计算机第一章基础知识(2).ppt

1、计算机基础知识(2),12 数制及其运算 计算机内部是一个二进制的世界 不论程序还是数据，在计算机内部都是以二进制编码的形式表示，输入/输出采用十进制,计算机常用的数值 十进制、二进制、八进制、十六进制,常用的数值,015十进制数与二进制的对应关系 3 7 9 12 15,2、4、8、16位二进制能表示十进制的范围 ? 任意两个二进制相加、相减、相乘，怎么做?,0011,0111,1001,1100,1111,数值转换 1二进制转换为十进制数 (10101100.11)2=27+25+23+22+2-1+2-2 =128+32+8+4+0.5+0.25=(172.75)10,常用的数值,2十进

2、制转换为二进制数 方法：整数、小数分别转换 整数部分除2取余 将所有余数倒序排列 小数部分乘2取整 若不归0，则多算一位小数按“0舍1入” (157.425)10=(10011101.011011)2,计算机运算基础,二进制、十六进制之间的转换 4位合并成1位 1位扩充成4位 (1110 0001)2=(E1)16=E1H 45H= ( 0100 0101)2 十六进制转换为十进制 (E1)16=14*16+1=(224)10,124 二进制数的逻辑运算布尔代数,0 表示”假” ”非” 1 表示”真” ”是” 逻辑值 1.逻辑与（乘） “.” “AND” 两个条件都满足，结果才为真 00=0

3、01=0 10=0 11=1 英语=90 AND 英语四级=425 1101 00110000 1111= 0000 0011,计算机基础知识,2.逻辑或（加） “+” “OR” 两个条件只要有一个为真，结果就为真 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=1 英语=90 OR 英语四级=425 1101 0011+0000 1111=1101 1111 3.逻辑非 NOT “-“ 如果条件为真，逻辑非结果就为假_ _ 英语=90) 0=1 1=0,4.逻辑运算的先后顺序 逻辑非逻辑与逻辑或 真值表,计算机基础知识,加法器示例,计算机基础知识,A=1 B=0 C=1 A+B= BC= A+B

4、C= A+B= 1010 0101+0000 1011= 0011 1100+0000 1011= 1010 0101 0000 1111= 0011 1100 0000 1111=,1,0,1,0,1010 1111,0011 1111,0000 0101,0000 1100,任何信息包括数值、文字、声音、图像、视频等等在计算机内都是以二进制码的形式存放和处理的。将信息转换成“0”和“1”表示的二进制代码，这一过程称为数字编码。,1.3 信息在计算机内的表示,1.3 信息在计算机内的表示,数据是信息的载体；信息是数据经过加工处理后的结果。 数据为被计算机接受和处理的符号的集合. 数值数据 (

5、可以计算的数据) 非数值数据(文字、符号、图像、声音等) 1.3.1 数值在计算机中的表示 定点数表示一般的整数 浮点数表示很大或很小的数或小数 补码是负数在机器中的表示形式 1.3.2 字符信息在计算机中的表示 西文字符和汉字字符,在计算机中表示数要解决3个问题： 1.进制（二进制） 2.正负号的表示 符号位 0-正 1-负 +1011 01011 -1001 11001 3.小数点的表示 定点数 浮点数,定点数与浮点数,定点数与浮点数,定点数：假想小数点在某个约定的位置上。,定点整数 例如：+1011001,小数点位置,定点小数 例如：-0.1001011,小数点位置,定点数与浮点数,浮点

6、数：用类似科学计数法的方式表示数。,例如：+110.01 可以表示成 +11.00121 +1.100122 (规格化),尾数(定点小数),阶码(定点整数),尾数,阶码,机器数：原码、反码、补码,在计算机中，负数通常不用原来数值表示，而是用补码。为的是将减法转换为加法，以简化运算。,正数的原、反、补码相同：数值前加符号位 例如：+1001 原码 01001 反码 01001 补码 01001,负数的原、反、补码 例如：-1100 原码 11100（符号位1，数值不变） 反码 10011（数值按位求反） 补码 10100（反码加1）,1.ASCII码 美国标准信息交换码，编码从0到127。,控制

7、字符： 031 （共32个） 普通字符：32127 （共96个） 7位二进制位的128种组合可表示128个字符。,1.3.2 字符信息在计算机中的表示,ASCII码共表示128个字符 在计算机内采用一个字节表示ASCII字符，最高位为0,例如，字母A的ASCII编码是65，对应的十六进制值是41H，在一个字节中的表示是：,问题: 字符有大小吗? 那要进行字符排序怎么办呢？,查看ASCII码,打开记事本程序，输入ASCII码字符和汉字。 将文件保存到E:盘，取名为AA.TXT文件名，文件类型为TXT(纯文本文件 )。 进入命令提示符状态，输入 DEBUG E:AA.TXT - D 即可查看输入字

8、符的ASCII码 输入-Q， EXIT 退出MS-DOS程序。,2. 汉字编码,汉字是象形字，计算机处理汉字，必须解决以下三个问题： 第一，是汉字的输入，即如何把结构复杂的方块汉字输入到计算机中去，这是汉字处理的关键之一； 第二，汉字在计算机内如何表示和存储，又如何与西文并存； 第三，如何将汉字的处理结果根据实际的要求从计算机的外部设备中输出。,2. 汉字编码,要想能在计算机中处理汉字，必须解决汉字的输入编码、存储编码、显示和打印字符的编码问题。 在汉字信息处理系统中，要进行如下代码的转换：输入码、国标码、机内码、字形码。,图1.2 汉字信息处理的流程图,在计算机中处理汉字，首先要解决汉字的输

9、入问题。英语26个字母的输入通过键盘上的键字就可以实现。而要借助键盘上有限的键字输入汉字，则必须使用编码机制。 输入码是解决汉字输入采用的编码，如“国标区位码”、“全拼”、“双拼”、“五笔”、“智能ABC”等输入编码。 请列举出其它的汉字编码？ 每一种输入码之所以能存在，是因为各有其特点。如果有人问，哪种输入码最好，回答是“你熟练掌握的那种输入码就是最好的”。,汉字输入码,我国在1980年制定了信息交换用汉字编码字符集基本集作为国家标准GB2312-80编码字符集，称为国标码。 GB2312-80中规定了信息交换用的6763个汉字和682个符号 7445个 = 3755 + 3008 + 68

10、2 非汉字图形符号（682） （包括字母、数字和符号） 一级汉字（3755） 按拼音字母顺序存放 二级汉字（3008） 按偏旁部首的笔画顺序存放 1995年又颁布了汉字编码扩展规范（GBK）。GBK与GB 23121980国家标准所对应的内码标准兼容，同时在字汇一级支持ISO/IEC106461和GB 130001的全部中、日、韩（CJK）汉字，共计20902字。,国标码,在国家标准GB2312-80中，每个汉字采用双字节表示。每个字节只用ASCII码中的低7位，最高位为0。,例如，汉字“中国”的国标码在两个字节中的存放为：,中 5650H 国 397AH,0 1 0 1 0 1 1 0,0

11、1 0 1 0 0 0 0,0 0 1 1 1 0 0 1,0 1 1 1 1 0 1 0,国标码,机内码,国标码用2个字节表示，它不能直接在计算机内作为汉字的编码，主要是因为计算机按字节表示数据，没有标志区别某个字节是汉字编码的一部分还是ASCII字符的编码，为了以示区别，将国标码两个字节的最高位都置为“ 1”，做为汉字在计算机内的编码，来对汉字进行识别、存储、处理和传输，这种编码称为汉字的机内码。,例如，汉字“中国”在计算机内部 两个字节中的存放为：,中 D6D0H 国 B9FAH,1 1 0 1 0 1 1 0,1 1 0 1 0 0 0 0,1 0 1 1 1 0 0 1,1 1 1

12、1 1 0 1 0,问题: 汉字有大小吗? ”大”小”吗?,查看汉字机内码,打开记事本程序，输入汉字。 将文件保存到E:盘，取名为AA1.TXT文件名，文件类型为TXT(纯文本文件 )。 进入命令提示符状态，输入 DEBUG E:AA1.TXT - D 即可查看输入字符的ASCII码 输入-Q， EXIT 退出MS-DOS程序。,国标码和机内码解决了汉字的编码标准和存储表示，但还没有解决汉字的显示和输出问题。 字形码是以点阵的形式“画”出汉字字形的代码，将这些点阵代码存放在计算机中形成汉字点阵字库。显然，汉字字形点阵的行和列分得越多，描绘的汉字也就越逼真、细腻。但是存储空间占用的也就越大。常用

13、的汉字字形点阵有1616、2424、3232、6464、9696、128128、256256点阵等。,. # . . . . . . . . . . . . . . . . # . . . # . # . # . # . # . . . . # . . . . . . . . . . . . . . . . . . # . . . . . . . # . . . . . . . . . . . . . . . . . . # . . . . . # . . . . . # . . . . . # . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . # . . . #

14、 . . . . . . . . . . . . . . # . . . . . . . . # . . . . . # . . . . . . . . . . . . . . # . # . . . . . . . # . . . . # . . . . . . . . . . . . . . # . . . . # . . . . . # . . . # . . . . . . . . . . . . . . # . . . . . . . # . . . # . . # . . . . . . . . . # #,1616点阵字模,汉字字形点阵中每个点的信息用一位二进制码来表示。对于16

15、 16点阵的汉字字形码，需要用32个字节（16 16 8 = 32）表示；64 64点阵的汉字字形码，需要用512个字节表示。,代码转换（前六行） 0100 0000 0000 0000 0010 0010 1010 1010 0001 0000 0000 0000 0000 0010 0000 0010 0000 0000 0000 0000 0100 0001 0000 0100,不同的字体(宋体.黑体等)对应着不同的字库. 在输出汉字时,先在相应的字库中找到所需字,然后送去输出.,6464点阵字模,幼圆字体,汉字处理过程中各种编码之间的关系，如下图所示。,自动转换,字节最高位置“1”,转

16、换（调用汉字字库）,计算机中怎样区分ASCII码与汉字编码?,“A”的ASCII编码是41H 0100 0001 连(机内码为C1 AC H) 1100 0001 1010 1100 计算机在读取数据时，如果看到41H，知道它小于128就是标准ASCII，表示“A”，看到C1大于128就知道它后面有一个另外的编码，因此C1 AC一同构成一个整个的编码，在GB-2312字符集中表示“连”。,补充：造字程序,开始所有程序附件TrueType造字程序 （1）选择代码-输入码、机内码 （2）造字 -字型码 参考51FA （3）保存 问题: 刚造的字输入到一个文件中,将这个文件拷贝到另一台计算机中,刚造

17、的字能显示出来吗?,补充知识：字型信息库(字库) 矢量字库 点阵字库,点阵字库是把每一个汉字都分成1616或2424个点，然后用每个点的虚实来表示汉字的轮廓，常用来作为显示字库使用，这类点阵字库汉字最大的缺点是不能放大，一旦放大后就会发现文字边缘的锯齿。 矢量字库保存的是对每一个汉字的描述信息，比 如一个笔划的起始、终止坐标，半径、弧度等等。在显示、打印这一类字库时，要经过一系列的数学运算才能输出结果，但是这一类字库保存的汉字理论上可以被无 限地放大，笔划轮廓仍然能保持圆滑，打印时使用的字库均为此类字库。Windows使用的字库也为以上两类，在FONTS目录下，如果字体扩展名为 FON，表示该

18、文件为点阵字库，扩展名为TTF则表示矢量字库。点阵字库文件的图标为一个红色的“A”，矢量字库图标是两个“T”。,Unicode（ Universal Multiple-Octet Coded Character Set ,通用多八位编码字符集）。它为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码，以满足跨语言、跨平台进行文本转换、处理的要求。 Java语言就用到了Unicode编码，从而实现了该语言的国际通用性。 在Unicode中，我们有很多方式将数字23383表示成程序中的数据，包括：UTF-8、UTF-16、UTF-32。例如，“汉字”对应的数字是0 x6c49和0 x5b57，而编

19、码的程序数据是： BYTE data_utf8 = 0 xE6, 0 xB1, 0 x89, 0 xE5, 0 xAD, 0 x97; / UTF-8编码 WORD data_utf16 = 0 x6c49, 0 x5b57; / UTF-16编码 DWORD data_utf32 = 0 x6c49, 0 x5b57; / UTF-32编码,Unicode编码（统一码、万国码、单一码）,UTF-8的特点是对不同范围的字符使用不同长度的编码。编码方式如下： Unicode编码(16进制)UTF-8 字节流(二进制) 000000 - 00007F0 xxxxxxx 000080 - 0007F

20、F110 xxxxx 10 xxxxxx 000800 - 00FFFF1110 xxxx 10 xxxxxx 10 xxxxxx 010000 - 10FFFF11110 xxx 10 xxxxxx 10 xxxxxx 10 xxxxxx 例1：“汉”字的Unicode编码是0 x6C49。0 x6C49在0 x0800-0 xFFFF之间，使用用3字节模板了：1110 xxxx 10 xxxxxx 10 xxxxxx。将0 x6C49写成二进制是：0110 1100 0100 1001， 用这个比特流依次代替模板中的x，得到：11100110 10110001 10001001，即E6 B

21、1 89。 例2：Unicode编码0 x20C30在0 x010000-0 x10FFFF之间，使用用4字节模板了：11110 xxx 10 xxxxxx 10 xxxxxx 10 xxxxxx。将0 x20C30写成21位二进制数字（不足21位就在前面补0）：0 0010 0000 1100 0011 0000，用这个比特流依次代替模板中的x，得到：11110000 10100000 10110000 10110000，即F0 A0 B0 B0。,Unicode编码（统一码、万国码、单一码）,UTF-16编码以16位无符号整数为单位。编码规则如下： 如果U0 x10000，U的UTF-16

22、编码就是U对应的16位无符号整数（为书写简便，下文将16位无符号整数记作WORD）。 如果U0 x10000，我们先计算U=U-0 x10000，然后将U写成二进制形式：yyyy yyyy yyxx xxxx xxxx，U的UTF-16编码（二进制）就是：110110yyyyyyyyyy 110111xxxxxxxxxx。 为什么U可以被写成20个二进制位？Unicode的最大码位是0 x10ffff，减去0 x10000后，U的最大值是0 xffff，所以肯定可以用20个二进制位表示。例如：Unicode编码0 x20C30，减去0 x10000后，得到0 x10C30，写成二进制是：000

23、1 0000 1100 0011 0000。用前10位依次替代模板中的y，用后10位依次替代模板中的x，就得到：1101100001000011 1101110000110000，即0 xD843 0 xDC30。 UTF-32编码以32位无符号整数为单位。Unicode的UTF-32编码就是其对应的32位无符号整数。,Unicode编码（统一码、万国码、单一码）,UTF-16编码以16位无符号整数为单位。编码规则如下： 如果U0 x10000，U的UTF-16编码就是U对应的16位无符号整数（为书写简便，下文将16位无符号整数记作WORD）。 如果U0 x10000，我们先计算U=U-0 x10000，然后将U写成二进制形式：yyyy yyyy yyxx xxxx xxxx，U的UTF-16编码（二进制）就是：110110yyyyyyyyyy 110111xxxxxxxxxx。 为什么U可以被写成20个二进制位？Unicode的最大码位是0 x10ffff，减去0 x100