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