计算机基础课件ppt-第1讲计算机概论.pdf

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1、 第第1 1讲讲 计计算算机机基基础础知知识识 本本章章主主要要内内容容：计计算算机机的的发发展展计计算算机机的的特特点点和和分分类类计计算算的的应应用用领领域域计计算算机机中中数数据据表表示示与与运运算算基基础础1.1计计算算机机的的发发展展巴巴贝贝奇奇：差差分分机机（为为制制表表而而设设计计，1822年年，制制造造出出样样机机）分分析析机机（1834年年，现现代代通通用用数数字字计计算算机机的的前前身身）冯冯.诺诺依依曼曼：现现代代计计算算机机之之父父，美美籍籍匈匈牙牙利利科科学学家家，1946年年6月月提提出出著著名名的的冯冯.诺诺依依曼曼原原理理：存存储储程程序序和和程程序序控控制制。

2、目目前前各各种种各各样样的的计计算算机机基基本本上上都都属属于于冯冯.诺诺依依曼曼型型计计算算机机。图图灵灵：图图灵灵机机（1936年年，提提出出图图灵灵机机模模型型）“差差分分机机”是是一一种种能能进进行行加加减减计计算算和和简简单单函函数数运运算算的的自自动动计计算算装装置置，同同时时它它也也可可以以完完成成数数表表编编制制工工作作，它它的的出出现现大大大大缩缩短短了了浩浩繁繁的的计计算算过过程程。1822差差分分机机1822 1822 英英国国人人 巴巴贝贝奇奇 差差分分机机1.1.11.1.1计计算算机机的的起起源源 他他提提出出：计计算算机机装装置置应应该该具具有有通通用用性性，能能

3、解解决决数数学学上上的的各各种种问问题题，不不仅仅可可以以进进行行数数字字运运算算，还还可可以以进进行行逻逻辑辑运运算算。巴巴贝贝奇奇的的分分析析机机同同现现代代计计算算机机一一样样可可以以编编程程，而而且且分分析析机机所所涉涉及及到到的的有有关关程程序序方方面面的的概概念念，也也与与现现代代计计算算机机一一致致。1834 1834年年，巴巴贝贝奇奇又又完完成成了了一一项项新新计计算算装装置置的的构构想想，把把这这种种装装置置命命名名为为“分分析析机机”，它它是是现现代代数数字字计计算算机机的的前前身身。1834分分析析机机1834 1834 英英国国人人 巴巴贝贝奇奇 分分析析机机 它它是是

4、一一种种抽抽象象的的计计算算模模型型，用用来来精精确确定定义义可可计计算算函函数数。它它是是由由一一个个控控制制器器，一一条条可可以以无无限限延延伸伸的的带带子子和和一一个个在在带带子子上上左左右右移移动动的的读读写写头头组组成成的的。19361936年年 英英国国人人 阿阿兰兰麦麦席席森森图图灵灵图图灵灵机机人人工工智智能能之之父父图图灵灵提提出出该该机机器器应应具具备备一一些些基基本本功功能能：具具有有存存储储设设备备，可可以以存存储储数数据据具具有有一一种种语语言言，方方便便编编程程和和运运算算具具有有输输入入设设备备，通通过过扫扫描描方方式式具具有有计计算算意意向向，即即控控制制程程序

5、序运运行行能能够够连连续续执执行行指指令令计计算算科科学学之之父父战战战战争争争争8 8英英尺尺高高、3 3英英尺尺宽宽、100100英英尺尺长长1616种种型型号号的的1800018000个个真真空空管管15001500多多个个继继电电器器7000070000多多个个电电阻阻1800018000多多个个电电容容重重3030吨吨占占地地170170平平方方米米19461946年年2 2月月1515日日世世界界上上第第一一台台电电子子数数字字积积分分计计算算机机ENIACENIAC(Electronic(Electronic Numerical Numerical Integrator And

6、Calculator)Integrator And Calculator)在在美美国国宾宾夕夕法法尼尼亚亚大大学学诞诞生生。ENIAC缺点:无存储器、布线接板控制、手工操作1946年 美籍匈牙利数学家 冯诺依曼J.Von Neumann 提出了三个重要的概念：存存储储程程序序：存存储储器器不不仅仅要要存存储储数数据据,而而且且要要存存储储程程序序程程序序控控制制：从从存存储储器器中中取取指指令令或或数数据据，由由控控制制器器解解释释由由运运算算器器完完成成计计算算二二进进制制：计计算算机机使使用用二二进进制制冯冯诺诺依依曼曼提提出出了了现现代代计计算算机机的的体体系系结结构构，提提出出了了“存

7、存储储程程序序和和程程序序控控制制”的的设设计计原原理理，因因而而被被誉誉为为现现代代电电子子计计算算机机之之父父。u19491949年年，英英国国剑剑桥桥大大学学完完成成了了第第一一台台“存存储储程程序序”控控制制的的实验室计计算算机机EDSACEDSAC（延延迟迟存存储储自自动动计计算算机机）u19511951年年，第第一一台台“存存储储程程序序”控控制制的的商品化计计算算机机UNIVAC-IUNIVAC-I（通通用用自自动动计计算算机机）问问世世u19521952年年，冯冯.诺诺依依曼曼领领导导的的研研制制小小组组研研制制成成功功并并投投入入使使用用了了第第一一台台“存存储储程程序序”式

8、式计计算算机机EDVAC(EDVAC(离离散散变变量量自自动动电电子子计计算算机机）1.1.2 计算机的发展史IntelPENTIUM 第第一一代代（46-5746-57）电电子子管管时时代代第第二二代代（58-64）晶晶体体管管时时代代第第三三代代（64-70）小小、中中小小规规模模集集成成电电路路第第四四代代（71到到今今）大大、超超大大规规模模集集成成电电路路1.1.3 计算机的发展方向 1.1.巨巨型型化化:速速度度更更快快,存存储储容容量量更更大大,功功能能更更强强 2.2.微微型型化化:性性能能优优越越,集集成成度度高高,体体积积小小,价价格格便便宜宜,使使用用方方便便 3.3.网

9、网络络化化:资资源源共共享享 4.4.智智能能化化:具具有有“逻逻辑辑判判断断”和和“直直感感”功功能能1.2 计算机的特点与分类1.2.1 1.2.1 计计算算机机的的特特点点1 1、运运算算速速度度快快 巨巨型型机机运运算算速速度度达达万万亿亿次次/秒秒，PCPC机机也也有有数数亿亿次次/秒秒，常常见见的的衡衡量量计计算算机机运运算算速速度度的的标标准准有有：MIPS(GIPS:gigaMIPS(GIPS:giga instructions per instructions per secondsecond十十亿亿条条指指令令每每秒秒)、MHZ(GHZ)MHZ(GHZ)2 2、计计算算精精

10、度度高高：计计算算机机内内部部采采用用二二进进制制记记数数，运运算算精精度度随随字字长长位位数数增增加加而而提提高高，目目前前常常用用PCPC机机的的字字长长3232位位，部部分分已已达达6464位位3 3、具具有有记记忆忆功功能能 大大容容量量存存储储和和高高速速存存取取能能力力：内内存存、硬硬盘盘容容量量飞飞速速递递增增 1 Byte(1 Byte(字字节节)=8 bit()=8 bit(位位/比比特特)1 KB=1024 Byte 1 KB=1024 Byte 1 MB=1024 KB 1 MB=1024 KB 1 GB=1024 MB 1 GB=1024 MB 1 TB=1024 GB

11、 1 TB=1024 GB PB EB ZB YB PB EB ZB YB4 4、具具有有逻逻辑辑判判断断功功能能5 5、具具有有自自动动执执行行程程序序的的能能力力1.2.2 计算机的分类v按按所所处处理理的的信信号号分分为为：（1 1）电电子子数数字字计计算算机机 （2 2）电电子子模模拟拟计计算算机机 （3 3）数数模模混混合合计计算算机机v 按按用用途途分分为为：（1 1）专专用用计计算算机机 （2 2）通通用用计计算算机机1.巨巨型型机机主主要要用用于于国国防防顶顶尖尖技技术术及及具具有有超超高高速速大大型型计计算算任任务务的的应应用用领领域域.如如天天气气预预报报、材材料料分分析析

12、、金金融融预预测测等等2.微微型型机机个个人人计计算算机机，PC机机，可可分分为为：台台式式微微型型计计算算机机、便便捷捷式式计计算算机机、手手持持PC机机、单单片片微微型型计计算算机机3.服服务务器器主主要要用用于于企企业业和和政政府府的的大大量量数数据据存存储储、管管理理和和处处理理或或作作为为计计算算中中心心和和网网络络中中心心4.小小型型机机又又叫叫服服务务器器，主主要要用用于于科科研研机机构构、网网吧吧、普普通通高高校校等等部部门门、小小企企业业需需要要5.工工作作站站介介于于微微型型机机和和小小型型机机之之间间，是是高高档档微微机机，主主要要用用于于图图形形图图象象处处理理和和计计

13、算算机机辅辅助助设设计计中中6.嵌嵌入入式式计计算算机机作作为为一一个个信信息息处处理理部部件件嵌嵌入入到到应应用用之之中中的的计计算算机机v按按规规模模分分为为：实实现现彼彼此此之之间间的的数数据据通通信信和和资资源源共共享享的的系系统统，称称为为“计计算算机机网网络络”6.6.网网络络应应用用1.1.科科学学计计算算在在自自然然科科学学，在在工工程程技技术术中中使使用用，计计算算工工作作量量是是非非常常大大的的2.2.数数据据处处理理已已广广泛泛地地应应用用于于办办公公室室自自动动化化、情情报报检检索索、电电影影电电视视动动画画设设计计、图图书书管管理理、医医疗疗诊诊断断等等各各行行各各业

14、业3.3.过过程程控控制制微微机机控控制制系系统统除除了了应应用用于于工工业业生生产产外外，还还广广泛泛应应用用于于交交通通、邮邮电电、卫卫星星通通信信等等4.4.计计算算机机辅辅 助助系系统统计计算算机机辅辅助助设设计计（CADCAD）、计计算算机机辅辅助助制制造造（CAMCAM）、计计算算机机辅辅助助教教学学（CAICAI）5.5.人人工工智智能能AIAI利利用用计计算算机机模模拟拟人人的的智智能能，用用于于机机器器人人、医医疗疗诊诊断断专专家家系系统统、推推理理证证明明等等各各方方面面1.3 计算机的应用领域1.4 1.4 计计算算机机中中信信息息的的表表示示l计计算算机机能能表表示示和

15、和处处理理的的信信息息包包括括数数值值型型数数据据、字字符符型型数数据据、图图形形图图象象和和视视频频数数据据以以及及音音频频数数据据 。l信信息息在在计计算算机机内内部部都都是是以以二二进进制制 的的形形式式表表现现。数数数数值值值值 十十十十二二二二进进进进制制制制转转转转换换换换 西西西西文文文文 ASCIIASCIIASCIIASCII码码码码 中中中中文文文文 输输输输入入入入码码码码机机机机内内内内码码码码转转转转换换换换 声声声声音音音音、图图图图像像像像 模模模模数数数数转转转转换换换换 二二二二十十十十进进进进制制制制转转转转换换换换 西西西西文文文文字字字字形形形形码码码码

16、 汉汉汉汉字字字字字字字字形形形形码码码码 数数数数模模模模转转转转换换换换 内内内内存存存存 输输输输入入入入设设设设备备备备 输输输输出出出出设设设设备备备备数数数数值值值值西西西西文文文文 中中中中文文文文 声声声声音音音音、图图图图像像像像 为什么要使用二进制（1 1）可可行行性性：物物理理上上容容易易实实现现（2 2）逻逻辑辑性性：二二进进制制中中的的“0”0”和和“1”1”刚刚好好可可以以对对应应逻逻辑辑值值中中的的“真真”和和“假假”（3 3）简简易易性性：二二进进制制运运算算法法则则比比较较简简单单（4 4）可可靠靠性性：二二进进制制只只有有0 0和和1 1两两个个数数，传传输

17、输和和处处理理时时不不易易出出错错，使使计计算算机机得得到到高高可可靠靠保保障障1.4.1 1.4.1 计计算算机机中中使使用用的的数数制制数制：以以表表示示数数值值所所用用的的数字符号的的个个数数来来命命名名，并并按按一一定定进位规则进进行行计计数数的的方方法法基数：数数制制中中所所用用的的数数字字符符号号的的个个数数(R)(R)位权：数数制制中中每每一一位位数数值值所所具具有有的的值值(R Rk k)数制的进位方法：逢逢R R进进一一，借借一一为为R RR进进位位计计数数中中，任任意意一一个个数数值值均均可可以以表表示示为为以以下下形形式式an an-1 an-2 a2 a1 a0.a-1

18、 a-2a-m 其其值值为为：S=anRn+an-1Rn-1+an-2Rn-2+a2R2+a1R1+a0+a-1R-1+a-2R-2+a-mR-m常常用用的的数数制制：二二进进制制、十十进进制制、八八进进制制、十十六六进进制制数数字字符符号号：0、1、8、9（基基为为10）进进位位规规则则：逢逢十十进进一一Eg:123.4=1102+2101+3100+410-1左左边边的的叫叫做做位位置置计计数数法法，右右边边的的叫叫做做按按权权展展开开式式十进制数的表示 10210110010-1位权Eg:数数字字符符号号：0、1（基基为为2）进进位位规规则则：逢逢二二进进一一(1011)2=(123+0

19、22+121+120)10二进制数的表示2322 2120按权展开式位置计数法二进制数的四则运算加加法法法法则则：0+0=0 0+1=1 1+1=100+0=0 0+1=1 1+1=10乘乘法法法法则则：0*0=0 0*1=0 1*1=10*0=0 0*1=0 1*1=1例例题题：101101+110110=101101+110110=（）1010*110=1010*110=（）练练习习：1100*101=1100*101=（）1100011111100111100Eg:数数字字符符号号：0、1、2、3、4、5、6、7（基基为为8）进进位位规规则则：逢逢八八进进一一(45)8=(481+580

20、)10八进制数的表示 8180按权展开位置计数法数数字字符符号号：0、1.9、A、B、C、D、E、F（基基为为16）进进位位规规则则：逢逢十十六六进进一一十六进制数的表示码源为何用A、B、C、D、E、F？161160位置计数法按权展开Eg:(2 a)16 =(2 161+a 160)10 只能用一个符号表示每一位数，书写易分辨：如（1123）16各种数制的表示逢逢十十六六进进一一借借一一当当十十六六逢逢八八进进一一借借一一当当八八逢逢二二进进一一借借一一当当二二逢逢十十进进一一借借一一当当十十进进位位规规则则09 AF09 AF07070 0，1 10909数数字字符符号号1616k k8 8

21、k k2 2k k1010k k位位权权R Rk k16168 82 21010基基数数R R十十六六进进制制H H八八进进制制O O二二进进制制B B十十进进制制D D数据表示方法名称各种数制的记数十十六六进进制制H H八八进进制制O O二二进进制制B B十十进进制制D D0,1,2,3,0,1,2,3,4,5,6,7,4,5,6,7,8,9,8,9,10100,1,0,1,1010,11,11,100100,101,101,110,111110,1110,1,2,3,4,0,1,2,3,4,5,6,7,5,6,7,10100,1,2,3,4,5,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,

22、B,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F,C,D,E,F,10101.4.2 1.4.2 数数制制的的转转换换Eg:Eg:(1011)(1011)2 2 =1 2 =1 23 3+0 2+0 22 2+1 2+1 21 1+1 2+1 20 0 =(11)=(11)1010(145)(145)8 8 =1 8=1 8 2 2+4 84 81 1+5 8+5 8 0 0 =(101)=(101)1010(A68)(A68)16 16 =10 16=10 16 2 2+6 166 161 1+8 16+8 16 0 0 =(2664)=(2664)1010利用公式：S=anRn+an-1Rn-1

23、+a1R1+a0R0+a-1R-1+a-mR-m R进制转换为十进制练练习习：R进制转换为十进制(10101)2=（21）10(0.101)2 =（0.6250.625）10(A2F )16=(2607)10 十十进进制制转转换换成成二二进进制制将整整数数部部分分和小小数数部部分分分别转换（1）整整数数部部分分的的转转换换 规则：除以二取余，直至商为零，将所得余数 用倒序排列。举例：(26)10262131=a1余数 262321200=a00=a21=a31=a4（26）10=（11010）2至商为零倒序排列练练习习（整整数数部部分分十十进进制制转转换换成成二二进进制制）：（213）10=（

24、11010101）2（32）10=（100000）2（96）10=（1100000）2（2）小数部分的转换规规则则：乘乘二二取取整整，直直到到小小数数部部分分为为零零或或达达到到要要求求的的精精度度，所所得得积积用用顺顺序序排排列列。特特别别注注意意：若若题题目目没没有有要要求求精精度度，则则保保留留小小数数点点后后六六位位。举举例例：（0.56）10要要求求精精确确到到小小数数点点后后5 5位位示示例例（整数部分不参加连乘）0.56 2=1.12a-1=1整数部分0.12 2=0.24a-2=00.24 2=0.48a-3=00.48 2=0.96a-4=00.96 2=1.92a-5=1顺

25、序排列达到精度（0.56）10 =（0.100011）20.92 2=1.84a-6=1由由上上面面的的(26)10=（11010）2和和(0.56)10=（0.10001）2可可以以得得出出(26.56)10=（11010.10001）2试一试：精度达到小数点后4位 (0.23)10 =(0.5773)10 =(0.0011)2(0.1001)2八八进进制制二二进进制制 二二进进制制和和八八进进制制间间的的转转换换由于8是2的整数次幂，即为8=23，所以任意一个一一位位八进制数都可以用一个三三位位的二进制数来表示。二进制转换为八进制 方法：首先从小数点开始分别向左和向右把整数及小数部分每3位

26、分成一组。若整数最高位不足3位，则在其最左边加0补足3位。若小数最高位的一组不足3位，则在其最右边加0补足3位。然后进行译码，即把每一个3位二进制数译为一个一位八进制数。所以（1011.10101）2 =（13.52）8译 码 :1352EG：把（1011.10101）2转换为八进制数 二进制数：001 011.101 010 八进制转换为二进制方方法法：用用3位位二二进进制制数数取取代代每每一一位位八八进进制制数数EG：把把（13.52）8转转换换为为二二进进制制数数八八进进制制数数：13.52001011101010所所以以（13.52）8=（1011.10101）2练练习习:（10100

27、11.1011）2=()8(62.14)8=()2123.54110010.001100十六进制 二进制（四四）二二进进制制数数和和十十六六进进制制数数间间的的转转换换与与八八进进制制同同理理，任任意意一一位位十十六六进进制制数数都都可可以以用用一一个个四四位位二二进进制制数数来来表表示示。方方法法：a.a.分分组组：将将二二进进制制数数分分别别向向左左和和向向右右把把整整数数及及小小数数部部分分每每四四位位分分成成一一组组，不不足足四四位位补补足足四四位位。b.b.译译码码：将将分分组组后后相相应应的的二二进进制制数数对对应应相相应应的的十十六六进进制制数数 a.分组：0001 1101 0

28、010.1011 1000 b.译码：1 D 2 .B 8(111010010.10111)2=(1D2.B8)16练练习习：(101111001101.01101)2=(BCD.68)16(0110 1100.1010 0101)2(6C.A5)16 =Eg:(111010010.10111)2=(?)1610进制2进制8进制16进制练练习习：(532.76)8=()1615A.F8小结1 1、机机器器数数：以以二二进进制制形形式式存存放放在在计计算算机机中中的的数数据据。2 2、位位（BitBit）：计计算算机机存存储储数数据据的的最最小小单单位位。3 3、字字节节（ByteByte）：最

29、最基基本本的的数数据据单单位位，也也就就是是说说数数据据均均以以字字节节的的形形式式存存放放在在计计算算机机当当中中的的。4 4、字字（WordWord）：计计算算机机处处理理数数据据时时，一一次次存存取取、加加工工、传传送送数数据据称称作作一一个个“机机器器字字”。5 5、字字长长：计计算算机机一一次次所所能能处处理理的的二二进进制制的的位位数数。6 6、存存储储容容量量的的常常用用单单位位和和相相互互转转换换。（B B、KBKB、MBMB、GBGB、TBTB、PBPB）例例：容容量量为为2G2G的的U U盘盘能能存存多多少少个个汉汉字字？1.4.3 1.4.3 计计算算机机中中的的数数据据

30、单单位位难难点点：地地址址在在1000H4FFFH1000H4FFFH范范围围的的存存储储空空间间为为多多少少KBKB （地地址址：内内存存空空间间的的序序号号）解解：4FFFH 1000H+1=4000H4FFFH 1000H+1=4000H =01000100 00000000 00000000 00000000 =214 B =214 B =24 KB=16KB =24 KB=16KB1、算算术术运运算算：加加、减减、乘乘、除除（+、-、*、/）2、逻逻辑辑运运算算：与与(&、and)、或或(|、or)、非非(!)、异异或或(xor)ABA与BA或BA异或B非A非B00011011100

31、011101010001101011.4.4 1.4.4 数数据据运运算算基基础础计计算算机机中中把把数数值值型型数数据据分分为为无无符符号号数数和和有有符符号号数数在在计计算算机机当当中中,通通常常把把一一个个数数的的最最高高位位作作为为符符号号位位。以以8 8位位二二进进制制数数为为例例，即即为为 D7D6D5D4D3D2D1D0D D7 7为为符符号号位位，D D6 6DD0 0 为为数数字字位位。在在符符号号位位用用0 0表表示示正正，用用1 1表表示示负负。X=(0 1011011)2=+91 Y=(1 1011011)2=-91这样连同一个符号位在一起作为一个数，就称为机机器器数数

32、；而它的数值称为机器数的真值。1.4.5 1.4.5 数数值值型型信信息息的的表表示示计计算算机机中中有有符符号号数数的的表表示示方方法法：1.原码 最高位为符号位：0表示正数，1表示负数 x=(+57)10 ,x原=(0 0111001)2 Y=(-57)10 ,Y原=(1 0111001)2特特点点（8 8位位二二进进制制数数码码）：范范围围：-127+127-127+127 （1 1111111 0 11111111 1111111 0 1111111）“0”0”有有两两种种表表示示：+0+0原原 =(=(0 0 0000000)0000000)2 2 -0 -0原原 =(=(1 1 0

33、000000)0000000)2 2 2.2.反反码码正正数数：反反码码=原原码码（最最高高位位为为符符号号位位，用用“0”0”表表示示，其其余余为为数数值值位位）+57+57原原=+57=+57反反 =(=(0 0 0111001)0111001)2 2负负数数：其其原原码码除除符符号号位位“1”1”外外的的其其他他各各位位按位取反 -57-57 原原=(=(1 1 0111001)0111001)2 2 -57 -57 反反=(=(1 1 1000110)1000110)2 2特特点点（8 8位位二二进进制制数数码码）：l 数数值值范范围围 -127+127-127+127（1 00000

34、00 0 11111111 0000000 0 1111111）l反反码码中中“0”0”也也有有两两种种表表示示 +0+0反反=(=(0 0 0000000)0000000)2 2 -0 -0反反=(=(1 1 1111111)1111111)2 2注注意意：有有符符号号数数的的反反码码最最高高位位仍仍为为符符号号位位符符号号位位为为“0”0”（即即为为正正数数）时时，后后面面7 7位位为为此此数数二二进进制制值值部部分分当当符符号号位位为为“1”1”（即即为为负负数数）时时，后后面面7 7位位不不再再表表示示该该负负数数的的数数值值大大小小3.3.补补码码 正正数数的的补补码码表表示示与与原

35、原码码和和反反码码相相同同，即即最最高高位位为为符符号号位位，用用“0”0”表表示示。其其余余为为数数值值位位。+31+31补补=+31=+31原原=+31=+31反反=(=(0 0 0011111)0011111)2 2 负负数数的的补补码码用用其其反反码码且且在在最最后后位位加加“1”1”形形成成。即即用用原原码码除除符符号号位位的的各各位位取取反反+1+1 。-31原=(1 0011111)2-31反=(1 1100000)2末位加1 (1 1100001)2-31补=特特点点：“0”0”只只有有一一种种表表现现形形式式：+0+0补补=-0=-0补补=(0 0000000)=(0 000

36、0000)2 28 8位位二二进进制制补补码码所所能能表表示示的的数数值值范范围围 ：-128+127-128+127 （1 0000000 0 11111111 0000000 0 1111111）现现代代计计算算机机都都是是采采用用补补码码来来进进行行运运算算的的XX补补=(=(1 10010100)0010100)2 2末位减“1”(10010011)2X反=除符号位按位取反X原=(11101100)2除符号位按位取反(11101011)2末位加“1”=(11101100)2X=-1101100=-(1*26+1*25+1*23+1*22)=(-108)10例例题题：给给出出一一个个数数

37、的的补补码码，计计算算出出它它的的1010进进制制大大小小掌掌握握：任任意意一一个个1010进进制制数数在在计计算算机机中中的的表表示示 任任意意一一个个数数的的补补码码转转换换后后的的1010进进制制大大小小证明：利用34-68的结果验证上式的正确性右边：x补=34补+-68补 +34补=(00100010)2 -68补=(10111100)2 X=34-68=34+(-68)=（-34）实实例例：利利用用补补码码进进行行运运算算x-y 补=x补-y补=x补+-y补 0010001000100010+10111100+10111100 11011110 11011110结果为补码X=(-34

38、)10 X原=(10100010)2X补=(11011110)2左边：运算结果与方法一相同所所以以：xy xy 补补 =x=x 补补 +-y+-y 补补实实例例：利利用用补补码码计计算算 26-19 26-19 的的值值。已已知知：+26+26原原=(00011010)=(00011010)2 2 +19 +19原原=(00010011)=(00010011)2 2 解解：+26+26原原=(00011010)=(00011010)2 2 =+26 =+26补补=(00011010)=(00011010)2 2 +19+19原原=(00010011)=(00010011)2 2 =-19 =-

39、19原原=(10010011)=(10010011)2 2 =-19 =-19补补=(11101101)=(11101101)2 226-1926-19补补=+26=+26补补 +-19+-19补补 =(00011010)=(00011010)2 2+(11101101)+(11101101)2 2 =(=(1 1 00000111)00000111)2 2实实例例：灵灵活活运运用用 已知一个数的8位补码由4个1和4个0组成，问：这个数所能表示的最大(小)的正（负）数分别是多少？并写出它们的2进制数和10进制数所表示的大小。解：二进制 十进制最大正数 01111000 120最小正数 0000

40、1111 15最小负数 10000111 -121最大负数 11110000 -16最大负数补码：11110000最小负数补码：10000111浮浮点点数数任任意意的的二二进进制制数数 N Npp基基数数尾尾数数阶阶码码数数符符阶阶符符1 1.阶阶码码为为整整数数，反反映映数数的的大大小小；2.2.尾尾数数为为纯纯小小数数，反反映映数数的的精精度度，必必须须规规格格化化；3.3.基基数数 R=2R=2 是是隐隐含含的的。阶阶符符 阶阶码码P P 尾尾符符 尾尾 码码S S N 123.625 1111011.101 B 0.1111011101 2111 0 1 i=111 i=111 指指明

41、明小小数数点点在在此此 3.1416 11.00100100001 B 0.11001001000 210 i=010 i=010 指指明明小小数数点点在在此此指指明明其其有有效效位位数数指指明明其其有有效效位位数数1.4.6 1.4.6 字字符符型型信信息息的的表表示示1 1、字字符符编编码码(ASC(ASC码码)ASC ASC码码全全称称：A American merican S Standard tandard C Code for ode for I Information nformation I Interchangenterchange，即即美美国国标标准准信信息息交交换换代代码

42、码。字字符符型型信信息息包包括括：数数字字、字字母母、汉汉字字、符符号号。它它们们是是用用一一个个字字节节中中的的低低7 7位位来来表表示示的的，共共128128个个不不同同的的字字符符（2626字字母母 *2+102+10数数字字符符号号 +32+32字字符符及及运运算算符符号号 +34+34控控制制字字符符 ）NULSOHSTXETXEOTENQACKBELBSHTLFVTFFCRSOSTDLEDC1DC2DC3DC4NAKSYNETBCANEMSUBESCFSGSRSUSASCII码表00000100012001030011401005010160110701118100091001A1

43、010B1011C1100D1101E1110F1111高高3 3位位01234567低低4 4位位000001010011100101110111SP！”()/：;？ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ_/abcdefghijklmnopqrstuvwxyz|DELn n 基基基基本本本本ASCIIASCII码码码码uu 可可可可表表表表示示示示128128个个个个常常常常用用用用字字字字符符符符，从从从从0 0到到到到127127。uu包包包包括括括括：3434个个个个控控控控制制制制字字字字符符符符；5252个个个个英英英英文文文文字字字字母母母母；1010个个个个数数数

44、数字字字字；3232个个个个字字字字符符符符和和和和运运运运算算算算符符符符。例例例例如如如如：“a”a”a”a”字字字字符符符符的的的的编编编编码码码码为为为为1100001110000111000011100001，对对对对应应应应的的的的十十十十进进进进制制制制数数数数是是是是97979797；空空空空格格格格 20H20H20H20H32323232 00009999 30H30H30H30H39H39H39H39H 4848484857575757 AAAAZZZZ 41H41H41H41H5AH5AH5AH5AH 6565656590909090 aaaazzzz 61H61H61

45、H61H7AH7AH7AH7AH 97979797122122122122思思考考：“8”8”和和“D”D”的的ASCIIASCII码码分分别别是是多多少少？“F”F”的的ASCIIASCII码码减减“f ”f ”的的ASCIIASCII码码为为多多少少？“F”F”的的ASCIIASCII码码减减“A”A”的的ASCIIASCII码码为为多多少少？2 2、汉汉字字编编码码汉汉字字输输入入码码 /汉汉字字外外部部码码：数数字字编编码码/顺顺序序码码：区区位位码码(以以行行/区区、列列/位位来来命命名名)字字音音编编码码：全全拼拼、双双拼拼音音码码 字字形形码码：表表字字形形、五五笔笔字字形形码码

46、 音音形形码码：自自然然码码汉汉字字交交换换码码 /国国标标码码 G/GBG/GB：由由两两个个字字节节表表示示一一个个汉汉字字，且且每每个个字字节节的的最最高高位位为为0 0 GB2313-80GB2313-80基基本本集集中中收收录录了了67636763个个汉汉字字，分分为为2 2级级：第第一一级级汉汉字字37553755个个，按按拼拼音音字字母母排排序序，同同音音字字则则再再按按笔笔形形的的横横、竖竖、撇撇、点点、折折来来排排序序；第第二二级级汉汉字字30083008个个，按按部部首首排排序序，同同画画数数字字则则再再按按笔笔形形的的横横、竖竖、撇撇、点点、折折来来排排序序。机机内内码码

47、 J J：也也是是由由两两个个字字节节表表示示一一个个汉汉字字，如如果果将将国国标标码码转转换换为为机机内内码码，只只需需将将国国标标码码的的2 2个个字字节节的的最最高高位位均均设设定定为为1 1u各类编码的转换规则：(Q区位码、G 国标码、J机内码)Q1+32=G1 Q2+32=G2 (Q1+32=G1 Q2+32=G2 (区区位位码码国国标标码码)G1+128=J1 G2+128=J2 (G1+128=J1 G2+128=J2 (国国标标码码机机内内码码)Q1+160=J1 Q2+160=J2 (Q1+160=J1 Q2+160=J2 (区区位位码码机机内内码码)区区码码和和位位码码的的

48、范范围围分分为为是是1-941-94实实例例：已已知知：汉汉字字“大大”的的区区位位码码是是2083，那那么么它它的的国国标标码码和和机机内内码码分分别别是是多多少少？（国国标标码码用用16进进制制表表示示）解解答答：1 1、区区位位码码为为20832083，则则区区号号为为2020，位位号号为为83832 2、将将区区位位码码20832083转转换换为为十十六六进进制制表表示示 20D=14H 83D=53H 20D=14H 83D=53H 得得到到1453H 1453H 3 3、1453H1453H2020H2020H3473H3473H，得得到到国国标标码码3473H 3473H 4 4

49、、3473H3473H8080H8080HB4F3HB4F3H，得得到到机机内内码码为为B4F3H B4F3H 11111111111100000000000000000000 0000000000000000 00000000 00000 000汉字字形码：由点阵形式产生例例：用用64*4864*48的的汉汉字字点点阵阵存存储储2020个个这这样样的的汉汉字字，一一共共需需要要多多大大的的空空间间？解解：存存储储一一个个汉汉字字需需要要64*48 bit 64*48 bit 即即(64*48)/8=384 B(64*48)/8=384 B 所所以以存存储储2020个个汉汉字字需需要要384*

50、20=7680 B=7.5 KB384*20=7680 B=7.5 KB1、图形图像信息的表示矢量图形：用一组指令集合来描述的内容。一般指用计算机绘制的画面图像：指由输入设备捕捉的实际场景画面，或以数字化形式存储的任意画面1.4.7 1.4.7 图图形形图图像像和和视视频频信信息息的的表表示示计计算算机机中中所所有有图图像像都都是是由由排排成成行行列列的的点点(像像素素)组组成成主要指标：分辨率：分为屏幕分辨率、图像分辨率颜色深度：反映了构成图像的颜色总数目2、视频信息的表示视频文件是由一副副静止的图像组成的序列，因此，视频文件的大小其实就是组成该视频的每张静止图像大小的总和。视频容量=静止图