大学计算机基础大学课件高级语言程序设计之计算机基础三

计算机中正负数的表示法 通常一个数字的前面加上符号 或 表示这个数是正数或是负数 而计算机无法识别 或 这两个符号 解决的办法就是将数的最高位设置为符号位 规定 0 代表正数 1 代表负数 例如 1101101 2和 110110 2在计算机中分别表示为01101101和11101101 这两个数的最高位0和1就是符号位 符号在机器中已经数码化了 符号数字化后给运算带来了一定的方便 在现代计算机中 数有三种表示方法 原码表示法 反码表示法和补码表示法 原码表示法 原码表示法是把二进制数x与它的符号位放在一起考虑 使之成为统一的一组数码 原码相对于x来说 其数值部分并没改变 只是将其最高位作为符号位 即当符号为正时用 表示 为负时用 1 表示 原码 位 符号位 正 负 尾数为原数码例x1 26 1 1010B x1 原 0001 1010 x2 26 1 1010B x2 原 1001 1010 x3 0 x3 原 0000 0000 x4 0 x4 原 1000 0000 符号不参加尾数运算 反码表示法 正数的反码和原码一样 负数的反码符号为 1 数值部分的数码与原码中的数码相反 即 0 变 1 1 变成 0 反码 位 符号位 正 负 正数尾数为原数码自己负数尾数为原数码自己各位分别求反例 x1 1 1010B x1 反 0001 1010 x2 1 1010B x2 反 1110 0101x3 0 x3 反 0000 0000 x4 0 x4 反 1111 1111 符号参加尾数运算符号数码化 反码减法 反码减法 即用反码运算实现减法运算 只需加负数的反码 并需注意循环进位例 8 11 1000B 0001B 原码相减 1000B 0001B 原码相减 0000 1000 11111110 反码表示 0000 0111反码 0000 0111原码00001000 11111110100000110循环进位后为0000 0111 补码表示法 位 正数的补码与原码相同 负数的补码就是其反码在末位加上 1 正 负 正数尾数为原数自身 负数尾数为原数求反 末位 例 x1 11010B x1 补 0001 1010 x2 11010B x2 补 1110 0110 x3 0 x3 补 0000 0000 x4 0 x4 补 0000 0000符号参加尾数运算符号数码化补码减法只需加负数的补码 高位进位丢失 小结 引入这三种码的概念主要是为计算机运算方便 有了补码可以把减法运算转化为加法运算 可以提高计算机的运算速度 表示规则 正数 尾数不变负数 尾数分别求原 反 补 移码 转换规则 正数 不变负数 符号位为 尾数区别对待 原 反 补码的算术运算 原码运算 自己练习 反码运算 位 00011010 26 00000110 6 11100101 26 11111011 4 11111111 0 反码100000001循环进位00000010 2 反码 补码运算 位 00011010 26 00000110 6 11100110 26 11111100 4 100000000 0 补100000010 2 进位位丢失 算术运算与逻辑运算 二进制的算术运算 加法规则 0 0 0 0 1 1 1 1 10 向高位进位例 1010 1001 1011 1110 10110 0111 减法规则 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 向高位借位例 1110 1001 1011 01110011 0010 乘法 规则 0 0 0 1 0 1 1 1例 101 11 1111101 11101 1011111 除法 规则 0 1 0 1 1 1 例 1001 11 1111111001 1111 110 逻辑运算 逻辑运算的数学基础是布尔代数 BooleanAlgebra 即二值代数 即变量和运算结果只有两个可能的值 0 亦即 真 True 假 False 多位逻辑变量参与运算时 各位独立进行 逻辑加 或 运算 A B C或写成A B C规则 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 逻辑或电路 逻辑乘 与 运算 A B C或写成A B c规则 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 逻辑与电路 逻辑反 非 运算 C A规则 0 11 0 逻辑反电路 例题 x 1010y 1011 z x y 1011 z x y 1010 stop 第三章操作系统 3 1 1操作系统的定义是直接控制和管理微型计算机系统的硬件 软件资源 使用户充分有效地利用这些资源的管理程序的集合 操作系统 用于管理和控制计算机硬件和软件资源的一组程序计算机硬件与其它软件的接口用户和计算机的接口 裸机 操作系统 应用程序 用户 虚拟机 裸机 操作系统 主要功能有 处理机管理存储管理设备管理信息 文件 管理 操作系统概述 操作系统的功能 操作系统的功能 处理机管理 存储管理 设备管理 文件管理 进程管理 1 处理机管理 在单道作业或单用户以及多道作业或多用户的情况下 处理机管理负责处理机的调度策略 使用分配和资源回收等 注 作业 是指计算机为完成用户赋予的任务而进行的一切操作 2 存储管理 存储管理负责给程序和数据分配内存空间 保护并实现存取操作 从而保证各作业占用的存储空间不发生矛盾 相互之间无干扰 3 设备管理 设备管理负责各种输入 输出设备与中央处理机内存之间的数据传递 根据需要把接口控制器和输入 输出设备分配给请求输入 输出操作的程序 并启动设备完成实际的输入 输出操作 还常采用虚拟技术和缓冲技术尽可能地发挥设备和主机并行工作的能力 4 文件管理 常称为信息管理 负责存取文件 对整个文件库进行管理 例如 进行文件目录管理 文件存储空间的分配等 5 进程管理 所谓进程管理是指处理机执行程序 对数据进行处理的全过程所进行的管理 负责组织和控制作业的运行 决定什么时候谁可使用处理机 操作系统的分类 一 操作系统的分类 操作系统 按界面分类 图形用户界面操作系统 命令行界面操作系统 按用户数分类 多用户操作系统 单用户操作系统 按任务数分类 多任务操作系统 单任务操作系统 按系统功能分类 分时操作系统 批处理系统 实时操作系统 网络操作系统 1 按与用户对话的界面分类命令行界面操作系统 用户只能在命令提示符后输入命令才能操作计算机 如MSdos Novell图形用户界面操作系统 每一个文件 文件夹和应用程序都以图标来表示 所有命令都组织成菜单或以按钮的形式列出 运行程序无需知道命令的具体格式和语法 只需单击或者双击对应图标即可运行 如WindowsNT Windows2000 XP 网络版Novell等 2 按照能够支持的用户数为标准分类单用户操作系统 只能完成一个用户提交的任务 如MSdos Windows2000 XP等 多用户操作系统 能够管理和控制由多台计算机通过通信口连接起来组成的一个工作环境并未多个用户服务的操作系统 如UNIX XENIX 3 按是否能够运行多个任务为标准分类单任务操作系统 用户一次只能提交一个任务 如MSdos 多任务操作系统 系统可同时接受并处理用户一次提交的多个任务 如WindowsNT Windows2000 XP UNIX Novell等 4 按系统的功能为标准分类批处理系统 用户可以把作业一批批地输入系统 其主要特点是允许用户将由程序 数据 以及说明如何运行该作业的操作说明书组成的作业一批批地提交系统 然后不再与作业发生交互 直到作业运行完毕后 才能根据输出结果分析作业运行情况 确定是否需要适当修改 批处理系统现在已经不多见了 分时操作系统 将CPU的时间划分成时间片 轮流接收和处理各个用户从终端输入的命令 如果用户的某个处理要求时间较长 分配的一个时间片不够用 只能暂停后等待下一轮时间 但由于计算机运算的高速性能和并行工作的特点 用户感觉不到别人也在使用这台计算机 典型的分时系统有UNIX Linux 4 按系统的功能为标准分类实时操作系统 对信号的输入 计算 都能在一定的时间范围内完成输出 如实时控制系统 导弹发射系统 飞机自动导航系统 和实时信息处理系统 机票订购系统 联机检索系统 常用的实时系统有RDOS 网络操作系统 能够管理网络通信和网络上的共享资源 协调各个主机上任务的运行 并向用户提供统一 高效 方便易用的网络接口 常用的有NovellNetWare WindowsNT Windows的服务器版 常用的操作系统 DOS 它是一种单用户单任务的磁盘操作系统 简单易学 硬件要求低 通用性强 但存储能力有限 已成为标准的微机操作系统 WINDOWS 这是一种多任务多进程的操作系统软件 其主要功能是提供一个基于鼠标器和图标 菜单选择的图形用户接口 GUI 允许用户同时打开和使用多个应用程序 使得计算机的使用变得更容易 更直观 早期的Windows主要有两个系列 一是用于低档PC上的Windows95 98 二是用于高档服务器上的WindowsNT3 51 4 0 2000年Microsoft公司推出了面向个人消费者的WindowsMe和面向商业应用的Windows2000 WindowsMe仍然采用Windows9X的内核 而Windows2000采用WindowsNT的内核并集成了Windows9X的许多优点 如用户界面 之后又推出了WindowsXP 沿用WindowsNT技术核心 UN