非十进制数按位权展开求累加和。 【计算公式】见P12 ：n位整数m位小数的R进制数 (Dn Dn-1 …D1.D-1D-2… D-m) R = DnRn-1+Dn-1Rn-2+ …+D1R0+D-1R-1+D-2R-2+… D-mR-m 【例1-1】 将二进制数1101.01转换成十进制数。 （1101.01）2 ＝1×23＋1×22＋0×21＋1×20＋0×2-1＋1×2-2 ＝8＋4＋0＋1＋0＋0.25 ＝（13.25）10 11:50:18 1.3.3 不同计数制的相互转换 【例1-2】 将八进制数413转换成十进制数。 解：（413.2）8＝4×8 2＋1×8 1＋3×80＋2×8-1 ＝256＋8＋3+0.25 ＝（267.25）10 【例1-3】 将十六进制数A3C转换成十进制数。 解： （A3C）16＝10×16 2＋3×16 1＋12×16 0 ＝2560＋48＋12 ＝（2620） 10 11:50:18 1.3.3 不同计数制的相互转换 2、十进制数转换成二进制数 （1）整数的转换规则是“除2取余,倒读数”， 即：将十进制数除以2，得到一个商数和余数；再将其商数除以2，又得到一个商数和余数；以此类推，直到商数等于零为止。每次所得的余数（0或1）就是对应二进制数的各位数字。在最后得到二进制数时，将第一次得到的余数作为二进制数的最低位，最后一次得到的余数作为二进制数的最高位依次排列。 11:50:18 11:50:18 12 2 125 1 2 62 0 2 31 1 2 15 1 2 7 1 2 3 1 2 1 1 0 (125)10 = (1111101)2 1.3.3 不同计数制的相互转换 2、十进制数转换成二进制数 （2）小数的转换规则是“乘2取整”。 具体方法是:用2 乘十进制纯小数，将其结果的整数部分去掉；再用2乘余下的纯小数部分，再去掉其结果的整数部分；如此继续下去，直到余下的纯小数为0或满足所要求的精度为止。最后按先后顺序将每次得到的整数部分（0或1）从左到右排列即得到所对应的二进制小数。 11:50:18 13 【例1-5】 （0.6875）10=（ ）2 ? 解： 0.6875×2=1.3750....... 取整数1 0.3750×2=0.7500........取整数0（去掉整数部分再乘2） 0.7500×2=1.5000........取整数1（去掉整数部分再乘2） 0.5000×2=1.0000 .......取整数1（去掉整数部分再乘2） 0.0000 ...去掉整数部分后余下的纯小数为0，转换结束。 按先后顺序将每次得到的整数部分（0或1）从左到右排列得到所对应的二进制小数。 （0.6875）10=（0.1011）2 11:50:18 14 1.3.3 不同计数制的相互转换 2、十进制数转换成八进制数 将十进制整数转换成八进制数与转换成二进制数的方法相似， 整数采用的规则是“除8取余,倒读数”。 小数采用的规则是“乘8取整”。 八进制数计数的原则是“逢八进一”。在八进制数中不可能出现数字符号8和9。 3、十进制数转换成十六进制数 整数的规则是“除16取余,倒读数”。 小数采用的规则是“乘16取整”。 十六进制数计数的原则是“逢十六进一”。在十六进制数中，用A表示10，B表示11，C表示12，D表示13，E表示14，F表示15。 11:50:18 15 8 125 5 8 15 7 8 1 1 0 (125)10 = (175)8 16 125 13 =D 16 7 7 0 (125)10 = (7D)16 D=13 3、将二进制数、八进制数、十六进制数之间的转换 （1）将二进制数转换成八进制数 将一个二进制整数转换为八进制数的方法是：整数以小数点开始向左每三位分成一组（不足3位前补0），小数以小数点开始向右每三位分成一组（不足3位后补0） ，分组间用逗号分隔。每一组代表一个0～7之间的数。 二进制数 八进制数 二进制数 八进制数 000 0 100 4 001 1 101 5 010 2 110 6 011 3 111 7 11:50:18 表1.2 二进制数与八进制数的对应关系 16 (1111101)2=(175)8 1,111,101 1 7 5 3 不同计数制的相互转换 （2）将二进制数转换成十六进制数 将一个二进制整数转换为十六进制数的方法是：将该二进制数从右向左每四位分成一组，组间用逗号分隔。每一组代表一个0～9、A、B、C、D、E、F之间的数。 二进制数 十六进制数 二进制数 十六进制数 0000 0 1000 8 0001 1 1001 9 0010 2 1010 A 0011 3 1011 B 0100 4 1100 C 0101 5 1101 D 0110 6 1110 E 0111 7 1111 F 11:50:18 表1.2 二进制数与十六进制数的对应关系 17 (1111101)2=(7D)16 0111,1101 7 D 1.3.4 计算机中数据的存储单位 位（Bit） 计算机存储数据的最小单位，指二进制的一个数位。 字节(Byte) 计算机存储数据最基本的容量单位，也是最小的信息单位，存储容量指的就是存储器中包含的字节数。存储单位B、KB、MB与GB的换算关系如下： 1B（字节）=8 Bits 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB 字长 计算机储存、传送、处理数据的信息单位，用计算机一次操作的二进制位最大长度来描述，如8位、16位等。字长是计算机性能的重要指标。 11:50:18 1.3.5 信息编码 1、计算机中的二进制 计算机内部是一个二进制的数字世界，一切信息的存取、处理和传送都是以二进制编码形式进行的。 二进制只有0和1这两个数字符号，0和 1可以表示器件的两种不同的稳定状态，即用0表示低电平，用1表示高电平。 二进制是计算机信息表示、存储、传输的基础。 在计算机中，对于数字、文字、符号、图形、图像、声音和动画都是采用二进制来表示。 计算机采用二进制，其特点是运算器电路在物理上很容易实现，运算简便、运行可靠，逻辑计算方便。 除了数值型数据外，计算机还要处理大量的字符等信息。因为计算机只能识别二进制代码，所以计算机中的字符必须以二进制编码形式表示。 11:50:18 1.3.5 信息编码 1、ASCII码 美国信息交换标准代码的简称，被国际标准化组织确定为国际标准，是国际上通用的一种编码字符集。 基本ASCII码，见P17【表1-3】。 每个符号由7位组成，代表128个不同的字符； 有95个可打印字符（10个数字、英文大小写字母各26个、32个各种标点符号和专用符号）； 33个控制字符。 每个ASCII码占用一个字节，基本ASCII码的最高位是0。例：字符“A”在表中列号100，行号0001， A的编码值为（0100 0001），即41H。 ASCII码的可打印字符在PC机键盘上都可以找到，当通过键盘输入字符信息时，每个字符实际上是转换成了二进制形式的ASCII码串，以便在机器中存储和处理。即编码的目的。 11:50:18 20 1.3.5 信息编码 2、汉字编码 (1).国标码、区位码、内码、Unicode码 《信息交换用汉字编码字符集—基本集》，即汉字国标码GB2312-80，共计7445个字符，收集了常用汉字6763个和682个图形符号，它们分列在94行94列的代码表上，其行号称为区号，列号称为位号。 国标码中每个字符对应于唯一的区号和位号，分别用两个7位二进制数表示；因此一个汉字占2个字节存储空间。 内码：为了使汉字编码与ASCII码相区别并与英文系统相兼容，通常把汉字交换码两字节的最高位置为1，作为计算机内部存储、处理、传输汉字信息时使用的编码。 Unicode码：ISO制定的，涵盖世界上几乎所有语言符号 (2).汉字外码（输入码） ①音码 ；②形码； ③音形结合码。 (3).汉字的字形码 21 目前我国推出的汉字输入编码方案： ①音码 ②形码 ③音形结合码 1.3.5 信息编码 2、汉字编码 (3).汉字的字形码 计算机中，屏幕显示汉字用点阵来表示。点阵显示，就是由一系列点组成方阵，以点的亮、灭来显示文字和图案。有图像的地方亮，无图像的地方灭。这种点的亮、灭正好对应于二进制0和1两种状态，便于计算机中各种点阵输出设备的控制。 计算机中有多种字库，例如宋体24x24点阵字库。 存储汉字的矢量化技术 矢量化字形描述与终端文字显示大小、分辨率无关， 输出质量高。 中文信息处理的过程： 存储、处理 （CPU)） 输入设备 翻译程序 查字库 输出设备 外码 内码 内码 字模 22 目前我国推出的汉字输入编码方案： ①音码 ②形码 ③音形结合码 1.3.5 信息编码 3、多媒体信息的表示 自然环境中的声音、图形、图像、视频等都是模拟信号，要让计算机处理、保存它们，必须先将它们转换成数字信号。 模/数转换（A/D） 数/模转换（D/A） (1).声音 (2).图形、图像 位图格式 矢量图格式 ：由运算关系支配，放大缩小不影响质量 (3).视频 23 目前我国推出的汉字输入编码方案： ①音码 ②形码 ③音形结合码 1.4 微型计算机系统 一台微型计算机的硬件系统主要由中央处理器（CPU）、主板、机箱、存储器、输入设备和输出设备组成。 1.4.1 中央处理器（CPU） CPU又称为微处理器，主要由运算器和控制器组成，是硬件的核心部件。 CPU性能的主要参数： 字长 主频 外频 缓存 24 1. CPU CPU性能的主要参数 ①字长。CPU可以同时处理的二进制数据的位数称为字长。 ②主频。CPU正常工作时的时钟频率称为主频，单位是MHz。 ③外频。外频是CPU的基准频率,单位是MHz。CPU的工作主频则是通过倍频系数乘以外频得到。 ④缓存。缓存是可以进行高速存取的存储器，又称Cache。它用于内存和CPU之间的数据交换。 1.4.2 主板 主板连结着主机箱内的其他硬件，是其他硬件的载体，因此又称“母板”。CPU、内存、硬盘驱动器、软盘驱动器、光盘驱动器、显示卡等都插接在主板上。 接口 主板上有很多的插槽，是系统单元和外部设备的连接单元，称为接口。 串行接口 并行接口 PCI-E 通用串行总线口：简称USB端口。 “火线”口：又称为IEEE1394总线接口。 25 串口是9针，并口是24针， 微机总线结构 所谓总线（Bus），指的是连接微机系统中各部件的一簇公共信号线，这些信号线构成了微机各部件之间相互传送信息的公用通道。 CPU（包括内存）与外设、外设与外设之间的数据交换都是通过总线来进行的。总线通常由三部分组成： 数据总线：用于传送数据信号，其数目反映CPU接收数据的能力； 控制总线：用于传送控制器的各种控制信号。 地址总线：用于传送地址信号，其数目决定微机存储空间的大小； 1.4.3 内部存储器 11:50:18 内存是计算机存放程序和数据的记忆部件。内存通常安装在主板上，与运算器和控制器直接相联，能与CPU直接交换信息，其存取速度极快。内存分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两部分。 ROM：只能读出不能写入，其中的信息被永久地写入，不受断电的影响。它常用于永久地存放一些重要且固定的程序和数据。 RAM：可随时读出和写入信息。计算机一旦断电后，RAM中的信息就会全部丢失，不可恢复。 高速缓存（Cache)：CPU 与 RAM之间的缓冲，提高计算机的总体工作速度。 1.4.4 外部存储器 软盘 硬盘 光盘及光盘存储器 ①光盘,②光盘驱动器,③刻录机 光盘使用注意事项： 见P24 其它存储设备 U盘 —— 实现即插即用 USB移动硬盘 存储卡 MP3随身听、MP4播放器、数码伴侣、手机等 28 在计算机中，通常把CPU和内存储器的组合称为主机。 在计算机中，通常把CPU和内存储器的组合称为主机。 硬盘主要的技术参数包括单碟容量、转速、接口类型等。目前常见的硬盘产品中，单碟容量可达40GB、80GB和120GB，主流的转速为7200rpm，接口类型有并行和串行两种。 1.4.5 显卡 个人电脑最基本的组成部分之一 显卡的用途：是将计算机系统所需的显示信息进行转换驱动，并向显示器提供扫描信号，控制显示器的正确显示。 集成显卡 1.4.6 声卡 实现声波/数字信号相互转换 基本功能：把来自话筒、磁带、光盘的原始声音信号加以转换，输出到耳机、扬声器、扩音器、录音机等声响设备或通过音乐声波数字接口（MIDI）使乐器发出美妙的声音。 1.4.7 网卡 计算机与外界局域网的连接 接口 1.4.8 键盘 计算机中最常用的输入设备，是用户与计算机进行交流的主要工具。 使用最广泛的是104键的标准键盘。 1.4.9 鼠标 鼠标功能：定位光标或完成某种特定输入。 鼠标的基本操作 1.4.10 显示器 计算机最常用的输出设备，用于显示文字和图表等各种信息 CRT显示器 液晶显示器 像素、分辨率的概念 1.4.11 打印机： 主要的输出设备，它用于将计算机中的信息打印出来，便于用户阅读、修改和存档。 击打式打印机：点阵式打印机、行式打印机； 非击打式打印机：激光、喷墨、静电、热敏打印机 。 11:50:18 谢谢！ 32 $$