计算机基础知识

第一节 (暂无)

第二节 总线结构

按照总线上传输信息的不同,总线可以分为数据总线(DB),地址总线(AB)和控制总线(CB)三种:

数据总线:用来传送数据信息,它主要连接了CPU与各个部件,是他们交换信息的通路。

地址总线:用来传送地址信息,CPU通过地址总线传送中的地址信息访问存储器,通常是单向的。

控制总线:用来控制信号,以协调各部之间的操作。

第三节 计算机软件

系统软件

应用软件

第四节 计算机语言

低级语言

汇编语言

高级语言

编译型语言(C/C++,Pascal/Object Pascal(Delphi))

解释型语言(Asp,java,C#,PHP,javaScript,VBScript等)

面向过程:自顶向下逐步求精,最重要的是模块化的思想方法

面向对象:把事物抽象成类,在实例化成对象,对象包括属性与行为

现有面向过程再有面向对象

Fortran是第一个高级语言,Smalltalk是第一个支持面向对象的语言

第五节 计算机的数制

计算机进制与转换

一、常见的进制

1. 十进制(Decimal)

- 基数为10,使用0~9十个数字。

- 示例:123.45 = 1×10² + 2×10¹ + 3×10⁰ + 4×10⁻¹ + 5×10⁻²

2. 二进制(Binary)

- 基数为2,使用0和1两个数字。

- 计算机内部使用二进制,因为二进制状态(0和1)易于用物理设备表示(如开和关,高电平和低电平)。

- 示例:101.11(二进制) = 1×2² + 0×2¹ + 1×2⁰ + 1×2⁻¹ + 1×2⁻² = 5.75(十进制)

3. 八进制(Octal)

- 基数为8,使用0~7八个数字。

- 示例:123.4(八进制) = 1×8² + 2×8¹ + 3×8⁰ + 4×8⁻¹ = 83.5(十进制)

4. 十六进制(Hexadecimal)

- 基数为16,使用0~9和A~F(或a~f)表示,其中A=10,B=11,C=12,D=13,E=14,F=15。

- 在计算机中常用于简化二进制表示(因为与二进制转换方便)。

- 示例:1A.8(十六进制) = 1×16¹ + 10×16⁰ + 8×16⁻¹ = 26.5(十进制)

二、为什么计算机使用二进制?

- 物理实现容易:只需要两种稳定状态的物理器件(如开关、电压的高低),抗干扰能力强。

- 运算规则简单:二进制的加、减、乘、除等运算规则比十进制简单得多,容易用数字电路实现。

- 逻辑运算方便:可以方便地用二进制数的位来表示逻辑真和假,进行逻辑运算。

三、进制转换

1. 其他进制转十进制(按权展开)

- 公式:将一个进制数按权展开相加,权重为基数的幂次(从个位开始,整数部分为0次幂,向左递增;小数部分为负幂次,向右递减)。

- 示例

- 二进制数 1011.101 → 1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 1×2⁰ + 1×2⁻¹ + 0×2⁻² + 1×2⁻³ = 11.625(十进制)

- 八进制数 57.6 → 5×8¹ + 7×8⁰ + 6×8⁻¹ = 47.75(十进制)

- 十六进制数 2F.8 → 2×16¹ + 15×16⁰ + 8×16⁻¹ = 47.5(十进制)

2. 十进制转其他进制

- 整数部分:除基取余法(从下往上取余数)

步骤:用十进制数不断除以目标基数,直到商为0,余数从下往上排列。

- 小数部分:乘基取整法(从上往下取整数部分)

步骤:用十进制小数部分不断乘以目标基数,直到积的小数部分为0或达到所需精度,每次取乘积的整数部分,从上往下排列。

- 示例

- 将十进制数 25.375 转换为二进制:

- 整数部分25:25 ÷ 2 = 12 余1 ↑

12 ÷ 2 = 6 余0 ↑

6 ÷ 2 = 3 余0 ↑

3 ÷ 2 = 1 余1 ↑

1 ÷ 2 = 0 余1 ↑ 所以整数部分为 11001

- 小数部分0.375:0.375 × 2 = 0.75 → 整数部分0

0.75 × 2 = 1.5 → 整数部分1

0.5 × 2 = 1.0 → 整数部分1 所以小数部分为 .011

- 因此 25.375 = 11001.011(二进制)

- 将十进制数 100 转换为十六进制:

100 ÷ 16 = 6 余4(低位)

6 ÷ 16 = 0 余6(高位) 因此为 64(十六进制)

3. 二进制与八进制、十六进制的转换

- 二进制转八进制:将二进制数从小数点开始,分别向左(整数部分)和向右(小数部分)每3位一组分组,不足3位的用0补齐,然后每组二进制数转换为对应的八进制数。

- 示例:11010111.1101(二进制)

整数部分:分组(011, 010, 111)注意:最高位补0 → 3,2,7 → 327(八进制)

小数部分:分组(110, 100)最低位补0 → 6,4 → .64(八进制)

所以整体为 327.64(八进制)

- 八进制转二进制:将每一位八进制数转换为3位二进制数(不足3位在高位补0),然后拼接起来。

- 示例:65.4(八进制)→ 6→110, 5→101, 4→100 → 110101.100(二进制)

- 二进制转十六进制:每4位一组分组。

- 示例:11101011.101101(二进制)

整数部分:分组(1110, 1011)→ E, B → EB(十六进制)

小数部分:分组(1011, 0100)注意:最低位补0 → B, 4 → .B4(十六进制)

所以整体为 EB.B4(十六进制)

- 十六进制转二进制:将每一位十六进制数转换为4位二进制数,然后拼接。

- 示例:A3.5C(十六进制)→ A→1010, 3→0011, 5→0101, C→1100 → 10100011.01011100(二进制)

二进制与十进制:

十进制:我们平时使用的0~9;

二进制:计算机的0~2;

四、小结

- 计算机使用二进制作为基础。

- 理解不同进制的表示方法(权值)。

- 掌握不同进制之间的转换方法:

- 其他进制转十进制:按权展开。

- 十进制转其他进制:整数部分除基取余,小数部分乘基取整。

- 二进制与八进制、十六进制之间的快速转换:分组法。

信息编码

什么是信息?

信息就是计算机能理解的各种数据

例子:文字,数字,图片,声音