第1章-计算机基础知识ppt课件(全).ppt

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1、第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识第1章_计算机基础知识ppt课件（全）第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识1.1 计算机系统与工作原理计算机系统与工作原理1.2 数制与编码数制与编码1.3 计算机程序计算机程序第1章_计算机基础知识ppt课件（全）1.1计算机系统与工作原理计算机系统与工作原理1.1.1 计算机系统的组成计算机系统的组成 一个完整的计算机系统包括一个完整的计算机系统包括硬件系统硬件系统和和软件软件系统系统两部分。两部分。硬件系统硬件系统：组成一台计算机的物理设备的总称组成一台计算机的物理设备的总称，是实实在在的物体，是计算机工作的基础。是实实在在的物体，是计算机工作

2、的基础。软件系统软件系统：指挥计算机工作的各种程序的集合指挥计算机工作的各种程序的集合，是计算机的灵魂，是控制和操作计算机工作的核是计算机的灵魂，是控制和操作计算机工作的核心。心。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）图1-1计算机系统组成结构第1章_计算机基础知识ppt课件（全）1.1.2 计算机硬件系统计算机硬件系统 计计算算机机处处理理存存储储的的数数据据。可可以以说说，存存储储和和处处理理是是一一个个整整体体：存存储储是是为为了了处处理理，处处理理需需要要存存储储。“存存储储和和处处理理的的整整体体性性”的的最最初初表表达达是是美美国国普普林林斯斯顿顿大大学学的的冯冯诺诺依依曼曼于于1

3、945年年提提出出的的计计算算机机体体系系结结构构思思想想，一一般般称称为为“程程序序存存储储思思想想”。半半个个多多世世纪纪过过去去了了，计计算算机机的的系系统统结结构构已已发发生生了了很很大大改改变变，就就其其结构原理来说，仍然是冯结构原理来说，仍然是冯诺依曼型计算机诺依曼型计算机。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）“程序存储思想程序存储思想”的主要特点可归结为以下的主要特点可归结为以下3 3点：点：（1）计算机由）计算机由5个基本部分组成：运算器、控个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。制器、存储器、输入设备和输出设备。（2）程序和数据存放在存储器中，并按地址）

4、程序和数据存放在存储器中，并按地址寻访。寻访。（3）程序和数据用二进制表示，与十进制相）程序和数据用二进制表示，与十进制相比，实现二进制运算的结构简单，容易控制。比，实现二进制运算的结构简单，容易控制。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）冯冯诺依曼型计算机，其结构如图诺依曼型计算机，其结构如图1-2所示，图中实所示，图中实线为数据流，虚线为控制流。线为数据流，虚线为控制流。图图1-2 冯冯诺依曼计算机结构诺依曼计算机结构第1章_计算机基础知识ppt课件（全）计算机的计算机的5 5个基本组成部分个基本组成部分 1 1运算器运算器 运算器的主要功能是算术运算和逻辑运算。计运算器的主要功能是算术运

5、算和逻辑运算。计算机中最主要的工作是运算，大量的数据运算任务算机中最主要的工作是运算，大量的数据运算任务是在运算器中进行的。是在运算器中进行的。运算器只能做这些最简单的运算，复杂的计算运算器只能做这些最简单的运算，复杂的计算都要通过基本运算一步步实现。然而，运算器的运都要通过基本运算一步步实现。然而，运算器的运算速度却快得惊人，因而计算机才有高速的信息处算速度却快得惊人，因而计算机才有高速的信息处理功能。理功能。运算器中的数据取自内存，运算的结果又送回运算器中的数据取自内存，运算的结果又送回内存。运算器对内存的读内存。运算器对内存的读/写操作是在控制器的控制写操作是在控制器的控制之下进行的。之

6、下进行的。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）2控制器控制器 控制器是计算机的神经中枢和指挥中心，只有控制器是计算机的神经中枢和指挥中心，只有在它的控制之下整个计算机才能有条不紊地工作，在它的控制之下整个计算机才能有条不紊地工作，自动执行程序。控制器的功能是依次从存储器取出自动执行程序。控制器的功能是依次从存储器取出指令，翻译指令、分析指令、向其他部件发出控制指令，翻译指令、分析指令、向其他部件发出控制信号，指挥计算机各部件协同工作。信号，指挥计算机各部件协同工作。运算器和控制器合称为中央处理器（运算器和控制器合称为中央处理器（Central Processing Unit，CPU）。）。第

7、1章_计算机基础知识ppt课件（全）3 3存储器存储器 存储器的主要功能是存放程序和数据。对存储存储器的主要功能是存放程序和数据。对存储器可以进行读写操作器可以进行读写操作 读操作读操作：从存储器中取出信息，不破坏原有的：从存储器中取出信息，不破坏原有的内容。内容。写操作写操作：把信息存入存储器，原来的内容被抹：把信息存入存储器，原来的内容被抹掉。掉。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）存储器通常分为内存储器和外存储器。存储器通常分为内存储器和外存储器。（1）内存储器）内存储器 内存储器简称内存（又称主存），是计算机中内存储器简称内存（又称主存），是计算机中信息交流的中心。内存要与计算机的各

8、个部件打交信息交流的中心。内存要与计算机的各个部件打交道，进行数据交换。因此，内存的存取速度直接影道，进行数据交换。因此，内存的存取速度直接影响计算机的运算速度。响计算机的运算速度。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）（2）外存储器）外存储器 外存储器设置在主机外部，简称外存（又称辅外存储器设置在主机外部，简称外存（又称辅存），主要用来长期存放暂时不用的程序和数据。存），主要用来长期存放暂时不用的程序和数据。通常外存不和计算机的其他部件直接交换数据，只通常外存不和计算机的其他部件直接交换数据，只和内存交换数据，而且不是按单个数据进行存取，和内存交换数据，而且不是按单个数据进行存取，而是成批地

9、进行数据交换。而是成批地进行数据交换。常用的外存是磁盘、磁带、光盘等。常用的外存是磁盘、磁带、光盘等。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）4输入设备输入设备 输入设备用来接受用户输入的原始数据和程输入设备用来接受用户输入的原始数据和程序，并将它们转变为计算机可以识别的形式（二进序，并将它们转变为计算机可以识别的形式（二进制代码）存放到内存中。常用的输入设备有键盘、制代码）存放到内存中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪、麦克风等。鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪、麦克风等。5输出设备输出设备 输出设备用于将存放在内存中由计算机处理的输出设备用于将存放在内存中由计算机处理的结果转变

10、为人们所能接受的形式。常用的输出设备结果转变为人们所能接受的形式。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、音响等。有显示器、打印机、绘图仪、音响等。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）1.1.3 计算机软件系统计算机软件系统 计算机软件（计算机软件（Computer Software）是相对于硬）是相对于硬件而言的，它包括计算机运行所需的各种程序、数件而言的，它包括计算机运行所需的各种程序、数据及其有关技术文档资料。只有硬件而没有任何软据及其有关技术文档资料。只有硬件而没有任何软件支持的计算机称为裸机。硬件是软件赖以运行的件支持的计算机称为裸机。硬件是软件赖以运行的物质基础，软件是计算机的灵

11、魂，是发挥计算机功物质基础，软件是计算机的灵魂，是发挥计算机功能的关键。能的关键。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）通常软件可分为系统软件和应用软件两大类。通常软件可分为系统软件和应用软件两大类。用户与计算机系统各层次之间的关系如图用户与计算机系统各层次之间的关系如图1-31-3所示。所示。图1-3 用户与计算机系统各层次之间的关系第1章_计算机基础知识ppt课件（全）1系统软件系统软件 系统软件是管理、监控和维护计算机资源的软系统软件是管理、监控和维护计算机资源的软件，用来扩大计算机的功能、提高计算机的工作效件，用来扩大计算机的功能、提高计算机的工作效率、方便用户使用计算机的软件。它包括

12、操作系统、率、方便用户使用计算机的软件。它包括操作系统、程序设计语言、语言处理程序、数据库管理程序、程序设计语言、语言处理程序、数据库管理程序、系统服务程序等。系统服务程序等。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）2 2应用软件应用软件 应用软件是用户利用计算机及其提供的系统软应用软件是用户利用计算机及其提供的系统软件，为解决实际问题所开发的软件的总称。应用软件，为解决实际问题所开发的软件的总称。应用软件一般分为两大类：通用软件和专用软件。件一般分为两大类：通用软件和专用软件。通用软件通用软件支持最基本的应用，如文字处理软件支持最基本的应用，如文字处理软件（WordWord）、表处理软件（）、

13、表处理软件（ExcelExcel）等。）等。专用软件专用软件是专门为某一专业领域而开发的软件，是专门为某一专业领域而开发的软件，如财务管理系统、计算机辅助设计（如财务管理系统、计算机辅助设计（CADCAD）软件和）软件和本部门的应用数据库管理系统等。本部门的应用数据库管理系统等。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）1.2数制与编码数制与编码 在计算机系统中，数字和符号都是用电子元在计算机系统中，数字和符号都是用电子元件的不同状态表示的，即以电信号表示。根据计件的不同状态表示的，即以电信号表示。根据计算机的这一特点，提出这样的问题：数值在计算算机的这一特点，提出这样的问题：数值在计算机中是如何

14、表示和运算的？这就是本节要讨论的机中是如何表示和运算的？这就是本节要讨论的“数制数制”问题。问题。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）1.2.1 数制的基本概念数制的基本概念 用一组固定的数字（数码符号）和一套统一的用一组固定的数字（数码符号）和一套统一的规则来表示数值的方法称为数制（规则来表示数值的方法称为数制（number system），），也称为计数制。数制的种类很多，除了十进制数，也称为计数制。数制的种类很多，除了十进制数，还有二十四进制（还有二十四进制（24小时为一天），六十进制（小时为一天），六十进制（60秒为秒为1分钟、分钟、60分钟为分钟为1小时），二进制（手套、筷小时），

15、二进制（手套、筷子等两只为一双）。子等两只为一双）。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）不论是哪一种数制，其计数和运算都有共同的不论是哪一种数制，其计数和运算都有共同的规律和特点：规律和特点：（1 1）逢）逢R R进一进一 R R是指数制中所需要的数字字符的总个数，称为是指数制中所需要的数字字符的总个数，称为基数（基数（RadixRadix）。例如：十进制数用）。例如：十进制数用0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9这十个不同的符号来表示数值。在十这十个不同的符号来表示数值。在十进制中基数是进制中基数是1010，表示逢十进一。，表示逢十进一。第1章_计

16、算机基础知识ppt课件（全）（2）位权表示法）位权表示法 位权（也叫权）是指一个数字在某个位置上所位权（也叫权）是指一个数字在某个位置上所代表的值，处在不同位置上的数字所代表的值不同，代表的值，处在不同位置上的数字所代表的值不同，每个数字的位置决定了它的值或位权。例如：在十每个数字的位置决定了它的值或位权。例如：在十进制数进制数586中，中，5的位权是的位权是100（即（即102）。）。位权与基数的关系是：各进位制中位权的值是位权与基数的关系是：各进位制中位权的值是基数的若干次幂。因此，用任何一种数制表示的数基数的若干次幂。因此，用任何一种数制表示的数都可以写成按位权展开的多项式之和。例如：十

17、进都可以写成按位权展开的多项式之和。例如：十进制数制数256.07可以用如下形式表示：可以用如下形式表示：第1章_计算机基础知识ppt课件（全）常用的数制常用的数制 不同的计数制以基数（不同的计数制以基数（Radix）来区分。若以）来区分。若以R 代表基数，则代表基数，则二进制数二进制数R2，使用，使用0、1共共2个数符个数符八进制数八进制数R8，使用，使用0、1、2、6、7共共8个数符个数符十进制数十进制数R10，使用，使用0、1、2、8、9共共10个数符个数符十六进制十六进制R16，使用，使用0、1、2、8、9、A、B、C、D、E、F共共16个数符个数符第1章_计算机基础知识ppt课件（全

18、）1十进制数（十进制数（Decimal）按按“逢十进一逢十进一”的原则进行计数，称为十进的原则进行计数，称为十进制数，即每位计满制数，即每位计满10时向高位进时向高位进1。对于任意一。对于任意一个十进制数，可用小数点把数分成整数部分和小个十进制数，可用小数点把数分成整数部分和小数部分。数部分。十进制数的特点是：数字的个数等于基数十进制数的特点是：数字的个数等于基数10，逢十进一，借一当十；最大数字是，逢十进一，借一当十；最大数字是9，最小，最小数字是数字是0，有，有10个数字字符个数字字符0、1、2、3、4、5、6、7、8、9；在数的表示中，每个数字都要乘以基；在数的表示中，每个数字都要乘以基

19、数数10的幂次。的幂次。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）如在十进制数如在十进制数436.82436.82中，小数点左边第一位中，小数点左边第一位的的6 6代表个位，它的数值为代表个位，它的数值为61006100；小数点左边小数点左边第二位的第二位的3 3 代表十位，它的数值为代表十位，它的数值为31013101；左边；左边第三位的第三位的4 4 代表百位，它的数值为代表百位，它的数值为41024102；小数；小数点右边第一位的值为点右边第一位的值为810-1810-1；小数点右边第二位；小数点右边第二位的值为的值为210-2210-2。可见，数码处于不同的位置，代。可见，数码处于不同的位

20、置，代表的数值是不同的。表的数值是不同的。十进制数的性质是：小数点向右移动一位，十进制数的性质是：小数点向右移动一位，数值扩大数值扩大1010倍；反之，小数点向左移动一位，数倍；反之，小数点向左移动一位，数值缩小值缩小1010倍。倍。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）2二进制数（二进制数（Binary）按按“逢二进一逢二进一”的原则进行计数，称为二进制的原则进行计数，称为二进制数，即每位计满数，即每位计满2时向高位进时向高位进1。（1）二进制数的特点二进制数的特点 二进制数的特点是：数字的个数等于基数二进制数的特点是：数字的个数等于基数2；最大数字是最大数字是1，最小数字是，最小数字是0；

21、即只有两个数字字符：；即只有两个数字字符：0，1；在数值的表示中，每个数字都要乘以；在数值的表示中，每个数字都要乘以2的幂的幂次，这就是每一位的位权。第一位的位权是次，这就是每一位的位权。第一位的位权是20，第，第二位是二位是21，第三位是，第三位是22，后面依次类推。，后面依次类推。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）表表1-1给出了二进制的位权和十进制数的对应关系。给出了二进制的位权和十进制数的对应关系。二二进进制位数制位数7654321-1-2-3-4位位权权（十（十进进制表示）制表示）262524232221202-12-22-32-464321684210.50.250.1250.

22、0625表1-1二进制的位权与十进制数值的关系第1章_计算机基础知识ppt课件（全）任何一个二进制数，都可以用以下方法表示为任何一个二进制数，都可以用以下方法表示为十进制数：十进制数：第1章_计算机基础知识ppt课件（全）二进制数的性质是：小数点向右移动一位，二进制数的性质是：小数点向右移动一位，数值就扩大数值就扩大2 2倍；反之，小数点向左移动一位，倍；反之，小数点向左移动一位，数值就缩小数值就缩小2 2倍。例如：把二进制数倍。例如：把二进制数110.101110.101的小的小数点向右移动一位，变为数点向右移动一位，变为1101.011101.01，比原来的数，比原来的数扩大了扩大了2 2

23、倍；把倍；把110.101110.101的小数点向左移动一位，的小数点向左移动一位，变为变为11.010111.0101，比原来的数缩小，比原来的数缩小2 2倍。倍。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）（2 2）二进制算术运算二进制算术运算 二进制算术运算与十进制运算类似，同样可以二进制算术运算与十进制运算类似，同样可以进行算术运算进行算术运算 。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）二进制求和法则如下：二进制求和法则如下：0+0=00+1=11+0=11+1=10（逢二进一）（逢二进一）二进制求差法则如下：二进制求差法则如下：0-0=01-0=110-1=1（借一当二）（借一当二）1-1=

24、0第1章_计算机基础知识ppt课件（全）二进制求积法则如下：二进制求积法则如下：00=001=010=011=1二进制求商法则如下：二进制求商法则如下：01=011=1第1章_计算机基础知识ppt课件（全）例例1.1 求求1101.01+1001.11=？解解 1101.01 +1001.11 10111.00计算结果：计算结果：1101.01+1001.11=10111.00第1章_计算机基础知识ppt课件（全）例例1.2 求求1101.01-1001.11=？解解 1101.01 -1001.11 0011.10计算结果：计算结果：1101.01-1001.11=11.10第1章_计算机基

25、础知识ppt课件（全）例例1.3求求1101110=？解解 1101 110 0000 1101 1101 1001110计算结果：计算结果：1101110=1001110第1章_计算机基础知识ppt课件（全）3八进制数（八进制数（Octal）八进制数的进位规则是八进制数的进位规则是“逢八进一逢八进一”，其，其基数基数R=8，采用的数码是，采用的数码是0、1、2、3、4、5、6、7，每位的位权是每位的位权是8 的幂次。例如，对于八进制的幂次。例如，对于八进制数数376.4可表示为可表示为第1章_计算机基础知识ppt课件（全）4十六进制数（十六进制数（Hexadecimal）十六进制数的特点是：

26、十六进制数的特点是：采用的采用的16 个数码为个数码为0、1、2、9、A、B、C、D、E、F。符号。符号AF分别代表十进制数的分别代表十进制数的1015。进位规则是进位规则是“逢十六进一逢十六进一”，基数，基数R=16，每位的，每位的位权是位权是16的幂次。例如，对于十六进制数的幂次。例如，对于十六进制数3AB.11可可表示为表示为第1章_计算机基础知识ppt课件（全）5常用数制的对应关系常用数制的对应关系（1）常用数制的基数和数字符号常用数制的基数和数字符号常用数制的基数和数字符号如表常用数制的基数和数字符号如表1-2所示。所示。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）（2）常用数制的对常用数

27、制的对应关系应关系十进制二进制八进制十六进制0123456789101112131415160110111001011101111000100110101011110011011110111111110012345671011121314151617200123456789ABCDEF10表1-3 常用数制的对应关系第1章_计算机基础知识ppt课件（全）数制间的转换数制间的转换 将将数数由由一一种种数数制制转转换换成成另另一一种种数数制制称称为为数数制制间间的的转转换换。由由于于计计算算机机采采用用二二进进制制，而而在在日日常常生生活活中中人人们们习习惯惯使使用用十十进进制制，所所以以在在计计

28、算算机机进进行行数数据据处处理理时时就就必必须须把把输输入入的的十十进进制制数数换换算算成成计计算算机机所所能能接接受受的的二二进进制制数数，计计算算机机运运行行结结束束后后，再再把把二二进进制制数数换换算算成成人人们们习习惯惯的的十十进进制制数数输输出出。这这两两个个换换算算过过程程完完全由计算机系统自动完成。全由计算机系统自动完成。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）1二进制数与十进制数间的转换二进制数与十进制数间的转换（1）二进制数转换成十进制数）二进制数转换成十进制数 只要将二进制数按位权展开，然后将各项数值只要将二进制数按位权展开，然后将各项数值按十进制数相加，便可得到等值的十进制

29、数。按十进制数相加，便可得到等值的十进制数。例如：例如：第1章_计算机基础知识ppt课件（全）（2 2）十进制数转换成二进制数）十进制数转换成二进制数 十进制数转换成二进制数需要将整数部分和小十进制数转换成二进制数需要将整数部分和小数部分分别转换。数部分分别转换。整数转换整数转换整数转换用除整数转换用除2取余法。取余法。例例1.5 将将(57)10转换为二进制数：转换为二进制数：第1章_计算机基础知识ppt课件（全）解：设解：设 用除用除2取余法得：取余法得：结果：结果：第1章_计算机基础知识ppt课件（全）小数转换小数转换小数转换用乘二取整法。小数转换用乘二取整法。例例1.6 将（将（0.8

30、34)10转换成二进制小数。转换成二进制小数。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）解：设解：设 用乘二取整法得：用乘二取整法得：结果：结果：第1章_计算机基础知识ppt课件（全）将一个带有整数和小数的十进制数转换将一个带有整数和小数的十进制数转换成二进制数时，必须将整数部分和小数部分成二进制数时，必须将整数部分和小数部分分别按除分别按除2取余法和乘取余法和乘2取整法进行转换，然取整法进行转换，然后再将两者的转换结果合并起来即可。后再将两者的转换结果合并起来即可。同理，若将十进制数转换成任意同理，若将十进制数转换成任意R进制进制数数(N)R，则整数部分转换采用除，则整数部分转换采用除R取余法；

31、取余法；小数部分转换采用乘小数部分转换采用乘R取整法。取整法。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）2二进制数与八进制数、十六进制数间的转换二进制数与八进制数、十六进制数间的转换 八进制数和十六进制数的基数分别为八进制数和十六进制数的基数分别为8=23，16=24，所以三位二进制数恰好相当于一位八进所以三位二进制数恰好相当于一位八进制数，四位二进制数相当于一位十六进制数，制数，四位二进制数相当于一位十六进制数，它它们之间的相互转换是很方便的。们之间的相互转换是很方便的。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）二进制数转换成八进制数的方法是从小数二进制数转换成八进制数的方法是从小数点开始，点开始，

32、分别向左、向右，将二进制数按每三分别向左、向右，将二进制数按每三位一组分组（不足三位的补位一组分组（不足三位的补0），然后写出每一），然后写出每一组等值的八进制数。组等值的八进制数。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）例例1.7 将二进制数转换成八进制数将二进制数转换成八进制数解解结果：结果：第1章_计算机基础知识ppt课件（全）八进制数转换成二进制数的方法恰好和二八进制数转换成二进制数的方法恰好和二进制数转换成八进制数相反，即从小数点开始分进制数转换成八进制数相反，即从小数点开始分别向左、向右将八进制数的每一位数字转换成三别向左、向右将八进制数的每一位数字转换成三位二进制数。如对例位二进制

33、数。如对例1.7，按相反的过程转换，按相反的过程转换，有：有：第1章_计算机基础知识ppt课件（全）二进制数转换成十六进制数的方法和二进二进制数转换成十六进制数的方法和二进制数与八进制数的转换相似，从小数点开始分制数与八进制数的转换相似，从小数点开始分别向左、向右将二进制数按每四位一组分组别向左、向右将二进制数按每四位一组分组（不足四位补（不足四位补0 0），然后写出每一组等值的十），然后写出每一组等值的十六进制数。六进制数。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）例例1.8 将二进制数转换成十六进制数。将二进制数转换成十六进制数。结果：结果：第1章_计算机基础知识ppt课件（全）数在计算机中的

34、表示方式数在计算机中的表示方式 由由于于计计算算机机采采用用二二进进制制，所所有有数数据据信信息息在在计计算算机机内内部部都都必必须须以以二二进进制制编编码码的的形形式式表表示示。也也就就是是说说，一一切切输输入入到到计计算算机机中中的的数数据据都都是是由由0和和1 两两个个数数字字进进行行组组合合的的。对对于于数数值值型型数数据据来来说说有有正正有有负负，在在数数学学中中用用符符号号“+”和和“-”表表示示正正数数和和负负数数，但但在在计计算算机机中中数数的的正正、负负号号也也要要用用0和和1来来表表示。示。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）1带符号数的表示方法带符号数的表示方法 在计算

35、机中，对有符号的数常用原码、反码在计算机中，对有符号的数常用原码、反码和补码三种方式表示，其主要目的是解决减法运和补码三种方式表示，其主要目的是解决减法运算的问题。任何正数的原码、反码和补码的形式算的问题。任何正数的原码、反码和补码的形式完全相同，负数则各自有不同的表示形式。完全相同，负数则各自有不同的表示形式。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）（1）数的原码表示）数的原码表示 正数的符号位用正数的符号位用0表示，负数的符号位用表示，负数的符号位用1表示，表示，有效值部分用二进制绝对值表示，这种表示法称为有效值部分用二进制绝对值表示，这种表示法称为原码。原码对原码。原码对0的表示方法不唯一

36、，即正的的表示方法不唯一，即正的0（00000）和负的）和负的0（10000）。）。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）例如：例如：X=+76；Y=-76则：则：第1章_计算机基础知识ppt课件（全）（2）数的反码表示）数的反码表示 正数的反码和原码相同，负数的反码是对该数正数的反码和原码相同，负数的反码是对该数的原码除符号位外各位取反，即的原码除符号位外各位取反，即“0”变变“1”，“1”变变“0”。例如：例如：(+76)原原=(+76)反反=01001100(-76)原原=11001100(-76)反反=10110011 可以验证，任何一个数的反码的反码即是原码可以验证，任何一个数的反码

37、的反码即是原码本身。本身。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）（3）数的补码表示）数的补码表示 正数的补码和原码相同，负数的补码是其反正数的补码和原码相同，负数的补码是其反码加码加1。例如：例如：(+76)原原=(+76)反反=(+76)补补=01001100(-76)原原=11001100(-76)反反=10110011(-76)补补=10110100 可以验证，任何一个数的补码的补码即是原可以验证，任何一个数的补码的补码即是原码本身。码本身。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）引入补码的概念之后，减法运算可以用加引入补码的概念之后，减法运算可以用加法来实现，并且两数的补码之法来实现，并

38、且两数的补码之“和和”等于两数等于两数“和和”的补码。因此，在计算机中，加减法基的补码。因此，在计算机中，加减法基本上都是采用补码进行运算。本上都是采用补码进行运算。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）2定点数与浮点数定点数与浮点数 数值除了有正、负数外，还有带小数点的数值数值除了有正、负数外，还有带小数点的数值。当所要处理的数值含有小数部分时，计算机还要。当所要处理的数值含有小数部分时，计算机还要解决数值中的小数点的表示问题。在计算机中，通解决数值中的小数点的表示问题。在计算机中，通常采用隐含规定小数点的位置来表示有小数点的数。常采用隐含规定小数点的位置来表示有小数点的数。根据小数点的位置

39、是否固定，数的表示方法可根据小数点的位置是否固定，数的表示方法可以分为定点整数、定点小数和浮点数三种类型。定以分为定点整数、定点小数和浮点数三种类型。定点整数和定点小数统称为定点数。点整数和定点小数统称为定点数。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）（1）定点整数定点整数 定点整数是指小数点隐含固定在整个数值的最定点整数是指小数点隐含固定在整个数值的最后，符号位右边的所有位数表示的是一个整数。如后，符号位右边的所有位数表示的是一个整数。如果用果用4位表示一个定点整数，则位表示一个定点整数，则0110表示二进制数表示二进制数“+110”，即十进制数，即十进制数“+6”。（2）定点小数）定点小数

40、定点小数是指小数点隐含固定在某一个位置上定点小数是指小数点隐含固定在某一个位置上的小数。通常将小数点固定在最高数据位的左边。的小数。通常将小数点固定在最高数据位的左边。如果用如果用4位表示一个定点小数，则位表示一个定点小数，则0110表示二进制表示二进制数数“+0.110”，即十进制数，即十进制数“+0.75”。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）由此可见，定点数可以表示纯小数和整数。定由此可见，定点数可以表示纯小数和整数。定点整数和定点小数在计算机中的表示没有什么区别，点整数和定点小数在计算机中的表示没有什么区别，小数点完全靠事先约定而隐含在不同位置，如图小数点完全靠事先约定而隐含在不同位

41、置，如图1-5所示。所示。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）（3）浮点数）浮点数 浮点数是指小数点位置不固定的数，它既有整浮点数是指小数点位置不固定的数，它既有整数部分又有小数部分。在计算机中通常把浮点数分数部分又有小数部分。在计算机中通常把浮点数分成阶码（也称为指数）和尾数两部分来表示，其中成阶码（也称为指数）和尾数两部分来表示，其中阶码用二进制定点整数表示，尾数用二进制定点小阶码用二进制定点整数表示，尾数用二进制定点小数表示，阶码的长度决定数的范围，尾数的长度决数表示，阶码的长度决定数的范围，尾数的长度决定数的精度。为保证不损失有效数字，通常还对尾定数的精度。为保证不损失有效数字，通常

42、还对尾数进行规格化处理，即保证尾数的最高位为数进行规格化处理，即保证尾数的最高位为1，实，实际数值通过阶码进行调整。际数值通过阶码进行调整。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）浮点数的格式多种多样，例如：某计算机用浮点数的格式多种多样，例如：某计算机用32位表示浮点数，阶码部分为位表示浮点数，阶码部分为8位补码定点整数，尾位补码定点整数，尾数部分为数部分为24位补码定点小数。采用浮点数的最大特位补码定点小数。采用浮点数的最大特点是比定点数表示的数值范围大。点是比定点数表示的数值范围大。例如：例如：+110110的数值等于的数值等于260.110110，阶码为，阶码为6，即即+110，尾数为，

43、尾数为+0.110110。其浮点数表示形式如。其浮点数表示形式如图图1-6所示。所示。图1-6 浮点数示例第1章_计算机基础知识ppt课件（全）字符编码字符编码 计计算算机机是是以以二二进进制制方方式式组组织织、存存放放信信息息的的，信信息息编编码码就就是是指指对对输输入入到到计计算算机机中中的的各各种种数数值值型型和和非非数数值值型型数数据据用用二二进进制制进进行行编编码码的的方方式式。对对不不同同机机器器、不不同同类类型型的的数数据据，其其编编码码方方式式是是不不同同的的，编编码码的的方方法法很很多多。为为了了使使信信息息的的表表示示、交交换换、存存储储或或加加工工处处理理方方便便，在在计

44、计算算机机系系统统中中通通常常采采用用统统一一的的编编码码方方式式，因因此此制制定定了了编编码码的的国国家家标标准准或或国国际际标标准准。如如：位位数数不不等等的的二二进进制制码码、BCD码码、ASCII码码等等。计计算算机机使使用用这这些些编编码码在在计计算算机机内内部部和和键键盘盘等等终终端端设设备备之之间间以以及计算机之间进行信息交换。及计算机之间进行信息交换。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）在输入过程中，系统自动将用户输入的各种在输入过程中，系统自动将用户输入的各种数据按编码的类型转换成相应的二进制形式存入数据按编码的类型转换成相应的二进制形式存入计算机的存储器中。在输出过程中，

45、再由系统自计算机的存储器中。在输出过程中，再由系统自动将二进制编码的数据转换成用户可以识别的数动将二进制编码的数据转换成用户可以识别的数据形式输出给用户。据形式输出给用户。字符是计算机中使用最多的非数值型数据，字符是计算机中使用最多的非数值型数据，是人与计算机进行通信、交互的重要媒介，国际是人与计算机进行通信、交互的重要媒介，国际上广泛使用美国信息交换标准码（上广泛使用美国信息交换标准码（ASCIIASCII：American Standard Code for Information American Standard Code for Information InterchangeInte

46、rchange）。）。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）ASCII码有码有7位码和位码和8位码两种形式。位码两种形式。7位位ASCII码是用码是用7位二进制数进行编码的，所以可位二进制数进行编码的，所以可以表示以表示128个字符。这是因为个字符。这是因为1位二进制数可以表位二进制数可以表示两种状态，示两种状态，0或或1(21=2）；两位二进制数可以）；两位二进制数可以表示表示4种状态，种状态，00、01、10、11（22=4）；以此）；以此类推，类推，7位二进制数可以表示位二进制数可以表示27=128种状态，每种状态，每种状态都唯一对应一个种状态都唯一对应一个7位二进制码，这些码可位二进制

47、码，这些码可以排列成一个十进制序号以排列成一个十进制序号0127。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）ASCII码表的码表的128个符号是这样分配的：第个符号是这样分配的：第032号及号及127号（共号（共34个个)为控制字符，主要包括为控制字符，主要包括换行、回车等功能字符；第换行、回车等功能字符；第33126号（共号（共94个）个）为字符，其中第为字符，其中第4857号为号为09十个数字符号，十个数字符号，6590号为号为26个大写英文字母，个大写英文字母，97122号为号为26个个小写英文字母，其余为一些标点符号、运算符号小写英文字母，其余为一些标点符号、运算符号等。例如，大写字母等。

48、例如，大写字母A的的ASCII码值为码值为1000001，即十进制数即十进制数65，小写字母，小写字母a的的ASCII码值为码值为1100001，即十进制数，即十进制数97。这些字符基本满足了各。这些字符基本满足了各种程序设计语言、西文文字、常见控制命令等的种程序设计语言、西文文字、常见控制命令等的需要。需要。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）为了使用方便，在计算机的存储单元中，一为了使用方便，在计算机的存储单元中，一个字符的个字符的ASCII码占一个字节（码占一个字节（8个二进制位），个二进制位），其最高位只用作奇偶校验位，如图其最高位只用作奇偶校验位，如图1-7所示。所示。图1-7 一

49、个字节的ASCII码表示第1章_计算机基础知识ppt课件（全）奇偶校验是指在代码传送过程中，用奇偶校验是指在代码传送过程中，用来检验是否出现错误的一种方法。一般分来检验是否出现错误的一种方法。一般分为奇校验和偶校验两种。奇校验规定，正为奇校验和偶校验两种。奇校验规定，正确的代码一个字节中确的代码一个字节中1的个数必须是奇数，的个数必须是奇数，若非奇数，则在最高位若非奇数，则在最高位b7处添处添1来满足；偶来满足；偶校验规定，正确的代码一个字节中校验规定，正确的代码一个字节中1的个数的个数必须是偶数，若非偶数，则在最高位必须是偶数，若非偶数，则在最高位b7处添处添1来满足。来满足。第1章_计算机

50、基础知识ppt课件（全）例如：将例如：将“COME”“COME”中的中的4 4个字符用带奇校个字符用带奇校验的验的ASCIIASCII码存储。码存储。解：先由附录解：先由附录B B查出十进制查出十进制ASCIIASCII码，然后转码，然后转换成二进制换成二进制ASCIIASCII码，再根据奇校验的规定在左码，再根据奇校验的规定在左面补上奇偶校验位，如表面补上奇偶校验位，如表1-41-4所示。所示。第1章_计算机基础知识ppt课件（全）第1章_计算机基础知识ppt课件（全）存储单位存储单位 各种各样的数据在计算机内都用二进制形式各种各样的数据在计算机内都用二进制形式存储，在计算存储空间的大小时，