《信息技術(shù)概述》PPT課件.pptVIP

大學(xué)計算機信息技術(shù) 基礎(chǔ)教程,計算機科學(xué)與通信工程學(xué)院 劉志鋒,內(nèi)容安排 第一章 信息技術(shù)概述 第二章 計算機組成原理 第三章 計算機軟件 第四章 計算機網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng) 第五章 數(shù)字媒體與應(yīng)用 第六章 信息系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫,第一章 信息技術(shù)概述,本章學(xué)習(xí)目標與要求,1. 了解計算機發(fā)展 2. 了解什么是信息，什么是信息處理，什么是信息技術(shù) 3.描述計算機信息處理的特點 4.了解什么是二進制，為什么計算機使用二進制 5. 掌握二進制、八進制、十進制、十六進制之間換算 6.掌握定點數(shù)及浮點數(shù)的表示方法以及原、反、補碼之間的換算關(guān)系 7.了解什么是微電子技術(shù)，它的作用和意義,1.1 計算機技術(shù),計算機的誕生與發(fā)展,公元前5世紀 中國的算盤 1642年，Blaise Pascal設(shè)計了自動進位加法器 1694年，德國數(shù)學(xué)家Gottfried Wilhemvon Leibniz改進了Pascal的加法器，使之可以計算乘法 法國人Colmar發(fā)明了可以進行四則運算的計算器。 1812年英國數(shù)學(xué)家C巴貝奇開始研究差分機，并描繪出程序控制方式的計算機的雛型基本原理為IPOS,加法器,計算機的誕生與發(fā)展,1935年IBM公司推出IBM 601機，它是一臺有算術(shù)部件且能在1秒鐘內(nèi)算出乘法的穿孔卡片計算機 電驅(qū)動計算機 COLOSSUS： 二次大戰(zhàn)時英國人為破譯德國的密碼而設(shè)計，英國數(shù)學(xué)家Turing協(xié)助設(shè)計，1934年開始使用。由于屬于軍事秘密，三十年后才公開。,圖為Alan Turing,計算機的誕生與發(fā)展,對計算機的誕生和發(fā)展做出重大貢獻的兩個人： 阿倫圖靈（Alan Turing) 馮諾依曼（John Von Neumman ）,計算機的誕生與發(fā)展,阿倫.圖靈 英國數(shù)學(xué)家、哲學(xué)家、密碼破譯家 30年代初，發(fā)表了一篇著名的論文論數(shù)字計算在決斷難題中的應(yīng)用，他提出了一種十分簡單但運算能力極強的理想計算裝置，用它來計算所有能想象得到的可計算函數(shù)。圖靈的思想奠定了現(xiàn)代計算機科學(xué)的理論基礎(chǔ)。 圖靈機有限狀態(tài)自動機,計算機的誕生與發(fā)展,1945年Von Neuuman、H.H.Goldstin、A.W.Burks 發(fā)表了一篇論文電子計算機裝置邏輯結(jié)構(gòu)初探 提出了兩個主要論點: * 使用二進制 * 存儲程序和程序控制 奠定了當(dāng)代計算機硬件 由控制器、運算器、存 儲器、輸入設(shè)備、輸出 設(shè)備等組成的結(jié)構(gòu)體系,馮諾依曼教授（John Von Neumman）和他設(shè)計的“存儲程序式”計算機EDVAC（埃德瓦克）,計算機的誕生與發(fā)展,第一臺電子計算機誕生 ENIAC ：電子數(shù)字積分機與計算機 （Electronic Numerical Integrator And Computer） 時 間：1946年2月 地 點：美國賓夕法尼亞大學(xué) 用 途：軍事計算 運算速度：5000次/秒 體積價格：170平方米，30噸，140千瓦，40萬美元,1943年由 John Brainered領(lǐng)導(dǎo)ENIAC開始研究。圖為 John Mauchly 及J. Presper Eckert負責(zé)這計劃的執(zhí)行者,計算機的誕生與發(fā)展,此后，計算機速度提高、功能增加、體積縮小、成本降低、應(yīng)用擴大，其發(fā)展之快，不斷改寫預(yù)測。 早期，810年其運算速度就提高十倍，而成本和體積卻是原來的1/10。 1980s開始，幾乎每三年計算機的性能就提高近四倍，成本卻下降一半。 推動力：微電子技術(shù)的進展和計算機應(yīng)用需求 為計算機劃代：按主機所使用的元器件,計算機的誕生與發(fā)展,以計算機使用的基本電子元件作為劃分依據(jù)，計算機的發(fā)展經(jīng)歷了四個階段。 基本電子元件的演變： 集成電路（IC）,電子管,晶體管,中小規(guī)模集成電路芯片,大規(guī)模超大規(guī)模集成電路芯片,計算機的誕生與發(fā)展,按主要元器件分代 第一代（約1946-1957） 電子管計算機 幾十次/秒幾萬次/秒， 水銀延遲線內(nèi)存，千字 外設(shè)：磁鼓、紙帶、卡片、磁帶 機器語言編程 第二代（約1957-1964） 晶體管計算機 幾十萬次/秒， 匯編語言或高級語言編程 1948年Bell發(fā)明晶體管，磁芯十萬字，磁盤,圖為美國于20世紀50年代生產(chǎn)的IBM704型采用電子管的第一代電子計算機,圖為在第一代電子計算機中使用的磁鼓,計算機的誕生與發(fā)展,第三代（約1965-1972）中小規(guī)模集成電路計算機 (SSI,MSI-Medium Scale Integration) 幾十萬次/秒幾百萬次/秒 半導(dǎo)體存儲器 匯編語言或高級語言編程 第四代（1971年起）是大規(guī)模(LSI)和超大規(guī)模集成電路計算機 (Very Large Scale Integration) 幾百萬次/秒億次/秒 匯編語言或高級語言編程,計算機的誕生與發(fā)展,過去很長時間人們都按照計算機主機所使用的元器件，為計算機劃代。,計算機信息處理的特點,（1）通用性強、速度高 （2）提供友善的使用方式和多種多樣的信息輸出形式 （3）具有龐大的信息存儲能力和極快的信息存取速度 （4）打破時空限制，實現(xiàn)信息的共享與交流 （5）計算機在輔助開發(fā)新的信息處理應(yīng)用方面能提供有力的支持,計算機的巨大作用,（1）開拓了人類認識自然、改造自然的新資源 （2）增添了人類發(fā)展科學(xué)技術(shù)的新手段 （3）提高了人類物質(zhì)生產(chǎn)水平和社會生產(chǎn)率，促進了經(jīng)濟的飛躍 （4）提供了人類創(chuàng)造文化的新工具 （5）引起了人類的工作與生活方式的變化,國際計算機界的重要獎項,ACM 圖靈獎 1966年由ACM（美國計算機學(xué)會）創(chuàng)建，該獎有計算機界的諾貝爾獎之稱。 IEEE 計算機先驅(qū)獎 1980年由IEEE-CS(美國電氣與電子工程師學(xué)會-計算機學(xué)會)創(chuàng)建，是世界范圍內(nèi)計算機科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域另一個最重要的獎項，和圖靈獎是互為補充的。,1.2 信息與信息技術(shù),1.2.1 信息與信息處理,信息定義,信息就是信息，它既不是物質(zhì)也不是能量。 N.Wiener（控制論創(chuàng)始人） 事物運動的狀態(tài)及狀態(tài)變化的方式。 客觀事物立場 認識主體所感知或所表述的事物運動及其變化方式的形式、內(nèi)容和效用。 認識主體立場,“信息”和“數(shù)據(jù)”，這2個術(shù)語的概念在計算機信息處理中是既有區(qū)別又有聯(lián)系的。 計算機是一種基于二進制運算的信息處理機器，任何需要由計算機進行處理的信息，都必須進行一定程度的形式化，并表示成二進制編碼的形式。這就引進了數(shù)據(jù)的概念。,國際標準化組織ISO： “數(shù)據(jù)是計算機中對事實、概念或指令進行描述的一種特殊格式，這種（特殊）格式適合于使用計算機及其相關(guān)設(shè)備自動地進行傳輸、翻譯（轉(zhuǎn)換）或加工處理?！?在這個定義中，首先強調(diào)的是數(shù)據(jù)表達了一定的內(nèi)容，即“事實、概念或指令”，這就是數(shù)據(jù)的語義；其次，數(shù)據(jù)具有一定的格式（即數(shù)據(jù)的語法），其目的是使計算機能自動進行加工處理、通信傳遞以及翻譯轉(zhuǎn)換。,數(shù)據(jù)的定義,信息處理過程,與信息處理相關(guān)的行為和活動,信息收集感知、測量、識別、獲取、輸入等 信息加工分類、計算、分析、綜合、轉(zhuǎn)換、檢索、管理等 信息存儲 信息傳遞 信息施用控制、顯示等,1.2.2 信息技術(shù),信息技術(shù),信息技術(shù)：用來擴展人的信息器官功能、協(xié)助人們進行信息處理的一類技術(shù)。 人的信息器官及功能： 感覺器官（眼耳鼻舌身）獲取信息 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳遞信息 思維器官（大腦）處理信息并再生信息 效應(yīng)器官（手腳）施用信息,基本信息技術(shù),感知與識別技術(shù)擴展感覺器官功能, 提高人們的感知范圍、感知精度和靈敏度 通信技術(shù)與存儲技術(shù)擴展神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能, 消除人們交流信息的空間和時間障礙 計算處理技術(shù)擴展思維器官功能, 增強人們的信息加工處理能力 控制與顯示技術(shù)擴展效應(yīng)器官功能，增強人們的信息控制能力,1.2.3 信息處理系統(tǒng),信息處理系統(tǒng),用于輔助人們進行信息獲取、傳遞、存儲、加工處理、控制及顯示的綜合使用各種信息技術(shù)的系統(tǒng)。,信息處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu),信息處理系統(tǒng)分類,依據(jù)自動化程度人工的、半自動的、全自動的 依據(jù)技術(shù)手段機械的、電子的、光學(xué)的 依據(jù)通用性專用的、通用的 ,信息處理系統(tǒng)實例,雷達是一種以感知與識別為主要目的的系統(tǒng) 電視/廣播系統(tǒng)是一種單向的、點到多點（面）的以信息傳遞為主要目的的系統(tǒng) 電話是一種雙向的、點到點的以信息交互為主要目的的系統(tǒng) 銀行是一種以處理金融業(yè)務(wù)為主的系統(tǒng) 圖書館是一種以信息收藏和檢索為主的系統(tǒng) Internet是一種跨越全球的多功能信息處理系統(tǒng),1.2.4 電子信息技術(shù)簡介,概述,現(xiàn)代信息技術(shù)的特點： 采用電(光)子技術(shù)：進行信息的收集、傳遞、加工、存儲、顯示與控制 以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)（computer_based） 以計算機及其軟件為核心（software_centric） 現(xiàn)代信息技術(shù)領(lǐng)域： 微電子、通信、廣播、計算機、遙感遙測、自動控制、機器人等,1.3 數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ),1.3.1 二進制,二進制信息的計量單位（一）,比特(bit) 字節(jié)(byte) 字(word),二進制數(shù)的運算（一）,對二進制數(shù)可以進行兩種不同類型的基本運算： 算術(shù)運算和邏輯運算 算術(shù)運算： 兩個一位數(shù)的加法和減法的基本運算規(guī)則是： 加法 減法 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 10 0 1 1 0 （向高位進1） （向高位借1） 兩個多位二進制數(shù)的加、減法可以從低位到高位按上述規(guī)則進行，但必須考慮進位和借位的處理,二進制數(shù)的運算（二）,最基本的邏輯運算有三種： 邏輯加（也稱“或”運算，用符號“OR”、“”或“”表示） 邏輯乘（也稱“與”運算，用符號“AND”、“”或“”表示） 取反（也稱“非”運算，用符號“NOT”或“”表示） 異或（兩個值不同時為真，相同時為假，用符號“XOR”表示） 運算規(guī)則如下： 邏輯加 邏輯乘 取反 異或 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 兩個多位二進制數(shù)進行邏輯運算時，按位獨立進行，相鄰位之間不發(fā)生關(guān)系,二進制信息的計量單位（二）,在計算機信息處理系統(tǒng)中，使用各種不同類型的存儲器來存儲二進制信息時，存儲容量的度量單位要比字節(jié)或字大得多，經(jīng)常使用的單位有： “千字節(jié)”(KB)，1KB = 210字節(jié) = 1024B “兆字節(jié)”(MB)，1MB = 220字節(jié) = 1024KB “吉字節(jié)”(GB)，1GB = 230字節(jié) = 1024MB（千兆字節(jié)） “太字節(jié)”(TB)，1TB = 240字節(jié) = 1024GB（兆兆字節(jié)）,二進制信息的計量單位（三）,在計算機網(wǎng)絡(luò)中傳輸二進制信息時，由于是一位一位串行傳輸?shù)?傳輸速率的度量單位與上述有所不同，且使用的是十進制。經(jīng)常使用的速率單位： “比特秒”(b/s)，也稱“bps”。如：9600bps(9600b/s)、56 kbps(56kb/s) “千比特秒”(kb/s)，1Kb/s = 103 比特秒 = 1000 b/s “兆比特秒”(Mb/s)，1Mb/s = 106 比特秒 = 1000 Kb/s “吉比特秒”(Gb/s)，1Gb/s = 109 比特秒 = 1000 Mb/s “太比特秒”(Tb/s)，1Tb/s = 1012比特秒 = 1000 Gb/s,任意（R）進制數(shù),每種進位制都有固定的數(shù)碼基數(shù) 按基數(shù)進位或借位逢R進一 用位權(quán)值來計數(shù) 位權(quán)值：在任何進位計數(shù)制中，數(shù)碼所處的位置不同，代表的數(shù)值大小也不同。對每一個數(shù)位賦予的位值，在數(shù)學(xué)上叫做“權(quán)”。 位權(quán)與基數(shù)的關(guān)系：位權(quán)的值等于基數(shù)的若干次冪。 （KnKn1 . K1K0 K1K2 . Km）R KnRnKn1Rn1.K1R1K0R0 K1R1K2R2+KmRm 人們用字母B、Q、D、H分別表示二、八、十、十六進制,任意（R）進制數(shù),表示法： 1.并列表示（位置計數(shù)法） （34567854）10 2.多項式表示法（權(quán)展開法） （345） 10=3102+4101+5100,十進制數(shù)（Decimal）,十進制的基數(shù)是“10”，使用09這十個數(shù)字符號，逢十進一205.4921020101310041019102 一般地說，一個十進制數(shù)： SKnKn1 . K1K0. K1K2 . Km 所代表的實際數(shù)值是： SKn10nKn110n1.K1101K0 100 K1101K2 102+Km 10m,二進制數(shù),二進制的基數(shù)是“2”，使用0和1兩個不同的數(shù)字符號，逢二進一 (101.01)2122021120021122 (5.25)10 一般地說，一個二進制數(shù) SKnKn1 . K1K0 . K1K2 . Km 所代表的實際數(shù)值是： S = Kn2n Kn12n1 K121 K0 20 K1 21 K2 22Km 2m,八進制數(shù)和十六進制數(shù),八進制數(shù)使用0、1、2、3、4、5、6、7八個符號，逢八進一 (365.2)8= 382681580 281 = (245.25)10 十六進制數(shù)使用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F十六個符號，其中A、B、C、D、E、F分別代表十進制的10、11、12、13、14、15。逢十六進一 (F5.4)16=1516151604161 = (245.25)10,(1) 二進制轉(zhuǎn)換成十進制 按照二進制數(shù)的一般表示方法， 將二進 制數(shù)按位權(quán)展開即可。 例1. 將二進制數(shù)(1010101)2轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)。 （1010101)2=126025124023 122 0 21120 =641641(85)10,1. 二進制與十進制間的轉(zhuǎn)換,(1) 二進制轉(zhuǎn)換成十進制（續(xù)）,例2. 將二進制數(shù)(11010.101)2轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)。 (11010.101)2=124123+121+ 12-112-3 =16820.50.125 =(26.625)10,(2) 十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù), 純整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換 十進制數(shù)整數(shù)部分轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)，采用“除2取余”的方 法. 例1. 將(307)10轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。,307,2,153,2,76,2,38,2,19,2,9,2,4,2,2,2,1,2,0,余1,余1,余1,余0,余0,余1,余0,余0,余1,（高位）,（低位）,故：(307)10(100110011)2,(2) 十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)（續(xù)）, 純小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換 十進制小數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制小數(shù)，采用“乘2取整”的方法。 例2. 將(0.8125)10轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。 0.8125 （高位） 2,1. 2500,2,0 .5000,2,1 . 0000,（低位）,故：(0.8125)10(0.1101)2,1 . 625, 2,(2) 十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)(續(xù)),例3. 將（307.8125)10轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)。 該十進制數(shù)中的整數(shù)部分和小數(shù)部分前面已轉(zhuǎn)換過，只需將兩部分連接起來即可。 （307)10（100110011）2 （0. 8125)10（0. 1101）2 故：（307.8125）10=（100110011.1101）2,注意：,并非所有的十進制小數(shù)都能用有限位的二進制小數(shù)來表示。例4. 將(0.63)10轉(zhuǎn)換為二進制。,0.63,2,1. 26,2,0. 52,2,1 . 04,2,0 . 08,（高位）,（低位）,因為，小數(shù)部分乘以2會無限循環(huán)下去，故：取近似值.,（0.63)10(0.1010)2 舍去,2.八進制數(shù)與二進制數(shù)的轉(zhuǎn)換,(1) 二進制與八進制之間的轉(zhuǎn)換 一位八進制數(shù)相當(dāng)于三位二進制數(shù),八進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)時，只需將每一位八進制數(shù)用三位等值的二進制數(shù)表示；同理，二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)時，只需將三位二進制數(shù)用一位等值的八進制數(shù)表示即可。,轉(zhuǎn)換表 八進制數(shù) 二進制數(shù) 八進制數(shù) 二進制數(shù) 0 000 4 100 1 001 5 101 2 010 6 110 3 011 7 111,八進制數(shù)與二進制數(shù)的轉(zhuǎn)換,二進制與八進制之間的轉(zhuǎn)換（續(xù)）,例1.將(011110111.100010101)2轉(zhuǎn)換為八進 制數(shù) 。 (011 110 111 . 100 010 101)2(367.425)8 3 6 7 . 4 2 5 注意：二進制轉(zhuǎn)換為八進制時，要以小數(shù)點為中心，整數(shù)部分從低位向高位(即從右向左) 每三位用一個八進制數(shù)來表示，最后一組不足三位時，用0補齊；小數(shù)部分從高位向低位（即從左向右）每三位用一個八進制數(shù)來表示，最后不足三 位時，用0補齊。,二進制與八進制之間的轉(zhuǎn)換（續(xù)）,例2. 將(16.327)8轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。 (16.327)8(001 110 . 011 010 111)2 1 6 . 3 2 7 (1110.011010111)2,2. 二進制與十六進制間的轉(zhuǎn)換,一位十六進制數(shù)相當(dāng)于四位二進制數(shù)，十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)時，只需將每一位十六進制數(shù)用四位等值的二進制數(shù)表示；反之，亦然。 例1. 將(111001011010.10111001)2轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)。 (1110 0101 1010 . 1011 1001)2 E 5 A . B 9 （E5A.B9）16,十六進制數(shù)與二進制數(shù)的轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換表 十六進制數(shù) 二進制數(shù) 十六進制數(shù) 二進制數(shù) 0 0000 8 1000 1 0001 9 1001 2 0010 A 1010 3 0011 B 1011 4 0100 C 1100 5 0101 D 1101 6 0110 E 1110 7 0111 F 1111,二進制與十六進制間的轉(zhuǎn)換（續(xù)）,注意：二進制轉(zhuǎn)換為十六進制時，要以小數(shù)點中心，整數(shù)分從低位向高位（即從右向左）每四位用一個十六進制數(shù)來表示， 最后組不足四位時，用0補齊；小數(shù)部分從高位向低位(即從左向右）每四位用一個十六進制數(shù)來表示，最后不足四 位時，用0補齊。 例2. 將(4C.2E) 16轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。 (4C.2E)16(0100 1100 . 0010 1110)2 4 C 2 E (1001100.0010111)2,3. 十進制與八進制或十六進制間的轉(zhuǎn)換,(1) 八進制或十六進制轉(zhuǎn)換為十進制 與二進制轉(zhuǎn)換為十進制類似，八進制或十六制轉(zhuǎn)換為十進制時，只需按其一般表示形式，按位權(quán)展 開即可。 例1. 將(16A.B)16轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)。 (16A.B)16(11626161101601116-1)10 (25696100.69)10 (362.69)10,(2) 十進制轉(zhuǎn)換為八進制或十六進制,十進制整數(shù)轉(zhuǎn)換為八進制或十六進制數(shù)時，可采用“除八取余”或“除十六取余”的方法；十進制小數(shù)轉(zhuǎn)換為八進制或十六進制數(shù)時，可采用“乘8取整”或“乘 十六取整”的方法。 例1. 將(273)10轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)。 （余數(shù)）(低位) 8 | 273_ ? 8 | 34_ - 1 8 | 4_- 2 0 - 4 故：(273)10(421)8 (高位),(2)十進制轉(zhuǎn)換為八進制或十六進制(續(xù)）,例2. 將十進制數(shù)(0.71875)8轉(zhuǎn)換為八進制數(shù) 。 (高位) 0. 71875 8 5. 75000 8 6. 00000 故：(0.71875)10(0.56)8 (低位),使用不同進制的原因,計算機中只使用二進制一種計數(shù)制的原因： 二進制中只有0和1兩個符號，使用有兩個穩(wěn)定狀態(tài)的電子器件就可以分別表示它們，而制造有兩個穩(wěn)定狀態(tài)的電子器件要比制造有多個穩(wěn)定狀態(tài)的電子器件容易得多 二進制數(shù)的運算規(guī)則簡單，易于進行高速運算 數(shù)理邏輯中的“真”和“假”可以分別用“1”和“0”來表示，這樣就把非數(shù)值信息的邏輯運算與數(shù)值信息的算術(shù)運算聯(lián)系了起來 使用八進制和十六進制的原因： 二進制數(shù)太長，書寫、閱讀、記憶均不便 八進制和十六進制與二進制之間的轉(zhuǎn)換直觀、方便,1.3.2 數(shù)值信息的表示,計算機中的數(shù)值信息分類,整數(shù)和實數(shù):它們都是用二進制表示的，但表示方法有很大差別。,整數(shù)（定點數(shù)）的表示（一）,整數(shù)的概念： 整數(shù)不使用小數(shù)點，或者說小數(shù)點始終隱含在個位數(shù)的右面，所以整數(shù)也叫做“定點數(shù)” 整數(shù)的分類： 不帶符號的整數(shù)(unsigned integer)，一定是正整數(shù)取值范圍：8位 0255(281)，16位 065535(2161)，32位 02321 帶符號的整數(shù)(signed integer)，既可表示正整數(shù)，又可表示負整數(shù)。使用最高位(最左面的一位)作為符號位，“0”表示“”(正數(shù))，“1”表示“”(負數(shù))，其余各位表示數(shù)的絕對值 取值范圍：8位 127127(27+1 271) 例如： 00101011=43, 10101011=43,原碼、反碼、補碼 計算機中，數(shù)據(jù)均以補碼存放 在n位機器數(shù)中，最高位是符號位，0為正，1為負 其余的n-1位為數(shù)值位，可以為0，也可以為1 當(dāng)真值為正時，原碼、反碼、補碼的數(shù)值位完全相同 當(dāng)真值為負時 原碼的數(shù)值位保持原樣， 反碼的數(shù)值位是原碼數(shù)值位的各位取反， 補碼則是反碼的最低位加一。 注意符號位不變。,整數(shù)（定點數(shù)）的表示（二）,整數(shù)（定點數(shù)）的表示（三）,“原碼”表示法：帶符號整數(shù)的表示方法 優(yōu)點：簡單、直觀 缺點： 減法運算較繁，不便于CPU的運算處理 有0(00000000)和0(100000000) 補碼表示法：在計算機中，負數(shù)使用補碼表示，符號位也是“1”，但絕對值部分卻是原碼每一位取反后再在末位加“1” 例如：(43)原= 10101011 絕對值部分每一位取反后為： (43)反= 11010100 末位加“1”得到： (43)補= 11010101,注意： -0與+0在補碼表示法中相同，而在原碼、反碼表示卻不同。 相同位數(shù)的二進制補碼，表示的范圍比原碼、反碼多一個。 正數(shù)的原碼、反碼、補碼都相等，即表示方法只有一種。 用一個字節(jié)表示二進制補碼，表示的范圍為：-128+127,整數(shù)（定點數(shù)）的表示（四）,整數(shù)（定點數(shù)）的表示（三）,補碼計算規(guī)則： XY 原碼=X補碼 Y補碼 補碼 補碼計算舉例： 5 - 2 = 3 2 5 = -3 5補碼 =00000101 2補碼= 00000010 + -2補碼 =11111110 -5補碼= 11111011 3 補碼 =00000011 -3補碼= 11111101 補碼表示法中“0”與“0”無區(qū)別，都表示為全“0”。 相同位數(shù)的二進制補碼，可表示的數(shù)的(個數(shù))范圍 比原碼多一個數(shù)，即最小負數(shù)（128）。,整數(shù)（定點數(shù)）的表示（四）,三種整數(shù)的比較,整數(shù)（定點數(shù)）的表示（五）,BCD整數(shù)（Binary Coded Decimal）稱為“二進制編碼的十進制整數(shù)”，使用4個二進位表示1個十進制數(shù)字，最高位仍為符號位。 例如： (43)BCD 1 0100 0011 (59601)BCD 0 0101 1001 0110 0000 0001,整數(shù)（定點數(shù)）的表示（六）JCY待續(xù),Pentium處理器的四種帶符號整數(shù),實數(shù)（浮點數(shù)）的表示（一）,實數(shù)：既有整數(shù)部分又有小數(shù)部分的數(shù)，整數(shù)和純小數(shù)只是實數(shù)的特例。任何一個實數(shù)總可以表達成一個乘冪和一個純小數(shù)之積，例如： 56.725=102(0.56725) 0.0034756=102(0.34756) 指數(shù)部分指出實數(shù)中小數(shù)點的位置，括號里是一個純小數(shù)。 二進制數(shù)的情況完全類同，例如： 1001.011=2100(0.1001011) 0.0010101=210(0.10101) 浮點表示法：計算機內(nèi)部用“指數(shù)”(一個整數(shù)，稱為“階碼”)和“尾數(shù)”(一個純小數(shù))表示實數(shù)的方法。 實數(shù) = 尾數(shù) * 2指數(shù) 實數(shù)N可表示為：N = S 2P （0 S 1),實數(shù)（浮點數(shù)）的表示（二）,實數(shù)（浮點數(shù)）的表示 16位機器數(shù)能夠表示的實數(shù)的范圍：（溢出 離散） 011111 1111111111 011111 0111111111（原碼） 最小值 最大值 （12-9） 225 -1 （12-9） 225 -1,實數(shù)（浮點數(shù)）的表示（三）,浮點數(shù)的長度可以是32位、64位或更長。一般說來，位數(shù)越多，可表示的數(shù)的范圍越大（階碼），精度越高（尾數(shù)） 浮點數(shù)(實數(shù)）分類： 短浮點數(shù)、浮點數(shù)、長浮點數(shù)、高精度浮點數(shù),1.4 微電子技術(shù),微電子技術(shù)與集成電路,微電子技術(shù)： 以集成電路為核心的電子技術(shù) 是在電子電路和系統(tǒng)的超小型化和微型化過程中逐漸形成和發(fā)展起來的。,電子線路使用的基礎(chǔ)元件的演變,真空電子管 晶體管 中小規(guī)模集成電路 大規(guī)模超大規(guī)模集成電路,電子線路使用基礎(chǔ)元件的演變,真空電子管 在這個階段產(chǎn)生了廣播、電視、無線電通信、儀器儀表、自動化技術(shù)和第一代電子計算機 晶體管 1948年發(fā)明，再加上印制電路組裝技術(shù)的使用，使電子電路在小型化方面前進了一大步，產(chǎn)生了第二代計算機,電子線路使用的基礎(chǔ)元件的演變,集成電路(Integrated Circuit，簡稱IC) 20世紀50年代出現(xiàn)，以半導(dǎo)體單晶片作為材料，經(jīng)平面工藝加工制造，將大量晶體管、電阻等元器件及互連線構(gòu)成的電子線路集成在基片上，構(gòu)成一個微型化的電路或系統(tǒng)。 現(xiàn)代集成電路使用的半導(dǎo)體材料通常是硅(Si