反码_原码_补码

1 一 常用数制二 十 八 十六进制二 数制间的转换三 二进制数的运算算术运算和逻辑运算 复习上节课内容 2 2 4数值型数据的表示及处理2 5文字的表示和处理 本节课内容 3 本节课主要知识点 原码 反码和补码的表示浮点数的表示ASCII码汉字的机内码汉字输出的形式常见文本类型 4 在计算机内能表示和使用的数据包括 无符号整数整数数值型数据有符号整数实数非数值型数据 2 4数值型数据的表示与处理 5 2 4 1定点数表示 定点数的概念 约定小数点在某个固定的位置 整数可以用定点数表示 约定小数点在个位数的右面 整数的分类 6 整数的分类 不带符号的整数 8位 16位 32位 带符号的整数 正整数 负整数 符号位 使用最高位 最左面的一位 作为符号位 0 正数 1 负数 其余各位表示数的绝对值例如 00101011 43 10101011 43 7 整数 定点数 表示 有符号的整数可以有三种表示方法 原码反码补码 8 原码表示 最高位作为符号位若符号位为0 则表示正数 若符号位为1 则表示负数 其余各位代表数值本身的绝对值 以二进制表示 1 原码表示 9 例1 假设用一个字节来表示一个数 求 7和 7的原码 解 根据原码的定义 7 原 00000111 7 原 10000111 结论 绝对值相同的正数和负数 它们除了符号位不同外 其他各位都相同 84211111 10 例2 假设用一个字节来表示一个数 求0的原码 解 根据原码的定义 0的原码 00000000 0的原码 10000000 结论 0的原码不唯一 分析 当由数轴的左端趋向0时 我们记为 0当由数轴的右端趋向0时 我们记为 0 11 假设用一个字节表示一个数用原码表示的最小值为 127 其原码为 11111111用原码表示的最大值为 127 其原码为 01111111 原码的表示范围 所以 原码的表示范围为 127 127 12 2 反码表示 表示方法 1 一个数如果值为正 则它的反码与原码相同 2 一个数如果值为负 则将其符号位置为1 其余各位为对原码的相应数据位取反 取反 二进制中有0和1两种状态 取反就是取与当前状态相反的状态 相当于电子器件的高低电平 1取反 00取反 1 13 例3 假设用一个字节来表示一个数 求 7和 7的反码 解 根据反码的定义 7 反 00000111 7 反 10000111 反 11111000 84211111 14 例4 假设用一个字节来表示一个数 求0的反码 解 根据反码的定义 0的反码 00000000 0的反码 11111111 结论 0的反码不唯一 15 假设用一个字节表示一个数 用反码表示的最小值为 127 其反码为 10000000用反码表示的最大值为 127 其反码为 01111111所以 反码的表示范围为 127 127 反码的表示范围 因为原码的表示范围也是 127 127 所以反码的表示范围与原码是一致的 16 3 补码表示 计算机中使用补码的原因 在加减法运算中 对参与运算的数符号正负的判断问题 补码的原理 即为什么用补码可以实现减法按加法处理 时钟原理 补数的概念 17 补码表示方法规定 正数的补码 与反码 原码相同 负数的补码 则将其最高位置为1 其余各位为对原码的相应数据位取反 然后再对整个数加1 补充公式 X为负数时 x 补 x 反 1成立 18 例5 假设用一个字节来表示一个数 求 7和 7的补码 解 根据补码的定义 7 补 00000111 7 反 11111000 7 补 11111000 111111001 19 例6 假设用一个字节来表示一个数 求0的补码 解 根据补码的定义 进位舍去 结论 0的补码是唯一的 20 用补码进行运算例7 假设用一个字节来表示一个数 求 7 6的值 解 7 补 00000111 6 补 11111010 7 补 6 补 00000111 11111010100000001 进位舍去 00000001 说明 补码的减法可以按加法来处理 21 假设用一个字节表示一个数 用补码表示的最大值 127 其补码为 01111111 用补码表示的最小值 128 其补码为 10000000 所以 用补码表示的数的范围是 128 127 补码的表示范围 注意 用补码表示的数的范围比原码和反码多一个数 为什么 22 补码如何向原码转换 思考题 23 几种整数表示法的比较 24 BCD码 BCD整数 BinaryCodedDecimal 称为 二进制编码的十进制整数 使用4个二进位表示1个十进制数字 最高位仍为符号位 例如 51 BCD 101010001 3276 BCD 00011001001110110 25 引入浮点数的目的 在一定字长下 整数数值的表示范围有限 实际的数据往往有整数部分又有小数部分 实际数据有的特别大 有的特别小 2 实数 浮点数 的表示 26 很多高级程序语言 数值型数据都可以写成如下形式4 32E 2表示4 32 10 2 0 04320 432E 1表示0 432 10 1 0 0432联想一下 十进制中科学计数法 两者很类似 但又不同 27 基数 R 通常隐含为2尾数 M 必须是二进制定点纯小数尾数的位数决定数的精度阶码 E 必须是二进制定点整数 阶码的位数决定数的范围 浮点数可表示成 N M RE 28 例如假设某机器字长为16位 规定前6位表示阶码 包括阶码符号 后10位表示尾数 包括尾数符号 阶码和尾数用原码表示 则0001011110101000表示的浮点数是 29 26 5 10 0001011110101000 阶码 尾数 0 110101 2 2 101 2 符号位 11010 1 2 30 实数 浮点数 的表示范围和类型 浮点数的长度可以是32位 64位或更长 一般说来 位数越多 可表示的数的范围越大 阶码 精度越高 尾数 浮点数 实数 分类 短浮点数 浮点数 长浮点数 高精度浮点数endof2 4 31 一 西文字符编码二 汉字编码三 汉字的输入和输出四 文本处理 2 5文字的表示和处理 32 1 ASCII码 重点 ASCII码 即美国标准信息交换码 AmericanStandardCodeforInformationInterchange 使用7个二进位对字符进行编码 一 西文字符编码 33 基本的ASCII字符集共有128个字符95个可打印字符 常用字母 数字 标点符号 33个控制字符 不可直接显示或打印 特殊字符的ASCII码空格 32 A 65 a 97 0 48 下面为ASCII代码表 34 见课本P32 35 对ASCII码的说明 每个字符用标准规定的7位二进制数表示 在机内占一个字节 最高位为0 如 字符 A 的ASCII码为 01000001 2或 65 10 101 8 41 16字符 0 的ASCII码为 00110000 2或 48 10 60 8 30 16 36 对ASCII码的要求 1 学会比较ASCII字符的大小 按其ASCII码值 空格 0 9 A Z a z2 会推算同组字符ASCII码值如A的ASCII值 十进制 为65 则B C 的ASCII值分别为66 67 37 扩展ASCII码 了解 ISO陆续制定了一批适用于不同地区的扩充ASCII字符集 每种扩充ASCII字符集分别可以扩充128个字符 这些扩充字符的编码均为高位为1的8位代码 即十进制数128 255 称为扩展ASCII码 38 定义方式 用8位二进制数位表示一个字符的扩充二 十进制交换码 特点 每个字符对应一个字节 共256种说明 有很多编码没有使用 保留做为扩充 2 EBCDIC码 了解 39 40 二 汉字编码 1981年 国家颁布的 信息交换用汉字编码字符集 基本集 GB2312 80 国标码 组成 1 第一部分 字母 数字和各种符号 包括拉丁字母 俄文 日文平假名与片假名 希腊字母 汉语拼音等共682个 统称为GB2312图形符号 1 GB2312 80汉字编码 重点 41 2 第二部分 一级常用汉字 共3755个 按汉语拼音排列 3 第三部分 二级常用汉字 共3008个 按偏旁部首排列汉字共6763个字符共7445个 42 区位码 GB2312 80是一个二维代码表 有94行 94列 汉字在代码表中的位置用它所处的行号 列号表示 1 GB2312 80汉字编码 重点 43 例如 大 字的区号20 位号83 区位码是2083用2个字节表示为 0001010001010011 44 1 GB2312 80汉字编码 重点 45 国标交换码问题 信息通信中 汉字的区位码与通信使用的控制码 00H 1FH 发生冲突 解决方案 为了避免汉字区位码与通信控制码的冲突 每个汉字的区号和位号必须分别加上32 得到的代码称为汉字的 国标交换码 1 GB2312 80汉字编码 重点 46 例如 大 字的区号20 位号83区位码 2083二进制表示为 0001010001010011国标交换码 52115 32 二进制表示为 0011010001110011 47 机内码问题 文本中的汉字与西文字符经常是混合在一起使用的 汉字信息如不予以特别的标识 它与单字节的标准ASCII码就会混淆不清 解决方法 使表示GB2312汉字的两个字节的最高位 b7 都置为 1 这种汉字编码 称为GB2312汉字的 机内码 1 GB2312 80汉字编码 重点 48 例如 大 字区位码 2083二进制表示为 0001010001010011国标交换码 52115 32 二进制表示为 0011010001110011机内码 180243 128 二进制表示为 1011010011110011 B4F3 区位码 32 国标码国标码 128 机内码 49 问题 GB2312 80只有6763个汉字 使用时功能不够 解决方法 1995年发布GBK 全称为 汉字内码扩展规范 GBK字符集中一共有21003个汉字和883个图形符号 它与GB2312国标汉字字符集及其内码保持兼容 组成 共收入21886个汉字和图形符号 21003个汉字 883个图形符号 2 GBK汉字内码扩展规范 了解 50 GBK编码区分三个部分 汉字区 21003个汉字 图形符号区 用户自定义区GBK每一个字符都采用双字节表示 总体编码范围为 8140H FEFEH 共23940个码位 首字节范围 81H FEH 尾字节范围 40H FEH 2 GBK汉字内码扩展规范 了解 51 目的 统一的多文本处理环境 实现所有字符在同一字符集中统一编码 优点 编码空间极大 4个字节 能容纳足够多的各种字符集 13亿字符 缺点 4字节的字符编码使存储空间浪费严重 3 UCS Unicode汉字编码 了解 52 克服 UCS 2是双字节编码 共有字符49194个 其中包括 欧洲及中东地区使用的拉丁字母 音节文字各种标点符号 数学符号 技术符号 几何形状 箭头及其他符号中 日 韩 CJK 统一编码的汉字 53 GB18030 2000编码标准在GB2312和GBK编码标准的基础上进行了扩充 采用单字节 双字节和四字节三种方式对字符编码 因此该标准的汉字有27000多个 包括全部中 日 韩统一字符集和CJK汉字扩充的所有字符 4 GB18030 2000编码 了解 54 BIG5码是台湾 香港等地使用的汉字繁体的编码标准 它用双字节进行编码 BIG5收录了13461个汉字和符号 5 BIG5编码 了解 55 人工输入 通过键盘 手写笔或语音输入方式输入字符自动输入 将纸介质上的文本通过识别技术自动转换为文字的编码 三 汉字的输入输出 1 汉字输入 56 汉字的输出过程 输出机器内部的汉字编码 需要根据汉字编码对应的汉字字型码进行解释 生成映像 最后再传送到显示器或打印机输出 机内汉字编码 字型码 打印输出 显示器 打印机 2 汉字输出 重点 57 汉字字型码 用于汉字在显示器或者打印机上输出 汉字字型码表示形式分类 点阵表示形式矢量表示形式 58 汉字字型表示形式 汉字字型码用点阵表示16 16 占32个字节 24 24 48 48等汉字矢量表示存储描述汉字轮廓特征的信息 如 Windows中TrueType技术即为该表示形式 字符的点阵描述字符的轮廓描述 59 字型库 简称字库 同一种字体的所有字符 例如GB2312中的7000多字符 的形状描述信息的集合 不同的字体 如宋体 仿宋 楷体 黑体等 对应不同的字库 60 四 文本处理 了解 1 文本的编辑 自学 2 文本的处理 自学 3 常用文本处理软件 自学 4 常见文本类型 重点 61 根据制作文本的用途分为纯文本TXT丰富格式文本RTF根据软件的使用不同DOC PDF WPS等 4 常见文本类型 重点 62 纯文本 是由一连串的字符组成的 几乎不包含任