计算机基础课件ppt-第1讲计算机概论.ppt

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1、 第第1 1讲讲 计算机基础知识计算机基础知识 本章主要内容：本章主要内容：计算机的发展计算机的发展计算机的特点和分类计算机的特点和分类计算的应用领域计算的应用领域计算机中数据表示与运算基础计算机中数据表示与运算基础1.1计算机的发展计算机的发展巴巴贝贝奇：差分机（为制表而设计，奇：差分机（为制表而设计，1822年，制造出样机）年，制造出样机）分析机分析机（1834年，现代通用数字计算机的前身）年，现代通用数字计算机的前身）冯冯.诺依曼：现代计算机之父，美籍匈牙利科学家，诺依曼：现代计算机之父，美籍匈牙利科学家，1946年年6月提出著名的冯月提出著名的冯.诺依曼原理：存储程序诺依曼原理：存储程

2、序和程序控制。目前各种各样的计算机基本上和程序控制。目前各种各样的计算机基本上都属于冯都属于冯.诺依曼型计算机。诺依曼型计算机。图图灵：图灵机灵：图灵机（1936年，提出图灵机模型）年，提出图灵机模型）“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程。大缩短了浩繁的计算过程。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1.1.11.1.1计算机的起源计算机的起源 他提出：他提出：计算机装置算

3、机装置应该具有通用性，能解决数学上的各种具有通用性，能解决数学上的各种问题，不不仅可以可以进行数字运算，行数字运算，还可以可以进行行逻辑运算。运算。巴巴贝奇的分析机奇的分析机同同现代代计算机一算机一样可以可以编程，而且分析机所涉及到的有关程序方程，而且分析机所涉及到的有关程序方面的概念，也与面的概念，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

4、奇 分析机分析机 它是一种抽象的计算它是一种抽象的计算模型，用来精确定义可计模型，用来精确定义可计算函数。它是由一个控制算函数。它是由一个控制器，一条可以无限延伸的器，一条可以无限延伸的带子和一个在带子上左右带子和一个在带子上左右移动的读写头组成的。移动的读写头组成的。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

5、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执行指令能够连续执行指令计计算算科科学学之之父父8 8英尺高、英尺高、3 3英尺宽、英尺宽、100100英尺长英尺长1616种型号的种型号的1800018000个真空管个真空管15001500多个继电器多个继电器7000070000多个电阻多个电阻1800018000多个电容多个电容重重3030吨吨占地占地170170平方米平方米19461946年年2 2月月1515日日世界上第一台电子数字积分世界上第一台电子数字积分计算机计算机ENIACENIAC(Electronic(Electronic Numerical Numerical In

6、tegrator And Calculator)Integrator And Calculator)在美国在美国宾夕法宾夕法尼亚大学尼亚大学诞生。诞生。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：存存储程序：存程序：存储器不器不仅要存要存储数据数据,而且而且要存要存储程序程序程序控制：从存程序控制：从存储器中取指令或数据，器中取指令或数据，由控制器解由控制器解释由运算器完成由运算器完成计算算二二进制：制：计算机使用二算机使用二进制制冯冯诺依曼提出了现代计算机的体系结构，提出了诺依曼提出了现代计算机的体系

7、结构，提出了“存存储程序和程序控制储程序和程序控制”的设计原理，因而被誉为的设计原理，因而被誉为现代电子现代电子计算机之父计算机之父。u19491949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”控制控制的的实验室计算机算机EDSACEDSAC（延延迟存存储自自动计算机）算机）u19511951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u19521952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研制成功并投入使用了第一台用了第一台“存存储程序程序”式式计算机算

8、机EDVAC(EDVAC(离散离散变量自量自动电子子计算机）算机）1.1.2 计算机的发展史 第一代第一代（46-5746-57）电子管时代电子管时代第二代第二代（58-64）晶体管时代晶体管时代第三代第三代（64-70）小、中小小、中小规模集成电路规模集成电路第四代第四代（71到今）到今）大、超大大、超大规模集成电路规模集成电路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名称电子管电子管计算机计算机晶体管晶体管计算机计算机中小规模集成中小规模集成电路计算机电路计算机大大、超大规模集超大规模集成电路计算机成电路计算机存在时间存在时间1946至至19571958至至19641965至至1

9、9701971至今至今逻辑元件逻辑元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大容量磁盘光盘光盘代表产品代表产品ENIACIBM-7000系系列机列机IBM-360PDP-11微机微机,巨型机和巨型机和工工作站作站应用范围应用范围数值计算数值计算数值计算数值计算数据处理数据处理数值计算数值计算数据处理数据处理信息处理信息处理数值计算数值计算数据处理数据处理信息处理信息处理软件软

10、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QBasic和和C语言语言OS开始广泛运用开始广泛运用网络及数据库程网络及数据库程序设计语言序设计语言1.1.3 计算机的发展方向 1.1.巨型化巨型化:速度更快速度更快,存存储容量更大容量更大,功能更功能更强 2.2.微型化微型化:性能性能优越越,集成度高集成度高,体体积小小,价格便宜价格便宜,使用方便使用方便 3.3.网网络化化:资源共享源共享 4.4.智能化智能化:具有具有“逻辑判断判断”和和“直感直感”功能功能1.2 计算机的特点与分类1.2.1 1.2.1 计算机的特点算机的特点1 1、运算速度快、运算速度快 巨型

11、机运算速度达万巨型机运算速度达万亿次次/秒，秒，PCPC机也有机也有数数亿次次/秒，常秒，常见的衡量的衡量计算机运算速度的算机运算速度的标准有：准有：MIPS(GIPS:gigaMIPS(GIPS:giga instructions per instructions per secondsecond十十亿条指令每秒条指令每秒)、MHZ(GHZ)MHZ(GHZ)2 2、计算精度高：算精度高：计算机内部采用二算机内部采用二进制制记数，运算精度数，运算精度随字随字长位数增加而提高，目前常用位数增加而提高，目前常用PCPC机的字机的字长3232位，部分已达位，部分已达6464位位3 3、具有、具有记忆

12、功能功能 大容量存大容量存储和高速存取能力：和高速存取能力：内存、硬内存、硬盘容量容量飞速速递增增 1 Byte(1 Byte(字字节)=8 bit()=8 bit(位位/比特比特)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 1 TB=1024 GB PB EB ZB YBPB EB ZB YB4 4、具有、具有逻辑判断功能判断功能5 5、具有自、具有自动执行程序的能力行程序的能力1.2.2 计算机的分类v按所按所处理的信号分理的信号分为：（1 1）

13、电子数字子数字计算机算机 （2 2）电子模子模拟计算机算机 （3 3）数模混合）数模混合计算机算机v 按用途分为：按用途分为：（1 1）专用计算机）专用计算机 （2 2）通用计算机）通用计算机1.巨型机巨型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应用领域的应用领域.如天气预报、材料分析、金融预测等如天气预报、材料分析、金融预测等2.微型机微型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、便便捷式计算机、手持捷式计算机、手持PC机、单片微型计算机机、单片微型计算机3.服务器服务器主主要要用用于于企企业业和和政政府

14、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作为计算中心和网络中心或作为计算中心和网络中心4.小型机小型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部门、小企业需要等部门、小企业需要5.工作站工作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形图象处理和计算机辅助设计中图形图象处理和计算机辅助设计中6.嵌嵌入入式式计计算机算机作为一个信息处理部件嵌入到应用之中的计算机作为一个信息处理部件嵌入到应用之中的计算机v按规模分为：按规模分为：实现彼此之间的数据通信和资源共享的系统，称实现彼此之间的数据通信和资

15、源共享的系统，称为为“计算机网络计算机网络”6.6.网络应用网络应用1.1.科学计算科学计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常大的非常大的2.2.数据处理数据处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、电电影影电视动画设计、图书管理、医疗诊断等各行各业电视动画设计、图书管理、医疗诊断等各行各业3.3.过程控制过程控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于交通、邮电、卫星通信等用于交通、邮电、卫星通信等4.4.计算机辅计算机辅 助系统助系统计计算算机机辅辅助助设设计计

16、（CADCAD）、计计算算机机辅辅助助制制造造（CAMCAM）、）、计算机辅助教学（计算机辅助教学（CAICAI）5.5.人工智能人工智能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、医医疗疗诊诊断专家系统、推理证明等各方面断专家系统、推理证明等各方面1.3 计算机的应用领域1.4 1.4 计算机中信息的表示计算机中信息的表示l计算机能表示和算机能表示和处理的信息包括理的信息包括数数值型数据型数据、字符型数据字符型数据、图形形图象和象和视频数据数据以及以及音音频数据数据 。l信息在信息在计算机内部都是以算机内部都是以二二进制制 的形式表的形式表现。数值数值数值数值

17、 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 ASCIIASCIIASCIIASCII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、

18、图像声音、图像声音、图像 为什么要使用二进制（1 1）可行性：）可行性：物理上容易物理上容易实现（2 2）逻辑性：性：二二进制中的制中的“0 0”和和“1 1”刚好可以好可以对应逻辑值中的中的“真真”和和“假假”（3 3）简易性：易性：二二进制运算法制运算法则比比较简单（4 4）可靠性：）可靠性：二二进制只有制只有0 0和和1 1两个数，两个数，传输和和处理理时不不易出易出错，使，使计算机得到高可靠保障算机得到高可靠保障1.4.1 1.4.1 计算机中使用的数制计算机中使用的数制数制：以表示数以表示数值所用的所用的数字符号的个数来命名，并的个数来命名，并按一定按一定进位规则进行行计数的方法数的

19、方法基数：数制中所用的数字符号的个数数制中所用的数字符号的个数(R)(R)位权：数制中每一位数数制中每一位数值所具有的所具有的值(R Rk k)数制的进位方法：逢逢R R进一，借一一，借一为R RR进位位计数中，任意一个数数中，任意一个数值均可以表示均可以表示为以下形式以下形式an an-1 an-2 a2 a1 a0.a-1 a-2a-m 其其值为：S=anRn+an-1Rn-1+an-2Rn-2+a2R2+a1R1+a0+a-1R-1+a-2R-2+a-mR-m常用的数制常用的数制：二二进制、十制、十进制、八制、八进制、十六制、十六进制制数字符号：数字符号：0、1、8、9（基基为10）进位

20、位规则：逢十：逢十进一一Eg:123.4=1102+2101+3100+410-1左左边的叫做的叫做位置位置计数法数法，右，右边的叫做的叫做按按权展开式展开式十进制数的表示 10210110010-1位权Eg:数字符号：数字符号：0、1（基基为2）进位位规则：逢二：逢二进一一(1011)2=(123+022+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法法加法法则：0+0=0 0+1=1 1+1=100+0=0 0+1=1 1+1=10乘法法乘法法则：0*0=0 0*1=0 1*1=10*0=0 0*1=0 1*1=1例题：例题：101101+1

21、10110=101101+110110=（）1010*110=1010*110=（）练习：练习：1100*101=1100*101=（）1100011111100111100Eg:数字符号：数字符号：0、1、2、3、4、5、6、7（基基为8）进位位规则：逢八逢八进一一(45)8=(481+580)10八进制数的表示 8180按权展开位置计数法数字符号：数字符号：0、1.9、A、B、C、D、E、F（基基为16）进位位规则：逢十六逢十六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

22、位数，书写易分辨：如（1123）16各种数制的表示逢十六进一逢十六进一借一当十六借一当十六逢八进一逢八进一借一当八借一当八逢二进一逢二进一借一当二借一当二逢十进一逢十进一借一当十借一当十进位规则进位规则09 AF09 AF07070 0，1 10909数字符号数字符号1616k k8 8k k2 2k k1010k k位权位权R Rk k16168 82 21010基数基数R R十六进制十六进制H H八进制八进制O O二进制二进制B B十进制十进制D D数据表示方法名称各种数制的记数十六进制十六进制H H八进制八进制O O二进制二进制B B十进制十进制D D0,1,2,3,0,1,2,3,4,

23、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,B,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F,C,D,E,F,10101.4.2 1.4.2 数制的转换数制的转换Eg:Eg:(1011)(1011)2 2 =1 =1 2 23 3+0+0 2 22 2+1+1 2 21 1+1+1 2 20 0 =(11)=(11)1010(145)(145)8 8 =1=1

24、 8 8 2 2+4 4 8 81 1+5+5 8 8 0 0 =(101)=(101)1010(A68)(A68)16 16 =10=10 16 16 2 2+6 6 16 161 1+8+8 16 16 0 0 =(2664)=(2664)1010利用公式：S=anRn+an-1Rn-1+a1R1+a0R0+a-1R-1+a-mR-m R进制转换为十进制练习：练习：R进制转换为十进制(10101)2=（21）10(0.101)2 =（0.6250.625）10(A2F )16=(2607)10 十进制转换成二进制十进制转换成二进制将整数部分整数部分和小数部分小数部分分别转换（1）整数部分的

25、转换）整数部分的转换 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（2）小数部分的转换规则：乘二取整，直到乘二取整，直到小数部分小数部分为零或达到要求的精度零或达到要求的精度，所得所得积用用顺序序排列。排列。特特别注意：注意：若若题目没有要求精度，目没有要求精度，则保留小数点后

26、六位。保留小数点后六位。举例：例：（0.56）10要求精确到小数点后要求精确到小数点后5 5位位示例示例（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顺序排列达到精度（0.56）10 =（0.100011）20.92 2=1.84a-6=1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4位 (0.23)10 =(0.5773

27、)10 =(0.0011)2(0.1001)200001001201030114100510161107111八进制八进制二进制二进制 二进制和八进制间的转换二进制和八进制间的转换由于8是2的整数次幂，即为8=23，所以任意一个一位一位八进制数都可以用一个三位三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 :1352E

28、G：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EG：把（把（13.52）8转换为二进制数转换为二进制数八进制数：八进制数：13.52001011101010所以所以（13.52）8=（1011.10101）2练习练习:（1010011.1011）2=()8(62.14)8=()2123.54110010.001100十六进制 二进制0000081000100019100120010A101030011B101140100C110050101D110160110

29、E111070111F1111（四）二进制数和十六进制数间的转换（四）二进制数和十六进制数间的转换与八进制同理，与八进制同理，任意任意一位一位十六进十六进制数制数都可以用一都可以用一个个四位四位二进制数二进制数来表示。来表示。方法：方法：a.a.分组：分组：将二进制数分别向左和向右把整数将二进制数分别向左和向右把整数及小数部分每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应将分组后相应的二进制数对应相应的十六进制数的十六进制数 a.分组：0001 1101 0010.1011 1000 b.译码：1 D 2 .B

30、8(111010010.10111)2=(1D2.B8)16练习：练习：(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进制练习：练习：(532.76)8=()1615A.F8小结1 1、机器数：机器数：以二进制形式存放在计算机中的数据。以二进制形式存放在计算机中的数据。2 2、位（位（BitBit）：）：计算机存储数据的最小单位。计算机存储数据的最小单位。3 3、字节（字节（ByteByte）：）：最基本的数据单位，也就是说数据均最基

31、本的数据单位，也就是说数据均以字节的形式存放在计算机当中的。以字节的形式存放在计算机当中的。4 4、字（字（WordWord）：）：计算机处理数据时，一次存取、加工、计算机处理数据时，一次存取、加工、传送数据称作一个传送数据称作一个“机器字机器字”。5 5、字长：字长：计算机一次所能处理的二进制的位数。计算机一次所能处理的二进制的位数。6 6、存储容量的常用单位和相互转换。、存储容量的常用单位和相互转换。（B B、KBKB、MBMB、GBGB、TBTB、PBPB）例：容量为例：容量为2G2G的的U U盘能存多少个汉字？盘能存多少个汉字？1.4.3 1.4.3 计算机中的数据单位计算机中的数据单

32、位难点：地址在难点：地址在1000H1000H4FFFH4FFFH范围的存储空间为多少范围的存储空间为多少KBKB （地址：内存空间的序号）（地址：内存空间的序号）解：解：4FFFH 4FFFH 1000H+1=4000H 1000H+1=4000H =01000100 00000000 00000000 00000000 =214 B =214 B =24 KB=16KB =24 KB=16KB1、算术运算：加、减、乘、除、算术运算：加、减、乘、除（+、-、*、/）2、逻辑运算：与、逻辑运算：与(&、and)、或、或(|、or)、非、非(!)、异或异或(xor)ABA与BA或BA异或B非A非

33、B00011011100011101010001101011.4.4 1.4.4 数据运算基础数据运算基础计算机中把数值型数据分为计算机中把数值型数据分为无符号数无符号数和和有符号数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位。通常把一个数的最高位作为符号位。以以8 8位二进制数为例，即为位二进制数为例，即为 D7D6D5D4D3D2D1D0D D7 7为符号位，为符号位，D D6 6DD0 0 为数字位。为数字位。在符号位用在符号位用0 0表示正，用表示正，用1 1表示负。表示负。X=(0 1011011)2=+91 Y=(1 1011011)2=-91这样连同一个符号位

34、在一起作为一个数，就称为机器数机器数；而它的数值称为机器数的真值。1.4.5 1.4.5 数值型信息的表示数值型信息的表示计算机中有符号数的表示方法：计算机中有符号数的表示方法：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 （1 1111111 0 11111111 1111111 0 1111111）“0 0”有两种表示：有两种表示：+0+0原原 =(=(0 0 0000000)00000

35、00)2 2 -0 -0原原 =(=(1 1 0000000)0000000)2 2 2.2.反反码正数：正数：反反码=原原码（最高位（最高位为符号位，用符号位，用“0 0”表示，其余表示，其余为数数值位）位）+57+57原原=+57=+57反反 =(=(0 0 0111001)0111001)2 2负数：数：其原其原码除符号位除符号位“1 1”外的其他各位外的其他各位按位取反 -57-57 原原=(=(1 1 0111001)0111001)2 2 -57 -57 反反=(=(1 1 1000110)1000110)2 2特点（特点（8 8位二位二进制数制数码）：l 数数值范范围 -127+

36、127-127+127（1 0000000 0 11111111 0000000 0 1111111）l反反码中中“0 0”也有两种表示也有两种表示 +0+0反反=(=(0 0 0000000)0000000)2 2 -0 -0反反=(=(1 1 1111111)1111111)2 2注意：注意：有符号数的反有符号数的反码最高位仍最高位仍为符号位符号位符号位符号位为“0 0”（即（即为正数）正数）时，后面，后面7 7位位为此数二此数二进制制值部分部分当符号位当符号位为“1 1”（即（即为负数）数）时，后面后面7 7位不再表示位不再表示该负数的数数的数值大小大小3.3.补码 正数的正数的补码表示

37、与原表示与原码和反和反码相同，即最高位相同，即最高位为符号符号位，用位，用“0 0”表示。其余表示。其余为数数值位。位。+31+31补=+31=+31原原=+31=+31反反=(=(0 0 0011111)0011111)2 2 负数的数的补码用其反用其反码且在最后位加且在最后位加“1 1”形成。形成。即用即用原原码除符号位的各位取反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=特点：特点：“0 0”只有一种表只有一种表现形式：形式：+0+0补=-0=-0补=(0 0000000)=(0 00000

38、00)2 28 8位二位二进制制补码所能表示的数所能表示的数值范范围 ：-128+127-128+127 （1 0000000 0 11111111 0000000 0 1111111）现代代计算机都是采用算机都是采用补码来来进行运算的行运算的XX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例题：给出一个数的补码，计算出它的例题：给出一个数的补码

39、，计算出它的1010进制大小进制大小掌握：任意一个掌握：任意一个1010进制数在计算机中的表示进制数在计算机中的表示 任意一个数的补码转换后的任意一个数的补码转换后的1010进制大小进制大小证明：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）实例：利用补码进行运算实例：利用补码进行运算x-y 补=x补-y补=x补+-y补 0010001000100010+10111100+10111100 11011110 11011110结果为补码X=(-34)10 X原=(1

40、0100010)2X补=(11011110)2左边：运算结果与方法一相同所以：所以：x xy y 补补 =x=x 补补 +-y+-y 补补实例：利用补码计算实例：利用补码计算 26-19 26-19 的值。的值。已知：已知：+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 =-19原

41、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实例：灵活运用实例：灵活运用 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 000011

42、11 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浮点数浮点数任意的二进制数任意的二进制数 N Np p基数基数尾数尾数阶码阶码数符数符阶符阶符1 1.阶码为整数，反映数的大小；阶码为整数，反映数的大小；2.2.尾数为纯小数，反映数的精度，必须规格化；尾数为纯小数，反映数的精度，必须规格化；3.3.基数基数 R=2R=2 是隐含的。是隐含的。阶符阶符 阶码阶码P P 尾符尾符 尾尾 码码S S N 123.625 1111011.101 B 0.1111011101 2111 0 1 i=111 i=11

43、1 指明小数指明小数点在此点在此 3.1416 11.00100100001 B 0.11001001000 210 i=010 i=010 指明小数点在此指明小数点在此指明指明其其有效位有效位数数指明指明其其有效位有效位数数1.4.6 1.4.6 字符型信息的表示字符型信息的表示1 1、字符编码、字符编码(ASC(ASC码码)ASC ASC码全称：码全称：A American merican S Standard tandard C Code for ode for I Information nformation I Interchangenterchange，即美国标准信息交换代码。，即

44、美国标准信息交换代码。字符型信息包括：数字、字母、汉字、符号。字符型信息包括：数字、字母、汉字、符号。它们它们是用一个字节中的低是用一个字节中的低7 7位来表示的，共位来表示的，共128128个不同的字符个不同的字符（2626字母字母 *2+102+10数字符号数字符号 +32+32字符及运算符号字符及运算符号 +34+34控控制字符制字符 ）NULSOHSTXETXEOTENQACKBELBSHTLFVTFFCRSOSTDLEDC1DC2DC3DC4NAKSYNETBCANEMSUBESCFSGSRSUSASCII码表0000010001200103001140100501016011070

45、1118100091001A1010B1011C1100D1101E1110F1111高高3 3位位01234567低低4 4位位000001010011100101110111SP！”()/：;？ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ_/abcdefghijklmnopqrstuvwxyz|DELn n基本基本ASCII码码uu 可表示可表示可表示可表示128128个常用字符，从个常用字符，从个常用字符，从个常用字符，从0 0到到到到127127。uu包括：包括：包括：包括：3434个控制字符；个控制字符；个控制字符；个控制字符；5252个英文字母；个英文字母；个英文字母；个英

46、文字母；1010个数字；个数字；个数字；个数字；3232个字符和运算符。个字符和运算符。个字符和运算符。个字符和运算符。例如：例如：例如：例如：“a a a a”字符的编码为字符的编码为字符的编码为字符的编码为1100001110000111000011100001，对应的十进制数是，对应的十进制数是，对应的十进制数是，对应的十进制数是97979797；空格空格空格空格 20H20H20H20H32323232 0 0 0 09 9 9 9 30H30H30H30H39H39H39H39H 4848484857575757 A A A AZ Z Z Z 41H41H41H41H5AH5AH5A

47、H5AH 6565656590909090 a a a az z z z 61H61H61H61H7AH7AH7AH7AH 97979797122122122122思考：思考：“8 8”和和“D D”的的ASCIIASCII码分别是多少？码分别是多少？“F F”的的ASCIIASCII码减码减“f f ”的的ASCIIASCII码为多少？码为多少？“F F”的的ASCIIASCII码减码减“A A”的的ASCIIASCII码为多少？码为多少？2 2、汉字编码、汉字编码汉字输入码汉字输入码 /汉字外部码：汉字外部码：数字编码数字编码/顺序码：区位码顺序码：区位码(以行以行/区、列区、列/位来命名

48、位来命名)字音编码：全拼、双拼音码字音编码：全拼、双拼音码 字形码：表字形、五笔字形码字形码：表字形、五笔字形码 音形码：自然码音形码：自然码汉字交换码汉字交换码 /国标码国标码 G/GBG/GB：由两个字节表示一个由两个字节表示一个汉字，且每个字节的最高位为汉字，且每个字节的最高位为0 0 GB2313-80GB2313-80基本集中收录了基本集中收录了67636763个汉字，分为个汉字，分为2 2级：第级：第一级一级汉字汉字37553755个，个，按按拼音字母拼音字母排序排序，同音字则再按笔，同音字则再按笔形的横、竖、撇、点、折来排序；形的横、竖、撇、点、折来排序；第二级汉字第二级汉字30

49、083008个，个，按按部首部首排序排序，同画数字则再按笔形的横、竖、撇、点、，同画数字则再按笔形的横、竖、撇、点、折来排序。折来排序。机内码机内码 J J：也是由两个字节表示一个汉字，如果将国也是由两个字节表示一个汉字，如果将国标码转换为机内码，标码转换为机内码，只需将国标码的只需将国标码的2 2个字节的最高个字节的最高位均设定为位均设定为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 (区位码区位码国标码国标码)G1+128=J1 G2+128=J2 (G1+128=J1 G2+128=J2 (国标码国

50、标码机内码机内码)Q1+160=J1 Q2+160=J2 (Q1+160=J1 Q2+160=J2 (区位码区位码机内码机内码)区码和位码的范围分为是区码和位码的范围分为是1-941-94实例：实例：已知：汉字已知：汉字“大大”的区位码是的区位码是2083，那么它的国标码和，那么它的国标码和机内码分别是多少？（国标码用机内码分别是多少？（国标码用16进制表示）进制表示）解答：解答：1 1、区位码为、区位码为20832083，则区号为，则区号为2020，位号为，位号为83832 2、将区位码、将区位码20832083转换为十六进制表示转换为十六进制表示 20D=14H 83D=53H 20D=1