计算机导论-计算机的运算基础：二进制理论、数据转换、逻辑电路与模拟数据转数字化

《计算机导论-计算机的运算基础》ppt第2部分硬件层在计算机系统的位置，第4章计算机的运算基础主要讨论了计算机使用二进制的理论基础、二进制与十进制的转换、数据和指令的二进制表示以及逻辑电路的基本原理和工作原理。计算机内部是一个二进制数字世界，而真实世界的信息大多是连续的、无限的，计算机的硬件设备能处理的信息也是有限的，因此需要解决如何用有限的计算机表示无限的真实世界的问题，解决方法是数字化，将连续的信息分割成独立的片断，然后单独表示每一个片断。这样，计算机才能处理和存储这些信息。 在第4章的讨论中，首先介绍了计算机使用二进制的理论基础——数理逻辑。数理逻辑是逻辑学的一个分支，主要研究命题、命题之间的逻辑关系，以及推理的形式。通过数理逻辑，可以将现实世界的问题抽象成命题，进而进行逻辑运算和推理，这为计算机逻辑处理能力的实现奠定了基础。 其次，讨论了在日常生活中人们习惯使用十进制，而计算机内部使用二进制，因此需要进行二进制与十进制数的转换。通过将十进制数转换为二进制数，以及将二进制数转换为十进制数，可以实现不同进制数之间的相互转换，从而方便计算机进行处理和显示。 接着，讨论了任何数据必须以二进制形式存储在计算机中，各种类型的数据如何表示成二进制形式，以及指令如何表示成二进制形式。不同类型的数据（如整数、小数、字符、图形等）在计算机中有不同的二进制表示方法，而计算机的指令也需要以二进制形式进行表示和存储，以便计算机能够理解和执行。 最后，讨论了计算机具有逻辑处理能力的原因，即计算机内部具有能够实现各种逻辑功能的逻辑电路，逻辑电路的基本原理以及工作原理。逻辑电路是由多个逻辑门组合而成，逻辑门是基本的逻辑功能单元，通过不同的组合和连接，可以实现各种逻辑功能，如与、或、非等。通过对不同逻辑门的组合和连接，可以实现复杂的逻辑功能，从而实现计算机的逻辑处理能力。 另外，讨论了模拟信息和数字信息的区别。模拟信息是用连续形式表示的信息，而数字信息是用离散形式表示的数字化信息。计算机内部是一个二进制数字世界，而真实世界的信息大多是连续的、无限的，因此需要将连续的信息分割成独立的片断，然后单独表示每一个片断，这就是数字化。通过数字化，可以将真实世界的信息转化为计算机可以处理和存储的数据。 综上所述，第4章主要讨论了计算机使用二进制的理论基础、二进制与十进制的转换、数据和指令的二进制表示，以及逻辑电路的基本原理和工作原理。这些内容对于理解计算机的运算基础、实现数据的数字化以及计算机的逻辑处理能力都具有重要意义。通过学习这些知识，可以更好地理解计算机的运算原理和工作方式，为进一步学习计算机相关知识打下基础。