13计算机内部数据的表示课件

1、13计算机内部数据的表示13计算机内部数据的表示2/27D:十进制 B:二进制 O:八进制 X:十六进制4/27D:十进制 B:二进制 O:八进制 X3/27常用数制及转换2、数制的转换(1) 二进制十进制: 求幂相加法 (1011)2=23+ 21+ 20=8+2+1=11概念: 补充N位二进制数表示的数据范围1 1 0 0.0 0 1 0最高位(MSB)Most Significant Bit最低位(LSB)Least Significant Bit低位共N位高位5/27常用数制及转换2、数制的转换概念: 补充N位二进制数4/27常用数制及转换概念: 补充N位二进制数表示的数据范围：02N

2、-1：共有2N个数例如：2位2进制表示数据，可有22=4个，4位2进制表示数据，可以有24=16个。10位2进制表示数据，可以有210=1024=1K个。20位2进制表示数据，可以有220=1024*1024=1048576=1M。思考题：如果一个数为1020，那么需要几位二进制数据来表示？6/27常用数制及转换概念: 补充N位二进制数表示的数据范围5/27常用数制及转换(2) 十进制二进制整数部分：除2取余简易方法: 根据权值直接 写出(269)10 = (100001101)27/27常用数制及转换(2) 十进制二进制(269)10 6/27常用数制及转换(3) 八进制 二进制 1 位八进

3、制对应 3 位二进制八进制: 7 3 6 二进制: 111 011 1108/27常用数制及转换(3) 八进制 二进制7/27常用数制及转换(4) 十六进制 二进制 1 位十六进制 对应 4 位二进制十六进制: A 3 F 二进制: 1010 0011 11119/27常用数制及转换(4) 十六进制 二进制8/27常用数制及转换小结二进制(八进制、十六进制)十进制 :求幂相加法十进制二进制(八进制、十六进制)整数部分: 除2(8、16)取余八进制二进制: 1位八进制对应3位二进制十六进制二进制: 1位十六进制对应4位二进制 十六进制 二进制 八进制10/27常用数制及转换小结9/273二进制数

4、的算术运算 0 0 1 1 + 0 1 1 0- 1 0 0 1 1 0 1 1 - 0 1 1 0- 0 1 0 111/273二进制数的算术运算10/273二进制数的逻辑运算逻辑关系中有：真 (1); 假(0)“非”运算-NOT1 00 1NOTNOT“或”运算-OR“与”运算-AND0 0 00 1 01 0 01 1 1ANDANDANDAND0 0 00 1 11 0 11 1 1OROROROR12/273二进制数的逻辑运算逻辑关系中有：真 (1); 11/271.3.2计算机中数的表示数据，指令，符号等信息1机器数（0101）数据位数机器数受到固定位数的限制，超过范围产生“溢出”

5、8位表示的数的范围？0000000011111111 1 0 1 1 + 0 1 1 0- 1 0 0 0 113/271.3.2计算机中数的表示数据，指令，符号等12/272正负数机器数中通常用最高位来表示符号位正数0001，负数1001+8=？ 00001000-8=？ 10001000 原码表示14/272正负数13/27机器数的表示代码 原码 反码 补码+1 0001 0001 0001-1 1001 1110 1111不同码制进行运算结果不同，需要进行合适的处理才能得到正确的结果。15/27机器数的表示代码14/273定点、浮点数机器数中小数点的位置可用定点或浮点方式表示（1）定点数

6、定点数是小数点位置固定不变的数。由于小数点位置固定，小数点就不再使用记号“ ”来表示。我们通常将定点数分为定点小数和定点整数。00000000.11111111. (0255).00000000.11111111 (00.99609375)定点数据表示的数的范围有限16/273定点、浮点数15/27（2）浮点数浮点数的小数点位置不固定，在表示一个浮点数N时，一般记为D= R 2N的形式。其中R称为浮点数的尾数，是一个纯小数，N为阶码，是一个纯整数。为了在机器中表示一个浮点数，通常要将寄存器分成两部分，一部分存放阶码N，另一部分存放尾数R 。例如:8位， 0.111 0000. 尾数R 阶码N1

7、7/27（2）浮点数例如:16/271.3.3信息的表示与存储字符与汉字编码 编码 ：计算机存储和处理信息时，都采用二进制数字形式，即计算机所处理的所有的数、字母、符号都要用二进制编码来表示。 字母“a”110 0001 (ASCII码) 汉字“群”100 1000 011 1010 (国标码) (每个汉字对应两个英文字符宽度)18/271.3.3信息的表示与存储字符与汉字编码 17/27信息的表示与存储 (1) ASCII码(美国信息交换标准码) 字符编码方案，七位二进制码常见字符： 数字“3” 0 011 0011 字母“A” 0 100 000119/27信息的表示与存储 (1) ASC

8、II码(美国信18/27汉字编码（2）汉字的编码 在汉字的存储、输入和输出中，处理的并不是汉字本身，而是汉字的编码。 在汉字系统中，每个汉字对应两个英文字符宽度。不同的环境下有不同的汉字编码。如各种汉字的输入码、汉字交换码(国标码)、和汉字机内码。20/27汉字编码（2）汉字的编码19/27汉字编码信息交换用汉字编码字符集：区位码 94区*94位 115区为图形符号区1655区为一级常用汉字，共3755个，按拼音排序5687区为二级非常用汉字，共3008个，按部首排序8894为自定义汉字区“啊”为16区第1位，故区位码为1601，采用区位码输入法可以直接根据此码输入。21/27汉字编码信息交换

9、用汉字编码字符集：区位码20/27汉字编码汉字内码：计算机内部进行存储、传输使用的汉字代码。每一个代码占用2个字节。（945EH0101 1110B）为与ASCII码区别，最高位必须为1。所以有下述转换：区码16进制，加上（A0）H得到内码高字节位码16进制，加上（A0）H得到内码低字节这样，每一个汉字内码占用2个字节存储。22/27汉字编码汉字内码：计算机内部进行存储、传输使用的汉21/27汉字编码例如：前面提到的“啊”，区位码16 01，1001H（A0A0）H(BOA1)H例如：“嘉”，区位码，28 46，1C2EH （A0A0）H (BCCE)H23/27汉字编码例如：前面提到的“啊”

10、，区位码16 01，22/27汉字输入及处理过程汉字管理模块汉字标志汉字内码24/27汉字输入及处理过程汉字管理模块汉字标志汉字内码12345678910111213141516存储每个汉字的字形信息需要1616个二进制位，共2*16 = 32字节。所有汉字字形码构成了汉字字库。汉字的显示：字形码：通常采用点阵结构显示汉字，如1616点阵规定黑为1，白为0，编码为：00H,00H00H,80H3FH,0FEH 高位 低位8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 11存储每个汉字的字形信息需要1616个二进制位，共2*1624/271.4微型计算机性能指标CPU字长:一次处理数

11、据的位数 主频:影响运算速度主存容量:直接与CPU进行数据交换，由CPU地址总线的条数决定，16条有64KB存取周期:反映主存储器的速度性能I/O数据传送率:主机与外设交换数据的速度软、硬件配置及性能价格比可靠性与兼容性26/271.4微型计算机性能指标25/2727/2726/27CPU性能指标 主频:影响运算速度系统总线速度：CPU外频，L2高速缓存工作电压：CPU正常工作所需电压5V1.6V，降低功耗数学协处理器：负责浮点运算，增强多媒体指令处理功能流水线技术，超标量乱序执行和分支预测L1高速缓存：一级缓存，在cpu内部，sram构成，容量较小L2高速缓存：二级缓存，cpu外部制造工艺(提高集成度与工作频率)28/27CPU性能指标27/27计算机硬件的性能指标及评价标准计算机作为一个系统，评价其性能指标是一个较为复杂的事情。为简单起见，一般常用下列两个标准衡量：（1）MIPS (Million Instructions Per Second)：机器每秒钟执行的兆条指令数。（2）MFLOPS(Million Floating Point Operations Per Second)：机器每秒钟兆次浮点操作的次数。 29/27计算机硬件的性能指标及评价标准计算机作为一个系统28/27思考题有一个外星人，来到地球后想把地球上的知识带回去，他想了一个办法