第2章 微型计算机基础知识.ppt

第二章 微型计算机基础知识,任课教师:刘忠国电话:18764171197 Tel:84192Email: liuzhgsdu.edu.cn网站：http:/www.gxwmcu.com/ http:/course.sdu.edu.cn/G2S/stcmcu.cckeil vision软件下载及指导手册(Helpvision Help) http:/www.keil.com/,2,第二章 微型计算机基础知识本章学习目标：掌握微型计算机中的数制及其编码 掌握布尔代数和常见逻辑电路 了解微型计算机的常用技术术语和技术,00:05,3,第二章 微型计算机基础知识,2.1 微型机中的数制及其编码2.1.1 数与数制2.1.2 不同数制之间的转换2.1.3 数制数据的编码及其运算 1.原码; 2.反码; 3.补码; 4.十进制数的编码(非)压缩BCD码)2.1.4 非数值数据的编码 (ASCII码, 汉字编码)2.2 布尔代数和常见逻辑电路2.3 微型计算机的常用技术术语和技术2.3.1 常用单位及术语; 2.3.2 常见技术,4,00:05,§2.1微型机中的数制及其编码,2.1.1 数与数制 进位计数制, 简称数制。十进制：人们习惯采用的计数制是十进制。09 十个不同的基数，逢十进一。用D(Decimal )表示或省略。二进制: 计算机所采用的计数制是二进制。只有0、1两个不同的基数，逢二进一。用B(Binary )表示。 因为计算机用晶体管截止、饱和两个态下的输出电平1、0表示数字。,00:05,5,2.1.1 数与数制,人机交互时采用十进制，计算机内数据存储、计算、处理用二进制，需要进行转换。在计算机中的解决方法是，利用接口技术作转换。如：用键盘输入数据时使用十进制数，即输入电路使用的键盘是十进制数，输入接口电路将十进制数转换为二进制数后送到机器内部。,6,00:05,十进制与二进制转换,2.1.2 不同数制之间的转换,1、十进制数转换为二进制数十进制数转换为二进制数的方法整数部分转换方法："除2取余，逆序排列"整数(及商)除以2取余，直到商为0为止。最后将所有余数倒序排列，得到转换结果。小数部分转换方法："乘2取整，顺序排列“乘以2取整，直到满足精度要求为止。,7,00:05,例1：将十进制数100转换为二进制数,(100)10=(01100100)2,00:05,8,或者表示为： 100D=01100100B,例2：将十进制数45.613转换成二进制数,9,00:05,45.613 (101101.100111)2,或45.613D101101.100111B,(45.613)10,2、二进制数转换为十进制数,转换方法：按权展开相加。 例如，一个8位二进制数11111111B的各位的权值依次是27、 26 、 25 、 、20 。 如将10110110B转换为十进制数的方法是：,10,00:05,即, (10110110)2 =(182)10或表示为: 10110110B=182D,3、十六进制数,优点：二进制数位数较多时，读写不方便。而使用十六进制表示简明。十六进制数表示： 09、A、B、C、D、E、F十六个不同的基数 逢十六进一 , 用H（ Hexadecimal ）表示。,11,00:05,二进制数转换为十六进制数 原理：四位二进制数对应一位十六进制，所以二进制整数转换为16进制时，从最低位开始，每四位一组 (不足四位时高位补0) 转换成一位十六进制数据即可。 例如：1011 0110B=B6H；,0111 1100B=7CH。,十六进制数转换为二进制数,十六进制数据转换为二进制数据时，把每一位十六进制数据直接写成四位二进制数。例如：64H=0110 0100B,12,00:05,表2-1 4位二进制数和一位十六进制数具有一一对应关系,十六进制数据和十进制数据之间的转换,通过二进制进行相互转换；十进制数转换成十六进制： 将十进制整数除以十六取余，小数部分乘以十六取整，可直接转换为十六进制数；十六进制数转换成十进制： 将十六进制数按权展开相加得到十进制数。 n+1位十六进制数的权值分别为16n、16n-1、162、161、160,13,00:05,2.1.3 数制数据的编码及其运算,在计算机中，数据分无符号数和带符号数。无符号数用整个机器字长的全部二进制位表示数值位, 无符号位；带符号数用最高位表示该数的符号位。 带符号数又有原码、补码和反码三种形式。,14,00:05,8位: (100)10=(01100100)2,8位字长: (-100)10=(11100100)2,8位字长: (+100)10=(01100100)2,本小节介绍： 1.原码; 2.反码; 3.补码; 4.十进制数的编码(非)压缩BCD码),1、原码表示法,由于计算机中只能有0、1两种数，不仅数的数值部分在计算机中用0、1编码的形式表示，正、负号也只能用0、1编码表示。一般用数的最高位(Most Significant Bit, MSB)表示数的正负符号。,15,00:05,例如，若用5位二进制数表示数据时，最高位表示符号，0表示正数，1表示负数，余下的四位表示数据：MSB=0表示正数，如1011B表示为01011B；MSB=1表示负数，如1011B表示为11011B。,8位字长: (-100)10=(11100100)2,8位字长: (+100)10=(01100100)2,机器数和真值,把一个数在机器内的二进制形式称为机器数。把这个数本身称为该机器数的真值。前面 “01011B” 和“11011B”就是两个机器数。它们的真值分别为1011B和-1011B。,16,00:05,真值为纯小数时，其原码形式为XS.X1X2Xn，其中XS表示符号位。例如，若X+0.0110，则X原X0.0110；若X-0.0110，则X原1.0110真值为纯整数时，其原码形式为XSXnXn-1X2X1，其中XS表示符号位。,1、原码表示法,8位二进制原码的表示范围为： -127 -0 +0+12716位二进制原码的表示范围为： -32767 -0 +0+32767原码表示中，真值0有两种不同的表示形式： 0原00000， 0原10000,17,00:05,无符号数,没有符号位的数，称为无符号数。 无符号数的最大值比有符号数大一倍。 如字长为8位时，能表示的无符号数的最大值为11111111B，即255，而8位有符号数的最大值是01111111B，即+127。,18,00:05,8位二进制无符号数的表示范围为：025516位二进制无符号数的表示范围为：065535,原码优缺点,直接用0、1表示正、负，运算时带来的问题：在计算机内有符号数和无符号数的表示形式并没有任何区别，所以，CPU在进行运算时，并不知道参与运算的数是有符号数还是无符号数，在进行有符号数的运算时，会将符号也当作是数值进行运算，因而有时会出现错误的结果。,19,00:05,原码的优点是直观易懂，机器数和真值间的转换很容易，用原码实现乘、除运算的规则简单。缺点是加、减运算规则较复杂。,原码计算存在的问题,两个正数相加时，符号位也同时相加,20,00:05,例1，两个有符号正数01010111B（87D）和 00010110B（22D）相加。其和为01101101B，即十进制的109127，符号位为0，表示和为正数，结果正确。,若两个数之和不超出其所能表示的最大值127时，符号位相加：000，即和仍然为正数，结果正确。,原码计算存在的问题,若两个正数之和超出了其所能表示的最大值127时，就会产生数字位向符号位的进位，两符号位相加000，再加上低位进上来的1，则符号位为1，作为有符号数，表示两个正数相加的和为负数，显然是不对的。,21,00:05,例2，两个有符号正数00110111B（55D）和01011101B（93D）相加。,和应为+148，但符号位为1，表示和是负数，错误。,产生错误的原因是：相加的和148127，超出了8位有符号正数所能表示的最大值，对于有符号数，这种数值运算侵入到符号位造成结果错误的情况，称为溢出。,原码计算存在的问题,一个正数与一个负数相加，和的符号位不应是两个符号位直接运算的值：011。 和的符号位应由两数中绝对值大的数所决定。两个负数相加时，由于1110，符号位只表示0，因此和的符号也不应是由两符号位直接运算的结果所决定。为解决机器内有符号数的符号位参加运算的问题，引入了反码和补码。,22,00:05,2、反码表示法,对正数来说，其反码和原码相同。 即原反。对负数来说，反码为其原码的符号位不变，数值部分的各位取反。,23,00:05,在反码表示中，真值0也有两种不同的表示形式： 0反00000B， 0反11111B 0原00000B 0原10000B,真值、原码、反码的不同表示： 真值 1101B 1101B 原码原 01101B 11101B 反码反 01101B10010B,2、反码表示法,24,00:05,反码运算要注意以下三个问题：符号位可与数值位一样参加运算。符号位运算后如有进位产生，则把这个进位送回到最低位去相加，这叫循环进位。反码运算具有性质：X反Y反XY反,3、补码表示法,(1)同余的概念两整数A和B除以同一正整数M，所得余数相同，则称A和B对M同余。 可写成：AB（mod M）例如: 对钟表来说,其模M12,故4点和16点、5点和17点均是同余的。 416（mod 12），517（mod 12）,25,00:05,(2)补码的概念,指针式钟表的校准（本应3点显示5点，快两个小时)方法一：往回拨两个小时。5-2=3方法二：往前拨10个小时，结果相同。5+10-12=3钟表按照12小时循环计数，一旦加到大于12小时时，就会将12舍弃，计为0点。,26,00:05,这种按周期循环的数的周期叫做模,这里模是12,数一旦大于或等于其模,就被自动舍弃,所以,5+10(-12)=3。即5-2=5+10(-12)表示5-2=5+10(mod M),也意味着: -2=10(mod M),即以12为模时,2和10同余。同余的两个数具有互补关系, 2与10对模12互补，即10可看作-2的补码, -2+12(mod)=10 。,(2)补码的概念,可见，只要确定了“模”，就可找到一个与负数等价的正数( 该正数是负数的补码 )来代替此负数，这个正数可用模加上负数本身求得，这样就可把减法运算用加法实现了。,27,00:05,知道模的大小，求某个负数的补码时，只要将该负数加上其模，就得到它的补码。如以“10”为模，“-7”的补码为 （7）+10 3 （mod 10） 这时“3”就是“-7”的补码。,(2)补码的概念,某一正数加上一个负数时，实际上是做一次减法。引入补码概念之后，可将该正数加上这个负数的补码，最高位产生的进位(模的值)会自然丢失，所以得到的结果同样是正确的。 例如，当模为10时， 7(-7) 7(-7+10)=7+3 =10=10-10 = 0(mod 10) 又如，7+(-4)=7+(-4+10)=7+6 =13=13-10=3 (mod 10),28,00:05,(3)以2n为模的补码,在计算机中，带符号的数用二进制补码表示。存放数据的存储器的位数都是确定的。如每个存数单元的字长为n位，则它的模就是2n。2n是nl位的二进制数1000B（1后面有n个0），由于机器只能表示n位数，因此数2n在机器中仅能以n个0来表示，而该数最高位的数字1就被自动舍弃了。即以2n为模时2n和0在机器中的表示形式是完全一样的。,29,00:05,以2n为模的补码,如果将n位字长的二进制数的最高位留做符号位， Xn-1Xn-2Xn-3X1X0则数字只剩下n-1位,下标从n-2到0, 数字X 的补码（注意:以2n为模）的表示形式为：当X为正数时，即X+Xn-2Xn-3X1X0时， X补=2n+X =0 Xn-2Xn-3X1X0 (mod 2n) =X原,30,00:05,(只有n位,最高位数字1被自动舍弃),(3)以2n为模的补码,31,00:05,n位字长二进制数最高位为符号位：Xn-1Xn-2Xn-3X1X0,=X反+1,负数的补码就是将负数用同余(模2n )的数来表示:模2n+负数=补码(同余的数),(3)以2n为模的补码,32,00:05,n位字长二进制数最高位为符号位：Xn-1Xn-2Xn-3X1X0,=X反+1,负数的补码就是将负数用同余(模2n )的数来表示:模2n+负数=补码(同余的数),补码举例,例如，n=8时，28=1 0000 0000B，则101 0111B的补码为：101 0111B补1 0000 0000B101 0111B 1010 1001B或101 0111B补101 0111B反1 1010 1000B1 1010 1001B,33,00:05,3、补码表示法,正数: 补码和原码的形式相同： 原补；负数: 补码为其反码(数值部分各位变反)加。例如： 原 反 补正数 000 1101B 0000 1101B 0000 1101B 0000 1101B负数 000 1101B 1000 1101B 1111 0010B 1111 0011B,34,00:05,1111 0010B,1111 0010B +1,取反,反码与补码的性质,不论是正数，还是负数，反码与补码具有下列相似的性质： 反反原 补补原,35,00:05,说明:对正数:原反补(数值不变), 反反反 原同理: 补补补 原 所以上式总成立。对负数: (负数求反就是保持符号位1不变, 数值位求反。)易证反反原 (负数求补就是保持符号位1不变, 数值位求反+1。),反码与补码的性质,补补原 对负数的证明：,36,00:05,证明:对负数: 原= 2n-1 + Xn-2Xn-3X1X0 补=2n -Xn-2Xn-3X1X0 =2n-1 + (2n-1 -Xn-2Xn-3X1X0 ） =2n-1+1n-21n-31110-Xn-2Xn-3X1X0 +1补补 =2n-1+ 2n-1 -(2n-1 -Xn-2Xn-3X1X0 ） =2n-1+Xn-2Xn-3X1X0 =原 (负数求补就是保持符号位1不变, 数值位求反+1。),方框内式子代表“数值位求反+1”后的值,数值位求反+1,2n-1 -1,2n -1=,反码与补码的性质,不论是正数，还是负数，反码与补码具有下列相似的性质： 反反原 补补原,37,00:05,证明:对正数:原反补(数值不变), 所以上式总成立。对负数: 补=2n-1+1111-Xn-2Xn-3X1X0 +1 =2n-1 + (2n-1 -Xn-2Xn-3X1X0 ）补补 =2n-1+ 2n-1 -(2n-1 -Xn-2Xn-3X1X0 ） =2n-1+Xn-2Xn-3X1X0 =原 (负数求补就是保持符号位1不变, 数值位求反+1。)同理: 将以上证明式中-1,即可证反反原 (负数求反就是保持符号位1不变, 数值位求反。),反码与补码的性质,不论是正数，还是负数，反码与补码具有下列相似的性质： 反反原 补补原,38,00:05,【例2-1】+13和-13的原码、反码、补码以及反码的反码和补码的补码如下：,X 原 反 补 反反 补补0001101b 00001101b 00001101b 00001101b 00001101b 00001101b0001101b 10001101b,10001101b,10001100b+1,11110010b,11110011b,10001101b,10001101b,表2-2 8位二进制数的原码、反码、补码的表示,39,00:05,可见，8位字长原码、反码表示的数的范围: 127 127，而补码表示的数的范围: 127 128。,下面对两个特殊的数的补码作进一步说明：,0的补码: +0补 , -0补+0补00000000B-0原10000000B,数值部分求反加1,得00000000B，所以，-0补00000000B。对补码，+0补 -0补00000000B,40,00:05,-128的补码: 根据补码的定义，-128补 = 28(-128) =100000000B-1111111B-1 = 10000001B-1 = 10000000B,= 28 (-127)-1,(4)数值数据的运算,采用补码进行加减运算时要注意以下几个问题：溢出补码运算时,其符号位与数值部分一样参加运算,但结果不能超出其所能表示的数的范围,否则会出现溢出错误。(4.6.1加减运算指令中指出如何判断)无符号数的加减运算结果超出数的范围的情况叫做进位或借位。计算机中有专用的标志位作记录，只要适当处理这些标志，结果就不会出错，所以在多字节数的加减运算时必须考虑进位和借位的处理。,41,00:05,(4)数值数据的运算,采用了补码以后，符号运算后如出现进位，则把这个进位舍去不要，不影响运算结果，运算后的符号就是结果的符号。补码运算的性质： 补补补 补补补以上运算性质，与数的位数n无关。,42,00:05,采用补码进行加减运算时要注意的几个问题：,解：补 = 00101101补 = 11111111 X补Y补= 100101100,数值数据的运算 举例,以二进制数补码运算为例，说明有符号数的运算性质【例2-2】已知：+0101101B (45D) -0000001B求？,43,00:05,X+Y原 补补0101100B=X补+Y补,进位舍去不要,此式对本题正数而言成立,(44D),X补Y 补X+Y补,X+Y补补=X+Y原 总是成立,结果不能超出其所能表示的数的范围,否则会出现溢出错误,直接加: 00101101B,X+Y补,44/148,【例2-3】已知:0001101B, 0000001B, 求:？解：补 = 11110011补 = 11111111 X补Y补 = 111110010,数值数据的运算 举例,X补Y 补X+Y补,X+Y补补=X+Y原 总是成立,进位舍去不要,所以,X+Y原0001110B原10001110BX+Y补补,=0001110B补=11110010B,X+Y0001110B,数值数据的运算 举例,【例2-4】已知：+1,128 求：？解：补00000001补10000000 补10000001,45,00:05,因 补补 原1111 1111B127原,所以, -111 1111127,严格说,此题补补不成立,而X+Y补补=X+Y原 总是成立，,X补Y补 =,加法器就能完成所有的算术运算,加法算减法：因为减去一个正数的减法运算可以看作是加上一个负数的加法运算，所以在计算机中，求得补码之后，就把减一个正数的运算转变为加上该负数的补码的加法运算。加法算乘法：可以采用移位相加的方法完成。加法算除法：采用移位相减的方法完成，这样只用加法器就能完成所有的算术运算。,46,00:05,原码、反码和补码,三种编码小结：对正数而言，上述三种码都等于真值本身。最高位都表示符号位，补码和反码的符号位可与数值位一样对待，和数值位一起参加运算；但原码的符号位必须与数值位分开处理。原码和反码的真值0各有两种不同的表示方式，而补码的真值0表示是唯一的。,47,00:05,4、十进制数的编码,常用的十进制数编码有： BCD码（Binary-Coded Decimal） 余3码 格雷码BCD码：是二进制编码形式的十进制数。即用4位二进制数表示一位十进制数，这种编码形式可以有多种，其中最自然、最常用的一种形式为8421BCD码。 8.4.2.1分别是4位二进数从左向右的位权值。,48,00:05,非压缩BCD,用一个字节的8位二进制数表示一位十进制数时，若每个字节的高四位为0，只用其低四位表示一位十进制数，则称为非压缩的BCD码，表示格式如图所示。它所表示的数的范围是0-9。,49,00:05,图2-3 非压缩BCD码的表示格式,例: 十进制数3可表示为(0000 0011)8421 = 0000 0011B,图2-4 压缩BCD码的表示格式,压缩BCD,若将8位用于表示两位十进制数，则称为压缩的BCD码，表示格式如图所示。它所表示的数的范围是0-99。,50,00:05,例: 十进制数39可表示为(0011 1001)8421 = 0010 0111B,例如，用BCD码表示十进制数4321,用非压缩BCD码表示,需用4个字节: 00000100, 00000011, 00000010, 00000001;写成十六进制的形式: 04H, 03H, 02H, 01H；用压缩的BCD码表示需2个字节: 01000011, 00100001;写成十六进制的形式：43H, 21H。,51,00:05,尽管在8421码中09, 10个数码表示形式与用二进制表示形式一样, 但这是两个完全不同概念,不能混淆。如, 十进制数39可表示为(0011 1001)8421或100111B, 两者是完全不同的。,2.1.4 非数值数据的编码,计算机不仅能对数值数据进行处理，还能够对文本和其它非数值数据信息进行处理。非数值数据是指不能进行算术运算的数据，如：字符、字符串、图形符号和汉字、语音与图像等多种数据。这些信息在传送时, 不是直接传送和处理其原值,而是先按照某种规则进行一定的处理,以便使之具有通用的传送格式。经过这种处理的数值信息,称为编码。,52,00:05,本小节介绍： 1、ASCII编码; 2、汉字编码,1、ASCII编码,处理文本文件时, 每个字符都由其相应的标准字模(例A的字模)构成, 文本文件本身并不包括这些字模, 而只使用其编码(A的ASCII码41h)来表示每个字符。例如，使用区位编码的中文编辑时，4位十进制区位码可以表示一万个不同的字符。国际上通用的标准字符编码为ASCII码 (American Standard Code for Information Interchange，ASCII)，即美国标准信息交换码。附录A为ASCII码字符表。,53,00:05,41H,1、ASCII编码,ASCII码共定义了256个代码（从0-255）0-31及127(del)(共33个)为控制字符(ASCII control characters)32(空格)-126为可打印字符(ASCII printable characters)从0-127是标准的ASCII编码从128-255是扩展的ASCII编码,不再是国际标准。,54,00:05,标准ASCII码：用7位二进制编码表示87(95)个字符 26个大写英文字母 ：41H5AH 26个小写英文字母 ：61H7AH 10个数字码（09）：30H39H 25(33)个特殊字符：，等,1、ASCII编码,附录A为ASCII码字符表，它用8位二进制数表示字符代码。其基本代码占7位，第8位可用作奇偶校验，通过对奇偶校验位设置“1”或“0”状态，保持8位字节中的“1”的个数总是奇数(称为奇校验)或偶数(称为偶校验), 一般用于字符或数字的串行传送时检测传送过程中是否出错。,55,00:05,2、汉字编码,汉字信息处理系统一般包括编码、输入、编辑、存储、输出和传输。编码是关键。不解决这个问题，汉字就不能进入计算机。汉字输入编码是用计算机标准键盘上按键的不同排列组合来对汉字进行编码。,56,00:05,常用输入编码有数字、字音、字形和音形编码等。数字编码：如电报码、区位码等。无重码，但难记。字音编码：以汉语拼音作为编码基础。简单易学，但重码很高，如搜狗拼音、全拼、双拼等。字形编码：如五笔字型码、郑码等。有重码少的优点。音形编码：音形编码吸取了音码和形码的优点，使编码规则简化，重码少。常用的有全息码等。,(1) -汉字输入编码,(2) 汉字国标码,57,00:05,汉字国家标准编码即国标码，是不同汉字信息处理系统间进行汉字交换时所用的编码。以国家标准局GB2312-80规定的汉字交换码作为标准汉字编码。共收录7445个。汉字区位码：在字符集中,汉字和字符分94个区,每区94位。每个汉字及字符用两个字节表示，前一字节为区码，后一字节为位码，各用两位16进制数字表示。汉字区位码不等于汉字国标码，两者间关系： 国标码区位码（化成16进制）2020H例: "啊"的区位码为"1601" ，用16进制表示为1001H，国标码为3021H。,区码,位码,汉字区位码为何分成94个区, 每区94位？为何加上2020H 转化成汉字国标码？,58,00:05,一个字节只用低七位的话有127中状态。英文中0到32(空格)的字符都是些控制字符, 第127位是del字符, 即删除字符, 所以总共有34个控制字符。(从0到127)128减去 34(从0到32是33, 加上第127位的那个字符共34)等于94。所以可供中文使用的是94个状态。国标码其实就是交换码, 是中国用来交换的, 当然交换码是不能引起歧义的, 94行94列的一个编码再加上32(20H)就是行号从33到126, 列号也是从33到126。这样就与031(20H)的英文控制字符没有冲突了。,(3) 汉字机内码,汉字机内码简称汉字内码，是在计算机外设和信息系统内部存储、处理、传输汉字用的代码。在西文计算机中，无交换码和内码之分，一般以ASCII码作为内码。英文字符的机内码是7位ASCII码，最高位为0 （即D70）。汉字内码用两个字节表示：为区分汉字与英文字符，将汉字国标码每字节的最高位置1，即汉字机内码。,59,00:05,如，“啊”的国标码为0011 0000 0010 0001（3021H），机内码为1011 0000 1010 0001（B0A1H） 汉字机内码汉字国标码8080H,(4) 汉字字形码,汉字用点阵方式表示其外形，这个点阵称为汉字字模，也称为汉字字形码。 不管汉字笔划多少，都可在同样的方块中书写，把方块分割为许多小方块，组成一个点阵，每个小方块就是点阵中的一点，即二进制的一位。每个点由1和0表示“白”和“黑”两种颜色。用这样的点阵就可输出汉字。,60,00:05,16 *16点阵,不同的输入编码输入到计算机中，都统一使用国标码。,图2-5 各种代码间的逻辑关系,各种代码间的逻辑关系,61,00:05,汉字编码 举例,例2-5 “春”的区位码为20-26, 计算其国标码和机内码。 区位码： 第1字节 第2字节 十进制 20 26 十六进制 14H 1AH 20H 20H 国标码： 34H 3AH 80H 80H 机内码： B4H BAH,62,00:05,(5) 汉字编码的发展,汉字编码的发展经历了下面几个阶段：GB2312-80，国家标准局1980年颁布，标准共收录6763个汉字，其中一级汉字3755个，二级汉字3008个；同时，GB 2312收录了包括拉丁字母、希腊字母、日文平假名及片假名字母、俄语西里尔字母在内的682个全角字符。共7445个字符。“通用多八位编码字符集”(Universal Multiple-Octet Coded Character Set)也叫通用字符集(Universal Character Set, UCS),是由ISO制定的ISO 10646 (或称ISO/IEC 10646)标准所定义的标准字符集。 1993年完成，发布了ISO 10646-1:1993，即Unicode 1.1, 确定了20902个中日韩CJK统一汉字集。国家标准GB18030-2000信息交换用汉字编码字符集基本集的补充是我国继GB2312-1980和GB13000-1993之后最重要的汉字编码标准，是我国计算机系统必须遵循的基础性标准之一。,63/131,(5) 汉字编码的发展,GB18030-2000编码标准是由信息产业部和国家质量技术监督局在2000年 3月17日联合发布的，并且将作为一项国家标准在2001年的1月正式强制执行。GB18030-2005信息技术中文编码字符集是我国自主研制的以汉字为主并包含多种我国少数民族文字（如藏、蒙古、傣、彝、朝鲜、维吾尔文等）的超大型中文编码字符集强制性标准，其中收入汉字70000余个。国家标准GB18030-2005信息技术 中文编码字符集是我国继GB2312-1980和GB13000.1-1993之后最重要的汉字编码标准，是我国计算机系统必须遵循的基础性标准之一。 GB18030有两个版本：GB18030-2000和GB18030-2005。GB18030-2000是GBK的取代版本，它的主要特点是在GBK基础上增加了CJK统一汉字扩充A的汉字。GB18030-2005的主要特点是在GB18030-2000基础上增加了CJK统一汉字扩充B的汉字。,64/131,(6) 统一代码,统一代码（Unicode）是一种全新的编码方法，此法有足够的能力来表示全世界多达6 800种语言中任意一种语言里使用的所有符号。其基本方法是，用1个16位的数来表示Unicode中的每个符号，即允许表示65 536个不同的字符或符号。这种符号集被称为基本多语言平面（BMP）。,65/131,转2.3节,2.2.1 布尔代数 布尔代数是英国数学家乔治·布尔（George Boole）发明的，布尔也是数理逻辑的创始人。布尔代数在电子计算机的逻辑设计等工程技术领域中有重要的应用。,2.2布尔代数和常见逻辑电路,00:05,66,转2.3节,运算的基本依据是下面的基本公式和规则：,交换律：ABBA A·BB·A结合律：A(BC)(AB)C A·(B·C)(A·B)·C分配律：A（B·C）(AB)·(AC) A·(BC)A·BA·C,67,00:05,吸收律：第二吸收律：,运算的基本依据是下面的基本公式和规则：,反演律(又称摩根定律)：常用于复杂逻辑函数的化简。,68,00:05,互补律：0-1律： 0AA, 1·AA, 0·A0, 1A1,包含律：,重叠律：AAA, A·AA,2.2.2 基本逻辑运算和逻辑门电路,逻辑运算主要包括与、或、非、异或等。逻辑变量只有两个：逻辑0和逻辑1。逻辑运算只是按位进行运算，没有进位和借位关系，逻辑变量也没有符号问题。,69,00:05,逻辑与（AND）逻辑与也叫逻辑乘，其结果叫逻辑积。运算规则：按位相与，当两逻辑变量都为逻辑1时，逻辑积才为1，否则逻辑积为0。逻辑与的运算符号：“·”或“” 。圆点也可省略。,逻辑与（AND）,70,00:05,若用Y表示逻辑积，A和B分别表示两个逻辑变量时，其表达式为：,逻辑与运算对应逻辑电路“与门”。,表2-3 逻辑与的真值表,A、B及其逻辑积Y的关系的真值表如表2-3所示。,例如,逻辑或（OR）,逻辑或也叫逻辑加，其结果叫逻辑和。运算的规则: 按位运算，两逻辑变量中只要有一个为逻辑1时，逻辑或结果就为1，否则逻辑或结果为0。逻辑或的运算符号：“+”或者“”。,71,00:05,若用Y表示逻辑和，A和B分别表示两个逻辑变量时，其表达式为：,表2-4 逻辑或的真值表,例,“或门”,逻辑非（NOT）,逻辑非也叫逻辑反运算规则：将一个变量按位求反的运算。表达式为：,72,00:05,表2-5 逻辑非的真值表,逻辑电路 “非门”,上述逻辑运算中，“非”运算的级别最高；“与” 运算次之；“或”运算最低。,2、组合逻辑电路,与非门： 或非门： 异或门：,