計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)

計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)

1、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)問世之初，主要用于數(shù)值計(jì)算，“計(jì)算機(jī)”也因此得名。

但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，它的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，不再局限于

數(shù)值計(jì)算而廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)控制、信息處理、智能模擬等各個(gè)領(lǐng)域。

計(jì)算機(jī)能處理各種各樣的信息，包括數(shù)字、文字、表格、圖形、圖象

等。

計(jì)算機(jī)之所以具有如此強(qiáng)大的功能，這是由它的特點(diǎn)所決定的。

概括地說，計(jì)算機(jī)主要具備以下兒方面的特點(diǎn)：

(1)運(yùn)算速度快

計(jì)算機(jī)的運(yùn)算部件采用的是電子器件，其運(yùn)算速度遠(yuǎn)非其他計(jì)算

工具所能比擬，而且，由電子管升級(jí)到晶體管，再升級(jí)到小規(guī)模集成

電路、中規(guī)模集成電路、大規(guī)模集成電路等，其運(yùn)算速度還以每隔兒

年提高一個(gè)數(shù)量級(jí)的水平不斷提高。

(2)存儲(chǔ)容量大

計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器可以把原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、運(yùn)算指令等存儲(chǔ)起

來，以備隨時(shí)調(diào)用。存儲(chǔ)器不但能夠存儲(chǔ)大量的信息，而且能夠快速

準(zhǔn)確地存入或取出這些信息。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用使得從浩如煙海的文獻(xiàn)、

資料、數(shù)據(jù)中查找信息并且處理這些信息成為容易的事情。

存儲(chǔ)器的容量是用字節(jié)數(shù)來度量的。由于一般存儲(chǔ)器的容量都非

常大，現(xiàn)在常用“K字節(jié)”和“M字節(jié)”來度量，1K字節(jié)=1024字節(jié),

1M字節(jié)=1024K字節(jié)=1024*1024字節(jié)，一臺(tái)普通的奔騰微機(jī)，主存儲(chǔ)

器32M字節(jié)，便可把1600多萬漢字全部放入內(nèi)存，而且能夠快速地

進(jìn)行查找、排序、編輯等工作。

（3）具有邏輯判斷能力

計(jì)算機(jī)能夠根據(jù)各種條件來進(jìn)行判斷和分析，從而決定以后的執(zhí)

行方法和步驟。還能夠?qū)ξ淖?、符?hào)、數(shù)字的大小、異同等進(jìn)行判斷

和比較，從而決定怎樣處理這些信息。計(jì)算機(jī)被稱為“電腦”，便是

源于這一特點(diǎn)的。

（4）工作「動(dòng)化

計(jì)算機(jī)內(nèi)部的操作運(yùn)算是根據(jù)人們預(yù)先編制的程序自動(dòng)控制執(zhí)行

的。只要把包含一連串指令的處理程序輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)便會(huì)依次

取出指令，逐條執(zhí)行，完成各種規(guī)定的操作，直到得出結(jié)果為止。

另外，計(jì)算機(jī)還具有運(yùn)算精度高、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。

2、計(jì)算機(jī)的分類

計(jì)算機(jī)可分為模擬計(jì)算機(jī)和數(shù)字計(jì)算機(jī)兩大類。

模擬計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)是：參與運(yùn)算的數(shù)值由不間斷的連續(xù)量表

示，其運(yùn)算過程是連續(xù)的，模擬計(jì)算機(jī)由于受元器件質(zhì)量影響，其計(jì)

算精度較低，應(yīng)用范圍較窄，目前已很少生產(chǎn)。數(shù)字計(jì)算機(jī)的

主要特點(diǎn)是：參與運(yùn)算的數(shù)值用斷續(xù)的數(shù)字量表示，其運(yùn)算過程按數(shù)

字位進(jìn)行計(jì)算，數(shù)字計(jì)算機(jī)由于具有邏輯判斷等功能，是以近似人類

大腦的〃思維〃方式進(jìn)行工作，所以又被稱為“電腦”。

數(shù)字計(jì)算機(jī)按用途又可分為專用計(jì)算機(jī)和通用計(jì)算機(jī)。

專用與通用計(jì)算機(jī)在其效率、速度、配置、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、造價(jià)

和適應(yīng)性等方面是有區(qū)別的。

專用計(jì)算機(jī)針對(duì)某類問題能顯示出最有效、最快速和最經(jīng)濟(jì)的特

性，但它的適應(yīng)性較差，不適于其它方面的應(yīng)用。我們?cè)趯?dǎo)彈和火箭

上使用的計(jì)算機(jī)很大部分就是專用計(jì)算機(jī)。這些東西就是再先進(jìn)，你

也不能用它來玩游戲。

通用計(jì)算機(jī)適應(yīng)性很強(qiáng)，應(yīng)用面很廣，但其運(yùn)行效率、速度和經(jīng)

濟(jì)性依據(jù)不同的應(yīng)用對(duì)象會(huì)受到不同程度的影響。

通用計(jì)算機(jī)按其規(guī)模、速度和功能等又可分為巨型機(jī)、大型機(jī)、

中型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)及單片機(jī)。這些類型之間的基本區(qū)別通常在

于其體積大小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、功率消耗、性能指標(biāo)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量、

指令系統(tǒng)和設(shè)備、軟件配置等的不同。

一般來說，巨型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度很高，可達(dá)每秒執(zhí)行幾億條指

令，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量很大，規(guī)模大結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，主要用于大型

科學(xué)計(jì)算。它也是衡量一國(guó)科學(xué)實(shí)力的重要標(biāo)志之一。單片計(jì)算機(jī)

則只由一片集成電路制成，其體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，性能

介于巨型機(jī)和單片機(jī)之間的就是大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)和微型機(jī)。

它們的性能指標(biāo)和結(jié)構(gòu)規(guī)模則相應(yīng)的依次遞減。

3、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已滲透到社會(huì)的各行各業(yè)，正在改變著傳統(tǒng)的

工作、學(xué)習(xí)和生活方式，推動(dòng)著社會(huì)的發(fā)展。計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

如下：

1.科學(xué)計(jì)算(或數(shù)值計(jì)算)

科學(xué)計(jì)算是指利用計(jì)算機(jī)來完成科學(xué)研究和工程技術(shù)中提出的

數(shù)學(xué)問題的計(jì)算。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)工作中，科學(xué)計(jì)算問題是大量的和

復(fù)雜的。利用計(jì)算機(jī)的高速計(jì)算、大存儲(chǔ)容量和連續(xù)運(yùn)算的能力，可

以實(shí)現(xiàn)人工無法解決的各種科學(xué)計(jì)算問題。

例如，建筑設(shè)計(jì)中為了確定構(gòu)件尺寸，通過彈性力學(xué)導(dǎo)出一系列復(fù)雜

方程，長(zhǎng)期以來由于計(jì)算方法跟不上而一直無法求解。而計(jì)算機(jī)不但

能求解這類方程，并且引起彈性理論上的一次突破，出現(xiàn)了有限單元

法。

2.數(shù)據(jù)處理(或信息處理)

數(shù)據(jù)處理是指對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)\整理、分類、統(tǒng)計(jì)、

加工、利用、傳播等一系列活動(dòng)的統(tǒng)稱。據(jù)統(tǒng)計(jì)，80%以上的計(jì)算機(jī)

主要用于數(shù)據(jù)處理，這類工作量大面寬，決定了計(jì)算機(jī)應(yīng)用的主導(dǎo)方

向。

數(shù)據(jù)處理從簡(jiǎn)單到復(fù)雜已經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段，它們是：

①電子數(shù)據(jù)處理(ElectronicDataProcessing,簡(jiǎn)稱EDP),它是以文

件系統(tǒng)為手段，實(shí)現(xiàn)一個(gè)部門內(nèi)的單項(xiàng)管理。

②管理信息系統(tǒng)(ManagementInformationSystem,簡(jiǎn)稱MIS),它是以

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)為工具，實(shí)現(xiàn)一個(gè)部門的全面管理，以提高工作效率。

③決策支持系統(tǒng)(DecisionSupportSystem,簡(jiǎn)稱DSS),它是以數(shù)據(jù)

庫(kù)、模型庫(kù)和方法庫(kù)為基礎(chǔ)，幫助管理決策者提高決策水平，改善運(yùn)

營(yíng)策略的正確性與有效性。

目前，數(shù)據(jù)處理已廣泛地應(yīng)用于辦公自動(dòng)化、企事業(yè)計(jì)算機(jī)輔助管理

與決策、情報(bào)檢索、圖書管理、電影電視動(dòng)畫設(shè)計(jì)、會(huì)計(jì)電算化等等

各行各業(yè)。信息正在形成獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)，多媒體技術(shù)使信息展現(xiàn)在人們

面前的不僅是數(shù)字和文字，也有聲情并茂的聲音和圖像信息。

3.輔助技術(shù)(或計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造)

計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)包括CAD、CAM和CAI等。

⑴計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(ComputerAidedDesign,簡(jiǎn)稱CAD)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行工程或產(chǎn)

品設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)最佳設(shè)計(jì)效果的一種技術(shù)。它已廣泛地應(yīng)用于飛機(jī)、

汽車、機(jī)械、電子、建筑和輕工等領(lǐng)域。例如，在電子計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)

過程中，利用CAD技術(shù)進(jìn)行體系結(jié)構(gòu)模擬、邏輯模擬、插件劃分、自

動(dòng)布線等，從而大大提高了設(shè)計(jì)工作的自動(dòng)化程度。又如，在建筑設(shè)

計(jì)過程中，可以利用CAD技術(shù)進(jìn)行力學(xué)計(jì)算、結(jié)構(gòu)計(jì)算、繪制建筑圖

紙等，這樣不但提高了設(shè)計(jì)速度，而且可以大大提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

⑵計(jì)算機(jī)輔助制造(ComputerAidedManufacturing,簡(jiǎn)稱CAM)

計(jì)算機(jī)輔助制造是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的管理、控制和

操作的過程。例如，在產(chǎn)品的制造過程中，用計(jì)算機(jī)控制機(jī)器的運(yùn)行,

處理生產(chǎn)過程中所需的數(shù)據(jù)，控制和處理材料的流動(dòng)以及對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行

檢測(cè)等。使用CAM技術(shù)可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，縮短生產(chǎn)周期,

提高生產(chǎn)率和改善勞動(dòng)條件。

將CAD和CAM技術(shù)集成，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)自動(dòng)化，這種技術(shù)被稱為計(jì)算機(jī)

集成制造系統(tǒng)(CIMS)。它的實(shí)現(xiàn)將真正做到無人化工廠(或車間)。

⑶計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(ComputerAidedInstruction,簡(jiǎn)稱CAI)

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用課件來進(jìn)行教學(xué)。課件可

以用著作工具或高級(jí)語(yǔ)言來開發(fā)制作，它能引導(dǎo)學(xué)生循環(huán)漸進(jìn)地學(xué)

習(xí)，使學(xué)生輕松自如地從課件中學(xué)到所需要的知識(shí)。CAI的主要特色

是交互教育、個(gè)別指導(dǎo)和因人施教。

4.過程控制(或?qū)崟r(shí)控制)

過程控制是利用計(jì)算機(jī)及時(shí)采集檢測(cè)數(shù)據(jù)，按最優(yōu)值迅速地對(duì)控

制對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)或自動(dòng)控制。采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行過程控制，不僅可

以大大提高控制的自動(dòng)化水平，而且可以提高控制的及時(shí)性和準(zhǔn)確

性，從而改善勞動(dòng)條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量及合格率。因此，計(jì)算機(jī)過程

控制已在機(jī)械、冶金、石油、化工、紡織、水電、航天等部門得到廣

泛的應(yīng)用。

例如，在汽車工業(yè)方面，利用計(jì)算機(jī)控制機(jī)床、控制整個(gè)裝配流水線,

不僅可以實(shí)現(xiàn)精度要求高、形狀復(fù)雜的零件加工自動(dòng)化，而且可以使

整個(gè)車間或工廠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

5.人工智能(或智能模擬)

人工智能(ArtificialIntelligence)是計(jì)算機(jī)模擬人類的智能

活動(dòng)，諸如感知、判斷、理解、學(xué)習(xí)、問題求解和圖像識(shí)別等?，F(xiàn)在

人工智能的研究已取得不少成果，有些已開始走向?qū)嵱秒A段。例如，

能模擬高水平醫(yī)學(xué)專家進(jìn)行疾病診療的專家系統(tǒng)，具有一定思維能力

的智能機(jī)器人等等。

6.網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

計(jì)算機(jī)技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)的結(jié)合構(gòu)成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)

絡(luò)的建立，不僅解決了一個(gè)單位、一個(gè)地區(qū)、一個(gè)國(guó)家中計(jì)算機(jī)與計(jì)

算機(jī)之間的通訊，各種軟、硬件資源的共享，也大大促進(jìn)了國(guó)際間的

文字、圖像、視頻和聲音等各類數(shù)據(jù)的傳輸與處理。

4、信息編碼

二一十進(jìn)制編碼

所謂二一十進(jìn)制編碼(BCD碼BinaryCodedDecimal)就是將

十進(jìn)制的每一位數(shù)用4位二進(jìn)制數(shù)表示。下表列出了最常用的8421

編碼對(duì)照表：

十進(jìn)制數(shù)BCD碼二進(jìn)制數(shù)

000000000

100010001

200100010

300110011

401000100

501010101

601100110

701110111

810001000

910011001

字符編碼

目前，在計(jì)算機(jī)中普遍采用的一種字符編碼方式是“ASCH

碼”。

在ASCH碼中，每個(gè)字符用7位二進(jìn)制代碼表示。例如，要

確定字符A的ASCH碼，可以從表中查到高位是"100",低位是“0001〃,

將高位和低位連起來就是字符A的ASCII碼1000001o一個(gè)字節(jié)有8

位，字符的ASCII碼可以存入字節(jié)的低7位，最高位用來放奇偶校驗(yàn)

位。

奇偶校驗(yàn)是指在代碼傳送過程中，用來檢驗(yàn)是否出現(xiàn)錯(cuò)誤的

一種方法。一般分奇校驗(yàn)和偶校驗(yàn)兩種。奇校驗(yàn)規(guī)定，正確的代碼一

個(gè)字節(jié)中1的個(gè)數(shù)必須是奇數(shù)，若非奇數(shù)，則在最高位b7添1來滿

足；偶校驗(yàn)規(guī)定，正確的代碼一個(gè)字節(jié)中1的個(gè)數(shù)必須是偶數(shù)，若非

偶數(shù)，則在最高位b7添1來滿足。

我華子彷代俯字畫優(yōu)華?字付，疆珈字符哂蜘字待

3252472H92112p

33!5357393J113q

345467494114r

3b55775K95libs

36$5687(5L96116t

37%57977M97a11711

38&58?78N98b118V

395979099c119w

4060<80P100d120X

4161=81Q101e121y

42*62>82R102f122z

43+6383S103g123

44264@84T104h124

45—65A85U105i125]

46?66B86V106j126

47/67C87W107k

48068D88X108i

49169E89Y109m

50270F90Z110n

bl371G91L1110

目前使用最廣泛的西文字符集及其編碼是ASCH字符集和AS

CII碼(ASCII是AmericanStandardCodeforInformationIn

terchange的縮寫)，它同時(shí)也祓國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)花組織(Internationa

1OrganizationforStandardization,ISO)批準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

基本的ASCII字符集共有128個(gè)字符，其中有96個(gè)可打印字

符，包括常用的字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等，另外還有32個(gè)控制字符。

標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼使用7個(gè)二進(jìn)位對(duì)字符進(jìn)行編碼，對(duì)應(yīng)的ISO標(biāo)準(zhǔn)

為IS0646標(biāo)準(zhǔn)。下表展示了基本ASCII字符集及其編碼：

字母和數(shù)字的ASCII碼的記憶是非常簡(jiǎn)單的。我們只要記住了

一個(gè)字母或數(shù)字的ASCII碼(例如記住A為65,0的ASCII

碼為48),知道相應(yīng)的大小寫字母之間差32,就可以推算出其余

字母、數(shù)字的ASCII碼。

雖然標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼是7位編碼，但由于計(jì)算機(jī)基本處理單位為

字節(jié)(Ibyte=8bit),所以一般仍以一個(gè)字節(jié)來存放一個(gè)ASCI

I字符。每一個(gè)字節(jié)中多余出來的一位(最高位)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部通常

保持為0(在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)可用作奇偶校驗(yàn)位)。

由于標(biāo)準(zhǔn)ASCII字符集字符數(shù)目有限，在實(shí)際應(yīng)用中往往無法滿

足要求。為此，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織又制定了ISO2022標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定了

在保持與ISO646兼容的前提下將ASCII字符集擴(kuò)充為8位代碼

的統(tǒng)一方法。ISO陸續(xù)制定了一批適用于不同地區(qū)的擴(kuò)充ASCII

字符集，每種擴(kuò)充ASCII字符集分別可以擴(kuò)充128個(gè)字符，這些擴(kuò)

充字符的編碼均為高位為1的8位代碼（即十進(jìn)制數(shù)128?255）,

稱為擴(kuò)展ASCII碼。下表展示的是最流行的一套擴(kuò)展ASCII字符

集和編碼：

漢字編碼

對(duì)漢字進(jìn)行編碼是為了使電腦能夠識(shí)別和處理漢字。

⑴國(guó)標(biāo)碼（也稱交換碼）

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)漢字編碼簡(jiǎn)稱國(guó)標(biāo)碼，在國(guó)標(biāo)碼表中，共收錄了一、

二級(jí)漢字和圖形符號(hào)7445個(gè)。其中圖形符號(hào)682個(gè)，一級(jí)漢字（常

用漢字）3755個(gè)，二級(jí)漢字（不常用漢字）3008個(gè)，每個(gè)漢字及特

殊字符以兩個(gè)字節(jié)的十六進(jìn)制數(shù)值表示。

在2000年3月我國(guó)又推出了《信息技術(shù)?信息交換用漢字編

碼字符集?基本集的擴(kuò)充》新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，共收錄了27000多個(gè)漢字,

還包括藏、蒙、維吾爾等主要少數(shù)民族文字，基本上解決了計(jì)算機(jī)漢

字和少數(shù)民族文字的使用標(biāo)準(zhǔn)問題。

⑵機(jī)外碼（也稱輸入碼）

機(jī)外碼是指操作人員通過西文鍵盤上輸入的漢字信息編碼。

主要有以下四種：

數(shù)字編碼，如：電報(bào)碼、區(qū)位碼。

字音編碼，如：雙拼、全拼、智能ABC輸入法等。

字形編碼，如：五筆字型碼、表形碼。

音形編碼，根據(jù)語(yǔ)音和字型雙重因素確定的輸入碼。

⑶機(jī)內(nèi)碼(也稱內(nèi)碼)

機(jī)內(nèi)碼是指計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)、處理加工漢字時(shí)所用的代碼。

輸入碼通過鍵盤被接受后就由漢字操作系統(tǒng)的〃輸入碼轉(zhuǎn)換模塊〃轉(zhuǎn)

換為機(jī)內(nèi)碼，每個(gè)漢字的機(jī)內(nèi)碼用2個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制數(shù)表示。為了與

ASCII相區(qū)別，通常將其最高位置為1,大約可表示16,000多個(gè)漢字。

雖然某一個(gè)漢字在用不同的漢字輸入方法時(shí)其外碼各不相同，但其內(nèi)

碼基本是統(tǒng)一的。

(4)字形碼

字形碼是指文字信息的輸出編碼。用來將機(jī)內(nèi)碼還原為漢字

進(jìn)行輸出。

字形碼采用點(diǎn)陣形式，不論一個(gè)字的筆劃多少，都可以用一

組點(diǎn)陣表示。每個(gè)點(diǎn)即二進(jìn)制的一個(gè)位，由〃0〃和表示不同狀態(tài)，

如明、喑或不同顏色等特征表現(xiàn)字的型和體。所有字形碼的集合構(gòu)成

的字符集稱為字庫(kù)。根據(jù)輸出字符的要求不同，字符點(diǎn)的多少也不同。

點(diǎn)陣越大、點(diǎn)數(shù)越多，分辨率就越高，輸出的字形也就越清晰美觀。

漢字字型有16X16、24X24、32X32、48X48、128X128點(diǎn)陣等，

不同字體的漢字需要不同的字庫(kù)。點(diǎn)陣字庫(kù)存儲(chǔ)在文字發(fā)生器或字模

存儲(chǔ)器中。字模點(diǎn)陣的信息量是很大的，所占存儲(chǔ)空間也很大。以

16X16點(diǎn)陣為例，每個(gè)漢字就要占用32個(gè)字節(jié)。

多媒體信息表示

多媒體(Multimedia)是多種媒體的復(fù)合，多媒體信息是指

以文字、聲音、圖形、圖像為載體的信息。

⑴音頻信息的數(shù)字化

計(jì)算機(jī)中所處理的都是一些二進(jìn)制信息，為了使計(jì)算機(jī)能處

理聲音信號(hào)，必須先將這種模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的數(shù)字信號(hào)，即對(duì)

聲波進(jìn)行采樣，這個(gè)過程稱為模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換，反之，將數(shù)字信

號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的過程稱為數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換。每秒鐘的采樣數(shù)叫

做采樣頻率，目前通用的標(biāo)準(zhǔn)采樣頻率有3個(gè)：44.1kHz、22.05kHz

和11.025kHzo將采樣的聲音信號(hào)幅值轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制表示，則聲音

就被數(shù)字化了。采樣的頻率越高，聲音的保真度越高，質(zhì)量越好。

⑵視頻信息的數(shù)字化

動(dòng)態(tài)圖像也稱視頻信息，人們所看到的視頻信息實(shí)際上是由

許多幅靜止的畫面所構(gòu)成的。每一幅畫面稱為一幀，幀是構(gòu)成視頻信

息的最小、最基本的單位。視頻信息的采樣和數(shù)字化視頻信號(hào)的原理

與音頻信息數(shù)字化相似，也用兩個(gè)指標(biāo)來衡量，一是采樣頻率，二是

采樣深度。

采樣頻率是指在一定時(shí)間以一定的速度對(duì)單幀視頻信號(hào)的捕

獲量，即以每秒所捕獲的畫面幀數(shù)來衡量。例如，要捕獲一段連續(xù)畫

面時(shí)，可以用每秒25?30幀的采樣速度對(duì)該視頻信號(hào)加以采樣。采

樣深度是指經(jīng)采樣后每幀所包含的顏色位（色彩值）。如：采樣深度

為8位，則每幀可達(dá)到256級(jí)單色灰度。

5、數(shù)據(jù)表示

處理機(jī)硬件能夠辨認(rèn)并進(jìn)行存儲(chǔ)、傳送和處理的數(shù)據(jù)表示方法。

一臺(tái)處理機(jī)的數(shù)據(jù)表示方法是處理機(jī)設(shè)計(jì)人員規(guī)定的，盡管數(shù)據(jù)的來

源和形式有所不同，但輸入這臺(tái)處理機(jī)并經(jīng)它處理的全部數(shù)據(jù)都必須

符合規(guī)定。軟件設(shè)計(jì)人員還可以依此來規(guī)定各數(shù)據(jù)類型（如虛數(shù)、向

量等）和組織復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如記錄、文卷等）。

早期的機(jī)械式和繼電式計(jì)算機(jī)都用具有10個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的基本元

件來表示十進(jìn)制數(shù)據(jù)位0,1,2,…,9o一個(gè)數(shù)據(jù)的各個(gè)數(shù)據(jù)位是按10

的指數(shù)順序排列的，如386.45=

3X102+8X101+6X100+4X10-1+5X10-2o但是,要求處理機(jī)的基本

電子元件具有10個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)比較困難，十進(jìn)制運(yùn)算器邏輯線路也比

較復(fù)雜。多數(shù)元件具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，二進(jìn)制運(yùn)算也比較簡(jiǎn)單，而且

能節(jié)省設(shè)備,二進(jìn)制與處理機(jī)邏輯運(yùn)算能協(xié)調(diào)一致，且便于用邏輯代

數(shù)簡(jiǎn)化處理機(jī)邏輯設(shè)計(jì)。因此，二進(jìn)制遂得到廣泛應(yīng)用。

定點(diǎn)表示法在二進(jìn)制中，0和1分別由處理機(jī)電子元件的兩

個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)表示，2為數(shù)的基底。二進(jìn)制數(shù)

1

rnr?.r-r0r.fr.m=1…+門2+r02°+

m

r.mZ,其中加，r田…，門，入，j，…，1為0和1。例如，口001

表示十進(jìn)制整數(shù)25；0.101表示十進(jìn)制小數(shù)0.625。在處理機(jī)運(yùn)算器

中，數(shù)據(jù)小數(shù)點(diǎn)的位置是隱含固定的。通常，小數(shù)點(diǎn)隱含固定在數(shù)據(jù)

最右端的，稱定點(diǎn)整數(shù)，如11001;小數(shù)點(diǎn)隱含固定在數(shù)據(jù)最左端的,

稱定點(diǎn)小數(shù)，如0.101。

浮點(diǎn)表示法把處理機(jī)處理的數(shù)據(jù)都化為定點(diǎn)整數(shù)或定點(diǎn)小數(shù)

會(huì)給用戶帶來很多麻煩和限制：①用戶的初始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果，或最

后結(jié)果可能在很大的范圍里變化，程序員不得不在運(yùn)算的各個(gè)階段預(yù)

先引入比例因子，把數(shù)據(jù)統(tǒng)一放大或縮??；②一定長(zhǎng)度的定點(diǎn)數(shù)據(jù)所

能表示的數(shù)據(jù)范圍和精度是很有限的。例如，15位二進(jìn)制定點(diǎn)整數(shù)

能表示的最大值是111111111111111（即215-1）,最小值是

000000000000001（即1）；同理，15位二進(jìn)制定點(diǎn)小數(shù)能表示的最

大值是0.111111111111111（即1-2-15）,最小值是

0.000000000000001（即2-15）。為此,處理機(jī)常采用小數(shù)點(diǎn)位置可

以浮動(dòng)的二進(jìn)制浮點(diǎn)表示法。在浮點(diǎn)表示法中，一個(gè)數(shù)據(jù)分為階碼（或

指數(shù)）和尾數(shù)（或數(shù)值）兩部分，階碼用二進(jìn)制定點(diǎn)整數(shù)表示，尾數(shù)

用二進(jìn)制定點(diǎn)小數(shù)表示。例如，6.5=23X0.8表5=24X0.40625,表示

為二進(jìn)制浮點(diǎn)形式是011；11010或100；01101。兩個(gè)表示式的左端

3位是定點(diǎn)整數(shù)表示的階碼，右端5位是定點(diǎn)小數(shù)表示的尾數(shù)。浮點(diǎn)

表示的小數(shù)點(diǎn)不固定并可隨小數(shù)點(diǎn)浮動(dòng)并有多種表示式，其中尾數(shù)最

高位為有效數(shù)值的浮點(diǎn)數(shù)稱為規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)（如011；11010）。

數(shù)據(jù)符號(hào)表示數(shù)據(jù)的符號(hào)也用一個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)位表示，一般

以0表示正號(hào)，1表示負(fù)號(hào)，習(xí)慣上常將符號(hào)位放在數(shù)據(jù)左端。于是

前例浮點(diǎn)數(shù)的完整表示是0,011；0,.11010或0,100；0,OllOlo

以一個(gè)16位的二進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)據(jù)為例，如它的階碼為5位，尾數(shù)為9

位，階碼和尾數(shù)符號(hào)各1位，則它能表示的最大正數(shù)是0,11111；

0,.111-11（即2nx（1-2-9）,）最小正數(shù)是1,11111；0,.000-01

（即2-31X2-9）。它比15位數(shù)值、1位符號(hào)的16位二進(jìn)制定點(diǎn)整

數(shù)和定點(diǎn)小數(shù)所能表示的數(shù)據(jù)范圍大得多。

數(shù)據(jù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼給出的數(shù)據(jù)表示式與數(shù)據(jù)符號(hào)無關(guān),

稱為數(shù)據(jù)的原碼。在兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí)，需要判定它們的符號(hào)

和絕對(duì)值大小才能確定操作關(guān)系和操作類型。為了簡(jiǎn)化處理機(jī)加減運(yùn)

算，通常采用二進(jìn)制反碼或二進(jìn)制補(bǔ)碼表示數(shù)據(jù)。對(duì)于正數(shù)，反碼和

補(bǔ)碼的表示式和原碼相同；對(duì)于負(fù)數(shù)，如以n個(gè)二進(jìn)制位表示，數(shù)據(jù)x

的反碼為（2-2-n）+x,補(bǔ)碼為2+x,即負(fù)數(shù)的二進(jìn)制反碼表示式是將

二進(jìn)制數(shù)值表示式中的0改為1,1改為0,再冠以負(fù)號(hào)1；負(fù)數(shù)的二

進(jìn)制補(bǔ)碼表示式是將二進(jìn)制反碼的最低位再加以1而得到。例如，

-0.375（即-0.011）的反碼是1,.100,補(bǔ)碼是l,.101o同一負(fù)數(shù)的原

碼、反碼和補(bǔ)碼的表示式是不同的，對(duì)應(yīng)的運(yùn)算方法也不同。

二-十進(jìn)制表示法把通常使用的十進(jìn)制數(shù)據(jù)改為二進(jìn)制形式

既不直觀又很麻煩，因而程序員的初始數(shù)據(jù)還可使用簡(jiǎn)便直觀的二-

十進(jìn)制編碼，即每個(gè)十進(jìn)制數(shù)據(jù)位用若干二進(jìn)制位表示。這種編碼表

示法很多，常用的是以四個(gè)二進(jìn)制位的數(shù)值直接表示一個(gè)十進(jìn)制位的

編碼,稱8421碼。它以0000表示“0”，0001表示“1”，…，1001

表示“9”。多數(shù)計(jì)算機(jī)都具有二-十進(jìn)制編碼和二進(jìn)制碼之間互相轉(zhuǎn)

換的指令或程序，商用計(jì)算機(jī)還可以直接執(zhí)行二-十進(jìn)制編碼數(shù)據(jù)的

算術(shù)運(yùn)算。

字符數(shù)據(jù)表示法用二進(jìn)制位序列組成供輸入、處理和輸出用的

編碼稱為字符數(shù)據(jù)。字符數(shù)據(jù)包括各種運(yùn)算符號(hào)、關(guān)系符號(hào)、貨幣符

號(hào)、字母和數(shù)字等。中國(guó)通用的是1980年頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1988-80

《信息處理交換用的七位編碼字符集》(見表)，它以7個(gè)二進(jìn)制位表

示128個(gè)字符。它包括32個(gè)控制字符集、94個(gè)圖形字符集、一個(gè)間

隔字符和一■個(gè)抹掉字符。

6、數(shù)制及其轉(zhuǎn)換

一、進(jìn)位計(jì)數(shù)制的基本概念

將數(shù)字符號(hào)按序排列成數(shù)位，并遵照某種由低位到高位的進(jìn)位方式計(jì)

數(shù)表示數(shù)值的方法，稱作進(jìn)位計(jì)數(shù)制。

1.十進(jìn)制

十進(jìn)制計(jì)數(shù)制由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共10

個(gè)數(shù)字符號(hào)組成。相同數(shù)字符號(hào)在不同的數(shù)位上表示不同的數(shù)值，每

個(gè)數(shù)位計(jì)滿十就向高位進(jìn)一，即“逢十進(jìn)一”。

如：555.5可以表示成

555.5=5X100+5X10+5X1+5X(1/10)

數(shù)學(xué)上把100,10,1和(1/10)稱為對(duì)應(yīng)數(shù)位上的權(quán)重(簡(jiǎn)稱權(quán))，

分別表示了對(duì)應(yīng)位上的數(shù)字對(duì)整個(gè)數(shù)值的“貢獻(xiàn)”。對(duì)于10進(jìn)制數(shù)

來說,各位權(quán)從小到大分別是……10-1、100、101、102……,都是

10的各次嘉。

其他進(jìn)制數(shù)也存在同樣的問題，例如2進(jìn)制數(shù)各位權(quán)重分別是2的各

次累，8進(jìn)制數(shù)是8的各次幕等等。

需要說明的是，各種進(jìn)制數(shù)都是人們?yōu)榱死斫鈹?shù)而進(jìn)行的一種表述，

在計(jì)算機(jī)計(jì)算過程中，是不存在進(jìn)制這種概念的，例如表示數(shù)的三種

形式：12（16進(jìn)制）、18（10進(jìn)制）和22（8進(jìn)制），在內(nèi)存中都是

一樣的。

2.八進(jìn)制

八進(jìn)制計(jì)數(shù)制由0、1、2、3、4、5、6、7共8個(gè)數(shù)字

符號(hào)組成。相同數(shù)字符號(hào)在不同的數(shù)位上表示不同的數(shù)值，每個(gè)數(shù)位

計(jì)滿八就向高位進(jìn)一，即“逢八進(jìn)一”。

如：（555.5）8可以表示成

（555.5）8=5X82+5X81+5X80+5X8-1

3.二進(jìn)制

二進(jìn)制計(jì)數(shù)制由。和1共2個(gè)數(shù)字符號(hào)組成。相同數(shù)字符號(hào)在

不同的數(shù)位上表示不同的數(shù)值，每個(gè)數(shù)位計(jì)滿二就向高位進(jìn)一，即

“逢二進(jìn)一”。

如：（1011.1）2=1X23+0X22+1X21+1X20+1X2-1

4.其他進(jìn)制

在日常生活和日常工作中還會(huì)使用其他進(jìn)制數(shù)。如：十二進(jìn)制數(shù)、

十六進(jìn)制數(shù)、百進(jìn)制數(shù)和千進(jìn)制數(shù)等。無論哪種進(jìn)制數(shù)，表示的方法

都是類似的。

如：十六進(jìn)制數(shù)由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、

A、B、C、D、E和F共十六個(gè)符號(hào)組成，“逢十六進(jìn)一”。不

同的是用A、B、C、D、E和F分別表示10、11、12、13、14

和15六個(gè)數(shù)字符號(hào)。例如：（18A.B2）16=1X162+8X161+10X160

+11X16-1+2X16-2

為了表達(dá)方便起見，常在數(shù)字后加一縮寫字母后綴作為不同進(jìn)制數(shù)的

標(biāo)識(shí)。各種進(jìn)制數(shù)的后綴字母分別為：

B：二進(jìn)制數(shù)。

Q:八進(jìn)制數(shù)。

D：十進(jìn)制數(shù)。

H：十六進(jìn)制數(shù)。

對(duì)于十進(jìn)制數(shù)通常不加后綴，也即十進(jìn)制數(shù)后的字母D可省略

二、數(shù)制的轉(zhuǎn)換

(1)＞將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)

將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)的方法是“按權(quán)展開求

和”：

利用二進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開的多項(xiàng)式之和的表達(dá)式，取基數(shù)為2,

逐項(xiàng)相加，其和就是對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。

例1：將二進(jìn)制數(shù)1011.1轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制

解：1011.1B

=1X23+0X22+1X21+1X20+1X2-1

=8+0+2+1+0.5

=11.5D

(2)將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)

將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)的方法是：

對(duì)于整數(shù)部分，用被除數(shù)反復(fù)除以2,除第一次外，每次除以

2均取前一次商的整數(shù)部分作被除數(shù)并依次記下每次的余數(shù)。另外，

所得到的商的最后一位余數(shù)是所求二進(jìn)制數(shù)的最高位。

對(duì)于小數(shù)部分，采用連續(xù)乘以基數(shù)2，并依次取出的整數(shù)部分,

直至結(jié)果的小數(shù)部分為0為止。故該法稱“乘基取整法”。

例：將十進(jìn)制117.625D轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)

解：整數(shù)部分：”除以2取余，逆序輸出”

小數(shù)部分：“乘以2取整，順序輸出”

0.625

X2

0：25取出1

X2

0：5取出。

X2

iTo—取出］

所以117.625D=1110101.101B

特別提示：將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成其他進(jìn)制數(shù)方法與次上述方法類似。如:

十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)八進(jìn)制數(shù)，整數(shù)部分“除8取余，逆序輸出”，小數(shù)部分

“乘8取整，順序輸出”；十進(jìn)制轉(zhuǎn)十六進(jìn)制，整數(shù)部分“除16取

余，逆序輸出”，特別提示：余10則寫A,余11則寫B(tài)……，小數(shù)

部分“乘16取整，順序輸出”。

(3)將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的八進(jìn)制數(shù)

3.1在計(jì)算機(jī)中為什么使用二進(jìn)制數(shù)

在計(jì)算機(jī)中，廣泛采用的是只有〃0〃和〃1〃兩個(gè)基本符號(hào)組成的二進(jìn)制

數(shù)，而不使用人們習(xí)慣的十進(jìn)制數(shù)，原因如下：

(1)二進(jìn)制數(shù)在物理上最容易實(shí)現(xiàn)。例如，可以只用高、低兩個(gè)電

平表示〃1〃和〃0〃，也可以用脈沖的有無或者脈沖的正負(fù)極性表示它

們。

(2)二進(jìn)制數(shù)用來表示的二進(jìn)制數(shù)的編碼、計(jì)數(shù)、加減運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)

單。

(3)二進(jìn)制數(shù)的兩個(gè)符號(hào)〃1〃和〃0〃正好與邏輯命題的兩個(gè)值〃是〃和〃

否〃或稱〃真〃和〃假〃相對(duì)應(yīng)，為計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算和程序中的邏輯

判斷提供了便利的條件。

3.2為什么引入八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)

二進(jìn)制數(shù)書寫冗長(zhǎng)、易錯(cuò)、難記，而十進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換

過程復(fù)雜，所以一般用十六進(jìn)制數(shù)或八進(jìn)制數(shù)作為二進(jìn)制數(shù)的縮寫。

表各種數(shù)制表示的相“關(guān)系

一進(jìn)制數(shù)十進(jìn)鈿數(shù)八進(jìn)利數(shù)十六進(jìn)制數(shù)

0000

1111

102

11廠

1004廠

101555

0666

Ui777

10008108

0019119

10101012廠

10111113B

1T001214C

110113151)

11101416E

nil1517F

10000162010

特別提示：要想實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制和八進(jìn)制、十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換，上

邊的表必須必須記住?。?！

由于1位八進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)3位二進(jìn)制數(shù)，所以二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成

八進(jìn)制數(shù)時(shí)，只要以小數(shù)點(diǎn)為界，整數(shù)部分向左，小數(shù)部分向右每3

位分成一組，各組用對(duì)應(yīng)的1位八進(jìn)制數(shù)字表示，即可得到對(duì)應(yīng)的

八進(jìn)制數(shù)值。最左最右端分組不足3位時(shí)，可用0補(bǔ)足。

例:將1101101.10101B轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的八進(jìn)制數(shù)。

解：

所以，1101101.10101B=155.52Q。

同理，用相反的方法可以將八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)，

一位換成三位。

(4)將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)為對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)

由于1位十六進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)4位二進(jìn)制數(shù)，所以二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換

為十六進(jìn)制時(shí)，只要以小數(shù)點(diǎn)為界，整數(shù)部分向左，小數(shù)部分向右每

4位分成一組，各組用對(duì)應(yīng)的1位十六進(jìn)制數(shù)字表示，即可得到對(duì)

應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)值。兩端的分組不足4位時(shí)，用0補(bǔ)足。

例：將1101101.10101B轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)

解：

所以1101101.10101B=6D.A8H□

同理，用相反的方法可以將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù),

一位換四位。

習(xí)題1：將十六進(jìn)制數(shù)5DF.9轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制。

答案：10111011111.1001B

習(xí)題2：將二進(jìn)制數(shù)1100001.111轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制。

答案：61.EH

(5)至于其他的轉(zhuǎn)換方法，如八進(jìn)制到十進(jìn)制，十六進(jìn)制到十進(jìn)制

之間的轉(zhuǎn)換，同樣可用按權(quán)展開的多項(xiàng)式之和及整數(shù)部分用“除基

取整數(shù)”來實(shí)現(xiàn)的。只不過此時(shí)基數(shù)分別為8和16。當(dāng)然，更

簡(jiǎn)單實(shí)用的方法是借用二進(jìn)制數(shù)做橋梁，用“八——二——

十”或“十六——二——八”的轉(zhuǎn)換方法來實(shí)現(xiàn)。

7、計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成及基本工作原理

馮?諾依曼結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。美藉匈牙利科

學(xué)家馮?諾依曼結(jié)構(gòu)(JohnvonNeumann)奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基本

結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是：

1)使用單一的處理部件來完成計(jì)算、存儲(chǔ)以及通信的工作。

2)存儲(chǔ)單元是定長(zhǎng)的線性組織。

3)存儲(chǔ)空間的單元是直接尋址的。

4）使用低級(jí)機(jī)器語(yǔ)言，指令通過操作碼來完成簡(jiǎn)單的操作。

5）對(duì)計(jì)算進(jìn)行集中的順序控制。

6）計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入設(shè)備、輸

出設(shè)備五大部件組成并規(guī)定了它們的基本功能。

7）二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令。

8）在執(zhí)行程序和處理數(shù)據(jù)時(shí)必須將程序和數(shù)據(jù)道德從外存儲(chǔ)器

裝入主存儲(chǔ)器中，然后才能使計(jì)算機(jī)在工作時(shí)能夠自動(dòng)調(diào)整地從存儲(chǔ)

器中取出指令并加以執(zhí)行。

這就是存儲(chǔ)程序概念的基本原理。

計(jì)算機(jī)指令

計(jì)算機(jī)根據(jù)人們預(yù)定的安排，自動(dòng)地進(jìn)行數(shù)據(jù)的快速計(jì)算和加工

處理。人們預(yù)定的安排是通過一連串指令（操作者的命令）來表達(dá)的,

這個(gè)指令序列就稱為程序。一個(gè)指令規(guī)定計(jì)算機(jī)執(zhí)行一個(gè)基本操作。

一個(gè)程序規(guī)定計(jì)算機(jī)完成一個(gè)完整的任務(wù)。一種計(jì)算機(jī)所能識(shí)別的一

組不同指令的集合，管為該種計(jì)算機(jī)的指令集合或指令系統(tǒng)。在微機(jī)

的指令系統(tǒng)中，主要使用了單地址和二地址指令。其中，第1個(gè)字節(jié)

是操作碼，規(guī)定計(jì)算機(jī)要執(zhí)行的基本操作，第2個(gè)字節(jié)是操作數(shù)。計(jì)

算機(jī)指令包括以下類型：數(shù)據(jù)處理指令（加、減、乘、除等）、數(shù)據(jù)

傳送指令、程序控制指令、狀態(tài)管理指令。整個(gè)內(nèi)存被分成若干個(gè)存

儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元一般可存放8位二進(jìn)制數(shù)（字節(jié)編址）。每個(gè)

在位單元可以存放數(shù)據(jù)或程序代碼。為了能有效地存取該單元內(nèi)存儲(chǔ)

的內(nèi)容，每個(gè)單元都給出了一個(gè)唯一的編號(hào)來標(biāo)識(shí)，即地址。

計(jì)算機(jī)的工作原理

按照馮?諾依曼存儲(chǔ)程序的原理，計(jì)算機(jī)在執(zhí)行程序時(shí)須先將要

執(zhí)行的相關(guān)程序和數(shù)據(jù)放入內(nèi)存儲(chǔ)器中，在執(zhí)行程序時(shí)CPU根據(jù)當(dāng)前

程序指針寄存器的內(nèi)容取出指令并執(zhí)行指令，然后再取出下一條指令

并執(zhí)行，如此循環(huán)下去直到程序結(jié)束指令時(shí)才停止執(zhí)行。其工作過程

就是不斷地取指令和執(zhí)行指令的過程，最后將計(jì)算的結(jié)果放入指令指

定的存儲(chǔ)器地址中。計(jì)算機(jī)工作過程中所要涉及的計(jì)算機(jī)硬件部件有

內(nèi)存儲(chǔ)器、指令寄存器、指令譯碼器、計(jì)算器、控制器、運(yùn)算器和輸

入/輸出設(shè)備等，在以后的內(nèi)容中將會(huì)著重介紹。

(一)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

硬件通常是指構(gòu)成計(jì)算機(jī)的設(shè)備實(shí)體。一臺(tái)計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)應(yīng)

由五個(gè)基本部分組成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備。

這五大部分通過系統(tǒng)總線完成指令所傳達(dá)的操作，當(dāng)計(jì)算機(jī)在接受指

令后，由控制器指揮，將數(shù)據(jù)眾輸入設(shè)備傳送到存儲(chǔ)器存放，再由控

制器將需要參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)傳送到運(yùn)算器，由運(yùn)算器進(jìn)行處理，處理

后的結(jié)果由輸出設(shè)備輸出。

中央處理器

CPU(centralprocessingunit)意為中央處理單元，又稱中央

處理器。CPU由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成，通常集中在一塊芯片

上，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心設(shè)備。計(jì)算機(jī)以CPU為中心，輸入和輸出設(shè)

備與存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳輸和處理都通過CPU來控制執(zhí)行。微型計(jì)算

機(jī)的中央處理器又稱為微處理器。

控制器

控制器是對(duì)輸入的指令進(jìn)行分析，并統(tǒng)一控制計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件

完成一定任務(wù)的部件。它一般由指令寄存器、狀態(tài)寄存器、指令譯碼

器、時(shí)序電路和控制電路組成。計(jì)算機(jī)的工作方式是執(zhí)行程序，程序

就是為完成某一任務(wù)所編制的特定指令序列，各種指令操作按一定的

時(shí)間關(guān)系有序安排，控制器產(chǎn)生各種最基本的不可再分的微操作的命

令信號(hào)，即微命令，以指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)有條不紊地工作。當(dāng)計(jì)算機(jī)執(zhí)

行程序時(shí)，控制器首先從指令指針寄存器中取得指令的地址，并將下

一條指令的地址存入指令寄存器中，然后從存儲(chǔ)器中取出指令，由指

令譯碼器對(duì)指令進(jìn)行譯碼后產(chǎn)生控制信號(hào)，用以驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的硬件完成

指紋操作。簡(jiǎn)言之，控制器就是協(xié)調(diào)指揮計(jì)算機(jī)各部件工作的元件，

它的基本任務(wù)就是根據(jù)種類指紋的需要綜合有關(guān)的邏輯條件與時(shí)間

條件產(chǎn)生相應(yīng)的微命令。

運(yùn)算器

運(yùn)算器又稱積極態(tài)度邏輯單元ALU(ArithmeticLogicUnit)o

運(yùn)算器的主要任務(wù)是執(zhí)行各種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。算術(shù)運(yùn)算是指各

種數(shù)值運(yùn)算，比如：力口、減、乘、除等。邏輯運(yùn)算是進(jìn)行邏輯判斷的

非數(shù)值運(yùn)算，比如：與、或、非、比較、移位等。計(jì)算機(jī)所完成的全

部運(yùn)算都是在運(yùn)算器中進(jìn)行的，根據(jù)指令規(guī)定的尋址方式，運(yùn)算器從

存儲(chǔ)或寄存器中取得操作數(shù)，進(jìn)行計(jì)算后，送回到指令所指定的寄存

器中。運(yùn)算器的核心部件是加法器和若干個(gè)寄存器，加法器用于運(yùn)算,

寄存器用于存儲(chǔ)參加運(yùn)算的各種數(shù)據(jù)以及運(yùn)算后的結(jié)果。

(二)存儲(chǔ)器

存儲(chǔ)器分為內(nèi)存儲(chǔ)器(簡(jiǎn)稱內(nèi)存或主存)、外存儲(chǔ)器(簡(jiǎn)稱外存

或輔存)。外存儲(chǔ)器一般也可作為輸入/輸出設(shè)備。計(jì)算機(jī)把要執(zhí)行

的程序和數(shù)據(jù)存入內(nèi)存中，內(nèi)存一般由半導(dǎo)體器構(gòu)成。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器

可分為三大類：隨機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、特殊存儲(chǔ)器。

RAM

RAM是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RandomAccessMemory),其特點(diǎn)是可

以讀寫，存取任一單元所需的時(shí)間相同，通電是存儲(chǔ)器內(nèi)的內(nèi)容可以

保持，斷電后，存儲(chǔ)的內(nèi)容立即消失。RAM可分為動(dòng)態(tài)(DynamicRAM)

和靜態(tài)(StaticRAM)兩大類。所謂動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器DRAM是用MOS

電路和電容來作存儲(chǔ)元件的。由于電容會(huì)放電，所以需要定時(shí)充電以

維持存儲(chǔ)內(nèi)容的正確，例如互隔2ms刷新一次，因此稱這為動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)

器。所謂靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SRAM是用雙極型電路或MOS電路的觸發(fā)器

來作存儲(chǔ)元件的，它沒有電容放電造成的刷新問題。只要有電源正常

供電，觸發(fā)器就能穩(wěn)定地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。DRAM的特點(diǎn)是集成密度高，主

要用于大容量存儲(chǔ)器。SRAM的特點(diǎn)是存取速度快，主要用于調(diào)整緩

沖存儲(chǔ)器。

ROM

ROM是只讀存儲(chǔ)器(ReadOnlyMemory)，它只能讀出原有的內(nèi)

容，不能由用戶再寫入新內(nèi)容。原來存儲(chǔ)的內(nèi)容是由廠家一次性寫放

的，并永久保存下來。ROM可分為可編程(Programmable)ROM、可

擦除可編程(ErasableProgrammable)ROM、電擦除可編程

（ElectricallyErasableProgrammable）ROM。如，EPROM存儲(chǔ)的

內(nèi)容可以通過紫外光照射來擦除，這使它的內(nèi)可以反復(fù)更改。

特殊固態(tài)存儲(chǔ)器

包括電荷耦合存儲(chǔ)器、磁泡存儲(chǔ)器、電子束存儲(chǔ)器等，它們多用

于特殊領(lǐng)域內(nèi)的信息存儲(chǔ)飛

止匕外，描述內(nèi)、外存儲(chǔ)容量的常用單位有：

①位/比特（bit）：這是內(nèi)存中最小的單位，二進(jìn)制數(shù)序列中的

一個(gè)0或一個(gè)1就是一比比特，在電腦中，一個(gè)比特對(duì)應(yīng)著一個(gè)晶體

管。

②字節(jié)（B、Byte）：是計(jì)算機(jī)中最常用、最基本的存在單位。

一個(gè)字節(jié)等于8個(gè)比特，即1Byte=8bito

③千字節(jié)（KB、KiloByte）：電腦的內(nèi)存容量都很大，一般都

是以千字節(jié)作單位來表示。lKB=1024Byte。

④兆字節(jié)（MBMegaByte）：90年代流行微機(jī)的硬盤和內(nèi)存等

一般都是以兆字節(jié)（MB）為單位。1MB=1024KBo

⑤吉字節(jié)（GB、GigaByte）：目前市場(chǎng)流行的微機(jī)的硬盤已經(jīng)

達(dá)到4.3GB、6.4GB、8.1GB、12G、13GB等規(guī)格。1GB=1O24MB。

⑥太字節(jié)（TB、Terabyte）：lTB=1024GBo

（三）輸入/輸出設(shè)備

輸入設(shè)備是用來接受用戶輸入的原始數(shù)據(jù)和程序，并將它們變?yōu)?/p>

計(jì)算機(jī)能識(shí)別的二進(jìn)制存入到內(nèi)存中。常用的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、

掃描儀、光筆等。

輸出設(shè)備用于將存入在內(nèi)存中的由計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)槿?/p>

們能接受的形式輸出。常用的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。

（四）總線

總線是一組為系統(tǒng)部件之間數(shù)據(jù)傳送的公用信號(hào)線。具有匯集與

分配數(shù)據(jù)信號(hào)、選擇發(fā)送信號(hào)的部件與接收信號(hào)的部件、總線控制權(quán)

的建立與轉(zhuǎn)移等功能。典型的微機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2-3所示，

通常多采用單總線結(jié)構(gòu)，一般按信號(hào)類型將總線分為三組，其中AB

（AddressBus）為地址總線;DB（DataBus）為數(shù)據(jù)總線;CB（Control

Bus）控制總線。

（五）微型計(jì)算機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)

①CPU類型：是指微機(jī)系統(tǒng)所采用的CPU芯片型號(hào)，它決定了微

機(jī)系統(tǒng)的檔次。

②字長(zhǎng)：是指CPU一次最多可同時(shí)傳送和處理的二進(jìn)制位數(shù)，安

長(zhǎng)直接影響到計(jì)算機(jī)的功能、用途和應(yīng)用范圍。如Pentium是64位

字長(zhǎng)的微處理器，即數(shù)據(jù)位數(shù)是64位，而它的尋址位數(shù)是32位。

③時(shí)鐘頻率和機(jī)器周期：時(shí)鐘頻率又稱主頻，它是指CPU內(nèi)部晶

振的頻率，常用單位為兆（MHz）,它反映了CPU的基本工作節(jié)拍。

一個(gè)機(jī)器周期由若干個(gè)時(shí)鐘周期組成，在機(jī)器語(yǔ)言中，使用執(zhí)行一條

指令所需要的機(jī)器周期數(shù)來說明指令執(zhí)行的速度。一般使用CPU類型

和時(shí)鐘頻率來說明計(jì)算機(jī)的檔次。如PentiumIII500等。

④運(yùn)算速度：是指計(jì)算機(jī)每秒能執(zhí)行的指令數(shù)。單位有MIPS（每

秒百萬條指令）、MFL0PS（秒百萬條浮點(diǎn)指令）

⑤存取速度：是指存儲(chǔ)器完成一次讀取或?qū)懘娌僮魉璧臅r(shí)間，

稱為存儲(chǔ)器的存取時(shí)間或訪問時(shí)間。而邊連續(xù)兩次或?qū)懰枰淖疃?/p>

時(shí)間，稱為存儲(chǔ)周期。對(duì)于半導(dǎo)體存儲(chǔ)器來說，存取周期大約為兒十

到兒百毫秒之間。它的快慢會(huì)影響到計(jì)算機(jī)的速度。

⑥內(nèi)、外存儲(chǔ)器容量：是指內(nèi)存存儲(chǔ)容量，即內(nèi)容儲(chǔ)存器能夠存

儲(chǔ)信息的字節(jié)數(shù)。外儲(chǔ)器是可將程序和數(shù)據(jù)永久保存的存儲(chǔ)介質(zhì)，可

以說其容量是無限的。如硬盤、軟盤已是微機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的外部

設(shè)備。迄今為止，所有的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都是基于馮?諾依曼存儲(chǔ)程序的

原理。內(nèi)、外存容量越大，所能運(yùn)行的軟件功能就越豐富。CPU的高

速度和外存儲(chǔ)器的低速度是微機(jī)系統(tǒng)工作過程中的主要瓶頸現(xiàn)象，不

過由于硬盤的存取速度不斷提高，目前這種現(xiàn)象已有所改善。

8、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)組成、系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件的基本概念、功能

和分類。

計(jì)算機(jī)軟件由程序和有關(guān)的文檔組成。程序是指令序列的符號(hào)表

示，文檔是軟件開發(fā)過程中建立的技術(shù)資料。程序是軟件的主體，一

般保存在存儲(chǔ)介質(zhì)（如軟盤、硬盤和光盤）中，以便在計(jì)算機(jī)上使用。

文檔對(duì)于使用和維護(hù)軟件尤其重要，隨著軟件產(chǎn)品發(fā)布的文檔主要是

使用手冊(cè)，其中包含了該軟件產(chǎn)品的功能介紹、運(yùn)行環(huán)境要求、安裝

方法、操作說明和錯(cuò)誤信息說明等。某個(gè)軟件要求的運(yùn)行環(huán)境是指運(yùn)

行它至少應(yīng)有的硬件和其他軟件的配置，也就是說，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層

次結(jié)構(gòu)中，它是該軟件的下層（內(nèi)層）至少應(yīng)有的配置（包括對(duì)硬件的

設(shè)備和指標(biāo)要求、軟件的版本要求等）。計(jì)算機(jī)軟件按用途可分為系

統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。

1.3.1系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件是管理、監(jiān)控和維護(hù)計(jì)算機(jī)資源的軟件，是用來擴(kuò)大計(jì)

算機(jī)的功能、提高計(jì)算機(jī)的工作效率、方便用戶使用計(jì)算機(jī)的軟件，

人們借助于軟件來使用計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)軟件是計(jì)算機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)不可缺少

的，一般由計(jì)算機(jī)生產(chǎn)廠家或?qū)ｉT的軟件開發(fā)公司研制，出廠時(shí)寫入

ROM芯片或存入磁盤（供用戶選購(gòu)）。任何用戶都要用到系統(tǒng)軟件，其

他程序都要在系統(tǒng)的軟件支持下運(yùn)行。

系統(tǒng)軟件主要分為操作系統(tǒng)軟件（軟件的核心）、各種語(yǔ)言處理程

序和各種數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)3類。

1.操作系統(tǒng)

系統(tǒng)軟件的核心是操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)是由指揮與管理計(jì)算機(jī)系

統(tǒng)運(yùn)行的程序模板和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成的一種大型軟件系統(tǒng)，其功能是管

理計(jì)算機(jī)的軟硬件資源和數(shù)據(jù)資源，為用戶提供高效、全面的服務(wù)。

正是由于操作系統(tǒng)的飛速發(fā)展，才使計(jì)算機(jī)的使用變得簡(jiǎn)單而普及。

操作系統(tǒng)是管理計(jì)算機(jī)軟硬件資源的一個(gè)平臺(tái)，沒有它，任何計(jì)算機(jī)

都無法正常運(yùn)行。在個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展史上曾出現(xiàn)過許多不同的操作系

統(tǒng),其中最為常用的有5種:DOS,Windows,Linux,Unix和OS/2,

如圖1-31所示為DOS操作系統(tǒng)和Windows操作系統(tǒng)的主界面。

圖1-31DOS操作系統(tǒng)和Windows操作系統(tǒng)主界面

2.語(yǔ)言處理系統(tǒng)

語(yǔ)言處理系統(tǒng)包括機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言。這些語(yǔ)言處

理程序除個(gè)別常駐在ROM中可以獨(dú)立運(yùn)行外，都必須在操作系統(tǒng)的支

持下運(yùn)行。

?機(jī)器語(yǔ)言

機(jī)器語(yǔ)言是指機(jī)器能直接識(shí)別的語(yǔ)言，它是由“1”和“0”組成

的一組代碼指令。例如，01001001,作為機(jī)器語(yǔ)言指令，可能表示將

某兩個(gè)數(shù)相加。由于機(jī)器語(yǔ)言比較難記，所以基本上不能用來編寫程

序。

?匯編語(yǔ)言

匯編語(yǔ)言是由一組與機(jī)器語(yǔ)言指令一一對(duì)應(yīng)的符號(hào)指令和簡(jiǎn)單

語(yǔ)法組成的。例如，“ADDA,B”可能表示將A與B相加后存入B中，

它可能與上例機(jī)器語(yǔ)言指令01001001直接對(duì)應(yīng)。匯編語(yǔ)言程序要由

一種“翻譯”程序來將它翻譯為機(jī)器語(yǔ)言程序，這種翻譯程序稱為匯

編程序。任何一種計(jì)算機(jī)都配有只適用于自己的匯編程序。匯編語(yǔ)言

適用于編寫直接控制機(jī)器操作的低層程序，它與機(jī)器密切相關(guān)，一般

人也很難使用。

?高級(jí)語(yǔ)言

高級(jí)語(yǔ)言比較接近日常用語(yǔ)，對(duì)機(jī)器依賴性低，是適用于各種機(jī)

器的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。目前，高級(jí)語(yǔ)言已發(fā)明出數(shù)十種，下面介紹常用的

兒種，如表1-2所示。

表1-2常用的兒種高級(jí)語(yǔ)言

名稱功能

一種最簡(jiǎn)單易學(xué)的計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言，許多人學(xué)習(xí)基

本的程序設(shè)計(jì)就是從它開始的。新開發(fā)的Visual

BASIC語(yǔ)言

Basic具有很強(qiáng)的可視化設(shè)計(jì)功能，是重要的多媒

體編程工具語(yǔ)言

一種非常適合于工程設(shè)計(jì)計(jì)算的語(yǔ)言，它已經(jīng)具有

FORTRAN語(yǔ)言

相當(dāng)完善的工程設(shè)計(jì)計(jì)算程序庫(kù)和工程應(yīng)用軟件

一種具有很高靈活性的高級(jí)語(yǔ)言，它適合于各種應(yīng)

C語(yǔ)言

用場(chǎng)合，所以應(yīng)用非常廣泛

這是近幾年才發(fā)展起來的一種新的高級(jí)語(yǔ)言。它適

應(yīng)了當(dāng)前高速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，非常適合用作交互

Java語(yǔ)言

式多媒體應(yīng)用的編程。它簡(jiǎn)單、性能高、安全性好、

可移植性強(qiáng)

有兩種翻譯程序可以將高級(jí)語(yǔ)言所寫的程序翻譯為機(jī)器語(yǔ)言程

序，一種叫“編譯程序”，一種叫“解釋程序”。

編譯程序把高級(jí)語(yǔ)言所寫的程序作為一個(gè)整體進(jìn)行處理，編譯后

與子程序庫(kù)鏈接，形成一個(gè)完整的可執(zhí)行程序。這種方法的缺點(diǎn)是編

譯、鏈接較費(fèi)時(shí)、但可執(zhí)行程序運(yùn)行速度很快。FORTRAN,C語(yǔ)言等

都采用這種編譯方法。

解釋程序則對(duì)高級(jí)語(yǔ)言程序逐句解釋執(zhí)行。這種方法的特點(diǎn)是程

序設(shè)計(jì)的靈活性大，但程序的運(yùn)行效率較低。BASIC語(yǔ)言本來屬于解

釋型語(yǔ)言，但現(xiàn)在已發(fā)展為也可以編譯成高效的可執(zhí)行程序，兼有兩

種方法的優(yōu)點(diǎn)。Java語(yǔ)言則先編譯為Java字節(jié)碼，在網(wǎng)絡(luò)上傳送到

任何一種機(jī)器上之后，再用該機(jī)所配置的Java解釋器對(duì)Java字節(jié)碼

進(jìn)行解釋執(zhí)行。

3.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)是以一定的組織方式存儲(chǔ)起來的、具有相關(guān)性的數(shù)據(jù)的集

合。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)就是在具體計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的系統(tǒng)軟

件，由它來實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、管理、維護(hù)和使用等功能。目

前在計(jì)算機(jī)上流行的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件有Oracle8i和SQLServer

2000等。

1.3.2應(yīng)用軟件

為解決計(jì)算機(jī)各類問題而編寫的程序稱為應(yīng)用軟件。它又可分為

應(yīng)用軟件包與用戶程序。應(yīng)用軟件隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展而

與日俱增。

1.用戶程序

用戶程序是用戶為了解決特定的具體問題而開發(fā)的軟件。編制用

戶程序應(yīng)充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的種種現(xiàn)成軟件，在系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟

件包的支持下可以更加方便、有效地研制用戶專用程序。例如：火車

站或汽車站的票務(wù)管理系統(tǒng)、人事管理部門的人事管理系統(tǒng)和財(cái)務(wù)部

門的財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)等。

2.應(yīng)用軟件包

應(yīng)用軟件包是為實(shí)現(xiàn)某種特殊功能而經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的、結(jié)構(gòu)嚴(yán)密

的獨(dú)立系統(tǒng)，是一套滿足同類應(yīng)用的許多用戶所需要的軟件。例如：

Microsoft公司發(fā)布的OfficeXP應(yīng)用軟件包，包含Word2002（字處

理）、Excel2002（電子表格）、PowerPoint2002（幻燈片）、Access

2002（數(shù)據(jù)庫(kù)管理）等應(yīng)用軟件，是實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化的很好的應(yīng)用軟件

包，還有日常使用的殺毒軟件（KV3000、瑞星、金山毒霸等），以及各

種游戲軟件等。如圖1-32所示為金山毒霸軟件和Excel軟件的主界

面。

圖1-32金山毒霸和Excel軟件

9、軟件基礎(chǔ)知識(shí)

“軟件(software)”一詞，用于描述計(jì)算機(jī)中的非硬件成分，

出現(xiàn)于50年代，1960年前后才廣為流傳，國(guó)內(nèi)由中科院軟件所最早

定名。目前軟件指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的程序及其文檔。

10、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的基本概念

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(ProgrammingLanguage)是用于編寫計(jì)算機(jī)程序

的語(yǔ)言。語(yǔ)言的基礎(chǔ)是一組記號(hào)和一組規(guī)則。根據(jù)規(guī)則由記號(hào)構(gòu)成的

記號(hào)串的總體就是語(yǔ)言。在程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中，這些記號(hào)串就是程序。

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言包含三個(gè)方面，即語(yǔ)法、語(yǔ)義和語(yǔ)用。語(yǔ)法表示程序的

結(jié)構(gòu)或形式，亦即表示構(gòu)成程序的各個(gè)記號(hào)之間的組合規(guī)則，但不涉

及這些記號(hào)的特定含義，也不涉及使用者。語(yǔ)義表示程序的含義，亦

即表示按照各種方法所表示的各個(gè)記號(hào)的特定含義，但也不涉及使用

著，語(yǔ)用表示程序與使用的關(guān)系。

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的基本成分有：①數(shù)據(jù)成分，用于描述程序所涉及

的數(shù)據(jù)；②運(yùn)算成分，用以描述程序中所包含的運(yùn)算；③控制成分，

用以描述程序中所包含的控制；④傳輸成分，用以表達(dá)程序中數(shù)據(jù)的

傳輸。

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言按照語(yǔ)言級(jí)別可以分為低級(jí)語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言。低級(jí)

語(yǔ)言有機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言。低級(jí)語(yǔ)言與特定的機(jī)器有關(guān)、功效高，

但使用復(fù)雜、繁瑣、費(fèi)時(shí)、易出差錯(cuò)。機(jī)器語(yǔ)言是表示成數(shù)碼形式的

機(jī)器基本指令集，或者是操作碼經(jīng)過符號(hào)化的基本指令集。匯編語(yǔ)言

是機(jī)器語(yǔ)言中地址部分符號(hào)化的結(jié)果，或進(jìn)一步包括宏構(gòu)造。高級(jí)語(yǔ)

言的表示方法要比低級(jí)語(yǔ)言更接近于待解問題的表示方法，其特點(diǎn)是

在一定程度上與具體機(jī)器無關(guān)，易學(xué)、易用、易維護(hù)。

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言按照用戶的要求有過程式語(yǔ)言和非過程式語(yǔ)言之

分。過程式語(yǔ)言的主要特征是，用戶可以指明一列可順序執(zhí)行的運(yùn)算,

以表示相應(yīng)的計(jì)算過程，如FORTRAN、COBOL.PASCAL等。

按照應(yīng)用范圍,有通用語(yǔ)言與專用語(yǔ)言之分o如FORTRAN、COLBAL、

PASCAL,C等都是通用語(yǔ)言。目標(biāo)單一的語(yǔ)言稱為專用語(yǔ)言，如APT

等。

按照使用方式，有交互式語(yǔ)言和非交互式語(yǔ)言之分。具有反映人

機(jī)交互作用的語(yǔ)言成分的語(yǔ)言成為交互式語(yǔ)言，如BASIC等。不反映

人機(jī)交互作用的語(yǔ)言稱為非交互式語(yǔ)言，如F0RTRAN、C0B0L、ALG0L69、

PASCAL,C等都是非交互式語(yǔ)言。

按照成分性質(zhì)，有順序語(yǔ)言、并發(fā)語(yǔ)言和分布語(yǔ)言之分。只含順

序成分的語(yǔ)言稱為順序語(yǔ)言，如FORTRAN、C等。含有并發(fā)成分的語(yǔ)

言稱為并發(fā)語(yǔ)言，如PASCAL、Modu為和Ada等。

11、多媒體的基本概念及關(guān)鍵技術(shù)

多媒體是數(shù)字、文字、聲音、圖形、圖像和動(dòng)畫等各種媒體的有

機(jī)組合，并與先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、通信和廣播電視技術(shù)相結(jié)合，形成一個(gè)

可組織、存儲(chǔ)、操縱和控制多媒體信息的集成環(huán)境和交互系統(tǒng)。下面

介紹一些關(guān)于多媒體的基本概念及相關(guān)的特性。

媒體

媒體(Medium)又稱媒介、媒質(zhì)，是承載信息的載體。

多媒體技術(shù)

多媒體技術(shù)是指能對(duì)多種載體（媒介）上的信息和多種存儲(chǔ)體（媒

質(zhì)）上的信