《大學(xué)計算機基礎(chǔ)》課件第3章

3.1數(shù)字化信息編碼的概念

3.2進(jìn)位計數(shù)制系統(tǒng)

3.3計算機的邏輯思維基礎(chǔ)

3.4數(shù)值數(shù)據(jù)在計算機中的表示與運算3.5非數(shù)值信息的編碼與表示

計算機最重要的功能是處理信息，如數(shù)值、文字、符號、語音、圖形和圖像等。在計算機內(nèi)部，各種信息都必須采用數(shù)字化的形式保存、加工與傳送。3.1數(shù)字化信息編碼的概念3.2.1數(shù)制的基本概念

1．二進(jìn)制數(shù)運算的特點

2．進(jìn)位計數(shù)制

3.2.2各種進(jìn)制介紹

1．十進(jìn)制(DecimalNotation)

2．二進(jìn)制(BinaryNotation)

3．八進(jìn)制(OctalNotation)

4．十六進(jìn)制(HexadecimalNotation)

二進(jìn)制數(shù)與其他數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系如表3-1所示。3.2進(jìn)位計數(shù)制系統(tǒng)表3-1二進(jìn)制數(shù)與其他數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系3.2.3各種進(jìn)制轉(zhuǎn)換

1．非十進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換

2．十進(jìn)制與非十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換

1)十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制

整數(shù)部分轉(zhuǎn)換如圖3-1所示。圖3-1整數(shù)部分轉(zhuǎn)換

2)十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制

整數(shù)部分轉(zhuǎn)換如圖3-2所示。

3)十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制

轉(zhuǎn)換規(guī)則：整數(shù)部分采用除16求余數(shù)法；小數(shù)部分采用乘16取整數(shù)法。

整數(shù)部分轉(zhuǎn)換如圖3-3所示。圖3-2整數(shù)部分轉(zhuǎn)換圖3-3整數(shù)部分轉(zhuǎn)換

3．二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換

表3-2所示為二、八、十、十六進(jìn)制數(shù)據(jù)對應(yīng)表。

1)二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制

2)二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制

3)八進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制

4)八進(jìn)制與十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換表3-2二、八、十、十六進(jìn)制數(shù)據(jù)對應(yīng)表3.2.4二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運算

1．二進(jìn)制的加法運算

2．二進(jìn)制數(shù)的減法運算

3．二進(jìn)制數(shù)的乘法運算

4．二進(jìn)制數(shù)的除法運算

1．邏輯“或”運算(加法運算)

邏輯或運算通常用符號“＋”或“”來表示，其運算規(guī)則如表3-3所示。3.3計算機的邏輯思維基礎(chǔ)表3-3或?運?算?規(guī)?則

2．邏輯“與”運算(乘法運算)

邏輯與運算常用符號“

×?”、“∧”或“&”來表示。一位二進(jìn)制數(shù)的邏輯與運算規(guī)則如表3-4所示。

3．邏輯“非”運算(邏輯否定、邏輯求反)

“非”運算實現(xiàn)邏輯否定，即進(jìn)行求反運算，設(shè)A為邏輯變量，則A的邏輯非運算記作。其運算規(guī)則如表3-5所示。表3-4與?運?算?規(guī)?則表3-5非?運?算?規(guī)?則

4．邏輯“異或”運算

邏輯異或運算符為“”。邏輯異或的運算規(guī)則如表3-6所示。表3-6異或運算規(guī)則3.4.1機器數(shù)的定義

數(shù)值數(shù)據(jù)在計算機中的表示稱為機器數(shù)。

1．有符號數(shù)和無符號數(shù)

2．機器數(shù)

3.4數(shù)值數(shù)據(jù)在計算機中的表示與運算3.4.2機器數(shù)的表示與運算

1．正負(fù)數(shù)表示

2．?dāng)?shù)的定點表示

1)定點整數(shù)

2)定點小數(shù)

3．?dāng)?shù)的浮點表示

3.4.3機器數(shù)的原碼、反碼和補碼

在計算機中，符號位和數(shù)值位都是用0和1表示的，計算中必須考慮到符號位的處理方法。

1．原碼

2．反碼

3．補碼

4．機器數(shù)反碼、補碼的算術(shù)運算

1)反碼的算術(shù)運算

2)補碼的算術(shù)運算3.4.4溢出判斷

計算機內(nèi)采用的任何記數(shù)法所使用的位模式的長度是限定的，其表示的數(shù)值范圍就是確定的。

3.4.5二-十進(jìn)制編碼(BCD碼)

用4位二進(jìn)制數(shù)來表示1位十進(jìn)制數(shù)中的0～9這10個數(shù)碼，簡稱BCD(Binary-CodedDecimal)碼，也稱二-十進(jìn)制數(shù)。3.5.1ASCII字符編碼

字符編碼指規(guī)定用什么樣的二進(jìn)制碼來表示字母、數(shù)字以及專用符號。

表3-7所示為全部128個符號的7位ASCII字符編碼表。例如，數(shù)字9的ASCII碼為57，@的ASCII碼為96，字母Z的ASCII碼為122。3.5非數(shù)值信息的編碼與表示表3-7ASCII字符編碼表

ASCII字符編碼表中，第000列和第001列共32個字符稱為控制字符，它們在傳輸、打印或顯示輸出時起控制作用。第010列到第111列(共6列)共有94個可打印或顯示的字符，稱為圖形字符，這些字符有確定的結(jié)構(gòu)形狀，可在顯示器或打印機等輸出設(shè)備上輸出。在計算機鍵盤上能找到相應(yīng)的鍵，按鍵后就可將對應(yīng)字符的二進(jìn)制編碼送入計算機內(nèi)。此外，在圖形字符集的首尾還有兩個字符也可歸入控制字符，即Space(空格字符