计算机信息处理

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   计算机之所以能成为强有力的信息处理工具,在现代社会中起着极其重要的作用,是它本身所具有的卓越特性决定的。电子计算机集接受信息、记忆信息、处理信息、输出信息等功能为一体,确切他说,电子计算机就是电子元件构成的多用途现代信息处理机。
   计算机处理信息的过程
    电子计算机模拟和代替部分脑力劳动。尽管它有着很强的能力,但是,它只是根据人们的意志去工作,按照人们事先编好的程序自动、高速地进行信息加工的。电子计算机处理信息的过程,是人们日常处理问题惯用的方法和规则的归纳与提高。以计算“30-4*6”为例说明计算机的工作过程:
1.将事先编排的计算步骤和原始数据(算式、命令等)由输入设备输入存储器。
2.按计算步骤由控制器指挥有关部件完成规定的操作:
(1)先进行乘法运算,从存储器中取出数据4和6送到运算器,进行乘法运算,得到积数24;
(2)把中间结果24存放到存储器中;
(3)再进行减法运算,从存储器中取出被减数30和减数24送到运算器,进行减法运算,得到结果6;
(4)把运算器中的结果6送到存储器。
3.把存储器中的最后结果送到输出设备(如显示器或打印机)上,显示或打印出答案。

      从上述过程的分析中可以清楚地看到,计算机各基本组成部分的功能及相互之间的关系:由控制器根据人们编制的程序指挥其它各部分协同工作;运算器承担具体计算任务;存储器犹如仓库,存放数据和指令;输入设备将一系列指令和数据送到内部存储器;输出设备则把结果通过一定方式传递出来(如显示、打印、绘制图形等),整个系统是一个非常精巧和协调的有机整体。
      计算机处理信息的顺序也可归纳为:输入--处理--输出。
      信息的表现形式是多种多样的,计算机信息处理过程的范例不胜枚举,它不只限于算术运算处理,在语言、文字、声音、图象等信息的处理方面都得到了长足的发展。
    计算机中的信息表示
      数字、字符、汉字和程序等所有信息在电子计算机内部的存储、处理和传送,都采用二进制代码表示。
    1.二进制数
    在日常生活中计数多采用“十进制”。十进制用“ 0-9”十个数码,根据“逢十进一”的原则进行计数。而计算机中使用的是二进制数,并以此作为计算机传递信息的“语言”。
      首先,用二进制数比较方便。只用数码“0”和“1”来表示,按照“逢二进一”的原则计数(二进制和十进制数对应关系如表1.2.1所示)。电子计算机中大量采用电子元件,在这些元件中两种状态最容易实现,如电路的通与断,脉冲的有和无,电位的高与低等。这两种状态也最稳定,又容易实现对电路本身的控制。一个具有两种不同的稳定状态并能相互转换的器件,就可以用二进制数来表示。在电学中用两种稳定的状态来表示“0”和“1”的东西很多,例如利用电子元件具有的双稳态工作特性,可以将电路的断代表“0”,电路的通代表“1”;又如电灯灭表示“0”,电灯亮表示“1”等。如果不用“二进制”而采用“十进制”,就需要找出具有十种稳定状态的电子元件,这样的元件寻找起来是比较困难的,所以“二进制数”在电子元件中的表示是最容易实现的。

表1二进制数和十进制数换算对照表

二进制

十进制 二进制 十进制 二进制 十进制 二进制 十进制
0000 0 0011 3 0110 6 1001 9
0001 1 0100 4 0111 7 1010 10
0010 2 0101 5 1000 8 1011 11

    采用“二进制数”的算术运算也比较简单,制造成本更经济。二进制的加法运算和乘法运算公式都各有四条规则:加法有0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10;乘法有0*0=0,0*1=0, 1*0=0, 1*1=1,而十进制的加法和乘法运算公式从0+0开始到9+9,从0*0开始到9*9各需规则100条。


    2.二进制代码
      电子计算机中的数是用二进制表示的,在计算机中也采用二进制代码表示字母、数字字符、各种各样的符号、汉字等。在处理信息的过程中,可将若干位的二进制代码组合起来表示各种各样的信息。但由于二进制数不直观,人们在计算机上实际操作时,输入、输出的数使用十进制,而具体转换成二进制编码的工作则由计算机软件系统自动完成。
      字母和各种字符在计算机中的传输普遍采用Ascll码(American Standard Code For lnformation lnterchange),即美国标准信息交换码,它用了7位二进制数来表达字母和各种常用字符(见附录)。
      对于汉字信息的表示比较复杂,我国有汉字几万个,常用的汉字也有7000多个,为了统一,我国制定了汉字编码标准,规定了一、二级汉字共6763个,用两个字节(16位二进制代码)来表示一个汉字。

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