《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教程》第一章-計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

第1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)：通過本章學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)基本概念、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成、計(jì)算機(jī)各大硬件設(shè)備、計(jì)算機(jī)的數(shù)制和信息的表示與存儲(chǔ)，并熟悉計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生、發(fā)展、特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域，了解計(jì)算機(jī)中字符編碼的概念。1.1計(jì)算機(jī)概述隨著微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，并逐步改變著人們的生活方式。21世紀(jì)的今天，掌握和使用計(jì)算機(jī)成為人們必不可少的技能。1.1.1 計(jì)算機(jī)的誕生及發(fā)展1946年2月，世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC (埃尼阿克)在美國加州問世。ENIAC使用了17468電子管，1500個(gè)繼電器，體積3000立方英尺（1立方米35.346立方英尺），占地170平方米，重30噸，耗電174千瓦。內(nèi)存17K，字長12位，運(yùn)算速度每秒5000多次加法運(yùn)算，300多次乘法運(yùn)算，比當(dāng)時(shí)最快的計(jì)算工具快300倍，耗資40萬美金。在當(dāng)時(shí)用它來處理彈道問題，將人工計(jì)算使用20小時(shí)縮短到30秒。但是ENIAC卻有一個(gè)嚴(yán)重的問題，它不能存儲(chǔ)程序。如圖1-1所示。圖 1-1 世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)幾乎在同一時(shí)期，著名數(shù)學(xué)家馮·諾依曼提出了“存儲(chǔ)程序”和“程序控制”的概念。其主要思想為：1）采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令。2）計(jì)算機(jī)應(yīng)包括運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備五大基本部件。3）采用存儲(chǔ)程序和程序控制的工作方式。所謂存儲(chǔ)程序，就是把程序和處理問題所需的數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制編碼形式預(yù)先按一定順序存放到計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器里。計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)，中央處理器依次從內(nèi)存儲(chǔ)器中逐條取出指令，按指令規(guī)定執(zhí)行一系列的基本操作，最后完成一個(gè)復(fù)雜的工作。這一切工作都是由一個(gè)擔(dān)任指揮工作的控制器和一個(gè)執(zhí)行運(yùn)算工作的運(yùn)算器共同完成的，這就是存儲(chǔ)程序控制的工作原理。馮·諾依曼的上述思想奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，所以后來人們將采用這種設(shè)計(jì)思想的計(jì)算機(jī)稱為馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)。從1946年第一臺(tái)計(jì)算機(jī)誕生至今，雖然計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)都有了極大的發(fā)展，但今天使用的絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)其工作原理和基本結(jié)構(gòu)仍然遵循著馮·諾依曼的思想。計(jì)算機(jī)由于所使用的元器件的迅速發(fā)展經(jīng)歷了五個(gè)時(shí)代，如表1-1所示。代日期邏輯元件主存輔存速度(次/ 秒)軟件代表產(chǎn)品第一代1946-1957電子管水銀延遲線磁鼓磁帶5千4萬機(jī)器語言、匯編語言UNIVAC第二代1958-1964晶體管磁芯磁帶、磁盤幾十萬幾百萬高級(jí)語言、管理程序IBM7000、UNIVACII第三代1965-1970中小集成電路半導(dǎo)體存儲(chǔ)器磁盤幾百萬幾千萬操作系統(tǒng)診斷程序IBM system/360第四代1971-現(xiàn)在超大規(guī)模集成電路半導(dǎo)體存儲(chǔ)器磁盤、光盤上億固件、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫第五代智能機(jī)能聽、說、看、有思維能力等的新一代的計(jì)算機(jī)被稱為智能計(jì)算機(jī)。表1-1計(jì)算機(jī)年代的劃分1.1.2 計(jì)算機(jī)分類計(jì)算機(jī)按工作原理分可分為：模擬電子計(jì)算機(jī)、數(shù)字電子計(jì)算機(jī)、模擬數(shù)字混合計(jì)算機(jī)；按功能分可分為專用計(jì)算機(jī)和通用計(jì)算機(jī)；按工作模式分可分為工作站和服務(wù)器；按規(guī)模分可分為：巨型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)、中型計(jì)算機(jī)、小型計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)。如銀河系列計(jì)算機(jī)：運(yùn)行速度每秒上百億次，如圖1-2所示。圖1-2 銀河系列計(jì)算機(jī)1.1.3 計(jì)算機(jī)特點(diǎn)1 運(yùn)算速度快當(dāng)今計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算速度已達(dá)到每秒萬億次，微機(jī)也可達(dá)每秒億次以上，使大量復(fù)雜的科學(xué)計(jì)算問題得以解決。例如：衛(wèi)星軌道的計(jì)算、大型水壩的計(jì)算、24小時(shí)天氣預(yù)報(bào)的計(jì)算等，過去人工計(jì)算需要幾年、幾十年，而現(xiàn)在用計(jì)算機(jī)只需幾天甚至幾分鐘就可完成。2 計(jì)算精確度高科學(xué)技術(shù)的發(fā)展特別是尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，需要高度精確的計(jì)算。計(jì)算機(jī)控制的導(dǎo)彈 之所以能準(zhǔn)確地?fù)糁蓄A(yù)定的目標(biāo)，是與計(jì)算機(jī)的精確計(jì)算分不開的。一般計(jì)算機(jī)可以有十幾位甚至幾十位(二進(jìn)制)有效數(shù)字，計(jì)算精度可由千分之幾到百萬分之幾，是任何計(jì)算工具所望塵莫及的。3存儲(chǔ)容量大計(jì)算機(jī)不僅能進(jìn)行計(jì)算，而且能把參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)、程序以及中間結(jié)果和最后結(jié)果保存起來，以供用戶隨時(shí)調(diào)用。計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，這使計(jì)算機(jī)具有了“記憶”功能。隨著計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量的不斷增大，可存儲(chǔ)記憶的信息越來越多。計(jì)算機(jī)的“記憶”功能是與傳統(tǒng)計(jì)算工具的一個(gè)重要區(qū)別。4具有邏輯判斷能力計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器除了能夠完成基本的算術(shù)運(yùn)算外，還具有對(duì)各種信息進(jìn)行比較、判斷等邏輯運(yùn)算的功能。這種能力是計(jì)算機(jī)處理邏輯推理問題的前提。5自動(dòng)化程度高，通用性強(qiáng)計(jì)算機(jī)內(nèi)部操作是根據(jù)人們事先編好的程序自動(dòng)控制進(jìn)行的。用戶根據(jù)解題需要，事先設(shè)計(jì)好運(yùn)行步驟與程序，計(jì)算機(jī)十分嚴(yán)格地按程序規(guī)定的步驟操作，整個(gè)過程不需人工干預(yù)，自動(dòng)化程度高，這一特點(diǎn)是一般計(jì)算工具所不具備的。計(jì)算機(jī)通用性的特點(diǎn)表現(xiàn)在幾乎能求解自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)中一切類型的問題，能廣泛地應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域。1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成及應(yīng)用完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括：硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的“軀干”，是基礎(chǔ)。軟件系統(tǒng)是建立在“軀干”上的“靈魂”。其結(jié)構(gòu)如圖1-3所示。硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)外設(shè)主機(jī)外（輔）存儲(chǔ)器（硬盤、軟盤、光盤等）系統(tǒng)軟件（ Windows98/2000/2003/XP、WIN 7、Linux等）應(yīng)用軟件（Word、Excel、Photoshop等）中央處理單元（CPU）控制器內(nèi)(主)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）輸出設(shè)備（顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等）只讀存儲(chǔ)器（ROM）輸入設(shè)備（鍵盤、鼠標(biāo)、光筆、圖形掃描儀、觸摸屏等）運(yùn)算器圖1-3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，硬件是軟件賴以工作的物質(zhì)基礎(chǔ)，軟件的正常工作是硬件發(fā)揮作用的唯一途徑。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須要配備完善的軟件系統(tǒng)才能正常工作，且充分發(fā)揮其硬件的各種功能。所以軟件與硬件一樣，都是計(jì)算機(jī)工作必不可少的組成部分。那么，計(jì)算機(jī)由用戶來使用，用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的層次關(guān)系如圖1-4所示。操作系統(tǒng)等軟件系統(tǒng)應(yīng)用軟件計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)圖1-4 用戶、軟件和硬件的關(guān)系1.2.1 硬件系統(tǒng)基本組成電子計(jì)算機(jī)從誕生至今，其體系結(jié)構(gòu)基本沒有發(fā)生變化，仍舊沿用馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)，即計(jì)算機(jī)硬件是由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備組成，如圖1-5所示?？刂破鞔鎯?chǔ)器運(yùn)算器輸出設(shè)備計(jì)算結(jié)果(輸出信息)程序、原始數(shù)據(jù)輸入設(shè)備(輸入信息)圖1-5 計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1 運(yùn)算器運(yùn)算器又稱算術(shù)邏輯單元（Arithmetic Logic Unit，ALU），是計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理的部件，也就是對(duì)二進(jìn)制數(shù)碼進(jìn)行加、減、乘、除等算術(shù)運(yùn)算，或進(jìn)行與、或、非等的基本邏輯運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)邏輯判斷。運(yùn)算器是在控制器的控制下實(shí)現(xiàn)算術(shù)邏輯運(yùn)算功能，運(yùn)算結(jié)果由控制器送到內(nèi)存中。2控制器控制器是計(jì)算機(jī)指揮和控制中心。它負(fù)責(zé)從內(nèi)存中取出指令，確定指令類型，并對(duì)指令進(jìn)行譯碼，按時(shí)間的先后順序，向計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件發(fā)出控制信號(hào)，使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)部件協(xié)調(diào)一致地工作，從而一步一步地完成各種操作?？刂破髦饕芍噶罴拇嫫?、指令譯碼器、程序計(jì)數(shù)器、時(shí)序部件、操作控制部件等部件組成。3存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的部件，用于保存程序及數(shù)據(jù)，以及運(yùn)算的結(jié)果。包括數(shù)據(jù)寄存器和地址寄存器。數(shù)據(jù)寄存器用于暫存操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果，地址寄存器用于存放需要訪問的存儲(chǔ)單元的地址。4.輸入設(shè)備輸入設(shè)備負(fù)責(zé)把用戶命令，包括程序和數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)中，是人與計(jì)算機(jī)之間對(duì)話的重要工具。文字、圖形、聲音、圖像等信息都要通過輸入設(shè)備才能被計(jì)算機(jī)接受。常見的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)等。5.輸出設(shè)備輸出設(shè)備是將計(jì)算機(jī)運(yùn)算或處理的結(jié)果轉(zhuǎn)換成用戶所需要的各種形式輸出。常見的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)等。1.2.2 軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件是各種程序和文檔的總稱，程序是人們?yōu)槭褂?jì)算機(jī)完成某向特定的任務(wù)而編寫的按一定次序排列和執(zhí)行的命令和數(shù)據(jù)的集合，文檔則是應(yīng)用各種編輯系統(tǒng)編寫的文本或帶格式的文本。計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件是指控制、管理和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備，支持應(yīng)用軟件的開發(fā)和運(yùn)行的軟件的總稱。系統(tǒng)軟件包括：操作系統(tǒng)、語言處理程序和服務(wù)程序。1操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是管理、控制和監(jiān)督計(jì)算機(jī)軟、硬件資源協(xié)調(diào)運(yùn)行的程序系統(tǒng)，由一系列具有不同控制和管理功能的程序組成，它是直接運(yùn)行在計(jì)算機(jī)硬件上的、最基本的系統(tǒng)軟件，是系統(tǒng)軟件的核心。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)發(fā)展中的產(chǎn)物，它的主要目的有兩個(gè)：一是方便用戶使用計(jì)算機(jī)，是用戶和計(jì)算機(jī)的接口。比如用戶鍵入一條簡單的命令就能自動(dòng)完成復(fù)雜的功能，這就是操作系統(tǒng)幫助的結(jié)果；二是統(tǒng)一管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的全部資源，合理組織計(jì)算機(jī)工作流程，以便充分、合理地發(fā)揮計(jì)算機(jī)的效率。有關(guān)操作系統(tǒng)的知識(shí)將在第3章做進(jìn)一步的介紹。2程序設(shè)計(jì)語言計(jì)算機(jī)語言是人們根據(jù)描述實(shí)際問題的需要而設(shè)計(jì)的、用于書寫計(jì)算機(jī)程序的語言。程序設(shè)計(jì)語言就是人們?cè)O(shè)計(jì)出來的能讓計(jì)算機(jī)讀懂并且能完成某特定事的語言。程序設(shè)計(jì)語言從低級(jí)到高級(jí)依次為機(jī)器語言、匯編語言、高級(jí)語言三類。低級(jí)語言包括機(jī)器語言和匯編語言。按照語言對(duì)機(jī)器的依賴程度，可分為：1）機(jī)器語言（Machine Language） 是以二進(jìn)制代碼形式表示的機(jī)器基本指令的集合。它的特點(diǎn)是運(yùn)算速度快，每條指令都是0和1的組合，不同計(jì)算機(jī)其機(jī)器語言不同，難閱讀，難修改，難移植。2）匯編語言(Assemble Language) 是為了解決機(jī)器語言難于理解和記憶，用易于理解和記憶的名稱和符號(hào)表示的機(jī)器指令。例如，加法指令A(yù)DD，傳送指令MOV。匯編語言雖比機(jī)器語言直觀，但基本上還是一條指令對(duì)應(yīng)一種基本操作，對(duì)同一問題編寫的程序在不同類型的機(jī)器上仍然是互不通用。匯編語言必須經(jīng)過語言處理程序（匯編程序）的翻譯才能被計(jì)算機(jī)識(shí)別。3）高級(jí)語言（High Level Language) 是人們?yōu)榱私鉀Q低級(jí)語言的不足而設(shè)計(jì)的程序設(shè)計(jì)語言。它是由一些接近于自然語言和數(shù)學(xué)語言的語句組成。易學(xué)、易用、易維護(hù)。但是由于機(jī)器硬件不能直接識(shí)別高級(jí)語言中的語句，因此必須經(jīng)過“翻譯程序”，將用高級(jí)語言編寫的程序翻譯成機(jī)器語言的程序才能執(zhí)行。一般說來用它的編程效率高，執(zhí)行速度沒有低級(jí)語言高。高級(jí)語言必須經(jīng)過語言處理程序（編譯程序等）的翻譯才能被計(jì)算機(jī)識(shí)別。目前最常用的高級(jí)語言有： C語言、C+、Java、Delphi等。除機(jī)器語言外，采用其他程序設(shè)計(jì)語言編寫的程序，計(jì)算機(jī)都不能直接識(shí)別其指令，這種程序稱為源程序，必須把源程序翻譯成等價(jià)的機(jī)器語言程序，即計(jì)算機(jī)能識(shí)別的0與1的組合，承擔(dān)翻譯工作的即為語言處理程序。語言處理程序是把源程序翻譯成與之等價(jià)的另一種語言表示的程序。其工作方法有解釋和編譯二種。如圖1-6(a)、(b) 所示。編譯程序編輯程序，解釋一條執(zhí)行一條高級(jí)語言源程序執(zhí)行結(jié)果執(zhí)行結(jié)果機(jī)器語言目標(biāo)程序高級(jí)語言源程序圖1-6(b) 解釋過程示意圖圖1-6 (a) 編譯過程示意圖3應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件是為計(jì)算機(jī)在特定領(lǐng)域中的應(yīng)用而開發(fā)的專用軟件。應(yīng)用軟件具體可分為兩類：面向問題的應(yīng)用程序，如現(xiàn)代企業(yè)管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)軟件、訂票系統(tǒng)、電話查詢系統(tǒng)、倉庫管理系統(tǒng)、旅館服務(wù)系統(tǒng)。為用戶使用而開發(fā)的各種工具軟件，如診斷程序、調(diào)試程序、編輯程序、鏈接程序、字處理軟件、圖形處理軟件、系統(tǒng)操作、維護(hù)軟件等。應(yīng)用軟件包括的范圍是極其廣泛的，可以這樣說，哪里有計(jì)算機(jī)應(yīng)用，哪里就有應(yīng)用軟件。如辦公應(yīng)用Office、WPS；平面設(shè)計(jì)PhotoShop、Illustrator、CorelDraw；視頻處理Premiere、After Effects、會(huì)聲會(huì)影；網(wǎng)站建設(shè)FrontPage、Dreamwerver；輔助設(shè)計(jì)Auto CAD；三維制作3DS Max；多媒體開發(fā)Authorware、Flash等等。1.2.3 計(jì)算機(jī)應(yīng)用1 科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算通常是指用于完成科學(xué)研究和工程技術(shù)中提出的數(shù)學(xué)問題的計(jì)算，如應(yīng)用于天氣預(yù)報(bào)、地震分析、導(dǎo)彈攔截大量的數(shù)值計(jì)算與分析等，是計(jì)算機(jī)最早的應(yīng)用領(lǐng)域。在計(jì)算機(jī)誕生初期，計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算，在彈道計(jì)算上顯示了它的巨大威力。當(dāng)時(shí)，用ENIAC計(jì)算炮彈從發(fā)射到彈道軌道40個(gè)點(diǎn)的位置只用了3秒，代替了7個(gè)小時(shí)的人工計(jì)算，速度提高了8400倍。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得各種領(lǐng)域中的計(jì)算模型日趨復(fù)雜，人工計(jì)算已無法解決這些復(fù)雜的計(jì)算問題?？茖W(xué)計(jì)算的特點(diǎn)是計(jì)算工作量大、數(shù)值變化范圍大。2 信息處理信息處理是指對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理（如分類、合并、統(tǒng)計(jì)、分析等）。使用計(jì)算機(jī)和其他輔助方式，把人們?cè)诟鞣N實(shí)踐活動(dòng)中產(chǎn)生的大量信息：文字、聲音、圖片、視頻等，按照不同的要求，及時(shí)地收集儲(chǔ)存、整理、傳輸和應(yīng)用。與科學(xué)計(jì)算不同，數(shù)據(jù)處理涉及的數(shù)據(jù)量大。信息處理也為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的管理和決策提供了新的技術(shù)手段，使辦公自動(dòng)化這一門綜合的科學(xué)技術(shù)提高到了一個(gè)新的水平。大大提高政府、企業(yè)等的辦公效率，提高領(lǐng)導(dǎo)決策水平。3 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computer Aided Design，CAD）就是用計(jì)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于計(jì)算機(jī)有快速的數(shù)值計(jì)算、較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理以及模擬的能力，輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)配有專門的計(jì)算程序用來幫助設(shè)計(jì)人員完成復(fù)雜的計(jì)算，配有專業(yè)繪圖軟件用來協(xié)助設(shè)計(jì)人員繪制設(shè)計(jì)圖紙。使CAD技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)后，不但降低了設(shè)計(jì)人員的工作量，提高了設(shè)計(jì)的速度，更重要的是提高了設(shè)計(jì)的質(zhì)量。計(jì)算機(jī)輔助制造（Computer Aided Manufacturing，CAM）是用計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的管理、控制和操作的過程。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，可以直接通過專門的加工制造設(shè)備自動(dòng)生產(chǎn)出來。使用CAM技術(shù)可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量，降低成本，縮短生產(chǎn)周期。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（Computer Integrated Manufacture System，CIMS）是指以計(jì)算機(jī)為中心的現(xiàn)代化信息技術(shù)應(yīng)用于企業(yè)管理與產(chǎn)品開發(fā)制造的新一代制造系統(tǒng)，是CAD、CAPP、CAM、CAE、CAQ（計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量管理）、PDMS（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)）、管理與決策、網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫及質(zhì)量保證系統(tǒng)等子系統(tǒng)的技術(shù)集成。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(Computer Aided Instruction，CAI)是在計(jì)算機(jī)輔助下進(jìn)行的各種教學(xué)活動(dòng)，以對(duì)話方式與學(xué)生討論教學(xué)內(nèi)容、安排教學(xué)進(jìn)程、進(jìn)行教學(xué)訓(xùn)練的方法與技術(shù)。CAI為學(xué)生提供一個(gè)良好的個(gè)人化學(xué)習(xí)環(huán)境，綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)的多媒體、超文本、人工智能及知識(shí)庫等技術(shù)，克服傳統(tǒng)教學(xué)方式單一、片面的缺點(diǎn)，能有效地縮短學(xué)習(xí)時(shí)間、提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的教學(xué)目標(biāo)。4 計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制主要應(yīng)用于飛行控制、加工控制、生產(chǎn)線控制、交通指示燈控制等。過程控制又稱實(shí)時(shí)控制，指用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集檢測數(shù)據(jù)，按最佳值迅速地對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)控制或自動(dòng)調(diào)節(jié)。利用計(jì)算機(jī)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程或裝置的運(yùn)行過程進(jìn)行狀態(tài)檢測并實(shí)施自動(dòng)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。5 多媒體技術(shù)應(yīng)用隨著電子技術(shù)特別是通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)有能力把文本、音頻、視頻、動(dòng)畫、圖形和圖像等各種媒體綜合起來，構(gòu)成一種全新的概念“多媒體”。 在醫(yī)療、教育、商業(yè)、銀行、保險(xiǎn)、行政管理、軍事、工業(yè)、廣播和出版等領(lǐng)域中，多媒體的應(yīng)用發(fā)展很快。6 電子商務(wù)等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用進(jìn)一步深入到社會(huì)的各行各業(yè)，通過高速信息網(wǎng)現(xiàn)數(shù)據(jù)與信息的查詢、高速通信服務(wù)(電子郵件、電視電話、電視會(huì)議、文檔傳輸)、電子教育、電子娛樂、電子購物(通過網(wǎng)絡(luò)選看商品、辦理購物手續(xù)、質(zhì)量投訴等)、遠(yuǎn)程醫(yī)療和會(huì)診、交通信息管理等。7 人工智能方面的研究和應(yīng)用人工智能（簡稱AI）是指計(jì)算機(jī)模擬人類某些智力行為的理論、技術(shù)和應(yīng)用。 人工智能是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)新的領(lǐng)域，這方面的研究和應(yīng)用正處于發(fā)展階段，在醫(yī)療 診斷、定理證明、語言翻譯、機(jī)器人等方面，已有了顯著的成效。例如，用計(jì)算機(jī)模擬人腦的部分功能進(jìn)行思維學(xué)習(xí)、推理、聯(lián)想和決策，使計(jì)算機(jī)具有一定“思維能力”。我國已開發(fā)成功一些中醫(yī)專家診斷系統(tǒng)，可以模擬名醫(yī)給患者診病開方。 機(jī)器人是計(jì)算機(jī)人工智能的典型例子。機(jī)器人的核心是計(jì)算機(jī)。智能機(jī)器人具有感知和理解周圍環(huán)境，使用語言、推理、規(guī)劃和操縱工具的技能，模仿人完成某些動(dòng)作。機(jī)器人不怕疲勞，精確度高，適應(yīng)力強(qiáng)，現(xiàn)已開始用于搬運(yùn)、噴漆、焊接、裝配 等工作中。機(jī)器人還能代替人在危險(xiǎn)工作中進(jìn)行繁重的勞動(dòng)，如在有放射線、污染有毒、高 溫、低溫、高壓、水下等環(huán)境中工作。1.3 計(jì)算機(jī)數(shù)制及轉(zhuǎn)換與運(yùn)算1.3.1 數(shù)制的概念數(shù)制的種類很多，但在日常生活中，人們習(xí)慣使用十進(jìn)制，所謂十進(jìn)制，就是逢十進(jìn)一。除十進(jìn)制外，有時(shí)還使用十二進(jìn)制、六十進(jìn)制，比如一打襪子為十二雙，一年等于十二個(gè)月，即逢十二進(jìn)一。一小時(shí)等于六十分，一分鐘等于六十秒，即逢六十進(jìn)一，這是六十進(jìn)制。在計(jì)算機(jī)中處理的數(shù)據(jù)是二進(jìn)制，有時(shí)為書寫方便也常用八進(jìn)制和十六進(jìn)制?；鶖?shù)：一組固定不變的不重復(fù)數(shù)字的個(gè)數(shù)。例如：二進(jìn)制數(shù)基數(shù)是2，十進(jìn)制數(shù)基數(shù)為10。位權(quán)：某個(gè)位置上的數(shù)代表的數(shù)量大小。表示此數(shù)在整個(gè)數(shù)中所占的份量(權(quán)重)。數(shù)位是指數(shù)碼在一個(gè)數(shù)中所處的位置。二進(jìn)制Binary notation：具有兩個(gè)不同的數(shù)字符號(hào)，即0和1；其基數(shù)為2；二進(jìn)制的特點(diǎn)是逢二進(jìn)一，可用B來表示二進(jìn)制。十進(jìn)制Decimal notation：具有十個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，其基數(shù)為10；十進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)是逢十進(jìn)一，可用D來表示十進(jìn)制。八進(jìn)制Octal notation：具有八個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)0、1、2、3、4、5、6、7，其基數(shù)為8；八進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)是逢八進(jìn)一，通常用Q或O表示。十六進(jìn)制Hexadecimal notation：具有十六個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，其基數(shù)為16，十六進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)是逢十六進(jìn)一，用H表示。進(jìn)位制十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制數(shù) 碼0,1,2,.,90,10,1,2,.,70,1,.,9,A,B,C,D,E,F規(guī) 則逢十進(jìn)一逢二進(jìn)一逢八進(jìn)一逢十六進(jìn)一基數(shù)R102816位 權(quán)10i2i8i16i表示形式DBQ或OH表1-2 十進(jìn)制和計(jì)算機(jī)中常用進(jìn)制 其中：i=(0,1,2,3,.,n)為數(shù)位的編號(hào)，表示數(shù)的某一數(shù)位。例如：二進(jìn)制的4位位權(quán)值為24=16，十六進(jìn)制2位位權(quán)值為162=256。每種進(jìn)制數(shù)有各自的表示形式。例如：110D為十進(jìn)制數(shù)、110B為二進(jìn)制數(shù)、110Q為八進(jìn)制數(shù)、110H為十六進(jìn)制數(shù)。1.3.2 數(shù)值之間的轉(zhuǎn)換1. 二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制按權(quán)展開后，相加即得。例如：(1101.011)2=1×23+1×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2+1×2-3=(13.375)102. 十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制整數(shù)部分：采用除2取余法，且除到商為0為止；按從下往上順序排列余數(shù)即可得到結(jié)果。先取余數(shù)低位，后取余數(shù)高位。小數(shù)部分：采用乘2取整法，直到小數(shù)部分為0或達(dá)到所要求精度為止（小數(shù)部分可能永遠(yuǎn)不會(huì)得到0），最先得到的整數(shù)排在最高位。又例，(241.43)10=（？）2，小數(shù)取4位。低位2 241 2 120 1 2 60 0 2 30 02 15 0 2 7 1 2 3 1 2 1 1 2 0 1余數(shù)0. 43× 2 0 0. 86× 21 1. 72× 2 1 1. 44× 20 0. 88高位計(jì)算結(jié)果：（241.43）10=（11110001.0110）2注：一般小數(shù)取四位，要做五位，第五位采取舍入法：有0舍1入發(fā)，恒舍發(fā)，恒置1發(fā)，列表法等來確定。3 二、八、十六進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換由于二、八、十六進(jìn)制之間存在這樣一種關(guān)系：23=8，24=16。所以，每位八進(jìn)制數(shù)相當(dāng)于3位二進(jìn)制數(shù)，每位十六進(jìn)制數(shù)相當(dāng)于4位二進(jìn)制數(shù)，在轉(zhuǎn)換時(shí)，位組劃分是以小數(shù)點(diǎn)為中心向左右兩邊延伸，中間的0不能省略，兩頭位數(shù)不足時(shí)可補(bǔ)0。例如：(24.53)8=(？)22 4 . 5 30 1 0 1 0 0. 1 0 1 0 1 1計(jì)算結(jié)果：(24.53)8=(10100.101011)2又例，(11010010110)2=( ？ )160 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 6 9 6計(jì)算結(jié)果：(11010010110)2=( 696)161.3.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算1.加法運(yùn)算運(yùn)算法則： 逢二進(jìn)一。例如， (11101)2+(10101)2= （110010）21 1 1 0 1 2 9+ 1 0 1 0 1 + 2 11 1 0 0 1 0 5 0二進(jìn)制轉(zhuǎn)換十進(jìn)制2減法運(yùn)算運(yùn)算法則：借一當(dāng)二。例如，(11001011)2-(10110110)2=(10101)21 1 0 0 1 0 1 1 2 0 3 1 0 1 1 0 1 1 0 1 8 20 0 0 1 0 1 0 1 2 1二進(jìn)制轉(zhuǎn)換十進(jìn)制1.3.4 二進(jìn)制的邏輯運(yùn)算1邏輯或運(yùn)算運(yùn)算符： “+”或“”。運(yùn)算規(guī)則如下：0+0=0 或00=00+1=1 或01=11+0=1 或10=11+1=1 或11=1例如：(110101)2 (101100)2 =(111101)21 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 12邏輯與運(yùn)算運(yùn)算符： “×”或“”。運(yùn)算規(guī)則如下：0×0=0 或00=00×1=0 或01=01×0=0 或10=01×1=1 或11=1例如：(101101)2 (110110)2 =(100100)23邏輯非運(yùn)算運(yùn)算符： “”。運(yùn)算規(guī)則如下：0的非為11的非為0例如：X=100101，則X=0110104邏輯異或運(yùn)算運(yùn)算符：“”。運(yùn)算規(guī)則如下：00=001=110=111=0例如：(110010)2(101011)2=(011001)21.4 數(shù)據(jù)信息的表示與存儲(chǔ)1.4.1數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單位計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)包括數(shù)值數(shù)據(jù)和非數(shù)值數(shù)據(jù)，數(shù)值數(shù)據(jù)是有量的大小，而非數(shù)值數(shù)據(jù)是字符、聲音、圖形以及動(dòng)畫等，所有類型的數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中都是用二進(jìn)制形式表示和存儲(chǔ)的。計(jì)算機(jī)常用的存儲(chǔ)單位有位、字節(jié)和字。位（bit）：一個(gè)二進(jìn)制位稱為比特，用b表示，是計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最小單位。一個(gè)二進(jìn)制位只能用表示0或1兩種狀態(tài)。字節(jié)（Byte）：八個(gè)二進(jìn)制位稱為字節(jié)，通常用B表示，字節(jié)是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)的基本單位。字（Word）：一個(gè)字由若干個(gè)字節(jié)組成的（通常取字節(jié)的整數(shù)倍），是計(jì)算機(jī)一次存取、加工和傳送的數(shù)據(jù)長度，也是衡量計(jì)算機(jī)精度和運(yùn)算速度的主要技術(shù)指標(biāo)，字長越長，性能越好。計(jì)算機(jī)型號(hào)不同，其字長也不同，常用的字長有8位、16位、32位和64位。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量的大小是用字節(jié)的多少來衡量，通常使用的衡量單位是B、KB、MB、GB或TB，其中B代表字節(jié)，這些衡量單位之間的換算關(guān)系如下： 1B=8bit，1KB=1024B，1MB=1024KB；1GB=1024MB；1TB=1024GB。1.4.2 小數(shù)的表示（定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)）1機(jī)器數(shù)機(jī)器數(shù)是指數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示形式；機(jī)器數(shù)真正表示的數(shù)值稱為這個(gè)機(jī)器數(shù)的真值。機(jī)器數(shù)有三個(gè)特征：1）機(jī)器數(shù)據(jù)表示的數(shù)的范圍受計(jì)算機(jī)字長的限制例如：8位字長的無符號(hào)整數(shù)的最大范圍是（11111111）2 =(255)10,運(yùn)算時(shí)如果數(shù)值超過機(jī)器所能表示的范圍，運(yùn)算就會(huì)因出錯(cuò)而終止。這種情況稱為“溢出”。2）機(jī)器數(shù)的符號(hào)位被數(shù)值化數(shù)值數(shù)據(jù)有正負(fù)之分，機(jī)器數(shù)也有正有負(fù)。在計(jì)算機(jī)中，總是用數(shù)的最高位表示數(shù)的符號(hào)，并且規(guī)定0表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù)。3）機(jī)器數(shù)的小數(shù)點(diǎn)處于約定的位置小數(shù)的表示兩種表示方法：定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)。定點(diǎn)數(shù)是指小數(shù)點(diǎn)位置固定不變；浮點(diǎn)數(shù)：允許小數(shù)點(diǎn)位置浮動(dòng)。2定點(diǎn)數(shù)的表示規(guī)定一個(gè)小數(shù)點(diǎn)固定的位置，采用把小數(shù)點(diǎn)固定在最低位的右邊或符號(hào)位的右面，即把參加運(yùn)算的數(shù)化為純整數(shù)或純小數(shù)。例如：二進(jìn)制數(shù)N可以寫成N=2p×S式中：S稱為數(shù)N的尾數(shù)；P稱為數(shù)N的階碼；2稱為階碼的底。S表示數(shù)N的全部有效數(shù)字，階碼P指明了小數(shù)點(diǎn)的位置，定點(diǎn)數(shù)的階碼P值是固定的。1) 定點(diǎn)整數(shù)的表示法P=0，而S為純整數(shù)，則小數(shù)點(diǎn)的位置定在S之后：小數(shù)點(diǎn)·。符號(hào)位尾 數(shù) S2) 定點(diǎn)小數(shù)的表示法S為純小數(shù)，小數(shù)點(diǎn)固定在符號(hào)位的右面：符號(hào)位尾 數(shù) S小數(shù)點(diǎn)·。3浮點(diǎn)數(shù)的表示浮點(diǎn)數(shù)的階碼P值不是固定的，而是可以浮動(dòng)的。這時(shí)：N=2p×S式中：階碼為可變的整數(shù)，并且可以是正數(shù)，也可以是負(fù)數(shù)；尾數(shù)S也可正、可負(fù)。通常用一位二進(jìn)制數(shù)Pf表示階碼的符號(hào)位，用一位二進(jìn)制數(shù)Sf表示尾數(shù)的符號(hào)位。浮點(diǎn)數(shù)表示法：階碼部分為定點(diǎn)整數(shù)，尾數(shù)部分為定點(diǎn)小數(shù)。Pf階碼 PSf尾數(shù) S1.4.3 原碼、反碼、補(bǔ)碼的表示數(shù)在計(jì)算機(jī)中是以二進(jìn)制形式表示的，它分為有符號(hào)數(shù)和無符號(hào)數(shù)。原碼、反碼、補(bǔ)碼都是有符號(hào)定點(diǎn)數(shù)的表示方法，一個(gè)有符號(hào)定點(diǎn)數(shù)的最高位為符號(hào)位，0表示正，1表示負(fù)。在計(jì)算機(jī)內(nèi)，定點(diǎn)數(shù)有3種表示法：原碼、反碼和補(bǔ)碼。1 原碼的表示原碼表示法是機(jī)器數(shù)的一種簡單的表示法。其符號(hào)位用0表示正號(hào)，用：表示負(fù)號(hào)，數(shù)值一般用二進(jìn)制形式表示。設(shè)有一數(shù)為X，則原碼表示可記作:X原。1）小數(shù)原碼的定義-1<X0X0X<11-XX原=2）整數(shù)原碼的定義-2n <X0X0X<2n2n-XX原=當(dāng)X=0時(shí)，+0原=00000000，0原=10000000。表示方法如下：X0，則符號(hào)位為0，其余照抄；X0，則符號(hào)位為1，其余照抄。例如，X=+1001001， X原=010010012 反碼的表示機(jī)器數(shù)的反碼可由原碼得到。如果機(jī)器數(shù)是正數(shù)，則該機(jī)器數(shù)的反碼與原碼一樣；如果機(jī)器數(shù)是負(fù)數(shù)，則該機(jī)器數(shù)的反碼是對(duì)它的原碼（符號(hào)位除外）各位取反而得到的。設(shè)有一數(shù)X，則X的反碼表示記作X反。1）小數(shù)反碼的定義1<X0X0X<12-2n-1-XX反=2）整數(shù)反碼的定義-2n <X0X0X<2n2n+1-1-XX反=當(dāng)X=0時(shí)，+0反=00000000，-0反=11111111。表示方法如下：若X0，符號(hào)位為0，其余照抄；若X0，符號(hào)位為1，其余按位取反。例如，X=+1001001， X反=010010013 補(bǔ)碼的表示機(jī)器數(shù)的補(bǔ)碼可由原碼得到。如果機(jī)器數(shù)是正數(shù)，則該機(jī)器數(shù)的補(bǔ)碼與原碼一樣；如果機(jī)器數(shù)是負(fù)數(shù)，則該機(jī)器數(shù)的補(bǔ)碼是對(duì)它的原碼（除符號(hào)位外）各位取反，并在未位加1而得到的。設(shè)有一數(shù)X，則X的補(bǔ)碼表示記作X補(bǔ)。1）小數(shù)補(bǔ)碼的定義-1<X0X0X<12+XX補(bǔ)=2）整數(shù)補(bǔ)碼的定義-2n <X0X0X<2n2n+1+XX反=0補(bǔ)碼是00000000補(bǔ)碼沒有正0與負(fù)0之分。表示方法如下：若X0，符號(hào)位為0，其余照抄； 若X0，符號(hào)位為1，其余取反后，最低位加1。例如，X=+1001001， X補(bǔ)=010010013）補(bǔ)碼的性質(zhì)X+Y補(bǔ)=X補(bǔ)+Y補(bǔ)，即兩數(shù)之和的補(bǔ)碼等于各自補(bǔ)碼的和。例如，X=+0110011，Y=-0101001，求X+Y補(bǔ)。X補(bǔ)=00110011   Y補(bǔ)=11010111X+Y補(bǔ)=X補(bǔ)+Y補(bǔ)=00110011+11010111=00001010注：因?yàn)橛?jì)算機(jī)中運(yùn)算器的位長是固定的，上述運(yùn)算中產(chǎn)生的最高位進(jìn)位將丟掉，所以結(jié)果不是 100001010，而是00001010。 x-y補(bǔ)=x補(bǔ)+-y補(bǔ)，即兩數(shù)之差的補(bǔ)碼等于被減數(shù)的補(bǔ)碼與減數(shù)相反數(shù)的補(bǔ)碼之和。例如，X=+0111001,Y=+1001101，求X-Y補(bǔ)。X補(bǔ)=00111001Y補(bǔ)=01001101 -Y補(bǔ)=10110011X-Y補(bǔ)=X補(bǔ)+-Y補(bǔ)=00111001+10110011=11101100 x補(bǔ)補(bǔ)=x原，即按求補(bǔ)的方法，對(duì)x補(bǔ)再求補(bǔ)一次，結(jié)果等于x原。4反碼的表示正數(shù)的反碼與其原碼相同；負(fù)數(shù)的反碼是對(duì)其原碼逐位取反，但符號(hào)位除外。補(bǔ)碼表示法規(guī)定：正數(shù)的補(bǔ)碼與其原碼相同；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是在其反碼的末位加1。拿單字節(jié)整數(shù)來說，無符號(hào)型，其表示范圍是0，255，總共表示了256個(gè)數(shù)據(jù)。有符號(hào)型，其表示范圍是-128，127。1.4.4 ASCII編碼字符是用來組織、控制或表示數(shù)據(jù)的字母、數(shù)字以及計(jì)算機(jī)能識(shí)別的其他符號(hào)，使用最廣泛的ASCII字符碼編碼，即美國國家標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼（American Standard Code for Information Interchange ）。如表1-3所示。b7b6b5b4b3b2b1000(0)001（1）010（2）011（3）100（4）101（5）110（6）111（7）0000（0）NULDLESP0Pp0001（1）SOHDC1!1AQaq0010（2）STXDC2“2BRbr0011（3）ETXDC3#3CScs0100（4）EOTDE4$4DTdt0101（5）ENQNAK%5EUeu0110（6）ACKSYN&6FVfv0111（7）BELETB7GWgw1000（8）BSCAN(8HXhx1001（9）HTEM)9IYiy1010（A）LFSUB*:JZjz1011（B）VTESC+;Kk1100（C）FFFS,<Ll|1101（D）CRGS-=Mm1110（E）SORS.>Mn1111（F）SIUS/?O-oDEL表1-3ASCII字符編碼ASCII碼用7位二進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)字符，排列順序?yàn)閎7b6b5b4b3b2b1，并且規(guī)定用一個(gè)字節(jié)的低7位表示字符編碼，最高位恒為0。7位二進(jìn)制數(shù)共可以表示128個(gè)字符，這些字符包括26個(gè)大寫英文字母、26個(gè)小寫英文字母、10個(gè)十進(jìn)制數(shù)字、32個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、運(yùn)算符、專用字符以及34個(gè)通用控制字符。例如：“CR”符的ASCII碼的十六進(jìn)制為“0DH”，“LF”符的ASCII碼的十六進(jìn)制為“0AH”，“SP”符的ASCII碼的十六進(jìn)制為“20H”，“9”的ASCII碼的十六進(jìn)制為“39H”，“W”的ASCII碼的十六進(jìn)制為“57H”等等。1.5 漢字信息的處理每個(gè)國家使用計(jì)算機(jī)都要處理本國語言。1980年我國頒布了信息交換用漢字編碼字符集-基本集，即國家標(biāo)準(zhǔn)GB2312-80。共收集漢字6763個(gè)，分為兩級(jí)。第一級(jí)3755個(gè)漢字，屬常用漢字，按漢字拼音字母順序排列。第二級(jí)3008個(gè)漢字，屬次常用漢字，按部首排列。1995年我國又頒布了漢字編碼擴(kuò)展規(guī)范（GBK）。GBK與GB 2312-1980國家標(biāo)準(zhǔn)所對(duì)應(yīng)的內(nèi)碼標(biāo)準(zhǔn)兼容，同時(shí)在字匯一級(jí)支持ISO/IEC10646-1和GB 13000-1的全部中、日、韓（CJK）漢字，共計(jì)20902字。1計(jì)算機(jī)處理漢字的關(guān)鍵1）首先將每個(gè)漢字以外部碼輸入計(jì)算機(jī)。2）將外部碼轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的漢字內(nèi)碼進(jìn)行存儲(chǔ)。3）將內(nèi)碼轉(zhuǎn)換成字形碼輸出。2漢字外部碼漢字外部碼又稱為漢字輸入碼，是指從鍵盤上輸入漢字時(shí)采用的編碼。目前廣泛使用的漢字輸入編碼有很多種。1）以漢字讀音為基礎(chǔ)的拼音碼，如全拼輸入法、雙拼輸入法、詞匯輸入法、智能ABC輸入法等；2）以漢字字形為基礎(chǔ)的字形碼，如五筆字型輸入法；3）音形碼，綜合拼音碼和字型碼的特點(diǎn)，如自然碼等；4）數(shù)字碼，如區(qū)位碼、電報(bào)碼、內(nèi)碼等。不同的漢字輸入方法有不同的外碼，但內(nèi)碼只能有一個(gè)。好的輸入方法應(yīng)具備規(guī)則簡單、操作方便、容易記憶、重碼率低、速度快等特點(diǎn)。3漢字國標(biāo)碼GB2312-80編碼簡稱國標(biāo)碼。由于漢字?jǐn)?shù)量大，無法用一個(gè)字節(jié)進(jìn)行編碼，因此使用兩個(gè)字節(jié)對(duì)漢字進(jìn)行編碼。規(guī)定兩個(gè)字節(jié)的最高位用來區(qū)分ASCII碼。這樣國標(biāo)碼用兩個(gè)字節(jié)的低7位對(duì)漢字進(jìn)行編碼。一個(gè)字節(jié)只能有128-34=94種狀態(tài)用于漢字編碼（34是指34種控制字符），兩個(gè)字節(jié)可以表示94×94=8836種狀態(tài)。在基本集中漢字是按規(guī)則排列成94行和94列的矩陣，形成漢字編碼表，其行號(hào)稱為區(qū)號(hào)，列號(hào)稱為位號(hào)，第一個(gè)字節(jié)表示漢字在國標(biāo)字符集中的區(qū)號(hào)，第二個(gè)字節(jié)表示漢字在國標(biāo)字符集中的位號(hào)。每一個(gè)漢字在94×94的矩陣中都有一個(gè)固定的區(qū)號(hào)和位號(hào)，即區(qū)位碼，這個(gè)碼是唯一的，不會(huì)有重碼字。把換算成十六進(jìn)制的區(qū)位碼加上2020H，就得到國標(biāo)碼。前面講過國標(biāo)碼是用兩個(gè)字節(jié)（高位為0）來表示，為便于計(jì)算機(jī)能正確區(qū)分漢字字符與英文字符，在國標(biāo)碼加上8080H（即將兩字節(jié)的最高位0都置為1，以示區(qū)別ASCII碼），就得到常用的計(jì)算機(jī)機(jī)內(nèi)碼。國標(biāo)碼是以十六進(jìn)制數(shù)字編碼，編碼范圍是從2121H（21H即為十進(jìn)制的33）到7F7FH（7FH即為十進(jìn)制的127）。因此，國標(biāo)碼=區(qū)位碼（用十六進(jìn)制表示）+2020H。例如：漢字“大”的區(qū)號(hào)為20，位號(hào)為83，即“大”的區(qū)位碼為2083（0823H）；“大”的國標(biāo)碼為2843H（0823H+2020H）,機(jī)內(nèi)碼為A8C3H（2843H+8080H）。4漢字字形碼字形碼又稱漢字字模，用于漢字的輸出。漢字的字形通常采用點(diǎn)陣的方式產(chǎn)生。漢字點(diǎn)陣有16×16點(diǎn)陣、32×32點(diǎn)陣、64×64點(diǎn)陣，點(diǎn)陣不同，漢字字形碼的長度也不同。點(diǎn)陣數(shù)越大，字形質(zhì)量越高，字形碼占用的字節(jié)數(shù)越多。如圖1-7是“國”字24×24的點(diǎn)陣字形。深色小正方形可以表示一個(gè)二進(jìn)制位的信息“1”，淺色小正方形表示二進(jìn)制位的信息“0”。圖1-7 漢字點(diǎn)陣漢字字形碼又稱為漢字輸出碼或漢字發(fā)生器的編碼。例：按32×32點(diǎn)陣存放兩級(jí)漢字的漢字庫，大約需要占用多少字節(jié)？解：32×32×6763÷8=865664B845KB大約需要845KB。各種編碼之間的關(guān)系如圖1-8所示。漢字字形數(shù)字化后，以二進(jìn)制文件的形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，構(gòu)成漢字字形庫或漢字字模庫，簡稱漢字字庫。它的作用是為漢字的輸出設(shè)備提供字形數(shù)據(jù)。漢字字形信息的存儲(chǔ)方法有兩種：整字存儲(chǔ)法、壓縮信息存儲(chǔ)法。漢字字庫分為：1）硬字庫：它將漢字庫固化在ROM或EPROM中。2）軟字庫：它將漢字庫存放在某種外存設(shè)備（如硬磁盤、軟磁盤）上。漢字國標(biāo)碼區(qū)位碼輸入顯示漢字打印漢字拼形輸入漢字機(jī)內(nèi)碼漢字字形碼拼音輸入 圖1-8 各種編碼之間的關(guān)系習(xí)題一一、選擇題1. 世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生于（）。A. 20世紀(jì)40年代 B. 19世紀(jì)C. 20世紀(jì)80年代 D. 1950年2最能準(zhǔn)確描述計(jì)算機(jī)的主要功能的是 。 A計(jì)算機(jī)可以代替人的腦力勞動(dòng) B計(jì)算機(jī)可以存儲(chǔ)大量信息 C計(jì)算機(jī)是一種信息處理機(jī) D計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高速度的計(jì)算3微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)主要取決于 。 A. RAM BCPU C顯示器 D硬盤4硬盤是計(jì)算機(jī)的· A. 中央處理器 B內(nèi)存貯器 C.外存儲(chǔ)器 D控制器5存儲(chǔ)器容量的基本單位是· A.字位 B字節(jié) C字碼 D字長6“財(cái)務(wù)管理”軟件屬于· A. 工具軟件 B系統(tǒng)軟件 C.字處理軟件 D應(yīng)用軟件7下列存儲(chǔ)器中，存取速度最慢的是 A. 軟盤 B硬盤 C光盤 D 內(nèi)存8. 計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制不是因?yàn)椋ǎ.物理上容易實(shí)現(xiàn) B.規(guī)則簡單 C.邏輯性強(qiáng) D.人們的習(xí)慣9以下十六進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算，是正確的 A. 1+9=A B1+9=B C1+9=C D1+9=1010以下字符，ASCII碼值最小的是 A A B空格 C0 Dh11. 下列說法不正確的是（）。A.數(shù)據(jù)經(jīng)過加工成為信息 B.數(shù)據(jù)指文字，符號(hào)、聲、光等    C.信息就是數(shù)據(jù)的物理表示 D.信息與數(shù)據(jù)既有區(qū)別又有聯(lián)系12. 計(jì)算機(jī)的機(jī)器語言程序是用（）表示的。A. ASCII碼 B.二進(jìn)制代碼 C.外碼 D.目標(biāo)碼二、簡答題1簡述計(jì)算機(jī)的發(fā)展史。2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是什么？3. 計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)有哪些？4簡述計(jì)算機(jī)的組成及其原理。5計(jì)算下列進(jìn)制轉(zhuǎn)換：(1023)10=( )2 (569)10=( )16(101101001)2=( )105國標(biāo)碼怎么表示？21