计算机中数据的表示课件.ppt

第3章计算机中数据的表示 1 3 3计算机的逻辑思维基础 3 4数值数据在计算机中的表示与运算 3 1数字化信息编码的概念 3 5非数值信息的编码与表示 第3章 3 2了解进位计数制系统 2 数据表示 指能由计算机硬件直接识别的数据类型 如字符串 定点数 浮点数等 硬件直接识别意味着某种数据类型可用计算机硬件直接表示出来 并能由计算机指令直接调用该数据 数据表示将直接影响算法的选择 计算机硬件结构与组成 3 数据表示的发展史 定点数 浮点数 十进制数 字符串数据和堆栈数据 向量数据表示 4 信息时代几乎一切信息都要转换成数字 才能用计算机和通信技术进行传播和交流 用数字表示各种信息 叫做信息的数字化表示 也叫信息的编码 这是信息技术的重要环节 信息编码就是用少量简单的基本符号 选用一定的组合规则 以表示出大量复杂多样的信息 3 1数字化信息编码的概念 5 3 2了解进位计数制系统 进位计数制不同进位计数制间的相互转换 6 数位 一个数中的不同位置 基数 计数制中所用到的数字个数 权 不同数位上的固定常数 一 进位计数制一个数字所表示的数值大小与其在数中的位置有关 如 十进制 0 9 111 1 1 102 1 101 1 100 1 10 1 在计算机学科为了和其它几种进制的数区别 一般写成 111 1 10或111 1D或111 1D Decimal 7 二进制由数字0 1组成 基数 2权 整数部分2n 1小数部分2 n 在计算机学科为了和其它几种进制的数区别 在二进制数后加B或右下角加2B Binary 100 11 2100 11B 100 11B 1 22 0 21 0 20 1 2 1 1 2 2 4 75D 8 计算机采用二进制的优点 1 简单可行 容易实现 2 运算规则简单 3 适合逻辑运算 数的输入输出使用十进制 在计算机内部的存储 运算使用二进制 9 八进制由数字0 7组成 基数 8权 整数部分8n 1小数部分8 n 在计算机学科为了和其它几种进制的数区别 在八进制数后加O或右下角加8O Octonary 123 8123O 123O 1 82 2 81 3 80 83D 10 十六进制由数字0 9和字母A F组成 基数 16权 整数部分16n 1小数部分16 n 在计算机学科为了和其它几种进制的数区别 在十六进制数后加H或右下角加16H Hexadecimal AB 4 16AB 4H AB 4H 10 161 11 160 4 16 1 171 25D 11 二 不同进位计数制间的相互转换 1 非十进制转换为十进制写出权展开式 2 十进制转换为非十进制整数部分采用除基逆序取余法小数部分采用乘基顺序取整法例 将十进制数236 625转换为二进制 12 整数部分 结果 11101100 结论 由上可看出 用该整数首先除以2 得到的余数是二进制数的最低位 即最右边的一位数 若商为0 转换结束 若商不为0 则再除以2 又得一余数 是从右数第二位的数 如此继续下去 直到商为0停止 13 结论 由上可看出 首先用该整数的小数部分乘以2 得到乘积的整数部分是二进制数的最高位 即最左边的一位数 若得到乘积的小数部分为0 转换结束 否则 再乘以2 又得一整数 是从左数第二位的数 如此继续下去 直到乘积的小数部分为0或达到指定的位数时停止 即得 236 625D 11101100 101B 14 CDH0 14O 同理可对十进制转换为八进制 十进制转换为十六进制等进行操作 205D转换为十六进制0 1875D转换为八进制 15 练习 下列一组数中 最大的数是 A A 1A 16B 21C 11000 2D 21 8 16 位 bit 二进制位 是计算机中数据最小的单位 字节 Byte 8位二进制数组成1个字节 是衡量信息数量或存储设备容量的基本单位 1Byte 8bit 字 Word 由若干个字节组成 计算机系统中数据的单位 1KB 210B 1024B1MB 1024KB1GB 1024MB1TB 1024GB 17 3 3计算机的逻辑思维基础 人类具有高度发达的大脑 大脑是人类思维活动的物质基础 而思维是人类智能的集中体现 人脑的思维有逻辑思维 形象思维和灵感思维三种基本方式 逻辑思维的基础是概念 判断与推理 即将信息抽象为概念 再根据逻辑规则进行逻辑推理 由于概念可用符号表示 而逻辑推理可按串行模式进行 这一过程可以事先写成串行的指令由机器来完成 计算机就是这样一种用机器模拟人脑逻辑思维的人工智能系统 18 现代计算机组成单元的速度是人脑中神经元速度的几百万倍 因此 计算机处理问题的速度似乎应当比人脑快的多 事实上 对于那些推理或运算规则清楚的可编程问题 计算机确实可以高速有效地求解 例如弈棋 19 计算机在数值运算和逻辑运算方面的精确与高速极大地拓展了人脑的能力 但是计算机在解决与形象思维和灵感思维相关的问题时 却显得无能为力 例如人脸识别 婴儿从人群中认出母亲 日本脸谱识别计算机对有变化人脸显示 不是人 骑自行车 打网球等涉及联想或经验的问题 人脑可以从中体会那些只可意会 不可言传的直觉与经验 可以根据情况灵活掌握处理问题的规则 从而轻而易举地完成此类任务 而计算机在这方面则显十分笨拙 20 数据是指所有能输入到计算机中并被计算机识别 存储和加工处理的符号的总称 数值数据 128 32 56 8 非数值数据 计算机 0730 8845139 3 4数值数据在计算机中的表示与运算 21 假设用8个二进制位表示一个数 最高位是符号位 0表示正 1表示负 其余位称为数值位 1 原码 1 原 00000001 1 原 10000001 2 反码正数的反码和原码相同 负数的反码 原码基础上 除符号以外数值位全部取反 1 反 00000001 1 反 111111103 补码正数的补码和原码相同 负数的补码 反码的末位加1 1 补 00000001 1 补 11111111 22 3 5非数值信息的编码与表示 1 字符编码字符包括字母 数字和符号 用以表示字符的二进制编码称为字符编码 计算机中常用的字符编码是ASCII码 AmericanStandardCodeforInformationInterchange美国标准信息交换码 在标准ASCII码中 每个字符用七位二进制表示 编码范围从0000000到1111111 23 汉字的编码有 汉字输入码 汉字内码和汉字字形 输出 码等 汉字输入码 将汉字输入计算机而编制的代码 又称为外码 常用的输入码分为四种 数字码 区位码和电报码 音码 全拼和双拼 形码 五笔字型 和音形码 智能ABC 汉字内码 是计算机内部对汉字进行存储 处理的汉字代码 它能够满足存储 处理和传输的要求 用两个字节表示 每个字节的最高位都是1 2 汉字编码 24 汉字字形码 在屏幕或打印机上显示 输出时用的编码形式 这种编码是通过点阵的形式产生的 所有的汉字都可以在同样大的方块中显示 方块是由点组成的 所有的点就是一个点阵 每个点