第1講 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

1、信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 第第1 1講講 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí) 本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容： 計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和分類計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和分類 計(jì)算的應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算的應(yīng)用領(lǐng)域 計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)表示與運(yùn)算基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)表示與運(yùn)算基礎(chǔ) 1.1 計(jì)算機(jī)的基本知識(shí)概述計(jì)算機(jī)的基本知識(shí)概述 巴巴 貝貝 奇：差分機(jī)（為制表而設(shè)計(jì)，奇：差分機(jī)（為制表而設(shè)計(jì)，1822年，制造出樣機(jī)）年，制造出樣機(jī)） 分析機(jī)分析機(jī) （1834年，現(xiàn)代通用數(shù)字計(jì)算機(jī)的前身，年，現(xiàn)代通用數(shù)字計(jì)算機(jī)的前身， 構(gòu)想）構(gòu)想） 馮馮.諾依曼：現(xiàn)代計(jì)算機(jī)之父，美籍匈牙利科學(xué)家，諾依曼：現(xiàn)代計(jì)算機(jī)之父，美籍匈牙利

2、科學(xué)家，1946 年年6月提出著名的馮月提出著名的馮.諾依曼原理：諾依曼原理：存儲(chǔ)程序存儲(chǔ)程序 和程序控制和程序控制。目前各種各樣的計(jì)算機(jī)基本上。目前各種各樣的計(jì)算機(jī)基本上 都屬于馮都屬于馮.諾依曼型計(jì)算機(jī)。諾依曼型計(jì)算機(jī)。 圖圖 靈：圖靈機(jī)靈：圖靈機(jī) （1936年，模型，年，模型，提出人工智能提出人工智能的定義）的定義） 計(jì)算機(jī)能思考嗎？計(jì)算機(jī)能思考嗎？ “差分機(jī)差分機(jī)”是一種能進(jìn)行加減計(jì)算和簡(jiǎn)單函數(shù)運(yùn)算的自動(dòng)是一種能進(jìn)行加減計(jì)算和簡(jiǎn)單函數(shù)運(yùn)算的自動(dòng) 計(jì)算裝置，同時(shí)它也可以完成數(shù)表編制工作，它的出現(xiàn)大計(jì)算裝置，同時(shí)它也可以完成數(shù)表編制工作，它的出現(xiàn)大 大縮短了浩繁的計(jì)算過程。大縮短了浩繁的計(jì)

3、算過程。 1822 差分機(jī)差分機(jī) 1822 1822 英國(guó)人英國(guó)人 巴貝奇巴貝奇 差分機(jī)差分機(jī) 1.1.11.1.1計(jì)算機(jī)的誕生計(jì)算機(jī)的誕生 他提出：計(jì)算機(jī)裝置應(yīng)該具有通用性，能解決數(shù)學(xué)上他提出：計(jì)算機(jī)裝置應(yīng)該具有通用性，能解決數(shù)學(xué)上 的各種問題，不僅可以進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算，還可以進(jìn)行邏輯運(yùn)的各種問題，不僅可以進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算，還可以進(jìn)行邏輯運(yùn) 算。算。巴貝奇的分析機(jī)同現(xiàn)代計(jì)算機(jī)一樣可以編程，而且分巴貝奇的分析機(jī)同現(xiàn)代計(jì)算機(jī)一樣可以編程，而且分 析機(jī)所涉及到的有關(guān)程序方面的概念，也與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)一析機(jī)所涉及到的有關(guān)程序方面的概念，也與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)一 致。致。 1834 1834年，巴貝奇又完成了年，巴貝奇又

4、完成了 一項(xiàng)新計(jì)算裝置的構(gòu)想，把這一項(xiàng)新計(jì)算裝置的構(gòu)想，把這 種裝置命名為種裝置命名為“分析機(jī)分析機(jī)”，它，它 是現(xiàn)代數(shù)字計(jì)算機(jī)的前身。是現(xiàn)代數(shù)字計(jì)算機(jī)的前身。 1834 分析機(jī)分析機(jī) 1834 1834 英國(guó)人英國(guó)人 巴貝奇巴貝奇 分析機(jī)分析機(jī) 它是一種抽象的計(jì)算它是一種抽象的計(jì)算 模型，用來(lái)精確定義可計(jì)模型，用來(lái)精確定義可計(jì) 算函數(shù)。它是由一個(gè)控制算函數(shù)。它是由一個(gè)控制 器，一條可以無(wú)限延伸的器，一條可以無(wú)限延伸的 帶子和一個(gè)在帶子上左右?guī)ё雍鸵粋€(gè)在帶子上左右 移動(dòng)的讀寫頭組成的。移動(dòng)的讀寫頭組成的。 19361936年年 英國(guó)人英國(guó)人 阿蘭阿蘭 麥席森麥席森 圖靈圖靈 圖靈機(jī)圖靈機(jī) 人工

5、智能之父人工智能之父 圖靈提出該機(jī)器應(yīng)具備一些基本功能：圖靈提出該機(jī)器應(yīng)具備一些基本功能： 具有存儲(chǔ)設(shè)備，可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)具有存儲(chǔ)設(shè)備，可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù) 具有一種語(yǔ)言，方便編程和運(yùn)算具有一種語(yǔ)言，方便編程和運(yùn)算 具有輸入設(shè)備，通過掃描方式具有輸入設(shè)備，通過掃描方式 具有計(jì)算意向，即控制程序運(yùn)行具有計(jì)算意向，即控制程序運(yùn)行 能夠連續(xù)執(zhí)行指令能夠連續(xù)執(zhí)行指令 計(jì)計(jì) 算算 科科 學(xué)學(xué) 之之 父父 世界上第一臺(tái)馮世界上第一臺(tái)馮諾依諾依 曼式計(jì)算機(jī)是曼式計(jì)算機(jī)是1949年年 研制的研制的EDVAC 19461946年年2 2月月1515日日世界上第一臺(tái)電子數(shù)字積分世界上第一臺(tái)電子數(shù)字積分 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)ENIAC

6、ENIAC(Electronic Numerical (Electronic Numerical Integrator And Calculator)Integrator And Calculator)在美國(guó)在美國(guó)賓夕法賓夕法 尼亞大學(xué)尼亞大學(xué)誕生。誕生。 計(jì)算機(jī)的發(fā)展史計(jì)算機(jī)的發(fā)展史 Intel PENTIUM 第一代第一代 （46-5746-57） 電子管時(shí)代電子管時(shí)代 第二代第二代 （58-64） 晶體管時(shí)代晶體管時(shí)代 第三代第三代 （65-70） 小、中小小、中小 規(guī)模集成電路規(guī)模集成電路 第四代第四代 （71到今）到今） 大、超大大、超大 規(guī)模集成電路規(guī)模集成電路 第一代第一代 第二

7、代第二代 第三代第三代 第四代第四代 名稱名稱 電子管電子管 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 晶體管晶體管 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 中、中小規(guī)模集成中、中小規(guī)模集成 電路計(jì)算機(jī)電路計(jì)算機(jī) 大大、超大規(guī)模集超大規(guī)模集 成電路計(jì)算機(jī)成電路計(jì)算機(jī) 存在時(shí)間存在時(shí)間 19461946至至 19571957 19581958至至 19641964 19651965至至1970197019711971至今至今 邏輯元件邏輯元件 電子管電子管晶體管晶體管中、中小規(guī)模中、中小規(guī)模大、超大規(guī)模大、超大規(guī)模 應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍 數(shù)值計(jì)算數(shù)值計(jì)算數(shù)值計(jì)算數(shù)值計(jì)算 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 數(shù)值計(jì)算數(shù)值計(jì)算 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 信息處理信息處理 數(shù)值計(jì)算數(shù)

8、值計(jì)算 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 信息處理信息處理 軟件軟件機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器語(yǔ)言 匯編語(yǔ)言匯編語(yǔ)言 高級(jí)語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言 提出提出OSOS概念概念 QBasicQBasic和和C C語(yǔ)言語(yǔ)言 OSOS開始廣泛運(yùn)用開始廣泛運(yùn)用 網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫(kù)程網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫(kù)程 序設(shè)計(jì)語(yǔ)言序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向 1.1.巨型化巨型化: :速度更快速度更快, ,存儲(chǔ)容量更大存儲(chǔ)容量更大, ,功能更強(qiáng)功能更強(qiáng) 銀河、曙光、神威、聯(lián)想深騰、探索銀河、曙光、神威、聯(lián)想深騰、探索108108、自、自 強(qiáng)強(qiáng)2000-SUHPCS2000-SUHPCS 2.2.微型化微型化: :性能優(yōu)越性能優(yōu)越, ,集成度高集成度高, ,體

9、積小體積小, , 價(jià)格便宜價(jià)格便宜, ,使用方便使用方便 3.3.網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化: :資源共享資源共享 4.4.智能化智能化: :具有具有“邏輯判斷邏輯判斷”和和“直感直感”功能功能 5. 5.多媒體多媒體化化 1.1.21.1.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)與分類計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)與分類 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn) 1 1、運(yùn)算速度快、運(yùn)算速度快 ： 巨型機(jī)運(yùn)算速度達(dá)千萬(wàn)億次巨型機(jī)運(yùn)算速度達(dá)千萬(wàn)億次/ /秒，秒，PCPC機(jī)也有數(shù)億機(jī)也有數(shù)億 次次/ /秒，常見的衡量計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的標(biāo)準(zhǔn)有：秒，常見的衡量計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的標(biāo)準(zhǔn)有： MIPS(GIPS)MIPS(GIPS)、MHZ(GHZ)MHZ(GHZ) 2 2、運(yùn)算精

10、度高：運(yùn)算精度高： 計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用二進(jìn)制記數(shù)，運(yùn)算精度隨字長(zhǎng)位計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用二進(jìn)制記數(shù)，運(yùn)算精度隨字長(zhǎng)位 數(shù)增加而提高，目前數(shù)增加而提高，目前PCPC機(jī)的字長(zhǎng)已達(dá)機(jī)的字長(zhǎng)已達(dá)6464位位 3 3 、具有具有“記憶記憶”功能：功能： 內(nèi)存、硬盤容量飛速遞增內(nèi)存、硬盤容量飛速遞增 1 Byte (1 Byte (字節(jié)字節(jié)) = 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

11、GB 1 TB = 1024 GB PB EB ZB YB PB EB ZB YB 4 4 、具有邏輯判斷能力：具有邏輯判斷能力： 5 5 、具有自動(dòng)執(zhí)行程序的能力：具有自動(dòng)執(zhí)行程序的能力： 計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的分類 v 按所處理的信號(hào)分為：按所處理的信號(hào)分為： （1 1）電子數(shù)字計(jì)算機(jī)）電子數(shù)字計(jì)算機(jī) （2 2）電子模擬計(jì)算機(jī)）電子模擬計(jì)算機(jī) （3 3）數(shù)?；旌嫌?jì)算機(jī)）數(shù)模混合計(jì)算機(jī) v 按用途分為：按用途分為： （1 1）專用計(jì)算機(jī)）專用計(jì)算機(jī) （2 2）通用計(jì)算機(jī)）通用計(jì)算機(jī) 巨型機(jī)巨型機(jī) 主要用于國(guó)防頂尖技術(shù)及具有超高速大型計(jì)算任務(wù)主要用于國(guó)防頂尖技術(shù)及具有超高速大型計(jì)算任務(wù) 的應(yīng)用領(lǐng)

12、域的應(yīng)用領(lǐng)域. .如天氣預(yù)報(bào)、材料分析、金融預(yù)測(cè)等如天氣預(yù)報(bào)、材料分析、金融預(yù)測(cè)等 微型微型 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱PCPC機(jī)，可分為：臺(tái)式微型計(jì)算機(jī)、機(jī)，可分為：臺(tái)式微型計(jì)算機(jī)、 便捷式計(jì)算機(jī)、手持便捷式計(jì)算機(jī)、手持PCPC機(jī)、單片微型計(jì)算機(jī)機(jī)、單片微型計(jì)算機(jī) 服務(wù)器服務(wù)器 主要用于企業(yè)和政府的大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理和處理主要用于企業(yè)和政府的大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理和處理 或作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心或作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心 v按規(guī)模分為：按規(guī)模分為： 工作站工作站是高檔微機(jī)，專門處理某些特殊事務(wù)是高檔微機(jī)，專門處理某些特殊事務(wù) 嵌入式嵌入式 嵌入到應(yīng)用中嵌入到應(yīng)用中 計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)構(gòu)成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)和通

13、信技術(shù)構(gòu)成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù) 據(jù)共享?yè)?jù)共享 6. 6. 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 1. 1. 科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算數(shù)值計(jì)算，如人造衛(wèi)星和宇宙飛船軌道的計(jì)算數(shù)值計(jì)算，如人造衛(wèi)星和宇宙飛船軌道的計(jì)算 2. 2. 信息處理信息處理 （數(shù)據(jù)處理）（數(shù)據(jù)處理） 已廣泛地應(yīng)用于辦公室自動(dòng)化、情報(bào)檢索、電影已廣泛地應(yīng)用于辦公室自動(dòng)化、情報(bào)檢索、電影 電視動(dòng)畫設(shè)計(jì)、圖書管理、醫(yī)療診斷等各行各業(yè)電視動(dòng)畫設(shè)計(jì)、圖書管理、醫(yī)療診斷等各行各業(yè) 3. 3. 過程控制過程控制 實(shí)時(shí)控制，微機(jī)控制系統(tǒng)除了應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)外，實(shí)時(shí)控制，微機(jī)控制系統(tǒng)除了應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)外， 還廣泛應(yīng)用于交通、郵電、衛(wèi)星通信等還廣泛應(yīng)用于交通、郵電、衛(wèi)星通信

14、等 4. 4. 計(jì)算機(jī)輔計(jì)算機(jī)輔 助系統(tǒng)助系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CADCAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造）、計(jì)算機(jī)輔助制造 （CAMCAM）、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（）、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAICAI）、計(jì)算機(jī)輔助）、計(jì)算機(jī)輔助 測(cè)試（測(cè)試（CATCAT）、計(jì)算機(jī)輔助工程（）、計(jì)算機(jī)輔助工程（CAECAE）、計(jì)算機(jī)）、計(jì)算機(jī) 輔助軟件工程（輔助軟件工程（CASECASE） 5.5.人工智能人工智能利用計(jì)算機(jī)模擬人的智能，用于機(jī)器人、醫(yī)療診利用計(jì)算機(jī)模擬人的智能，用于機(jī)器人、醫(yī)療診 斷專家系統(tǒng)、推理證明等各方面斷專家系統(tǒng)、推理證明等各方面 1.1.3 1.1.3 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 1

15、.2 信息在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ) 計(jì)算機(jī)能表示和處理的信息包括計(jì)算機(jī)能表示和處理的信息包括數(shù)值型數(shù)據(jù)數(shù)值型數(shù)據(jù)、字符型數(shù)據(jù)字符型數(shù)據(jù)、圖形圖形 圖象和視頻數(shù)據(jù)圖象和視頻數(shù)據(jù)以及以及音頻數(shù)據(jù)音頻數(shù)據(jù) 。 信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)部信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)部都是都是以以二進(jìn)制二進(jìn)制 的形式表現(xiàn)。的形式表現(xiàn)。 為什么要使用二進(jìn)制為什么要使用二進(jìn)制 （1 1）可行性：）可行性：物理上容易實(shí)現(xiàn)物理上容易實(shí)現(xiàn) （2 2）邏輯性：）邏輯性：二進(jìn)制中的二進(jìn)制中的“0”0”和和“1”1”剛好可以對(duì)應(yīng)邏剛好可以對(duì)應(yīng)邏 輯值中的輯值中的“真真”和和“假假” （3 3）簡(jiǎn)易性：）簡(jiǎn)易性：二進(jìn)制運(yùn)算法則比較簡(jiǎn)單二進(jìn)制運(yùn)算法則比較簡(jiǎn)單 （4 4）

16、可靠性：）可靠性：二進(jìn)制只有二進(jìn)制只有0 0和和1 1兩個(gè)數(shù)，傳輸和處理時(shí)不兩個(gè)數(shù)，傳輸和處理時(shí)不 易出錯(cuò)，使計(jì)算機(jī)得到高可靠保障易出錯(cuò)，使計(jì)算機(jī)得到高可靠保障 計(jì)算機(jī)中使用的數(shù)制 數(shù)制：以表示數(shù)值所用的以表示數(shù)值所用的數(shù)字符號(hào)的個(gè)數(shù)來(lái)命名，并按的個(gè)數(shù)來(lái)命名，并按 一定一定進(jìn)位規(guī)則進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法 基數(shù)：數(shù)制中所用的數(shù)字符號(hào)的個(gè)數(shù)數(shù)制中所用的數(shù)字符號(hào)的個(gè)數(shù)(R) (R) 位權(quán)：數(shù)制中每一位數(shù)值所具有的值數(shù)制中每一位數(shù)值所具有的值(R(Rk k) ) 數(shù)制的進(jìn)位方法：數(shù)制的進(jìn)位方法：逢逢R R進(jìn)一，借一為進(jìn)一，借一為R R R R進(jìn)位計(jì)數(shù)中，任意一個(gè)數(shù)值均可以表示為以下形式進(jìn)位計(jì)數(shù)中

17、，任意一個(gè)數(shù)值均可以表示為以下形式 an an-1 an-2 a2 a1 a0 . a-1 a-2a-m 其值為：其值為： S=anRn+an-1Rn-1+an-2Rn-2+a2R2+a1R1+a0+a-1R-1+a- -2R- 2 +a-mR-m 常用的數(shù)制常用的數(shù)制 ：二進(jìn)制、十進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制二進(jìn)制、十進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制 數(shù)字符號(hào)：數(shù)字符號(hào)：0 0、1 1、88、9 9 （基基為為 1010） 進(jìn)位規(guī)則：逢十進(jìn)一進(jìn)位規(guī)則：逢十進(jìn)一 Eg:Eg: 1 2 3 . 4 = 1 1 2 3 . 4 = 1 10 102 2 + + 2 2 10 101 1+ 3 + 3 10 100

18、 0 +4 +4 10 10-1 -1 左邊的叫做左邊的叫做位置計(jì)數(shù)法位置計(jì)數(shù)法，右邊的叫做，右邊的叫做按權(quán)展開式按權(quán)展開式 十進(jìn)制數(shù)的表示 102101100 10-1 位權(quán) Eg:Eg:數(shù)字符號(hào)：數(shù)字符號(hào)：0 0、1 1 （基基為為 2 2） 進(jìn)位規(guī)則：逢二進(jìn)一進(jìn)位規(guī)則：逢二進(jìn)一 (1 0 1 1)(1 0 1 1)2 2 = (1 = (1 2 23 3+0 +0 2 22 2+1 +1 2 21 1+1 +1 2 20 0) )1010 二進(jìn)制數(shù)的表示 2322 2120 按權(quán)展開式 位置計(jì)數(shù)法 二進(jìn)制數(shù)的四則運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的四則運(yùn)算 加法法則：加法法則： 0+0=0 0+1=1 1+1

19、=100+0=0 0+1=1 1+1=10 乘法法則：乘法法則： 0 0* *0=0 00=0 0* *1=0 11=0 1* *1=11=1 例題：例題： 101101+110110=101101+110110=（ ） 10101010* *110=110=（ ） 練習(xí)：練習(xí)： 11001100* *101=101=（ ） 1100011 111100 111100 Eg:Eg:數(shù)字符號(hào)：數(shù)字符號(hào)：0 0、1 1 、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7（基基為為 8 8） 進(jìn)位規(guī)則：進(jìn)位規(guī)則：逢八進(jìn)一逢八進(jìn)一 (4 5)(4 5)8 8 = (4 = (4 8 81 1 + 5 +

20、 5 8 80 0) )10 10 八進(jìn)制數(shù)的表示 8180 按權(quán)展開 位置計(jì)數(shù)法 數(shù)字符號(hào)：數(shù)字符號(hào)：0 0、1.91.9、A A、B B、C C、D D、E E、F F（基基為為 1616） 進(jìn)位規(guī)則：進(jìn)位規(guī)則：逢十六進(jìn)一逢十六進(jìn)一 十六進(jìn)制數(shù)的表示 碼源為何用A、B、C、D、E、F？ 161160 位置計(jì)數(shù)法 按權(quán)展開 Eg: (2 a)16 = (2 161 + a 160)10 只能用一個(gè)符號(hào)表示每一位數(shù)，書寫易分辨：如 （1123）16 各種數(shù)制的表示各種數(shù)制的表示 逢十六進(jìn)一逢十六進(jìn)一逢八進(jìn)一逢八進(jìn)一逢二進(jìn)一逢二進(jìn)一逢十進(jìn)一逢十進(jìn)一進(jìn)位規(guī)則進(jìn)位規(guī)則 09 AF09 AF07070

21、 0，1 10909數(shù)字符號(hào)數(shù)字符號(hào) 1616k k8 8k k2 2k k1010k k位權(quán)位權(quán)R Rk k 16168 82 21010基數(shù)基數(shù)R R 十六進(jìn)制十六進(jìn)制 H H 八進(jìn)制八進(jìn)制 O ( Q )O ( Q ) 二進(jìn)制二進(jìn)制 B B 十進(jìn)制十進(jìn)制 D D 數(shù)據(jù)表示 方法 名稱 各種數(shù)制的記數(shù)各種數(shù)制的記數(shù) 十六進(jìn)制十六進(jìn)制 H H 八進(jìn)制八進(jìn)制 O ( Q )O ( Q ) 二進(jìn)制二進(jìn)制 B B 十進(jìn)制十進(jìn)制 D D 0,1,2,3,0,1,2,3, 4,5,6,7,4,5,6,7, 8,9,8,9, 1010 0,1,0,1,1010,11,11, 100100,101,101

22、, 110,111110,111 0,1,2,3,4,0,1,2,3,4, 5,6,7, 5,6,7, 1010 0,1,2,3,4,5,0,1,2,3,4,5, 6,7,8,9,A,B,6,7,8,9,A,B, C,D,E,F,C,D,E,F, 1010 數(shù)制的轉(zhuǎn)換 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)10 10 (145)(145)8 8 = 1 = 1 8 8 2 2 + + 4 4 8 8 1 1 +5 +5 8 8 0 0 = (101) = (10

23、1)10 10 (A68)(A68)16 16 = 10 = 10 16 16 2 2 + + 6 6 16 16 1 1 +8 +8 16 16 0 0 = (2664) = (2664)10 10 利用公式： S=anR n+a n-1R n-1 + +a1R 1 +a 0R 0 +a -1R -1 + + a -mR -m R進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制 練習(xí)：練習(xí)： R進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制 ( 10101 ) 2= （ 21 ）10 ( 0.101 ) 2 =（0.6250.625）10 ( A2F ) 16 =( 2607 ) 10 十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制 將整數(shù)部分整數(shù)部分和小數(shù)部分

24、小數(shù)部分分別轉(zhuǎn)換 （1）整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換）整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換 規(guī)則：除以二取余，直至商為零，將所得余數(shù) 用倒序排列。 舉例：(26)10 26 2 13 1=a1 余數(shù) 2 62 32 12 0 0=a0 0=a2 1=a3 1=a4 （26）10 =（11010） 2 至商為零 倒 序 排 列 練習(xí)（整數(shù)部分十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制）：練習(xí)（整數(shù)部分十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制）： （213） 10 =（11010101） 2 （32） 10 =（100000） 2 （96） 10 =（1100000） 2 （2）小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換 規(guī)則：規(guī)則： 乘二取整，直到乘二取整，直到小數(shù)部分為零或達(dá)到要求的精小數(shù)部分為零或達(dá)

25、到要求的精 度度，所得積用，所得積用順序順序排列。排列。 特別注意：特別注意：若題目沒有要求精度，則保留小數(shù)點(diǎn)后六位。若題目沒有要求精度，則保留小數(shù)點(diǎn)后六位。 舉例：舉例：（0.560.56）10 10 要求精確到小數(shù)點(diǎn)后要求精確到小數(shù)點(diǎn)后5 5位位 示例（整數(shù)部分不參加連乘）（整數(shù)部分不參加連乘） 0.56 2 = 1.12a-1=1 整數(shù)部分 0.12 2 = 0.24a-2=0 0.24 2 = 0.48 a-3=0 0.48 2 = 0.96 a-4=0 0.96 2 = 1.92a-5=1 順序排列 達(dá)到精度 （0.56）10 = （0.100011）2 0.92 2 = 1.84a

26、-6=1 0 0000000 1 1001001 2 2010010 3 3011011 4 4100100 5 5101101 6 6110110 7 7111111 八進(jìn)制八進(jìn)制二進(jìn)制二進(jìn)制 二進(jìn)制和八進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制和八進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換 由于8是2的整數(shù)次冪，即為 8=23，所以任意一個(gè)一位一位八 進(jìn)制數(shù)都可以用一個(gè)三位三位的 二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示。 二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制 方法：首先從小數(shù)點(diǎn)開始分別向左和向右把 整數(shù)及小數(shù)部分每3位分成一組。若整數(shù)最高位不 足3位，則在其最左邊加0補(bǔ)足3位。若小數(shù)最高位 的一組不足3位，則在其最右邊加0補(bǔ)足3位。然后 進(jìn)行譯碼，即把每一個(gè)3位二進(jìn)制數(shù)譯為一個(gè)一位

27、八進(jìn)制數(shù)。 所以（1011.10101）2 =（13.52）8 譯 碼 :1352 EG：把（1011.10101）2轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù) 二進(jìn)制數(shù)： 001 011.101 010 八進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制八進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制 方法：方法：用用3位二進(jìn)制數(shù)取代每一位八進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制數(shù)取代每一位八進(jìn)制數(shù) EG：把（把（13.52）8轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù) 八進(jìn)制數(shù)：八進(jìn)制數(shù)： 1 3 . 5 2 001 011 101 010 所以所以（13.52）8 =（1011.10101） 2 練習(xí)練習(xí): （1010011.1011）2 = ( )8 (62.14) 8 = ( )2 123.54 110010

28、.001100 十六進(jìn)制十六進(jìn)制 二進(jìn)制二進(jìn)制 0 0000000008 810001000 1 1000100019 910011001 2 200100010A A10101010 3 300110011B B10111011 4 401000100C C11001100 5 501010101D D11011101 6 601100110E E11101110 7 701110111F F11111111 （四）二進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換（四）二進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換 與八進(jìn)制同理，與八進(jìn)制同理， 任意任意一位一位十六進(jìn)十六進(jìn) 制數(shù)制數(shù)都可以用一都可以用一 個(gè)個(gè)四位四位二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)

29、制數(shù) 來(lái)表示。來(lái)表示。 方法：方法： a.a.分組：分組：將二進(jìn)制數(shù)分別向左和向右把整將二進(jìn)制數(shù)分別向左和向右把整 數(shù)及小數(shù)部分每數(shù)及小數(shù)部分每四位四位分成一組，不足四位分成一組，不足四位 補(bǔ)足四位。補(bǔ)足四位。 b.b.譯碼：譯碼：將分組后相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)相將分組后相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)相 應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù) a. 分組：0001 1101 0010.1011 1000 b. 譯碼： 1 D 2 . B 8 (111010010.10111)2= (1D2.B8)16 練習(xí)：練習(xí)：(101111001101.01101)2=(BCD.68)16 (0110 1100 . 1010 01

30、01)2 (6C.A5)16 = Eg: Eg: (111010010.10111)(111010010.10111)2 2=( ? )=( ? )16 16 1 1、機(jī)器數(shù)：機(jī)器數(shù)：以二進(jìn)制形式存放在計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)。以二進(jìn)制形式存放在計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)。 2 2、位（位（BitBit）：）：計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最小單位。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最小單位。 3 3、字節(jié)（字節(jié)（ByteByte）：）：最基本的數(shù)據(jù)單位，也就是說數(shù)據(jù)均最基本的數(shù)據(jù)單位，也就是說數(shù)據(jù)均 以字節(jié)的形式存放在計(jì)算機(jī)當(dāng)中的。以字節(jié)的形式存放在計(jì)算機(jī)當(dāng)中的。 4 4、字（字（WordWord）：）：計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)時(shí)，一次存取、加工、計(jì)算機(jī)

31、處理數(shù)據(jù)時(shí)，一次存取、加工、 傳送數(shù)據(jù)稱作一個(gè)傳送數(shù)據(jù)稱作一個(gè)“機(jī)器字機(jī)器字”。 5 5、字長(zhǎng)：字長(zhǎng)：計(jì)算機(jī)一次所能處理的二進(jìn)制的位數(shù)。計(jì)算機(jī)一次所能處理的二進(jìn)制的位數(shù)。 6 6、存儲(chǔ)容量的常用單位和相互轉(zhuǎn)換。、存儲(chǔ)容量的常用單位和相互轉(zhuǎn)換。 （B B、KBKB、MBMB、GBGB、TBTB、PBPB） 1.2.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基本單位 1.2.3 計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ) 數(shù)值型信息的編碼 計(jì)算機(jī)中把數(shù)值型數(shù)據(jù)分為計(jì)算機(jī)中把數(shù)值型數(shù)據(jù)分為無(wú)符號(hào)數(shù)無(wú)符號(hào)數(shù)和和有符號(hào)數(shù)有符號(hào)數(shù) 在計(jì)算機(jī)當(dāng)中在計(jì)算機(jī)當(dāng)中, ,通常把一個(gè)數(shù)的最高位作為符號(hào)位。通常把一個(gè)數(shù)的最高位作為符號(hào)位。 以以8 8位二進(jìn)制數(shù)為例，即為

32、位二進(jìn)制數(shù)為例，即為 D7D6D5D4D3D2D1D0 D D7 7為符號(hào)位，為符號(hào)位，D D6 6DD0 0 為數(shù)字位。為數(shù)字位。 在符號(hào)位用在符號(hào)位用0 0表示正，用表示正，用1 1表示負(fù)。表示負(fù)。 X=(0 1011011)2= +91 Y=(1 1011011)2= -91 這樣連同一個(gè)符號(hào)位在一起作為一個(gè)數(shù)，就稱為機(jī)器數(shù)機(jī)器數(shù)； 而它的數(shù)值稱為機(jī)器數(shù)的真值。 計(jì)算機(jī)中有符號(hào)數(shù)的表示方法：計(jì)算機(jī)中有符號(hào)數(shù)的表示方法： 1.原碼 最高位為符號(hào)位：0表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù) x=(+57)10 , x原 = (0 0111001)2 Y=( -57)10 , Y原 = (1 0111001)2

33、 特點(diǎn)（特點(diǎn)（8 8位二進(jìn)制數(shù)碼）：位二進(jìn)制數(shù)碼）： 范圍：范圍： -127 +127-127 +127 （1 1111111 0 11111111 1111111 0 1111111） “0”0”有兩種表示：有兩種表示： +0+0原 原 = ( = (0 0 0000000)0000000)2 2 -0 -0原 原 = ( = (1 1 0000000)0000000)2 2 2. 2. 反碼反碼 正數(shù)：正數(shù)： 反碼反碼= =原碼（最高位為符號(hào)位，用原碼（最高位為符號(hào)位，用“0”0” 表示，其余為數(shù)值位）表示，其余為數(shù)值位） +57+57原 原= +57 = +57反 反 = ( = (0

34、0 0111001) 0111001) 2 2 負(fù)數(shù)：負(fù)數(shù)： 其原碼除符號(hào)位其原碼除符號(hào)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 特點(diǎn)（特點(diǎn)（8 8位二進(jìn)制數(shù)碼）位二進(jìn)制數(shù)碼） ： 數(shù)值范圍數(shù)值范圍 -127+127-127+127（1 0000000 0 11111111 0000000 0 1111111） 反碼中反碼中“0”0”也有兩種表示也有兩種表示 +0+0反 反= ( = (0 0 0000000)00

35、00000)2 2 -0 -0反 反= ( = (1 1 1111111)1111111)2 2 注意：注意： 有符號(hào)數(shù)的反碼最高位仍為符號(hào)位有符號(hào)數(shù)的反碼最高位仍為符號(hào)位 符號(hào)位為符號(hào)位為“0”0”（即為正數(shù)）時(shí)，后面（即為正數(shù)）時(shí)，后面7 7位為此位為此 數(shù)二進(jìn)制值部分?jǐn)?shù)二進(jìn)制值部分 當(dāng)符號(hào)位為當(dāng)符號(hào)位為“1”1”（即為負(fù)數(shù)）時(shí)，（即為負(fù)數(shù)）時(shí)，后面后面7 7位不位不 再表示該負(fù)數(shù)的數(shù)值大小再表示該負(fù)數(shù)的數(shù)值大小 3.3.補(bǔ)碼補(bǔ)碼 正數(shù)的補(bǔ)碼正數(shù)的補(bǔ)碼表示與原碼和反碼相同，即最高表示與原碼和反碼相同，即最高 位為符號(hào)位，用位為符號(hào)位，用“0”0”表示。其余為數(shù)值位。表示。其余為數(shù)值位。 +

36、31+31補(bǔ) 補(bǔ)= +31 = +31原 原= +31 = +31反 反=( =(0 0 0011111) 0011111)2 2 負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼用其反碼且在最后位加用其反碼且在最后位加“1”1”形成。形成。 即用即用原碼除符號(hào)位的各位取反原碼除符號(hào)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補(bǔ)= 特點(diǎn)：特點(diǎn)： “0”0”只有一種表現(xiàn)形式：只有一種表現(xiàn)形式： +0+0補(bǔ) 補(bǔ)= -0 = -0補(bǔ) 補(bǔ)= (0 0000000) = (0 0000000)2 2 8 8位二進(jìn)制補(bǔ)碼所能表示的數(shù)值

37、范圍位二進(jìn)制補(bǔ)碼所能表示的數(shù)值范圍 ： -128+127 -128+127 （1 0000000 0 11111111 0000000 0 1111111） 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)都是采用補(bǔ)碼來(lái)進(jìn)行運(yùn)算的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)都是采用補(bǔ)碼來(lái)進(jìn)行運(yùn)算的 證明：利用34-68的結(jié)果驗(yàn)證上式的正確性 右邊： x補(bǔ)=34補(bǔ)+-68補(bǔ) +34補(bǔ)=(00100010)2 -68補(bǔ)=(10111100)2 X=34-68 = 34+(-68) =（-34） 實(shí)例：利用補(bǔ)碼進(jìn)行運(yùn)算實(shí)例：利用補(bǔ)碼進(jìn)行運(yùn)算 x-y 補(bǔ)=x補(bǔ)-y補(bǔ)=x補(bǔ)+-y補(bǔ) 00100010 00100010 + 10111100+ 10111100 1101111

38、0 11011110 結(jié)果為 補(bǔ)碼 X=(-34)10 X原= (10100010)2 X補(bǔ)= (11011110)2 左邊： 運(yùn)算結(jié)果與 方法一相同 所以：所以： xy xy 補(bǔ) 補(bǔ) = x = x 補(bǔ) 補(bǔ) + - y + - y 補(bǔ) 補(bǔ) 實(shí)例：利用補(bǔ)碼計(jì)算實(shí)例：利用補(bǔ)碼計(jì)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補(bǔ) 補(bǔ)=(00011

39、010) =(00011010)2 2 +19+19原 原=(00010011) =(00010011)2 2 = -19 = -19原 原=(10010011) =(10010011)2 2 = -19 = -19補(bǔ) 補(bǔ)=(11101101) =(11101101)2 2 26-1926-19補(bǔ) 補(bǔ)= +26 = +26補(bǔ) 補(bǔ) + -19 + -19補(bǔ) 補(bǔ) = (00011010)= (00011010)2 2 + (11101101) + (11101101)2 2 = ( = (1 1 00000111) 00000111)2 2 實(shí)例：靈活運(yùn)用實(shí)例：靈活運(yùn)用 已知一個(gè)數(shù)的8位補(bǔ)碼由4個(gè)

40、1和4個(gè)0組成，問：這個(gè)數(shù) 所能表示的最大(小)的正（負(fù)）數(shù)分別是多少？并寫出它 們的2進(jìn)制數(shù)和10進(jìn)制數(shù)所表示的大小。 解： 二進(jìn)制 十進(jìn)制 最大正數(shù) 01111000 120 最小正數(shù) 00001111 15 最小負(fù)數(shù) 10000111 -121 最大負(fù)數(shù) 11110000 -16 思考：思考： 一個(gè)二進(jìn)制數(shù)向左移位或向右移位后是原來(lái)的幾一個(gè)二進(jìn)制數(shù)向左移位或向右移位后是原來(lái)的幾 倍？倍？ 字符型信息的表示 1 1、字符編碼、字符編碼(ASC(ASC碼碼) ) ASC ASC碼全稱：碼全稱：A American merican S Standard tandard C Code for o

41、de for I Information nformation I Interchangenterchange，即美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼。，即美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼。 字符型信息包括：數(shù)字、字母、漢字、符號(hào)。字符型信息包括：數(shù)字、字母、漢字、符號(hào)。 它們它們 是用一個(gè)字節(jié)中的低是用一個(gè)字節(jié)中的低7 7位來(lái)表示的，共位來(lái)表示的，共128128個(gè)不同的字符個(gè)不同的字符 （ 2626字母字母 * * 2 + 102 + 10數(shù)字符號(hào)數(shù)字符號(hào) + 32+ 32字符及運(yùn)算符號(hào)字符及運(yùn)算符號(hào) + 34+ 34 控制字符控制字符 ） 常見的字符的常見的字符的ASCIIASCII碼值：碼值：A A（6565），），a a（9797），），0 0（4848），）， 空格（空格（3232），回車（），回車（1313） 2 2、漢字編碼、漢字編碼 漢字輸入碼漢字輸入碼 / / 漢字外部碼：漢字外部碼： 數(shù)字編碼數(shù)字編碼/ /順序碼：區(qū)位碼順序碼：區(qū)位碼( (以行以行/ /區(qū)、列區(qū)、列/ /位來(lái)命名位來(lái)命名