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1、关于计算机基础知识第1页，讲稿共82张，创作于星期三1.1.计算机的发展历史计算机的发展历史2.2.计算机的发展趋势计算机的发展趋势3.3.计算机中信息的表示计算机中信息的表示3.1 3.1 常用计数制及相互转换常用计数制及相互转换3.2 3.2 定点数与浮点数定点数与浮点数 3.3 3.3 负数的表示法负数的表示法 3.4 3.4 字符编码及其输入输出字符编码及其输入输出 主要内容主要内容第2页，讲稿共82张，创作于星期三1.计算机的发展历史n n历史上的计算工具历史上的计算工具机械式手动计算机机械式手动计算机中国的算盘中国的算盘我国古代发明创造的重要成就之一，至今已有一千我国古代发明创造的
2、重要成就之一，至今已有一千多年的历史。多年的历史。第3页，讲稿共82张，创作于星期三 人类追求的计算工具人类追求的计算工具1642（帕斯卡）（帕斯卡）Pascal加法器加法器加法器加法器从手工到手动机械从手工到手动机械每一步运算都需要人工干预，没有突破手工操作的每一步运算都需要人工干预，没有突破手工操作的局限。局限。四则运算计算机四则运算计算机1673 莱布尼兹莱布尼兹帕斯卡的计算机采用一种齿轮系统，其中一小帕斯卡的计算机采用一种齿轮系统，其中一小轮转十个数字，下一个小轮便转动一个数字，轮转十个数字，下一个小轮便转动一个数字，通过齿轮系的联动，可以进行加法和减法的运通过齿轮系的联动，可以进行加
3、法和减法的运算算 第4页，讲稿共82张，创作于星期三Charles BabbageCharles Babbage1823 1823 差分机差分机1834 1834 分析机分析机从手动机械到机械自动从手动机械到机械自动以齿轮作为元件，以蒸汽机为动力，能够预先把计算步骤和数据存入机器。结构精细复杂，对加工精度要求很高，成本昂贵。运算速度不理想。第5页，讲稿共82张，创作于星期三从机械计算到电动计算从机械计算到电动计算1886 第一台电动计算机第一台电动计算机Herman Hollerrith(赫尔曼赫尔曼霍列瑞斯霍列瑞斯)采用穿孔卡和采用穿孔卡和弱电流技术处理弱电流技术处理数据。参与数据。参与18
4、90年美国的人口普年美国的人口普查。仅用查。仅用6周得出周得出数据。数据。第6页，讲稿共82张，创作于星期三1944 MARK I1944 MARK I（马克（马克1 1号）号）Howard AikenHoward Aiken机电式计算机机电式计算机主要元件为继电主要元件为继电器器执行一次乘法执行一次乘法6 6秒，秒，除法除法1010秒秒第7页，讲稿共82张，创作于星期三n阿塔纳索夫阿塔纳索夫 依阿华州立大学物理数学教授。依阿华州立大学物理数学教授。是提出采用电子技术制造计算机的是提出采用电子技术制造计算机的第一人。第一人。阿塔纳索夫阿塔纳索夫阿塔纳索夫阿塔纳索夫提出了计算机的提出了计算机的三
5、条原则：三条原则：1 1）以二进制的逻辑基础来实现数）以二进制的逻辑基础来实现数字运算，以保证精度；字运算，以保证精度；2 2）利用电子技术来实现控制、）利用电子技术来实现控制、逻辑运算和算术运算，以保证计算逻辑运算和算术运算，以保证计算速度；速度；3 3）采用把计算功能和二进制数）采用把计算功能和二进制数更新存储功能相分离的结构。更新存储功能相分离的结构。ABC ABC（19401940年）年）第8页，讲稿共82张，创作于星期三 电子计算机（电子计算机（ENIAC）5000次加法次加法/秒秒1000次乘法次乘法/3秒秒体重体重28吨吨占地占地170m218800只电子管只电子管1500个继电
6、器个继电器功率功率150KW电子计算机时代电子计算机时代第9页，讲稿共82张，创作于星期三1.计算机的发展历史第一台计算机：ENIACn nENIAC (Electronic Numerical(Electronic Numerical(Electronic Numerical(Electronic Numerical Integrator And Computer)Integrator And Computer)Integrator And Computer)Integrator And Computer)n n19461946，美国宾夕法尼亚大学，美国宾夕法尼亚大学n n占地占地15001
7、500平方英尺，重达平方英尺，重达3030吨吨n n每秒每秒50005000次加法运算次加法运算n n用于计算炮弹的弹道轨迹用于计算炮弹的弹道轨迹n n缺点：缺点：n n没有存储器没有存储器n n用布线板进行控制，控制效率极低用布线板进行控制，控制效率极低第10页，讲稿共82张，创作于星期三1.计算机的发展历史第一台现代意义上的计算机：EDVACn nEDVACEDVAC (Electronic Discrete Electronic Discrete V Variable Automatic Computerariable Automatic Computer)n n19451945年提出设
8、计方案，年提出设计方案，19511951年年完成完成n n占地面积和消耗电力只有占地面积和消耗电力只有ENIACENIAC的的1/31/3n n每秒每秒20002000次乘法运算，或次乘法运算，或1000010000次加法运算次加法运算n n特点：特点：n n采用二进制表示数据和程序采用二进制表示数据和程序n n使用使用“存储程序存储程序”的方式对计算机的方式对计算机进行控制进行控制冯冯诺依曼诺依曼（主要设计者）（主要设计者）第11页，讲稿共82张，创作于星期三1.计算机的发展历史第一台现代意义上的计算机：EDVACn n现代计算机的结构：现代计算机的结构：“冯冯 诺依曼诺依曼”结构结构第12
9、页，讲稿共82张，创作于星期三n计算机发展的四代历程从从1946194619461946年年年年美国宾夕法尼大学研制出世界上第一台电子美国宾夕法尼大学研制出世界上第一台电子数字计算机数字计算机ENIACENIACENIACENIAC（电子数字积分计算机的英文缩写）电子数字积分计算机的英文缩写）至今，短短五十多年的时间内，计算机系统和计算机应至今，短短五十多年的时间内，计算机系统和计算机应用得到了飞速发展。元件制作工艺水平的不断提高是计用得到了飞速发展。元件制作工艺水平的不断提高是计算机发展的物质基础，因此以算机发展的物质基础，因此以计算机元器件计算机元器件计算机元器件计算机元器件的变革作为的变
10、革作为标志，将计算机的发展划分为四个阶段，这四个阶段通标志，将计算机的发展划分为四个阶段，这四个阶段通常称为计算机发展的四个时代。常称为计算机发展的四个时代。第13页，讲稿共82张，创作于星期三第一代第一代（19461956）电子管电子管5千千4万（次万（次/秒）秒）第二代第二代（19571964）晶体管晶体管几十万几十万百万（次百万（次/秒秒）第三代第三代（19651970）集成电路集成电路百万百万几百万（次几百万（次/秒）秒）第四代第四代（197190年代）年代）大规模集成电路大规模集成电路几百万几百万几亿（次几亿（次/秒）秒）计算机发展的四代历程计算机发展的四代历程第14页，讲稿共82张
11、，创作于星期三n5.第5代计算机研究方向：研究方向：超越冯超越冯诺伊曼结构诺伊曼结构生物计算机生物计算机光学计算机光学计算机量子计算机量子计算机第19页，讲稿共82张，创作于星期三计算机发展历史上的两个重要的人物计算机发展历史上的两个重要的人物图灵图灵(A.M Turing A.M Turing 英国数学家英国数学家)19361936年，提出了一种理想的计算机器的数学模型年，提出了一种理想的计算机器的数学模型图灵机（图灵机（Turing Machine Turing Machine）。）。19431943年，参与研制破译德军密码的计算机年，参与研制破译德军密码的计算机“巨人巨人”。195019
12、50年，发表论文年，发表论文计算机能思考吗计算机能思考吗冯冯诺依曼诺依曼(John Von Neumann John Von Neumann 美国数学家美国数学家)提出了“存储程序（Stored Program）”这一现代电子计算机的最基本的概念，并给出了解决方案。存储程序式计算机存储程序式计算机冯冯诺依曼结构。诺依曼结构。第20页，讲稿共82张，创作于星期三计算机界最具影响的两大国际性学术组织计算机界最具影响的两大国际性学术组织Institute of Electrical&Electronic Engineers，Computer Society电气和电子工程师协会计算机协会，于电气和电子
13、工程师协会计算机协会，于19461946年成立年成立ACMAssociation for Computer Machinery美国计算机协会，于美国计算机协会，于19471947年成立年成立IEEE Computer Society第21页，讲稿共82张，创作于星期三计算机界的计算机界的“诺贝尔奖诺贝尔奖”图灵奖图灵奖ACM于1966年设立的第一个奖项，是计算机界的“诺贝尔奖”，主要奖励在计算机科学理论和软件方面作出重要贡献的科学家。华裔美国科学家姚期智(Andrew Chi-chih Yao)由于在计算理论方面做出了诸多“根本性的、意义重大的”贡献，获得2000年度图灵奖。这是首位（也是目前
14、唯一一位）获得图灵奖的华裔科学家。姚目前是清华的客座教授。第22页，讲稿共82张，创作于星期三2.计算机的发展趋势计算机的现在体积越来越小体积越来越小性能越来越高性能越来越高多种多样多种多样用途广泛用途广泛第23页，讲稿共82张，创作于星期三计算机发展微型化计算机不再是单一的计算机器，而是一种计算机不再是单一的计算机器，而是一种信息机器，一种个人的信息机器。信息机器，一种个人的信息机器。第24页，讲稿共82张，创作于星期三CRAY-CRAY-计算机发展巨型化运算速度可达每秒几百亿次运算的运算速度可达每秒几百亿次运算的超级计算机超级计算机超级计算机超级计算机1975年世界上第一台超级计算机年世界
15、上第一台超级计算机“Cray-I”超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计算的高科技领域。算的高科技领域。中国超级计算机：中国超级计算机：国防科技大学研制的国防科技大学研制的“银河银河1 1号号”、“银河银河2 2号号”和和“银河银河3 3号号”国家智能计算机中心推出的国家智能计算机中心推出的“曙光曙光1000”1000”、“曙光曙光2001”2001”和和“曙光曙光3000”3000”运算速度达运算速度达38003800亿次亿次银河银河银河银河1992 101992 10亿
16、次亿次亿次亿次第25页，讲稿共82张，创作于星期三计算机发展网络化计算机网络：计算机网络：计算机网络：计算机网络：计算机技术与通信技术结合计算机技术与通信技术结合的产物。的产物。计算机网络的发展动力：计算机网络的发展动力：计算机网络的发展动力：计算机网络的发展动力：使用远程资源，共享程序、使用远程资源，共享程序、数据和信息资源，网络用户数据和信息资源，网络用户的通讯和合作。的通讯和合作。第26页，讲稿共82张，创作于星期三计算机发展智能化DeepblueDeepblueGarry Kasparov Garry Kasparov 19971997年国际象棋年国际象棋人机大战人机大战n能存储大量信
17、息和知识能存储大量信息和知识,会推理会推理(包括演绎与归纳包括演绎与归纳),),具有学习功能具有学习功能,能以自然语言、文字、声音、图形、图像和人交流信息和知识的通用高能以自然语言、文字、声音、图形、图像和人交流信息和知识的通用高速并行处理计算机。速并行处理计算机。n计算机智能化是计算机智能化是2121世纪信息产业的重要发展方向。世纪信息产业的重要发展方向。n智能计算机技术还很不成熟，现主要在做模式识别、知识处理及开发智能计算机技术还很不成熟，现主要在做模式识别、知识处理及开发智能应用等方面的工作。智能应用等方面的工作。第27页，讲稿共82张，创作于星期三计算机科学定义研究研究研究研究计算机计
18、算机计算机计算机及其周围各种现象和及其周围各种现象和及其周围各种现象和及其周围各种现象和规律规律规律规律的科学，的科学，的科学，的科学，亦即研究亦即研究亦即研究亦即研究计算机系统结构计算机系统结构计算机系统结构计算机系统结构、程序系统（即、程序系统（即、程序系统（即、程序系统（即软件软件软件软件）、人工智能以及计算本身的性质和问题的、人工智能以及计算本身的性质和问题的、人工智能以及计算本身的性质和问题的、人工智能以及计算本身的性质和问题的学科学科学科学科。基本问题：什么能有效地自动进行？基本问题：什么能有效地自动进行？第28页，讲稿共82张，创作于星期三计算机科学与技术专业的培养目标本专业培养
19、具有良好的科学素养，系统地、较本专业培养具有良好的科学素养，系统地、较本专业培养具有良好的科学素养，系统地、较本专业培养具有良好的科学素养，系统地、较好地掌握计算机科学与技术包括计算机硬件、软好地掌握计算机科学与技术包括计算机硬件、软好地掌握计算机科学与技术包括计算机硬件、软好地掌握计算机科学与技术包括计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法，能在科研部门、教育单位、企业、事业、技法，能在科研部门、教育单位、企业、事业、技法，能在科研部门、教育单位、企
20、业、事业、技法，能在科研部门、教育单位、企业、事业、技术和行政管理部门等单位从事计算机教学、科学术和行政管理部门等单位从事计算机教学、科学术和行政管理部门等单位从事计算机教学、科学术和行政管理部门等单位从事计算机教学、科学研究和应用的计算机科学与技术学科的高级科学研究和应用的计算机科学与技术学科的高级科学研究和应用的计算机科学与技术学科的高级科学研究和应用的计算机科学与技术学科的高级科学技术人才。技术人才。技术人才。技术人才。第29页，讲稿共82张，创作于星期三计算机科学与技术专业核心课程计算机科学与技术专业核心课程计算机基础及计算机基础及C C语言程序设计语言程序设计数据结构与算法数据结构与
21、算法汇编语言和微机接口技术汇编语言和微机接口技术面向对象程序设计面向对象程序设计编译原理编译原理计算机组成原理与体系结构计算机组成原理与体系结构计算机操作系统计算机操作系统数据库系统数据库系统计算机网络计算机网络介绍一种计算机语言的语介绍一种计算机语言的语法内容。主要目的是了解法内容。主要目的是了解程序设计思想程序设计思想为了更好的使用语言去解为了更好的使用语言去解决问题，就必须学习结构决问题，就必须学习结构知识和算法知识和算法讲授计算机硬件的知识讲授计算机硬件的知识计算机基本部件的的构造计算机基本部件的的构造和组织方式、基本运算的和组织方式、基本运算的原理，以及单元和部件的原理，以及单元和部
22、件的设计思想设计思想这门课程是讲这门课程是讲OS 是如何设是如何设计的，或者说是如何实现一个计的，或者说是如何实现一个O S系统的介绍网络方面的系统的介绍网络方面的知识，如知识，如TCPTCP、UDPUDP，HTTPHTTP等。等。这门课里讲的更多的是上层原理这门课里讲的更多的是上层原理与协议与协议介绍编译器是如何工作的，是介绍编译器是如何工作的，是让计算机理解计算机语言的一让计算机理解计算机语言的一种方法和种方法和理论理论这门课讲的多是些数据库系统设这门课讲的多是些数据库系统设计方面的原则，计方面的原则，例如如何解决关系问题或者例如如何解决关系问题或者SQL SQL 语语言等言等在实际开发中
23、正被广泛应用的面在实际开发中正被广泛应用的面向对象技术向对象技术C+C+或者或者JavaJava第31页，讲稿共82张，创作于星期三3.信息在计算机内的表示方式信息在计算机内的表示方式n n自然界中，信息：数值、字符、声音、图像、自然界中，信息：数值、字符、声音、图像、动画动画n n计算机内：二进制计算机内：二进制各种信息各种信息二进制二进制转换规则转换规则第32页，讲稿共82张，创作于星期三3.1 3.1 常用数制及其相互转换常用数制及其相互转换十进制十进制R R=10，可使用，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9二进制二进制R R=2，可使用，可使用0,1八进制八进制R R=8，可
24、使用，可使用0,1,2,3,4,5,6,7十六进制十六进制R R=16，可使用，可使用0,9,A,B,C,D,E,FR进制的计数原则：进制的计数原则：“逢逢R进进一一，借，借一一当当R”进制的概念进制的概念按进位的原则进行计数称为进按进位的原则进行计数称为进位计数制，简称数制。位计数制，简称数制。R基数基数权权基数的幂次基数的幂次（幂次由每个数字的位决定）（幂次由每个数字的位决定）第33页，讲稿共82张，创作于星期三 （1 1）十进制）十进制 十进制记数法有两个特点：十进制记数法有两个特点：l 它有十个不同的记数符号：它有十个不同的记数符号：0 0、1 1、2 2、9 9。l 它采用逢十进一的
25、原则计数。它采用逢十进一的原则计数。各各个个数数码码由由于于所所在在数数位位不不同同而而乘乘以以1010的的若若干干次次幂幂称称为相应数位的为相应数位的“权权”。如如果果用用a a i i表表示示某某一一位位的的不不同同数数码码，对对任任意意一一个个十十进进制数制数A A，可用多项式表示为：，可用多项式表示为：A Aa a n n10 10 n na a 1 110 10 1 1a a 0 010 10 0 0a a1 110101 1a am m1010mm例如例如:666.66:666.66 610610 2 2610610 1 1610 610 0 06106101 16106102 2
26、第34页，讲稿共82张，创作于星期三 （2 2）二进制）二进制 二进制记数法也有两个特点：二进制记数法也有两个特点：它有两个不同的记数符号，即数码：它有两个不同的记数符号，即数码：0 0和和1 1。它采用逢二进一的原则计数。也就是说，进位基数它采用逢二进一的原则计数。也就是说，进位基数是是2 2。数码在不同的数位的数码在不同的数位的“权权”是以是以2 2为底的幂。为底的幂。第35页，讲稿共82张，创作于星期三任意一个二进制数任意一个二进制数B B，可以展开成多项式之和可以展开成多项式之和,即即 B=b B=b n n2 2 n n+b+b n n1 12 2 n n1 1+b+b 1 12 2
27、 1 1+b+b 0 02 2 0 0+b b1 12 21 1+b+bm m2 2m m 例如：例如：（10111011.01010101）2 2 1212 3 3 02 02 2 212 12 1 1 1212 0 0 02021 1 1212-2-2 0202-3-3 1212-4-4 （11.312511.3125）1010 第36页，讲稿共82张，创作于星期三 （3 3）八进制数）八进制数 八进制记数法的两个特点是：八进制记数法的两个特点是：采用八个不同的记数符号，即数码：采用八个不同的记数符号，即数码：0 07 7。采用逢八进一的进位原则。采用逢八进一的进位原则。数码在不同的数位的
28、数码在不同的数位的“权权”是以是以8 8为底的幂次。为底的幂次。例如：例如：（7654.3457654.345）8 87878 3 368682 258581 148480 038381 1 48482 2 58583 3 （4012.4474012.447）1010第37页，讲稿共82张，创作于星期三（4 4）十六进制）十六进制十六进制记数法也有两个特点：十六进制记数法也有两个特点：采采用用十十六六个个不不同同的的记记数数符符号号，即即数数码码：0 09 9及及A A、B B、C C、D D、E E、F F。采用逢十六进一的进位原则，各位数的采用逢十六进一的进位原则，各位数的“权权”是是以以
29、1616为底数的幂。为底数的幂。例如：例如：（5A8F5A8F）16 16 516 5163 3A16A162 2 8168161 1F16F160 0（2318323183）1010第38页，讲稿共82张，创作于星期三数制之间的转换数制之间的转换（1 1）十进制数转换成非十进制数）十进制数转换成非十进制数（2 2）非十进制数转换成十进制数）非十进制数转换成十进制数（3 3）二进制数与八、十六进制之间的转换）二进制数与八、十六进制之间的转换第39页，讲稿共82张，创作于星期三（1）十进制数转换成非十进制数）十进制数转换成非十进制数 分为分为整数部分整数部分和和小数部分小数部分分别转换。分别转换
30、。整数部分整数部分“除基取余法除基取余法”，先余为低，后余为高。，先余为低，后余为高。余数余数2 55 12 55 12 27 12 27 12 13 12 13 12 6 02 6 02 3 12 3 12 1 12 1 1 0 0例例:将十进制数将十进制数5555转换为二进制数转换为二进制数结果：结果：（5555）1010（110111110111）2 2第40页，讲稿共82张，创作于星期三 例例2 将十进制数将十进制数55转换为八进制数转换为八进制数（55）10（67）8 余数余数8557855786686600例例3 将十进制数将十进制数55转换为十六进制转换为十六进制（55）10（3
31、7）16余数余数16557165571633163300第41页，讲稿共82张，创作于星期三小数部分小数部分“乘基取整乘基取整法法”，先整为高，后整为低。，先整为高，后整为低。例例例例4 4 4 4（0.6250.6250.6250.625）10101010（0.1010.1010.1010.101）2 2 2 2 0.6250.625整数整数221.2511.2510.250.25220.50.50 022 1.01.011注意：十进制小数不注意：十进制小数不一定能准确地换算为一定能准确地换算为等值二进制或其他进等值二进制或其他进制小数，这时，应根制小数，这时，应根据精度要求转换到一据精度要
32、求转换到一定位数为止。定位数为止。第42页，讲稿共82张，创作于星期三（2）非十进制数转换成十进制数位权法位权法把各进制数按权展开，然后求和。把各进制数按权展开，然后求和。例例5 5 把二进制数把二进制数10101.10110101.101转换为十进制转换为十进制(10101.101)(10101.101)2 2=1 1224 4+0 0223 3+1 1222 2+0 0221 1+1 1220 0 +1 122-1-1+0 022-2-2+1 122-3-3=（21.62521.625）1010第43页，讲稿共82张，创作于星期三 例例6 6 把八进制数把八进制数12071207转换为十进
33、制转换为十进制(1207)(1207)8 8 =1 1883 3+2 2882 2+0 0881 1+7 7880 0 =(647)=(647)1010例例7 7 把十六进制数把十六进制数1B2E1B2E转换为十进制转换为十进制(1B2E)(1B2E)16 16 =1 116163 3+111116162 2+2 216161 1+141416160 0 =(6958)=(6958)1010第44页，讲稿共82张，创作于星期三二进制数与八、十六进制数的转换二进制数与八、十六进制数的转换（1）二进制数与八进制数之间的转换）二进制数与八进制数之间的转换（2）二进制数与十六进制数之间的转换）二进制数
34、与十六进制数之间的转换第45页，讲稿共82张，创作于星期三 1）二进制数转换成八进制数 因为238，所以三位二进制数位相当于一个八进制数位，它们之间存在简单直接的关系。三位一并法：从待转换的二进制数的小数点开始，分别向左、右两个方向进行，将每三位合并为一组，不足三位的以0补齐（注意：整数部分在前面补0，小数部分在末尾补0）。然后每三位二进制数用相应的八进制码（07）表示，即完成二八转换工作。第46页，讲稿共82张，创作于星期三 例例7 7 将将（10110111001010.101101111001010.1011011）2 2转转换换成成八八进进制制数。数。首首先先以以小小数数点点为为中中心
35、心，分分别别向向左左右右两两个个方方向向每每三三位位划分成一组：划分成一组：010 010 1 111 001 11 001 01010.101 101 1000.101 101 100 然后，每三位用一个相应八进制数码代替，即得：然后，每三位用一个相应八进制数码代替，即得：（10111001010.101101110111001010.1011011）2 2（2712.5542712.554）8 8第47页，讲稿共82张，创作于星期三2 2）八进制数转换为二进制数）八进制数转换为二进制数 此此为为上上述述转转换换的的逆逆过过程程。将将每每一一位位八八进进制制数数码码用用三位二进制数码代替，即
36、三位二进制数码代替，即“一分为三一分为三”。例例8 8 将（将（456.174456.174）8 8转换成二进制数转换成二进制数。将将八八进进制制数数的的每每位位数数码码依依次次用用三三位位二二进进制制数数代代替替，即得：即得：4 5 6 .1 7 44 5 6 .1 7 4 100 101 110 100 101 110 .001 111 100001 111 100 （456.174456.174）8 8 （10100101110.0011110101110.001111）2 2第48页，讲稿共82张，创作于星期三1 1）二进制数转换为十六进制数）二进制数转换为十六进制数 因因为为2 24
37、 41616，因因此此四四位位二二进进制制数数与与一一位位十十六进制数是完全对应的六进制数是完全对应的。四位一并法：四位一并法：从从待待转转换换的的二二进进制制数数的的小小数数点点开开始始，分分别别向向左左、右右两两个个方方向向进进行行，将将每每四四位位合合并并为为一一组组，不不足足四四位位的的以以0 0补补齐齐。然然后后每每四四位位二二进进制制数数用用一一个个相相应应的的十十六六进进制制码码（0 0F F）表表示示，即即完成二十六转换工作。完成二十六转换工作。第49页，讲稿共82张，创作于星期三 例例9 9 将将（10111001010.101101110111001010.1011011）
38、2 2转转换换成成十十六六进进制数。制数。首首先先以以小小数数点点为为中中心心，分分别别向向左左右右两两个个方方向向每每四位划分成一组：四位划分成一组：0101 1100 1010.1011 0110 然然后后，每每四四位位用用一一个个相相应应十十六六进进制制数数码码代代替替，即得：即得：（010111001010.10110110）2（5CA.B6）16第50页，讲稿共82张，创作于星期三 2）十六进制数转换为二进制数）十六进制数转换为二进制数 与八二转换类似，采用与八二转换类似，采用“一分为四一分为四”的的方法，把每个十六进制数码用四位二进制数方法，把每个十六进制数码用四位二进制数代替就完
39、成了十六二转换工作。代替就完成了十六二转换工作。例例10 10 将（将（1A9F.1BD1A9F.1BD）1616转换成二进制数。转换成二进制数。1 A 9 F.1 B D1 A 9 F.1 B D0001 1010 1001 1111.0001 1011 11010001 1010 1001 1111.0001 1011 1101即：（即：（1A9F.1BD1A9F.1BD）1616 （1101010011111.0001101111011101010011111.000110111101 ）2 2 第51页，讲稿共82张，创作于星期三3.2 定点数与浮点数定点数与浮点数 （1 1）定点数表
40、示法）定点数表示法 在在机机器器中中，小小数数点点位位置置固固定定的的数数称称为为定定点点数。数。定定点点小小数数表表示示法法：小小数数点点固固定定在在符符号号位位与与最最高位之间。高位之间。定定点点整整数数表表示示法法：小小数数点点固固定定在在数数的的最最低低位位的后面。的后面。定定点点数数的的运运算算规规则则比比较较简简单单，但但不不适适宜宜对对数值范围变化比较大的数据进行运算。数值范围变化比较大的数据进行运算。第52页，讲稿共82张，创作于星期三（2 2）浮点数表示法）浮点数表示法一个数一个数N N用浮点数表示可以写成：用浮点数表示可以写成：N N MR MRe e M M为为尾尾数数，
41、e e为为指指数数，R R表表示示基基数数。由由于于机机器器所所采采用用的的基基数数是是不不变变的的，因因此此，在在浮浮点点数数表表示示中中基基数数不不出出现现，是是隐隐含的。含的。&浮点数由两部分组成，浮点数由两部分组成，尾数表示数据的有效位；表示数据的有效位；阶码表示该数的小数点位置。表示该数的小数点位置。阶阶码码用用整整数数表表示示，尾尾数数大大多多用用小小数数表表示示。且且通通常常规规定定尾尾数数的的最最高高位位必必须须是是非非零零的的有有效效位位，这这称称为为规规格格化化形式。形式。浮点数可以扩大数的表示范围。浮点数可以扩大数的表示范围。第53页，讲稿共82张，创作于星期三当当浮浮点
42、点数数用用一一定定字字长长存存在在机机器器中中时时，分分为为三三部部分分：符号、阶码、尾数。符号、阶码、尾数。符号符号阶码（阶码（8 8位）位）尾数（尾数（2323位）位）决定数的精度决定数的精度决定数的范围决定数的范围举例：在一个举例：在一个8 8位存储单元中存储浮点数，阶码占位存储单元中存储浮点数，阶码占3 3位，尾数占位，尾数占4 4位，则如下的存储所表示的十进制数是什么位，则如下的存储所表示的十进制数是什么？00101011 00101011 （2.752.75）1010第54页，讲稿共82张，创作于星期三3.3 负数的表示法负数的表示法1正数与负数的表示正数与负数的表示2 2原码、补
43、码、反码原码、补码、反码 第55页，讲稿共82张，创作于星期三 1 1正数与负数正数与负数 在在计计算算机机中中数数的的符符号号也也是是用用数数码码来来表表示示的的，一一般般用用“0”“0”表表示示正正数数的的符符号号，“1”“1”表表示负数的符号，并放在数的示负数的符号，并放在数的最高位最高位。0 1 0 1 1 1 1 0符号位符号位第56页，讲稿共82张，创作于星期三 2 2原码、补码、反码原码、补码、反码 在在计计算算机机中中一一个个数数可可以以采采用用原原码码、补补码码或或反反码码表表示示，上上面面讲讲到到的的正正数数与与负负数数表表示法即为原码表示法。示法即为原码表示法。一个正数的
44、原码、补码、反码是相同的，一个正数的原码、补码、反码是相同的，而负数就不同了。而负数就不同了。第57页，讲稿共82张，创作于星期三）+）（原原0X(最高位取最高位取1)X0 X X X 1.1.原码原码最高位为符号位，其余位表示数值。最高位为符号位，其余位表示数值。例：例：+62+62原码为：原码为：0011111000111110 -62 -62原码为：原码为：1011111010111110第58页，讲稿共82张，创作于星期三 0(X 最高位取最高位取1 X X ）反反X一一2.2.反码反码正数的反码与原码相同，负数的反码为对原正数的反码与原码相同，负数的反码为对原码各位取反。码各位取反。
45、例：例：+62+62反码表示：反码表示：0011111000111110 -62 -62反码表示：反码表示：1100000111000001）（X0第59页，讲稿共82张，创作于星期三 0X1X X )3(）（补补X反反3.3.补码补码正数的补码与原码相同，负数的补码为对原码正数的补码与原码相同，负数的补码为对原码各位取反后加各位取反后加1 1。例：例：+62+62补码表示：补码表示：0011111000111110 -62 -62补码表示：补码表示：1100001011000010）（X0第60页，讲稿共82张，创作于星期三3.4 字符的几种编码字符的几种编码 计计算算机机只只能能识识别别1
46、 1和和0 0，因因此此在在计计算算机机内内表表示示的的数数字字、字字母母、符符号号等等都都要要以以二二进进制制数数码码的的组组合合来来代代表表，这这就就是是二二进进制制编编码码。根根据据不不同同的的用用途途，有有各各种种各各样样的的编编码码方方案案，较较常常用的有用的有ASCIIASCII码、码、BCDBCD码、汉字编码等。码、汉字编码等。2ASCII码码1 1二十进制编码（二十进制编码（BCDBCD码）码）3 3汉字编码汉字编码 第61页，讲稿共82张，创作于星期三 1 1二十进制编码（二十进制编码（BCDBCD码）码）由由于于人人们们日日常常使使用用的的是是十十进进制制，而而机机器器内内
47、使使用用的的是是二二进进制，所以，需要把十制数表示成二进制码。制，所以，需要把十制数表示成二进制码。用用4 4位二进制编码来表示一位十进制数字，可以有多位二进制编码来表示一位十进制数字，可以有多种方法，但常用的是种方法，但常用的是BCDBCD码。四位二进制数表示码。四位二进制数表示2 24 4即即1616种状态。只取前种状态。只取前1010种状态来表示种状态来表示0 09 9，从左到右每，从左到右每位二进制数的权分别为位二进制数的权分别为8 8，4 4，2 2，1 1，因此又叫，因此又叫84218421码。码。例：十进制数例：十进制数56785678的的BCDBCD码为码为0101011001
48、1110000101011001111000第62页，讲稿共82张，创作于星期三 2ASCII码码 ASCII码（码（American Standard Code For Information Interchange）即美国标准信息即美国标准信息交换码，在计算机界，尤其是在微型计算交换码，在计算机界，尤其是在微型计算机中得到了广泛使用。这一编码最初是由机中得到了广泛使用。这一编码最初是由美国制订的，后来由国际标准组织（美国制订的，后来由国际标准组织（ISOISO）确定为国际标准字符编码。为了和国际标准兼确定为国际标准字符编码。为了和国际标准兼容，我国根据它制定了国家标准，即容，我国根据它制定
49、了国家标准，即GB1988GB1988。其中除了将货币符号转换为人民币符号外，其中除了将货币符号转换为人民币符号外，其他相同。其他相同。第63页，讲稿共82张，创作于星期三 ASCIIASCII码码采采用用七七位位二二进进制制位位编编码码，共共可可表表示示2 27 7128128个字符。个字符。计算机中常以计算机中常以8 8位二进制，即一个字节为单位二进制，即一个字节为单位表示信息，因此通常以一个字节存储一个位表示信息，因此通常以一个字节存储一个ASCIIASCII码，其最高位取码，其最高位取0 0。第64页，讲稿共82张，创作于星期三字符编码：字符编码：ASCII码码A：(01000001)
50、2/(65)10第65页，讲稿共82张，创作于星期三 3汉字编码汉字编码中华人民共和国国家标准信息交换用汉字编码中华人民共和国国家标准信息交换用汉字编码GB2312-80GB2312-80收录汉字收录汉字67636763个，个，二字节编码：用两个二字节编码：用两个7 7位二进制数表示一个汉字或位二进制数表示一个汉字或字符，每个字节的最高位为字符，每个字节的最高位为0 0。第66页，讲稿共82张，创作于星期三 国标码用二个字节（国标码用二个字节（28281616位）来表示位）来表示一个汉字。二个字节的最高位均不使用，置一个汉字。二个字节的最高位均不使用，置0 0。故汉字编码采用双七位方案，大约可