第二章 计算机基础 普通高等教育 “ 十一五 ” 国家级规划教材 全 国 高 等 医 药 院 校 药 学 类 规 划 教 材 大学计算机基础.

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1 第二章 计算机基础 普通高等教育 “ 十一五 ” 国家级规划教材 全 国 高 等 医 药 院 校 药 学 类 规 划 教 材 大学计算机基础

2 第一节 计算机的运算基础 目 录目 录目 录目 录 第二节 第二节 进位计数制及其转换 第三节 第三节 计算机数据编码 第四节 第四节 计算机程序编码 沈阳药科大学计算计教研室沈阳药科大学计算计教研室 沈阳药科大学计算计教研室沈阳药科大学计算计教研室

3 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 第一节计算机的运算基础

4 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 问题的提出 日常生活中，人们 都十分熟悉十进制的 数值运算，对十进制 的数值表示自然从小 就逐渐熟悉起来。 十进制 运算就是 人们日常计算的基础。 计算的基础 现代计算机中则是 用二进制（ Binary digit ）的位（ bit ） 来表达、操作和记 录各种信息的。 所以 二进制 的运 算就成了计算机的 重要基础之一。 人类计算 计算机计算

5 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 一、为什么要用二进制 之所以用二进制是因为计算机中的主要部 件都是数字集成电路，这些电路中的各 种元件大都具有两种稳定状态。 比如：门电路的开 / 关、二极管和三极管 的导通 / 截止、电压的高 / 低等。 这两种状态正好可以用来描述二进制的 “0” 和 “1” 。 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学

6 二进制的优点 1234 便于传输 运算简单 逻辑性好 简化电路

7 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 二、数据单位 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学  位是计算机中表示 数据的最小单位， 简写为 “b” ，表示二 进制数中的一位。  一个二进制位只能 存放二进制数 “0” 或 “1” ，即只能表示两 种状态。 数据单位  字节是计算机处理 数据的基本单位， 简写为 “B” 。  一个字节由 8 个二 进制位组成，即 1B = 8b 。  常用的数据单位还 有 KB 、 MB 、 GB 、 TB 等。 位 (bit 比特 ) 字节 (Byte 拜特 )

8 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 各单位之间的换算关系 1KB = 2 10 B 1MB = 2 10 KB = 2 20 B 1GB = 2 10 MB = 2 20 KB = 2 30 B 1TB = 2 10 GB = 2 20 MB = 2 30 KB = 2 40 B 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学

9 三、数值信息表示 计算机中的数值信息通常是用来进行数值 计算的。 数值计算涉及到的数据类型常见的有 整数、纯小数和实数，一般可分为： 定点数 与 浮点数 122.45= (0.12245) X 10 3 = （尾数） X 基数 阶码 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学

10 四、二进制运算规则 1. 算术运算规则 加法规则：减法规则： 0+0=00 － 0=0 0+1=10 － 1=1 1+0=11 － 0=1 1+1=01 － 1=0 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学

11 2. 逻辑运算规则 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学

12 第二节进位计数制及其转换 10 16 8 2 ?

13 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 （一）十进制数转换为二进制数 1. 整数转换 例如 将（ 77 ） 10 转换成二进制数。 按 “ 除 2 取余 ” 法转换如下： 2 | 77 (1 低位 2 | 38 (0 2 | 19 (1 2 | 9 (1 2 | 4 (0 2 | 2 (0 2 | 1 (1 高位 0 （ 77 ） 10 ＝（ 1001101 ） 2 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 “ 短除法 ” 除 2 取余，自下而上书写

14 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 2. 小数的转换 例如将 (0.55) 10 转换为二进制小数。 按 “ 乘 2 取整 ” 法进行如下： 0.55 × 2 (1).10 高位 × 2 (0).20 × 2 (0).40 × 2 (0).80 × 2 (1).60 × 2 (1).20 低位 （ 0.55 ） 10 ＝（ 0.100011 ） 2 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 乘 2 取整，自上而下书写 说明：二进制小数不能准确表 示所有十进制小数，所以转化 结果是近似值。在各种进制转 换中普遍存在这类现象。

15 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 3. 实数转换 例如将（ 77.55 ） 10 转换成二进制数。 （ 1 ）整数部分转换： （ 77 ） 10 ＝（ 1001101 ） （ 2 ）小数部分转换： （ 0.55 ） 10 ＝（ 0.100011 ） 2 （ 3 ）合并结果： （ 77.55 ） 10 ＝（ 1001101.100011 ） 2 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 拆分合并法

16 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 （二）十进制数转换为八进制和十六进制数 转换的法则同前，只要将基数 “2” 换成 “8” 或 “16” 即可。 整数部分按 “ 除 8 取余 ” 或 “ 除 16 取余 ” 的原则进行转换， 小数部分按 “ 乘 8 取整 ” 或 “ 乘 16 取整 ” 的原则进行转换 。 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 说明：十六进制数共有 0—15 这 16 个 数组成，其中 10—15 分别用字母 A 、 B 、 C 、 D 、 E 、 F 表示。

17 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 （三） N 进制数转换为十进制数 例如 将 (1011.11) 2 转换成十进制数。 (1011.11) 2 ＝ 1×2 3 ＋ 0 ＋ 1×2 1 ＋ 1×2 0 ＋ 1×2 -1 ＋ 1×2 -2 ＝ （ 8 ＋ 2 ＋ 1 ＋ 0.5 ＋ 0.25 ） 10 ＝（ 11.75 ） 10 例如 将（ 317 ） 8 转换成十进制数。 （ 317 ） 8 =3×8 2 ＋ 1×8 1 ＋ 7×8 0 ＝（ 207 ） 10 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学

18 （四）二进制、八进制、十六进制之间的互换 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 八进制 01234567 二进制 000001010011100101110111 十六进制 01234567 二进制 00000001001000110100010101100111 十六进制 89ABCDEF 二进制 10001001101010111100110111101111

19 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 第三节计算机数据编码 文字 声音 图形 图像

20 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 一、字符编码 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 ASCII 码键盘 ASCII 码键盘 ASCII 码键盘 ASCII 码键盘 27ESC32SPACE33!34" 35#36$37%38& 39'40(41)42* 43+44'45-46. 47/ 480 491502 513524535546 55756857958: 59;60<61=62> 63?64@65A66B 67C68D69E70F 71G72H73I74J 75K76L77M78N 79O80P81Q82R 83S84T85U86V 87W88X89Y90Z 91[92\93]94^ 95_96`97a98b 99c100D101e102f 103g104H105i106j 107k108L109m110n 111o112P113q114r 115s116T117u118v 119w120X121y122z 123{124|125}126~

21 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 二、汉字编码 1 、基本集 GB 2312-80 收入汉字信息交换用的基本图形字符，采用一 字一码的原则，具体包括：一般符号，序号，数字 ，拉丁字母，日文假名，希腊字母，俄文字母，汉 语拼音符号，汉语注音字母及简化汉字 6763 个，分 为一级汉字 3755 个，二级汉字 3008 个。总计 7445 个图形字符。 2 、其他五个辅助汉字集 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学

22 3. 汉字内部码（机内码） 4. 汉字外码（输入码） 按汉字的排列顺序形成的编码（流水码）：如区位码； 按汉字的读音形成的编码（音码）：如全拼、简拼、双拼等； 按汉字的字形形成的编码（形码）：如五笔字型、郑码等； 按汉字的音、形结合形成的编码（音形码）：如自然码、智能 ABC 。 输入码在计算机中必须转换成机内码，才能进行存储和处理。 5. 汉字字形码（打印码） 6.GB 18030-2000 GB 18030-2005 收录了 70244 个汉字。 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学

23 三、多媒体信息编码 （一）声音编码 一种方法是按照固定的时间间隔对声波的振幅进行采 样，并记录所得到的值序列。 另一种编码系统称为乐器数字化接口 MIDI 。 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学

24 （二）图像编码 1. 位图技术 将图像看成是点的集合，每个点称为一 个像素。 2. 矢量技术 将图像表示为一组直线或曲线的集合。 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学

25 （三）视频编码 所谓视频信息简单地说就是动态的 图像 。 同音频一样，视频也可以分为模拟视频和数字视频两 种。 模拟视频指在时间和空间上都是连续的信号，如标准 广播电视信号；数字视频是指在一段时间内，以一 定的速率对模拟视频进行捕获，并加以采样、量化 等处理后所得到的媒体数据。 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学

26 第四节 计算机程序编码 程序流程 伪代码 计算机解决问题 的基本方案 计算机 语言 程序代码

27 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 一、 计算机语言 计算机语言是用于人与计算机之间通讯的语言。 计算 A=15+10 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 机器语言 10110000 00001111 00101100 00001010 11110100 汇编语言 MOV A, 15 ADD A, 10 HLT 高级语言 A = 15 + 10 Print A END

28 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 Java 二、常用的计算机高级语言 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学 BASIC HTMLXML CC++C# JavaScript

29 三、计算机程序编码方法 从简单到复杂，从小到大，从低级到高级是人类认识 世界的过程，程序设计也是一样。 从在纸带机上敲打 0 和 1 到汇编 到结构化程序设计 到面向对象设计 ( OOP, Object-oriented programming ) 到面向主体设计 ( AOP, Agent-oriented programming ) 大学计算机基础 —— 沈阳药科大学

30 沈阳药科大学计算机教研室