计算机基础课件ppt-第1章 绪论.pptx

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1、第第1章绪论章绪论第第1章章绪论绪论1.1计算机基本知算机基本知识概述概述1.2信息在信息在计算机中的存算机中的存储1.3计算机在相关算机在相关专业领域中的域中的应用用 3“差分机差分机”是一种能进行加减计算和简单函数运算的自动计算装置，是一种能进行加减计算和简单函数运算的自动计算装置，同时它也可以完成数表编制工作，它的出现大大缩短了浩繁的计算过同时它也可以完成数表编制工作，它的出现大大缩短了浩繁的计算过程。程。1822 差分机差分机1822 1822 英国人英国人 巴贝奇巴贝奇 差分机差分机计算机诞生 他提出：他提出：计算机装置算机装置应该具具有通用性，能解决数学上的各有通用性，能解决数学上

2、的各种种问题，不，不仅可以可以进行数字运行数字运算，算，还可以可以进行行逻辑运算。运算。巴巴贝奇的分析机同奇的分析机同现代代计算机一算机一样可以可以编程，而且分析机所涉程，而且分析机所涉及到的有关程序方面的概念，及到的有关程序方面的概念，也与也与现代代计算机一致。算机一致。1834 1834年，巴贝奇又完成了年，巴贝奇又完成了一项新计算装置的构想，把这一项新计算装置的构想，把这种装置命名为种装置命名为“分析机分析机”，它，它是现代数字计算机的前身。是现代数字计算机的前身。1834 分析机分析机1834 1834 英国人英国人 巴贝奇巴贝奇 分分析机析机 它是一种抽象的计算模型，它是一种抽象的计

3、算模型，用来精确定义可计算函数。它是用来精确定义可计算函数。它是由一个控制器，一条可以无限延由一个控制器，一条可以无限延伸的带子和一个在带子上左右移伸的带子和一个在带子上左右移动的读写头组成的。动的读写头组成的。19361936年年 英国人英国人 阿阿兰麦席森麦席森图灵灵 图灵机灵机人工智能之父人工智能之父图灵提出该机器应具备一些基本功能：图灵提出该机器应具备一些基本功能：具有存储设备，可以存储数据具有存储设备，可以存储数据具有一种语言，方便编程和运算具有一种语言，方便编程和运算具有输入设备，通过扫描方式具有输入设备，通过扫描方式具有计算意向，即控制程序运行具有计算意向，即控制程序运行能够连续

4、执行指令能够连续执行指令计计算算科科学学之之父父6 19461946年年2 2月月,世界上第一台数字电子计世界上第一台数字电子计算机算机 ENIACENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator 电子数字积电子数字积分计算机分计算机)在在美国宾夕法尼亚大学美国宾夕法尼亚大学诞生。它的诞生。它的诞生是基于军事的考虑，是为了精确计算复诞生是基于军事的考虑，是为了精确计算复杂的弹道特性和火力射程表。杂的弹道特性和火力射程表。战争战争战争战争计算机的诞生ENIAC(1946)ENIAC(1946)1800018000个电子管个电子管占地占地17

5、0170平方米平方米重达重达3030吨吨耗电耗电150150千瓦千瓦保存保存8080个字节个字节每秒每秒5 5千次加、减千次加、减法运算法运算价值价值4040万美元万美元19491949年，英国年，英国剑桥大学完成了第一台大学完成了第一台“存存储程序程序”控制的控制的实验室计算算机机EDSACEDSAC（延（延迟存存储自自动计算机）算机）19511951年，第一台年，第一台“存存储程序程序”控制的控制的商品化计算机算机UNIVAC-IUNIVAC-I（通用自（通用自动计算机）算机）问世世19521952年，年，冯.诺依曼依曼领导的研制小的研制小组研制成功并投入使用了第一台研制成功并投入使用了第

6、一台“存存储程序程序”式式计算机算机EDVAC(EDVAC(离散离散变量自量自动电子子计算机）算机）ENIAC缺点:无存无存储器、布器、布线接板控制、手工操作接板控制、手工操作n 巴贝奇-差分机和分析机n 图 灵-图灵机n 冯.诺依曼-“存储程序与程序控制”原理计算机的起源冯冯 诺依曼原理即计算机能自动地完成运算或即计算机能自动地完成运算或处理过程的基础是存储程序和处理过程的基础是存储程序和程序控制。程序控制。Von Neumann&程序和数据在计算机中用二程序和数据在计算机中用二进制数表示；进制数表示；&计算机的工作过程是由存储计算机的工作过程是由存储程序控制的；程序控制的；计算机能计算机能

7、自动、正确自动、正确地按人们的意图工作，地按人们的意图工作，是由于人们已事先把计算机如何工作的是由于人们已事先把计算机如何工作的程序和程序和原始数据原始数据通过输入设备送到计算机的通过输入设备送到计算机的存储器存储器中。中。当计算机运行时，控制器就可以把这些指令一当计算机运行时，控制器就可以把这些指令一一从存储器中取出来，加以翻译，并按指令的一从存储器中取出来，加以翻译，并按指令的要求进行相应的操作，直到结束。要求进行相应的操作，直到结束。存储程序与程序控制原理v第一代：第一代：（46-5746-57）逻辑元件电子逻辑元件电子管管，内存延迟线或磁芯，外存纸带、卡片内存延迟线或磁芯，外存纸带、卡

8、片或磁带，工作速度为几千几万次秒，或磁带，工作速度为几千几万次秒，应用科学计算，编程语言主要采取机器语应用科学计算，编程语言主要采取机器语言。言。v第二代第二代:（58-6458-64）逻辑元件晶体逻辑元件晶体管管，内存磁芯，外存磁带或磁盘，工作速内存磁芯，外存磁带或磁盘，工作速度为几十万次秒，应用事务管理及工业度为几十万次秒，应用事务管理及工业控制，编程语言主要是汇编语言，控制，编程语言主要是汇编语言，fortran,cobol.fortran,cobol.提出了操作系统的概念。提出了操作系统的概念。计算机的发展v第三代第三代:（64-7064-70）逻辑元件中小规模集成电路逻辑元件中小规模

9、集成电路，内存采用半导体存储器，工作速度为几十万几千内存采用半导体存储器，工作速度为几十万几千万次秒万次秒,软件设计中提倡模块化、结构化程序设计软件设计中提倡模块化、结构化程序设计,以及对话式的语言。以及对话式的语言。v第四代第四代:（7171年到今）年到今）逻辑元件（超）大规模逻辑元件（超）大规模集成电路，集成电路，内存内存半导体存储器，半导体存储器，外存外存磁盘和光盘工作磁盘和光盘工作速度几百万几千万次秒，速度几百万几千万次秒，软件软件操作系统和应用软操作系统和应用软件，件，应用应用以计算机网络为特征以计算机网络为特征。出现了面向对象程序。出现了面向对象程序化设计语言。化设计语言。计算机的

10、发展 第一代第一代 第二代第二代 第三代第三代 第四代第四代名 称电子管计算机电子管计算机晶体管计算机晶体管计算机集成电路计算机集成电路计算机大大,超大规模集成超大规模集成电路计算机电路计算机存在时间 1946至至19571958至至19641965至至19701971至今至今代表器件电子管电子管晶体管晶体管中、中小规模中、中小规模大、超大规模大、超大规模内存储器水银延迟线水银延迟线或磁鼓或磁鼓磁芯磁芯半导体存储器半导体存储器高集成度半导体高集成度半导体存储器存储器外存储器磁带磁带磁盘磁盘,磁带磁带高速磁盘高速磁盘大容量磁盘和光大容量磁盘和光盘盘应用范围数值计算数值计算数值计算数值计算数据处理

11、数据处理数值计算数值计算 数据处理数据处理(文字图形文字图形)信息处理信息处理数值计算数值计算 数据数据处理处理 信息处理信息处理代表产品ENIAC IBM-7000系列机系列机IBM-360PDP-11微机微机,巨型机和巨型机和工作站工作站软 件机器语言机器语言 汇编语言汇编语言高级语言高级语言提出提出OS概念概念QB C 操作系统操作系统开始广泛运用开始广泛运用数据库、网络等数据库、网络等计算机的发展史中国计算机发展史1）1958年，中科院年，中科院计算所研制成功我国第一台小型算所研制成功我国第一台小型电子管通用子管通用计算机算机103机（八一型）机（八一型）,标志着我国第一台志着我国第一

12、台电子子计算机的算机的诞生生。2）1983年，国防科技大学研制成功运算速度每秒上年，国防科技大学研制成功运算速度每秒上亿次的次的银河河-I巨型机，巨型机，这是我国高速是我国高速计算机研制的一个重要里程碑算机研制的一个重要里程碑。3）1992年，国防科技大学研究出年，国防科技大学研究出银河河-II通用并行巨型机，峰通用并行巨型机，峰值速度达每速度达每秒秒4亿次浮点运算（相当于每秒次浮点运算（相当于每秒10亿次基本运算操作次基本运算操作）。4）2002年，曙光公司推出完全自主知年，曙光公司推出完全自主知识产权的的“龙腾”服服务器，器，龙腾服服务器采用了器采用了“龙芯芯-1”CPU，该服服务器是国内

13、第一台完全器是国内第一台完全实现自有自有产权的的产品，在国防、安全等部品，在国防、安全等部门将将发挥重大作用。重大作用。5）2010年，以美国两院院士、年，以美国两院院士、“世界超世界超级涡轮式刀片式刀片计算机之父算机之父”陈世世卿博士卿博士为首的首的专家家团队回回归祖国后研祖国后研发出的超出的超级计算机算机为天津国家超天津国家超级计算机中心的天河算机中心的天河-1A，速度，速度为每秒每秒2.5千万千万亿次。次。1 1.巨型巨型化化 速度极快速度极快,存储容量很大存储容量很大,功能极强超大型计算机。功能极强超大型计算机。2.2.微型化微型化 性能优越性能优越,集成度高集成度高,体积小体积小,价

14、格便宜价格便宜,使用方便的微型计使用方便的微型计算机算机 3.3.网络化网络化 资源共享资源共享 4 4.智能化智能化 具有具有“逻辑判断逻辑判断”和和“直感直感”功能功能 计算机的发展趋势1.2 计算机的特点与分类1、计算机的特点算机的特点2、计算机的分算机的分类1.运算速度快运算速度快：高速电子器件，存储程序的设计高速电子器件，存储程序的设计 思想。巨型机运算思想。巨型机运算速度可达万亿次速度可达万亿次/秒，秒，PC机也有数亿次机也有数亿次/秒秒：2.计算精度高计算精度高：计算机内部采用二进制记数，运算精度随字长位数增计算机内部采用二进制记数，运算精度随字长位数增加而提高，目前加而提高，目

15、前PC机的字长已达机的字长已达64位位；3.具有具有“记忆记忆”功能功能：内存内存 硬盘容量飞速递增；硬盘容量飞速递增；4.具有逻辑判断能力具有逻辑判断能力：可以进行逻辑推理和定理可以进行逻辑推理和定理证明。证明。5.具有自动执行程序的能力具有自动执行程序的能力：计算机可以自动完计算机可以自动完成工作成工作 直到完成任务，不需人工干预。直到完成任务，不需人工干预。计算机的特点 1.按所处理的信号分：按所处理的信号分：（1）电子数字计算机：处理数字化信息，并用数字电路对）电子数字计算机：处理数字化信息，并用数字电路对数字信息进行数字处理。数字信息进行数字处理。（2）电子模拟计算机：以模拟方式处理

16、模拟量的计算机。）电子模拟计算机：以模拟方式处理模拟量的计算机。（3）数模混合计算机：数字和模拟有机结合的计算机。）数模混合计算机：数字和模拟有机结合的计算机。2.按用途分：按用途分：（1）专用机：为解决特定问题、实现特殊功能而设计的计）专用机：为解决特定问题、实现特殊功能而设计的计算机。功能单一，适应性差。算机。功能单一，适应性差。（2）通用机：功能齐全，适应性强。）通用机：功能齐全，适应性强。计算机的分类3、按、按计算机规模计算机规模分分:(1)(1)巨型计算机巨型计算机:主要用于国防顶尖技术主要用于国防顶尖技术及具有超高速大型计算任务的应用领域及具有超高速大型计算任务的应用领域,如天如天

17、气预报、材料分析、金融预测等。气预报、材料分析、金融预测等。Eg:Eg:银河银河I I、IIII、IIIIII代代 (神威一号神威一号 运算速度达运算速度达12.312.3万万亿次亿次/秒秒)(2(2)微型计算机微型计算机:微型机又称个人计算机、微型机又称个人计算机、PC PC 机。主要分为三类：台式计算机，笔记本机。主要分为三类：台式计算机，笔记本计算机和掌上电脑。计算机和掌上电脑。(3)(3)工作站：工作站：建立在建立在RISC/UNIXRISC/UNIX平台上的计平台上的计算机，主要用于图形图象处理和计算机辅助设算机，主要用于图形图象处理和计算机辅助设计中，实际上是一台性能更高的计中，实

18、际上是一台性能更高的微机。微机。计算机的分类 计算机的分类服服务器器 服服务器器是一种在网是一种在网络环境中境中为多个用多个用户提供服提供服务的的计算机系算机系统。从硬件上来从硬件上来说，一，一台高端的微型机台高端的微型机也可以充当服也可以充当服务器，关器，关键是它安装网是它安装网络操作系操作系统、网、网络协议和各种服和各种服务软件件。服。服务器器可分可分为文件服文件服务器、数器、数据据库服服务器、器、应用服用服务器和通信服器和通信服务器等。器等。嵌入式嵌入式计算机算机 嵌入式嵌入式计算机算机是指作是指作为一个信息一个信息处理部件，嵌入到理部件，嵌入到应用之中的用之中的计算算机。嵌入式机。嵌入

19、式计算机与通用型算机与通用型计算机最大的区算机最大的区别是运行固化的是运行固化的软件，用件，用户很很难或不能改或不能改变。嵌入式。嵌入式计算机算机应用最广泛，数量超用最广泛，数量超过微型机。目前广微型机。目前广泛泛应用于各种家用用于各种家用电器之中，如器之中，如电冰箱、自冰箱、自动洗衣机、数字洗衣机、数字电视机、数机、数码相机等相机等。1.1.科学计算：科学计算：目前科学计算仍然是计算机的主要目前科学计算仍然是计算机的主要的应用领域之一。的应用领域之一。2.2.信息处理：信息处理：是计算机最广泛的应用领域，决定是计算机最广泛的应用领域，决定了计算机应用的主要方向。了计算机应用的主要方向。3.3

20、.过程控制：过程控制：用计算机对生产过程进行及时采集用计算机对生产过程进行及时采集检测信息，按最佳值立即对被控制对象进行自检测信息，按最佳值立即对被控制对象进行自动调节和控制。动调节和控制。计算机的应用领域4.4.计算机辅助系统：计算机辅助系统：（1）计算机辅助设计）计算机辅助设计CAD（Computer Aided Design）：用计算机帮助设计人员进行设计。）：用计算机帮助设计人员进行设计。（2）计算机辅助制造（）计算机辅助制造（Computer Aided Manufactory）CAM：用计算机直接控制产品的加：用计算机直接控制产品的加工和生产。工和生产。（3）计算机辅助教学）计算机

21、辅助教学CAI（Computer Aided Instruction）：用计算机使用课件来辅助教师教学）：用计算机使用课件来辅助教师教学并帮助学生学习。并帮助学生学习。计算机的应用领域还有辅助测试还有辅助测试CAT辅助工程辅助工程CAE5.5.人工智能：人工智能：用计算机模拟人的感应、判断、用计算机模拟人的感应、判断、理解、学习和问题求解等人类的智能活动。理解、学习和问题求解等人类的智能活动。6.6.网络应用：网络应用：现代计算机技术与通讯技术相现代计算机技术与通讯技术相结合构成了计算机网络，以达到资源共享和结合构成了计算机网络，以达到资源共享和数据传输的目的。数据传输的目的。计算机的应用领域

22、计算机中信息的表示计算机能表示和算机能表示和处理的信息包括数理的信息包括数值型数据、字符型数据、型数据、字符型数据、图形形图象和象和视频数据以及音数据以及音频数据数据。信息在信息在计算机内部都是以二算机内部都是以二进制的形式表制的形式表现。数值数值数值数值 十二进制转换十二进制转换十二进制转换十二进制转换西文西文西文西文 ASCII ASCII ASCII ASCII码码码码 中文中文中文中文 输入码机内码转换输入码机内码转换输入码机内码转换输入码机内码转换 声音、图像声音、图像声音、图像声音、图像 模数转换模数转换模数转换模数转换 二十进制转换二十进制转换二十进制转换二十进制转换 西文字形码

23、西文字形码西文字形码西文字形码 汉字字形码汉字字形码汉字字形码汉字字形码 数模转换数模转换数模转换数模转换 内存内存内存内存输入设备输入设备输入设备输入设备 输出设备输出设备输出设备输出设备数值数值数值数值西文西文西文西文中文中文中文中文声音、图像声音、图像声音、图像声音、图像 在日常生活中使用的数制有很多种，但在计算机中通在日常生活中使用的数制有很多种，但在计算机中通常采用二进制。这是因为电子元器件最容易实现的是电路常采用二进制。这是因为电子元器件最容易实现的是电路的通断、电位的高低、电极的正负，而在逻辑学中也常常的通断、电位的高低、电极的正负，而在逻辑学中也常常用到二值逻辑，这都是因为两状

24、态的系统具有稳定性（非用到二值逻辑，这都是因为两状态的系统具有稳定性（非此即彼），以及抗干扰性等特性。此即彼），以及抗干扰性等特性。计算机中使用的数制为什么要使用二进制（1）可行性可行性：物理上容易：物理上容易实现（2）逻辑性性：二：二进制中的制中的“0”和和“1”刚好可以好可以对应逻辑值中的中的“真真”和和“假假”（3）简易性易性：二：二进制运算法制运算法则比比较简单（4）可靠性：可靠性：二二进制只有制只有0和和1两个数，两个数，传输和和处理理时不易出不易出错，使，使计算机得到高可靠保障算机得到高可靠保障计算机中常用数制及其表示计算机中常用数制及其表示1 1、十进制数的表示、十进制数的表示数

25、字符号：数字符号：0 0、1 1 8 8、9 9 （基数为（基数为 1010）；）；位位 权：权：以十为底的幂；以十为底的幂；进位规则进位规则：逢十进一，借一当十；逢十进一，借一当十；用字母用字母D表示表示 例如：例如：1 2 3.4=1 102+2 101+3 100+4 10-1 10210110010-1位权左边的叫做左边的叫做位置计数法，位置计数法，右边的叫做右边的叫做按权展开式。按权展开式。计算机中常用数制及其表示计算机中常用数制及其表示2 2、二进制数的表示、二进制数的表示数字符号：数字符号：0 0、1 1 （基数为（基数为 2 2）；）；位位 权：权：以二为底的幂；以二为底的幂；

26、进位规则进位规则：逢逢二二进一，借进一，借一一当二；当二；用字母用字母B表示表示例如：例如：(1 0 1 1)2=(1 23+0 22+1 21+1 20)10 23 22 21 20 位置计数法按权展开表示十进制数计算机中常用数制及其表示计算机中常用数制及其表示3 3、八进制数的表示、八进制数的表示 数字符号：数字符号：0 0、1 1、2 2 6 6、7 7（基数为（基数为 8 8）；）；位位 权：权：以八为底的幂；以八为底的幂；进位规则进位规则：逢逢八八进一，借进一，借一一当当八八；用用O或者或者Q表示表示例如：例如：(4 5 .7 6)8=(4 81+5 80+78-1+6 8-2 )1

27、081 80 8-1 8-2位置计数法按权展开计算机中常用数制及其表示计算机中常用数制及其表示4 4、十六进制数的表示、十六进制数的表示 数字符号：数字符号：0 0、1 1 8 8、9 9、A A、B B F F（基数为（基数为1616）；）；位位 权：权：以十六为底的幂；以十六为底的幂；进位规则进位规则：逢逢十六十六进一，借进一，借一一当当十六十六；用字母用字母H表示表示例如：例如：(3 B E.6)16=(3162+11161+14160+616-1)10162 161 160 16-1位置计数法按权展开 数制表示 方法名称十进制二进制八进制十六进制基数R102816位权Rk10k2k8k

28、16k数字符号090，10709AF进位规则逢十进一逢二进一逢八进一逢十六进一计算机中数制的表示各数制间的转换各数制间的转换1、R进制转换为十进制2、十进制转换成二进制3、十进制转换成十六进制3、二进制与八进制之间的转换4、二进制与十六进制之间的转换R R进制转换为十进制进制转换为十进制 公式S=anRn+an-1Rn-1+a1R1+a0R0+a-1R-1+a-mR-m 例:(1011)2 =1 23+0 22+1 21+1 20 =(11)10 (145)8 =1 8 2+4 81+5 8 0 =(101)10 (145)16 =1 16 2+4 161+5 16 0 =(325)10 R

29、R进制转换为十进制进制转换为十进制（10101）2=（21）10（145）8=(101)10（A2F）16=（2607）10练习：练习：十进制转换成二进制十进制转换成二进制方法：方法：将将整数部分和小数部分整数部分和小数部分分别转换分别转换（1 1）整数部分的转换）整数部分的转换 规则：规则：除以二取余，直至商为零，将所得余数除以二取余，直至商为零，将所得余数 用用倒序倒序排列。排列。例如：例如：将十进制的数将十进制的数(26)10转换成二进制的数转换成二进制的数十进制转换成二进制十进制转换成二进制262131=a1余数 262321200=a00=a21=a31=a4（26）10=（1101

30、0）2至商为零倒序排列十进制转换成二进制十进制转换成二进制练习（整数部分十进制转换成二进制）：练习（整数部分十进制转换成二进制）：（213）10=（11010101）2（32）10=（100000）2（96）10=（1100000）2十进制转换成二进制十进制转换成二进制（2）小数部分的转换）小数部分的转换 规则：规则：乘二取整，直到乘二取整，直到小数部分为零小数部分为零或或达达到要求的精度到要求的精度，所得整数，所得整数顺序顺序排列。排列。特别注意：特别注意：若题目没有要求精度，则保留若题目没有要求精度，则保留小数点后六位。小数点后六位。例如：例如：把把(0.56)(0.56)1010转换成二

31、进制数转换成二进制数 (精确到小数点后精确到小数点后五位五位)十进制转换成二进制十进制转换成二进制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顺序排列达到精度（0.56）10 =（0.10001）2注意整数部分不参加连乘注意整数部分不参加连乘十进制转换成二进制十进制转换成二进制由上面的由上面的 (26)10 =（11010)2 和和(0.56)10=（0.10001)2 可以得出可以得出 (26.56)10 =（11010.10001）2试一试：精度达到小数点后试一试：精

32、度达到小数点后4位位 (0.23)10 =(0.5773)10 =(0.0011)2(0.1001)2十进制转换成十六进制十进制转换成十六进制方法：方法：和十进制转换成二进制类似，也是将整数部和十进制转换成二进制类似，也是将整数部分和小数部分分别转换。规则为：分和小数部分分别转换。规则为：整数部分：整数部分：“除以除以16取余，取余，直至商为直至商为0 0”；小数部分：小数部分：“乘乘16取整，直到小数部分为零或达到取整，直到小数部分为零或达到要求的精度要求的精度”例如：把例如：把(958.6484375)10转换成十六进制转换成十六进制十进制转换成十六进制十进制转换成十六进制9581659B

33、=a1余数 163160E=a03=a2（958)10=（3BE)16至商为零倒序排列整数部分：整数部分：十进制转换成十六进制十进制转换成十六进制0.6484375 16=10.375a-1=A整数部分0.375 16=6.0a-2=6顺序排列商为0(0.6484375)10=（0.A6)16注意整数部分不参加连乘注意整数部分不参加连乘所以(958.6484375)10=(3BE.A6)16二进制和八进制数之间的转换二进制和八进制数之间的转换00001001201030114100510161107111八进制八进制二进制二进制 由于由于8 8是是2 2的整数次幂，即为的整数次幂，即为8=28

34、=23 3，所以，所以1 1个个1 1位八进制数就相当于位八进制数就相当于1 1个个3 3位二进制数。位二进制数。二进制和八进制数之间的转换二进制和八进制数之间的转换二进制转换为八进制二进制转换为八进制方法：方法：首先从首先从小数点小数点开始分别向左和向右把整数及开始分别向左和向右把整数及小数部分小数部分每每3 3位分成一组位分成一组。若整数最高位不足若整数最高位不足3 3位，位，则在其最则在其最左边左边加加0 0补足补足3 3位。若小数最高位的一组不位。若小数最高位的一组不足足3 3位，则在其最位，则在其最右边右边加加0 0补足补足3 3位。位。例如：例如：把把（1011.10101)2转换

35、为八进制数转换为八进制数二进制数：二进制数：001001 011011.101101 010010译 码 1 3 5 2 所以（1011.10101）2=（13.52）8二进制和八进制数之间的转换二进制和八进制数之间的转换八进制转换为二进制八进制转换为二进制方法：方法：用用3位二进制数取代每一位八进制数位二进制数取代每一位八进制数 例如：例如：把把(13.52)8转换为二进制数转换为二进制数 八进制数：1 3 .5 2001 011 101 010 所以所以(13.52)8=(1011.10101)2二进制数和十六进制数之间的转换二进制数和十六进制数之间的转换十六进制十六进制 二进制二进制00

36、00081000100019100120010A101030011B101140100C110050101D110160110E111070111F1111与八进制同理，与八进制同理，一位十六进制数一位十六进制数相当于相当于4位二进制位二进制数。数。二进制数和十六进制数之间的转换二进制数和十六进制数之间的转换方法：方法：a.a.分组分组 :将二进制数分别向左和向右把整将二进制数分别向左和向右把整数及小数部分每数及小数部分每四位四位分成一组，不足四位补足分成一组，不足四位补足四位。四位。b.b.译码：译码：将分组后相应的二进制数对应相将分组后相应的二进制数对应相应的十六进制数应的十六进制数二进制

37、数和十六进制数之间的转换二进制数和十六进制数之间的转换 a.分组：0001 1101 0010.1011 1000 b.译码：1 D 2 .B 8(111010010.10111)2=(1D2.B8)16练习：练习：(101111001101.01101)2=(BCD.68)16(1101100.10100101)2(6C.A5)16 =例如例如:(111010010.10111)2=(?)16计算机的数据单位1.1.机器数：机器数：“数数”以某种方式存储在计算机中，即以某种方式存储在计算机中，即 称为机器数。一般以二进制的形式存放。称为机器数。一般以二进制的形式存放。2.2.位位(bit)(

38、bit)：指二进制数的一位，是计算机存储数指二进制数的一位，是计算机存储数据的最小单位。据的最小单位。3.3.字节字节(Byte)(Byte)：8 8位二进制数为一个字节。是最基位二进制数为一个字节。是最基本的数据单位，字节常用大写字母本的数据单位，字节常用大写字母“B B”表示。表示。4.4.字字(word):(word):计算机处理数据时，一次存取、加工和计算机处理数据时，一次存取、加工和传送的数据长度成为一个字。由一个字节或多个字节传送的数据长度成为一个字。由一个字节或多个字节组成。组成。计算机的数据单位5.5.字长字长:计算机一次所能处理的实际二进制的位计算机一次所能处理的实际二进制的

39、位数。是计算机性能的一个指标。数。是计算机性能的一个指标。6.6.存储容量的单位和换算公式：存储容量的单位和换算公式：存储容量的单位有：存储容量的单位有：KB,MB,GB,TBKB,MB,GB,TB1 1位为位为1 1个二进制数个二进制数0 0或或1 1，1 1字节为字节为8 8位二进制数。位二进制数。1KB=1024B,1MB=1024KB,1GB=1024MB,1TB=1024GB1KB=1024B,1MB=1024KB,1GB=1024MB,1TB=1024GB计算机中数据运算基础计算机中数据运算基础1 1、算术运算、算术运算（1）加法运算：“逢2进1”如：1 1 0 1 +1 0 1

40、0 1 0 1 1 1（2）减法运算：“借1当2”如：1 1 0 1 -1 0 1 0 1 1思考题 内存地址内存地址编码在在1000H4FFFH范范围的存的存储空空间有多少有多少KB（地址：内存空（地址：内存空间的序号，以字的序号，以字节为单位位进行行编码）解：解：4FFFH 1000H+1=4000H4FFFH 1000H+1=4000H =01000100 00000000 00000000 00000000 =214 B =214 B =24 KB=16KB =24 KB=16KB计算机中数据运算基础计算机中数据运算基础(3）乘法运算乘法运算：与十进制数类同与十进制数类同 如：1 0

41、0 1 *1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 +1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1（4）除法运算除法运算：与十进制类同与十进制类同计算机中数据运算基础计算机中数据运算基础2 2、逻辑运算、逻辑运算ABA与与BA或或BA异或异或B非非A非非B0000011010111010011011111000逻辑运算规则逻辑运算规则与运算：与运算：见零为零；见零为零；或运算：或运算：见一为一；见一为一；异或：异或：相同为零，不同为一；相同为零，不同为一；同或：同或：不同为零，相同为一；不同为零，相同为一；1.5.5 数值型信息的表示数值型信息的表示数值型信息分为数值型信息

42、分为 无符号数和有符号数无符号数和有符号数 在计算机当中在计算机当中,通常把一个数的最高位作为符号通常把一个数的最高位作为符号位。位。以以8 8位二进制数为例，即为位二进制数为例，即为 D D7 7D D6 6D D5 5D D4 4D D3 3D D2 2D D1 1D D0 0 D D7 7为符号位，为符号位，D D6 6D D0 0 为数字位。在符号位用为数字位。在符号位用0 0表示正，表示正，用用1 1表示负。表示负。数值型信息的表示例如：例如：X=(0 1011011)2=+57 Y=(1 1011011)2=-57 这样连同一个符号位在一起作为一个数，就这样连同一个符号位在一起作为

43、一个数，就称为称为机器数机器数；而它的数值称为机器数的；而它的数值称为机器数的真值真值。数值型信息的表示计算机对有符号数采用计算机对有符号数采用3 3种表示方法：种表示方法：1 1、原码、原码 最高位为符号位：最高位为符号位：0 0表示表示正正数，数，1 1表示表示负负数数 x=(+57)10 ,x原=(00111001)2 Y=(-57)10 ,Y原=(10111001)2特点（特点（8 8位二进制数码）：位二进制数码）：范围：范围：-127-127+127+127 （11111111111111110111111101111111）“0 0”有两种表示有两种表示 +0原=(00000000

44、)2 -0原=(10000000)2数值型信息的表示(反码)2.2.反码反码正数：正数：反码反码=原码（最高位为符号位，用原码（最高位为符号位，用“0 0”表示，表示，其余为数值位。其余为数值位。+57原=+57反=(0 0111001)2负数：负数：其原码除符号位其原码除符号位“1 1”外的其他各位外的其他各位按位取按位取反反 -57 原=(1 0111001)2 -57 反=(1 1000110)2数值型信息的表示(反码)特点特点（8 8位二进制数码）位二进制数码）：数值范围数值范围 -127+127-127+127（10000000011111111000000001111111）当一个

45、带符号数用反码表示时，最高位为符号位。当一个带符号数用反码表示时，最高位为符号位。符号位为符号位为“0 0”（即为正数）时，后面（即为正数）时，后面7 7位为此数位为此数二进制值部分；当符号位为二进制值部分；当符号位为“1 1”（即为负数）时，（即为负数）时，后面后面7 7位不再表示该负数的数值大小。位不再表示该负数的数值大小。例：-127反=(1 0000000)2按位取反按位取反=二进制值二进制值数值型信息的表示(补码)3.补码补码 正数的补码正数的补码的表示与原码和反码相同，即最的表示与原码和反码相同，即最高位为符号位，用高位为符号位，用“0 0”表示。其余为数值位。表示。其余为数值位。

46、+31+31补补=+31=+31原原=+31=+31反反=(=(0 0 0011111)2 0011111)2 负数的补码负数的补码用其反码且在最后位加用其反码且在最后位加“1 1”形成。形成。即用即用原码除符号位的各位取反原码除符号位的各位取反+1+1 。-31原=(1 0011111)2-31反=(1 1100000)2末位加1 (1 1100001)2-31补=数值型信息的表示(补码)特点：特点：“0 0”只有一种表现形式只有一种表现形式 +0补=-0补=(00000000)28位二进制补码所能表示的数值范围位二进制补码所能表示的数值范围：-128+127（100000000111111

47、1）一个用补码表示的二进制数一个用补码表示的二进制数,最高位为符号位。最高位为符号位。当符号位为当符号位为“0 0”（即正数）时，其余（即正数）时，其余7 7位即为此数位即为此数的二进制值；但若为的二进制值；但若为“1 1”（即负数）时，其余几（即负数）时，其余几位不是此数的二进制值。位不是此数的二进制值。数值型信息的表示(补码)例：X补=(10010100)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)=(-10

48、8)10数值型信息的表示小结：(1)(1)正数：原码正数：原码=反码反码=补码补码 (2)(2)负数：补码负数：补码=反码反码+1+1 (3)(3)引入补码后，使减法统一为加法。引入补码后，使减法统一为加法。例：例：X=34-68=34+(-68)=（-34）x 补=34补+-68补 +34补=(00100010)2 ；-68补=(10111100)2数值型信息的表示 00100010+10111100 11011110结果为补码X=(-34)10 X原=(10100010)2X补=(11011110)2数值型信息的表示4 4、定点数和浮点数、定点数和浮点数 （1 1）定点数：）定点数：小数点

49、位置固定不变，称为定小数点位置固定不变，称为定点数。点数。（2 2）浮点数：）浮点数：类似于科学计数法。类似于科学计数法。一般形式为：一般形式为：N=N=尾数尾数基数基数阶码阶码(即即N=S2N=S2PP)例如例如:(69.625)69.625)1010=(+1000101.101)=(+1000101.101)2 2 =(+0.10001011012 =(+0.100010110127 7)2 2非数值型信息的编码1、西文字符、西文字符编码(ASCII码)ASCII码全称：全称：American Standard Code for Information Interchange，即美国，即美

50、国标准信息交准信息交换代代码。字符型信息包括：数字、字母、字符型信息包括：数字、字母、汉字、符号。字、符号。它它们是用是用一个字一个字节中的低中的低7位来表示的，共位来表示的，共128个不同的字符（个不同的字符（26字字母母*2+10数字符号数字符号+32字符及运算符号字符及运算符号+34控制字符控制字符）注：注：A为为65 a为为97 0为为48 回车为回车为13；ASCII码表NULSOHSTXETXEOTENQACKBELBSHTLFVTFFCRSOSTDLEDC1DC2DC3DC4NAKSYNETBCANEMSUBESCFSGSRSUS0 00001 00012 00103 00114