数据在计算机中的表示new课件.ppt

数据在计算机中的表示数据在计算机中的表示new1第1页，此课件共44页哦在讨论进位计数制的时候，我们需要了解几个重要的概念：在讨论进位计数制的时候，我们需要了解几个重要的概念：1)1)、某种进位计数制所采用的基本符号的个数；、某种进位计数制所采用的基本符号的个数；2)2)、该数制的基数；、该数制的基数；3)3)、进位规则；、进位规则；4)4)、各位的权值；、各位的权值；5)5)、小数位左右移动时，数值大小的变化；、小数位左右移动时，数值大小的变化；6)6)、不同进位计数制的表示方法。、不同进位计数制的表示方法。基数权数码1、进位计数制、进位计数制2第2页，此课件共44页哦 不同进位计数制的数的表示方法不同进位计数制的数的表示方法 书面上一般我们用书面上一般我们用()()角标角标表示不同进制的数。表示不同进制的数。例如：十进制用例如：十进制用()()1 01 0 表示，表示，二进制数用二进制数用()()2 2 表示，表示，十六进制数用十六进制数用()()1616表示。表示。在微机中，一般在数字的后面，用特定字母表示该数的进制：在微机中，一般在数字的后面，用特定字母表示该数的进制：B B 二进制、二进制、D D 十进制十进制(D(D 可省略可省略)、O O 八进制、八进制、H H 十六进制。十六进制。例如例如:(1011)(1011)10 10 (1011)(1011)2 2 (1011)(1011)16 16 (1011)(1011)8 8 1011(B)1011(H)1011(O)1011 1011(B)1011(H)1011(O)10113第3页，此课件共44页哦（1）十进制数制）十进制数制a.有十个不同的计数符号：有十个不同的计数符号：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，故其基数为，故其基数为10；b.按按“逢十进一逢十进一”的规则进行计算的规则进行计算c.各位的权值：各位的权值：10id.小数位左右移动时，数值大小的扩大或缩小小数位左右移动时，数值大小的扩大或缩小10倍；倍；例：例：666.66=目 录退 出610610610610610210-1-24第4页，此课件共44页哦（2）二进制数制32+0+8+4+0+1+0.5+0.25目 录退 出例：(101101.11)=21202121202121212543210-1-2(45.75)10=a.有两个不同的计数符号：有两个不同的计数符号：0、1,故其基数为故其基数为2；b.按按“逢逢2进一进一”的规则进行计数的规则进行计数;c.各位的权值：各位的权值：2id.小数位左右移动时，数值大小的扩大或缩小小数位左右移动时，数值大小的扩大或缩小2倍倍5第5页，此课件共44页哦（3）八进制数制目 录退 出例：例：(642)=68+48+28=(418)821010(10,100,101.010,110,1)=(245.264)28(267.435)=(010110111.100011101)82a.有八个计数符号有八个计数符号:0、1、2、3、4、5、6、7,故故其基数为其基数为8；b.按按“逢逢8进一进一”的规则进行计数的规则进行计数;c.各位的权值：各位的权值：8id.小数位左右移动时，数值大小的扩大或缩小小数位左右移动时，数值大小的扩大或缩小8倍倍6第6页，此课件共44页哦（4）十六进制数制=目 录退 出例例:(9B4.4)=16916+1116+416+416 210-1(2484.25)10a.有有16个不同的计数符号：个不同的计数符号：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A(10)、B(11)、C(12)、D(13)、E(14)、F(15)，其，其基数为基数为16位；位；b.按按“逢逢十六十六进一进一”的规则进行计数的规则进行计数;c.各位的权值：各位的权值：16id.小数位左右移动时，数值大小的扩大或缩小小数位左右移动时，数值大小的扩大或缩小16倍倍7第7页，此课件共44页哦3.1.2不同不同进位位计数制数制间的的转换r进制转化成十进制进制转化成十进制r进制转化成十进制：数码乘以各自的权的累加进制转化成十进制：数码乘以各自的权的累加例：例：10101(B)=24+22+1=21101.11(B)=22+1+2-1+2-2=5.75101(O)=82+1=6571(O)=78+1=5101A(H)=163+16+104106进制表示符号进制表示符号B二进制二进制O八进制八进制D十进制十进制H十六进制十六进制8第8页，此课件共44页哦练习练习（10110101101011）B=（）D（3E1）H=（）D（670）O=（）D问题：假设计算机有32根地址线，问该计算机的可以配置的最大内存是多少？9第9页，此课件共44页哦十十进制制转化成化成r进制制整数部分整数部分：除以：除以r取余数，直到商为取余数，直到商为0，余数从右到左排列。，余数从右到左排列。小数部分小数部分：乘以：乘以r取整数，整数从左到右排列。取整数，整数从左到右排列。100(D)=144(O)=64(H)例例100.345(D)=1100100.01011(B)1.3800.34520.690220.76021.5202100250225212262321000100111.04八进制八进制100812818044110016604616十六进制十六进制演示演示10第10页，此课件共44页哦练习练习（213.25）D=（）B（213.25）D=（）O（213.25）D=（）H11第11页，此课件共44页哦十十进制数制数转化化为二二进制数便捷方法制数便捷方法二进制数与十进制数的对应关系为：二进制数与十进制数的对应关系为：4096102425664.25.0625204851212832168421.5.1251111111111111.1111(347.375)10=256+64+16+8+2+1+.25+.125=(101011011.011)212第12页，此课件共44页哦二进制、八进制、十六进制数间的关系二进制、八进制、十六进制数间的关系 八进制 对应二进制 十六进制对应二进制 十六进制 对应二进制0000000008100010011000191001201020010A1010301130011B1011410040100C1100510150101D1101611060110E1110711170111F1111任意的八进制数码可以用三位二进制表示任意的八进制数码可以用三位二进制表示（8=28=23 3）任意的十六进制数码可以用四位二进制表示任意的十六进制数码可以用四位二进制表示（16=216=24 4）13第13页，此课件共44页哦二进制、八进制、十六进制数间的相互转换二进制、八进制、十六进制数间的相互转换64(H)=01100100(B)64144(O)=001100100(B)144八进制数转化为二进制数八进制数转化为二进制数 一位八进一位八进制数对应三位二进制数制数对应三位二进制数十六进制数转化为二进制数十六进制数转化为二进制数 一位一位十六进制数对应四位二进制数十六进制数对应四位二进制数14第14页，此课件共44页哦1101101110.110101(B)=1556.65(O)1556651101101110.110101(B)=36F.D4(H)36FD4二进制转化成八二进制转化成八(十六十六)进制进制)整数部分：以小数点为界从右向左按三整数部分：以小数点为界从右向左按三(四四)位进行分组位进行分组小数部分：以小数点为界从左向右按三小数部分：以小数点为界从左向右按三(四四)位进行分组位进行分组不足补零不足补零15第15页，此课件共44页哦练习练习（3E1）H=（）B（670）O=（）B（10110101101011）B=（）O（10110101101011）B=（）H16第16页，此课件共44页哦3.1.3二二进制数的算制数的算术运算运算1.1.二进制数的加法运算二进制数的加法运算2.2.二进制数的减法运算二进制数的减法运算加法运算法则加法运算法则0+0=00+0=00+1=1+0=10+1=1+0=11+1=01+1=0 1101+111011011减法运算法则法运算法则0-0=1-1=00-0=1-1=01-0=11-0=10-1=10-1=111011-1110110117第17页，此课件共44页哦二二进制数的算制数的算术运算运算3.3.二进制数的乘法运算二进制数的乘法运算 4.4.二进制数的减法运算二进制数的减法运算乘乘法运算法则法运算法则0 00=00=00 01=11=10=00=01 11=11=1除法运算法则法运算法则11=110无意义无意义01=00=011011010000011010000+110110000010101101111101110111111101110018第18页，此课件共44页哦3.1.4二二进制数的制数的逻辑运算运算逻辑非运算非运算逻辑非的真值表逻辑非的真值表AF=A0110逻辑是指事物的因果关系。逻辑运算是描述条件和结果的因果关系逻辑是指事物的因果关系。逻辑运算是描述条件和结果的因果关系的一种运算形式。的一种运算形式。逻辑运算中的变量称为逻辑变量。逻辑变量的取值只有两种，即逻辑运算中的变量称为逻辑变量。逻辑变量的取值只有两种，即“真真”和和“假假”，或者，或者“对对”和和“错错”，通常用，通常用1和和0来表示。来表示。逻辑代数是分析和设计逻辑电路的数学基础。逻辑代数是由英国科学逻辑代数是分析和设计逻辑电路的数学基础。逻辑代数是由英国科学家乔治家乔治布尔布尔(GeorgeBoole)创立的，故又称布尔代数。创立的，故又称布尔代数。19第19页，此课件共44页哦逻辑与运算与运算逻辑逻辑与与运运算算逻逻辑辑与与（或或或或)：A、B两两个个逻逻辑辑变变量量全全部部为为真真时时，结结果才为真。果才为真。ABF=AB00001010011120第20页，此课件共44页哦逻辑或运算或运算逻辑逻辑或或运运算算逻辑逻辑或或的真值表的真值表ABF=A+B000011101111逻逻辑辑或或（或或)：A、B两两个个逻逻辑辑变变量量全全部部为为假假时时，结结果果才才为为假，只要有一个为真结果就为真。假，只要有一个为真结果就为真。21第21页，此课件共44页哦2.3数据在数据在计算机中的表示算机中的表示二进制优点二进制优点：物理上容易实现，运算简单，可靠性、通用性强 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 122第22页，此课件共44页哦数的长度（字长）数的长度（字长）：在计算机中相同类型的数据，长度：在计算机中相同类型的数据，长度是统一的，当长度不一致时，高位补是统一的，当长度不一致时，高位补0；小数点的表示：小数点的表示：在计算机中表示数值型数据，小数点的位置总是隐含的，在计算机中表示数值型数据，小数点的位置总是隐含的，小数点的位置如果是固定的，称为定点数，若是变动的，称为浮点数。小数点的位置如果是固定的，称为定点数，若是变动的，称为浮点数。符号（正、负数）符号（正、负数）：在计算机中，总是用数的最高位来：在计算机中，总是用数的最高位来表示数的符号，表示数的符号，0代表正数，代表正数，1代表负数；代表负数；在计算机中表示一个数值型数据，首先要确定：在计算机中表示一个数值型数据，首先要确定：2.3.1数数值23第23页，此课件共44页哦1、定点数表示、定点数表示1010110100101101定点小数：定点小数：(-0.0101101)B定点数是指：定点数是指：数据中的小数点的位置是固定的。数据中的小数点的位置是固定的。有两种定点方式：有两种定点方式：定点整数定点整数(纯整数）纯整数）定点小数（纯小数）定点小数（纯小数）定点整数：定点整数：(+0101101)B24第24页，此课件共44页哦机器数表示的范围受到字长和数据类型的限制，字长和数据类型定了，机器机器数表示的范围受到字长和数据类型的限制，字长和数据类型定了，机器数能表示的范围也就定了。数能表示的范围也就定了。111111111111111011111111111111111111111111111110定点整数的表示范定点整数的表示范围单字节有符号数的范围为：单字节有符号数的范围为：-127X+127-（27-1）X+（27-1）双字节有符号数的范围为：双字节有符号数的范围为：-32767X+32767-（215-1）X+（215-1）n位有符号整数的范围为：位有符号整数的范围为：-（2n-1-1）X+（2n-1-1）25第25页，此课件共44页哦无符号整数的表示范无符号整数的表示范围111111110000000000000000000000001111111111111111单字节数据的范围为：单字节数据的范围为：0X2550X28-1双字节数据的范围为：双字节数据的范围为：0X655350X216-1n位无符号整数的范围为：位无符号整数的范围为：0X2n-126第26页，此课件共44页哦5、定点小数的表示范、定点小数的表示范围单字节定点小数的范围为：单字节定点小数的范围为：11111111111111100000000011111111无符号：无符号：0X(1-2-8)有符号：有符号：-(1-2-7)X+(1-2-7)27第27页，此课件共44页哦3、原、原码、反、反码、补码（1）原码：符号位的0表示正，1表示负；其数值部分就是X绝对值的二进制表示一个字节数据原码表示范围：一个字节数据原码表示范围：-127X+127例：二进制数例：二进制数+1000110的原码表示为：的原码表示为：01000110二进制数二进制数1000110的原码表示为：的原码表示为：1100011028第28页，此课件共44页哦（2）反码：对于正数，与原码相同；对于负数，符号位为1，其数值部分就是X绝对值的二进制取反。二进制数二进制数1000110的反码表示为：的反码表示为：10111001例：二进制数例：二进制数+1000110的反码表示为：的反码表示为：01000110一个字节数据反码表示范围：一个字节数据反码表示范围：-127X+12729第29页，此课件共44页哦（3）补码：对于正数，与原码相同；对于负数，符号位为1，其数值部分就是X绝对值的二进制取反最右加1，即反码加1。补码表示范围：补码表示范围：-128X+127（-128=10000000）例：二进制数例：二进制数+1000110的补码表示为：的补码表示为：01000110二进制数二进制数1000110的补码表示为：的补码表示为：1011101030第30页，此课件共44页哦+0 00000000 00000000 00000000+7 00000111 00000111 00000111+1 00000001 00000001 00000001+127：01111111 01111111 01111111 真值真值原码原码反码反码补码补码0 10000000 11111111 000000001 10000001 11111110 111111117 10000111 11111 000 11111001 127：11111111 10000000 10000001 一些常用数值的原码、反码、补码采用补码表示正、负整数时，采用补码表示正、负整数时，+0和和0的取码是完全相同的的取码是完全相同的,原码对原码对+0和和0的取码是不相同的。的取码是不相同的。在补码中在补码中10000000表示表示-12831第31页，此课件共44页哦补码运算补码的加减法可用下列公式进行：补码的加减法可用下列公式进行：X+Y补补=X补补+Y补补X补补补补=X原原目 录退 出45补补=4补补+5补补4-5=?XY补补=X补补+Y补补-5原原=10000101-5反反=11111010-5补补=11111011+4原原=00000100+4反反=00000100+4补补=000001004-5=4+（-5）=+4补补+-5补补00000100+11111011补码结果：补码结果：11111111原码结果：原码结果：10000000+1=10000001=-132第32页，此课件共44页哦EXAMPLE:原码、反码、补码及运算+18原原=00010010+5原原=00000101+18反反=00010010+5反反=00000101+18补补=00010010+5补补=0000010118+5=2300010010+0000010100010111-7原原=10000111-7反反=11111000-7补补=1111100118-7=1100010010+11111001000010115-7=-200000101+111110011111111033第33页，此课件共44页哦2.浮点数浮点数(指数形式指数形式)在数学中，一个实数可以用指数形式表示：在数学中，一个实数可以用指数形式表示：N=d10p式中式中:d是尾数，前面的是尾数，前面的“”表示数符；表示数符；p是阶码，前面的是阶码，前面的“”表示阶符。表示阶符。例如例如:1233.14=1.23314103=12331.410-1=同样，任意二进制浮点数的表示形式为：同样，任意二进制浮点数的表示形式为：N=d2p110.011(B)=0.1100112+3=11001.12-2=1.1100112+2=34第34页，此课件共44页哦数符 阶码 尾数1位位 8位位 23位位2.机内存机内存储标准：标准：IEEE 7541.规格化数表示格化数表示浮点数单精度 float或single 32位 双精度 double 64位数符 阶码 尾数1位位 11位位 52位位数符 阶码 尾数单精度加127，双精度加1023尾数的位数决定数的精度阶码的位数决定数的范围 规格化的形式：尾数的绝对值大于等于1.0并且小于2，从而唯一地规定了小数点的位置。定点整数定点小数35第35页，此课件共44页哦26.0D=11010.0B=+1.10100*24010000011 10100000000000000000000+127=131=10000011B单精度32位例例1：-2.5D=-10.1B=-1.01*21110000000 01000000000000000000000+127=128=10000000B例例2：单精度32位 数符：数符：0表示正，表示正，1表示负表示负 尾数中的尾数中的“1.”不存储不存储 目的：节省存储空间目的：节省存储空间 单精度：阶码单精度：阶码=指数指数+127 双精度：阶码双精度：阶码=指数指数+1023 目的：能够处理负数目的：能够处理负数36第36页，此课件共44页哦2.3.2字符字符1.西文字符西文字符ACSII码码(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)128个常用字符，个常用字符，用用7位二进制编码位二进制编码，从，从0到到127控制字符：控制字符：032，127；普通字符：；普通字符：94个。个。例如：例如：“a”字符的编码为字符的编码为1100001，对应的十进制数是，对应的十进制数是97；换行换行0AH10回车回车0DH13空格空格20H320930H39H4857AZ41H5AH 6590az61H7AH9712237第37页，此课件共44页哦问题问题如何区分内存中一个字节的内容到底是数值还是字符？如何区分内存中一个字节的内容到底是数值还是字符？38第38页，此课件共44页哦2.汉字字编码(1)汉字输入码汉字输入码音码类音码类 全拼、双拼、微软拼音、全拼、双拼、微软拼音、自然码和智能自然码和智能ABC等等形码类形码类 五笔字型法、郑码输入法等五笔字型法、郑码输入法等。39第39页，此课件共44页哦(2)汉字国标码汉字国标码(GB231280信息交换用汉字编码字符集信息交换用汉字编码字符集-基本集基本集)是中文信息处理的国家标准，简称GB码。共收录汉字、字母、图形等字符7,445个。常用汉字6763个，其中一级汉字3755个，按汉语拼音字母顺序排列；二级汉字3008个按部首顺序排列。其余为一些常用的特殊符号。区位码区位码:汉字分成若干个区，每个区有一个编码叫区号区号（194），每个区94个汉字，每个汉字有一个区内的编码叫位号位号（194）。区号和位号合起来两个字节组成了一个区位码区位码，可以唯一的代表一个汉字。“中”字位于第54区48位，区位码为5448；汉字国标码汉字国标码 区号和位号各加32就构成了国标码国标码，每个字节值大于32，与ASCII码兼容（032为控制字符），“中”的国标码为8680；区号区号区中位置区中位置40第40页，此课件共44页哦(3)汉字机内码汉字机内码国标码占两个字节，每个字节的最高位为国标码占两个字节，每个字节的最高位为“0”英文字符的机内代码也是英文字符的机内代码也是7位的位的ASCII码，字节的最高位也为码，字节的最高位也为“0”为了区分汉字和英文字符，将国标码的每个字节的最高位由“0”变为“1”，变换后的编码称为汉字机内码汉字机内码汉字机内码。汉字机内码。汉字在设备或信息处理系统内部最基本的表达形式。汉字 国标码 汉字机内码 中中8680(0101011001010000)B(1101011011010000)B 华华5942(0011101100101010)B(1011101110101010)B41第41页，此课件共44页哦区位码区位码 国标码国标码 机内码机内码中中(36 30)H (56 50)H=(01010110 01010000)B (11010110 11010000)B=(D0 D6)H 华华 (1B0A)H (3B 2A)H=(00111011 00101010)B (10111011 10101010)B=(BB AA)H三种码之间关系：汉字机内码=汉字国标码+80 80H=区位码+A0 A0H 国标码=区位码+2020H42第42页，此课件共44页哦(4)汉字字形码汉字字形码点阵点阵：汉字字形点阵的代码 1616、2424、3232、4848。编码、存储方式简单、无需转换直接输出放大后产生的效果差矢量矢量：存储的是描述汉字字 形的轮廓特征。输出汉字时，通过计算机的计算，自动生成所需大小和形状的汉字点阵。矢量方式特点正好与点阵相反。43第43页，此课件共44页哦（5 5）汉字地址码）汉字地址码每个汉字字形码在汉字字库中的相对位移地址每个汉字字形码在汉字字库中的相对位移地址地址码和机内码要有简明的对应转换关系地址码和机内码要有简明的对应转换关系44第44页，此课件共44页哦