计算机科学导论第四章数据运算.ppt
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1、第四章 数据运算l4.1 逻辑运算逻辑运算l4.2 移位运算移位运算l4.3 算术运算算术运算本章要求掌握数据的三类运算;理解逻辑和算术运算的一些应用。4.1 逻辑运算逻辑运算几个基本概念:几个基本概念:1.逻辑:逻辑:2.逻辑状态逻辑状态:3.逻辑变量:逻辑变量:4.逻辑函数:逻辑函数:指事物的规律性和因果关系。完全对立、截然相反的二种状态,如:好坏、美丑、真假、有无、高低、开关等。代表逻辑状态的符号,取值 0 和 1。输出是输入条件的函数,有一定的因果关系。逻辑运算:逻辑运算:是指对因果关系进行分析的一种运算。逻辑运算的结果并不表示数值的大小,而是表示的一种逻辑概念。若成立用真或1表示,若
2、不成立用假或0表示。自然界中能表示两种不同状态的方法有很多种自然界中能表示两种不同状态的方法有很多种:如果定义了一个位作为逻辑值,就可以对它进行逻辑运算了,逻辑运算可以接收1到2个位来生成1个位。如果逻辑运算作用在1个输入位上,就叫做一元运算一元运算,如果作用在2个位上,就叫做二元运算二元运算。二进制数的逻辑运算有二进制数的逻辑运算有“与与”、“或或”、“非非”、“异或异或”4种种。一、位层次上的逻辑运算一、位层次上的逻辑运算1、非(、非(NOT)非运算实现逻辑否定,即进行求反运算,用符号NOT表示。其实质意义就是取反。一元运算符2、与(、与(AND)与运算又称逻辑乘,有符号“”,或“”来表示
3、,运算规则如下:二元运算符00=0,01=0,10=0,11=10A=0,1A=A3、或(、或(OR)或运算又称逻辑加,有符号“+”,或“”来表示,运算规则如下:二元运算符0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10+A=A,1+A=14、异或(、异或(XOR)异或运算又称逻辑加,有符号“”,运算规则如下:二元运算符00=0,01=1,10=1,11=0异或定义异或定义:A BA B A B0A=A,1A=A二、模式层次上的逻辑运算二、模式层次上的逻辑运算 相同的四种逻辑运算(非、与、或、异或)可以被应用到n位模式。非运算:例非运算:例4.3与运算:例与运算:例4.4或运算:例或运算:例4
4、.5异或运算:例异或运算:例4.6三、三、4种逻辑运算的应用种逻辑运算的应用 逻辑运算可以用于修改位模式。即可以将指定的位复位、置位或反转。1、求反、求反非运算符的唯一的作用就是对整个位模式求反。2、使指定的位复位、使指定的位复位与运算符的一个作用就是把位模式的指定位复位(置0)。为此,需要一个同样长度的掩码。创建复位掩码的规则总结如下:创建复位掩码的规则总结如下:对于目标位模式中需要置0的位,掩码的相应位设为0;对于目标位模式中需要保持不变的位,掩码的相应位设为1。例:设想一个水厂使用8台水泵给一城市供水。水泵的状态(开或关)就可以用8位(二进制)模式来描述。现在假设将7号泵关闭,怎样的掩码
5、能描述这种情况。解:设8台水泵的状态(开或关)用8个逻辑变量表示为A8A7A6A5A4A3A2A1。则对应的复位掩码应该是8位模式,由掩码构成规则可得:1 0 1 1 1 1 1 1A8A7A6A5A4A3A2A1掩码A80A6A5A4A3A2A1AND3、使指定的位置位、使指定的位置位或运算符的一个的作用就是把位模式的指定位置位(置1)。为此,需要一个同样长度的掩码。例例4.8创建置位掩码的规则总结如下:创建置位掩码的规则总结如下:对于目标位模式中需要置1的位,掩码的相应位设为1;对于目标位模式中需要保持不变的位,掩码的相应位设为0。例:设想一个水厂使用8台水泵给一城市供水。水泵的状态(开或
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- 计算机科学 导论 第四 数据 运算
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