第1章 計算機基礎(chǔ)知識

考試內(nèi)容

1.計算機的發(fā)展、類型及其應(yīng)用領(lǐng)域。

2.計算機軟硬件系統(tǒng)的組成及主要技術(shù)指標(biāo)。

3.計算機中數(shù)據(jù)的表示與存儲。

4.多媒體技術(shù)的概念與應(yīng)用。

5.計算機病毒的特征、分類與防治。

6.計算機網(wǎng)絡(luò)的概念、組成和分類；計算機與網(wǎng)絡(luò)信息安全的概念和防控。

7.因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的概念、原理和應(yīng)用。

學(xué)習(xí)內(nèi)容

1.計算機的發(fā)展簡史、特點、分類、應(yīng)用及其發(fā)展趨勢。

2.計算機中數(shù)據(jù)、字符和漢字的編碼。

3.計算機硬件系統(tǒng)的組成、功能和工作原理。

4.計算機軟件系統(tǒng)的組成和功能，系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件的概念和作用。

5.計算機的性能和主要技術(shù)指標(biāo)。

6.多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)的基本知識。

7.計算機病毒的概念和防治。

第1章計算機基礎(chǔ)知識

1.1概述

1.2信息的表示與存儲

1.3計算機硬件系統(tǒng)

1.4計算機軟件系統(tǒng)

1.5多媒體技術(shù)簡介

1.6計算機病毒及其防治

1.7Internet基礎(chǔ)及應(yīng)用

1.1概述

1.1.1計算機的發(fā)展

1.1.2計算機的特點、用途和分類

1.1.3計算科學(xué)研究與應(yīng)用

1.1.4未來計算機的發(fā)展趨勢

1.1.5電子商務(wù)

1.1.6信息技術(shù)

1.1.1計算機的發(fā)展

世界上第一臺計算機ENIAC：1946年，美國賓夕法尼亞大學(xué)的莫克利和?？颂匮兄瞥?/p>

功電子數(shù)字積分計算機(ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator.ENIAC)。

ENIAC的問世標(biāo)志了計算機時代的到來，它的出現(xiàn)具有劃時代的偉大意義。

英國人認為，由著名的英國數(shù)學(xué)家圖靈幫助設(shè)計的，于1943年投入使用的一臺幫助英

國政府破譯截獲密電的電子計算機COLOSSUS才是世界上第一臺電子計算機，由于英國政

府視其為軍事機密，所以不為世人所知。

以此為原型拍攝的電影《模仿游戲》(TheImitationGame),于2015年2月23日獲

第87屆奧斯卡金像獎最佳改編劇本。

大約在1946年，ENIAC項目組的馮?諾依曼來到普林斯頓高等研究院，開始研制自己

的計算機。

馮?諾依曼計算機的原理

1.計算機的程序和程序運行所需要的數(shù)據(jù)以二進制形式表示和存儲。

2.程序和數(shù)據(jù)存放在存儲器中，計算機執(zhí)行程序時，無需人工干預(yù)，能自動、連續(xù)地執(zhí)

行程序，并得到預(yù)期的結(jié)果。

根據(jù)馮?諾依曼的原理和思想，決定了計算機必須由輸入、存儲、運算、控制和輸出五

個部分組成。

今天計算機的基本結(jié)構(gòu)仍采用馮?諾依曼提出的體系結(jié)構(gòu)，所以人們稱符合這種設(shè)計的

計算機為馮?諾依曼機，馮?諾依曼也被譽為“現(xiàn)代電子計算機之父

計算機發(fā)展的四個階段

表1-1計算機發(fā)展的四個階段

年代第一階段第二階段第三階段第四階段

部件(1946~1959)(1959~1964)(1964~1972)(1972至今)

主機電子器中小規(guī)模集成電大規(guī)模、超大規(guī)模

電子管晶體管

件路集成電路

內(nèi)存汞延遲線磁芯存儲器半導(dǎo)體存儲器半導(dǎo)體存儲器

磁盤、磁帶、光盤

外存儲器穿孔卡片、紙帶磁帶磁帶、磁盤

等大容量存儲器

處理速度

幾十萬至上千萬至

幾千條幾萬至幾十萬條

(每秒指令

幾百萬條萬億條

數(shù))

1.1.2計算機的特點、用途和分類

1.計算機的特點

(1)高速、精確的運算能力

目前世界上已經(jīng)有超越每秒萬萬億次運算速度的計算機。我國“天河二號”，其峰值計算

速度可以達到每秒5.49億億次，是世界運算最快的超級計算機，這是來自歐美國家及日本

之外國家的超級計算機再次奪冠，引起了多個國家和專家的高度關(guān)注。

(2)準(zhǔn)確的邏輯判斷能力

它能夠“思考”，在信息查詢等方面，已能夠根據(jù)要求進行匹配檢索。

(3)強大的存儲能力

計算機能存儲大量數(shù)字、文字、圖像、視頻、聲音等各種信息，而且可以長期保存。

(4)自動功能

計算機可以將預(yù)先編好的一組指令(稱為程序)先“記”下來，然后自動地逐條取出這些

指令并執(zhí)行，工作過程完全自動化，不需要人的干預(yù)，而且可以反復(fù)進行。

(5)網(wǎng)絡(luò)與通信功能

目前最大、應(yīng)用范圍最廣的因特網(wǎng)(Internet),連接了全世界200多個國家和地區(qū)數(shù)

億臺的各種計算機。在網(wǎng)上的所有計算機用戶可共享網(wǎng)上資料、交流信息、互相學(xué)習(xí)，整個

世界都可以互通信息。

2.計算機的應(yīng)用

(1)科學(xué)計算

科學(xué)計算主要是使用計算機進行數(shù)學(xué)方法的實現(xiàn)和應(yīng)用。如著名的人類基因序列分析計

劃，人造衛(wèi)星的軌道測算等。

(2)數(shù)據(jù)/信息處理(非數(shù)值計算)

隨著計算機科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計算機的“數(shù)據(jù)”不僅包括“數(shù)”，而包括更多的數(shù)據(jù)形式。

如文字、圖像、聲音等。

利用計算機進行數(shù)據(jù)/信息處理不僅使人們從繁重的事務(wù)性工作中解脫出來,去做更多

創(chuàng)造性的工作，而且使得人們能夠通過已獲取的信息去生產(chǎn)更多更有價值的信息。

(3)過程控制

定義：過程控制是指利用計算機對生產(chǎn)過程、制造過程或運行過程進行檢測與控制，即

通過實時監(jiān)控目標(biāo)對象的狀態(tài)，及時調(diào)整被控對象，使被控對象能夠正確地完成生產(chǎn)、制造

或運行。

優(yōu)點：第一，能夠替代人在危險、有害的環(huán)境中作業(yè)；第二，能在保證同樣質(zhì)量的前提

下連續(xù)作業(yè)，不受疲勞、情感等因素的影響；第三，能夠完成人所不能完成的有高精度、高

速度、時間性、空間性等要求的操作。

(4)計算機輔助(計算機輔助工程)

計算機輔助主要有：計算機輔助設(shè)計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔

助教育(CAI)、計算機輔助技術(shù)(CAT)、計算機仿真模擬(Simulation)等。

(5)網(wǎng)絡(luò)通信

通過計算機網(wǎng)絡(luò)，把多個獨立的計算機系統(tǒng)聯(lián)系在一起，把不同地域、不同國家、不同

行業(yè)、不同組織的人們聯(lián)系在一起，縮短了人們之間的距離，改變了人們的生活和工作方式。

(6)人工智能(AI)

人工智能是用計算機模擬人類的某些智力活動。它的主要研究內(nèi)容包括自然語言理解、

專家系統(tǒng)、機器人以及定理自動證明等。目前，人工智能已應(yīng)用于機器人、醫(yī)療診斷、故障

診斷、計算機輔助教育、案件偵破、經(jīng)營管理等諸多方面。

(7)多媒體應(yīng)用

多媒體技術(shù)是指人和計算機交互地進行上述多種媒介信息的捕捉、傳輸、轉(zhuǎn)換、編輯、

存儲、管理，并由計算機綜合處理為表格、文字、圖形、動畫、音頻、視頻等視聽信息有機

結(jié)合的表現(xiàn)形式。

多媒體是包括文本、圖形、圖像、音頻、視頻、動畫等多種信息類型的綜合。

(8)嵌入式系統(tǒng)

嵌入式系統(tǒng)是指把處理器芯片嵌入其中，完成特定的處理任務(wù)的系統(tǒng)。例如數(shù)碼相機、

數(shù)碼攝像機以及高檔電動玩具等。

3.計算機的分類

(1)按計算機處理數(shù)據(jù)的類型分類

可以分為模擬計算機、數(shù)字計算機、數(shù)字和模擬計算機。

模擬計算機主要特點：參與運算的數(shù)值由不間斷的連續(xù)量表示，其運算過程是連續(xù)的。

受元器件質(zhì)量影響，其計算精度較低，應(yīng)用范圍較窄。

數(shù)字計算機主要特點：參與運算的數(shù)值用離散的數(shù)字量表示，其運算過程按數(shù)字位進行

計算。由于其具有邏輯判斷等功能，又被稱為“電腦”。

(2)按計算機的用途分類

可分為通用計算機和專用計算機。

a.通用計算機能解決多種類型的問題，通用性強，如PC.

b.專用計算機則配備有解決特定問題的軟件和硬件，能夠高速、可靠地解決特定問題，

如在導(dǎo)彈和火箭上使用的計算機大部分都是專用計算機。

(3)按計算機的性能、規(guī)模和處理能力分類

可分為巨型機、大型通用機、微型機、工作站、服務(wù)器。

a.巨型機（高性能計算機）

第一，定義：巨型機是指速度最快、處理能力最強的計算機。

第二，代表：IBM公司的“紅杉”超級計算機，它是世界上運算速度最快高性能計算機。

b.大型通用機（“企業(yè)級”計算機）

第一，特點：通用性強，具有較高的運算速度、極強的綜合處理能力和極大的性能覆蓋,

運算速度為每秒100萬次至幾千萬次。

第二，應(yīng)用：科研、商業(yè)和管理部門。

第三，大型機系統(tǒng)可以是單處理機、多處理機或多個子系統(tǒng)的復(fù)合體。

c.微型機

第一，特點：小、巧、輕、使用方便、價格便宜等，其應(yīng)用已經(jīng)遍及社會各個領(lǐng)域。

第二，典型產(chǎn)品：筆記本型電腦。

第三，分類：根據(jù)微型機是否由最終用戶使用，可分為獨立式微機和嵌入式微機。嵌入

式微機一般是單片機或單板機。

第四，微型計算機的結(jié)構(gòu)：單片機、單板機、多芯片機和多板機。

d.工作站

第一，概述：工作站是一種高檔的微型計算機。

第二，作用：主要用于圖像處理和計算機輔助設(shè)計等領(lǐng)域，具有很強的圖形交互與處理

能力。

e.服務(wù)器（網(wǎng)絡(luò)的靈魂）

服務(wù)器的類型有大型機、小型機、工作站或高檔微機。它提供信息瀏覽、電子郵件、文

件傳送、數(shù)據(jù)庫等多種業(yè)務(wù)服務(wù)，其特點有：

第一，只有在客戶機的請求下才為其提供服務(wù)；

第二，服務(wù)器對?客戶透明：

第三，服務(wù)器嚴(yán)格地說是一種軟件的概念。

1.1.3計算科學(xué)研究與應(yīng)用

1.人工智能

主要內(nèi)容：研究如何讓計算機來完成過去只有人才能做的智能的工作。

核心目標(biāo)：賦予計算機人腦一樣的智能。

典型應(yīng)用：模式識別，輔助翻譯：手寫輸入技術(shù)；語音輸入。

2.網(wǎng)格計算

定義：網(wǎng)格計算是指利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在

不同地理位置的電腦組織成一個“虛擬的超級計算”，其中每一臺參與計算的計算機就

是一個“結(jié)點”，而整個計算是由成千上萬個“結(jié)點”組成的一張“網(wǎng)格”的計算方式。

研究：如何把一個需要非常巨大的計算能力才能解決的問題分成許多小的部分，然后把

它們分配給許多計算機進行處理，最后把這些計算結(jié)果綜合起來得到最終結(jié)果，從而圓滿完

成一個大型計算任務(wù)。

優(yōu)勢：一是數(shù)據(jù)處理能力超強，二是能充分利用網(wǎng)上的閑置處理能力。

三要素：任務(wù)管理、任務(wù)調(diào)度和資源管理。

a.任務(wù)管理：用戶通過它向網(wǎng)格提交任務(wù)，為任務(wù)制定所需的資源，刪除任務(wù)，檢測

任務(wù)的運行；

b.任務(wù)調(diào)度：對用戶提交的任務(wù)根據(jù)任務(wù)的類型、所需的資源、可用資源等情況安排

運行日程和策略；

c.資源管理：負責(zé)檢測網(wǎng)絡(luò)中資源的狀況。

特點：

a.能夠提供資源共享，實現(xiàn)應(yīng)用程序的互連互通；

b.協(xié)同工作。很多網(wǎng)格結(jié)點可以共同處理一個項目；

c.基于國際的開放技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；

d.網(wǎng)格可以提供動態(tài)的服務(wù)，能夠適應(yīng)變化。

3.中間件技術(shù)

中間件是介于應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)之間，在客戶機和服務(wù)器之間增加一組服務(wù)的系統(tǒng)軟

典型應(yīng)用：連接數(shù)據(jù)庫所使用的ODBC(開放數(shù)據(jù)庫互連)：基于Web數(shù)據(jù)庫的中間

定義：云計算是對基于網(wǎng)絡(luò)的、可配置的

共享計算資源池能夠方便地、按需訪問的一種模式。這些共享計算資源池包括網(wǎng)絡(luò)、服

務(wù)器、存儲、應(yīng)用和服務(wù)等資源，這些資源以最小化的管理和交互可以快速提供和釋放。

構(gòu)成：硬件、軟件和服務(wù)。

特點：超大規(guī)模、虛擬化、高可靠性、通用性、高可擴展性、按需服務(wù)。它可以進行任

意點的恢復(fù)、自動升級，具有無限空間、無限速度。

1.1.4未來計算機的發(fā)展趨勢

1.電子計算機的發(fā)展方向

(1)巨型化

a.巨型化是指計算機的計算速度更快、存儲容量更大、功能更完善、可靠性更高，其

運算速度可達每秒萬萬億次，存儲容量超過幾百T字節(jié)。

b.應(yīng)用：航空航天、軍事工業(yè)、氣象、電子、人工智能等幾十個科學(xué)領(lǐng)域，特別是在

尖端科學(xué)技術(shù)和軍事國防系統(tǒng)的研究開發(fā)中，體現(xiàn)計算機科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平。

(2)微型化

特點：價格低廉、使用方便、軟件豐富。

(3)網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)化指利用現(xiàn)代通信技術(shù)和計算機技術(shù)，把分布在不同地點的計算機互聯(lián)起來，按照

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議互相通信，以共享軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源。

(4)智能化

a.智能化指計算機模擬人的感覺和思維過程的能力。

b.功能：解決問題和邏輯推理的功能以及知識處理和知識庫管理的功能等。

2.未來新一代的計算機

下一代計算機有可能的技術(shù)至少有四種：納米技術(shù)、光技術(shù)、生物技術(shù)和量子技術(shù)。

模糊計算機：指用模糊的、不確切的判斷進行工程處理的計算機。

生物計算機：以生物電子元件構(gòu)建的計算機。

光子計算機：是一種用光信號進行數(shù)字運算、信息存儲和處理的新型計算機

超導(dǎo)計算機：具有超導(dǎo)邏輯電路和超導(dǎo)存儲器，其能耗小，運算速度是傳統(tǒng)計算機無法

比擬的。

量子計算機：基于量子動力學(xué)規(guī)律進行高速數(shù)學(xué)和邏輯運算、存儲及處理量子信息的計

算機。

1.1.5電子商務(wù)

電子商務(wù)從根本上改變傳統(tǒng)經(jīng)濟活動中的交易方式和流通方式。它充分利用信息網(wǎng)絡(luò)技

術(shù)等高科技手段，打破了時空局限，向所有交易主體提供先進的交易模式和平等交易機會，

大大減少了交易的中間環(huán)節(jié)，縮短了交易時間，節(jié)省了交易費用，從而提高了商務(wù)效率和經(jīng)

濟效益，同時也將改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的生活方式和思想觀念。

電子商務(wù)是現(xiàn)代信息技術(shù)和現(xiàn)代商業(yè)技術(shù)的結(jié)合體。

狹義電子商務(wù)(E-Commerce)是指利用互聯(lián)網(wǎng)進行交易的一種方式。主要指信息服務(wù)、

交易和支付。主要內(nèi)容包括：電子商情廣告；電子選購和交易、電子交易憑證的交換；電子

支付與結(jié)算等。

廣義電子商務(wù)(E-Business)是利用Internet能夠進行全部的貿(mào)易活動。簡單地說，電

子商務(wù)就是在網(wǎng)上將信息流、商流、資金流和部分的物流完整地實現(xiàn)。

按照參加主體將電子商務(wù)分為如下幾類：

①企業(yè)間的電子商務(wù)(Business-to-Business,B2B)

②企業(yè)與消費者間的電子商務(wù)(Business-to-Consumer,B2C)

③消費者與消費者間的電子商務(wù)(Consumer-to-Consumer,C2C)

④非商務(wù)的電子商務(wù)(NO-businessEC)

⑤企業(yè)內(nèi)的電子商務(wù)(IntrabusinessEC)

1.1.6信息技術(shù)

1.信息技術(shù)的定義

一般來說，信息采集、加工、存儲、傳輸和利用過程中的每一種技術(shù)都是信息技術(shù)。

信息技術(shù)不僅包括現(xiàn)代信息技術(shù)，還包括在現(xiàn)代文明之前的原始時代和古代社會中與那

個時代相對應(yīng)的信息技術(shù)。

信息技術(shù)#現(xiàn)代信息技術(shù)

2.現(xiàn)代信息技術(shù)的內(nèi)容

(1)信息基礎(chǔ)技術(shù)

信息基礎(chǔ)技術(shù)是信息技術(shù)的基礎(chǔ)，包括新材料、新能源、新器件的開發(fā)和制造技術(shù)。

(2)信息系統(tǒng)技術(shù)

信息系統(tǒng)技術(shù)是指有關(guān)信息的獲取、傳輸、處理、控制的設(shè)備和系統(tǒng)的技術(shù)。

感測技術(shù)、通信技術(shù)、計算機與智能技術(shù)和控制技術(shù)是它的核心和支撐技術(shù)。

(3)信息應(yīng)用技術(shù)

信息應(yīng)用技術(shù)是針對種種實用目的，如信息管理、信息控制、信息決策而發(fā)展起來的具

體的技術(shù)群類。

如工廠的自動化、辦公自動化、家庭自動化、人工智能和互聯(lián)通信技術(shù)等。

3.現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展趨勢

數(shù)字化

多媒體化

高速度、網(wǎng)絡(luò)化、寬頻帶

智能化

1.2信息的表示與存儲

1.2.1數(shù)據(jù)與信息

1.2.2計算機中的數(shù)據(jù)

1.2.3計算機中數(shù)據(jù)的單位

1.2.4字符的編碼

1.2.1數(shù)據(jù)與信息

數(shù)據(jù)：是對客觀事物的符號表示，它有數(shù)值、文字、語言、圖形、圖像等不同形式。

信息：既是對各種事物變化和特征的反映，又是事物之間相互作用、相互聯(lián)系的表征。

它是一種知識，是接收者原來不了解的知識。信息通常以數(shù)據(jù)的形式出現(xiàn)，如數(shù)值、文字、

語言、圖形、圖像等。

數(shù)據(jù)與信息的關(guān)系：

聯(lián)系：數(shù)據(jù)是信息的載體。

區(qū)別：信息有意義，而數(shù)據(jù)沒有。數(shù)據(jù)處理之后產(chǎn)生的結(jié)果為信息，信息具有針對性、

時效性。

1.2.2計算機中的數(shù)據(jù)

ENIAC

十進制

馮?諾依曼機

二進制

二進制的優(yōu)點：運算簡單、易于物理實現(xiàn)、通用性強，所占用的空間和所消耗的能量小

得多，機器可靠性高。

計算機的內(nèi)部：采用二進制來表示各種信息。

計算機與外部的交往：它采用十進制數(shù)據(jù)、文字顯示以及圖形描述等。

計算機內(nèi)外部轉(zhuǎn)換：由計算機系統(tǒng)的硬件和軟件來實現(xiàn)。

輸入設(shè)備輸出設(shè)備

數(shù)值十-二進制轉(zhuǎn)換，內(nèi)存二-十進制轉(zhuǎn)換數(shù)值

西文ASCII碼西文字形碼西文

漢字輸入碼/機內(nèi)碼轉(zhuǎn)提漢字字型碼漢字

聲音、圖像模/數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)/模轉(zhuǎn)換聲音、圖像

1.2.3計算機中數(shù)據(jù)的單位

計算機中數(shù)據(jù)的最小單位是位。存儲容量的基本單位是字節(jié)。8個二進制位稱為1個字

節(jié)，此外還有KB、MB、GB、TB等。

I.位（bit）

位是度量數(shù)據(jù)的最小單位。

在數(shù)字電路和計算機技術(shù)中采用二進制表示數(shù)據(jù)，代碼只有F和1。采用多個數(shù)碼（0

和1的組合）來表示一個數(shù)，其中的每一個數(shù)碼稱為1位。

2.字節(jié)（Byte）

字節(jié)是信息組織和存儲的基本單位，也是計算機體系結(jié)構(gòu)的基本單位。一個字節(jié)由8

位二進制數(shù)字組成（1Byte=8bit）。

為了便于衡量存儲器的大小，統(tǒng)一以字節(jié)（Byte,B）為單位。

千字節(jié)1KB=1O24B=21OB

兆字節(jié)1MB=1024KB=220B

吉字節(jié)1GB=1O24MB=23（＞B

太字節(jié)1TB=1O24GB=24OB

3.字長

人們將計算機一次能夠并行處理的二進制位稱為該機器的字長，稱為計算機的一個

“字”。

計算機的字長通常是字節(jié)的整倍數(shù)，如8位、16位、32位，發(fā)展到今天微型機的64

位，大型機已達128位。

字長是計算機的一個重要指標(biāo)，直接反映一臺計算機的計算能力和計算精度。字長越長,

計算機的數(shù)據(jù)處理速度越快。

1.2.4字符的編碼

1.西文字符的編碼

計算機中的數(shù)據(jù)都是用二進制編碼表示的，用以表示字符的二進制編碼稱為字符編碼。

計算機中最常用的字符編碼是ASCILASCII碼有7位碼和8位碼兩種版本，國際通用

的是7位ASCII碼，用7位二進制數(shù)表示一個字符的編碼，共有27=128個不同的編碼值，

相應(yīng)可以表示128個不同字符的編碼。

計算機用一個字節(jié)（8個二進制位）存放一個7位ASCH碼，最高位置為0。

7位ASCII代碼表

表1-27位ASCH代碼表

\bsb5bj

符號\

000001010on100101110111

0000NULDLESP0@PP

0001SOHDC!1iAQaq

0010SIXDC22BRbr

0011ETXDCS叁nCSQs

0100EOTDC-sDTdt

0101ENQXAK.05EUuu

0110ACKSYN&6FVfV

<

0111BELETBGwgw

1000BSCAN(sHXhX

1001HTEK：9Yiy

*?T

1010LFSUBZj7

1011VTESC—K[k[

1100FFFS?<L1

1101CRGS—=M]m

1110SORS?>Ntn

1111SIUSr)010DEL

7位ASCH代碼表的特點：

第一，對大小寫英文字母、阿拉伯?dāng)?shù)字、標(biāo)點符號及控制符等特殊符號規(guī)定了編碼，表

中每個字符都對應(yīng)一個數(shù)值，稱為該字符的ASCII碼值。

第二，有34個非圖形字符（控制字符），94個可打印字符（圖形字符）。在這些字符

中，從小到大的排列有。?9、A?Z、a?z,且小寫字母比大寫字母的碼值大32。

“a”字符的編碼為1100001,十進制數(shù)是97。

“A”字符的編碼為1000001,十進制數(shù)是65。

"0”數(shù)字字符的編碼為010000,十進制數(shù)是48。

2.漢字的編碼

（1）GB碼或國標(biāo)碼（GB2312-1980）

第一，它把最常用的6763個漢字分成兩級：一級漢字有3755個，按漢語拼音字母的次

序排列；二級漢字有3008個，按偏旁部首排列。

第二，一個國標(biāo)碼用兩個字節(jié)來表示一個漢字，每個字節(jié)的最高位為0。

（2）區(qū)位碼

第一，GB2312-1980中的6763個漢字分為94行、94列，代碼表分94個區(qū)（行）和94

個位（列）。由區(qū)號（行號）和位號（列號）構(gòu)成了區(qū)位碼。區(qū)位碼由4位十進制數(shù)字組成,

前兩位為區(qū)號，后兩位為位號.

第二，區(qū)位碼最多可以表示94x94=8836個漢字。

第三，在區(qū)位碼中，01?09區(qū)為特殊字符，10?55區(qū)為一級漢字，56?87區(qū)為二級漢

字。

（3）區(qū)位碼與國標(biāo)碼間的轉(zhuǎn)換

將一個漢字的十進制區(qū)號和十進制位號分別轉(zhuǎn)換成十六進制；然后再分別加上20H（十

進制就是32）,就成為漢字的國標(biāo)碼。

例如：漢字“中”區(qū)位碼與國標(biāo)碼及轉(zhuǎn)換如下：

區(qū)位碼5448D(3630)H

國標(biāo)碼8680D(3630H+2020H)=5650H

二進制表示為：(0011011000110000)B+(0010000000100000)B=(0101011001010000)

B

3.漢字的處理過程

從漢字編碼的角度看，計算機對漢字信息的處理過程實際上是各種漢字編碼間的轉(zhuǎn)換過

程。

漢字編碼主要包括：漢字輸入碼、漢字內(nèi)碼、漢字地址碼、漢字字形碼等。其編碼及流

程如下圖所示。

—*輸入碼十國標(biāo)碼-*機內(nèi)碼+地址碼-*字形碼

漢字輸入漢字輸出

圖1-5漢字信息處理系統(tǒng)的模型

(1)漢字輸入碼

第一，漢字輸入碼是指為將漢字輸入計算機而編制的代碼。

第二，一個好的輸入編碼應(yīng)是：編碼短，重碼少，好學(xué)好記，便于學(xué)習(xí)和掌握。

第三，目前常用的輸入法類別有：音碼、形碼、語音輸入、手寫輸入或掃描輸入等。不

同的輸入法有不同的輸入碼。

第四，區(qū)位碼作為輸入法，其最大優(yōu)點是一字一碼的無重碼輸入，最大的缺點是代碼難

以記憶。

(2)漢字內(nèi)碼

第一，漢字內(nèi)碼是為在計算機內(nèi)部對漢字進行存儲、處理的漢字編碼。

第二，漢字內(nèi)碼的形式多種多樣。目前，對應(yīng)于國標(biāo)碼，一個漢字的內(nèi)碼用2個字節(jié)存

儲，并把每個字節(jié)的最高二進制位置“1”作為漢字內(nèi)碼的標(biāo)識。如果用十六進制來表述，就

是把漢字國標(biāo)碼的每個字節(jié)上加一個(80)H(即二進制數(shù)10000000)?

第三，漢字的國標(biāo)碼與其內(nèi)碼存在下列關(guān)系：

漢字的內(nèi)碼=漢字的國標(biāo)碼+(8080)H

例如，在前面已知“中”字的國標(biāo)碼為(5650)H,則根據(jù)上述關(guān)系式得：

“中”字的內(nèi)碼="中”字的國標(biāo)碼為(5650)H+(8080)H=(D6D0)H

二進制表示為：(010二11001010000)B+(1000000010000000)B=(1101011011010000)

B

第四，西文字符的內(nèi)碼是7位ASCII碼，一個字節(jié)的最高位為0。每個西文字符的ASCII

碼值均小于128。漢字用兩個字節(jié)來存儲，區(qū)位碼再分別加上20H,就成為漢字的國標(biāo)碼。

第五，為了區(qū)分是漢字還是ASCH碼，將國標(biāo)碼每個字節(jié)的最高位由。變?yōu)?,變換后

的國標(biāo)碼稱為漢字內(nèi)碼。

4.漢字字形碼

漢字字形碼用于漢字在顯示屏或打印機輸出。

漢字字形有兩種表示方式：

(1)點陣表示方式

用點陣表示字形時，漢字字形碼指的就是這個漢字字形點陣的代碼。

簡易型漢字（16x16點陣，如下圖所示）；普通型漢字（24*24點陣）；提高型漢字（32x32

點陣、48x48點陣）

圖1-6漢字字形點陣機器編碼

存儲空間計算：16x16/8=32字節(jié)

（2）矢量表示方式

第一，矢量表示方式存儲的是描述漢字字形的輪廓特征。當(dāng)要輸出漢字時，通過計算機

的計算，由漢字字形描述生成所需大小和形狀的漢字點陣。

第二，矢量化字形描述與最終文字顯示的大小、分辨率無關(guān).

第三，Windows中使用的TrueType技術(shù)就是漢字的矢量表示方式，它解決了漢字點陣

字形放大后出現(xiàn)鋸齒現(xiàn)象的問題。

5.漢字地址碼

a.漢字地址碼是指漢字庫（這里主要指整字形的點陣式字模庫）中存儲漢字字形信息

的邏輯地址碼。需要向輸出設(shè)備輸出漢字時，必須通過地址碼對漢字庫進行訪問。

b.漢字庫中，字形信息都是按一定順序連續(xù)存放在存儲介質(zhì)中，漢字地址碼也大多連

續(xù)有序，與漢字內(nèi)碼間有著簡單的對應(yīng)關(guān)系。

6.其他漢字內(nèi)碼

（1）GBK碼（擴充漢字內(nèi)碼規(guī)范）

（2）UCS碼（通用多八位編碼字符集）

（3）Unicode編碼，另一種國際編碼標(biāo)準(zhǔn)

（4）BIG5碼，目前中國臺灣、香港地區(qū)普遍使用的一種繁體漢字的編碼標(biāo)準(zhǔn)。

1.3計算機硬件系統(tǒng)

1.3.1運算器

1.3.2控制器

1.3.3存儲器

1.3.4輸入/輸出設(shè)備

1.3.5計算機的結(jié)構(gòu)

1.3計算機硬件系統(tǒng)

馮?諾依曼型計算機由輸入、存儲、運算、控制和輸出五個部分組成。

1.3.1運算器

運算器(ArithmeticandLogicUnit,ALU)是計算機處理數(shù)據(jù)形成信息的加工廠，它的

主要功能是對二進制數(shù)碼進行算術(shù)運算或邏輯運算。

算術(shù)運算：數(shù)的加、減、乘、除以及乘方、開方等數(shù)學(xué)運算。

邏輯運算：邏輯變量之間的運算，即通過與、或、非等基本操作對二進制數(shù)進行邏輯判

斷。

1.運算器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

由ALU、寄存器、控制電路組成，如圖1.7所示。

圖1-7運算器的結(jié)構(gòu)示意圖

2.運算器的性能指標(biāo)

運算器的性能指標(biāo)是衡量整個計算機性能的重要因素之一，與運算器相關(guān)的性能指標(biāo)包

括計算機的字長和運算速度。

字長：指計算機運算部件一次能同時處理的二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)。

運算速度：計算機的運算速度通常是指每秒鐘所能執(zhí)行加法指令的數(shù)目。常用百萬次/

秒(MillionInstructionsPerSecond,MIPS)來表示。這個指標(biāo)更能直觀地反映機器的速度。

1.3.2控制器

控制器(ControlUnit,CU)是計算機的心臟，由它指揮全機各個部件自動、協(xié)調(diào)地工

作。

1.控制器的基本功能

根據(jù)指令計數(shù)器中指定的地址從內(nèi)存取出一條指令，對指令進行譯碼，再由操作控制部

件有序地控制各部件完成操作碼規(guī)定的功能。同時，它也記錄操作中各部件的狀態(tài)。

2.控制器的作用

從宏觀上看，它控制計算機各部件協(xié)調(diào)工作；

從微觀上看，它按一定順序產(chǎn)生機器指令以獲得執(zhí)行過程中所需要的全部控制信號。

對控制器而言，真正的作用是對機器指令執(zhí)行過程的控制。

3.控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

由指令寄存器(InstructionRegister,IR)s指令譯碼器(InstructionDecoder,ID)程

序計數(shù)器(ProgramCounter,PC)和操作控制器(Operationcontroller,OC)4個部件組成。

圖1-8控制器結(jié)構(gòu)簡圖

4.機器指令

機器指令是一個按照一定格式構(gòu)成的二進制代碼串，用來描述一個計算機可以理解并執(zhí)

行的基本操作。計算機只能執(zhí)行指令，它被指令所控制。

機器指令通常由操作碼和操作數(shù)兩部分組成。

（1）操作碼：指明指令所要完成操作的性質(zhì)和功能。

（2）操作數(shù)：指明操作碼執(zhí)行時的操作對象。操作數(shù)的形式可以是數(shù)據(jù)本身，也可以

是存放數(shù)據(jù)的內(nèi)存單元地址或寄存器名稱。

操作數(shù)又分為源操作數(shù)和目的操作數(shù)，源操作數(shù)指明參加運算的操作數(shù)來源，目的操作

數(shù)地址指明保存運算結(jié)果的存儲單元地址或寄存器名稱。

指令的基本格式如圖1.9所示:

操作碼源操作數(shù)（或地址）目的操作數(shù)地址

圖1.9指令的基本格式

5.指令的執(zhí)行過程

一條機器指令的執(zhí)行需要獲得指令、分析指令、執(zhí)行指令。

取指令》分憚〉《鬻〉執(zhí)g指）

嘛拚令

6.中央處理器

控制器和運算器是計算機的核心部件，這兩部分合稱中央處理器(CentralProcessing

Unit,CPU)。

時鐘主頻是指CPU的時鐘頻率，是微型計算機性能的一個重要指標(biāo)，它的高低一定程

度上決定了計算機速度的高低。主頻以吉赫茲(GHz)為單位，一般地說，主頻越高，速度

越快。

1.3.3存儲器

存儲器(Memory)是存儲程序和數(shù)據(jù)的部件。它可以自動完成程序或數(shù)據(jù)的存取，是

計算機系統(tǒng)中的記憶設(shè)備。存儲器分為內(nèi)存和外存兩大類。

內(nèi)存：是主板上的存儲部件，用來存儲當(dāng)前正在執(zhí)行的數(shù)據(jù)、程序和結(jié)果；內(nèi)存容量小,

存取速度快，但斷電后RAM中的信息全部丟失。

外存：是磁性介質(zhì)或光盤等部件，用來存放各種數(shù)據(jù)文件和程序文件等需要長期保存的

信息；外存容量大，存取速度慢，但斷電后所保存內(nèi)容不會丟失。

1.內(nèi)存

內(nèi)存儲器按功能又可分為隨機存取存儲器和只讀存儲器。CPU可以直接訪問內(nèi)存。

(1)隨機存取存儲器(RandomAccessMemory,RAM)

通常所說的計算機內(nèi)存容量均指RAM存儲器容量，即計算機的主存。

有兩個特點：可讀/寫性；易失性。

(2)只讀存儲器(ReadOnlyMemory,ROM)

CPU對ROM只取不存；

存放的信息用戶無法修改，即使斷電也不會丟失。因此，ROM中一般存放計算機系統(tǒng)

管理程序，如監(jiān)控程序、基本輸入/輸出系統(tǒng)模塊BIOS等。

(3)高速緩沖存儲器(Cache)

為了解決CPU和主存速度不匹配，提高存儲器速度而設(shè)計的。

特點：存取速度接近CPU,存儲容量小于內(nèi)存。

(4)內(nèi)存儲器的性能指標(biāo)

存儲器的主要性能指標(biāo)有兩個：容量和速度。

存儲容量：指一個存儲器包含的存儲單元總數(shù)，這一概念反映了存儲空間的大小。

存取速度：一般用存儲周期(也稱讀寫周期)來表示。存取周期就是CPU從內(nèi)存儲器

中存取數(shù)據(jù)所需的時間(讀出或?qū)懭?。半導(dǎo)體存儲器的存取周期一般為60?100ns。

2.外存

外存可存放大量程序和數(shù)據(jù)，且斷電后數(shù)據(jù)不會丟失。常見的外儲存器有硬盤、U盤和

光盤等。

(1)硬盤

硬盤(HardDisk)是微型機上主要的外部存儲設(shè)備。由磁盤片、讀寫控制電路和驅(qū)動

機構(gòu)組成。

電源接口

SCSI接口，'電纜的另一端

連接到主板的SCSI接口

磁盤片

磁頭

磁頭臂

磁盤控制器

特點：硬盤具有容量大、存取速度快等優(yōu)點，操作系統(tǒng)、可運行的程序文件和用戶的數(shù)

據(jù)文件一般都保存在硬盤上。

①內(nèi)部結(jié)構(gòu)：一個硬盤內(nèi)部包含多個盤片，這些盤片安裝在一個同心軸上，每個盤片有

上下兩個盤面，每個盤面劃分為磁道和扇區(qū)。磁盤的讀寫物理單位是按扇區(qū)進行讀寫。硬盤

的每個盤面有一個讀寫磁頭，所有磁頭保持同步工作狀態(tài)。

圖1-11硬盤及內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

②硬盤容量：一個硬盤的容量是由以下幾個參數(shù)決定的，即磁頭數(shù)H(Heads)、柱面

數(shù)C(Cylinders)每個磁道的扇區(qū)數(shù)s(Sectors)和每個扇區(qū)的字節(jié)數(shù)B(Bytes)?將以

上幾個參數(shù)相乘，乘積就是硬盤容量。即：

硬盤總?cè)萘?磁頭數(shù)(H)X柱面數(shù)(C)X磁道扇區(qū)數(shù)(S)X每扇區(qū)字節(jié)數(shù)(B)

③硬盤接口：硬盤與主板的連接部分就是硬盤接口，常見的有高級技術(shù)附件(Advanced

TechnologAttachment,ATA)、串行高級技術(shù)附件(SerialATA,SATA)和小型計算機系統(tǒng)

接口(SmallComputerSystemInterface,SCSI),ATA和SATA接口的硬盤主要應(yīng)用在個人

電腦上，SCSI接口的硬盤主要應(yīng)用于中、高端服務(wù)器和高檔工作站中。

④硬盤轉(zhuǎn)速：指硬盤電機主軸的旋轉(zhuǎn)速度，即硬盤盤片在一分鐘內(nèi)旋轉(zhuǎn)的最大轉(zhuǎn)數(shù)。

轉(zhuǎn)速緩慢是標(biāo)志硬盤檔次的重要參數(shù)以及決定硬盤內(nèi)部傳輸率的關(guān)鍵因素之一。硬盤轉(zhuǎn)

速單位為rpm,即轉(zhuǎn)/分鐘。普通硬盤轉(zhuǎn)速一般有5400rpm和7200rpm兩種。

⑤硬盤容量：有320GB、500GB、750GB、1TB、2TB、3TB等。主流硬盤各參數(shù)為SATA

接口、500GB容量、7200rpm轉(zhuǎn)速和150MB/S傳輸率。

(2)快閃存儲器(FlashMemory)

閃速存儲器是一種新型非易失性半導(dǎo)體存儲器(通常稱U盤)。

Flash能以固定區(qū)塊為單位進行刪除和重寫。它既繼承了RAM存儲器速度快的優(yōu)點，

又具備了ROM的非易失性。

USB接口支持即插即用，其特點是小巧、輕便、價格低廉、存儲量大等。

USB接口的傳輸速率有：USB1.1為12Mb/s,USB2.0為480Mb/s,USB3.0為5.0Gb/s。

(3)光盤

光盤是以光信息作為存儲信息的載體來存儲數(shù)據(jù)的一種物品。

光盤通常分為兩類，一類是只讀型光盤，其中包括CD-ROM和DVD-ROM(Digital

VersatileDisk-ROM)等；一類是可記錄型光盤，它包括CD-R、CD-RW(CD-Rewritable)、

DVD-R,DVD+R、DVD+RW等。

光盤的兩個參數(shù)指標(biāo)：

光盤容量：CD光盤的最大容量大約是700

MB。DVD盤片單面最大容量為4.7GB、雙面為8.5GB。藍光單面單層為25GB,雙面

為50GB。

倍速：衡量光盤驅(qū)動器傳輸速率的指標(biāo)叫倍速。光驅(qū)的讀取速度以150kbps數(shù)據(jù)傳輸率

的單倍速為基準(zhǔn)。后來驅(qū)動器的傳輸速率越來越快，就出現(xiàn)了倍速、四倍速直至現(xiàn)在的32

倍速、40倍速或者更高。

3.存儲器的層次結(jié)構(gòu)

計算機系統(tǒng)中通常采用多級存儲器結(jié)構(gòu)，構(gòu)成存儲器系統(tǒng)，以解決存儲速度、容量和價

格上相互制約的矛盾。

存儲器層次結(jié)構(gòu)由上至下，速度越來越慢，容量越來越大，位價越來越低，如圖1-13

所示。

更

小

更

快

更

貴

更

大

更

慢

更

便

宜

統(tǒng)結(jié)構(gòu)

儲器系

13存

圖1-

存”

ache-主