《大學計算機基礎》課件第2章

2.1信息技術概述2.2計算機中數(shù)據(jù)的表示2.3計算機中信息的編碼2.4計算機程序設計基礎2.5軟件工程基本理論第2章計算機軟件基礎2.1信息技術概述數(shù)據(jù)在計算機領域，數(shù)據(jù)是指輸入到計算機并能被計算機處理的數(shù)字、文字、聲音、圖像等符號。數(shù)據(jù)是對客觀現(xiàn)象的表示，本身并沒有意義。在以計算機系統(tǒng)中所指的數(shù)據(jù)，一般均是以二進制編碼形式出現(xiàn)的。信息

信息是現(xiàn)實世界在人們頭腦中的反映。人們通過接受信息來認識事物從這個意義上說，信息是一種知識，是接受者原來所不了解的知識。

數(shù)據(jù)是信息的表達、載體，信息是數(shù)據(jù)的內涵，數(shù)據(jù)與信息是形與質的關系。只有數(shù)據(jù)對實體行為產生影響才成為信息。信息的特點普遍性寄存性共享性時效性傳遞性信息技術(InformationTechnology，IT)聯(lián)合國教科文組織的定義應用在信息加工和處理中的科學、技術與工程的訓練方法和管理技巧；上述方面和技巧和應用；計算機及其與人、機的相互作用；與之相應的社會、經濟和文化等諸種事物。

2.2計算機中數(shù)據(jù)的表示

二進制優(yōu)點：物理上容易實現(xiàn)，運算簡單，可靠性、通用性強11111111101

0

0

1012.2.1進位計數(shù)制

N=an-1×rn-1＋an-2×rn-2＋…＋a0×r0＋a-1×r-1＋…＋a-m×r-mr進制數(shù)N可表示為：R進制數(shù)用

r個基本符號（例如0，1，2，…，r-1）表示數(shù)值基數(shù)權數(shù)碼678.34=6×102+7×101+8×100+3×10-1+4×10-22.2.2不同進制之間的轉換

r進制轉化成十進制r進制轉化成十進制：數(shù)碼乘以各自的權的累加例：

10101(B)=24+22+1=21101.11(B)=22+1+2-1+2-2=5.75101(O)=82+1=6571(O)=7

8+1=5101A(H)=163+16+10＝4106進制表示符號B二進制O八進制D十進制H十六進制十進制轉化成r進制整數(shù)部分：除以r取余數(shù)，直到商為0，余數(shù)從右到左排列。小數(shù)部分：乘以r取整數(shù)，整數(shù)從左到右排列。100(D)=144(O)=64(H)~例100.345(D)=1100100.01011(B)1.3800.34520.69022

0.7602

1.5202

10025022521226232100010011

1.04八進制100812818044110016604616十六進制二進制、八進制、十六進制數(shù)間的相互轉換

64(H)=0110

0100(B)64144(O)=001

100

100(B)1441

101

101

110.110

101(B)=1556.65(O)15566511

0110

1110.1101

01(B)=36F.D4(H)36FD4一位八進制數(shù)對應三位二進制數(shù)一位十六進制數(shù)對應四位二進制數(shù)二進制轉化成八(十六)進制)

整數(shù)部分：從右向左按三(四)位進行分組小數(shù)部分：從左向右按三(四)位進行分組不足補零二進制、八進制、十六進制數(shù)間的關系

八進制

對應二進制

十六進制對應二進制

十六進制

對應二進制0000000008100010011000191001201020010A1010301130011B1011410040100C1100510150101D1101611060110E1110711170111F11112.2.3二進制數(shù)的運算

1.二進制數(shù)的加法運算2.二進制數(shù)的減法運算加法運算法則0+0=00+1=1+0=11+1=0

1101+111011011減法運算法則0-0=1-1=01-0=10-1=111011-11101101二進制數(shù)的算術運算

3.二進制數(shù)的乘法運算4.二進制數(shù)的減法運算乘法運算法則0×0=00×1=1×0=01×1=1減法運算法則0÷0=00÷1=01÷1=11101×1010000011010000+1101100000101011011111011101111111011100二進制數(shù)的邏輯運算

邏輯非運算

邏輯非的真值表 AF=A0110邏輯與運算

邏輯與的真值表 ABF=A×B000010100111二進制數(shù)的邏輯運算

邏輯或運算

邏輯或的真值表 ABF=A+B0000111011112.2.4帶符號數(shù)的表示及運算符號位“0”表示正、“1”表示負符號數(shù)的機器數(shù)表示

10101100數(shù)在計算機中的表示統(tǒng)稱為機器數(shù)。機器數(shù)有三個特點：數(shù)的符號數(shù)值化計算機中通常只表示整數(shù)和純小數(shù)機器數(shù)表示的范圍受字長和數(shù)據(jù)類型的限制。為了表示較大或較小的數(shù)，可以用浮點數(shù)形式來表示(3)補碼0X1|X|0<=XX<=0+7：00000111+0：00000000

-7：10000111 -0：10000000[X]原=+7：00000111+0：000000000X1|X|0<=XX<=00X1|X|+10<=XX<=0+7：00000111+0：00000000-7：11111000-0：11111111-7：11111001-0：00000000(2)反碼[X]反=[X]反=帶符號數(shù)的表示假定一個數(shù)在機器中占用8位。(1)原碼2.2.5數(shù)的定點表示和浮點表示數(shù)的定點表示S小數(shù)點

定點整數(shù)

S小數(shù)點無符號位

定點小數(shù)

浮點數(shù)表示110.011(B)=1.10011×2+10=11001.1×2-10=0.110011×2+11階碼數(shù)符階符尾數(shù)1100110011N=數(shù)符

尾數(shù)

2階符

階碼尾數(shù)的位數(shù)決定數(shù)的精度階碼的位數(shù)決定數(shù)的范圍

規(guī)格化的形式：尾數(shù)的絕對值大于等于0.1并且小于1，從而唯一地規(guī)定了小數(shù)點的位置。

定點整數(shù)定點小數(shù)2.3計算機中信息的編碼

西文字符

ACSII碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)128個常用字符，用7位二進制編碼，從0到127。用一個字節(jié)存儲。控制字符：0～32，127；普通字符：94個。例如：“a”字符的編碼為1100001，對應的十進制數(shù)是97；換行0AH10

回車0DH13

空格 20H 32‘0’～‘9’30H～39H 48～57‘A’～‘Z’41H～5AH 65～90‘a’～‘z’ 61H～7AH 97～122漢字編碼(1)漢字輸入碼

音碼類全拼、雙拼、微軟拼音、自然碼和智能ABC等 形碼類五筆字型法、鄭碼輸入法等。(2)國家標準漢字碼每個漢字占兩個字節(jié)。 一級漢字：3755個；二級漢字：3008個。 漢字分區(qū)，每個區(qū)94個漢字。(3)漢字機內碼漢字在設備或信息處理系統(tǒng)內部最基本的表達形式。漢字國標碼漢字內碼中

8680(0101011001010000)B (1101011011010000)B

華

5942(0011101100101010)B (1011101110101010)B

區(qū)號區(qū)中位置漢字字形編碼(4)漢字地址碼每個漢字字形碼在漢字字庫中的相對位移地址。地址碼和機內碼要有簡明的對應轉換關系。(5)漢字字形碼點陣：漢字字形點陣的代碼

有16×16、24×24、32×32、48×48等編碼、存儲方式簡單、無需轉換直接輸出放大后產生的效果差矢量：存儲的是描述漢字字形的輪廓特征

矢量方式特點正好與點陣相反2.4計算機程序設計基礎

2.4.1程序設計語言的發(fā)展機器語言匯編語言高級程序設計語言2.4.2程序設計語言的組成數(shù)據(jù)類型運算符和表達式控制結構輸入/輸出過程2.4.3常見的程序設計語言

Fortran語言

Cobol語言

Pascal語言Basic語言C語言Java語言2.5軟件工程基本理論2.5.1軟件工程過程開發(fā)過程管理過程供應過程獲取過程操作過程維護過程支持過程2.5.2軟件生命周期軟件分析時期確定軟件項目的目標，軟件應具備的功能和性能，構造軟件的邏輯模型，并制定驗收標準。.在此期間，要進行可行性論證，并做出成本估計和經費預算，制定進度安排。這個時期包括問題定義、可行性研究和需求分析三個階段。軟件設計時期將分析時期得出的邏輯模型設計成具體計算機軟件方案。主要包括以下幾個方面：設計軟件的總體結構設計軟件具體模塊的實現(xiàn)算法評審2.5.2軟件生命周期編碼與測試時期組織程序員將設計的軟件“翻譯”成計算機可以正確運行的程序，并進行測試和審查。這個時期可根據(jù)具體軟件的特點，決定是否劃分成編碼、單元測試、集成測試、驗收測試等階段。2.5.2