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1、第七讲计算机中 编码及基本逻辑电路现在学习的是第1页，共34页计算机中的编码l l 字符编码l l 在计算机的许多应用中，要求处理的信息不仅是数字，而且是大量处理非数字信息，其中，包括文字，字母和某些专用符号，这些符号都必须按一定的规则用一组二进制编码来表示才能为计算机所识别、处理、存储和传送。l l 如：“Justdoit”、“道哥！”、“”现在学习的是第2页，共34页计算机中的编码l l 概念：位：（位：（bit,binarydigit bit,binarydigit 的缩写）存储在计算机中的最小 的缩写）存储在计算机中的最小单位；由 单位；由0 0、1 1 组成。组成。位模式：一个由位组
2、成的序列，也被称为 位模式：一个由位组成的序列，也被称为“位流 位流”。如：。如：“10010000”“10010000”就是一个 就是一个8 8 位流 位流编码 编码文本 文本存储 存储器 器10010010 1001001010010010 10010010 解码 解码 文本 文本编码 编码数字 数字10010010 1001001010010010 10010010解码 解码 数字 数字编码 编码音频 音频10010010 1001001010010010 10010010解码 解码音频 音频编码 编码图像 图像10010010 1001001010010010 10010010解码 解
3、码 图像 图像编码 编码 视频 视频10010010 1001001010010010 10010010 解码 解码视频 视频现在学习的是第3页，共34页计算机中的编码l l 在计算机中使用位模式来表达符号 在计算机中使用位模式来表达符号l l 例如语言，语言中有多少个不同的字符就需要多少个位流来表达。例如语言，语言中有多少个不同的字符就需要多少个位流来表达。l l 位模式的长度取决于符号的数量。位模式的长度取决于符号的数量。l l ASCII ASCII 码：美国国家标准协会（码：美国国家标准协会（ANSI:AmericanNational ANSI:AmericanNationalStan
4、dardsInstitute StandardsInstitute）开发了美国信息交换标准码（）开发了美国信息交换标准码（ASCII ASCII：AmericanStandardCodeforInformationInterchange AmericanStandardCodeforInformationInterchange）。）。l l ASCII ASCII 码是用七位二进制编码的，故可表示 码是用七位二进制编码的，故可表示2 27 7=128=128 个字符，其中包 个字符，其中包括：括：l l 10 10 个十进制数（个十进制数（0 0，9 9）；）；l l 52 52 个大、小写英
5、文字母（个大、小写英文字母（AZ AZ，az az）；）；l l 32 32 个通用控制字符，个通用控制字符，34 34 个专用字符，见附录 个专用字符，见附录1 1。现在学习的是第4页，共34页计算机中的编码l l ASCII 码或部标码，在传送或存储过程中，通常用一个字节，其中最高位为奇偶校验位。奇校验时，则视 奇校验时，则视7 7 位 位 码中 码中1 1 的个数，通过奇校验位构成字 的个数，通过奇校验位构成字节奇数个 节奇数个“1”“1”，即，即7 7 位码为偶数个 位码为偶数个“1”“1”时，奇校验位为 时，奇校验位为“1”“1”；7 7 位码为奇数个 位码为奇数个“1”“1”时，奇
6、校验位为 时，奇校验位为“0”“0”。偶校验时，则视 偶校验时，则视7 7 位 位 码中 码中1 1 的个数，通过偶校验位构成字 的个数，通过偶校验位构成字节偶数个 节偶数个“1”“1”，即，即7 7 位码为偶数个 位码为偶数个“1”“1”时，偶校验位为 时，偶校验位为“0”“0”，7 7 位码为奇数个 位码为奇数个“1”“1”时，偶校验位为 时，偶校验位为“1”“1”。NCE PU1001110 10011101000011 1000011 1000101 1000101 1010000 1010000 1010101 10101011 1 0 00 0 1 11 1现在学习的是第5页，共3
7、4页ASCII 码表现在学习的是第6页，共34页练习l l 找出COM 的ASCII 编码l lC:1000011 C:1000011 l lO:1001111 O:1001111 l lM:1001101 M:1001101 现在学习的是第7页，共34页计算机中的编码l l ASCII 为了英文而生，无法表达汉字l l 汉字编码：可以表示汉字的码制方式 汉字输入码 汉字输入码 汉字机内码 汉字机内码 汉字交换码 汉字交换码 汉字输出码 汉字输出码记住，汉字是 记住，汉字是最伟大的文字，最伟大的文字，尔要刻苦学习 尔要刻苦学习!老师，最 老师，最新的计算 新的计算机不能显 机不能显示汉字阿 示
8、汉字阿现在学习的是第8页，共34页计算机中的编码l l 汉字输入码：实现按汉字的编码规则，通过键盘或者其他设备，以编码的形式将汉字输入计算机。l l 如：拼音汉字输入码：“道哥”的汉字输入码为“daoge”l l 五笔：“道哥”“UTHPSKSK”l l 区位：“道哥”“21322471”现在学习的是第9页，共34页计算机中的编码l l 汉字机内码：把汉字输入计算机系统后，要将其将换成计算机内部表述汉字的机内码，按照程序的要求控制计算机内码进行加工处理。现在学习的是第10页，共34页计算机中的编码l l 问题：不同汉字系统需要统一。l l 汉字交换码：不用的汉字系统的交换汉字信息。l l 19
9、81 年我公布了GB2312-80 中华人民共和国国家标准信息交换用汉字字符集 收录一级汉字 收录一级汉字3755 3755 个，二级汉字 个，二级汉字3008 3008 个。各种图形符号 个。各种图形符号682 682 个，共计 个，共计7445 7445 个。个。每个汉字、图形符号都用两个字节表示，每个字节 每个汉字、图形符号都用两个字节表示，每个字节7 7 位 位(b(b1 1-b-b7 7)l l 交换码使用区位码。区位码由4 位数字组成，前两位是区号（01-94）后两位是位号（01-94）l l 1993 我国公布了国家标准GB13000.1:1993 收录了 收录了20000 20
10、000 多个汉字。多个汉字。现在学习的是第11页，共34页现在学习的是第12页，共34页计算机中的编码l l 汉字输出码：当汉字信息加工处理后的结果以汉字形式输出时，则又将汉字机内码在转移成标准汉字交换码，或者直接转换成汉字地址码，按这些地址从汉字字库中取出汉字字形存储码，根据输出设备的要求在转换成字形输出码，供输出和打印。字形 字形标准化 标准化汉字输入 汉字输入码 码查找 查找字库 字库设备 设备输出 输出交换码 交换码宋体 宋体华文琥珀 华文琥珀隶书 隶书华文新魏 华文新魏汉字机 汉字机内码 内码程序处 程序处理 理现在学习的是第13页，共34页计算机中的编码l l 十进制数编码：计算机
11、对十进制的加工也是采用二进制编码的，即二进制编码的十进制数。最广泛的就是ASCII 码和BCD 码l l ASCII 码表示数字：以字符串形式处理。主要用于非数值计算，如9 的ASCII 码位流为0111011l l BCD 码表示数字：是用二进制码的十进制（通常用8421 码）。每个十进制数字占 每个十进制数字占 半个字节 半个字节，称，称“压缩 压缩 十进制数串 十进制数串”。使用四位二进制位流（使用四位二进制位流（2 24 4=16=16 组以表达十进制数值范围为 组以表达十进制数值范围为0-9 0-9），表达一位十进制数），表达一位十进制数 用 用0-9 0-9 以外的数字来表达符号位
12、（如 以外的数字来表达符号位（如VAX VAX 机用 机用12 12 表示 表示“+”“+”用 用13 13 表示 表示“-”“-”）现在学习的是第14页，共34页计算机中的编码l l 如：+1 2 3+1 2 31100 0001 0010 0011 1100 0001 0010 0011-3 2 3-3 2 31101 0011 0010 0011 1101 0011 0010 0011l l对用对用BCDBCD码表示的十进制数在进行加减运算时，要考虑码表示的十进制数在进行加减运算时，要考虑修正问题。对修正问题。对84218421编码，其修正方法是编码，其修正方法是:l l(1)(1)如果
13、任何两个对应位 如果任何两个对应位BCD BCD 数相加的结果向高一位无进位，若得 数相加的结果向高一位无进位，若得到的结果小于或等于 到的结果小于或等于9,9,则该不需修正 则该不需修正;若得到的结果大于 若得到的结果大于9 9 且小于 且小于16 16 时 时,该位进行加 该位进行加6 6 修正。修正。l l(2)(2)如果任何两个对应位 如果任何两个对应位BCD BCD 数相加的结果向高一位有进位时 数相加的结果向高一位有进位时(即结 即结果大于或等于 果大于或等于16),16),该位进行加 该位进行加6 6 修正。修正。l l(3)(3)低位修正结果使高位大于 低位修正结果使高位大于9
14、 9 时 时,高位进行加 高位进行加6 6 修正。修正。现在学习的是第15页，共34页计算机中的编码l 例如:X=358Y=929l 8421 码：X=001101011000l Y=100100101001001101011000100100101001+011000000110+110010001000100010010100001111287现在学习的是第16页，共34页计算机中的编码l l 练习：设无符号数X=789，Y=219,用BCD 码形式表示并实现X+Y 的计算。011110001001001000011001+000001100110+10011010100101010100
15、001000011000000000+00010000000010001008l l继续 继续现在学习的是第17页，共34页计算机的基本运算及逻辑电路l l 基本逻辑运算及电路 基本逻辑运算及电路l l 设有一电路如图所示，两开关 设有一电路如图所示，两开关A A 与 与B B 同时合上 同时合上(接通 接通)，灯，灯F F 才会 才会亮。亮。l l 若规定灯亮为 若规定灯亮为“1”,1”,灯不亮为 灯不亮为“0”;0”;l l 开关接通状态为 开关接通状态为“1”1”，断开状态为，断开状态为“0”0”l l 开关与灯的状态关系可用下表描述，开关与灯的状态关系可用下表描述，它实现逻辑与运算。它
16、实现逻辑与运算。开关状态 电灯状态说 明A B F00110 01 10 01 10 00 00 01 1开关 开关A A、B B 都断开，电灯 都断开，电灯F F 不亮 不亮开关 开关A A 断开，断开，B B 接通，电灯 接通，电灯F F 不亮 不亮开关 开关A A 接通，接通，B B 断开，电灯 断开，电灯F F 不亮 不亮开关 开关A A、B B 都接通，电灯 都接通，电灯F F 亮 亮现在学习的是第18页，共34页基本逻辑运算及电路基本逻辑运算及电路l 1 逻辑与(逻辑乘)运算和与门电路运算规则为：F=A B 0 0=0，0 1=0 1 0=0,1 1=1 l 与门电路是实现逻辑乘运
17、算的逻辑电路。与门电路的符号如图所示:现在学习的是第19页，共34页基本逻辑运算及电路 基本逻辑运算及电路l l 如图所示用两个并联开关控制一只电灯，线路中A、B 为两个开关，F 是电灯。l l 若规定灯亮为 若规定灯亮为“1”,1”,灯不亮为 灯不亮为“0”;0”;l l 开关接通状态为 开关接通状态为“1”1”，断开状态为，断开状态为“0”0”l l 开关与灯的状态关系可用下表描述，开关与灯的状态关系可用下表描述，它实现逻辑运算。它实现逻辑运算。现在学习的是第20页，共34页基本逻辑运算及电路基本逻辑运算及电路l l 逻辑加法(逻辑或)运算和或门电路逻辑或运算规则:F=A B 0 0=0，
18、0 1=1，1 0=1，1 1=1.l 或门电路符号或门电路符号现在学习的是第21页，共34页基本逻辑运算及电路基本逻辑运算及电路l l 如图所示用两个并联开关控制一只电灯，线路中A为开关，F 是电灯。l l 若规定灯亮为 若规定灯亮为“1”1”灯不亮为 灯不亮为“0”;0”;l l 开关接通状态为 开关接通状态为“1”1”，断开状态为，断开状态为“0”0”l l 开关与灯的状态关系可用下表描述，开关与灯的状态关系可用下表描述，它实现逻辑与运算。它实现逻辑与运算。A A现在学习的是第22页，共34页基本逻辑运算及电路l l 逻辑非运算和非门电路逻辑或运算规则:F=A 0=1，1=0，非门电路符
19、号 非门电路符号现在学习的是第23页，共34页基本逻辑运算及电路l l 逻辑函数与复合门电路l l 与、或、非三种基本逻辑运算可以构成一个完备的逻辑代数系统。l l 实际应用中，任何复杂的逻辑表达式都可用与门、或门和非门元件的适当组合的电路实现。l l 复合门电路器件常用的有与非门、或非门、与或非门等。现在学习的是第24页，共34页基本逻辑运算及电路l非门芯片74LS04管脚图现在学习的是第25页，共34页逻辑代数及其基本定律1 1 常用定律 常用定律交换律 交换律 A+B=B+A AB=BA A+B=B+A AB=BA结合律 结合律（A+B A+B）+C=A+C=A+（B+C B+C）（AB
20、 AB）C=A C=A（BC BC）吸收律 吸收律 1+A=1 A+0=A 0A=0 1A=A 1+A=1 A+0=A 0A=0 1A=A分配律 分配律 A A（B+C B+C）=AB+AC A+BC=AB+AC A+BC=（A+B A+B）（）（A+C A+C）-求补律 求补律 A+A=1 A A=0 A+A=1 A A=0等幂律 等幂律 A+A=A AA=A A+A=A AA=A 现在学习的是第26页，共34页逻辑代数及其基本定律AB+AB=A(B+B)=A(B+B)=A=A A A B B AB AB A+B A+B0 0 0 0 1 1 1 10 0 1 1 1 1 1 11 1 0
21、0 1 1 1 11 1 1 1 0 0 0 0A+AB A+AB=(A+A)(A+B)=(A+A)(A+B)=A+B=A+BA+ABA+AB=A(1+B)=A(1+B)=A=A(A+B)(A+B)(A+B)(A+B)=AA+AB+BA+BB=AA+AB+BA+BB=A+A(B+B)=A+A(B+B)=A+A=A+A=A=AA(A+B)A(A+B)=AA+AB=AA+AB=A(1+B)=A(1+B)=A=AA(A+B)A(A+B)=AA+AB=AA+AB=AB=AB现在学习的是第27页，共34页逻辑代数及其基本定律l l 练习：(A+B)(A+C)=A+BCl l(A+B)(A+C)=(A+B
22、)(A+C)=A+AC+AB+BC=A+AC+AB+BC=A+AB+BC=A+AB+BC=A+BCA+BCA A B B C C(A+B)(A+C)(A+B)(A+C)A+BC A+BC0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 1 1 0 0 0 0 0 00 0 0 0 1 1 0 0 0 00 0 1 1 1 1 1 1 1 11 1 0 0 0 0 1 1 1 11 1 1 1 0 0 1 1 1 11 1 0 0 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1现在学习的是第28页，共34页计算机中的逻辑运算l l 逻辑与运算：l l 两个逻辑数的对应位实现逻辑与操作。
23、l l Ai Bii=1，2n，现在学习的是第29页，共34页计算机中的逻辑运算l l 2.逻辑或操作l l 两个逻辑数的对应位实现或操作l l AiBii=1，2n。现在学习的是第30页，共34页计算机中的逻辑运算l l 3.异或操作：l l 两个逻辑数的对应位实现异或操作,两个数相同为0不同为1。l l Ai Bii=1，2n。现在学习的是第31页，共34页计算机中的逻辑运算l l 练习：l l X=100100Y=110111 求：X Yl l X=0.1101Y=0.1011 求：X Yl l X=100100Y=1101111 求：X Y1001001001000.11110.111110010111001011l l下一讲 下一讲现在学习的是第32页，共34页现在学习的是第33页，共34页Dreamtech现在学习的是第34页，共34页