【教学课件】第一章基础知识.ppt

第一章 基 础 知 识 数制数制 数制之间的转换数制之间的转换 运算运算 原码原码 反码反码 补码补码 ASCIIASCII码码 BCDBCD码码 数码之间的处理关系数码之间的处理关系 从不同的角度看待一个二进制数从不同的角度看待一个二进制数从不同的角度看待一个二进制数从不同的角度看待一个二进制数1预 备 知 识22=424=1628=256210=1024220=10485761K=210=1024（Kilo）1M=1024K=220（Mega）1G=1024M=230（Giga）1个二进制位：bit（比特）8个二进制位：Byte（字节）1Byte=8bit2个字节：Word（字）1Word=2Byte=16bit21.数 制 十进制十进制十进制十进制：基数为：基数为1010，逢十进一，逢十进一543.12=510543.12=5102 2+410+4101 1+310+3100 0+110+110-1-1+210+210-2-2 二进制二进制二进制二进制：基数为：基数为2 2，逢二进一，逢二进一1101111101112 2=12125 5 +12+124 4 +12+122 2+12+121 1+12+120 0 =55=551010 十六进制十六进制十六进制十六进制：基数为：基数为1616，逢十六进一，逢十六进一 1001,0001,1000,0111 1001,0001,1000,0111 9 1 8 7 9 1 8 7 =9 16 =9 163 3+1 16+1 162 2+8 16+8 161 1+7 16+7 160 0 八进制八进制八进制八进制：基数为：基数为8 8，逢八进一，逢八进一3数制基数数码二进制Binary20,1八进制Octal80,1,2,3,4,5,6,7十进制Decimal100,1,2,3,4,5,6,7,8,9十六进制Hexadecimal160,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F4二进制十进制110111.11B=12110111.11B=125 5+12+124 4+12+122 2+12+121 1+12+120 0+12+12-1-1+12+12-2-2=55.75D=55.75D 整数部分：除基取余法整数部分：除基取余法例例例例：N=55DN=55D 55/2=27 55/2=27 余数余数=1(=1(a0)a0)27/2=13 27/2=13 余数余数=1(=1(a1)a1)13/2=6 13/2=6 余数余数=1(=1(a2)a2)6/2=3 6/2=3 余数余数=0(=0(a3)a3)3/2=1 3/2=1 余数余数=1(=1(a4)a4)1/2=0 1/2=0 余数余数=1(=1(a5)a5)N=55D=110111BN=55D=110111B 2.数制之间的转换5小数部分：乘基取整法例例例例：N=55DN=55D 0.4252=0.850.4252=0.85整数整数=0=00.852=1.700.852=1.70整数整数=1=10.702=1.400.702=1.40整数整数=1=10.402=0.800.402=0.80 整数整数=0=00.802=1.600.802=1.60整数整数=1=1.N=0.425D=0.01101BN=0.425D=0.01101B6二进制十六进制 0011 0101 1011 1111 0011 0101 1011 1111 3 5 3 5 B FB F 00110011,0101,1011,1111B=350101,1011,1111B=35BFHBFHA 1 9 CA 1 9 C 1010 0001 1001 1100 1010 0001 1001 1100 A19CH=1010,0001,1001,1100B A19CH=1010,0001,1001,1100B7十六进制十进制 BF3CH=11BF3CH=11 16163 3+15+15 16162 2+3+3 16161 1+1212 16160 0 降幂法降幂法 除法除法例例例例：399399D=?HD=?H 399 143 15 399 143 15 -256 16 1 256 16 1 1 8 F 1 8 F 399D=18FH 399D=18FH8算术运算二进制二进制加法规则加法规则乘法规则乘法规则0+0=0 00+0=0 0 0=00=0 0+1=1 0 0+1=1 0 1=01=0 1+0=1 1 1+0=1 1 0=00=0 1+1=0 1+1=0（进位进位1 1）1 1 1=11=1十六进制十六进制 0 5 0 5 C 3 H 3 D 2 5 HC 3 H 3 D 2 5 H +3 D 2 5 H -0 5 C 3 H +3 D 2 5 H -0 5 C 3 H 4 2 E 8 H 3 7 6 2 H 4 2 E 8 H 3 7 6 2 H3.运算（算术运算和逻辑运算）9逻辑运算（按位bit操作）“非非”运运算算（NOTNOT）AA A A01011010“与”运算（AND）ABAB000010100111“异或”运算（XOR）ABAB000011101110“或”运算（OR）ABAB00001110111110例例例例：X=00FFHY=5555HX=00FFHY=5555H，求求Z=XZ=X Y=?Y=?X=0000000011111111BX=0000000011111111B Y=0101010101010101BY=0101010101010101BZ=0101010110101010BZ=0101010110101010BZ=55AAHZ=55AAH114.原码 反码 补码 数（机器数）的表示：数（机器数）的表示：数（机器数）的表示：数（机器数）的表示：计算机中的数用二进制表示，数的符号也用二进制表示。计算机中的数用二进制表示，数的符号也用二进制表示。机器字长：指参与运算的数的基本位数，标志着计算精度，机器字长：指参与运算的数的基本位数，标志着计算精度，一般是字节的整数倍（一般是字节的整数倍（8 8位、位、1616位、位、3232位等）。位等）。假设机器字长假设机器字长n n为为8 8位位76543210符号位数值位假设机器字长n为16位符号位数值位1514131211109876543210符号位=0表示正数符号位=1表示负数12常用表示法常用表示法常用表示法常用表示法 原码原码 反码反码 补码补码原码表示法原码表示法原码表示法原码表示法：符号：符号+绝对值绝对值例：例：n=8bitn=8bit+3+3原码原码=0000,0011=03=0000,0011=03H H-3-3原码原码=1000,0011=83=1000,0011=83H H+0+0原码原码=0000,0000=00=0000,0000=00H H-0-0原码原码=1000,0000=80=1000,0000=80HH 0 0的表示不唯一的表示不唯一13反码表示法反码表示法反码表示法反码表示法：正数的反码同原码，负数的反码数值位与：正数的反码同原码，负数的反码数值位与原码相反原码相反例：例：n=8bitn=8bit+5+5反码反码=0000,0101=05=0000,0101=05H H-5-5反码反码=1111,1010=1111,1010=FAFAH H+0+0反码反码=0000,0000=00=0000,0000=00H H-0-0反码反码=1111,1111=1111,1111=FFHFFH 0 0的表示不唯一的表示不唯一14补码表示法：补码表示法：补码表示法：补码表示法：IBM-PCIBM-PC采用补码表示法采用补码表示法正数的补码：同原码正数的补码：同原码+1+1补码补码=00000001=01=00000001=01H H+127+127补码补码=01111111=7=01111111=7FHFH+0+0补码补码=00000000=00=00000000=00H H负数的补码：负数的补码：（1 1）写出与该负数相对应的正数的补码写出与该负数相对应的正数的补码 （2 2）按位求反）按位求反 （3 3）末位加一）末位加一例例例例：机器字长机器字长8 8位，位，-46-46补码补码=？4646补码补码=00101110=00101110110100011101000111010010=11010010=D2HD2H 机器字长机器字长1616位，位，-46-46补码补码=FFD2HFFD2H 按位求反末位加一15-1-1补码补码=11111111=11111111=FFHFFH-127-127补码补码=10000001=81=10000001=81H H-0-0补码补码=00000000=00000000=00=00H Hn n位补码的表数范围：位补码的表数范围：-2-2n-1n-1 NN 2 2n-1n-1-1-1n=8-128n=8-128 NN 127127n=16-32768n=16-32768 NN 327673276716n n位二进制补码的表数范围位二进制补码的表数范围位二进制补码的表数范围位二进制补码的表数范围十进制二进制十六进制十进制十六进制n=8n=16+127011111117F+327677FFF+126011111107E+327667FFE.+20000001002+20002+10000000101+100010000000000000000-111111111FF-1FFFF-211111110FE-2FFFE.-1261000001082-327668002-1271000000181-327678001-1281000000080-32768800017补码的加法和减法补码的加法和减法补码的加法和减法补码的加法和减法求补运算求补运算 ：对一个二进制数按位求反、末位加一：对一个二进制数按位求反、末位加一 XX补码补码-XX补码补码 XX补码补码加法规则：加法规则：X+YX+Y补码补码=XX补码补码+YY补码补码减法规则：减法规则：X-YX-Y补码补码=XX补码补码+-YY补码补码补码减法可转换为补码加法补码减法可转换为补码加法符号位参加运算，能自动得到正确结果。符号位参加运算，能自动得到正确结果。无符号整数无符号整数无符号整数无符号整数：表数范围：表数范围00 NN 2 2n n-1-1n=80n=80 NN 255255n=160n=160 NN 655356553518ASCIIASCII码：码：用一个字节来表示一个字符，低用一个字节来表示一个字符，低7 7位为字符位为字符的的ASCIIASCII值，最高位一般用作校验位值，最高位一般用作校验位。例例例例：A41HA41Ha61Ha61H131H131H换行换行00AHAH回车回车00DHDH空格空格2020H H5.字符的字符的ASCII码码19 BCD码的表示：一位十进制的数用四位二进制数码来表示6.BCD码码例如：D BCDD BCD 0 0000 0 0000 1 0001 1 0001 2 0010 2 0010 :8 1000 8 1000 9 1001 9 1001特点:每4位表示是二进制的数，4位与4位之间是十进制的数 即用二进制的数码表示十进制的数。例如：16160001 0110 0001 0110 BCDBCD00010000B00010000B 98 981001 1000 BCD1001 1000 BCD20BCD码在机内存放形式：非压缩形式 压缩形式0000 10000000 10000000 10010000 1001低高10011000BCD码的运算：压缩的压缩的BCDBCD码的加法校正码的加法校正21例例：37+47=8437+47=84 3737的的BCDBCD码码为为0011011100110111B B、4747的的BCDBCD为为0100011101000111B B第一步，先进行二进制加法第一步，先进行二进制加法0011011100110111+01000111010001110111111001111110第二步，对二进制数的相加结果进行校正第二步，对二进制数的相加结果进行校正由由于于运运算算结结果果0111111001111110中中的的低低4 4位位大大于于9 9，故故应应在在低四位加低四位加6 60111111001111110+00000110+000001101000010010000100最终结果为最终结果为8484H H，既是既是8484D D的的BCDBCD码，结果正确。码，结果正确。22n n压缩的压缩的压缩的压缩的BCDBCD码的减法校正码的减法校正码的减法校正码的减法校正例例:84-47=3784-47=37 8484的的BCDBCD码码（压压缩缩）为为1000010010000100B B、4747的的BCDBCD（压缩）为压缩）为0100011101000111B B第一步，先进行二进制减法第一步，先进行二进制减法1000010010000100-01000111010001110011110100111101第二步，对二进制数的相减结果进行校正第二步，对二进制数的相减结果进行校正由由于于在在运运算算中中低低4 4位位向向高高4 4位位借借了了1 1，故故应应在在低低四四位位减减6 60011110100111101-00000110-000001100011011100110111最终结果为最终结果为3737H H，既是既是3737D D的的BCDBCD码，结果正确。码，结果正确。23n n非压缩的非压缩的非压缩的非压缩的BCDBCD码的加法校正码的加法校正码的加法校正码的加法校正例例1.3.337+47=841.3.337+47=84第一步，先进行二进制加法第一步，先进行二进制加法00000011000001110000001100000111第二步，对二进制数的相加结果进行校正第二步，对二进制数的相加结果进行校正由由于于运运算算结结果果中中的的低低字字节节的的低低4 4位位大大于于9 9，故故应应加加6 6，而而有有辅辅助助进进位位位位，直直接接将将这这一一进进位位位位加加到到高字节。高字节。+1110+111024最终结果为最终结果为8484H H，既是既是8484D D的的BCDBCD码，结果正确。码，结果正确。n n非压缩的非压缩的非压缩的非压缩的BCDBCD码的减法校正码的减法校正码的减法校正码的减法校正例例1.3.484-47=371.3.484-47=37第一步，先进行二进制减法第一步，先进行二进制减法00000011111111010000001111111101第二步，对二进制数的相减结果进行校正第二步，对二进制数的相减结果进行校正由由于于在在运运算算后后，低低字字节节的的低低4 4位位大大于于9 9，所所以以应应减减6 6。00000011111111010000001111111101-110-1100000001111110111000000111111011125然然后后将将结结果果的的低低字字节节的的高高四四位位清清0 0，结结果果为为03070307H H，是是3737D D的非压缩的的非压缩的BCDBCD码，结果正确。码，结果正确。n nBCDBCD码的乘法校正码的乘法校正码的乘法校正码的乘法校正例例:67=42:67=42第一步，先进行二进制乘法第一步，先进行二进制乘法000001100000011000000111000001111101101100110011000110000010101000101010第二步，对二进制数的相成结果进行校正第二步，对二进制数的相成结果进行校正001010101010=00000100001010101010=00000100余余000000100000001026 校校正正的的实实质质是是对对二二进进制制数数的的乘乘积积除除以以1010D D，商商为为乘乘积积的的高高位位，余余数数为为乘乘积积的的低低位位，故故最最终终结结果果为为4242D D。n nBCDBCD码的除法校正码的除法校正码的除法校正码的除法校正例例:457=6:457=6余余3 3 BCDBCD码码的的除除法法与与加加、减减、乘乘不不同同，是是先先校校正正，再再做做二二进进制制除除。校校正正的的实实质质是是将将被被除除数数（十十进进制制数数）转转换换为为二二进进制制数数。如如上上例例，将将4545的的高高位位乘乘以以1010D D再加上低位转换为二进制数。再加上低位转换为二进制数。第一步，先校正第一步，先校正000001001010+00000101=0000000000101101000001001010+00000101=0000000000101101第二步，作除法第二步，作除法 000000000010110100000111=00000110000000000010110100000111=00000110余余000000110000001127结果为6余3。在Intel8088/8086中，有专门的BCD码校正指令来完成校正操作。28 数的输入：每位二进制数用ASCII码输入BCD码存放二进制数值存放减30H十转二处理用十进制调整指令数的输出：二进制数BCDASCII码按位输出二转十（除10取 余直至 商为0）各位加30H非压缩7.7.数码之间的处理关系数码之间的处理关系29一一个个二二进进制制数数在在计计算算机机中中有有着着深深刻刻的的意意义义。从从不不同同的的 角角 度度 看看 可可 以以 有有 不不 同同 的的 解解 释释。例例 如如 同同 是是0011001000110010B B，即即3232H H。可可看看成成是是字字符符“2”“2”的的ASCIIASCII码码；可可以以看看成成是是3232D D的的压压缩缩的的BCDBCD码码；也也可可以以看看成成是是5050D D的的二二进进制制表表示示；既既是是无无符符号号数数5050D D，又又是是5050D D的的补补码码；也也可可以以看看成成是是一一个个地地址址的的偏偏移移量量；又可以看成是一个指令的机器码等等。又可以看成是一个指令的机器码等等。8.从不同的角度看待一个二进制数从不同的角度看待一个二进制数30