第1章計算思維-導論

1、計算機思維與程序設計（計算機思維與程序設計（c）趙治國趙治國南華大學計算機學院南華大學計算機學院導導 論論說明說明l教材教材 大學計算機基礎大學計算機基礎 自學為主自學為主 大學大學C/C+C/C+語言程序設計語言程序設計 基礎基礎l課時課時 第第1 1學期：學期：2(2(導論導論)+26(C)+26(C、理論、理論)+20()+20(上機上機) )l考試考試 第第1 1、2 2學期末分別考試，筆試學期末分別考試，筆試l成績成績 筆試筆試70%+70%+平時成績平時成績30%30% 具體要求具體要求l了解計算機的組成、工作原理了解計算機的組成、工作原理l了解計算機的軟、硬件系統(tǒng)了解計算機的軟、

2、硬件系統(tǒng)l掌握掌握OSOS和和OfficeOffice辦公軟件的使用辦公軟件的使用l掌握一種程序設計語言的語法和基掌握一種程序設計語言的語法和基本的編程方法本的編程方法l掌握一種程序設計工具的應用掌握一種程序設計工具的應用l了解常用的算法和數(shù)據(jù)結構了解常用的算法和數(shù)據(jù)結構l了解軟件的基本開發(fā)過程和方法了解軟件的基本開發(fā)過程和方法第一章第一章 計算思維與程序設計計算思維與程序設計1.1 計算思維計算思維1.2 算法算法1.3 程序設計程序設計1.4 數(shù)制轉(zhuǎn)換計算數(shù)制轉(zhuǎn)換計算某海軍陸戰(zhàn)隊在原始森某海軍陸戰(zhàn)隊在原始森林進行為時一個月左右林進行為時一個月左右的生存實驗，要求：一，的生存實驗，要求：一，

3、每個隊員除了身上穿的每個隊員除了身上穿的衣服外，隨身只能帶三衣服外，隨身只能帶三件物品，每件物品不能件物品，每件物品不能超過二公斤；二，隊員超過二公斤；二，隊員都是由飛機空降到半徑都是由飛機空降到半徑為為10001000公里原始森林的公里原始森林的中心地帶，要求在一個中心地帶，要求在一個月時間內(nèi)從森林里走出月時間內(nèi)從森林里走出來。問題：隊員帶哪三來。問題：隊員帶哪三件物品合適？件物品合適？想一想：想一想：理想的答案：鋼刀、火石、指南針理想的答案：鋼刀、火石、指南針人類要在世界上生存與發(fā)展要獲取人類要在世界上生存與發(fā)展要獲取物質(zhì)、物質(zhì)、能量、信息能量、信息三大要素。三大要素。 在在農(nóng)業(yè)社會農(nóng)業(yè)社

4、會和和工業(yè)社會工業(yè)社會中，物質(zhì)和能源中，物質(zhì)和能源是主要資源，所從事的是大規(guī)模的物質(zhì)生產(chǎn)。是主要資源，所從事的是大規(guī)模的物質(zhì)生產(chǎn)。 2020世紀世紀5050年代，年代，信息信息趕超上材料、能源趕超上材料、能源成為影響人類社會發(fā)展的決定性力量。成為影響人類社會發(fā)展的決定性力量。 在在信息社會信息社會中，信息成為比物質(zhì)和能源中，信息成為比物質(zhì)和能源更為重要的資源，生成、發(fā)布和使用信息成更為重要的資源，生成、發(fā)布和使用信息成為重要的經(jīng)濟和文化行為。為重要的經(jīng)濟和文化行為。 數(shù)字化生存數(shù)字化生存尼葛洛龐帝（Negroponte）：美國麻省理工學院教授及媒體實驗室的創(chuàng)辦人。1996年7月被時代周刊列為當

5、代最主要的未來學家之一。計算不再只和計算機有關，它計算不再只和計算機有關，它決定我們的生存決定我們的生存一、計算改變了什么？一、計算改變了什么？二、什么是計算？二、什么是計算？三、什么是計算思維？三、什么是計算思維？計算生物學改變著生物學家的思考方式計算生物學改變著生物學家的思考方式計算博弈理論改變著經(jīng)濟學家的思考方式計算博弈理論改變著經(jīng)濟學家的思考方式納米計算改變著化學家的思考方式納米計算改變著化學家的思考方式計算物理學改變著物理學家的思考方式計算物理學改變著物理學家的思考方式數(shù)學機械化改變數(shù)學家的思考方式數(shù)學機械化改變數(shù)學家的思考方式社會計算改變社會學家的思考方式社會計算改變社會學家的思考

6、方式計算生物學計算生物學應用數(shù)據(jù)分析及理論應用數(shù)據(jù)分析及理論的方法、數(shù)學建模和的方法、數(shù)學建模和計算機仿真技術，來計算機仿真技術，來研究生物學、行為學研究生物學、行為學和社會群體系統(tǒng)。和社會群體系統(tǒng)。 計算經(jīng)濟學計算經(jīng)濟學運用計算思想分析和綜合經(jīng)濟問運用計算思想分析和綜合經(jīng)濟問題題分析、模型、決策分析、模型、決策計算思想在諾貝爾獎獲獎理論中計算思想在諾貝爾獎獲獎理論中占到占到70%以上的比例以上的比例計算考古學計算考古學-人臉復原人臉復原2000年前的馬王堆辛追夫人與年前的馬王堆辛追夫人與3500年前的年前的古埃及最美麗的王妃：妮菲蒂蒂古埃及最美麗的王妃：妮菲蒂蒂 2.計算改變工作方式：數(shù)字化

7、會議計算改變工作方式：數(shù)字化會議數(shù)字化醫(yī)療數(shù)字化醫(yī)療數(shù)字化教學數(shù)字化教學數(shù)字化制造數(shù)字化制造管路設計強度分析結構分析數(shù)字預裝配CAM裝配過程仿真裝配過程仿真富士康的轉(zhuǎn)型之路富士康的轉(zhuǎn)型之路-機器人來了機器人來了富士康“百萬機器人”計劃 3.3.計算改變生活方式計算改變生活方式: :智能家居智能家居網(wǎng)絡冰箱網(wǎng)絡冰箱監(jiān)測食物監(jiān)測食物收集菜譜收集菜譜知道你喜歡吃什么知道你喜歡吃什么20從從家信家信到到視頻聊天視頻聊天的變遷的變遷烽火連三月，家書抵萬金。烽火連三月，家書抵萬金。海內(nèi)存知己，天涯若比鄰。拜年方式悄然演變拜年方式悄然演變?nèi)祟惖闹橇γ媾R挑戰(zhàn)人類的智力面臨挑戰(zhàn) 15年前IBM的超級電腦“深藍”

8、擊敗世界國際象棋冠軍加里卡斯帕羅夫，這次IBM向人類的冠軍發(fā)出挑戰(zhàn)的超級電腦名叫 “沃森”。這部以IBM公司創(chuàng)始人名字命名的計算機，具備非常強大的計算功能，它登上了美國著名老牌智力游戲節(jié)目危險邊緣挑戰(zhàn)人類智力。挑戰(zhàn)該節(jié)目的兩名總冠軍肯-詹寧斯和布 拉德-魯特爾，實現(xiàn)有史以來首次人機智力問答對決?！吧钏{”與“沃森”計算是人類文明最古老而又最時新的成就之一計算是人類文明最古老而又最時新的成就之一計算方法及計算工具不斷地發(fā)展，對推動社會進步計算方法及計算工具不斷地發(fā)展，對推動社會進步發(fā)揮了巨大作用發(fā)揮了巨大作用計算的本質(zhì)就是基于規(guī)則的符號串變換計算的本質(zhì)就是基于規(guī)則的符號串變換手動計算工具時代手動計

9、算工具時代手動式計算工具手動式計算工具算籌圖算籌圖 1.3 手動式計算工具手動式計算工具算盤算盤 機械式計算工具時代機械式計算工具時代 法國著名數(shù)學家、物理學家、近代概率論的奠基者法國著名數(shù)學家、物理學家、近代概率論的奠基者和和他的計算工具他的計算工具帕斯卡加法器帕斯卡加法器1642 年年機電計算工具時代機電計算工具時代 美國哈佛大學應用數(shù)學教授霍華德美國哈佛大學應用數(shù)學教授霍華德艾肯艾肯和他的機電式計算機和他的機電式計算機MARK I 電子計算機時代電子計算機時代第一臺電子數(shù)字計算機第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC 阿塔納索夫莫齊利?？颂谽NIAC的發(fā)明人與制作人阿塔納索夫、莫齊利、?？颂氐陌l(fā)

10、明人與制作人阿塔納索夫、莫齊利、?？颂亍疤旌右惶枴笔俏覈着_千萬億次超級計算機計算是基于規(guī)則的符號串變換計算是基于規(guī)則的符號串變換1+2+3（1+2）+3 ：結合律：結合律 3+3：加法口訣，替換規(guī)則：加法口訣，替換規(guī)則 6：加法口訣：加法口訣從一個已知的符號串開始，按照一定的規(guī)則從一個已知的符號串開始，按照一定的規(guī)則，一步一步地改變符號串，經(jīng)過有限步驟，一步一步地改變符號串，經(jīng)過有限步驟，最后得到一個滿足預先規(guī)定的符號串，這種最后得到一個滿足預先規(guī)定的符號串，這種變換過程就是變換過程就是計算計算。笛卡爾（笛卡爾（Rene Descartes）：）：解析幾何之父解析幾何之父 我思故我在我思故我

11、在思維是對某個問題或事物的思考過程以及產(chǎn)生的想法思維是對某個問題或事物的思考過程以及產(chǎn)生的想法或見解或見解思維是人腦對客觀現(xiàn)實概括的和間接的反映，它反映思維是人腦對客觀現(xiàn)實概括的和間接的反映，它反映的是事物的本質(zhì)和事物間規(guī)律性的聯(lián)系的是事物的本質(zhì)和事物間規(guī)律性的聯(lián)系人類的思維水平也必然隨著認識工具人類的思維水平也必然隨著認識工具的進步而逐步地由淺入深、由單純到的進步而逐步地由淺入深、由單純到復雜、由片面至全面發(fā)展復雜、由片面至全面發(fā)展我們所使用的我們所使用的工具影響工具影響著我們的著我們的思維思維方式和思維習慣方式和思維習慣，從而也將深刻地影，從而也將深刻地影響著我們的響著我們的思維能力思維能

12、力計算無處不在的時代思維：計算無處不在的時代思維：計算思維計算思維艾茲格W迪科斯徹 （19302002）（Edsger Wybe Dijkstra，）荷蘭 計算機 科學家，荷蘭Leiden大學1972年獲得圖靈獎【例】在中央電視臺的幸運52節(jié)目中，要求參與者快速猜出物品的價格。主持人出示某件物品，參與者每次估算出一個價格，主持人只能回答高了、低了或者正確。在某次節(jié)目中，主持人出示了一臺價值在1000元以內(nèi)的隨身聽，并開始了競猜。下面是主持人和參與者的一段對話：.如果你是參與者，你接下來會怎么猜？800元！高了400元！600元！低了高了參與者主持人：李詠計算思維計算思維猜猜猜猜猜猜運用計算機科

13、學的運用計算機科學的思想、方法和技術思想、方法和技術進行問進行問題求解、系統(tǒng)設計題求解、系統(tǒng)設計、以及、以及人類行為理解人類行為理解等涵等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動周以真（Jeannette M. Wing）美國計算機科學家卡內(nèi)基-梅隆大學教授ACM與IEEE會士 為解決一個問題而采取的方法和步驟，為解決一個問題而采取的方法和步驟，就稱為就稱為算法算法。 算算 法法 一個農(nóng)夫帶著一只狼、一只羊和一棵白一個農(nóng)夫帶著一只狼、一只羊和一棵白菜，身處河南岸，要把東西全部運到北岸。菜，身處河南岸，要把東西全部運到北岸。約束條件是只有一條能容下他和一件物品的約束

14、條件是只有一條能容下他和一件物品的小船，只有農(nóng)夫能撐船。不能單獨留下羊和小船，只有農(nóng)夫能撐船。不能單獨留下羊和白菜，也不能單獨留下羊和狼。白菜，也不能單獨留下羊和狼。例如：例如：農(nóng)夫過河算法農(nóng)夫過河算法帶羊到對岸空手回本岸帶菜到對岸帶羊回本岸帶狼到對岸空手回本岸帶羊到對岸帶羊到對岸空手回本岸帶狼到對岸帶羊回本岸帶菜到對岸空手回本岸帶羊到對岸或（1）有窮性有窮性：一個算法在執(zhí)行有窮步之后必須結束。也就是：一個算法在執(zhí)行有窮步之后必須結束。也就是說，一個算法，它所包含的計算步驟是有限的。說，一個算法，它所包含的計算步驟是有限的。（2）確定性確定性：算法的每一個步驟必須要確切地定義。即算法：算法的每

15、一個步驟必須要確切地定義。即算法中所有有待執(zhí)行的動作必須嚴格而不含混地進行規(guī)定，不能中所有有待執(zhí)行的動作必須嚴格而不含混地進行規(guī)定，不能有歧義性。有歧義性。（3）輸入輸入：算法有零個或多個的輸入，即在算法開始之前，：算法有零個或多個的輸入，即在算法開始之前，對算法最初給出的量。對算法最初給出的量。（4）輸出輸出：算法有一個或多個的輸出，即與輸入有某個特定：算法有一個或多個的輸出，即與輸入有某個特定關系的量，簡單地說就是算法的最終結果。關系的量，簡單地說就是算法的最終結果。（5）可操作性可操作性：算法上描述的操作在計算機上都是可以實現(xiàn)：算法上描述的操作在計算機上都是可以實現(xiàn)的。的。算法的效率可以

16、通過復雜度來說明，分為時間復雜算法的效率可以通過復雜度來說明，分為時間復雜度和空間復雜度。度和空間復雜度。時間復雜度：時間復雜度：執(zhí)行該算法所需要的計算工作量，一執(zhí)行該算法所需要的計算工作量，一般用所需基本運算的執(zhí)行次數(shù)來度量。般用所需基本運算的執(zhí)行次數(shù)來度量。空間復雜度：空間復雜度：執(zhí)行該算法所需的內(nèi)存空間，執(zhí)行該算法所需的內(nèi)存空間， 問題：問題：在在 2 4 23 56 76 87 94 129 140有序數(shù)列中有序數(shù)列中 插入數(shù)據(jù)插入數(shù)據(jù) 90使之依然保持有序需要多使之依然保持有序需要多少次？少次？采用算法思維求解問題分為以下幾個基本步驟：采用算法思維求解問題分為以下幾個基本步驟： 問題

17、的抽象。問題的抽象。 問題的符號化表示。問題的符號化表示。 問題求解的算法。問題求解的算法。 算法的實現(xiàn)。算法的實現(xiàn)。 計算思維，籠統(tǒng)地講，是像計算機科學家一樣思計算思維，籠統(tǒng)地講，是像計算機科學家一樣思維，即像計算機科學家一樣發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并最維，即像計算機科學家一樣發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并最終解決問題。其核心是終解決問題。其核心是算法思維算法思維，算法思維的最后一，算法思維的最后一個步驟是個步驟是實現(xiàn)算法實現(xiàn)算法。 算法的實現(xiàn)是需要一定的步驟，程序就是算法步驟算法的實現(xiàn)是需要一定的步驟，程序就是算法步驟的一種體現(xiàn)。的一種體現(xiàn)。什么是程序？什么是程序？ 程序一詞源于生活。做任何一件事情，都是

18、有程序一詞源于生活。做任何一件事情，都是有程序的。程序的。 例如，頒獎大會的程序；做菜的程序等等。例如，頒獎大會的程序；做菜的程序等等。 把做菜的步驟用大家看得懂的方式記錄下來，把做菜的步驟用大家看得懂的方式記錄下來，其他人可以按這些步驟順序?qū)嵤┚屯瓿闪嗽撌虑?。其他人可以按這些步驟順序?qū)嵤┚屯瓿闪嗽撌虑?。程?序序 （ProgramProgram） 程序是為實現(xiàn)特定目標或解決特定問題而用計程序是為實現(xiàn)特定目標或解決特定問題而用計算機語言編寫的算機語言編寫的指令序列指令序列。平常所說的各種軟件就。平常所說的各種軟件就是由程序和數(shù)據(jù)構成的。是由程序和數(shù)據(jù)構成的。程序設計程序設計程序設計程序設計(P

19、rogramming)是給出解決特定問題是給出解決特定問題程序的過程，是程序的過程，是軟件軟件構造活動中的重要組成部分。構造活動中的重要組成部分。程序設計往往以某種程序設計往往以某種程序設計語言程序設計語言為工具，給出為工具，給出這種語言下的程序。這種語言下的程序。程序設計語言程序設計語言第一代機器語言；第一代機器語言；第二代匯編語言；第二代匯編語言；第三代高級語言：第三代高級語言：VB，C，C+，Java；第四代應用語言：第四代應用語言：PowerBuilder、Delphi，INFORMOX-4GL； 第五代自然語言。第五代自然語言。 計算 5*6+8 ？00000001000000001

20、000 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)5裝入寄存器裝入寄存器000000001000100001010 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)6裝入寄存器裝入寄存器100000101000000000001 寄存器寄存器0與與1的數(shù)據(jù)乘的數(shù)據(jù)乘00000001000100001001 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)8裝入寄存器裝入寄存器100000100000000000001 寄存器寄存器0與與1的數(shù)據(jù)加的數(shù)據(jù)加00000010000000001110 保存寄存器保存寄存器0里的數(shù)里的數(shù) 38 難寫難讀，使用不便，程序開發(fā)效率極低。難寫難讀，使用不便，程序開發(fā)效率極低。 最初的語言是機器語言，是二進制編碼，機器最初的語言是機器語言，是二進制編碼，機器可直接執(zhí)行?？?/p>

21、直接執(zhí)行。匯編語言匯編語言 用簡潔的英文字母、符號串替代一個用簡潔的英文字母、符號串替代一個特定的指令的二進制串，比如，用特定的指令的二進制串，比如，用“ADD”ADD”代表加法，代表加法，“MOV”MOV”代表數(shù)據(jù)傳遞等等。代表數(shù)據(jù)傳遞等等。 例：例：Load 0,5 Load 0,5 將單元將單元5 5的數(shù)據(jù)裝入寄存器的數(shù)據(jù)裝入寄存器0 0 Load 1,6 Load 1,6 將單元將單元6 6的數(shù)據(jù)裝入寄存器的數(shù)據(jù)裝入寄存器1 1 Mult 0,1 Mult 0,1 寄存器寄存器0 0與與1 1的數(shù)據(jù)乘的數(shù)據(jù)乘 Load 1,8 Load 1,8 將單元將單元8 8的數(shù)據(jù)裝入寄存器的數(shù)據(jù)

22、裝入寄存器1 1 Add 0,1 Add 0,1 寄存器寄存器0 0與與1 1的數(shù)據(jù)加的數(shù)據(jù)加 Save 0,d Save 0,d 將寄存器將寄存器0 0里的數(shù)存入單元里的數(shù)存入單元d d =38=38高級語言高級語言實現(xiàn)一條語句：實現(xiàn)一條語句： 例：例：d=5d=5* *6+86+8 高級語言程序必須經(jīng)過翻譯變成機器語言高級語言程序必須經(jīng)過翻譯變成機器語言程序。翻譯有兩種做法：程序。翻譯有兩種做法：編譯和解釋編譯和解釋，相應的，相應的翻譯工具分別叫做翻譯工具分別叫做編譯器和解釋器編譯器和解釋器。四四 數(shù)制轉(zhuǎn)換計算數(shù)制轉(zhuǎn)換計算l位（位（bitbit）l字節(jié)字節(jié)(byte)(byte)：計算機存

23、儲容量的基本單位。：計算機存儲容量的基本單位。 計算機內(nèi)部計算機內(nèi)部, ,一個字節(jié)可以表示一個數(shù)一個字節(jié)可以表示一個數(shù)據(jù)、一個英文字母，兩個字節(jié)可以表示一據(jù)、一個英文字母，兩個字節(jié)可以表示一個漢字。個漢字。 8(Bit)=1(Byte) Byte - 8(Bit)=1(Byte) Byte - 字節(jié)字節(jié) 1024(Byte)=1(Kb) Kb - 1024(Byte)=1(Kb) Kb - 千字節(jié)千字節(jié) 1024(Kb)=1 (Mb) Mb - 1024(Kb)=1 (Mb) Mb - 兆字節(jié)兆字節(jié) 1024(Mb)=1 (Gb) Gb - 1024(Mb)=1 (Gb) Gb - 千兆字節(jié)千

24、兆字節(jié)二進制數(shù)的基本單位二進制數(shù)的基本單位l字（字（wordword）：計算機一次存取、加工、）：計算機一次存取、加工、運算和傳送的數(shù)據(jù)長度，一個字的二進運算和傳送的數(shù)據(jù)長度，一個字的二進制位數(shù)稱為字長。字長一般為制位數(shù)稱為字長。字長一般為8 8的倍數(shù)。的倍數(shù)。 1 1、為什么字長一般為、為什么字長一般為8 8的整數(shù)倍？的整數(shù)倍？ l進制是一種進制是一種“量量”的表示方式的表示方式l 十進制十進制 09 “逢十進位逢十進位”的規(guī)則和一個小的規(guī)則和一個小數(shù)點構成了一套完整的進制體系數(shù)點構成了一套完整的進制體系l 二進制二進制 “逢二進位逢二進位”的進制的進制 0、1表示數(shù)表示數(shù)據(jù)據(jù) 數(shù)制表示數(shù)制

25、表示 一個完整的數(shù)制是由基數(shù)、數(shù)位和權三要素一個完整的數(shù)制是由基數(shù)、數(shù)位和權三要素構成的。構成的。 基數(shù)基數(shù)指數(shù)制中用到的基本數(shù)字符號；指數(shù)制中用到的基本數(shù)字符號； 數(shù)位數(shù)位指數(shù)字符號在一個數(shù)中所處的位置；指數(shù)字符號在一個數(shù)中所處的位置； 而而權權指的是對應數(shù)位的基值。指的是對應數(shù)位的基值。 一個數(shù)據(jù)對應的量是該數(shù)的每一數(shù)位按進制權一個數(shù)據(jù)對應的量是該數(shù)的每一數(shù)位按進制權展開的數(shù)量的和。展開的數(shù)量的和?；鶖?shù) 基數(shù)基數(shù) 個個 數(shù)數(shù) 進位值進位值 十進制十進制 0 09, 9, 1010個個 1010 二進制二進制 0 0和和1, 21, 2個個 2 2 八進制八進制 0 07, 87, 8個個

26、8 8十六進制十六進制 0 09 9及及A AB, 16B, 16個個 1616 R R進制進制 R R個個 R R(1999)10= 1103 + 9102 + 9 101 + 9 100基數(shù)基數(shù)權權(101.11)2= 122 + 021 + 1 20 + 1 2-1 + 1 2-2權十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為進制數(shù)整數(shù)整數(shù)：除取余法除取余法(先得最低位，后得最高位）先得最低位，后得最高位）小數(shù)小數(shù)：乘取整法乘取整法(先得最高位，后得最低位）先得最高位，后得最低位）3 521 712 812 402 202 1012 0最高位最高位最低位最低位轉(zhuǎn)換整數(shù)部分轉(zhuǎn)換整數(shù)部分例：將十進制數(shù)例：將十進制數(shù)35.

27、62535.625轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)十進制轉(zhuǎn)換為二進制(35)10=(100011)2(.625)10=(.101)20. 625 21. 250 20. 500 21. 000最高位最高位最低位最低位轉(zhuǎn)換小數(shù)部分轉(zhuǎn)換小數(shù)部分(35.625)10=(100011.101)2101十進制轉(zhuǎn)換為八進制十進制轉(zhuǎn)換為八進制10081248 148 01最高位最高位最低位最低位例：將十進制數(shù)例：將十進制數(shù)100100轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)(100)10=(144)8l練習：( 19 )10 = ( )2( 207 )10 = ( )810011 317 r 進制轉(zhuǎn)化成十進制進制轉(zhuǎn)化成十進

28、制r 進制轉(zhuǎn)化成十進制：數(shù)碼乘以各自的進制轉(zhuǎn)化成十進制：數(shù)碼乘以各自的權的累加權的累加 例：例： 10101(B)=24+22+1=21 101.11(B)=22+1+2-1+2-2=5.75 101(O)=82+1=65 101A(H)=163+16+104106進制表示符號進制表示符號B 二進制二進制O八進制八進制D十進制十進制H十六進制十六進制 r進制轉(zhuǎn)化成十進制進制轉(zhuǎn)化成十進制 練習：練習： 十十 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9二二 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001八八 0000 0001 0010 0011 0

29、100 0101 0110 0111 十十 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001六六 1010 1011 1100 1101 1110 1111 A B C D E F二、八、十、十六進制數(shù)的對照表l轉(zhuǎn)換原則：轉(zhuǎn)換原則：l一位八進制數(shù)對應三位二進制數(shù)一位八進制數(shù)對應三位二進制數(shù)l一位十六進制數(shù)對應四位二進制數(shù)一位十六進制數(shù)對應四位二進制數(shù)八進制和十六進制轉(zhuǎn)化成二進制八進制和十六進制轉(zhuǎn)化成二進制64(H)=0110 0100(B) 6 4144(O)=001 100 100(B) 1 4 4舉例說明：舉例說明：八進制和十六進制轉(zhuǎn)化成二

30、進制八進制和十六進制轉(zhuǎn)化成二進制練習：練習： (2C1D)H=( )B 2 C 1 D (7123)O=( )B 7 1 2 3111 001 010 0110010 1100 0001 1101轉(zhuǎn)換方法：轉(zhuǎn)換方法： 整數(shù)部分：從右向左進行分組。整數(shù)部分：從右向左進行分組。 小數(shù)部分：從左向右進行分組。小數(shù)部分：從左向右進行分組。 轉(zhuǎn)化成八進制時三位一組。轉(zhuǎn)化成八進制時三位一組。 轉(zhuǎn)化成十六進制時四位一組，轉(zhuǎn)化成十六進制時四位一組，不足補零，然后將對應的不足補零，然后將對應的每一組每一組轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為一位一位八進制或十六進制八進制或十六進制數(shù)。數(shù)。 (11 0110 1110. 1101 01)

31、B=(36F.D4)H 3 6 F D 4 (1 101 101 110. 110 101)B=(1556.65)O 1 5 5 6 6 5 二進制轉(zhuǎn)化成八進制和十六進制二進制轉(zhuǎn)化成八進制和十六進制后邊補兩個零，變成后邊補兩個零，變成0100前邊補兩個零，變成前邊補兩個零，變成001 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 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)舉例：二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)舉例：（00001 101 001 110.110 11 101 001 110.110 10000）B B （1516.

32、641516.64）O O 八進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)舉例：八進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)舉例： (2467.32)O(2467.32)O ( (0 010 100 110 111.011 0110 100 110 111.011 010)0)B B 八進制數(shù)與二進制數(shù)的轉(zhuǎn)換十六進制數(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 10012 0010 A 10103 0011 B 10114 0100 C 11005 0101 D 11016 0110 E 11107 0111 F 1111 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)舉例：二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六

33、進制數(shù)舉例： (0011 0100 1110.1100 1100)B (0011 0100 1110.1100 1100)B (34E.CC)H (34E.CC)H 十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)舉例：十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)舉例： (35A2.CF)H(35A2.CF)H ( 0011 0101 1010 0010.1100 1111)B( 0011 0101 1010 0010.1100 1111)B（11001001100100）2 2 = = （ ）8 8（11001001100100）2 2 = = （ ）1616144642 2 數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼和運算數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼和運算對于真值對于真值0

34、 0，可認為它是正零，也可認為它是負零：，可認為它是正零，也可認為它是負零： +0+0原原=00000000=00000000 -0 -0原原=10000000=100000001）機器數(shù)與真值機器數(shù)與真值 將數(shù)的符號也數(shù)值化的數(shù)據(jù)稱為機器數(shù)機器數(shù)。而將原來由正負號表示的數(shù)值，稱為機器數(shù)的真值真值。0D70 0 111 0 0D0 +28= 1 0 0 1 1 10 0 -28=0 表示正數(shù)1 表示負數(shù)D7= 機器數(shù)的位數(shù)與字長有關：若字長為機器數(shù)的位數(shù)與字長有關：若字長為n n位，位，符號占一位，數(shù)值部分為符號占一位，數(shù)值部分為n-1n-1位。位。 機器數(shù)有原碼、反碼、補碼三種編碼形式。機器

35、數(shù)有原碼、反碼、補碼三種編碼形式。2）原碼、反碼、補碼原碼、反碼、補碼正數(shù)正數(shù)原原 =正數(shù)正數(shù)反反 =正數(shù)正數(shù)補補 負數(shù)的反碼負數(shù)的反碼規(guī)定為：把負數(shù)的原碼除符規(guī)定為：把負數(shù)的原碼除符號位之外的其它各位按位取反。號位之外的其它各位按位取反。 X原原= 1 1 0 1 1 0 1 1 X反反= 1 0 1 0 0 1 0 0 負數(shù)的補碼規(guī)定為：先求負數(shù)的反碼，再負數(shù)的補碼規(guī)定為：先求負數(shù)的反碼，再把反碼的最低位加把反碼的最低位加1。 X原原= 1 1 0 1 1 0 1 1 X反反= 1 0 1 0 0 1 0 0 X補補= 1 0 1 0 0 1 0 1 特殊：+0反反=00000000 -0

36、反反=11111111 補碼表示的補碼表示的0有唯一的形式：有唯一的形式： +0補補=-0補補=00000000l 減法運算與加法類似，可以看成負數(shù)的加；減法運算與加法類似，可以看成負數(shù)的加； 算術運算（加、減、乘、除）內(nèi)在聯(lián)系：算術運算（加、減、乘、除）內(nèi)在聯(lián)系：l 乘法可以看成是多次加法的運算和；乘法可以看成是多次加法的運算和； l 除法運算可以看成是多次減法運算。除法運算可以看成是多次減法運算。結論：機器運算只需要加法就行了結論：機器運算只需要加法就行了 減法運算化為補碼的相加。減法運算化為補碼的相加。例：例： 用補碼求：用補碼求：65+54=？，？，65-54=？ 65=01000001原原=01000001補補 54=00110110原原=00110110補補 -54=10110110原原=11001010補補3 3 字符信息的編碼字符信息的編碼字符的表示：字符的表示：ASCIIASCII碼碼 ASCII碼即美國標準信息交換碼，我國根