C语言课件Computer2.ppt

1、第二章 计算机基础知识,2.1 计算机系统的组成与工作原理 2.2 数制转换及运算 2.3 数据在计算机中的表示,2,2.1计算机系统的组成与工作原理2.1.1 计算机系统的组成,系统软件 应用软件,计算机系统分为：硬件+软件,硬 件,软 件,计算机系统的组成,4,2.1.2 计算机硬件组成,EDVAC计算机的主要特点： 1、计算机由五个基本部分组成； 2、程序和数据以同等地位存放在存储器中； 3、程序和数据都以二进制表示。,计算机的五大部件,冯.诺依曼思想： 二进制 程序与数据一样存放在内存 五大模块,处理器(运算器和控制器),存储器,7,存储器是计算机存储数据和程序的记忆单元集合， 每个记

2、忆单元由8位二进制位组成，可读写其中的数据。,存储器,存储器通常分为内存储器和外存储器,存放大量信息 的外存储器,信息交流中心 内存储器,存储器,位 字节 字长 地址 每个记忆单元由8位二进制位组成。,1KB=210B=1024B 1MB= 210KB= 1024KB 1GB= 210MB= 1024MB 1TB= 210GB= 1024GB,输入输出设备,常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。 常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。,2.1.3 计算机基本工作原理,指令是能被计算机识别并执行的的二进制代码，完成一种操作。,数据传送指令 数据处理指令 程序控制指令 输入输出指令

3、 其它指令,If Goto, And Or,对计算机的硬件进行管理等,指令,结构,分类,操作码：要完成的操作类型或性质，如取数、加法 操作数： 操作的内容或所在的单元地址,计算机基本工作原理,指令的执行过程分为以下4个步骤： 取指令： 按照指令计数器中的地址(0100H)，从内存储器中取出指令(070270H)，并送往指令寄存器。 分析指令： 对指令寄存器中存放的指令(070270H)进行分析，由译码器对操作码(07H)进行译码，将指令的操作码转换成相应的控制电位信号；由地址码(0270H)确定操作数地址。 执行指令 ：由操作控制线路发出完成该操作所需要的一系列控制信息，去完成该指令所要求的操

4、作。 一条指令执行完成，指令计数器加1 或将转移地址码送入程序计数器，然后回到。 以上四个步骤可由下图描述：,计算机基本工作原理,12,演示：计算机基本工作原理,表2.2.1-各种进制表示,13,2.2 数制转换及运算2.2.1 进位计数制,N=an-1rn-1an-2rn-2a0r0a-1r-1a-mr-m,r进制数N可表示 为： 其中 是数码，r基数， 是权。,R进制数用 r个基本符号（例如0，1，2，r-1）表示数值,基数,权,数码,678.34=6102+7101+8100 +310-1+410-2,2.2.2 不同进位计数制间的转换,15,1. r 进制转化成十进制 r 进制转化成十

5、进制：数码乘以各自的权的累加 例：10101(B)=1*24+1*22+1*1=21 练习： 101.11(B)=22+1+2-1+2-2=5.75 101(O)=82+1=65 71(O)=78+1=57 101A(H)=163+16+104106,进制表示符号 B 二进制 O八进制 D十进制 H十六进制,演示：十进制数转换成八进制数,2.十进制转化成 r 进制,整数部分：除以 r取余数，直到商为0，最后的余数排在首位，依次类推排列 小数部分：乘以 r取整数，首次取得的整数排在首位，依次类推排列。,100(D)=144(O)=64(H),1.04,二进制、八进制、十六进制数间的关系,二进制、

6、八进制、十六进制数间的相互转换,1 101 101 110.110 101(B)= 1556.65(O) 1 5 5 6 6 5 11 0110 1110.1101 01(B)=36E.D4(H) 3 6 E D 4,一位八进制数对应三位二进制数 一位十六进制数对应四位二进制数 二进制转化成八(十六)进制) 整数部分：从右向左按三(四)位进行分组 小数部分：从左向右按三(四)位进行分组 不足补零,2.2.3二进制数的算术运算,1.二进制数的加法运算,2.二进制数的减法运算,加法运算法则 0+0=0 0+1=1+0=1 1+1=0,减法运算法则 0-0=1-1=0 1-0=1 0-1=1,二进制

7、数的算术运算,3.二进制数的乘法运算 4.二进制数的除法运算,乘法运算法则 00=0 01=10=0 11=1,除法运算法则 00=0 01=0 11=1,2.2.4 二进制数的逻辑运算,逻辑非运算,逻辑非的真值表,逻辑与运算,逻辑与的真值表,2.2.4 二进制数的逻辑运算,逻辑或运算,逻辑或的真值表,2.3 数据在计算机中的表示,二进制优点：物理上容易实现，运算简单，可靠性、通用性强,数在计算机中的表示统称为机器数。机器数有三个特点： 数的符号数值化，0为正1为负； 计算机中通常只表示整数和纯小数，因此小数点约定在一个固定的位置上，不再占用一个数位； 机器数表示的范围受到字长和数据类型的限制

8、，为了表示较大的或较小的数，用浮点数来表示。,24,2.3.1数值,25,符号位 “0”表示正 、 “1”表示负,定点整数,符号数的机器数表示之 定点数表示法,定点小数,浮点数表示,26,110.011(B)=1.100112+10=11001.12-10=0.1100112+11,N= 数符尾数2阶符阶码 尾数的位数决定数的精度；阶码的位数决定数的范围，上面实数的存放如下：,规格化的形式：尾数的绝对值大于等于0.1并且小于1，从而唯一地规定了小数点的位置。,定点整数,定点小数,带符号数的表示,(3)补码,假定一个数在机器中占用8位。 (1) 原码,2.3.2字符,28,西文字符 ACSII码

9、(American Standard Code for Information Interchange) 128个常用字符，用7位二进制编码，从0到127 控制字符：032，127；普通字符：94个。 例如：“a”字符的编码为1100001，对应的十进制数是97； 换行 0AH 10 回车 0DH 13 空格 20H 32 09 30H39H 4857 AZ 41H5AH 6590 az 61H7AH 97122,汉字编码,29,(1) 汉字输入码 音码类 全拼、双拼、微软拼音、自然码和智能ABC等 形码类 五笔字型法、郑码输入法等 。 (2) 汉字国标码(GB231280) 每个汉字占两个字

10、节。 一级汉字：3755个；二级汉字：3008个。 汉字分94个区，每个区94个汉字。 (3)机内码 汉字在设备或信息处理系统内部最基本的表达形式。 汉字 国标码 汉字内码 中 8680(01010110 01010000)B (11010110 11010000)B 华 5942(00111011 00101010)B (10111011 10101010)B,汉字字形编码,30,(4) 汉字字形码 点阵：汉字字形点阵的代码 有1616、2424、3232、4848等 编码、存储方式简单、无需转换直接输出 放大后产生的效果差 矢量：存储的是描述汉字字形的轮廓特征 矢量方式特点正好与点阵相反

11、（5）汉字地址码 每个汉字字形码在汉字字库中的相对位移地址 地址码和机内码要有简明的对应转换关系,UCS编码,31,最高位为0,基本多文种平面（BMP）：0组0平面，包含字母、音节及表意文字等。,(6) 其他汉字编码 UCS码、Unicode码、GBK码、BIG5码等 国际标准： 通用多八位编码字符集UCS(Universal Code Set) 世界各种文字的统一的编码方案，一个字符占4个字节。分为：,其他汉字编码,32,Unicode码 另一国际标准：采用双字节编码统一地表示世界上的主要文字。 其字符集内容与UCS的BMP相同。 GBK码 GBK等同于UCS的新的中文编码扩展国家标准，2字节表示一个汉字 第一字节从81HFEH，最高位为1； 第二字节从4