第1頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)導(dǎo)論

第2章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識第2頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月掌握數(shù)制間的轉(zhuǎn)換方法以及數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的表示形式理解邏輯代數(shù)、計(jì)算機(jī)的工作原理、程序設(shè)計(jì)以及算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本知識，為學(xué)習(xí)本書的以下各章和后續(xù)課程打好基礎(chǔ)基本要求：第3頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù):

是指能夠輸入計(jì)算機(jī)并由計(jì)算機(jī)處理的符號例如：數(shù)值、文字、語言、圖形、圖像等。數(shù)據(jù)是信息的載體，是信息的具體表示形式。信息:

是數(shù)據(jù)所表達(dá)的含義例如：數(shù)據(jù)39oC本身是沒有意義的。當(dāng)數(shù)據(jù)以某種形式經(jīng)過處理、描述或與其它數(shù)據(jù)比較時(shí)，才能成為信息。某個病人的體溫是39oC，這才是信息，信息是有意義的。數(shù)據(jù)可以分為數(shù)值數(shù)據(jù)和非數(shù)值數(shù)據(jù)兩大類：數(shù)值數(shù)據(jù):

就是我們平時(shí)常見的數(shù)值，30、28.6等；非數(shù)值數(shù)據(jù):

包括字母、漢字、各種符號、圖形、圖像、聲音等。計(jì)算機(jī)中信息的表示第4頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)中信息的表示在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，各種數(shù)據(jù)的存儲、加工、傳輸都以電子元件的不同狀態(tài)來表示，即用電信號的高低表示。根據(jù)這一特點(diǎn)，在計(jì)算機(jī)中采用二進(jìn)制。采用二進(jìn)制的原因：電路設(shè)計(jì)簡單（易于物理實(shí)現(xiàn)）、運(yùn)算簡單、工作可靠和邏輯性強(qiáng)。

概括：易于實(shí)現(xiàn)和運(yùn)算計(jì)算機(jī)與外部交往仍然采用人們熟悉和便于閱讀的形式，它們之間的轉(zhuǎn)換，則由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件和軟件來實(shí)現(xiàn)。第5頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月第6頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)的加工對象就是數(shù)據(jù)數(shù)制、數(shù)制轉(zhuǎn)換、定點(diǎn)數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、碼制、編碼是計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)第7頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月①數(shù)制的表示方式特點(diǎn)：

逢N進(jìn)1

采用位權(quán)表示法按進(jìn)位的原則進(jìn)行計(jì)數(shù)稱為進(jìn)位計(jì)數(shù)制，簡稱“數(shù)制”。第8頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月N：是指數(shù)制中所需要的數(shù)字字符的總個數(shù)，稱為基數(shù)。逢N進(jìn)一例如：人們?nèi)粘Ｉ畛Ｓ?、1、2、3、4、5、6、7、8、9等10個不同的符號來表示十進(jìn)制數(shù)值，即數(shù)字字符的總個數(shù)有10個，它是十進(jìn)制的基數(shù)，表示逢十進(jìn)一。第9頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月位權(quán)：是指一個數(shù)字在某個固定位置上所代表的值，簡稱權(quán)，處在不同位置上的數(shù)字所代表的值不同，每個數(shù)字的位置決定了它的值。位權(quán)表示法例如：十進(jìn)制數(shù)267.8可以用如下形式表示(267.8)10=2×(10)2

＋6×(10)1

＋7×(10)0

＋8×(10)-1顯然：2在百位，表示200，即2×(10)2；6在十位，表示60，即6×(10)1；7在個位，表示7，即7×(10)0；8在小數(shù)點(diǎn)后第1位，表示0.8，即8×(10)-1。第10頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)字的總個數(shù)等于基數(shù)；每個數(shù)字都要乘以基數(shù)的冪次，而該冪次由每個數(shù)所在的位置決定；排列方式是以小數(shù)點(diǎn)為界，整數(shù)自右向左0次冪、

1次冪、2次冪、…，小數(shù)自左向右負(fù)1次冪、負(fù)2

次冪、負(fù)3次冪、…。

A＝AnAn－1…A1A0

.

A－1A－2…A－m

位權(quán)表示法的特點(diǎn)第11頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

數(shù)制任何一個N進(jìn)制數(shù)A可表示為：A＝AnAn－1…A1A0.A－1A－2…A－m-m

＝∑Ai×Nii=n位權(quán)與基數(shù)的關(guān)系：進(jìn)位制中位權(quán)的值是基數(shù)的若干次冪。因此，用任何一種數(shù)制表示的數(shù)都可以寫成按位權(quán)展開的多項(xiàng)式之和。第12頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)制——二進(jìn)制二進(jìn)制：使用數(shù)字0和1符號來表示數(shù)值,“逢二進(jìn)一”。二進(jìn)制數(shù)制的特點(diǎn)：僅使用0和1兩個數(shù)字符號。最大的數(shù)字為1，最小的數(shù)字為0。每個數(shù)字都要乘以基數(shù)2的冪次，該冪次由每個數(shù)字所在的位置決定。二進(jìn)制加法和乘法運(yùn)算規(guī)則：

0＋0＝0 0×0＝0 0＋1＝1 0×1＝0 1＋0＝1 1×0＝0 1＋1＝1 1×1＝1第13頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月常用數(shù)制的基數(shù)和數(shù)字符號十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制基數(shù)數(shù)字符號100~920,180~7160~9,A,B,C,D,E,F第14頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月上節(jié)課內(nèi)容數(shù)據(jù):是指能夠輸入計(jì)算機(jī)并由計(jì)算機(jī)處理的符號。數(shù)據(jù)可以分為數(shù)值數(shù)據(jù)和非數(shù)值數(shù)據(jù)兩大類：數(shù)值數(shù)據(jù):

就是我們平時(shí)常見的數(shù)值，30、28.6等；非數(shù)值數(shù)據(jù):

包括字母、漢字、各種符號、圖形、圖像、聲音等。信息:

是數(shù)據(jù)所表達(dá)的含義第15頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月上節(jié)課內(nèi)容計(jì)算機(jī)中信息的表示二進(jìn)制二進(jìn)制的特點(diǎn)數(shù)制的特點(diǎn)逢N進(jìn)1采用位權(quán)表示法例如：（256）10=2*102+5*101+6*100（1101）2=1*23+1*22+0*21+1*20（256）8=2*82+5*81+6*80常用數(shù)制的書寫規(guī)則：1、字母后綴：

二進(jìn)制：用B表示；八進(jìn)制：用O表示；十進(jìn)制：用D表示；十六進(jìn)制：用H表示；2、括號外面加下標(biāo):(1001)10(1001)2(1001)16

第16頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月十進(jìn)制數(shù)非十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)非十進(jìn)制數(shù)二、八、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換由一種數(shù)制轉(zhuǎn)換成另一種數(shù)制③不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換第17頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月余數(shù)法：除基數(shù)取余數(shù)、直到商為0，由下而上排列。十進(jìn)制整數(shù)非十進(jìn)制整數(shù)演示示例1：

（83）10=（？）2第18頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月例．將83轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，逐次除2取余：

得到的余數(shù)由下至上依次為：

1、0、1、0、0、1、1

可得到：（83）10＝（1010011）2

83412010521012001011222222第19頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制或十六進(jìn)制數(shù)【例2-2】（55）10＝（67）8558670685516370316【例2-3】（55）10＝（37）16

余數(shù)

第20頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月進(jìn)位法：乘基數(shù)取整數(shù)，直到小數(shù)的當(dāng)前值為0，或者滿足精度要求，由上而下排列。十進(jìn)制小數(shù)非十進(jìn)制小數(shù)示例2：

（0.8125）10=（？）2第21頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

例．將0.8125轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制小數(shù)，逐次乘2取整：

0.8125×21.6250×21.250×20.50×21.0

可得：

（0.8125）10

＝

（0.1101）2

整數(shù)部分為1整數(shù)部分為1整數(shù)部分為0整數(shù)部分為1第22頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月整數(shù)、小數(shù)分別轉(zhuǎn)換，然后合并即可。十進(jìn)制數(shù)非十進(jìn)制數(shù)(207.32)10=(?)2\Q(207)10=(11001111)2(0.32)10=(0.0101)2(207.32)10=(11001111.0101)2示例：第23頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月非十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)位權(quán)法：把各非十進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開求和轉(zhuǎn)換公式：(F)10=a1×xn-1+a2×xn-2+...+am-1×x1+am×x0+am+1×x-1+...示例：（1011.101）

2=

（？）10第24頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月二進(jìn)制十六進(jìn)制

二進(jìn)制八進(jìn)制二、八與十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換一位拆三位一位拆四位三位并一位四位并一位

整數(shù)從右向左小數(shù)從左向右第25頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月二、八、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換示例1：(11100101.1)2=(？)8

(1010101.011)2=(？)16

(57.24)8=(?)2(3E5.9)16=(?)2示例2：(1001011.01)2=(?)8第26頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月各進(jìn)位制數(shù)的對應(yīng)關(guān)系第27頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

數(shù)值在計(jì)算機(jī)中的表示方式正負(fù)號的表示小數(shù)的表示數(shù)制符號數(shù)的表示方式計(jì)算機(jī)中數(shù)是怎樣表示的？第28頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)值在計(jì)算機(jī)中的表示形式真值：除符號（+或-）外已經(jīng)能在計(jì)算機(jī)中表示的數(shù)值，稱該數(shù)為計(jì)算機(jī)的真值。計(jì)算機(jī)中如何處理有符號（+、-）的數(shù)據(jù)符號位：規(guī)定在數(shù)據(jù)的最前面一位（最高位）正數(shù)用“0”表示，負(fù)數(shù)用“1”表示第29頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月即：連同符號位一起數(shù)字化的二進(jìn)制數(shù)11001101-77

符號位真值0表示正數(shù)1表示負(fù)數(shù)即：+7701001101-7711001101機(jī)器數(shù)第30頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月問題：將時(shí)鐘由兩點(diǎn)撥到六點(diǎn)有幾種方式有兩種：時(shí)針倒退（逆時(shí)針）4個格（調(diào)節(jié)）時(shí)針前進(jìn)（順時(shí)針）8個格

顯然，倒退4個格（減4）和前進(jìn)8個格（加8）是等價(jià)的，即8是（-4）對12的補(bǔ)數(shù)。在數(shù)學(xué)上常表示為：

-4≡+8（mod12）

mod12表示是以12為模。第31頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月原碼/反碼/補(bǔ)碼目的：將減法運(yùn)算變?yōu)榧臃ㄟ\(yùn)算正數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼相同負(fù)數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼運(yùn)算原碼反碼：01

反碼補(bǔ)碼：反碼＋1＝補(bǔ)碼符號數(shù)的表示方法

反碼的反碼即是原碼本身補(bǔ)碼的補(bǔ)碼即是原碼本身第32頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月101100101100110110110011原碼反碼補(bǔ)碼-77

原碼反碼補(bǔ)碼符號位

例如：求(-77)10

的補(bǔ)碼

因?yàn)椋?77)10=(1001101)21個字節(jié)第33頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月碼制——小結(jié)真值：除符號（+或-）外已經(jīng)能在計(jì)算機(jī)中表示的數(shù)值。正數(shù)：[X]原=[X]反=[X]補(bǔ)負(fù)數(shù)：[Y]原=10101010 [Y]反=11010101 [Y]補(bǔ)=11010110數(shù)的原碼表示適合于進(jìn)行乘除運(yùn)算；引入補(bǔ)碼后減法運(yùn)算可以用加法運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)，在計(jì)算機(jī)中大都采用補(bǔ)碼進(jìn)行加減運(yùn)算。第34頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月……位（bit：0/1）字長字節(jié)（Byte）數(shù)據(jù)存儲的組織結(jié)構(gòu)信息存儲單位有：位(bit)：計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的最小單位；運(yùn)算處理字節(jié)(byte,B)：計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的基本單元，數(shù)據(jù)存儲時(shí)至少需要一個字節(jié)。字長(word)：CPU一次處理數(shù)據(jù)（存取、運(yùn)算、傳輸）的二進(jìn)制位數(shù)。第35頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月例如：一個字節(jié)可以表示帶符號的最大數(shù)為127即：26

＋25

＋24

＋23+22

＋21

＋20=127

同理：二個字節(jié)可以表示帶符號的最大數(shù)為32767即：214

＋213

﹍﹍

＋21

＋20=32767

注意：字節(jié)表示的數(shù)是有范圍的一個字節(jié)：-128~+127

二個字節(jié)：-32768~+32767原碼、補(bǔ)碼表示數(shù)的范圍與二進(jìn)制的位數(shù)有關(guān)第36頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

小數(shù)點(diǎn)位置固定的數(shù)稱為定點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)整數(shù)定點(diǎn)小數(shù)

小數(shù)點(diǎn)位置不固定的數(shù)成為浮點(diǎn)數(shù)整數(shù)部分和小數(shù)部分階碼部分和尾數(shù)部分帶小數(shù)點(diǎn)的數(shù)⑤定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)第37頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月10000011符號位隱含小數(shù)位（-3）

因?yàn)椋?3)10=(11)2定點(diǎn)整數(shù)

例如：(-3)10

的二進(jìn)制表示？1個字節(jié)M+1=810000011符號位1個字節(jié)10000011符號位第38頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

定點(diǎn)整數(shù)數(shù)的范圍：二進(jìn)制的（m+1）位定點(diǎn)整數(shù)格式的數(shù)N，所能表示的數(shù)的范圍為｜N｜≤2m

－1。比例因子：對于絕對值大于該范圍的數(shù)，如果直接使用定點(diǎn)小數(shù)格式也將會產(chǎn)生“溢出”，需根據(jù)實(shí)際需要選擇一個比例因子進(jìn)行調(diào)整，使所表示的數(shù)據(jù)在規(guī)定的范圍之內(nèi)。例如：m=7（位）|N|<=27-1=127第39頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月上節(jié)課內(nèi)容數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換（十進(jìn)制---非十進(jìn)制）真值數(shù)值數(shù)據(jù)的符號的表示原碼反碼補(bǔ)碼信息運(yùn)算存儲單位：位(bit)：計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的最小單位；運(yùn)算處理字節(jié)(byte,B)：計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的基本單元，數(shù)據(jù)以字節(jié)為單位存儲。字長(word)：CPU一次處理數(shù)據(jù)（存取、運(yùn)算、傳輸）的二進(jìn)制位數(shù)。第40頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月一個字節(jié)表示的有符號數(shù)據(jù)的范圍-128~127。1個字節(jié)01111111符號位定點(diǎn)整數(shù)：

數(shù)的范圍：二進(jìn)制的（m+1）位定點(diǎn)整數(shù)格式的數(shù)N，所能表示的數(shù)的范圍為｜N｜≤2m－1。隱含小數(shù)位第41頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月01000000符號位隱含小數(shù)位（+0.5）定點(diǎn)小數(shù)

例如：(0.5)10

的二進(jìn)制表示？

因?yàn)椋?0.5)10=(0.1)21個字節(jié)M+1=8第42頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

定點(diǎn)小數(shù)數(shù)的范圍：二進(jìn)制的（m+1）位定點(diǎn)小數(shù)格式的數(shù)N，所能表示的數(shù)的范圍為｜N｜≤1－2-m

。比例因子：對于絕對值大于1的數(shù)，如果直接使用定點(diǎn)小數(shù)格式將會產(chǎn)生“溢出”，需根據(jù)實(shí)際需要使用一個比例因子，將原始數(shù)據(jù)按該比例縮小，以定點(diǎn)小數(shù)格式表示，得出結(jié)果后再按該比例擴(kuò)大得到實(shí)際的結(jié)果。第43頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月特點(diǎn)：（1）只能表示“整數(shù)”或“小數(shù)”（2）數(shù)的表示范圍有要求若要表示非整數(shù)或（整數(shù)），需要對非整數(shù)或（整數(shù)）進(jìn)行處理。定點(diǎn)整數(shù)定點(diǎn)小數(shù)第44頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月浮點(diǎn)數(shù)是指小數(shù)點(diǎn)位置不固定的數(shù)，它既有整數(shù)部分又有小數(shù)部分。在計(jì)算機(jī)中通常把浮點(diǎn)數(shù)分成階碼（也稱為指數(shù)）和尾數(shù)兩部分來表示。浮點(diǎn)數(shù)先看數(shù)的科學(xué)計(jì)數(shù)法：十進(jìn)制數(shù)中：56.78=102×0.5678二進(jìn)制數(shù)中：101.1=211×0.1011

任何一個二進(jìn)制數(shù)可表示為：N=2E×S式中：E稱階碼，是一個正或負(fù)的整數(shù)

S稱尾數(shù)，是一個正或負(fù)的小數(shù)

2稱基數(shù)第45頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月階碼：用于表示小數(shù)點(diǎn)在該數(shù)中的位置，是一個整數(shù)。尾數(shù)：用于表示數(shù)的有效數(shù)值，可以采用整數(shù)或純小數(shù)兩種形式3130242322

0階符階碼尾數(shù)符號尾數(shù)

階碼部分尾數(shù)部分

…

…

浮點(diǎn)數(shù)表示數(shù)據(jù)的范圍與二進(jìn)制的位數(shù)有關(guān)第46頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月階符階碼尾符尾數(shù)

階碼部分尾數(shù)部分3130242322

0

…

…0

0000110

000110111

00

例如：將十進(jìn)制數(shù)“55”以浮點(diǎn)數(shù)格式存放因?yàn)椋?/p>

(55)10=(110111)2=0.110111*26其中：階碼為6（110）、尾數(shù)為110111。

采用浮點(diǎn)數(shù)最大的益處就是方便數(shù)據(jù)處理4個字節(jié)表示浮點(diǎn)數(shù)第47頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月編碼的概念組成信息的基本符號除了數(shù)字之外還有字母、運(yùn)算符、標(biāo)點(diǎn)符號等，漢字或其他文字符號。實(shí)例：如何用01代碼表示A、B、C、D四個符號？

ABCD00011011ABCD01101100ABCD10110001第48頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月編碼的概念

編碼：就是采用少量的基本符號，選用一定的組合原則，以表示大量復(fù)雜多樣的信息技術(shù)。如：學(xué)號編碼，身份證編碼，條碼，二維碼等。計(jì)算機(jī)只能識別1和0，因此在計(jì)算機(jī)內(nèi)表示的數(shù)字、字母、符號等都要以二進(jìn)制數(shù)碼的組合來代表，這就是二進(jìn)制編碼。根據(jù)不同的用途，有各種各樣的編碼方案。第49頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月信息的幾種編碼1．二進(jìn)制編碼按一定規(guī)則，用若干位二進(jìn)制碼來表示一個數(shù)或字符。2．常用編碼分類：十進(jìn)制編碼：8421碼，余3碼等可靠性編碼：奇偶校驗(yàn)碼，海明碼，循環(huán)冗余碼字符編碼：

ASCII碼，漢字編碼其他編碼：語言，圖形，圖像的編碼。第50頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

二進(jìn)制和十進(jìn)制之間轉(zhuǎn)換的編碼規(guī)則最常用：8421碼（用4位二進(jìn)制編碼表示1位十進(jìn)制數(shù)）例如：(010110010000.00011001)BCD=(590.19)10二~十進(jìn)制編碼（BCD）注意：BCD編碼并不等于常規(guī)的二進(jìn)制編碼第51頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

非數(shù)值型的數(shù)據(jù)存儲在計(jì)算機(jī)中的編碼

最常用：ASCII——

美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼（AmericanStandardCodeforInformation Interchange）編碼規(guī)則：7位二進(jìn)制數(shù)表示一個符號----ASCII碼排列規(guī)則：見教材P——40信息編碼②字符編碼第52頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月字符的二進(jìn)制編碼高三位低4位第53頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

特點(diǎn)：用7位二進(jìn)制數(shù)（0，1）表示一個字符容量：27=128（個字符：0~127） 其中：30H-39H(48-57)號表示數(shù)字符號

0~9；

41H-5AH(65-90)號表示大寫字母A~Z；

61H-7AH(97-122)號表示小寫字母a~z。字符編碼例如：字母“A”的ASCII碼值為100,0001，即(65)10（41H）；

數(shù)字“2”的ASCII碼值為011,0010，即(50)10（32H)。ASCII編碼規(guī)則第54頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月0~9的編碼中，高3位編碼是011，低4位0000~1001，恰好是二進(jìn)制形式的0~9，即滿足了正常的排序關(guān)系，又有利于完成兩者之間的轉(zhuǎn)換英文字母編碼只滿足了正常的字母排序關(guān)系。大小寫字母編碼的對應(yīng)關(guān)系相當(dāng)簡單，差別僅在第二位是0或是1，有利利于大小寫字母之間的編碼轉(zhuǎn)換編碼規(guī)律字符的二進(jìn)制編碼第55頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月為了使用方便，在計(jì)算機(jī)存儲中每個ASCII碼值用一個字節(jié)（8個二進(jìn)制位）表示。后7位用作ASCII碼值本身，第一位（最高位）用作0；01000001最高位為0A字母的ASCII編碼位字符編碼第56頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

漢字編碼是指將漢字轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼的過程編碼規(guī)則：機(jī)外碼（輸入碼）國標(biāo)碼（交換碼）機(jī)內(nèi)碼（內(nèi)碼）字型碼（文字輸出編碼）信息編碼③漢字編碼第57頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月顯示輸出打印輸出機(jī)內(nèi)碼向字形碼轉(zhuǎn)換機(jī)內(nèi)碼輸入碼向機(jī)內(nèi)碼轉(zhuǎn)換

漢字信息的數(shù)字化字符代碼化（輸入）數(shù)字碼拼音碼字形碼非數(shù)值信息的編碼第58頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

機(jī)外碼指漢字通過鍵盤輸入的漢字信息編碼，通俗講就是漢字的輸入法；漢字可以由鍵盤上的英文字符、數(shù)字和某些特殊字符構(gòu)成。常用的輸入法：五筆輸入法、全拼輸入法、雙拼輸入法、智能ABC輸入法、紫光拼音輸入法、微軟拼音輸入法、區(qū)位碼、自然碼等。機(jī)外碼注意：⑴區(qū)位碼與國標(biāo)碼完全對應(yīng)，沒有重碼；⑵其它輸入法都有重碼，可以通過數(shù)字選擇。漢字編碼第59頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月上節(jié)課內(nèi)容定點(diǎn)小數(shù)格式：把小數(shù)點(diǎn)固定在數(shù)值部分最高位的左邊。定點(diǎn)整數(shù)格式：把小數(shù)點(diǎn)固定在數(shù)值部分最低位的右邊。浮點(diǎn)表示法：一個浮點(diǎn)數(shù)分為階碼和尾數(shù)兩部分。編碼:就是采用少量的基本符號，選用一定的組合原則，以表示大量復(fù)雜多樣的信息技術(shù)。計(jì)算機(jī)只能識別1和0，因此在計(jì)算機(jī)內(nèi)表示的數(shù)字、字母、符號等都要以二進(jìn)制數(shù)碼的組合來代表，這就是二進(jìn)制編碼。常用編碼：十進(jìn)制編碼：8421碼可靠性編碼：奇偶校驗(yàn)碼，海明碼字符編碼：ASCII碼，漢字編碼第60頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月漢字編碼國標(biāo)碼1980年頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)GB2312-80，即《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)信息交換漢字編碼》，簡稱國標(biāo)碼。國標(biāo)碼中共收錄一、二級漢字和圖形符號7445個。國標(biāo)碼中的每個字符用兩個字節(jié)表示，第一個字節(jié)為“區(qū)”，第二個字節(jié)為“位”，供可以表示的字符（漢字）有：94×94＝8836個。為表示更多漢字以及少數(shù)民族文字，國家標(biāo)準(zhǔn)于2000年進(jìn)行了擴(kuò)充，共收錄了27000多個漢字字符，采用單、雙、四字節(jié)混合編碼表示。第61頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月字符的二進(jìn)制編碼高三位低4位低字節(jié)區(qū)碼高字節(jié)位碼漢字第62頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月機(jī)內(nèi)碼

計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲、處理漢字所用的編碼；輸入碼通過漢字操作系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為機(jī)內(nèi)碼；每個漢字的機(jī)內(nèi)碼用2個字節(jié)表示，為與ASCII有所區(qū)別，通常將第二個字節(jié)的最高位置“1”。注意：盡管漢字的輸入法不同，但機(jī)內(nèi)碼是一致的。漢字編碼1

第一字節(jié)1

第二字節(jié)第63頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月國標(biāo)碼：國家標(biāo)準(zhǔn)信息交換用漢字編碼。國標(biāo)碼采用雙字節(jié)的編碼方式。“啊”：區(qū)位碼“1601”即“1001H”0001000000000001

1001000010000001

“啊”：機(jī)內(nèi)碼“B0A1H”高字節(jié)B0H

低字節(jié)A1H“啊”：輸入碼為：a第64頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月字形碼

字型碼指漢字信息的輸出編碼，即漢字經(jīng)過字形編碼才能正確顯示；一般采用點(diǎn)陣形式，每一個點(diǎn)用“1/0”表示，“1表示黑點(diǎn)”，“0表示白點(diǎn)”；一個漢字的可以有：16×16、24×24、32×32、等點(diǎn)陣表示；點(diǎn)陣越大，漢字顯示越清楚；所有字形碼的集合就構(gòu)成了漢字字符集，即字庫。注意：字形碼所占內(nèi)存比其機(jī)內(nèi)碼大得多如：16×16點(diǎn)陣漢字需要16*16/8=32（字節(jié)）漢字編碼第65頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月漢字的輸出

——點(diǎn)陣字體、TrueType字體字體字形碼第66頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

每個漢字是由特定點(diǎn)陣構(gòu)成的圖形例如：啊

16*16的點(diǎn)陣占用2*16（32）個字節(jié)的存儲空間輸出編碼：漢字點(diǎn)陣的圖形編碼00011111011111111200001001000000102個字節(jié)16第67頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼——可靠性編碼奇偶校驗(yàn)碼：在表示數(shù)據(jù)的N位代碼中增加一位奇偶校驗(yàn)位，使N＋1位中“1”的個數(shù)為奇數(shù)（奇校驗(yàn)）或偶數(shù)（偶校驗(yàn)）。海明校驗(yàn)碼：在有效信息代碼中增加校驗(yàn)位，用來校驗(yàn)代碼中“1”的個數(shù)是奇數(shù)（奇校驗(yàn)）還是偶數(shù)（偶校驗(yàn)），通過奇偶校驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)代碼傳輸過程中的錯誤并自動校正。應(yīng)用：用于計(jì)算機(jī)各部件之間信息傳輸以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸。第68頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月邏輯代數(shù)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)中使用各種邏輯電路，如：加法器、計(jì)數(shù)器等。邏輯電路是由門電路組成的。門電路包括“與”門，“或”門，“非”門等邏輯代數(shù)是邏輯電路設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)邏輯代數(shù)源自----命題邏輯的研究第69頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月命題邏輯基礎(chǔ)命題邏輯是數(shù)理邏輯的重要組成部分。數(shù)理邏輯是用數(shù)學(xué)的方法研究推理規(guī)律的科學(xué)。數(shù)理邏輯在人工智能、邏輯設(shè)計(jì)、程序正確性證明等廣泛應(yīng)用。離散數(shù)學(xué)——詳細(xì)介紹數(shù)理邏輯、集合論等。第70頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月命題命題：有具體意義且能夠判斷真假的陳述句。命題的真值:命題所具有的值“真”或“假”稱為其真值。(true，簡記為T)（false，簡記為F）命題標(biāo)識符：表示命題的符號，該標(biāo)識符稱為命題常量。原子命題：不能分解為更為簡單的陳述句的命題；（例：P44)復(fù)合命題：將原子命題用連接詞和標(biāo)點(diǎn)符號復(fù)合而成的命題。命題代數(shù)中主要的連接詞：與、或、非、異或、條件、雙條件等第71頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月A BA∧BTT

TTFFFTFFFF

連接詞“與”（∧）“與”(∧):

兩個命題A和B的“與”(又稱為A和B的“合取”)是一個復(fù)合命題，記為A∧B。規(guī)則：當(dāng)且僅當(dāng)A和B同時(shí)為真時(shí)A∧B為真，在其他的情況下A∧B的真值均為假。

A∧B與運(yùn)算的真值表:第72頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

連接詞“或”（∨）“或”（∨）：兩個命題A和B的“或”（又稱為A和B的“析取”）是一個復(fù)合命題，記為A∨B。規(guī)則：當(dāng)且僅當(dāng)A和B同時(shí)為假時(shí)A∨B為假，在其他的情況下A∨B的真值均為真。A∨B或運(yùn)算的真值表：A BA∨BTTTTFTFTTFF

F第73頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

連接詞“非”（┑）“非”（┑）：命題A的“非”（又稱為A的“否定”）是一個復(fù)合命題，記為┑A(chǔ)。規(guī)則：若A為真，則┑A(chǔ)為假；若A為假，則┑A(chǔ)為真。┑A(chǔ)非遠(yuǎn)算的真值表：A┑A(chǔ)TFFT第74頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

連接詞“異或”（⊕）“異或”（⊕）：兩個命題的A和B的“異或”（又稱為A和B的“不可兼或”）是一個復(fù)合命題，記為A⊕B。規(guī)則：當(dāng)且僅當(dāng)A和B同時(shí)為真或者同時(shí)為假時(shí)A⊕B為假，在其他的情況下A⊕B的真值為真。A⊕B異或運(yùn)算的真值表：A BA⊕BTT

F

TF

TFT

TFF

F第75頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

連接詞“條件”（→）“條件”（→）：兩個命題的A和B的“條件”是一個復(fù)合命題，記為：A→B,讀作“如果A，則B”。規(guī)則：當(dāng)且僅當(dāng)A的真值為真，B的真值為假時(shí)，A→B為假，在其他的情況下A→B的真值均為真。A→B如果A，則B的真值表：A BA→BTTTTFFFTTFFT第76頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

連接詞“雙條件”()A BAB

T

T

T

T

FFFTFFFF“雙條件”():兩個命題的A和B的“雙條件”（又稱為A當(dāng)且僅當(dāng)B）是一個復(fù)合命題，記為AB，讀作“A當(dāng)且僅當(dāng)B”。規(guī)則：當(dāng)且僅當(dāng)A的真值與B的真值相同時(shí)，AB為真，否則AB的真值均為假。AB的真值表：第77頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

命題公式命題公式：由命題變元、連接詞和括號組成的合式的式子稱為命題公式。命題公式等價(jià)：如果兩個不同的命題公式P和Q，無論其命題變元取什么值它們的真值都相同，則稱該兩個命題公式等價(jià)，記為P＝Q。例2-25證明┑（A→B）與A∧┑B是等價(jià)的。

AB┑（A→B）A∧┑BTTFFTFTTFTFFFFFF第78頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

命題公式的等價(jià)律——P46其中A、B、C等為命題變元，T表示“真”，F(xiàn)表示“假”零律：

A∨F＝A A∧F＝F幺律：

A∨T＝T A∧T＝A冪等律：

A∨A＝A A∧A＝A

求補(bǔ)律：

A∨┓A＝T A∧┓A＝F

交換律：

A∨B＝B∨A A∧B＝B∧A第79頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

命題公式的等價(jià)律（續(xù)）結(jié)合律：

A∨（B∨C）＝（A∨B）∨CA∧（B∧C）＝（A∧B）∧C分配律：

A∧（B∨C）＝A∧B∨A∧CA∨B∧C＝（A∨B）∧（A∨C）吸收律：

A∧B∨A∧┓B＝A

（A∨B）∧（A∨┓B）＝A 狄－摩根定律：┓（A∨B）＝┓A∧┓B┓（A∧B）＝┓A∨┓B雙重否定律：

┓┓A＝A第80頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

證明狄－摩根定律【例2-26】證明狄－摩根定律之一：┓（A∧B）＝┓A∨┓B。ABA∧B┓（A∧B）┓A┓B┓A∨┓BTTTFFFFTFFTFTTFTFTTFTFFFTTTT第81頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月邏輯代數(shù)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)硬件的各種邏輯功能部件由最基本的門電路組成。門電路的輸入輸出通常有兩種狀態(tài)：高電位用“1”表示；低電位用“0”表示。可將命題代數(shù)推廣到邏輯代數(shù)中；T為1；F為0。+（或），.（與），--（非）第82頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

邏輯代數(shù)的等價(jià)律零律：

A＋0＝AA0＝0幺律：

A＋1＝1A1＝A冪等律：

A＋A＝AAA＝A求補(bǔ)律：

A＋ā＝1 Aā＝0第83頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

邏輯代數(shù)的等價(jià)律（續(xù)）交換律：A＋B＝B＋A AB＝BA結(jié)合律：A＋（B＋C）＝（A＋B）＋CA（BC）＝（AB）C分配律：A（B＋C）＝AB＋ACA＋BC＝（A＋B）（A＋C）吸收律：AB＋A＝A

（A＋B）（A＋）＝A 狄－摩根定律：A＋B

＝āAB＝ā＋雙重否定律：

A＝ABBBB第84頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

邏輯函數(shù)的化簡——略【例2-27】試將邏輯函數(shù)F＝A＋āB化簡。解：F＝A＋āB

＝（A＋ā）(A＋B) （分配律） ＝1(A＋B) （求補(bǔ)律）＝A＋B （幺律）【例2-28】試將邏輯函數(shù)F＝AB＋A＋āB＋化簡。解：F＝AB＋A＋āB＋＝A（B＋）＋ā（B＋） （分配律）＝A＋ā

（求補(bǔ)律）＝1 （求補(bǔ)律）BBBB(AB)(AB)作業(yè)：——65第85頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理體系結(jié)構(gòu)：指的是,構(gòu)成系統(tǒng)主要部件的總體布局、部件的主要性能以及這些部件之間的連接方式。馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)：計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5大部分組成。采用二進(jìn)制并按存儲程序原理進(jìn)行工作數(shù)據(jù)和程序以二進(jìn)制代碼形式不加區(qū)別地存放在存儲器中，存放的位置由地址確定控制器是根據(jù)存放在存儲器中的指令序列（程序）進(jìn)行工作，并由一個程序計(jì)數(shù)器控制指令的執(zhí)行。第86頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

直到目前為止，計(jì)算機(jī)尚未擺脫馮·諾依曼結(jié)構(gòu)，其主要特征是：程序存儲（ProgramStorage）。具體地說，在上述計(jì)算機(jī)中，要實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動計(jì)算，必須先根據(jù)題目的要求，編制出求解該問題的計(jì)算程序，并通過輸入設(shè)備將該程序存入計(jì)算機(jī)的存儲器中，稱為“程序存儲”。采用二進(jìn)制（Binary）。計(jì)算機(jī)只能存儲并識別二進(jìn)制代碼表示的計(jì)算程序和數(shù)據(jù)，稱為“采用二進(jìn)制”。第87頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)硬件的基本結(jié)構(gòu)

輔助存儲器內(nèi)存儲器運(yùn)算器

控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備

程序原始數(shù)據(jù)

運(yùn)算結(jié)果控制信息數(shù)據(jù)馮·諾依曼結(jié)構(gòu)主要特征:程序存儲采用二進(jìn)制第88頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

運(yùn)算器運(yùn)算器：對二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行運(yùn)算的部件。它在控制器的控制下執(zhí)行程序中的指令,完成各種算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、比較運(yùn)算、移位運(yùn)算以及字符運(yùn)算等。運(yùn)算器的組成：算術(shù)邏輯部件（ALU）完成加、減、乘、除等四則運(yùn)算以及與、或、非、移位等邏輯運(yùn)算；寄存器用來暫存參加運(yùn)算的操作數(shù)或中間結(jié)果，常用的寄存器有累加寄存器、暫存寄存器、標(biāo)志寄存器和通用寄存器等。運(yùn)算器的主要技術(shù)指標(biāo)：運(yùn)算速度，其單位是MIPS（百萬指令/秒），通常是按照一定的頻度執(zhí)行各類指令的統(tǒng)計(jì)值。第89頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

控制器控制器：是指揮計(jì)算機(jī)的各個部件按照指令的功能要求協(xié)調(diào)工作的部件。控制器的組成：程序計(jì)數(shù)器（PC）：用來對程序中的指令進(jìn)行計(jì)數(shù)，使控制器能依次讀取指令；指令寄存器（IR）：在指令執(zhí)行期間暫時(shí)保存正在執(zhí)行的指令。指令譯碼器（ID）：用來識別指令的功能，分析指令的操作要求。時(shí)序控制電路：用來生成時(shí)序信號，以協(xié)調(diào)在指令執(zhí)行周期內(nèi)各部件的工作。微操作控制電路：用來產(chǎn)生各種控制操作命令。第90頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

存儲器存儲器：用來存儲數(shù)據(jù)和程序的部件。

在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，數(shù)據(jù)是以二進(jìn)制形式存儲和運(yùn)算的。數(shù)據(jù)采用的單位有位、字節(jié)、字和字長。位：位(bit)是指二進(jìn)制數(shù)的一個位，運(yùn)算和存儲的最小單位。字節(jié)：簡寫為B，一個字節(jié)由8個二進(jìn)制位組成，即1B=8bit。字節(jié)是計(jì)算機(jī)中用來表示存儲空間大小的基本容量單位。存儲器的容量：存儲器所包含的存儲單元的總數(shù)B，KB（千），MB（兆），GB（吉），TB（太）1K＝1024B、1MB＝1024KB、1GB＝1024MB、1TB=1024GB第91頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月字：字是計(jì)算機(jī)內(nèi)部一次基本動作可同時(shí)處理的二進(jìn)制代碼。字長：組成一個字的二進(jìn)制位數(shù)叫做該字的字長。如32位機(jī)中1個字為4個字節(jié)（即32位）。注意：字與字長的區(qū)別，字是單位，而字長是指標(biāo)，指標(biāo)需要用單位去衡量。就像生活中重量與公斤的關(guān)系，公斤是單位，重量是指標(biāo)，重量需要用公斤加以衡量。第92頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

存儲器存儲器的分類：內(nèi)存儲器：又稱為主存儲器，簡稱為內(nèi)存或主存，用來存放現(xiàn)行程序的指令和數(shù)據(jù)。包括隨機(jī)存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）等。（第三章中介紹微機(jī)的存儲器）外存儲器：又稱為輔助存儲器，簡稱為外存或輔存，用來存放需要長期保存的信息。第93頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

輸入/輸出設(shè)備輸入/輸出設(shè)備：簡稱為I/O設(shè)備，是外部與計(jì)算機(jī)交換信息的渠道。輸入設(shè)備：用于輸入程序、數(shù)據(jù)、操作命令、圖形、圖像以及聲音等信息。常用的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)器、掃描儀、光筆、數(shù)字化儀以及語音輸入裝置等。輸出設(shè)備：用于顯示或打印程序、運(yùn)算結(jié)果、文字、圖形、圖像等，也可以播放聲音。常用的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、XY繪圖儀以及聲音播放裝置等。第94頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)指令：能被計(jì)算機(jī)識別并執(zhí)行的二進(jìn)制代碼，它規(guī)定了計(jì)算機(jī)能完成的某一種操作。指令是對計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序控制的最小單位。所有的指令的集合稱為計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。程序是為完成一項(xiàng)特定任務(wù)而用某種語言編寫的一組指令序列。第95頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)指令的格式：一條指令由操作碼和地址碼組成。操作碼：規(guī)定了該指令進(jìn)行的操作種類；地址碼：給出了操作數(shù)、結(jié)果及下一條指令的地址。指令系統(tǒng)：一臺計(jì)算機(jī)能執(zhí)行的所有指令的集合。機(jī)器指令格式操作碼地址碼機(jī)器執(zhí)行什么操作執(zhí)行對象（具體數(shù)、存放位置）第96頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)根據(jù)指令地址碼部分的形式，可將指令分為：三地址指令

θd3d2d1d3←(d1)θ(d2)二地址指令

θd2d1d2←(d1)θ(d2)

單地址指令

θd

A←(d)θ(A)A為累加器（特殊寄存器）零地址指令

θ

操作數(shù)地址為隱含或沒有操作數(shù)

第97頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)指令的分類與功能：——P51數(shù)據(jù)傳送型指令數(shù)據(jù)處理型指令輸入輸出型指令硬件控制指令第98頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

計(jì)算機(jī)的工作原理

見教材52頁圖2-6指令的執(zhí)行過程R,a,r,u,t

計(jì)算2+6DebugMovax,02Movbx,06Addax,bxRet第99頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

指令的執(zhí)行過程取指令：即按照指令計(jì)數(shù)器中的地址，從內(nèi)存儲器中取出指令，并送往指令寄存器中。分析指令：即對指令寄存器中存放的指令進(jìn)行分析，由操作碼確定執(zhí)行什么操作，由地址碼確定操作數(shù)的地址。執(zhí)行指令：即根據(jù)分析的結(jié)果，由控制器發(fā)出完成該操作所需要的一系列控制信息，去完成該指令所要求的操作。上述步驟完成后，指令計(jì)數(shù)器加1，為執(zhí)行下一條指令做好準(zhǔn)備。如果遇到轉(zhuǎn)移指令，則將轉(zhuǎn)移地址送入指令計(jì)數(shù)器。第100頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)組織與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的

——一些主要技術(shù)精簡指令集技術(shù)高速緩沖存儲技術(shù)虛擬存儲技術(shù)指令流水線技術(shù)并行處理技術(shù)第101頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月人類語言是人類社會的產(chǎn)物，它是人使用聲音或文字向?qū)Ψ絺鬟_(dá)思想或感情的工具。計(jì)算機(jī)語言則信息社會的產(chǎn)物，是隨著現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生而產(chǎn)生、發(fā)展而發(fā)展的，是人與計(jì)算機(jī)通信的重要工具。計(jì)算機(jī)語言的主要功能用來是編制計(jì)算機(jī)程序，所以計(jì)算機(jī)語言也叫程序設(shè)計(jì)語言，簡稱程序語言。2.4程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

——程序設(shè)計(jì)語言第102頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)語言與自然語言的不同之處：自然語言是人類在生產(chǎn)勞動的實(shí)踐中集體創(chuàng)造的。而計(jì)算機(jī)語言則是人為使用計(jì)算機(jī)這一工具而創(chuàng)造的，并不是人和計(jì)算機(jī)共同創(chuàng)造的；計(jì)算機(jī)語言的接受者是計(jì)算機(jī)，而不是人類或其它東西；傳達(dá)的內(nèi)容是需要計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)和指揮計(jì)算機(jī)工作的指令，而不是所要表達(dá)的思想或感情；

程序設(shè)計(jì)語言第103頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)語言與自然語言的不同之處：人們說的話常被他人"誤解"，而計(jì)算機(jī)語言則不允許有二義性。計(jì)算機(jī)語言與用計(jì)算機(jī)語言編制的程序總是相關(guān)的。某種計(jì)算機(jī)語言的程序，實(shí)際上是用這種語言對計(jì)算機(jī)下達(dá)的指令序列。

程序設(shè)計(jì)語言第104頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月程序設(shè)計(jì)語言的分類機(jī)器語言:(machinelanguage)是指可以由某種計(jì)算機(jī)的硬件直接執(zhí)行的語言。組成：由二進(jìn)制指令代碼組成，也稱二進(jìn)制語言。特點(diǎn)：機(jī)器語言可由計(jì)算機(jī)硬件直接識別和執(zhí)行，故用機(jī)器語言編制的程序效率較高。人工編寫機(jī)器語言程序很繁瑣，容易出錯。通用性差，不同計(jì)算機(jī)有不同的機(jī)器語言。第105頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月程序設(shè)計(jì)語言分類匯編語言：使用“助憶符”來表示指令的操作碼，并使用存儲單元或寄存器的名字表示地址碼，以便于記憶和書寫。組成：由指令的助記符（指令的英文名稱的縮寫）及相關(guān)語法規(guī)則組成。地址標(biāo)號指令助記符注解

START：

d1d2d3ORG05HMOVR1，d1MOVR2，d2ADDR1，R2MOVd3，R1OUTPORT，d3HLT05H04H

END定義程序首地址為05H寄存器R1←（d1）寄存器R2←（d2）R1←（R1）+（R2）d3←（R1）端口PORT←（d3）停機(jī)存儲單元（d1）=05H存儲單元（d2）=04H存儲單元d3用來存放結(jié)果匯編結(jié)束第106頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月匯編語言特點(diǎn)：用匯編語言編制的程序稱為匯編語言程序，它不能為計(jì)算機(jī)硬件直接識別和執(zhí)行。必須通過匯編程序（一種系統(tǒng)軟件），將匯編語言程序（源程序）“翻譯”為機(jī)器語言程序（目標(biāo)程序）后，才能執(zhí)行。匯編語言指令與機(jī)器語言指令一一對應(yīng)，仍然依賴于計(jì)算機(jī)的硬件，稱它們?yōu)榈图壵Z言。不同計(jì)算機(jī)有不同的匯編語言，彼此不能通用。與機(jī)器語言相比，記憶指令助記符較記憶指令代碼容易，但仍然很繁瑣。

程序設(shè)計(jì)語言分類第107頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月高級語言組成：由表達(dá)各種意義的“詞”、“數(shù)學(xué)公式”及特定的語法規(guī)則組成。由于它比較接近自然語言，并與機(jī)器的指令系統(tǒng)沒有直接關(guān)系，故稱它為高級程序設(shè)計(jì)語言，或算法語言。常用的高級語言有:BASIC，F(xiàn)ORTRAN，COBOL，C，C++，PASCAL等。語句標(biāo)號語句注解1015202530DATA5，4READA，BLETS=A+BPRINTSEND數(shù)據(jù)語句，說明5，4為原始數(shù)據(jù)讀語句，令A(yù)=5，B=4賦值語句，求A+B之和S輸出語句，打印S的值結(jié)束語句，本程序結(jié)束

程序設(shè)計(jì)語言分類第108頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月特點(diǎn)：

（1）可在不同的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，通用性強(qiáng)。

（2）編程方便、簡單、直觀，不容易出錯,易學(xué)。

（3）用高級語言編寫的源程序必須通過編譯“或解釋”生成機(jī)器語言程序（目標(biāo)程序），才能在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。

程序設(shè)計(jì)語言分類第109頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月編譯程序vs.解釋程序編譯解釋同聲翻譯第110頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月高級語言分類面向過程程序設(shè)計(jì)語言：詳細(xì)準(zhǔn)確地描述解題過程，稱為面向過程的程序設(shè)計(jì)。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言：模擬了人類習(xí)慣的解題方法。基本思路：將程序分解成許多對象，不同對象之間通過發(fā)送消息向?qū)Ψ教岢龇?wù)要求，接受消息的對象主動完成指定功能。程序中的所有對象分工協(xié)作，共同完成整個軟件系統(tǒng)的功能。第111頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月舉例：計(jì)算半徑為15的圓面積，A=3.1416×15×15

。匯編語言程序：

LOA3.1416 MUL15 MUL15 STAA PRINTA HALT

程序設(shè)計(jì)語言分類第112頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月面向過程的BASIC語言源程序

10R=15 20A=3.1416*R*R30PRINTA 40END

程序設(shè)計(jì)語言分類面向?qū)ο驝++語言源程序：

C1.ShowArea（15）；該語句之前，先創(chuàng)建一個圓的對象C1，然后程序中向它發(fā)送消息要求顯示自己的面積。執(zhí)行該語句，圓對象C1應(yīng)該知道怎樣計(jì)算并顯示面積值。第113頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月高級語言的基本結(jié)構(gòu)1、高級語言的基本符號數(shù)字、字母、特殊字符等2、高級語言的基本語法單位標(biāo)識符數(shù)值常量運(yùn)算符字符常量字符串變量第114頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月高級語言的基本結(jié)構(gòu)3、高級語言中的表達(dá)式由基本語法單位組成，包括常量、變量、函數(shù)、運(yùn)算符及括號。高級語言的表達(dá)式有三種：算術(shù)表達(dá)式關(guān)系表達(dá)式邏輯表達(dá)式第115頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月4、高級語言中的語句:通常包括下列語句：賦值語句：實(shí)現(xiàn)計(jì)算或存儲轉(zhuǎn)移語句：實(shí)現(xiàn)程序的轉(zhuǎn)移條件語句：實(shí)現(xiàn)條件的測試和判斷輸入/輸出語句：完成輸入/輸出任務(wù)循環(huán)語句：實(shí)現(xiàn)循環(huán)運(yùn)算其它語句：實(shí)現(xiàn)其它特殊功能高級語言的基本結(jié)構(gòu)第116頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)：是一個使用程序設(shè)計(jì)語言產(chǎn)生一系列的指令以告訴計(jì)算機(jī)該做什么的過程。廣義的程序設(shè)計(jì)：需求分析總體設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)編碼測試運(yùn)行與維護(hù)第117頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)：是一種程序設(shè)計(jì)技術(shù)，采用自頂向下逐步求精的設(shè)計(jì)方法和單入口單出口的控制成分（順序、分支和循環(huán)）。TFTF條件AAB（a）順序結(jié)構(gòu)（b）選擇型分支結(jié)構(gòu)（c）循環(huán)結(jié)構(gòu)AB條件第118頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格——P56標(biāo)識符：按意命名、保留字用大寫字母、使用統(tǒng)一的縮寫規(guī)則。表達(dá)式：使用括號、使用庫函數(shù)、條件化簡、函數(shù)與過程模塊化：模塊的獨(dú)立性（高內(nèi)聚、低耦合）、模塊的規(guī)模適中。程序行的排列格式：排列格式美觀、層次分明、使用統(tǒng)一的縮進(jìn)格式，同一嵌套深度并列的語句對齊。注釋：添加必要的注釋，以說明程序、過程和語句等的功能及注意事項(xiàng)。第119頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月解題的步驟：——P57

分析問題：算法設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)測試什么是算法？

算法基礎(chǔ)第120頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

算法基礎(chǔ)算法：是由一系列規(guī)則組成的過程，這些規(guī)則確定了一個操作的順序，以便能在有限步驟內(nèi)得到特定問題的解。算法的性質(zhì)：確定性:描述的操作過程的規(guī)則必須是確定的，無二義性通用性：給出一類問題的求解，不是針對一個問題。有限性：在執(zhí)行了有限步驟之后必須能終止。算法的描述工具：自然語言流程圖：描述算法的圖形工具。含義——P59算法描述語言：自然語言與程序設(shè)計(jì)語言結(jié)合起來。第121頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月歐幾里德算法【例