北京大學(xué)文科計(jì)算機(jī)常寶寶

1、計(jì)算機(jī)中的信息表示常寶寶北京大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院參考書籍n計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)（第4版）李秀等清華大學(xué)出版社n計(jì)算機(jī)文化(英文版)june jamrich parsons, dan oja機(jī)械工業(yè)出版社成績(jī)?cè)u(píng)定n平時(shí)成績(jī)和上機(jī)實(shí)習(xí)(40分)n平時(shí)成績(jī)未達(dá)24分者不能參加期末考試n期末考試(60分)n期末考試成績(jī)未達(dá)30分者以未通過計(jì)分n助教：李昊、王媛媛和浦甲列n上機(jī)時(shí)間：周三11-12節(jié)n上機(jī)地點(diǎn)：計(jì)算中心4、5、6號(hào)機(jī)房基本內(nèi)容(1)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)(2)windows操作系統(tǒng)(3)windows平臺(tái)下的常用應(yīng)用軟件文字處理軟件word電子表格軟件excel演示文稿制作軟件powerpoint信息表示

2、n計(jì)算機(jī)可以用來進(jìn)行科學(xué)計(jì)算n計(jì)算機(jī)可以用來進(jìn)行文字處理n計(jì)算機(jī)可以用來處理圖像 在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，數(shù)值、文字、圖像、聲音如何表示？數(shù)制的概念、計(jì)算機(jī)科學(xué)中常見的數(shù)制n數(shù)制用一組固定的數(shù)字(數(shù)碼符號(hào))和一套統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)值的方法。十進(jìn)制數(shù)：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 逢十進(jìn)一二進(jìn)制數(shù)：0 1 逢二進(jìn)一八進(jìn)制數(shù)：0 1 2 3 4 5 6 7 逢八進(jìn)一十六進(jìn)制數(shù)：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f 逢十六進(jìn)一n基數(shù)：一種數(shù)制中使用的數(shù)字的個(gè)數(shù)。十進(jìn)制數(shù)的基數(shù)是十二進(jìn)制數(shù)的基數(shù)是二八進(jìn)制數(shù)的基數(shù)是八十六進(jìn)制數(shù)的基數(shù)是十六數(shù)制的概念、計(jì)算機(jī)科學(xué)中常見的數(shù)制n數(shù)

3、位：在一種數(shù)制中，數(shù)字在一個(gè)數(shù)中所處的位置稱為數(shù)位。十進(jìn)制數(shù)中：個(gè)位、十位、百位、千位等。n權(quán)：和數(shù)制中的數(shù)位相對(duì)應(yīng)，代表該數(shù)位上一個(gè)單位所代表的數(shù)值的大小。十進(jìn)制數(shù)中：100 101 102 二進(jìn)制數(shù)中：20 21 22 八進(jìn)制數(shù)中：80 81 82 十六進(jìn)制： 160 161 162 數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換n二進(jìn)制二進(jìn)制十進(jìn)制十進(jìn)制 n二進(jìn)制二進(jìn)制十六進(jìn)制十六進(jìn)制 n二進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制八進(jìn)制 n十六進(jìn)制十六進(jìn)制十進(jìn)制十進(jìn)制 二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)n把二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成10進(jìn)制n例子911281606421212021212021101101101234562)(001111201122.22).(bbbbbb

4、bbnnnnnn十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)n除余法 把所要轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制數(shù)除以2求余數(shù)，余數(shù)即為相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)的最低位，然后對(duì)商繼續(xù)除2，求的余數(shù)為相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)的次低位，如此繼續(xù)，直到所得到的商小于2，而此時(shí)的商就是相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)的最高位。例子1392(1692(1342(0172(182(042(022(0110001011二進(jìn)制八進(jìn)制 二進(jìn)制十六進(jìn)制n二進(jìn)制八進(jìn)制n每三位二進(jìn)制對(duì)應(yīng)一個(gè)八進(jìn)制數(shù)n(10001011)2(213)8n二進(jìn)制十六進(jìn)制n每四位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)一個(gè)二進(jìn)制數(shù)n(10001011)2(8b)16n只須記住八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)中每個(gè)數(shù)碼符號(hào)對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)即可成功轉(zhuǎn)換。十六進(jìn)制十進(jìn)制n參考二進(jìn)

5、制和十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換方法n十六進(jìn)制十進(jìn)制n按照權(quán)展開n(8b)16=8161+b160 = 8161+11160=139n十進(jìn)制十六進(jìn)制n除余法（不過除數(shù)是16）n139除以16，商是8，余數(shù)是11(b)，得到8b 計(jì)算機(jī)中采用的數(shù)制二進(jìn)制數(shù)n在計(jì)算機(jī)中，無論是指令，還是數(shù)值或非數(shù)值數(shù)據(jù)(文字、圖像等)都是用二進(jìn)制數(shù)來表示的，也就是用0和1來表示。(注意計(jì)算機(jī)中并不采用十六進(jìn)制、八進(jìn)制)n為什么采用二進(jìn)制數(shù)n二進(jìn)制數(shù)容易用物理器件實(shí)現(xiàn)。兩個(gè)物理狀態(tài)就可以分別代表0和1。n二進(jìn)制數(shù)具有良好的可靠性。因?yàn)橹挥袃蓚€(gè)物理狀態(tài)，數(shù)據(jù)傳輸和運(yùn)算過程中，不會(huì)因?yàn)楦蓴_而發(fā)生錯(cuò)誤。n二進(jìn)制運(yùn)算法則簡(jiǎn)單。例如在二進(jìn)制

6、加法中，只需要考慮三種情況。n二進(jìn)制中使用的1和0，可分別用來代表邏輯運(yùn)算中的“真”和“假”，可以很方便地實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算。數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的組織n位(bit)：計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)信息的最小單位。對(duì)應(yīng)一個(gè)二進(jìn)制位，可以是1或者是0n字節(jié)(byte):8個(gè)二進(jìn)制位構(gòu)成一個(gè)字節(jié)。字節(jié)常用來衡量計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)容量。 通常210個(gè)字節(jié)稱為1k字節(jié)，記做1kb。 220(即210k)個(gè)字節(jié)稱為1m字節(jié)，記做1mb 230(即210m)個(gè)字節(jié)稱為1g字節(jié)，記做1gb 240(即210g)個(gè)字節(jié)稱為1t字節(jié)，記做1tb 例如：一臺(tái)計(jì)算機(jī)的內(nèi)存容量為512mb數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的組織n字(word)，計(jì)算機(jī)中若干個(gè)字節(jié)組成一個(gè)

7、字。cpu中一次操作或總線上一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單位。(和機(jī)器有關(guān))n字長(zhǎng)(word size)是計(jì)算機(jī)的一個(gè)很重要的區(qū)別性特征，一個(gè)字所包含的二進(jìn)制位數(shù)。n例如：字長(zhǎng)是64的計(jì)算機(jī)，一次操作總線上可以傳送64個(gè)二進(jìn)制位在計(jì)算機(jī)中表示整數(shù)00000000 000000001 100000010 200000011 300000100 400000101 500000110 600000111 701100100 10001100101 10101100110 10201100111 103字節(jié)、字和表數(shù)范圍n如果用一個(gè)字節(jié)來表示無符號(hào)整數(shù)，可以表示的數(shù)的范圍是多少？n如果用一個(gè)字來表示無符號(hào)整數(shù)，可

8、以表示的數(shù)的范圍是多少？n如何計(jì)算？n如果用無符號(hào)整數(shù)來描述計(jì)算機(jī)的表數(shù)范圍的話，字長(zhǎng)為n的計(jì)算機(jī)表數(shù)范圍應(yīng)為02n-1n象對(duì)十進(jìn)制可以進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算一樣，同樣可以定義二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算：例如加法00 001 1 10 111 10(進(jìn)位)二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算001110011100二進(jìn)制的邏輯運(yùn)算n邏輯“與”(and)0 and 0 00 and 1 01 and 0 0 1 and 1 1001110010001and二進(jìn)制邏輯運(yùn)算n邏輯“或”(or)0 or 0 00 or 1 11 or 0 1 1 or 1 1001110011011or二進(jìn)制的邏輯運(yùn)算n邏輯“非”(not)not 0 1n

9、ot 1 0not 1011 0100計(jì)算機(jī)中有符號(hào)數(shù)的表示原碼n在計(jì)算機(jī)中，負(fù)數(shù)如何表示？比如：-78n原碼表示法：專門用一位來表示符號(hào)，用0代表正數(shù)，1代表負(fù)數(shù)，例如：78 0100111078 11001110n缺點(diǎn)：運(yùn)算時(shí)必須區(qū)別對(duì)待符號(hào)位和數(shù)字位，0有兩種表示法。計(jì)算機(jī)中有符號(hào)數(shù)的表示補(bǔ)碼n補(bǔ)碼表示法在補(bǔ)碼表示法中，最高位也是符號(hào)位，正數(shù)和0的高位是0，負(fù)數(shù)的高位是1，一個(gè)采用補(bǔ)碼表示的二進(jìn)制數(shù)實(shí)際代表的數(shù)為： 111111111n如何得到一個(gè)負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼表示？（邏輯非1）0121. aaaann201122niiinnaa補(bǔ)碼表示法用補(bǔ)碼表示二進(jìn)制數(shù)（以4位數(shù)為例）701116011

10、05010140100300112001010001000001000810017101061011511004110131110211111補(bǔ)碼表示法n在補(bǔ)碼表示中，只有一個(gè)0的表示。n運(yùn)算時(shí)，符號(hào)位不用區(qū)別對(duì)待，直接參與運(yùn)算。n如何做補(bǔ)碼加法？補(bǔ)碼減法？n知道一個(gè)補(bǔ)碼二進(jìn)制數(shù),如何求其相反數(shù)?(邏輯非、+1)文字和符號(hào)在計(jì)算機(jī)中的表示na、b中這些文字和符號(hào)在計(jì)算機(jī)中如何表示n計(jì)算機(jī)中文字和符號(hào)通常用編碼的方式來表示。例如用編號(hào)65表示字母a(41h,1000001) 用d6d0表示漢字“中”n編碼標(biāo)準(zhǔn)西文字符的編碼標(biāo)準(zhǔn)nascii(美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼)規(guī)定了常用的數(shù)字、字符的編碼。標(biāo)準(zhǔn)a

11、scii碼是7位二進(jìn)制編碼，所以最多可以表示128個(gè)字符。每個(gè)字符可以用一個(gè)字節(jié)表示，字節(jié)的最高位為0。nascii碼中的符號(hào)可以分成兩類：控制字符和顯示字符顯示字符顯示字符：范圍為32126，指那些能從鍵盤輸入、顯示器上顯示或打印機(jī)上打印的字符控制字符控制字符：范圍是031，主要用來控制輸入、輸出設(shè)備。ascii碼表控制字符顯示字符ascii碼表的擴(kuò)展nascii碼表中并沒有列出所有人們希望處理的符號(hào)，比如德文中有字母 就不在ascii碼的范圍之內(nèi)。n擴(kuò)展的ascii碼使用8位二進(jìn)制編碼，可以表示256個(gè)字符。其中0127編碼和標(biāo)準(zhǔn)ascii一樣，在編碼范圍128255內(nèi)，又增加了一些其它的

12、字符，如特殊的德文字母和法文字母。例子n句子“hello,world!”在計(jì)算機(jī)中如何表示？01001000 01100101 01101100 01101100 01101111 00101100 00100000 01010111 01101111 01110010 01101100 01100100 00100001漢字的編碼nascii編碼很好地解決了英文等語言的字符問題，但是對(duì)漢語卻沒有解決。對(duì)于漢字而言，8位或者7位的編碼空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能解決問題，因?yàn)闈h字有上萬個(gè)，常用的也有幾千個(gè)，128個(gè)或256個(gè)編碼不夠n因此在計(jì)算機(jī)中表示漢字，要采用另外的編碼方案漢字的編碼n不同的漢語地區(qū)提出了

13、不同的編碼方案，中國大陸使用gb或gbk編碼、港臺(tái)使用big-5碼，也還存在其他編碼n對(duì)于漢字通常使用16位編碼，即兩個(gè)字節(jié)的編碼gb碼簡(jiǎn)介n國標(biāo)碼(gb)是指我國公布的國家標(biāo)準(zhǔn)信息交換用漢字編碼字符集基本集，其中包含了6763個(gè)漢字，并分作兩級(jí)，一級(jí)為常用字，含3755個(gè)，二級(jí)為3008個(gè)。一級(jí)按照拼音排序，二級(jí)則按照部首排序。n一個(gè)漢字的國標(biāo)碼由兩個(gè)部分組成，分別是該漢字的區(qū)號(hào)和位號(hào)。gb碼規(guī)定共有94個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)中有94個(gè)位。gb碼的機(jī)內(nèi)表示機(jī)內(nèi)碼 漢字gb碼要和ascii碼一同使用會(huì)有沖突問題，解決的辦法是高位置1 已知一個(gè)字的區(qū)位碼，將區(qū)碼和位碼分別加a0(10100000)就得到漢字機(jī)內(nèi)編碼，一般稱為機(jī)內(nèi)碼或內(nèi)碼。 “計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”在機(jī)器內(nèi)部表示為：10111100 11000110 11001011 11100011 10111011 11111010 10111011 11111001 10110100 10100001圖像在計(jì)算機(jī)中的表示n一幅圖片可以被看作是若干個(gè)點(diǎn)（象素）組成。數(shù)字圖像的大小可用“水平像素垂直像素”來表示的。n每一個(gè)像素在計(jì)算機(jī)中用若干二進(jìn)制位來表示。例如，一個(gè)像素若用8位二進(jìn)制數(shù)表示，則可