NEW第三章數(shù)據(jù)在計算機中的表示第五版.ppt

第三章 數(shù)據(jù)在計算機中的存放,3.1 進位計數(shù)制及相互轉(zhuǎn)換 3.2 數(shù)據(jù)在計算機中的表示,在計算機內(nèi)部，數(shù)據(jù)的存儲和處理都是采用二進制數(shù)，主要原因是： （1）二進制數(shù)在物理上最容易實現(xiàn)。 （2）二進制數(shù)的運算規(guī)則簡單，這將使計算機的硬件結(jié)構(gòu)大大簡化。 （3）二進制數(shù)的兩個數(shù)字符號“1”和“0”正好與邏輯命題的兩個值“真”和“假”相對應(yīng)，為計算機實現(xiàn)邏輯運算提供了便利的條件。,但二進制數(shù)書寫冗長，所以為書寫方便，一般用十六進制數(shù)或八進制數(shù)作為二進制數(shù)的簡化表示。,3.1進位計數(shù)制及相互轉(zhuǎn)換,3.1進位計數(shù)制及相互轉(zhuǎn)換 3.1.1進位計數(shù)制,N=an-1rn-1an-2rn-2a0r0a-1r-1a-mr-m,R進制數(shù)N可表示 為：,R進制數(shù)用 r個基本符號（例如0，1，2，r-1）表示數(shù)值,基數(shù),權(quán),數(shù)碼,678.34=6102+7101+8100 +310-1+410-2,二進制位權(quán)表示：,例如：(110111.01)B=32+16+4+2+1+0.25=(55.25)D,3.1.2不同進位計數(shù)制間的轉(zhuǎn)換,r 進制轉(zhuǎn)化成十進制 r 進制轉(zhuǎn)化成十進制：數(shù)碼乘以各自的權(quán)的累加 例： 10101(B)=24+22+1=21 101.11(B)=22+1+2-1+2-2=5.75 101(O)=82+1=65 71(O)=78+1=5 101A(H)=163+16+104106,進制表示符號 B 二進制 O八進制 D十進制 H十六進制,演示：十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進制數(shù),十進制轉(zhuǎn)化成 r 進制,整數(shù)部分：除以 r取余數(shù)，直到商為0，余數(shù)從右到左排列。 小數(shù)部分：乘以 r取整數(shù)，整數(shù)從左到右排列。,100(D)=144(O)=64(H),例 100.345(D)1100100.01011(B),1.380,1.04,演示,二進制、八進制、十六進制數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換,1 101 101 110.110 101(B)= 1556.65(O) 1 5 5 6 6 5 11 0110 1110.1101 01(B)=36F.D4(H) 3 6 F D 4,一位八進制數(shù)對應(yīng)三位二進制數(shù) 一位十六進制數(shù)對應(yīng)四位二進制數(shù) 二進制轉(zhuǎn)化成八(十六)進制) 整數(shù)部分：從右向左按三(四)位進行分組 小數(shù)部分：從左向右按三(四)位進行分組 不足補零,二進制、八進制、十六進制數(shù)間的關(guān)系,3.2 數(shù)據(jù)在計算機中的表示,符號位 “0”表示正 、 “1”表示負,定點整數(shù),3.2.1數(shù)值,1. 數(shù)的編碼表示,定點小數(shù),符號位 “0”表示正 、 “1”表示負 運算帶來問題復(fù)雜性:,3.2.1數(shù)值,1. 數(shù)的編碼表示,例3.9 （-5）+4的結(jié)果應(yīng)為-1。 但在計算機中若按照上面講的符號位同時和數(shù)值參加運算，則運算如下：,若要考慮符號位的處理，則運算變得復(fù)雜。為了解決此類問題，引入了多種編碼 表示方式，常用的是：原碼、反碼和補碼，其實質(zhì)是對負數(shù)表示的不同編碼。,(3)補碼,帶符號數(shù)的表示,假定一個數(shù)在機器中占用8位。 (1) 原碼,定點整數(shù),2.定點數(shù)和浮點數(shù)表示,定點小數(shù),定點數(shù),浮點數(shù)(指數(shù)形式),在數(shù)學(xué)中，一個實數(shù)可以用指數(shù)形式表示： N=d10p 式中:d是尾數(shù)，前面的“”表示數(shù)符； p是階碼，前面的“”表示階符。 例如: 1233.14=1.23314103=12331.410-1= 同樣，任意二進制浮點數(shù)的表示形式為： N=d2p,110.011(B)=0.1100112+3=11001.12-2=1.1100112+2=,1位 8位 23位,2.機內(nèi)存儲 標準：IEEE 754,1.規(guī)格化數(shù)表示,浮點數(shù),單精度 float或single 32位,雙精度 double 64位,1位 11位 52位,單精度加127，雙精度加1023,尾數(shù)的位數(shù)決定數(shù)的精度 階碼的位數(shù)決定數(shù)的范圍,規(guī)格化的形式：尾數(shù)的絕對值大于等于1.0并且小于2，從而唯一地規(guī)定了小數(shù)點的位置。,定點整數(shù),定點小數(shù),26.0D=11010.0B=+1.10100*24,+127=131=10000011B,單精度 32位,例1：,-2.5D=-10.1B=-1.01*21,+127=128=10000000B,例2：,單精度 32位, 數(shù)符：0表示正，1表示負 尾數(shù)中的“1.”不存儲 目的：節(jié)省存儲空間 單精度：階碼=指數(shù)+127 雙精度：階碼=指數(shù)+1023 目的：能夠處理負數(shù),3.2.2 字符,西文字符 ACSII碼(American Standard Code for Information Interchange) 128個常用字符，用7位二進制編碼，從0到127 控制字符：032，127；普通字符：94個。 例如：“a”字符的編碼為1100001，對應(yīng)的十進制數(shù)是97； 換行 0AH 10 回車 0DH 13 空格 20H 32 09 30H39H 4857 AZ 41H5AH 6590 az 61H7AH 97122,漢字編碼,(1) 漢字輸入碼 音碼類 全拼、雙拼、微軟拼音、自然碼和智能ABC等 形碼類 五筆字型法、鄭碼輸入法等 。 (2) 漢字國標碼(GB231280) 每個漢字占兩個字節(jié)。 一級漢字：3755個；二級漢字：3008個。 漢字9494的矩陣，即94個區(qū)和94個位，由區(qū)號和位號構(gòu)成漢字的區(qū)位碼 。,漢字的國標碼與區(qū)位碼的關(guān)系： 每個漢字的區(qū)號和位號各加32(20H)就構(gòu)成了國標碼 加32的原因：為了與ASCII碼兼容，每個字節(jié)值大于32 （032為非圖形字符碼值）,(3)機內(nèi)碼 漢字在設(shè)備或信息處理系統(tǒng)內(nèi)部最基本的表達形式。 為了在計算機內(nèi)部能夠區(qū)分是漢字編碼還是ASCII碼 ，將國標碼每個字節(jié)最高位設(shè)置為1(80H). 區(qū)位碼 國標碼 機內(nèi)碼 中 (36 30)H (56 50)H=(01010110 01010000)B (11010110 11010000)B=(D6 D0)H 華 (1B0A)H (3B 2A)H=(00111011 00101010)B (10111011 10101010)B=(BB AA)H,三種碼之間關(guān)系： 漢字機內(nèi)碼=漢字國標碼+80 80H=區(qū)位碼+A0 A0H 國標碼=區(qū)位碼+2020H,(4) 漢字字形碼 點陣：漢字字形點陣的代碼 有1616、2424、3232、4848等 編碼、存儲方式簡單、無需轉(zhuǎn)換直接輸出 放大后產(chǎn)生的效果差 矢量：存儲的是描述漢字字形的輪廓特征 矢量方式特點正好與點陣相反,最高位為0,基本多文種平面（BMP）：0組0平面，包含字母、音節(jié)及表意文字等。 例如：A 41H(ASCII) 00000041H(UCS) 大 3473H(GB2312) 00005927H(UCS,(5) 其他漢字編碼 UCS碼、Unicode碼、GBK碼、BIG5碼等 國際標準： 通用多八位編碼字符集UCS(Universal Code Set) 世界各種文字的統(tǒng)一的編碼方案，一個字符占4個字節(jié)。分為：,其他漢字編碼,Unicode碼 另一國際標準：采用雙字節(jié)編碼統(tǒng)一地表示世界上的主要文字。 其字符集內(nèi)容與UCS的BMP相同。 GBK