第1章信息技术概述课件

1、第1章 信息技术概述1.1 信息与信息技术1.2 数字技术基础1.3 微电子技术简介1.1 信息与信息技术什么是信息P？关于信息（information），至今并没有统一的定义信息就是信息，它既不是物质也不是能量。 N.Wiener（控制论创始人） 事物运动的状态及状态变化的方式。 客观事物立场认识主体所感知或所表述的事物运动及其变化方式的形式、内容和效用。 认识主体立场 什么是信息？ 信息有哪些性质？ 普遍性：凡有事物的地方，就必然存在信息，信息广泛存在 动态性：事物是在不断运动变化之中的，信息也必然随时间而改变 时效性：由于信息的动态性，信息的使用价值会随着时间而衰减多样性：语言、文字、声

2、音、图片等都是信息的表现形式(也称为信息的载体或媒体) 可传递性：信息可通过媒介在人-人，人-物，物-物之间传递，信息传递才能发挥信息的作用 可共享性：信息与物质，能量显著不同的是，同一信息在同一时间可被多个主体共有，信息能无限地进行复制和传递，不因使用而有损耗快速增长性：随着社会的发展，信息在快速增长！(信息爆炸)什么是信息处理P ？信息处理指的是与下列内容相关的行为和活动： 信息的收集(如信息的感知、测量、获取、输入等)信息的传递(如邮寄、电报、电话、广播等 ) 信息的加工(如信息的分类、计算、分析、转换等) 信息的存储(如书写、摄影、录音、录像等)信息的施用(如控制、显示、指挥、管理等)

3、 人工进行信息处理的过程P 人工信息处理的不足： 算不快 记不住 传不远 看（听）不清什么是信息技术P ？信息技术（Information Technology，或 Information & Communication Technology，简称IT或ICT ）指的是用来扩展人们信息器官功能、协助人们更有效地进行信息处理的一门技术。内容包括： 信息技术的发展历史语言的形成和使用 文字的创造 造纸技术的出现 印刷技术的发明 电报和电话通信 广播、电视 雷达、卫星 计算机 因特网 现代信息技术有什么特征P ？ 三大特征：采用电子技术（包括激光技术）以数字技术（计算机）为基础以软件为核心内容：计算

4、机、微电子、通信、广播、遥感遥测、自动控制、机器人等什么是信息处理系统？用于辅助人们进行信息获取、传递、存储、加工处理、控制及显示的综合使用各种信息技术的系统，可以通称为信息处理系统信息处理系统的结构： 信息处理系统举例 雷达： 以感测与识别为主要目的电视/广播： 以单向、点到多点的信息传递为主要目的电话：以双向、点到点的信息交互为主要目的网络聊天室：双向信息交互为主要目的银行：以处理金融信息为目的图书馆：以信息收藏和检索为主要目的因特网：跨越全球的多功能信息处理系统 信息技术对社会和经济的影响信息技术不断为传统产业升级改造注入新内涵，大大提高了传统产业的劳动生产率；信息技术孕育和催生了许多新

5、兴产业（包括信息产业），他们在经济增长中占显著地位；信息技术的泛在兼容和深度渗透推动了管理扁平化和社会信息化信息技术推动了经济全球化的发展，进一步加快了世界各国社会经济的发展！什么是信息产业？ 信息产业是指信息设备生产制造，以及利用这些设备进行信息采集、储存、传递、处理、制作与服务的所有行业与部门的总和我国信息产业存在哪些问题？(1)核心技术、关键设备和元器件受制于人（高端芯片、核心软件、关键元器件、高端设备以及专用设备等）(2)产业结构亟需优化（信息产业位于国际产业分工的价值链低端，加工组装的比重高，经济效益低，主要依靠降价销售参与市场竞争）(3)信息技术应用水平不高(4)体制机制有待完善人

6、类正进入信息社会信息和数据的关系补充（1）既区别又联系：国际标准化组织（ISO）对数据所下的定义是：“数据是对事实、概念或指令的一种特殊表达形式，这种特殊的表达形式可以用人工的方式或自动化的装置进行通信、翻译转换或加工处理”。由于数字、文字、图形、声音和活动图像都可以表达事实、概念或指令，因此它们都是数据。数字、文字、图形、声音、活动图像等只有用二进制编码表示后才能由计算机进行加工处理和传输，因此，二进制编码表示的数字、文字、图形、声音、活动图像、命令等都是计算机系统中的数据。 所以，在计算机技术领域中，P数据是信息的载体，信息是数据的内涵。当强调数据向人们所传递的含义时，它就变成了信息。因此

7、，计算机信息处理的本质是数据处理，数据处理的目的是获取有用的信息。在不引起混淆的时候，信息和数据这2个词通常并不严格加以区分。 第1章 信息技术概述 1.3 微电子技术简介1.3 微电子技术简介(1)微电子技术与集成电路 P电子电路中元器件的发展演变什么是集成电路？ P集成电路 (Integrated Circuit，简称IC)：以半导体单晶片作为基片,采用平面工艺，将晶体管、电阻、电容等元器件及其连线所构成的电路制作在基片上所构成的一个微型化的电路或系统。现代集成电路使用的半导体材料：硅、砷化镓P P集成电路的优点：体积小、重量轻功耗小、成本低速度快、可靠性高 IC是所有电子产品的核心 P集

8、成电路的分类按用途分：通用集成电路如： P微处理器和存储器芯片 专用集成电路（ASIC）按电路的功能分：数字集成电路模拟集成电路按晶体管结构、电路和工艺分：双极型（Bipolar）电路金属氧化物半导体(MOS)电路双极金属氧化物半导体电路P按集成度(单个集成电路所含电子元件的数目)分：（PPC机中的微处理器、芯片组、图形加速芯片等都是VLSI或ULSI）(2)集成电路的制造(选学)集成电路的制造流程 集成电路的封装 (3)集成电路的发展趋势 IC集成度提高的规律Moore定律：P单块集成电路的集成度平均每1824个月翻一番 (Gordon E.Moore,1965年) 集成电路技术的发展趋势

9、进一步提高集成度的问题与出路 问题：线宽进一步缩小后，晶体管线条小到纳米级时，其电流微弱到仅有几十个甚至几个电子流动，晶体管将逼近其物理极限而无法正常工作出路：在纳米尺寸下，纳米结构会表现出一些新的量子现象和效应，人们正在利用这些量子效应研制具有全新功能的量子器件，使能开发出新的纳米芯片和量子计算机同时，正在研究将光作为信息的载体，发展光子学，研制集成光路，或把电子与光子并用，实现光电子集成 (4) IC卡简介什么是 IC卡？P IC卡(chip card、smart card)，又称为集成电路卡，它是把集成电路芯片密封在塑料卡基片内，使其成为能存储信息、处理和传递数据的载体特点：存储信息量大

10、保密性能强可以防止伪造和窃用抗干扰能力强可靠性高应用举例：作为电子证件，记录持卡人的信息，用作身份识别（如身份证、考勤卡、医疗卡、住房卡等）作为电子钱包（如电话卡、公交卡、加油卡等）IC卡的类型(按芯片分类P)存储器卡：封装的集成电路为存储器，信息可长期保存，也可通过读卡器改写。结构简单，使用方便。用于安全性要求不高的场合，如电话卡、水电费卡、公交卡、医疗卡等（带加密逻辑的存储器卡增加了加密电路）CPU卡：封装的集成电路为中央处理器（CPU）和存储器，还配有芯片操作系统(Chip Operating System)，处理能力强，保密性更好，常用作证件和信用卡使用。手机中使用的SIM卡就是一种特

11、殊的CPU卡。IC卡的类型(按使用方式分类P) 接触式IC卡(如电话IC卡)表面有方型镀金接口，共8个或6个镀金触点。使用时必须将IC卡插入读卡机，通过金属触点传输数据。用于信息量大、读写操作比较复杂的场合,但易磨损、怕脏、寿命短非接触式IC卡(射频卡、感应卡) 采用电磁感应方式无线传输数据，解决了无源（ P卡中无电源）和免接触问题操作方便，快捷，采用全密封胶固化，防水、防污，使用寿命长用于读写信息较简单的场合，如身份验证等非接触式IC卡的工作原理（选学）选学： 非接触式IC卡在身份证中的使用 第二代身份证使用非接触式CPU卡，可实现“电子防伪”和“数字管理”两大功能 ：电子防伪措施：个人数据

12、和人脸图像经过加密后存储在芯片中，需要时可通过非接触式读卡器读出进行验证。以后还可以将人体生物特征如指纹等保存在芯片中，以进一步提高防伪性能数字管理功能：存储器能储存多达几兆字节的信息，采用分区存储，按不同安全等级授权读写采用数据库和网络技术，实现全国联网快速查询和身份识别，使二代证在公共安全、社会管理、电子政务、电子商务等方面发挥重要作用 选学： RFID及其应用 当电子标签进入阅读器的磁场后，它接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量，发送出存储在芯片中的信息，由阅读器读取，然后送CPU进行处理附：背景材料IC技术发展减小蚀刻尺寸减小蚀刻尺寸，缩小晶体管、电阻、电容和连线的尺寸尺

13、寸越小，开关速度越快，性能越高相同面积晶片可容纳的晶体管数目就越多，成本越低8086的蚀刻尺寸为 3mPentium的蚀刻尺寸是 0.80mPentium 4的蚀刻尺寸当前是 0.09m（90纳米）酷睿2双核的蚀刻尺寸为 0.065m（65纳米） 酷睿2四核的蚀刻尺寸为 0.045m（45纳米）酷睿i7六核的蚀刻尺寸为 0.032m（32纳米） IC技术发展增大晶圆面积增大硅晶圆的面积：使每块晶圆能生产更多的芯片比如，使用0.13微米的工艺在200mm的晶圆上可以生产大约179个处理器核心，而使用同样工艺在300mm的晶圆可以制造大约427个处理器核心，而实际成本提高不多 Intel CPU芯

14、片工艺的进展 1.3 通信技术入门 1.3.1 通信的基本原理1.3.2 模拟通信与数字通信1.3.3 光纤通信和无线通信1.3.4 移动通信1.3.1 通信的基本原理 什么是通信(communication)？广而言之，通信就是信息的(远距离)传递与交流现代通信使用电波或光波传递信息的技术，也称为电信（telecommunication），如电报、电话、传真、电子邮件、BBS、QQ等通信的发展历史：1836年，英国建成第一条电报线路(Morse电报)1876年，美国人A.G.Bell研制成可供实用的电话 20世纪初，马可尼实现了跨越大西洋的无线电报通信1918年出现收音机和无线电广播1938

15、年第一个电视台开始播出1940s 出现彩色电视1960s 出现计算机网络对通信系统的一般要求远距离：传输距离要远低成本：传输成本要低高速度：从发生到接收的延迟时间要短可靠：传输的信息不能有错误方便：任何时间和地点都能通信安全：传输的信息要保密，不能泄漏通信系统的模型 通信的三要素：通信系统的组成通信终端（如电话机）传输设备（如电话线）交换设备（如程控交换机）模拟信号与数字信号通信系统中被传输的信息必须转换成某种电信号(或光信号) 才能进行传输模拟信号如何传输？近距离传输：直接传输 (如：MP3播放器 耳机 ；计算机输出信号 投影仪)远距离传输：通过载波来传输模拟信号(如：广播电台收音机) 研究

16、发现，高频振荡的正弦波信号在长距离通信中能够比其他信号传送得更远。因此若把高频振荡的正弦波信号作为携带信息的载波，把模拟信号放在(调制在)载波上传输，则可比直接传输远得多利用信源信号去调制载波的某个参数（幅度、频率、相位），这个过程叫做“调制” 接收方把载波所携带的信号检测出来，恢复为原始信号的形式，这个过程叫做“解调” 模拟信号如何进行载波传输？ 三种调制方法 数字信号如何传输？近距离传输方法基带传输近距离传输时：不加处理直接进行（如：USB连接）较长距离传输：需作码型转换（如：以太网中传输数字信号）数字信号的三种调制方法小结1: 远距离通信必须使用MODEM 怎样降低传输成本？ 分析： 通

17、信系统中，传输线路的建设和维护成本占整个系统成本的相当大的份额一条传输线路（铜线、光纤、无线电波）的容量通常远超过传输1路用户信号所需的能力降低成本采用的技术多路复用技术(Multiplexing) 多路信号使用同一条传输线同时进行传输方法 频分多路复用（FDM）时分多路复用（TDM）波分多路复用（WDM）频分多路复用(Frequency Division Multiplexing, FDM) 思想：将每个通信终端发送的信号调制在不同频率的载波上，通过频分多路复用器(MUX)将它们复合成为一个信号，然后在同一传输线路上进行传输。抵达接收端之后，借助分路器(DEMUX)把不同频率的载波分离出来，

18、送到不同的接收设备工作原理：频分多路复用举例1广播电台节目的发送与接收频分多路复用举例2时分多路复用(Time Division Multiplexing, TDM) 思想：各通信终端（计算机、电话）以规定的顺序和时间轮流使用同一传输线路进行数据传输工作原理：同步和异步时分多路复用波分多路复用(Wave Division Multiplexing, WDM) 为提高传输效率，1根光纤中可以同时传输几种不同波长的光波，每种光波各自传输自己所携带的信息，速率可达到 40G-100Gbit/s 原理：小结2: 多路复用可以降低通信成本通信系统的原理示意图1.3.2 模拟通信与数字通信 模拟通信信源产

19、生的模拟信号直接进行传输或者通过对载波调制后进行传输的通信技术称为模拟通信技术 应用：(传统的)有线载波电话无线电广播电视（卫星电视、数字有线电视除外）优点：历史长，技术成熟，结构简单，成本低缺点：在信号的调制和传输过程中易受噪声干扰，传输质量不够稳定趋势：已经越来越多地被数字通信所取代 什么是数字通信？将信源产生的模拟信号转换为数字信号（或信源直接产生数字信号）之后，直接进行传输或通过用数字信号对载波进行数字调制来传输信息的技术称为数字通信 数字通信技术的优点：抗干扰能力强，差错可控制，无噪声积累，传输质量高灵活性好，能适应多种应用需求，声音、图像、数据均可传输传输的数字信号可以直接由计算机

20、进行存储、管理和处理数字信号的加密比模拟信号容易，所以通信的安全性高数字电路容易用超大规模集成电路实现，有利于通信设备的小型化、微型化，也降低了功耗 数字通信采用的技术数字调制/解调技术调幅；调频；调相多路复用技术时分多路；频分多路；波分多路交换技术电路交换；分组交换模-数和数-模转换技术；数字编码和数据压缩技术数字通信技术应用举例（1）当今长途电话系统的中继通信 补充：PCM编码PCM（脉冲编码调制）原理：将模拟信号按时间间隔T取样，再把取样得到的每一个样本用二进制整数表示数字通信技术应用举例（2）卫星电视数字传输：用数字传输技术传输模拟信号 1.3.3 光纤通信与无线通信 传输介质的类型与

21、特点双绞线和同轴电缆原理：利用电流(电压)传输信息双绞线分类3类线(10 Mb/s)；5类线(100Mb/s)； 6类线(200Mb/s)无屏蔽双绞线 (UTP)；屏蔽双绞线 (STP) 光纤与光缆光导纤维（光线的入射角足够大时，就会出现全反射，重复此过程，光就沿着光纤传播下去）无线通信原理：模拟信号或数字信号使用电磁波调制后进行传输 微波通信微波：300MHz300GHz范围内的电磁波，波长为1 m1mm卫星通信 卫星通信的重要应用GPS 例美国研制GPS系统24颗卫星在1.2万公里高空以12小时的周期绕地球运行地面任意点在任何时刻都可同时观测到4颗以上卫星原理：由于卫星的位置是精确可知的，

22、通过地面接收机可测得与卫星的距离，利用三维坐标中的距离计算公式，就可以推导出接收机的地理位置(经度、纬度和高程)定位精度：民用大约几十米军用可高得多GPS卫星接收机根据用途有：导航型、测地型、授时型等产品形式：独立的GPS导航仪，也可集成在电脑、手机、MP3(MP4)播放器、甚至手表中有线信道：双绞线、同轴电缆、光纤1.3.4 移动通信（补充） 什么是移动通信？ 处于移动状态的对象相互间的通信，如手机、无绳电话、寻呼系统等优点：克服通信终端位置对用户的限制，快速和及时地传递信息蜂窝移动通信原理 每10km20km的区域称为单元（形似蜂窝），单元的中央建有一个基站，该单元内所有手机都向该基站发送

23、信号并接收基站发给的信号所有单元既相互分割，又彼此有所交叠，连成整个移动通信服务网所有基站都通过微波或电缆、光缆与移动交换中心通信手机每个时刻都处于某个特定单元的基站控制之下，通话时使用两个频率（一个上行频率，一个下行频率），同一单元内同一时刻的不同手机使用不同的频率进行通信，相互不影响第二代移动通信系统传输的是数字化的语音/文字信号使用频段：900MHz/1800MHz我国使用的2种标准：GSM（欧洲移动通信系统，也称全球通、全数字系统)中国电信的GSM网已基本实现县以上城市的覆盖, 接入号有139135、130采用频分多路复用技术(分为124个上下行信道)和时分多路复用(每个信道8个连接)

24、，每个蜂窝理论上支持992个连接，实际上可有200多个CDMA (码分多址接入，Code Division Multiple Access)所有手机都占用相同带宽和频率，在整个频段上进行信号传输,但它们分别采用不同的编码原理加以区分，即CDMA给每一手机分配一个唯一的码序列（扩频码），并用它对承载信息的信号进行编码抗干扰能力强，系统容量大，接通率高，噪声小， 第三代数字移动通信系统第2代移动通信的不足：（1）数据传输速率过低（9.6kb/s或57kb/s）（2）容量有限，不能满足发达地区手机用户高度密集的要求。 （3）不能实现覆盖全球的无缝连接第3代移动通信技术（简称3G）的目标：（1）全球漫

25、游（2）适应多种环境，地面移动通信与卫星移动通信相结合（3）提供高质量的话音通信、数据通信和高分辨率图像通信（4）提供足够的系统容量，具有高保密性和优质的服务我国采用的3种技术标准：1.2 数字技术基础 1.2.1 比特1.2.2 比特与二进制数1.2.3 信息在计算机中的表示1.2.4 比特的运算 1.2.5 小结1.2.1 信息的基本单位 比特(bit)什么是比特？比特（bit，binary digit的缩写）中文翻译为“二进位数字”、“二进位” 或简称为 “位” 比特只有 2 种取值：0和1，一般无大小之分如同DNA是人体组织的最小单位、原子是物质的最小组成单位一样，比特是组成数字信息的

26、最小单位 数值、文字、符号、图像、声音、命令都可以使用比特来表示 例 用比特表示图像比特在计算机中如何表示？表示一个比特需要使用两个状态：电路的高电平状态或低电平状态(CPU)电容的充电状态或放电状态(RAM) 两种不同的磁化状态(磁盘) 光盘面上的凹凸状态(光盘) 例1：CPU内部比特的表示CPU内部通常使用高电平表示1，低电平表示0比特的存储（1）存储(记忆)1个比特需要使用具有两种稳定状态的元器件，例如：开关、灯泡等。比特的存储（2）计算机存储器中用电容器存储二进位信息：当电容的两极被加上电压，它就被充电，电压去掉后，充电状态仍可保持一段时间，因而1个电容可用来存储1个比特比特的存储（3

27、）磁盘：利用磁介质表面区域的磁化状态来存储二进位信息存储容量的计量单位P 8个比特1个字节（byte，用大写B表示）P计算机内存储器容量的计量单位：KB: 1 KB=210字节=1024 B （千字节）MB: 1 MB=220字节=1024 KB（兆字节）GB: 1 GB=230字节=1024 MB（吉字节、千兆字节）TB: 1 TB=240字节=1024 GB（太字节、兆兆字节）P外存储器容量经常使用10的幂次来计算：1MB103 KB 1 000 KB 1GB106 KB 1 000 000 KB1TB 109 KB = 1 000 000 000 KB 现 象 160GB的移动硬盘实际容

28、量160,041,885,696 字节原 因: 不同进位制前缀的使用场合P内存、cache、半导体存储器芯片的容量均使用二进制前缀：512MB的内存条（ 1M220 ）256KB 的cache（1K 210 ）P文件和文件夹的大小使用二进制前缀P频率、传输速率等使用十进制前缀：主频 1GHz（1G109）传输速率 100Mbps（1M106）P外存储器（硬盘、DVD光盘、U盘、存储卡等）容量：厂商标注的容量使用十进制前缀操作系统显示的容量使用二进制前缀解决方案：使用两种不同的前缀符号已经采用IEC（国际电工委员会）建议符号的有：Mozilla Firefox，BitTornado，Linux，

29、以及其他一些GNU自由软件尚未采用IEC建议符号的有：微软公司等比特的传输信息是可以传输的，信息只有通过传输和交流才能发挥它的作用在数字通信技术中，信息的传输是通过比特的传输来实现的近距离传输时：直接将用于表示“0/1”的电信号或光信号进行传输（称为基带传输），例如：计算机读出或者写入移动硬盘中的文件使用打印机打印某个文档的内容远距离传输或者无线传输时：需要使用调制技术（参见第4章第1节） 比特的传输速率P传输速率表示每秒钟可传输的二进位数目，常用单位是：比特/秒(b/s)，也称“bps”。如 2400 bps(2400b/s)千比特/秒(kb/s)，1kb/s=103比特秒=1 000 b/

30、s 兆比特/秒(Mb/s)，1Mb/s=106比特秒=1 000 kb/s吉比特/秒(Gb/s)，1Gb/s=109比特秒=1 000 Mb/s太比特/秒(Tb/s)，1Tb/s=1012比特秒=1 000 Gb/s 1.2.2 P比特与二进制数 不同进位制数的表示和含义 “数”是一种信息，它有大小（数值），可以进行四则运算 “数”有不同的表示方法。日常生活中人们使用的是十进制数，但计算机使用的是二进制数，程序员还使用八进制和十六进制数，它们怎样表示？其数值如何计算？十进制数每一位可使用十个不同数字表示（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9）低位与高位的关系是：逢10进1各位的权值是10的整

31、数次幂（基数是10 ）标志： 尾部加“D”或缺省例：204.96=21020101410091016102二进制数 每一位使用两个不同数字表示（0、1），即每一位使用 1 个“比特”表示 低位与高位的关系是：逢2进1 各位的权值是 2 的整数次幂（基数是2 ） 标志： 尾部加B例：101.01 B =122021120 021122 5.25八进制数 每一位使用八个不同数字表示（0、1、2、3、4、5、6、7） 低位与高位的关系是：逢8进1 各位的权值是8的整数次幂（基数是8 ） 标志：尾部加Q 例： 365.2Q = 382+ 681+ 580 + 281 = 245.25十六进制数每一位使

32、用十六个数字和符号表示（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F ）逢16进1, 基数为16各位的权值是16的整数次幂（基数是16 ）标志：尾部加H例： F5.4H=15161 + 5160 + 4161 = 245.25 P不同进位制数的比较 P不同进制数的相互转换 熟练掌握不同进制数相互之间的转换，在编写程序和设计数字逻辑电路时很有用 只要学会二进制数与十进制数之间的转换，与八进制、十六进制数的转换就不在话下了十进制数 二进制数转换方法：整数和小数放开转换 整数部分：除以2逆序取余 小数部分：乘以2顺序取整例如：29.6875 11101.1011 B 注意：十进制小

33、数（如0.63）在转换时会出现二进制无穷小数，这时只能取近似值 二进制数 十进制数转换方法： 二进制数的每一位乘以其相应的权值，然后累加即可得到它的十进制数值例： 11101.1011B = 124123122021120 121022123124 = 29.6875 八进制数与二进制数的互换八进制二进制：把每个八进制数字改写成等值的3位二进制数，且保持高低位的次序不变 例： 2467.32Q 010 100 110 111 . 011 010 B二进制八进制：整数部分从低位向高位每3位用一个等值的八进制数来替换，不足3位时在高位补0凑满3位；小数部分从高位向低位每3位用一个等值八进制数来替换

34、，不足3位时在低位补0凑满三位 例： 1 101 001 110.110 01 B 001 101 001 110.110 010 B 1516.62 Q 十六进制数与二进制数的互换转换方法：与八、二进制互换的方法类似例1：35A2.CFH 11 0101 1010 0010.1100 1111B 例2：11 0100 1110.1100 11B 34E.CCH二进制数的算术运算1位二进制数的加、减法运算规则：1.2.3 信息在计算机中的表示 PC机中数的主要类型都采用二进制表示，有不同类型和不同长度不同类型和不同长度的数各有不同的用途无符号整数的表示采用“自然码”表示：取值范围由位数决定：8

35、位： 可表示0255 (28-1)范围内的所有正整数16位：可表示065535(216-1)范围内的所有正整数n位： 可表示 02n-1范围内的所有正整数。 带符号整数的表示（1）表示方法：用一位表示符号，其余用来表示数值部分选讲： 带符号整数的表示（2）负数的绝对值如何用补码表示？先表示为自然码将自然码的每一位取反码在最低位加“1”例1: - 43用8位补码表示 所以：- 43 的8位补码为：11010101 例2： - 64用8位补码表示所以：- 64 的8位补码为：11000000 选讲： 带符号整数的表示（3）优缺点分析：原码表示法优点：与日常使用的十进制表示方法一致，简单直观缺点：加

36、法与减法运算规则不统一，增加了成本；整数0 有“00000000”和“10000000”两种表示形式，不方便补码表示法优点：加法与减法运算规则统一， 没有“-0”,可表示的数比原码多一个(-2n-1)缺点：不直观，人使用不方便结论：带符号整数在计算机内不采用“原码”而采用“补码”的形式表示！选讲： 带符号整数的表示（4）原码可表示的整数范围8位原码： - 27+127- 1（- 127127）16位原码： - 215+1215- 1（- 3276732767）n 位原码： - 2n-1+12n-1- 1补码可表示的整数范围 8位补码：- 2727- 1 （- 128127 ) n位补码：- 2

37、n-12n-1- 1 小结：3种整数的比较选讲（参阅读材料1.3）： 实数的特点与表示方法 特点：既有整数部分又有小数部分，小数点位置不固定整数和纯小数是实数的特例任何一个实数总可以表达成一个乘幂和一个纯小数之积例如： 56.725 = 0.56725102 0.0034756 = -0.34756102 实数的表示方法（记阶法/浮点表示法）：用3个部分表示乘幂中的指数(也称阶码):表示实数中小数点的位置纯小数部分(尾数)：表示实数中的有效数字部分数的正负(符号)选讲： 二进制实数的浮点表示 与十进制实数一样，二进制实数也可以用记阶法表示 例如： +1001.011B = + 0.1001011B2 100 0.0010101B = 0.10101B210 可见，任一个二进制实数 N 均可表示为： N=S2P （其中， 是该数的符号； S是N 的尾数；P是N的阶码）因此，32位的单精度浮点数在计算机中可表示为：文字符号在计算机中的表示 日常使用的书面文字由一系列称为“字符”(character)的书写符号所构成计算机中常用字符的集合叫做“字符集” 西文字符集中文(汉字)字符集（参见第5章）最常用的西文字符集是ASCII (American Standard Code for Information Interchange)字符集包含96个可打印字符和32个控制字