计算机中的信息表示方法教案.doc

授课教案（参考格式）课程名称: 计算机基础 授课教师姓名: * 职称（或学历）: 授课对象：（2009级石油化工2班学生） 授课时数: 1课时 课题名称: 计算机中的信息表示方法 授课类型: 理论 教材名称及版本: 新编计算机应用基础案例教程 本单元或章节的教学目的及要求：教学目的：掌握信息的表示和存储；掌握存储容量的单位；掌握数制之间的转换，特别是二进制与十进制之间；了解ASCII码 教学重点：掌握存储容量；二进制与十进制之间数据转换 难点：二进制与十进制之间数据转换 教学手段：多媒体课件 教学方法：讲授法和演示法 教学过程： *导入课题 *讲授新课关于存储的几个重要概念位：是计算机中存储数据的最小单位。指二进制数中的一个位数，其值为“0”或“1”，其英文名为“bit”。计算机采用二进制，运算器运算的是二进制数，控制器发出的各种指令也表示成二进制数，存储器中存放的数据和程序也是二进制数，在网络上进行数据通信时发送和接收的还是二进制数。 字节：是计算机存储容量的基本单位，计算机存储容量的大小是用字节的多少来衡量的。其英文名为“byte”，通常用“B”表示。 采用了二进制数来表示数据中的所有字符(字母、数字以及各种专用符号)。采用8位为1个字节，即1个字节由8个二进制数位组成。字节是计算机中用来表示存储空间大小的基本容量单位。例如，计算机内存的存储容量，磁盘的存储容量等都是以字节为单位表示的。除用字节为单位表示存储容量外，还可以用千字节KB、兆字节MB、GB、TB等表示存储容量。例如, 中文字符“学”表示为 00110001 00000111 要注意位与字节的区别：位是计算机中最小数据单位；字节是计算机中基本信息单位字：是计算机内部作为一个整体参与运算、处理和传送的一串二进制数。是计算机进行信息交换、处理、存储的基本单元。通常由一个或几个字节组成。 字长：是计算机CPU一次处理数据的实际位数，是衡量计算机性能的一个重要指标。字长越长，一次可处理的数据二进制位越多，运算能力就越强，计算精度就越高。 容量单位换算3.5软盘（已淘汰）存储容量：1.44MB内存存储容量常见为：512MB、1GB、2GB硬盘存储容量常见为：120GB、160GB、180GB、320GB等。数制数制是用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数目的方法。R进制：二进制、十进制、八进制、十六进制、六十进制（每分钟60秒、每小时60分钟，即逢60进1），一般我们用( ) 角标表示不同进制的数。例如：十进制用( )10表示，二进制数用( )2表示。R进制即是有R个基本符号，逢R进一。 例二进制基本符号有二个，为0、1；十进制基本符号有十个，为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 日常生活中最常用的数制是十进制。 计算机数据是二进制形式。 基数：一组固定不变的不重复数字的个数。例如：二进制数基数是2，十进制数基数为10位权：某个位置上的数代表的数量大小。表示此数在整个数中所占的份量(权重)。数位是指数码在一个数中所处的位置。按各位的权展开，各位的权是以R为底的幂。二进制数具有下列两个基本特点：两个不同的数字符号，即0和1；其基数为2；逢二进一。 可用B（binary）来表示二进制。十进制是人类最为方便的进制表示，但十进制应用在计算机上遇到了表示上的困难，10个不同符号表示和运算很复杂，在计算机中采用二进制原因如下：可行性，采用二进制，只有和两个状态，需要表示、两种状态的电子器件很多，如开关的接通和断开，晶体管的导通和截止、磁元件的正负剩磁、电位电平的高与低等都可表示、两个数码，使用二进制，电子器件具有实现的可行性；简易性，二进制只有两个基本符号，在数字的传输与处理时不容易出错，二进制数的运算法则少，运算简单，使计算机运算器的硬件结构大大简化（十进制的乘法九九口诀表55条公式，而二进制乘法只有条规则）；逻辑性，由于二进制和正好和逻辑代数的假（false）和真（true）相对应，有逻辑代数的理论基础，用二进制表示二值逻辑很自然。十进制：具有十个不同的数码符号0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，其基数为10；十进制数的特点是逢十进一。可用D（decimal）来表示十进制。八进制：具有八个不同的数码符号0、1、2、3、4、5、6、7，其基数为8；八进制数的特点是逢八进一。十六进制：具有十六个不同的数码符号0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，其基数为16；十六进制数的特点是逢十六进一。二进制转换为十进制用计算机处理十进制数，必须先把它转化成二进制数才能被计算机所接受，同理，计算结果应将二进制数转换成人们习惯的十进制数。这就产生了不同进制数之间的转换问题。二进制转换为十进制按权展开后，相加即得。 例： (101101)2=45 (1011.101)2=?十进制转换为二进制整数部分：除2取余，且除到商为0为止；先取余数低位，后取余数高位。（43）10=（101011）2（123）10=（1111011）2小数部分：乘2取整，直到小数部分为0或达到所求精度为止（小数部分可能永远不会得到0），最先得到的整数排在最高位。（241.43）10=（？）2 小数取4位先算整数：再算小数：计算结果：（241.43）10=（11110001.0110）2算一算：（130）10=（？）2（1011010）2=（？）10二进制的算术运算二进制数的算术运算包括加减乘除四则运算，加法是基本运算。0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=0（逢二进一，向高位进位）由上可见，二进制的加法运算规则简单明了，运算的简单化也是计算机信息二进制化的原因之一。ASCII码计算机中的数据是用二进制表示的，而人们习惯用十进制数，那么输入输出时，符号、英文字母、阿位伯数字等数据就要进行十进制和二进制之间的转换处理，因此，必须采用一种编码的方法，由计算机自己来承担这种识别和转换工作。编码是采用少量基本符号，选用一定的组合原则，以表示大量复杂多样的信息的技术。编码过程就是实现将信息在计算机中转化为0和1二进制串的过程。美国标准信息交换码： 在西文领域的符号处理普遍采用的是ASCII码（merican Standard Code for Information Interchange美国标准信息交换码），已被国际标准化组织(ISO)认定为国际标准。 在计算机中，要为每个字符指定一个确定的编码，作为识别与使用这些字符的依据。ASCII码有7位版本和8位版本两种，国际上通用的是7位版本，7位版本的ASCII码有1 2 8个，其中控制字符34个，阿拉伯数字10个，大小写英文字母52个，各种标点符号和运算符号32个。每个ASCII码以1个字节(Byte)储存，从0到数字127代表不同的常用符号，例如大写A的ASCII码是65,小写a则是97。第4857号为09阿拉伯数字；6590号为26个大写英文字母；97122号为26个小写英文字母。 其余为标点符号、运算符号、控制字符，例如控制符：LF（换行）、BEL（振铃）等。 大写字母A的ASCII码就是十进制数65，数字0的ASCII就是48，小写字母a的ASCII码就是十进制数97 比较ASCII码：数字大写英文字母小写英文字母 下表中，ASCII是以十进制数表示（课本P281）。举例：符号e在电脑内表示为：e的ASCII码为十进制数101，转换为二进制为：1100101汉字编码英文符号由以上所述编码表示即成。但汉字与西方文字不同，英文仅用26个英文字母和其他符号即可拼组成大量的单词、句子，这与计算机可以接受的信息形态和特点基本一致，所以处理起来比较容易。 英文字符在计算机上的输入及输出也非常简单，因此，英文字符的输入、存储、内部处理和输出都可以只用同一个编码（如ASCII码）。 汉字是一种象形文字，字数极多（现代汉字中仅常用字就有六、七千个，总字数高达5万个以上），且字形复杂。 要在计算机中处理汉字，必须解决以下几个问题：首先是汉字的输入，即如何把结构复杂的方块汉字输入到计算机中去，这是汉字处理的关键；其次，汉字在计算机内如何表示和存储？如何与西文兼容？最后，如何将汉字的处理结果从计算机内输出？ 必须将汉字代码化，即对汉字进行编码，使之转换成键盘上具有的符号，一般是英文字母。 对应于上述汉字处理过程中的输入、内部处理及输出这三个主要环节，每一个汉字的编码都包括输入码、交换码、内部码和字形码。 在计算机的汉字信息处理系统中，处理汉字时要进行如下的代码转换：输入码交换码内部码字形码。汉字也是字符，与西文字符比较，汉字数量大，字形复杂，同音字多，这就给汉字在计算机内部的存储、传输、交换、输入、输出等带来了一系列的问题。为了能直接使用西文标准键盘输入汉字，必须为汉字设计相应的编码，以适应计算机处理汉字的需要。国标码1980年我国颁布了信息交换用汉字编码字符集基本集代号为(GB231280 )，是国家规定的用于汉字信息处理使用的代码依据，这种编码称为国标码。 在国标码的字符集中共收录了6763个常用汉字和683个非汉字字符(图形、符号)，其中一级汉字3755个，以汉语拼音为序排列，二级汉字3008个，以偏旁部首进行排列。用于汉字外码和内部码的交换国标GB231280规定，所有的国标汉字与符号组成一个9494的矩阵，在此方阵中，每一行称为一个“区” (区号为0194 )，每一列称为一个“位” (位号为0194 )，该方阵实际组成了一个94个区，每个区内有94个位的汉字字符集，每一个汉字或符号在码表中都有一个唯一的位置编码，叫该字符的区位码。区位输入法：使用区位码方法输入汉字时，必须先在表中查找汉字并找出对应的代码，才能输入。区位码输入汉字的优点是无重码，而且输入码与内部编码的转换方便。例如“学”区位码4907，用两个字节的二进制表示为00110001 00000111 机内码内部码是汉字在计算机内的基本表示形式，是计算机对汉字进行识别、存储、处理和传输所用的编码。 汉字的机内码是计算机系统内部对汉字进行存储、处理、传输统一使用的代码，又称为汉字内码。由于汉字数量多，一般用2个字节来存放汉字的内码。在计算机内汉字字符必须与英文字符区别开，以免造成混乱。 英文字符的机内码是用一个字节来存放ASCII码，一个ASCII码占一个字节的低7位，最高位为“0”，为了区分，汉字机内码中两个字节的最高位均置“ 1”。例如，汉字“中”的国标码为5650H (01010110 01010000)2 ，机内码为D6D0H (1101011 0 11010000 )2 。汉字输入码（外码）为了将汉字通过键盘输入计算机而设计。 面向用户。五笔输入法的码；拼音输入法的码。各自有自的编码规则。目前，已申请专利的汉字输入编码方案有六、七百种之多，而且还不断有新的输入方法问世，以致于有万码奔腾之喻。 可把这些数量众多的输入码归纳为四大类：数字编码、拼音码、字形码和音形码。其中，目前应用最广泛的是拼音码和字形码。汉字的字形码字形码是表示汉字字形信息（汉字的结构、形状、笔划等）的编码，用来实现计算机对汉字的输出（显示、打印）。 每一个汉字的字形都必须预先存放在计算机内，例如GB2312国标汉字字符集的所有字符的形状描述信息集合在一起，称为字形信息库，简称字库。 通常分为点阵字库和矢量字库。目前汉字字形的产生方式大多是用点阵方式形成汉字，即是用点阵表示的汉字字形代码。 根据汉字输出精度的要求，有不同密度点阵。 汉字字形点阵有1616点阵、2424点阵、3232点阵等。 汉字字形点阵中每个点的信息用一位二进制码来表示，“1”表示对应位置处是黑点，“0”表示对应位置处是空白。字形点阵的信息量很大，所占存储空间也很大，例如1616点阵