新改的信息技术基础课件第2章

第2章计算机基础知识 2 1计算机运算基础2 2计算机内部信息的表示2 3计算机中数据的基本运算2 4计算机的基本工作方式 1 进位计数制的概念2 常用数制及其相互之间的转换 2 1计算机运算基础2 2计算机内部信息的表示2 3计算机中数据的基本运算2 4计算机的基本工作方式 1 几个常用术语2 数值型数据的表示3 字符型数据的表示4 声音和图像信息的表示 第2章计算机基础知识 2 1计算机运算基础2 2计算机内部信息的表示2 3计算机中数据的基本运算2 4计算机的基本工作方式 1 二进制的加法运算2 二进制的补码运算3 二进制的基本逻辑运算 第2章计算机基础知识 2 1计算机运算基础2 2计算机内部信息的表示2 3计算机中数据的基本运算2 4计算机的基本工作方式 1 计算机工作的一般过程2 计算机程序 第2章计算机基础知识 2 1计算机运算基础 十进制数逢10进1二进制数逢2进1八进制数逢8进1十六进制数逢16进1 一 进位计数制的概念将数码按序排列成若干位的数字 并遵照某种由低位到高位的进位方式来表示数值的方法 称为进位计数制 简称计数制 1 几种常用计数制表示方法 1 数码 十进制0123456789 10个 二进制01 2个 八进制01234567 8个 十六进制0123456789ABCDEF 16个 基数 数制中允许使用基本数码的个数 基数为10 2 书写规则 8906D 8906 10Decimal D可省略 1001B 1001 2Binary1237Q 1237 8Octonary10CFH 10CF 16Hexadecimal 基数为2 基数为8 基数为16 2 位权与基数的关系 例 555 55 10处在不同位置上的数字5所代表的值不同 第一位代表的是5 102 第二位代表的是5 101 最后一位代表的是5 10 2 这些数102 101 10 2就称为位权 是和数制中数码的位置有关的一常数 有了基数与位权的关系 那么任何一种数制表示的数都可以按位权展开为一个多项式之和 对应十进制值 555 55 5 102 5 101 5 100 5 10 1 5 10 2 1011 2 1 23 0 22 1 21 1 20 11 436 8 4 82 3 81 6 80 286 FDE 16 15 162 13 161 14 160 4062 2 位权与基数的关系 2 1计算机运算基础 二 不同数制之间的转换转换的基本思路 将整数部分和小数部分分别转换 然后用小数点连接起来 1 任何进制十进制 任何进制的数转换成十进制数 只要按位权展开即可 练习 172 8 1110 2 10011 01 2 A3D 16 122 14 19 25 2621 练习 10 10 10 2 10 8 10 16 10 2 8 16 9 110 1 110 5 310 E 210 1 任何进制十进制 任何进制的数转换成十进制数 只要按位权展开即可 1 整数部分的转换 2 十进制任何进制 即用R 即基数 多次去除被转换的十进制数 直至商为零 每次相除所得的余数 便是对应的进制数的一位 最后一次的余数是对应进制数的最高位 除R取余法 除2取余法 66 0 2 3 3 2 1 6 1 2 8 0 2 4 0 2 2 0 2 1 0 2 0 1 低位 高位 66 1000010B 练习 47 89 518 2345 196 101111B 1011001B 1000000110B 100100101001B 11000100B 除2取余法 2 小数部分的转换 即用R 即基数 多次去乘被转换的十进制数的小数部分 每次相乘后所得的乘积的整数部分 便是对应的进制数小数的一位 最后一次的乘积的整数部分是对应进制数小数的最低位 乘R取整法 2 十进制任何进制 乘2取整法 0 625 B0 625 2 1 251高位0 25 2 0 500 5 2 1 01低位 0 625 0 101B 乘2取整法 练习 0 125 0 25 0 36 取6位小数 0 001B 0 01B 0 010111B 十进制二进制 练习 25 75 11001 11B 3 二进制八进制 把二进制数转换成八进制数时 整数部分和小数部分要分开考虑 整数部分自右向左按三位一组 不足三位用0补齐 把每三位二进制数用对应的八进制数写出 结果就是对应的八进制数 小数部分的分组与整数部分相同 只是从左向右分 反之 将八进制数转换成二进制 只要把每位八进制数用对应的三位二进制数表示即可 二进制八进制 10100101 01011101B Q010100101 01011101024527210100101 01011101B 245 272Q 练习 10100011B 110101 0011B 171 6Q 175 206Q 243Q 65 14Q 1111001 11B 1111101 01000011B 二进制八进制 4 二进制十六进制 把二进制数转换成十六进制数时 整数部分和小数部分要分开考虑 整数部分自右向左按四位一组 不足四位用0补齐 把每四位二进制数用对应的十六进制数写出 结果就是对应的十六进制数 小数部分的分组与整数部分相同 只是从左向右分 反之 将十六进制数转换成二进制 只要把每位十六进制数用对应的四位二进制数表示即可 二进制十六进制 1011010 10111B H01011010 101110005AB81011010 10111B 5A B8H 二进制十六进制 练习 D57 7A5H 110101 0011B 3CH A9 6DH 110101010111 011110100101B 35 3H 111100B 10101001 01101101B 数制转换综合练习 1 125 B Q H 1101101101B Q H B 136 Q H2 21 875 B53 75 B3 10100011B Q H1111001 11B Q H 2 2计算机内部信息的表示 1数据 Data 所有能被计算机接受和处理的符号的集合都称为数据 数据是计算机处理的对象 是信息的载体或称是编码了的信息 2 2 1名词术语 2比特 bit 和字节 Byte 1比特即一个二进制数位 它是表示数据的最小单位 1字节由8位二进制数表示 即一个字节由b7b6b5b4b3b2b1b0八个Bit组成 最低位为b0 最高位为b7 字节 B 是计算机存储系统的最小存取数据单位 常用的单位还有 1KB 210B 1024B 称为千字节 1MB 220B 210KB 1024KB 称为兆字节 1GB 230B 210MB 1024MB 称为吉字节 3字 Word 和字长字 计算机一次能作为一个整体处理的最大一组二进制数 字长 这组二进制数的位数 字长取决于计算机的内部结构 一般都为8的整数倍 常见的微型计算机的字长有8位 16位和32位等 字长愈长 计算机的运算速度和效率愈高 一个数在计算机中的表示形式称为机器数 而这个数所表示的实际数值 称为机器数的真值 为了表示数的正 负 数的符号也数字化了 通常把一个数的最高位规定为符号位 用0表示正 用1表示负 2 2 2数值型数据的表示 1 无符号数 无符号数没有符号位 全部有效位均用来表示数的大小 当字长为n时 一个无符号数的最大值为 2n 1 2 有符号数 最高位为符号位 其余的位才是真正的数值位 原码 编码规则 符号位用0表示正 用1表示负 数值部分不变 当n 8时 原码表示数的范围 127 127 例如 8位机和16位机的一个无符号整数的最大值分别为 11111111 2 255 10 1111111111111111 2 65535 10 例如 1000101 2 原 01000101 1000101 2 原 11000101 反码编码规则 正数的反码与原码相同 负数的反码是符号位用1表示 数值位按位取反 当n 8时 反码表示数的范围 127 127 补码编码规则 正数的补码与原码相同 负数的补码为其反码加1 补码的作用 可以把减法变为加法 使正负数的加减运算转换为加法运算 当n 8时 补码表示数的范围 128 127 例如 1000101 2 反 01000101 1000101 2 反 10111010 例如 1000101 2 补 01000101 1000101 2 补 1000101 2 反 1 10111011 3 机器数中小数点的位置 定点数 小数点位置固定不变 定点整数 小数点在数的最右方 纯整数 定点小数 小数点在符号位之后 纯小数 浮点数 主要用于表示既有整数部分 又有小数部分的实数 它把一个小数点在任意位置的实数转化为用一个纯小数和某一数制的基数的整数次幂的乘积形式来表示 例如 87 37 10 0 8737 102 110 11 2 0 11011 23 2 4 数字编码计算机把十进制数转换为二进制编码时 若将每1位十进制数用4位二进制编码来表示 这种二进制编码称为BCD码 BinaryCodeDecimal 二进制编码的十进制数 最常用的BCD码为8421BCD码 数值型数据的表示 例如 36 97 10 00110110 10010111 BCD 100100110001 01000101 BCD 931 45 10 BCD码练习 41 5803 498 12 01000001 BCD 0101100000000011 BCD 010010011000 00010010 BCD 1ASCII编码 是由美国国家标准委员会制定的一种包括数字 字母 通用符号 控制符号在内的字符编码集 全称叫美国国家信息交换标准代码 西文 编码规定 每个ASCII码字符用7位二进制数表示 即ASCII码是一种7位编码 其排列次序为b6b5b4b3b2b1b0 b6为高位 b0为低位 为了占满一个字节 8位 则将最高位b7置0 后7位为ASCII码值 2 2 3字符型数据的表示 1位二进制代码由0和1共21 2种状态 2位二进制代码由00 01 10和11共22 4种状态 以此类推 n位二进制代码就是2n种组合状态 可用以表示2n个不同的字符 ASCII码字符集 是由27 128个西文字符组成 1 数字0 9 10个数字字符 ASCII码值 30H 39H 48 57 2 字母 包括26个大写字母和26个小写字母 ASCII码值 大写字母 A Z 41H 5AH 65 90 小写字母 a z 61H 7AH 97 122 3 通用符号32个 如 等 4 控制字符34个 如空格SP 20H 回车CR 0DH 等 字符规律 不同字符的ASCII码值可比较大小 小写字母大于大写字母 字母大于数字 所有字符大于空格 空格大于所有的控制字符 除了最大的一个Del 计算机进行字符处理的过程 从键盘键入字符信息 编码电路将字符转换成对应的ASCII码存入计算机 进行处理后 再将ASCII码表示的数据经字符发生器 计算机内部部件 转换成对应的字符点阵后 由显示器或打印机输出 2汉字编码 国家标准信息交换用汉字编码字符集 基本集 国标码共收集 定义了6763个基本汉字 其中包括使用频率较高的一级汉字3755个 使用频率较低的二级汉字3008个 另外还有拉丁字母 俄文字母 日语假名 希腊字母 汉语拼音字母 数字 常用符号等682个 国标码规定每个汉字用2个字节的二进制编码表示 每个字节的最高位为0 其余7位用于表示汉字信息 机内码 将国标码的2个字节的二进制代码的最高位都置1后就得到对应的汉字机内码 当计算机处理字符数据时 当遇到两个连续字节的最高位均为1 便会将这两个字节视为1个汉字机内码 而当遇到最高位为0的字节 则将其看做1个ASCII码西文字符 汉字机内码是汉字信息处理系统内部存储 处理汉字用的编码 由于汉字也要通过键盘输入 因此还必须要有汉字输入码 拼音输入 五笔输入等 在汉字输出时 需配置汉字字形码 与机内码保持映像关系 并以点阵和矢量方式形成汉字字形 2 2 4声音和图像信息的表示 自学内容 2 3计算机中数据的基本运算 1 两个1位二进制数的加 减运算规则 加法规则减法规则0 0 00 0 00 1 10 1 1 借位1 1 0 11 0 11 1 0 进位1 1 1 0 2 多位二进制数的加减运算 利用1位二进制数的加减规则 并遵循 逢二进一 借一作二 的原则 2 3 1二进制的加减运算 2 3计算机中数据的基本运算 2 二进制的补码运算 自学内容 2 3 3二进制的基本逻辑运算 1 与运算 AND 又称逻辑乘 其表示形式为 Y A B与运算的规则 0 0 00 1 01 0 01 1 1 只有A B两逻辑变量全为1时 Y才为1 否则为0 2 或运算 OR 又称逻辑加 其表示形式为 Y A B或运算的规则 0 0 00 1 11 0 11 1 1 只有A B两逻辑变量全为0时 Y才为0 否则为1 二进制的基本逻辑运算 3 非运算 NOT 指的是使某一逻辑变量取其相反值 其表示形式为 Y A非运算的规则 0 11 0 A为0 则Y为1 A为1 则Y为0 4 异或运算 XOR 表示形式为 Y A B 异或运