第1章计算机与信息技术概述

第一章计算机与信息技术概述本章主要内容引言：什么是计算机？引言：什么是计算机？计算机的英文名称是computer，但计算机不是计算器，其功能远远超过计算功能。当今社会，计算机已经走进了万家亿户,计算机几乎无所不能，无孔不入，各行各业都离不开计算机，学习生活娱乐离不开计算机，难怪我们给计算机一个非常形象的称谓——“电脑”。可是，计算机究竟是什么？它都能做些什么呢？引言：什么是计算机？计算机不是图书馆，却能让我们博览群书引言：什么是计算机？计算机不是报纸，却能让我们饱览全国各地报纸引言：什么是计算机？计算机不是商场，却能让我们足不出户，就能货比百家，买到心仪的商品。引言：什么是计算机？计算机不是电视机，却能让我们随时随地观看自己喜爱的节目。引言：什么是计算机？计算机能做的事还有很多很多……计算机可以用于办公自动化、生产控制、信息管理、浏览新闻、查阅学习资料和百科知识、创作动画视频、开发软件、下载资料、美化相片、听歌、听收音机、看电影电视、购物、看报纸、和朋友聊天、发电子邮件、发手机短消息、游戏娱乐等等，集电视机、收音机、影碟机、电话机、录音机等多种电器于一体，可谓神通广大，老少皆宜。计算机究竟是什么？计算机实际上只是一种电子设备，是一种能够高速地、自动地进行信息处理的电子设备。从本质上讲，计算机是一种工具，但它不是交通运输工具不是机械加工工具不是···普通的工具计算机是一种现代化的信息处理工具计算机所表现出来的神通广大的功能全是其信息处理的结果。什么是信息处理？信息处理就是对信息进行收集、存储、传递、加工处理、发布、使用等过程的统称。人们对信息进行处理时首先要通过感觉器官获得信息，然后通过大脑和神经系统对信息进行传递、加工和存储，最后通过言、行或其他形式发布信息。计算机究竟是什么？计算机处理信息的过程与人类基本一致。计算机信息处理的简化模型人们通过输入设备把需要处理的信息输入计算机，计算机通过中央处理器把信息加工后，再通过输出设备把处理后的结果告诉给人们。

加入内存有什么用呢？打个比方，如果老师让你心算一道简单题，你肯定毫不费劲就算出来了，可是如果老师让你算20个三位数相加，你心算起来肯定很费力，但如果给你一张草稿纸的话，你也能很快算出来。计算机也是一样，一个没有内存的计算机如果让它进行一个很复杂的计算，它可能根本就没有办法算出来，因为它的存储能力有限，无法记住很多中间的结果。但如果给它一些内存当“草稿纸”的话，计算机就可以把一些中间结果临时存储到内存上，然后在需要的时候再把它取出来，进行下一步的运算，如此往复，计算机就可以完成很多很复杂的计算。中央处理器处理信息时，其中间结果都临时存放在内存，假如在信息处理结束后，处理的结果仍然存放在内存中，则如果遇到突然停电的情况，内存中的数据就会全部消失。也正因为如此，人们才在计算机模型中加入了外部存储器，把内存中的处理结果再存储到外部存储器中，这样停电后数据也不会丢失了。常见的外存储器有硬盘，光盘，U盘等。

1.1计算机发展概述1.1.1计算机的产生和发展1.1.1计算机的产生和发展计算机是20世纪人类历史上最伟大的发明之一。在短暂的半个多世纪里，计算机技术取得了迅猛的发展。如今，计算机的应用领域已经渗透到各行各业，成为当今社会不可缺少的信息处理工具。1、第一台计算机的诞生1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生了世界上第一台计算机ENIAC（电子数字积分机与计算机，又称作埃尼尔克）。用途：军事计算速度：5000次/秒体积：170平方米，30吨，140千瓦价格：40万美元2、计算机发展的四个阶段根据计算机所使用的电子器件的不同，人们将计算机的发展过程划分为四个阶段。2、计算机发展的四个阶段（续）(1)第一代（约1946-1957）电子管计算机

●速度：几十～几万次/秒

●内存：磁鼓，千字

●外设：磁带

●机器语言或汇编语言编程

●

主要用于科学计算

第一代电子计算机中使用的磁鼓存储器电子管(2)第二代（约1957-1964）晶体管计算机速度：几十万次/秒内存：磁芯，十万字外设：磁盘使用FORTRAN等高级语言编程开始用于数据处理领域

晶体管2、计算机发展的四个阶段（续）(3)第三代（约1965-1973）中小规模集成电路(SSI,MSI)计算机速度：几十万次～几百万次/秒内存：半导体存储器高级语言,开始使用操作系统广泛用于科学计算、数据处理、工业控制领域2、计算机发展的四个阶段（续）(4)第四代（1974年起）大规模(LSI)和超大规模（VLSI）计算机速度：几百万次～亿次/秒内存：半导体存储器出现了微型计算机广泛应用于各行各业2、计算机发展的四个阶段（续）第1～4代计算机的对比代别年代使用的元器件使用的软件类型主要应用领域第1代20世纪40年代中期～50年代末期CPU：电子管内存：磁鼓使用机器语言和汇编语言编写程序科学和工程计算第2代20世纪50年代中、后期～60年代中期CPU：晶体管内存：磁芯使用FORTRAN等高级程序设计语言开始广泛应用于数据处理领域第3代20世纪60年代中期～70年代初期CPU：SSI，MSI内存：SSI，MSI的半导体存储器操作系统、数据库管理系统等开始使用在科学计算、数据处理、工业控制等领域得到广泛应用第4代20世纪70年代中期以来CPU：LSI、VLSI内存：LSI、VLSI的半导体存储器软件开发工具和平台、分布式计算、网络软件等开始广泛使用深入到各行各业，家庭和个人开始使用计算机1.1.2微电子技术1、什么是微电子技术微电子技术是指将尺寸在微米数量级，甚至是纳米数量级的晶体管等基础元件集成在一块半导体芯片上的电路集成技术。微电子技术是计算机和通信设备的硬件核心，是现代信息产业的关键技术。微电子技术的核心技术是集成电路技术。1、什么是微电子技术集成电路的分类按功能分为数字集成电路和模拟集成电路按用途分为通用集成电路和专用集成电路集成电路的特点

体积小、重量轻、功耗小、成本低、速度快、可靠性高等。2、纳米世界1纳米=10-9米=10亿分之一米=1nm将一纳米的物体放到乒乓球上，就像一个乒乓球放在地球上一般。1纳米相当于头发丝的十万分之一所谓“纳米科技”，就是在0.1~100纳米的尺度上，研究和利用原子、分子的结构、特征及相互作用的高新科学技术一根头发宽度可以摆放2000多个45纳米晶体管45nm(1μm=1000nm，1nm为10亿分之一米)不是指的芯片上每个晶体管的大小，而是指芯片上晶体管和晶体管之间导线连线的宽度，简称线宽。半导体业界习惯上用线宽这个工艺尺寸来代表硅芯片生产工艺的水平。一个45纳米晶体管可在1秒钟内切换34亿次2、纳米世界3、微电子技术与计算机的关系微电子技术最重要的应用领域是计算机领域。微型计算机的各个组成部分都离不开微电子技术。集成电路技术的飞速发展加快了计算机更新换代的速度。一代一代经典的CPU4、集成电路的发展规律集成电路的工作速度主要取决于晶体管的尺寸。晶体管的尺寸越小，其工作的速度就越快，相同面积的晶片可容纳的晶体管数目就越多。所以从集成电路问世以来，人们就一直在缩小晶体管、电阻、电容、连接线的尺寸上下功夫。4、集成电路的发展规律（续）1965年美国Intel公司的创始人之一戈登·摩尔（GordonE.Moore）根据1958年以来集成电路的发展情况，预测每18个月同样硅片面积上的晶体管数目将翻一番，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18个月翻两倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。4、集成电路的发展规律（续）“摩尔定律”带动了芯片产业白热化的竞争。在纪念这一定律发表４０周年之时，作为英特尔公司名誉主席的摩尔说：“如果你期望在半导体行业处于领先地位，你无法承担落后于摩尔定律的后果。”英特尔、摩托罗拉、AMD公司等围绕“摩尔定律”的竞争像大浪淘沙一样激烈。4、集成电路的发展规律（续）目前，最先进的集成电路技术已经能够将23亿个晶体管集中在指甲盖大小的区间里。4、集成电路的发展规律（续）

在2012年IDF上，Intel高管MarkBohr对他们的14nm工艺进程进行了介绍，并阐述了公司近年来工作的发展。据悉，Intel有望在2013年晚些时候引入14nm工艺。从2015年开始，Intel将会陆续升级10nm，之后则是7nm甚至是5nm。移动互联网时代，摩尔定律面临速度太慢的尴尬。IntelCEO表示，PC时代，摩尔定律的周期是18个月，移动互联网是12个月，甚至更短，摩尔定律需要改变节奏。目前22纳米已成为主流工艺。14纳米工艺正在研究中。4、集成电路的发展规律（续）问题：摩尔定律问世48年了。在这半个多世纪里，计算机从神秘不可接近的庞然大物变成多数人都不可或缺的工具。人们不禁要问：这种令人难以置信的发展速度会无止境地持续下去吗？芯片上元件的几何尺寸不可能无限制地缩小下去，因为当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。4、集成电路的发展规律（续）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。世界上第一个3D晶体管“Tri-Gate”由英特尔与2011年5月6日宣布研制成功。3DTri-Gate使用一个三维硅鳍片取代传统晶体管上的平面栅极，硅鳍片三个面都安排了一个栅极用于辅助电流控制。3D晶体管让摩尔延续用一个形象的比喻，二维晶体管如同平房，3D晶体管则是摩天大楼。在同样的占地面积下，楼房则要比平房能够承载更多的房屋。可以说，在摩尔定律逐渐达到极限的现在，3D晶体管是使其延续的最佳方法。3D晶体管让摩尔延续22nm和3-D晶体管记录下一代核心革命3-D晶体管将影响整个行业一个针头可以摆放1亿多个22纳米三维晶体管。5、集成电路的分类按集成电路的规模，可以将集成电路分为六大类：类别芯片所含器件个数小规模集成电路（SSI）<100中规模集成电路（MSI）100~1000大规模集成电路（LSI）1000~10万超大规模集成电路（VLSI）10万~1000万特大规模集成电路（ULSI）1000万~10亿巨大规模集成电路（GLSI）

超过10亿1.1.3计算机的特点1.1.3计算机的特点工作自动化：计算机由程序控制其运行过程，只要根据需要，预先将程序编好并存储到计算机中，则运行程序时计算机就能自动完成预定的处理任务。处理速度快：目前世界上最快的计算机每秒可运算万亿次。计算精度高：可根据需要获得千分之一到几百万分之一甚至更高的精度。1.1.3计算机的特点（续）记忆能力强：计算机的存储器类似于人的大脑，能记忆大量的数据和程序，可随时提供信息查询和处理等服务。逻辑判断能力可靠：具有可靠的逻辑判断能力是计算机能够实现信息处理自动化的重要原因。通用性强：同一台计算机只要安装不同的软件或连接到不同的设备上，就可以完成不同的任务。因此，计算机可以被用在各个行业。支持人机交互：计算机具有多种输入输出设备，可支持用户与机器进行交互。如用户只要轻轻点击鼠标，计算机就可以完成某项操作功能。1.1.3计算机的特点（续）1.1.4计算机的发展趋势60年来发展速度之快大大超出人们的预料：性能、体积、价格、应用领域、软件技术和软件产品计算机的发展呈现出以下趋势：巨型化微型化网络化智能化1.1.4计算机的发展趋势当今计算机科学发展趋势，可以把它分为三维考虑。一维是“高”的方向发展。计算机的性能越来越高，速度越来越快，主要表现在计算机的主频越来越高。目前世界上性能最高的通用计算机已采用上万台计算机并行，美国的ASCI计划已经完成每秒12.3万亿次并行机。美国一项计划的目标是推出每秒一千万亿次并行计算机，其处理机将采用超导量子器件，每个处理机每秒100亿次，共用10万个处理机并行。1.1.4计算机的发展趋势另一个方向就是向“广”度方向发展，计算机发展的趋势就是无处不在，以至于像“没有计算机一样”。未来，计算机也会像现在的马达一样，存在于家中的各种电器中。未来的中小学生上课用的可能不再是教科书，而只是一个笔记本大小的计算机，所有的中小学的课程教材，辅导书，练习题都在里面。所以有人预言未来计算机可能像纸张一样便宜，可以一次性使用，计算机将成为不被人注意的最常用的日用品。1.1.4计算机的发展趋势第三个方向是向“深”度方向发展，即向信息的智能化发展。目前计算机“思维”的方式与人类思维方式有很大区别，人类还很难以自然的方式，如语言、手势、表情与计算机打交道。近几年来计算机识别文字和口语技术已有较大提高，估计5-10年内手写和口语输入将逐步成为主流的输入方式。手势和脸部表情识别也已取得较大进展。谷歌眼镜(GoogleProjectGlass)是由谷歌公司于2012年4月发布的一款“拓展现实”眼镜，它具有和智能手机一样的功能，可以通过声音控制拍照，视频通话和辨明方向以及上网冲浪、处理文字信息和电子邮件等。谷歌眼镜苹果智能手表苹果iWatch手表内置了支持Facetime、WiFi、蓝牙、Airplay等功能，能配合苹果的多款移动设备产品使用，包括能接听电话，支持Retina触摸屏。1.3计算机的应用科学计算信息处理80%以上的计算机主要用于信息处理，包括信息搜集、传递、存储和使用。计算机辅助系统，包括辅助设计CAD，辅助制造CAM，辅助教学CAI过程控制网络通信家庭娱乐......1.4信息技术的基本概念1.4.1什么是信息信息是对人们有用的数据，这些数据将可能影响人们的行为与决策。信息有多种表现形式，语言、文字、声音、图片、视频等都是信息的表现形式。信息与物质和能量同样重要，它是人们认识世界、改造世界的一种基本资源。1.4.2信息技术信息技术（InformationTechnology，简称IT）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。信息技术的类型信息技术包括：扩展感觉器官功能的感测(获取)与识别技术，如：雷达，卫星遥感等扩展神经系统功能的通信技术，如：电话、电视、因特网扩展大脑功能的计算(处理)与存储技术，如：计算器、计算机、机器人、存储器等扩展效应器官功能的控制与显示技术，如：显示器、打印机、音箱现代信息技术的特征现代信息技术的三大特征：采用电子技术以计算机为基础以软件为核心信息处理系统信息处理系统是指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。信息处理系统举例：银行证券系统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是跨越全球的多功能信息处理系统1.5信息在计算机中的表示计算机发展至今，有哪些是不变的？

计算机从诞生到现在，无论从体积、功能、性能、价格、应用领域等各个方面都发生了巨大的变化，但是计算机内部数据的表示方法、计算机的逻辑结构、计算机的工作原理都没有发生变化。数据，不管是数字、文字、符号、图像、声音、视频等，在计算机中都是用二进制编码来表示。计算机的基本结构仍然是冯.诺依曼结构，即计算机由中央处理器、内存、外存、输入设备、输出设备组成。计算机的工作原理仍然是冯.诺依曼提出的存储程序控制原理。计算机发展至今，有哪些是不变的？（续）1.5.1数制及转换1、什么是二进制数？在讨论二进制数之前先考察一下十进制计数系统。（1）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的整数次幂（基数是10）标志：尾部加“D”或缺省例：

204.96=2×102＋0×101＋4×100＋9×10－1＋6×10－2（2）什么是二进制数？

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：101.01B=1×22＋0×21＋1×20

＋0×2－1＋1×2－2＝5.25（3）计算机采用二进制数的原因二进制只有0和1两个数字符号，用两个稳定状态的物理器件就能表示，实现简单，可靠性好二进制的运算规则非常简单二进制的0和1与逻辑代数的“真”和“假”相吻合，适合计算机将算术运算和逻辑运算统一在一起作处理（4）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或O例：

365.2Q=3×82+6×81+5×80+2×8－1=245.25（5）十六进制数每一位使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=15×161+5×160+4×16－1=245.25（6）不同进制数的比较十进制二进制八进制十六进制零0000000壹1000111贰2001022叁3001133肆4010044伍5010155陆6011066柒7011177捌81000108玖91001119拾10101012A拾壹11101113B拾贰12110014C拾叁13110115D拾肆14111016E拾伍15111117F（6）K进制数的性质

（1）基数为K，逢K进一（2）小数点右移n位——相当于乘以Kn

（为原来的Kn

倍）（3）小数点左移n位——相当于除以Kn

（为Kn分之一）如：将（11001.11）2的小数点向右移2位，则数值扩大为原来的4倍。若左移1位，则为原来的1/2。2、二进制数的运算（1）二进制数的算术运算1位二进制数的加、减法运算规则：0+0=00-0=01+0=11-0=10+1=1（1）0-1=11+1=101-1=0二进制数的算术运算2个多位二进制数的加、减法运算举例：01011001+0100－010010010101由低位到高位逐位进行！（2）二进制数的逻辑运算基本的逻辑运算有三种：或运算：用符号“∨”表示。与运算：用符号“∧”表示。非运算：用符号“-”表示。（2）二进制数的逻辑运算（续）逻辑运算规则：或运算规则：

1∨1=11∨0=10∨1=10∨0=0与运算规则：

1∧1=11∧0=00∧1=00∧0=0非运算规则：1=00=1或运算两边的操作数只要有一个为1，运算结果就为1。与运算两边的操作数只要有一个为0，运算结果就为0。（2）二进制数的逻辑运算（续）单个二进位进行逻辑运算的结果不是1就是0，没有进位和借位。多个二进位进行逻辑运算时按位独立进行运算。例：1101∧1011=10011101∨1011=1111

3、不同进制数的相互转换要求：熟练掌握不同进制数相互之间的转换，在编写程序时很有用。重点掌握二进制数与十进制数之间的转换。（1）十进制数二进制数转换方法： 整数和小数分开转换整数部分：除以2逆序取余小数部分：乘以2顺序取整例如：29.6875

11101.1011B

129371421222200111余数低位高位整数部分小数部分0.6875×21.37500.75001.50001.0000×2×2×2高位低位注意：十进制小数（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。课堂练习：1、将十进制数58.625转换成二进制 结果为：111010.101B2、将十进制小数0.37转换成二进制，要求精确到小数点后面第四位。十进制数二进制数（2）二进制数十进制数转换方法：位权展开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=1×24＋1×23＋1×22＋0×21＋1×20

＋1×2－1＋0×2－2＋1×2－3＋1×2－4

=29.6875

推广：K进制数转换为十进制数

位权展开法【例】将下列数值转换为十进制数

(123)7(205.4)8(AF.8)16

解：(123)7=1×72＋2×71＋3×70=(66)10(205.4)8=2×82＋0×81＋5×80＋4×8–1=(133.5)10

(AF.8)16=10×161

＋15×160＋8×16-1=(175.5)10（3）八进制数与二进制数的互换八进制→二进制：一位变三位，即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

→010100110111.011010B八进制数二进制数八进制数二进制数

000041001001510120106110301171111位八进制数与3位二进制数的对应关系：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，不足3位时在低位补0凑满三位例：1101001110.11001B=

001101001110.110010B=1516.62Q

（3）八进制数与二进制数的互换（4）十六进制数与二进制数的互换十六进制数二进制数十六进制数二进制数

0000081000

1000191001

20010A1010

30011B1011

40100C110050101D110160110E111070111F11111位十六进制数与4位二进制数的对应关系：转换方法：与八、二进制互换的方法类似例1：（35A2.CF）H

→11010110100010.11001111B例2：1101001110.110011B→（34E.CC）H（4）十六进制数与二进制数的互换1.5.2信息的计量单位

计算机中的信息都用二进制编码表示。比特是组成计算机数字信息的最小单位1、什么是比特？比特（bit，binarydigit的缩写）中文翻译为“二进位数字”、“二进位”或简称为“位”，使用“b”表示。比特只有2种取值：0，1比特的0和1表示的是两种状态，不是数量概念，不能认为1一定大于0。例：用比特表示图像2、比特在计算机中如何表示？在计算机中表示二进位的方法：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内部二进位信息的表示CPU内部通常使用高电平表示1，低电平表示00.0V0.5V2.8V3.3V010V+3v010磁盘表面微小区域中，磁性材料粒子的两种不同的磁化状态分别表示0和1例2：磁盘存储器中比特的表示磁盘表面磁性材料粒子例3：CD/DVD盘片上比特的表示

光盘表面的凹、凸状态用于表示和存储二进位信息CD光盘表面DVD光盘表面5、存储容量的计量单位

较比特稍大一点的单位是字节，英文是Byte，用“Ｂ”表示。1个字节包含8个比特，即b7b6b5b4b3b2b1b0比字节再大点的单位是字，字的长度不固定，一般为字节的整数倍，如２个字节、４个字节或８个字节等。存储容量的计量单位计算机内存储器容量的计量单位：KB:1KB=210字节=1024B（千字节）MB:1MB=220字节=1024KB（兆字节）GB:1GB=230字节=1024MB（吉字节、千兆字节）TB:1TB=240字节=1024GB（太字节、兆兆字节）6、传输速率的度量单位在数据通信和计算机网络中传输传输信息时，是一位一位串行传输的，因此传输速率的度量单位是比特/秒。传输速率的度量单位常用的速率单位有：比特／秒（b/s），也称“波特（bps）”千比特／秒（kb/s）,1kb/s=1000b/s兆比特/秒（Mb/s）,1Mb/s=106b/s=1000kb/s吉比特/秒（Ｇb/s）,1Ｇb/s=109b/s=1000Ｍb/s太比特/秒（Ｔb/s）,1Ｔb/s=1012b/s=1000Ｇb/s1.5.3数值信息的表示1、计算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计算机中的数整数(定点数)实数(浮点数)无符号整数带符号整数32位（单精度浮点数）64位（双精度浮点数）128位（扩充精度浮点数）8位(0～28-1)16位(0～216-1)32位(0～232-1)32位(-231～231-1)短整数64位(-263～263-1)长整数16位(-215～215-1)16位整数8位(-27～27-1)小数点固定隐含在个位数右面小数点不固定1、整数的表示方法1、整数的表示方法整数又称为定点数，计算机内部将整数分为两大类：无符号整数带符号整数（一）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位：可表示0～255(28-1)范围内的所有正整数16位：可表示0～65535(216-1)范围内的所有正整数n位：可表示0～2n-1范围内的所有正整数。十进制数8位无符号整数

00000000010000000120000001030000001140000010050000010125211111100253111111012541111111025511111111······（二）带符号整数的表示（1）表示方法用最高位表示符号，其余数位用来表示数值部分（2）符号的表示方法

“0”表示正号(+),“1”表示负号(-)···符号位数值部分最低位最高位（三）带符号整数的表示（3）数值部分的表示方法：

①原码表示:

正、负整数绝对值都以二进制自然码表示

②反码表示:

正整数：绝对值以二进制自然码表示负整数：在原码基础上绝对值部分按位取反

③补码表示：正整数：绝对值以二进制自然码表示负整数：在反码基础上加1（三）带符号整数的表示（续）注意：正数的原码、反码和补码都相同，都等于原码。如：（+127）原=（+127）反=（+127）补=01111111（三）带符号整数的表示（续）（4）负数补码求解方法先将负数表示为原码（即符号位为1，其他位为绝对值的自然码）将原码绝对值部分按位取反，得到反码将反码加1得到补码例:用8位补码表示-43练习题：-64用8位补码表示。(1)(-43)原

=10101011(2)(-43)反=11010100(3)(-43)补=11010101（三）带符号整数的表示（续）带符号整数小结补码没有正0和负0之分，0的补码只有一种：

000000008位原码和反码表示的数据范围为-127～+127，补码表示范围为-128～+127码。在8位码中，（-128）补=10000000正数的原码、反码和补码都相同，都等于原码。带符号整数在计算机内采用补码形式表示。2、实数的表示方法

（一）实数的特点

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（二）实数的表示方法实数的表示方法（科学记数法）：阶码：乘幂中的指数，表示实数中小数点的位置，指数也有正负之分尾数：纯小数部分，表示实数中的有效数字部分符号：尾数的正负如：－0.0034756=－0.34756×10－2

（三）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指数法表示例如：+1001.011B=+0.1001011B×2100

－0.0010101B=－0.10101B×2－1032位的单精度浮点数在计算机中可表示为：

尾数符号位8位23位阶码1.5.4字符信息的表示组成文本的基本元素是字符，字符在计算机中采用二进制编码表示。主要掌握西文字符和汉字字符编码标准。1.5.4字符信息的表示1）西文字符的表示方法

西文字符包括拉丁字母、数字、标点符号及一些特殊符号，统称”字符”。所有字符的集合称为“字符集”。字符集中每个字符对应一个代码，构成编码表，简称码表。1）西文字符的表示方法目前计算机中使用最广泛的西文字符集是ASCII字符集，其全称是“美国信息交换标准代码”。标准ASCII用7位进行编码，在计算机中存储时1个字符占1个字节，最高位为0，可表示128个字符，具体参见P15表1.3。特殊字符的ASCII码空格（32D,20H）A（65D,41H）a（97D,61H）0~9（48D~57D，30H~39H）基本的ASCII字符集共有128个字符,其中包括：

95个可打印字符

33个控制字符

1）西文字符的表示方法（续）扩展ASCII用8位编码，最高位可以为0，也可以为1，最多可表示256个字符。2）汉字的表示方法（1）汉字输入码好的汉字键盘输入编码方案的特点：易学习、易记忆、效率高、重码少、容量大等。输入编码方法的分类：字音编码：智能ABC、微软拼音、全拼字形编码：五笔形形音编码数字编码：电报码、区位码等（2）汉字机内码（一）汉字编码标准

①GB2312汉字编码（1981年颁布，第一个国家标准），《信