计算机基础与Visual Basic程序设计（第二版）第一章 计算机基础知识

出。 3. 熟习 4. 初步建立事件驱动面向对象程序设计的概念 。 本章要求： 第一章 计算机基础知识 算机系统的组成与工作原理 数制转换与编码 计算机程序 计算机系统的组成与工作原理 系统软件 应用软件 计算机系统分为：硬件 +软件 硬 件 软 件 计算机系统的组成 输入设备： 键盘、鼠标、扫描仪 输出设备： 显示器、打印机 外 存：软、硬盘、光盘、闪存 网络设备：网卡 、 调制解调器等 计算机系统 软件 外部设备 系统软件 应用软件 硬件 运算器 寄存器 控制器 主机 内存 机存储器 (只读存储器 (高速缓冲存储器 操作系统： 言处理程序： C、 实用程序：诊断程序、排错程序等 办公软件包、数据库管理系统 计算机硬件包括主机和外设 主机 外设 输入设备 输出设备 外存设备 网络设备 计算机系统的硬件组成 冯 二进制 程序与数据一样存放在内存 五大模块 存储器 数据流 控制流 运算器 外存储器 输 出 设 备 内存储器 输 入 设 备 控制器 处理器 处 理 器 控制器 运算 器 控制整个计算机所有部件的工作 执行算术运算和逻辑运算 存储器 存储器 是计算机存储 数据和程序 的记忆单元集合， 每个记忆单元由 8位二进制位组成，可读写其中的数据。 存储器 存储器通常分为内存储器和外存储器 存放大量信息 的外存储器 信息交流中心 内存储器 存储器 每个记忆单元由 8位二进制位组成。 110B=1024B 1210102421010242101024节 6 5 4 3 2 1 0 位 存储器的访问过程 11101101 11001101 10001101 11101101 11101001 11101101 11101101 11101101 11101101 11101101 11101101 11101101 10001101 11001101 10001101 11101101 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 地址 0001 控制 :写 数据 10000000 10000000 存储器的访问过程：向 0001单元写数据 输入设备 常用输入设备： 键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。 常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。 算机软件系统 图 1- 3 用户与计算机系统各层次之间的关系 硬 件系 统 软 件应 用 软 件输 入 信 息输 出 信 息计算机用户计算机软件（ 相对于硬件而言的，它包括计算机运行所需的各种程序、数据及其有关技术文档资料。 算机软件系统 系统软件 应用软件 操作系统 语言处理程序 实用程序 财务软件 一、系统软件 是 使用、管理、维护计算机的 最基本软件 操作系统直接与硬件接触，属于最低层的软件， 它管理和控制着硬件资源，同时为上层软件提供支持 （ 1）操作系统 程序的集合 控制与管理 计算机 硬件与软件 资源 ， 合理 组织 计算机 工作流程 以及 提供人 机界面 以方便用户使用计算机的 是 所有 软件 的 核心 操作系统的功能： 处理器管理 存储管理 文件管理 设备管理 对不同语言进行 “ 翻译 ” 的程序 计算机 只能识别机器语言 （ 0， 1代码串） 其他 用汇编语言与高级语言编写的 程序 必须“翻译 ” 为机器语言 才能 为计算机 接受 和 处理 （ 2）语言处理程序 相关的两个概念 器直接识别、执行的 程序 。 的程序。 源程序 目标程序 汇编语言、高级语言书写 用 机器语言 表示，能被机 汇编程序 编译程序 解释程序 语言处理程序可分为下面三种： 高 级 语 言源 程 序机 器 语 言目 标 程 序执 行结 果编 译 程 序( 编 译 )( 运 行 )（ a ) 编 译 过 程( 连 接 )可 执 行程 序连 接 程 序高级语言源程序执行结果解释程序( 解 释 并 执 行 )（ b ) 解 释 过 程 也称为 支撑软件 ， 是机器维护、软件开发 所必需的 软件工具 调试程序 诊断程序 连接装配程序 程序库 编辑程序 主要包括 （ 3）实用程序 是针对各类应用的专门问题而开发 的软件 例如： 财务管理软件、 图书管理软件等 2、应用软件 数制的概念 数制是用一组固定的数字符号和一套统一的规则来表示数目的方法。 如果用 称其为 制转换及编码 进位制 二进制 八进制 十进制 十六进制 规则 逢二进一 逢八进一 逢十进一 逢十六进一 基数 r = 2 r = 8 r = 10 r = 16 数符 0， 1 0,1,7 0,1,9 0,1,9,A,B,C,D,E,F 位权 2i 8i 10i 16i 下标 B Q D H 表： 计算机中常用进制数的表示 制转换及编码 a 可表示 为： 用 如 0， 1， 2， ， 示数值 基数 权 数码 102+7 101+8 100 +3 10 10不同进位计数制间的转换 r 进制转化成十进制 r 进制转化成十进制：数码乘以各自的权的累加 例： 10101(B)=24+22+1=21 )=22+1+201(O)=82+1=65 71(O)=78+1=5 101A(H)=163+16+10 4106 进制表示符号 B 二进制 十进制转化成 r 进制 整数部分：除以 到商为 0，余数从右到左排列。 小数部分：乘以 数从左到右排列。 100(D)=144(O)=64(H) 例 )=) 2 100 2 50 2 25 2 12 2 6 2 3 2 1 0 0 0 1 0 0 1 1 进制 100 8 12 8 1 8 0 4 4 1 100 16 6 0 4 6 16 十六进制 64(H)=0110 0100(B) 6 4 144(O)=001 100 100(B) 1 4 4 1 101 101 01(B)= ) 1 5 5 6 6 5 11 0110 1(B)=) 3 6 F D 4 一位八进 制数对应三位二进制数 一位 十六进制数对应四位二进制数 二进制转化成八 (十六 )进制 ) 整数部分：从右向左按三 (四 )位进行分组 小数部分：从左向右按三 (四 )位进行分组 不足补零 八进制 对应二进制 十六进制 对应二进制 十六进制 对应二进制 0 000 0 0000 8 1000 1 001 1 0001 9 1001 2 010 2 0010 A 1010 3 011 3 0011 B 1011 4 100 4 0100 C 1100 5 101 5 0101 D 1101 6 110 6 0110 E 1110 7 111 7 0111 F 1111 数据在计算机中的表示 二进制优点 ： 物理上容易实现，运算简单，可靠性、通用性强 数值 十二进制转换 西文 A S C I I 码 汉字 输入码机内码转换 声音、图像 模数转换 二十进制转换 西文字形码 汉字字形码 数模转换 内存 输入设备 输出设备 数值 西文 汉字 声音 、 图像 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 符号位 “ 0”表示正 、 “ 1”表示负 定点整数 符号数的机器数表示 1 0 1 0 1 1 0 0 S 小数点 无符号位 S 小数点 定点小数 浮点数表示 )=2+10=22+11 阶码 数符 阶符 尾数 11 0 0 110011 N= 数符 尾数 2阶符 阶码 尾数的位数决定数的精度 阶码的位数决定数的范围 规格化的形式：尾数的绝对值大于等于 ，从而唯一地规定了小数点的位置。 定点整数 定点小数 (3)补码 0X 1|X| 0=X X=0 +7： 00000111 +0： 00000000 - 7： 10000111 - 0： 10000000 X原 = +7： 00000111 +0： 00000000 0X 1|X| 0=X X=0 0X 1|X|+1 0=X X=0 +7： 00000111 +0： 00000000 11111000 - 0： 11111111 - 7： 11111001 - 0： 00000000 (2)反码 X反 = X反 = 带符号数的表示 假定一个数在机器中占用 8位。 (1) 原码 字符 西文字符 128个常用字符， 用 7位二进制编码 ，从 0到 127 控制字符： 0 32， 127；普通字符： 94个。 例如：“ a”字符的编码为 1100001，对应的十进制数是 97； 换行 0 10 回车 0 13 空格 20H 32 0 9 30H 39H 48 57 A Z 41H 5 65 90 a z 61H 7 97 122 汉字编码 (1) 汉字输入码 音码类 全拼、双拼、微软拼音、 自然码和智能 形码类 五笔字型法、郑码输入法等 。 (2) 汉字国标码 (80) 每个汉字占两个字节。 一级汉字： 3755个；二级汉字： 3008个。 汉字分区，每个区 94个汉字。 (3)机内码 汉字在设备或信息处理系统内部最基本的表达形式。 汉字 国标码 汉字内码 中 8680(01010110 01010000)B (11010110 11010000)B 华 5942(00111011 00101010)B (10111011 10101010)B 区号 区中位置 汉字字形编码 (4) 汉字字形码 点阵： 汉字字形点阵的代码 有 16 16、 24 24、 32 32、 48 48等 编码、存储方式简单、无需转换直接输出 放大后产生的效果差 矢量： 存储的是描述汉字字形的轮廓特征 矢量方式特点正好与点阵相反 （ 5） 汉字地址码 每个汉字字形码在汉字字库中的相对位移地址 地址码和机内码要有简明的对应转换关系 组 平面 行 字位 最高位为 0 基本多文种平面（ 0组 0平面，包含字母、音节及表意文字等。 例如： A 41H( 00000041H( 大 3473H( 00005927H(6) 其他汉字编码 国际标准： 通用多八位编码字符集 世界各种文字 的统一的编码方案，一个字符占 4个字节。分为： 其他汉字编码 另一国际标准：采用双字节编码统一地表示世界上的主要文字。 其字符集内容与 2字节表示一个汉字 第一字节从 81H高位为 1； 第二字节从 40H二字节的最高位不一定是 1。 台湾、香港地区普遍使用的一种繁体汉字的编码标准，包括 440个符号，一级汉字 5 401个、二级汉字 7 652个，共计 13 060个汉字。 39 数据存储的单位 位（ 位（ 存放一位二进制数，即 0或 1，是计算机中最小的存储单位。 字节（ 字节一般简记为 B，由 8个二进制位组成一个字节，即 1B=8计算机中最常用的单位。 存储容量的度量单位 千字节（ 1210B 1 024B 兆字节（ 1220B 1 024 千兆字节（ 1230B 1 024 太字节，万亿字节（ 1240B 1 024 拍字节，千万亿字节（ 1250B 1 024 艾字节，百亿亿字节（ 1260B 1 024 泽字节，十万亿亿字节（ 11 024 尧字节，一亿亿亿字节（ 11 024 一千亿亿亿字节（ 11 024算机程序 指令是能被计算机识别并执行的的二进制代码 ， 完成一种操作 。 操作码 操作数 指令 结构 操作码 要完成的操作类型或性质 操作数 操作的内容或所在的地址 程序 用某种计算机程序设计语言表示的指令序列。 计算机基本工作原理 指令的执行过程分为以下 4个步骤： 取指令 按照指令计数器中的地址 ， 从内存储器中取出指令 ， 并送往指令寄存器 。 分析指令 对指令寄存器中存放的指令进行分析 ， 由译码器对操作码进行译码 ， 将指令的操作码转换成相应的控制电位信号；由地址码确定操作数地址 。 执行指令 由操作控制线路发出完成该操作所需要的一系列控制信息 ， 去完成该指令所要求的操作 。 一