第一节 数制与编码 第二节 计算机的基本组成电路 第三节 存储器 第二章 计算机基础知识 返回总目录 计算机的基础知识全文共36页，当前为第1页。 第2章 计算机基础知识 教学目的：了解计算机中所用数制码制,计算机的基本组成电路和存储器的概念。 教学重点：单片机中存储单元和存储单元地址的概念及存储器的寻址原理。 计算机的基础知识全文共36页，当前为第2页。 计算机只识别和处理数字信息，数字是以二进制数的形式表示的。它易于物理实现，同时，资料存储、传送和处理简单可靠；运算规则简单，使逻辑电路的设计、分析、综合方便，使计算器具有逻辑性。 一、数制 1、常用数制 （1.）十进制数： 1985 = 1000+900+80+5 = 1×103+9×102+8×101+5×100 特点：有0 ~ 9 十个不同的符号。 逢十进一。 一般用下脚标 D 表示，如 1985D ,或无下脚标。 计算机的基础知识全文共36页，当前为第3页。 （ 2.）二进制数： 特点：有0，1两个不同的符号。 逢二进一。二进制数的下脚标为B 例如：对于整数， 1001B=1×23+0×22+0×21+1×20 = 9D 对于小数， 0.101B = 1×2-1 + 0×2-2 + 1×2-3 = 0.625D 二进制数每一位的权是：以小数点分界， …..24 , 23 , 22 , 2 1, 2 0 . 2 -1, 2 -2, 2 - 3, …… 计算机的基础知识全文共36页，当前为第4页。 （ 3.）十六进制数： 有0~ 9 ，A,B,C,D,E,F 共十六个不同的符号。 逢十六进位。用下脚标 "H" 表示十六进制数。 例：327 H = 3×162+2×161+7×160 = 807D 3AB . 11H = 3×162+A×161+B×160+1×161+1×16-2 =939 . 0664 D 计算机的基础知识全文共36页，当前为第5页。 2、数制的转换 （1.）二进制转换为十进制数 方法: 按权展开。 111.101B =1×22+1×2 1+1×2 0 +1× 2 -1 +0× 2 -2 +1× 2 –3 =4+2+1+0.5+0.125 =7.625D （2.）十进制数转换为二进制数 方法： 整数部分除二取余，小数部分乘二取整 计算机的基础知识全文共36页，当前为第6页。 45 余数 22 1 11 0 5 1 2 1 1 0 0 1 2 2 2 2 2 2 即 45 = （101101）2 例1、将十进制数45转换成二进制数。 计算机的基础知识全文共36页，当前为第7页。 例2：十进制小数部分的转换: 乘二取整 0.6875 × 2 最高位 取 1 1.3750 0.375 × 2 取 0 0.750 × 2 取 1 1. 50 0.5 × 2 最低位 取 1 1. 0 从上至下写成从左至右 1011 0.6875D = 0. B 计算机的基础知识全文共36页，当前为第8页。 二进制数转换成八进制数与上述类似。 （ 3.）十六进制数与二进制数之间的转换: 十六进制数转换为二进制： 9 A B . 7 C 5 H 1001 1010 1011 . 0111 1100 0101B 二进制数转换十六进制数: 0001 1011 1110 0011 . 1001 0111 1000B 1 B E 3 . 9 7 8H 计算机的基础知识全文共36页，当前为第9页。 4）十、二、十六进制数的比较 十进制：日常生活中常用，但在电子线路中难以实现 二进制：日常生活中常用，但由于它每一位只有0或1少两 个数码，刚好与电路中的高低电平对应(见注),因 此二进制数在电路中易于实现。 十六进制：在计算机领域中常用。 计算机的基础知识全文共36页，当前为第10页。 二、数码 1、机器数与真值 机器只认识二进制数：0、1。 这是因为，电路状态常常有两种情况， 如：电路的通、断； 高电平、低电平；可用0、1表示。 在机器中，这种0、1、0、1的表现形式称为机器数。 机器数分为无符号数、带符号数。 无符号数如：00000001、10010011、01010010、 …… 等等，范围：00H ~ FFH。 有符号数如：+1010110B、-1101001B、等等 01010110B、 11101001B 计算机的基础知识全文共36页，当前为第11页。 2、机器数的编码及运算 对带符号数而言，有原码、反码、补码之分，计算机内一般使用补码。 （1）原码 将数"数码化"，原数前"+"用0表示，原数前"-"用1表示，数值部分为该数本身，这样的机器数叫原码。 设X——原数；则[X]原 = X（X0） [X]原 = 2n-1 – X （X0），n为字长的位数。 如，[+3]原 = 000000
计算机的基础知识涵盖了许多核心概念，这些概念构成了现代信息技术的基础。我们来深入理解数制与编码。
数制是表示数字的方式，常见的有十进制、二进制和十六进制。十进制是我们日常生活最常用的，有0到9这十个符号，每次进位是10的倍数。二进制则是计算机的基础，仅有0和1两个符号，每次进位是2的倍数。它的简单性使得在电子设备中易于实现，因为0和1可以对应电路的开和关状态。十六进制是为简化二进制表示而设计的，使用0到9以及A到F这十六个符号，每进一位是16的倍数。转换数制通常采用按权展开或特定的算法，比如二进制转十进制可以通过按权相加，十进制转二进制则通过除二取余法。
编码在计算机中至关重要，因为它涉及到如何用二进制表示各种数据和指令。机器数是计算机内部处理的数字形式，可以是有符号或无符号的。有符号数有多种表示方式，如原码、反码和补码。原码直接表示数字的正负，但正数和负数的表示方式相同，可能导致混淆；反码用于表示负数，正数不变，负数除符号位外其余位按位取反；补码是目前计算机中最常用的方法，它不仅表示正负，还能方便地进行加减运算，其中负数的补码是其原码除了符号位外的所有位按位取反再加1。
计算机的基本组成电路包括逻辑门、组合逻辑电路和时序逻辑电路等，它们共同实现了数字信号的处理。逻辑门是基础，如AND、OR、NOT等，它们执行基本的逻辑运算。这些门电路可以组合起来实现更复杂的逻辑功能，如加法器、比较器等。时序逻辑电路则涉及计数器、寄存器等，它们能记住和改变状态，形成存储和处理信息的基础。
存储器是计算机内存的关键部分，负责临时存储数据和程序。存储器分为内存（RAM）和外存（ROM、硬盘等）。内存是随机访问的，数据可读可写，但断电后数据会丢失；外存通常容量大且非易失，即使断电数据也能保持。存储器的每个位置都有一个唯一的地址，通过地址来访问和操作存储的数据。在单片机中，理解和掌握存储单元地址的概念以及存储器寻址原理是十分重要的。
这些基础知识是理解计算机工作原理的基础，无论是硬件设计还是软件开发，都需要对这些概念有深入的了解。学习和掌握这些知识，能够帮助我们更好地与计算机沟通，解决问题，从而在IT行业中发挥更大的作用。
