第2章 計算機基礎(chǔ)知識

1、第二章第二章 計算機基礎(chǔ)知識計算機基礎(chǔ)知識(3(3學(xué)時學(xué)時) ) 2.1 2.1 計算機系統(tǒng)的組成與工作原理計算機系統(tǒng)的組成與工作原理( (掌握掌握) )2.1.1 2.1.1 計算機系統(tǒng)的組成計算機系統(tǒng)的組成計計算算機機系系統(tǒng)統(tǒng)軟件軟件硬件硬件主機主機運算器運算器控制器控制器內(nèi)存內(nèi)存CPUCPU隨機存儲器隨機存儲器(RAM)(RAM)只讀存儲器只讀存儲器(ROM)(ROM)高速緩沖存儲器高速緩沖存儲器 輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀 輸出設(shè)備：顯示器、打印機輸出設(shè)備：顯示器、打印機 外外 存：軟、硬盤、光盤、閃存存：軟、硬盤、光盤、閃存 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器等

2、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器等外部設(shè)備外部設(shè)備系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)：操作系統(tǒng)：WindowsWindows、UnixUnix、LinuxLinux語言處理程序：語言處理程序：C C、PascalPascal、VBVB等等 實用程序：診斷程序、排錯程序等實用程序：診斷程序、排錯程序等 通用應(yīng)用軟件：辦公軟件包、數(shù)據(jù)庫通用應(yīng)用軟件：辦公軟件包、數(shù)據(jù)庫專用應(yīng)用軟件：企業(yè)的管理信息系統(tǒng)專用應(yīng)用軟件：企業(yè)的管理信息系統(tǒng)2.1.2 2.1.2 計算機系統(tǒng)的硬件組成計算機系統(tǒng)的硬件組成馮馮. .諾依曼思想諾依曼思想：v計算機由五大計算機由五大模塊組成模塊組成v程序與數(shù)據(jù)一程序與數(shù)據(jù)一樣存放

3、在內(nèi)存樣存放在內(nèi)存v二進制二進制存儲器存儲器數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流控制流控制流運算器運算器外存儲器外存儲器輸輸出出設(shè)設(shè)備備內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器輸輸入入設(shè)設(shè)備備控制器控制器計算機硬件包括主機和外設(shè)計算機硬件包括主機和外設(shè)計算機五大部件的功能計算機五大部件的功能1.1.運算器運算器 運算器也稱算術(shù)邏輯單元運算器也稱算術(shù)邏輯單元( (ALU，Arithmetic and Logic Arithmetic and Logic Unit)Unit)，是進行算術(shù)運算和邏輯運算的部件。，是進行算術(shù)運算和邏輯運算的部件。 2.2.控制器控制器 控制器是計算機的神經(jīng)中樞和指揮中心。其功能是控制計控制器是計算機的神經(jīng)中樞和指揮

4、中心。其功能是控制計算機各部件協(xié)調(diào)工作，使計算機自動地執(zhí)行程序。算機各部件協(xié)調(diào)工作，使計算機自動地執(zhí)行程序。 運算器運算器 控制器控制器控制整個控制整個計算機所計算機所有部件的有部件的工作工作執(zhí)行算術(shù)執(zhí)行算術(shù)運算和邏運算和邏輯運算輯運算CPU中央處理器中央處理器3. 3. 存儲器存儲器 存儲器是存放數(shù)據(jù)和程序的記憶單元集合，每個記憶單元由存儲器是存放數(shù)據(jù)和程序的記憶單元集合，每個記憶單元由8 8位二進制位組成，是計算機中各種信息存儲和交流的中心。存儲位二進制位組成，是計算機中各種信息存儲和交流的中心。存儲器通常分為內(nèi)部存儲器（簡稱內(nèi)存儲器、內(nèi)存）和外部存儲器（器通常分為內(nèi)部存儲器（簡稱內(nèi)存儲器

5、、內(nèi)存）和外部存儲器（簡稱外存儲器、外存）兩大類。簡稱外存儲器、外存）兩大類。 存儲器存儲器外存儲器存放外存儲器存放大量信息大量信息內(nèi)存儲器信息內(nèi)存儲器信息交流中心交流中心位、字節(jié)、字長和地址位、字節(jié)、字長和地址 位（位（BitBit）：簡記為：簡記為b b。是計算機存儲數(shù)據(jù)的最小單位。是計算機存儲數(shù)據(jù)的最小單位。 字節(jié)（字節(jié)（ByteByte）：簡記為：簡記為B B。8 8 個二進制位為一個字節(jié)。字節(jié)個二進制位為一個字節(jié)。字節(jié)是存儲數(shù)據(jù)的基本單位。是存儲數(shù)據(jù)的基本單位。 字長（字長（Word)Word)：CPUCPU在單位時間內(nèi)能一次處理的二進制數(shù)據(jù)在單位時間內(nèi)能一次處理的二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)。

6、字長是衡量計算機性能的一個重要指標(biāo)。字長越長，的位數(shù)。字長是衡量計算機性能的一個重要指標(biāo)。字長越長，精度越高。精度越高。 地址（地址（AddressAddress）：）：在計算機中，內(nèi)存被分成一個個字節(jié)，在計算機中，內(nèi)存被分成一個個字節(jié)，每個字節(jié)都由一個惟一的地址來標(biāo)識。每個字節(jié)都由一個惟一的地址來標(biāo)識。1KB = 21KB = 210 10 B = 1024 BB = 1024 B1MB = 21MB = 210 10 KB = 1024 KBKB = 1024 KB1GB = 21GB = 210 10 MB = 1024 MBMB = 1024 MB1TB = 21TB = 210 10

7、 GB = 1024 GBGB = 1024 GB7 6 5 4 3 2 1 0字節(jié)字節(jié) ByteByte位位 BitBit4. 輸入輸入/輸出設(shè)備輸出設(shè)備1 1）輸入設(shè)備）輸入設(shè)備 輸入設(shè)備用來接收用戶輸入的原始數(shù)據(jù)和程序，并將其轉(zhuǎn)換輸入設(shè)備用來接收用戶輸入的原始數(shù)據(jù)和程序，并將其轉(zhuǎn)換成計算機可以識別的形式存放在內(nèi)存中。常用的輸入設(shè)備有：成計算機可以識別的形式存放在內(nèi)存中。常用的輸入設(shè)備有： 2 2）輸出設(shè)備）輸出設(shè)備 輸出設(shè)備用于將存放在內(nèi)存中由計算機處理得到的結(jié)果數(shù)據(jù)輸出設(shè)備用于將存放在內(nèi)存中由計算機處理得到的結(jié)果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗兡軌蚪邮艿男问?。常用的輸出設(shè)備有：轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗兡軌蚪邮艿男问健?/p>

8、常用的輸出設(shè)備有： 鍵盤鍵盤 鼠標(biāo)鼠標(biāo) 掃描儀掃描儀 手寫輸入板手寫輸入板 數(shù)字化儀數(shù)字化儀 CRTCRT、液晶顯示器、液晶顯示器 激光、噴墨、針式）打印機激光、噴墨、針式）打印機 繪圖儀繪圖儀2.1.3 2.1.3 計算機基本工作原理計算機基本工作原理1. 計算機指令系統(tǒng)計算機指令系統(tǒng) 指令是能被計算機識別并執(zhí)行的的二進制代碼，它規(guī)定指令是能被計算機識別并執(zhí)行的的二進制代碼，它規(guī)定了計算機能完成一種操作。了計算機能完成一種操作。操作碼操作碼 操作數(shù)操作數(shù) 指令指令 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分類分類操作碼操作碼 要完成的操作類型或性質(zhì)要完成的操作類型或性質(zhì)操作數(shù)操作數(shù) 操作的內(nèi)容或所在的地址操作的內(nèi)容或所在的

9、地址 If GotoIf Goto And Or And OrCPUCPU內(nèi)存內(nèi)存I/OI/O設(shè)備設(shè)備主機主機對計算機的硬件進行管理等對計算機的硬件進行管理等u 數(shù)據(jù)傳送指令數(shù)據(jù)傳送指令u 數(shù)據(jù)處理指令數(shù)據(jù)處理指令u 程序控制指令程序控制指令u 輸入輸出指令輸入輸出指令u 其它指令其它指令 2. 2. 計算機基本工作原理計算機基本工作原理 1) 1) 指令的執(zhí)行過程指令的執(zhí)行過程一條指令的執(zhí)行過程分為以下一條指令的執(zhí)行過程分為以下3 3步驟：步驟： 取指令取指令 按照指令計數(shù)器中的地址，從內(nèi)存儲器中取出指按照指令計數(shù)器中的地址，從內(nèi)存儲器中取出指令，并送往指令寄存器。令，并送往指令寄存器。 分

10、析指令分析指令 對指令寄存器中存放的指令進行分析，由譯碼對指令寄存器中存放的指令進行分析，由譯碼器對操作碼進行譯碼，將指令的操作碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制電器對操作碼進行譯碼，將指令的操作碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制電位信號；由地址碼確定操作數(shù)地址。位信號；由地址碼確定操作數(shù)地址。 執(zhí)行指令執(zhí)行指令 由操作控制線路發(fā)出完成該操作所需要的一系由操作控制線路發(fā)出完成該操作所需要的一系列控制信息，去完成該指令所要求的操作。列控制信息，去完成該指令所要求的操作。 一條指令執(zhí)行完成，指令計數(shù)器加一條指令執(zhí)行完成，指令計數(shù)器加1 1 或?qū)⑥D(zhuǎn)移地址碼送或?qū)⑥D(zhuǎn)移地址碼送入程序計數(shù)器，然后回到入程序計數(shù)器，然后回到。取指令取指令

11、分析指令分析指令執(zhí)行指令執(zhí)行指令計算機基本工作原理計算機基本工作原理 一般把計算機完成一條指令所花費的時間稱為一般把計算機完成一條指令所花費的時間稱為1 1個指令周個指令周期，指令周期越短，指令執(zhí)行越快。通常所說的期，指令周期越短，指令執(zhí)行越快。通常所說的CPU主頻或工主頻或工作頻率，就反映了指令執(zhí)行周期的長短。作頻率，就反映了指令執(zhí)行周期的長短。 計算機的工作就是執(zhí)行程序，即自動連續(xù)地執(zhí)行一系列計算機的工作就是執(zhí)行程序，即自動連續(xù)地執(zhí)行一系列指令，指令，而程序開發(fā)人員的工作就是編制程序。而程序開發(fā)人員的工作就是編制程序。1. 1. 程序程序 程序就是為完成某一處理任務(wù)而設(shè)計的一系列指令的有程

12、序就是為完成某一處理任務(wù)而設(shè)計的一系列指令的有序集合。序集合。2. 2. 程序的執(zhí)行過程程序的執(zhí)行過程 CPUCPU不斷地取指令、分析指令、執(zhí)行指令直至遇到停止命不斷地取指令、分析指令、執(zhí)行指令直至遇到停止命令結(jié)束的過程。令結(jié)束的過程。2.2 2.2 數(shù)制轉(zhuǎn)換及運算數(shù)制轉(zhuǎn)換及運算( (掌握掌握) ) 在計算機內(nèi)部，數(shù)據(jù)的存儲和處理都是采用二進制數(shù)，采在計算機內(nèi)部，數(shù)據(jù)的存儲和處理都是采用二進制數(shù)，采用二進制數(shù)的主要原因是：用二進制數(shù)的主要原因是：（1 1）二進制數(shù)在物理上最容易實現(xiàn)。）二進制數(shù)在物理上最容易實現(xiàn)。（2 2）二進制數(shù)的運算規(guī)則簡單，這將使計算機的硬件結(jié)構(gòu)大）二進制數(shù)的運算規(guī)則簡單

13、，這將使計算機的硬件結(jié)構(gòu)大大簡化。大簡化。（3 3）二進制數(shù)的兩個數(shù)字符號）二進制數(shù)的兩個數(shù)字符號“1”1”和和“0”0”正好與邏輯命題正好與邏輯命題的兩個值的兩個值“真真”和和“假假”相對應(yīng)，為計算機實現(xiàn)邏輯運算提供相對應(yīng)，為計算機實現(xiàn)邏輯運算提供了便利的條件。了便利的條件。 二進制數(shù)書寫冗長，為了書寫方便，一般用十六進制數(shù)或二進制數(shù)書寫冗長，為了書寫方便，一般用十六進制數(shù)或八進制數(shù)作為二進制數(shù)的簡化表示。八進制數(shù)作為二進制數(shù)的簡化表示。2.2.1 2.2.1 進位計數(shù)制進位計數(shù)制 i1nmiira N=aN=an-1n-1r rn-1n-1a an-2n-2r rn-2n-2a a0 0r

14、 r0 0a a-1-1r r-1-1a a-m-mr r-m-mR R 進制數(shù)進制數(shù) N N 可表示為：可表示為： R R 進制數(shù)用進制數(shù)用 r r 個基本符號（例如個基本符號（例如0 0，1 1，2 2，r-1r-1）表）表示數(shù)值。示數(shù)值。r r 稱為該數(shù)制的稱為該數(shù)制的基數(shù)基數(shù)，而數(shù)制中每一個固定位置對，而數(shù)制中每一個固定位置對應(yīng)的單位值稱為應(yīng)的單位值稱為權(quán)權(quán)。 基數(shù)基數(shù)權(quán)權(quán)數(shù)碼數(shù)碼678.34=6678.34=610102 2+7+710101 1+8+810100 0 +3+31010-1-1+4+41010-2-2(678.34)10 =6102+7101+8100+310-1+4

15、10-2 各位的各位的“權(quán)權(quán)” 100 10 1 0.1 0.012.2.2 2.2.2 不同進位計數(shù)制間的轉(zhuǎn)換不同進位計數(shù)制間的轉(zhuǎn)換 1. r 1. r 進制轉(zhuǎn)化成十進制進制轉(zhuǎn)化成十進制數(shù)碼乘以各自的權(quán)的累加數(shù)碼乘以各自的權(quán)的累加 例：例：(10101)(10101)B B = 2 = 24 42 22 21 = 211 = 21(101.11)(101.11)B B = 2 = 22 21 12 2-1-12 2-2 -2 = 5.75= 5.75(101)(101)O O = 8 = 82 2 0 0 1 = 65 1 = 65 (71)(71)O O = 7= 78 81 11 = 5

16、1 = 5(101A)(101A)H H = 16= 163 30 0161610 = 410610 = 4106(56.07)(56.07)D D = 5 = 510101 16 610100 07 71010-2-2進制表示符號進制表示符號B B 二進制二進制O O 八進制八進制D D 十進制十進制H H 十六進制十六進制2. 2. 十進制轉(zhuǎn)化成十進制轉(zhuǎn)化成 r r 進制進制整數(shù)部分：整數(shù)部分：除以除以 r r取余數(shù)，直到商為取余數(shù)，直到商為0 0，余數(shù)從右到左排列。，余數(shù)從右到左排列。小數(shù)部分：小數(shù)部分：乘以乘以 r r取整數(shù)，整數(shù)從左到右排列。取整數(shù)，整數(shù)從左到右排列。100(D) =

17、 100(D) = 144(O) 144(O) = = 64(H)64(H)例例 100.345(D)1100100.01011(B)100.345(D)1100100.01011(B)1.3800.34520.69022 0.760 2 1.520 2 10025022521226232100 00 01 10 00 01 11 1 1.04八進制八進制10081281804 44 41 110016604 46 616十六進制十六進制3. 3. 二進制、八進制、十六進制數(shù)間的關(guān)系二進制、八進制、十六進制數(shù)間的關(guān)系 八進八進制制 對應(yīng)對應(yīng)二進制二進制 十六進十六進制制對應(yīng)對應(yīng)二進制二進制 十

18、六進十六進制制 對應(yīng)對應(yīng)二進制二進制0 00000000 0000000008 8100010001 10010011 1000100019 9100110012 20100102 200100010A A101010103 30110113 300110011B B101110114 41001004 401000100C C110011005 51011015 501010101D D110111016 61101106 601100110E E111011107 71111117 701110111F F111111114. 4. 二進制、八進制、十六進制數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換二進制、八進制、十

19、六進制數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換 1 1）二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成八、十六進制數(shù)）二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成八、十六進制數(shù) 二進制轉(zhuǎn)化成八二進制轉(zhuǎn)化成八( (十六十六) )進制，以小數(shù)點為中心向左、右兩進制，以小數(shù)點為中心向左、右兩邊分組，每三邊分組，每三（四）（四）位為一組，兩頭不足三位為一組，兩頭不足三（四）（四）位的，整數(shù)位的，整數(shù)部分冠部分冠“0”0”，小數(shù)部分補，小數(shù)部分補“0”0”。 1110.11 (B) = 001 110.110 (B) =16.6(O) 111110.11(B)=0011 1110.1100 (B) = 3E.C (H) 2 2）八、十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)）八、十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù) 將

20、八將八( (十六十六) )進制的每一位用三進制的每一位用三（四）（四）位二進制數(shù)來表示即位二進制數(shù)來表示即可。每三可。每三（四）（四）位為一組。一位八進制數(shù)對應(yīng)位為一組。一位八進制數(shù)對應(yīng)三三位二進制數(shù)，位二進制數(shù)，一位十六進制數(shù)對應(yīng)一位十六進制數(shù)對應(yīng)四四位二進制數(shù)位二進制數(shù) 723.14(O) = 111 010 011 . 001 100(B) 2CA.5F(H) = ?(B)2.2.3 2.2.3 二進制數(shù)的算術(shù)運算二進制數(shù)的算術(shù)運算 二進制數(shù)的算術(shù)運算也包括加、減、乘和除四則運算，但二進制數(shù)的算術(shù)運算也包括加、減、乘和除四則運算，但運算更簡單。運算更簡單。加法運算：加法運算：本位的被加數(shù)

21、、加數(shù)和來自低位的進位。逢二進一本位的被加數(shù)、加數(shù)和來自低位的進位。逢二進一，有，有4 4種加法運算法則。種加法運算法則。減法運算：減法運算：本位的被減數(shù)、減數(shù)和向高位的借位（借位為本位的被減數(shù)、減數(shù)和向高位的借位（借位為1 1，否，否則為則為0 0）。）。乘法運算：乘法運算：有有4 4種運算法則。種運算法則。除法運算：除法運算：有三種法則。有三種法則。 在計算機中二進制的加法是基本運算，乘、除可以通過加、在計算機中二進制的加法是基本運算，乘、除可以通過加、減和移位來實現(xiàn)，而減法真正實現(xiàn)是加上一個負(fù)數(shù)，其主要是減和移位來實現(xiàn)，而減法真正實現(xiàn)是加上一個負(fù)數(shù)，其主要是運用了補碼運算。運用了補碼運算

22、。2.2.4 2.2.4 二進制數(shù)的邏輯運算二進制數(shù)的邏輯運算 1. 1. 邏輯數(shù)據(jù)的表示邏輯數(shù)據(jù)的表示 二進制數(shù)的二進制數(shù)的0 0和和1 1在邏輯上可以代表真與假、是與非等。在邏輯上可以代表真與假、是與非等。2. 2. 邏輯運算邏輯運算 邏輯運算的結(jié)果為邏輯值。邏輯運算的結(jié)果為邏輯值。1 1）邏輯非運算）邏輯非運算 若若A A為原事件，則邏輯非表示與原事件含義相反，常用為原事件，則邏輯非表示與原事件含義相反，常用A A表示。表示。 運算規(guī)則：運算規(guī)則： 0 = 1 1 = 00 = 1 1 = 02 2）邏輯與運算）邏輯與運算 該運算也稱為邏輯乘，表示當(dāng)該運算也稱為邏輯乘，表示當(dāng)A A、B

23、B兩個事件同時滿足結(jié)果才為兩個事件同時滿足結(jié)果才為真。真。 運算規(guī)則：運算規(guī)則：0 01 = 0 11 = 0 10 = 0 00 = 0 00 = 0 10 = 0 11 = 11 = 13 3）邏輯或運算）邏輯或運算 表示當(dāng)表示當(dāng)A A、B B兩個事件只要有一個滿足時結(jié)果就為真。兩個事件只要有一個滿足時結(jié)果就為真。 運算規(guī)則：運算規(guī)則：0 00 = 0 00 = 0 01 = 1 11 = 1 10 = 1 10 = 1 11 = 11 = 12.3 2.3 數(shù)據(jù)在計算機中的表示數(shù)據(jù)在計算機中的表示( (了解了解) ) 計算機中任何形式的數(shù)據(jù)（數(shù)字、文字、圖形、圖像、聲計算機中任何形式的數(shù)

24、據(jù)（數(shù)字、文字、圖形、圖像、聲音、視頻等）都采用二進制編碼轉(zhuǎn)換，采用二進制是因為：音、視頻等）都采用二進制編碼轉(zhuǎn)換，采用二進制是因為：v物理上容易實現(xiàn)，可靠性強。物理上容易實現(xiàn)，可靠性強。v運算簡單，通用性強。運算簡單，通用性強。v計算機中的二進制數(shù)的計算機中的二進制數(shù)的0 0和和1 1，便于表示和進行邏輯運算。，便于表示和進行邏輯運算。輸入設(shè)備輸入設(shè)備數(shù)值：十?dāng)?shù)值：十 二進制轉(zhuǎn)換二進制轉(zhuǎn)換西文：西文：ASCIIASCII碼碼漢字：輸入碼漢字：輸入碼 機內(nèi)碼轉(zhuǎn)換機內(nèi)碼轉(zhuǎn)換聲音、圖像：聲音、圖像： 模模/ /數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)轉(zhuǎn)換輸出設(shè)備輸出設(shè)備二二 十進制轉(zhuǎn)換十進制轉(zhuǎn)換 數(shù)值數(shù)值字形碼字形碼 西文西文漢

25、字字形碼漢字字形碼 漢字漢字?jǐn)?shù)數(shù)/ /模轉(zhuǎn)換模轉(zhuǎn)換 聲音、圖像聲音、圖像內(nèi)存內(nèi)存2. 2. 定點數(shù)和浮點數(shù)定點數(shù)和浮點數(shù) 定點數(shù)約定小數(shù)點隱含在某一固定位置上為定點表示法；定點數(shù)約定小數(shù)點隱含在某一固定位置上為定點表示法；小數(shù)點位置可以任意浮動的為浮點表示法。小數(shù)點位置可以任意浮動的為浮點表示法。2.3.1 2.3.1 數(shù)值數(shù)值符號數(shù)的機器數(shù)表示符號數(shù)的機器數(shù)表示數(shù)在計算機中的表示統(tǒng)稱為機器數(shù)，其特點是：數(shù)在計算機中的表示統(tǒng)稱為機器數(shù)，其特點是： 數(shù)的數(shù)的符號數(shù)值化符號數(shù)值化；小數(shù)點小數(shù)點約定在一個約定在一個固定位置固定位置上，不占上，不占用用1 1個數(shù)位；機器個數(shù)位；機器數(shù)表示的范圍受到數(shù)表

26、示的范圍受到字長和數(shù)據(jù)類型的字長和數(shù)據(jù)類型的限制限制。 符號位 “0 0”表示正 、 “1 1”表示負(fù)1 10 01 10 01 11 10 00 0定點數(shù)定點數(shù)定點定點整數(shù)整數(shù) S小數(shù)點小數(shù)點無符號位無符號位S小數(shù)點小數(shù)點定點小數(shù)定點小數(shù) 定定 點點 數(shù)：數(shù)：約定小數(shù)點隱含在某一固定位置上。約定小數(shù)點隱含在某一固定位置上。定點整數(shù)：定點整數(shù)：約定小數(shù)點位置在機器數(shù)的最右邊。約定小數(shù)點位置在機器數(shù)的最右邊。定點小數(shù)：定點小數(shù)：約定的小數(shù)點位置在符號位和有效數(shù)值部分之間，約定的小數(shù)點位置在符號位和有效數(shù)值部分之間，定點小數(shù)是純小數(shù)，所有數(shù)值的絕對值均小于定點小數(shù)是純小數(shù)，所有數(shù)值的絕對值均小于1

27、 1。浮浮 點點 數(shù)：數(shù)：小數(shù)點的位置可以任意浮動。小數(shù)點的位置可以任意浮動。小數(shù)點位置不固定的浮點數(shù)小數(shù)點位置不固定的浮點數(shù)-1101.010(B) = -0.1101010.1101012 2 100100（B B）階碼階碼數(shù)符數(shù)符階符階符尾數(shù)尾數(shù)0001001011010100N = N = d d2 2p p = = 數(shù)符數(shù)符尾數(shù)尾數(shù)2 2階符階符階碼階碼尾數(shù)的位數(shù)決定數(shù)的精度尾數(shù)的位數(shù)決定數(shù)的精度階碼的位數(shù)決定數(shù)的范圍階碼的位數(shù)決定數(shù)的范圍 定點整數(shù)定點整數(shù)定點小數(shù)定點小數(shù)規(guī)格化的形式：尾數(shù)規(guī)格化的形式：尾數(shù)的絕對值大于等于的絕對值大于等于0.10.1并且小于并且小于1 1，從而，從

28、而唯一地規(guī)定了小數(shù)點唯一地規(guī)定了小數(shù)點的位置。的位置。 階碼只能是一個帶符號的整數(shù)，階碼只能是一個帶符號的整數(shù)，階碼本身的小數(shù)點約定在階碼的最階碼本身的小數(shù)點約定在階碼的最右面。右面。 尾數(shù)表示數(shù)的有效部分，是純尾數(shù)表示數(shù)的有效部分，是純小數(shù)。其小數(shù)點約定在數(shù)符與尾數(shù)小數(shù)。其小數(shù)點約定在數(shù)符與尾數(shù)之間。之間。 在浮點數(shù)表示中，階符與數(shù)符在浮點數(shù)表示中，階符與數(shù)符各占一位，階碼的位數(shù)表示數(shù)的大各占一位，階碼的位數(shù)表示數(shù)的大小范圍，尾數(shù)的位數(shù)表示數(shù)的精度。小范圍，尾數(shù)的位數(shù)表示數(shù)的精度。例：設(shè)階碼為例：設(shè)階碼為6 6位，尾數(shù)為位，尾數(shù)為8 8位，則二進制數(shù)位，則二進制數(shù)-1101.010-1101

29、.010的浮點數(shù)的存放形式為：的浮點數(shù)的存放形式為：3. 3. 帶符號數(shù)的運算帶符號數(shù)的運算符號位符號位 “ “0 0”表示正表示正 、 “ “1 1”表示表示負(fù)負(fù)運算帶來問題復(fù)雜性運算帶來問題復(fù)雜性: :1 10 01 10 01 11 10 00 0例例 -5 + 4-5 + 4的結(jié)果應(yīng)為的結(jié)果應(yīng)為 -1-1。但在計算機中若按照上面講的符。但在計算機中若按照上面講的符號位同時和數(shù)值參加運算，則運算如下：號位同時和數(shù)值參加運算，則運算如下： 10000101 -5 的 機 器數(shù) + 00000100 4 的 機 器數(shù) 10001001 運算 結(jié) 果為 -9 若要考慮符號位的處理，則運算變得復(fù)

30、雜。為了解決此類若要考慮符號位的處理，則運算變得復(fù)雜。為了解決此類問題，引入了多種編碼表示方式，常用的是：問題，引入了多種編碼表示方式，常用的是：原碼、反碼和補原碼、反碼和補碼，其實質(zhì)是對負(fù)數(shù)表示的不同編碼。碼，其實質(zhì)是對負(fù)數(shù)表示的不同編碼。0X1|X|0=XX=0+7： 00000111 +0：00000000 - - 7： 10000111 - - 0：10000000 X原原=(2) (2) 反碼反碼 對于正數(shù)與原碼相同；對于負(fù)數(shù)數(shù)符位為對于正數(shù)與原碼相同；對于負(fù)數(shù)數(shù)符位為1 1，其，其數(shù)值位取反。數(shù)值位取反。0X1|X|0=XX=0 +7： 00000111 +0：00000000 -

31、 -7： 11111000 - - 0：11111111 X反反=4.4.帶符號數(shù)的表示帶符號數(shù)的表示 假定一個數(shù)在機器中占用假定一個數(shù)在機器中占用8 8位。位。(1)(1)原碼原碼 其數(shù)符位其數(shù)符位0 0表示正，表示正，1 1表示負(fù)；其數(shù)值部分就是該數(shù)表示負(fù)；其數(shù)值部分就是該數(shù)絕對值的二進制表示。絕對值的二進制表示。0=X+7： 00000111 +0：00000000 0X1|X|+1 X=0 - - 7： 11111001 - - 0：00000000 X補補=(3)(3)補碼補碼 補碼：對于正整數(shù)其補碼與原碼相同；對于負(fù)數(shù)，數(shù)符補碼：對于正整數(shù)其補碼與原碼相同；對于負(fù)數(shù)，數(shù)符位為位為1

32、 1，其數(shù)值位取反，最右位加，其數(shù)值位取反，最右位加1 1，即為反碼加即為反碼加1 1。例例 -5 + 4-5 + 4。正整數(shù)4的補碼為 00000100；負(fù)整數(shù) -5的原碼為 10000101；反碼為 11111010；補碼為 11111011。 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 4的補碼 + 1 1 1 1 1 0 1 11 1 1 1 1 0 1 1 -5的補碼 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 補碼相加的結(jié)果 運算結(jié)果1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1，正好是 -1的補碼形式。字符字符 1. 1. 常見的

33、信息編碼常見的信息編碼1 1）BCDBCD碼碼 BCDBCD碼就是二進制編碼的十進制數(shù)。也即用四位二進制表示碼就是二進制編碼的十進制數(shù)。也即用四位二進制表示一個十進制數(shù)。一個十進制數(shù)。 （5454）D =D =（0101010001010100）BCDBCD2 2）ASCIIASCII碼碼 國際上通用的西文字符編碼就是所謂的國際上通用的西文字符編碼就是所謂的ASCIIASCII碼（碼（American American Standard Code for Information InterchangeStandard Code for Information Interchange）。）。3

34、3）漢字編碼）漢字編碼 漢字的編碼主要分為三類，數(shù)字編碼，拼音，字形碼（如漢漢字的編碼主要分為三類，數(shù)字編碼，拼音，字形碼（如漢語拼音）、數(shù)字（區(qū)位碼）、或特殊符號（五筆字形）構(gòu)成。語拼音）、數(shù)字（區(qū)位碼）、或特殊符號（五筆字形）構(gòu)成。4 4）機內(nèi)碼）機內(nèi)碼 機內(nèi)碼是計算機設(shè)備內(nèi)部對信息進行處理、內(nèi)部存儲、傳輸機內(nèi)碼是計算機設(shè)備內(nèi)部對信息進行處理、內(nèi)部存儲、傳輸所用的代碼。所用的代碼。2. 2. 西文字符西文字符( (掌握掌握) ) ACSIIACSII碼碼( (American Standard Code for Information Interchange 美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼美國信息交

35、換標(biāo)準(zhǔn)代碼 ) 128 128個常用字符，用個常用字符，用7 7位二進制編碼，從位二進制編碼，從0 0到到127127 控制字符：控制字符：0 03232，127127；普通字符：；普通字符：9494個。個。例如：例如：“a”a”字符的編碼為字符的編碼為11000011100001，對應(yīng)的十進制數(shù)是，對應(yīng)的十進制數(shù)是9797； 換行換行 0AH 100AH 10 回車回車 0DH 130DH 13 空格空格 20H 3220H 32 0 09 30H9 30H39H 39H 48485757 A AZ 41HZ 41H5AH 5AH 65659090 a az 61Hz 61H7AH 7AH

36、9797122122ASCIIASCII碼表碼表00000000 00010001 00100010 00110011 01000100 01010101 01100110 01110111 10001000 10011001 10101010 10111011 11001100 11011101 11101110 11111111000NULNULBSBSDELDELCANCANSPSP( (0 08 8 H HP PX X h hp px x001SOHSOHHTHTDC1DC1EMEM! !) )1 19 9A AI IQ QY Ya ai iq qy y010STXSTXLFLFDC2

37、DC2SUBSUB“* *2 2: :B BJ JR RZ Zb bj jr rz z011ETXETXVTVTDC3DC3ESCESC# #+ +3 3; ;C CK KS S c ck ks s 100EOTEOTFFFFDC4DC4FSFS$ $, ,4 4 F FN NV Vf fn nv v 111BELBELSISIETBETBUSUS/ /7 7? ?G GO OW Wg go ow wDELDELd d2 2d d1 1d d0 0 即低即低3 3位位d6d5d4d3 即高即高4 4位位漢字漢字信息處理流程漢字漢字信息處理流程 英文是拼音文字，采用不超過英文是拼音文字，采用不超

38、過128128種字符的字種字符的字符集就能滿足英文處理的需要，在一個計算機系統(tǒng)符集就能滿足英文處理的需要，在一個計算機系統(tǒng)中，輸入、存儲和輸出都可以使用同一種編碼，輸中，輸入、存儲和輸出都可以使用同一種編碼，輸入碼和機內(nèi)碼是一樣的。入碼和機內(nèi)碼是一樣的。 漢字是象形文字，種類繁多，漢字是象形文字，種類繁多，GB2312-80GB2312-80中常中常用漢字用漢字67636763個。因此，漢字處理技術(shù)首先要解決的個。因此，漢字處理技術(shù)首先要解決的是漢字的輸入、計算機內(nèi)部的編碼（機內(nèi)碼）及漢是漢字的輸入、計算機內(nèi)部的編碼（機內(nèi)碼）及漢字的輸出。字的輸出。 漢字通過輸入設(shè)備輸入到計算機；漢字通過輸入

39、設(shè)備輸入到計算機；再通過漢字再通過漢字編碼系統(tǒng)將輸入碼轉(zhuǎn)換成國標(biāo)碼，將國標(biāo)碼每個字編碼系統(tǒng)將輸入碼轉(zhuǎn)換成國標(biāo)碼，將國標(biāo)碼每個字節(jié)的最高位變?yōu)楣?jié)的最高位變?yōu)椤?”1”生成機內(nèi)碼；生成機內(nèi)碼；機內(nèi)碼對應(yīng)地機內(nèi)碼對應(yīng)地轉(zhuǎn)換成地址碼，從漢字庫中取到相應(yīng)的漢字字形；轉(zhuǎn)換成地址碼，從漢字庫中取到相應(yīng)的漢字字形；在輸出設(shè)備上輸出漢字。在輸出設(shè)備上輸出漢字。3. 3. 漢字編碼漢字編碼( (了解了解) )漢字輸入漢字輸入輸入碼輸入碼國標(biāo)碼國標(biāo)碼機內(nèi)碼機內(nèi)碼地址碼地址碼字形碼字形碼漢字輸出漢字輸出(1) (1) 漢字輸入碼漢字輸入碼 輸入碼供用戶通過輸入裝置輸入到計算機而編制的編碼。輸入碼供用戶通過輸入裝置輸入

40、到計算機而編制的編碼。音碼類：音碼類：全拼、雙拼、微軟拼音、自然碼和智能全拼、雙拼、微軟拼音、自然碼和智能ABCABC等等 形碼類：形碼類：五筆字型法等；五筆字型法等；數(shù)字編碼：數(shù)字編碼：區(qū)位碼、電報碼。區(qū)位碼、電報碼。(2) (2) 漢字國標(biāo)碼漢字國標(biāo)碼(GB2312(GB231280)80) 國標(biāo)碼又稱為交換碼，它主要用于不同漢字處理系統(tǒng)之間國標(biāo)碼又稱為交換碼，它主要用于不同漢字處理系統(tǒng)之間進行漢字交換。它與區(qū)位碼的關(guān)系是：將某個漢字的區(qū)位碼的進行漢字交換。它與區(qū)位碼的關(guān)系是：將某個漢字的區(qū)位碼的“區(qū)號區(qū)號”和和“位號位號”分別加上十進制的分別加上十進制的3232。 國標(biāo)區(qū)位碼將漢字和符號

41、分為國標(biāo)區(qū)位碼將漢字和符號分為9494個區(qū)，每個區(qū)個區(qū)，每個區(qū)9494個字符。個字符。 一級漢字一級漢字37553755個，按拼音排列，二級漢字個，按拼音排列，二級漢字30083008個，按偏旁個，按偏旁部首排列，部首順序按依筆劃多少排列。共部首排列，部首順序按依筆劃多少排列。共67636763個漢字。個漢字。 機內(nèi)碼是計算機設(shè)備內(nèi)部對信息進行處理、內(nèi)部存儲、傳輸所用的機內(nèi)碼是計算機設(shè)備內(nèi)部對信息進行處理、內(nèi)部存儲、傳輸所用的漢字代碼。漢字代碼。 漢字?jǐn)?shù)量多，用個字節(jié)來存放漢字的編碼。兩個字節(jié)共漢字?jǐn)?shù)量多，用個字節(jié)來存放漢字的編碼。兩個字節(jié)共1616位，可位，可以表示以表示2 21616=65

42、536=65536個可區(qū)別的碼，如果兩個字節(jié)各用位，則可表示個可區(qū)別的碼，如果兩個字節(jié)各用位，則可表示2 21414=16384=16384個可區(qū)別的碼。個可區(qū)別的碼。一個碼代表一個漢字，這已夠用了。一個碼代表一個漢字，這已夠用了。 現(xiàn)在我國的漢字信息系統(tǒng)采用了與現(xiàn)在我國的漢字信息系統(tǒng)采用了與ASCII ASCII 碼相應(yīng)的位碼方案，碼相應(yīng)的位碼方案，用個位構(gòu)成一個漢字機內(nèi)碼。用個位構(gòu)成一個漢字機內(nèi)碼。 為了實現(xiàn)中西文兼容，通常利用字節(jié)的最高位來區(qū)分某個碼值為了實現(xiàn)中西文兼容，通常利用字節(jié)的最高位來區(qū)分某個碼值是代表漢字或是代表漢字或ASCII ASCII 碼字符。其體的作法是，若最高位為碼字

43、符。其體的作法是，若最高位為“”視視為漢字符，最高位為為漢字符，最高位為“”視為視為ASCIIASCII碼字符。所以漢字的機內(nèi)碼就碼字符。所以漢字的機內(nèi)碼就在上述的國標(biāo)碼的基礎(chǔ)上，把個字節(jié)的最高位一律由在上述的國標(biāo)碼的基礎(chǔ)上，把個字節(jié)的最高位一律由“改為改為“”而構(gòu)成。而構(gòu)成。 漢字漢字 國標(biāo)碼國標(biāo)碼 漢字內(nèi)碼漢字內(nèi)碼 中中 8680(01010110 01010000)B (11010110 11010000)B 8680(01010110 01010000)B (11010110 11010000)B 華華 5942(00111011 00101010)B (10111011 10101010)B5942(00111011 00101010)B (10111011 10101010)B (3) (3) 漢字機內(nèi)碼漢字機內(nèi)碼 漢字字形碼又稱為漢字漢字字形碼又稱為漢字字模字模是漢字字型的字模數(shù)據(jù)，用于漢字是漢字字型的字模數(shù)據(jù)，用于漢字在顯示或打印輸出。漢字字形碼通常有兩種表示方式：在顯示或打印輸出。漢字字形碼通常有兩種表示方式：點陣和矢量點陣和矢量（描述漢字字形的輪廓特征）（描述漢字字形的輪廓特征）表示方式。表示方式。 用點陣表示字型時，漢字字型碼就是這個漢字字型點陣的代碼用點陣表示字型時，漢字字型碼就是這個漢字字型點陣的代碼。是用點陣表示的