電腦中的信息是如何表示的

1、1.11.1 電腦中的信息是如何表示的電腦中的信息是如何表示的第一章第一章 電腦為什么能處理信息電腦為什么能處理信息1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)信息傳遞信息傳遞現(xiàn)代古代烽火臺狼煙烽火臺狼煙馬拉松的故事馬拉松的故事 電腦為什么能處理信息呢？電腦為什么能處理信息呢？1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)電腦為什么能處理信息呢？電腦為什么能處理信息呢？假如電腦能表達(dá)數(shù)字假如電腦能表達(dá)數(shù)字文字、聲音、圖文字、聲音、圖片、視頻等信息片、視頻等信息轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為那么電腦就能表達(dá)信息，那么電腦就能表達(dá)信息，從而處理信息從而處理信

2、息1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)電腦為什么能處理信息呢？電腦為什么能處理信息呢？電腦能表達(dá)電腦能表達(dá)數(shù)字嗎？數(shù)字嗎？1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)快速計算機(jī)器的研究快速計算機(jī)器的研究 20世紀(jì)初，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家們迫切需要一種能快速計算的機(jī)器，很多科學(xué)家都在設(shè)想如何制造一臺這樣的機(jī)器。由于受十進(jìn)制這個計數(shù)習(xí)慣的困擾，機(jī)器的設(shè)計遇到了很多困難。直到20世紀(jì)30年代中期，美國科學(xué)家馮諾依曼大膽地提出：拋棄十進(jìn)制，采用二進(jìn)制作為數(shù)字計算機(jī)的數(shù)制基礎(chǔ)，從而解決了電腦表達(dá)數(shù)字的難題。使得計算機(jī)的設(shè)計出現(xiàn)了轉(zhuǎn)

3、機(jī)。1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)電腦為什么能處理信息呢？電腦為什么能處理信息呢？電腦能表達(dá)二進(jìn)制數(shù)電腦能表達(dá)二進(jìn)制數(shù)把信息轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)把信息轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)電腦能表達(dá)信息，從而處理信息電腦能表達(dá)信息，從而處理信息30s30s時間記住時間記住“電腦能處理信息的原因電腦能處理信息的原因”，看誰記得最快，記住的同學(xué)請舉手。，看誰記得最快，記住的同學(xué)請舉手。1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)電腦為什么能處理信息呢？電腦為什么能處理信息呢？時間到！大家時間到！大家記住了嗎？記住了嗎？1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí)

4、 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)為什么電腦要使用二進(jìn)制？為什么電腦要使用二進(jìn)制？我們見過的進(jìn)制分、秒分、秒逢逢 進(jìn)進(jìn)1 1月月逢逢 進(jìn)進(jìn)1 1星期星期逢逢 進(jìn)進(jìn)1 160127十進(jìn)制十進(jìn)制 逢逢 進(jìn)進(jìn)1101課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)二進(jìn)制最簡單的進(jìn)制只有兩個數(shù)字：只有兩個數(shù)字： 0和1運(yùn)算規(guī)則：運(yùn)算規(guī)則： 逢2進(jìn)1，借1當(dāng)2。Q Q：102102是一個二進(jìn)制數(shù)嗎？是一個二進(jìn)制數(shù)嗎？1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)的對應(yīng)二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)的對應(yīng)十進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制二進(jìn)制01234567

5、000010011100101110111001C柱子B柱子A柱子1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)用手電筒模擬電路來表示二進(jìn)制數(shù)用手電筒模擬電路來表示二進(jìn)制數(shù)活動：活動：用手電筒模擬電腦中的邏輯電路。你能模擬表示哪些二進(jìn)制用手電筒模擬電腦中的邏輯電路。你能模擬表示哪些二進(jìn)制數(shù)？數(shù)？模擬出來的二進(jìn)制數(shù)對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)分別是多少？能表示連續(xù)的數(shù)字模擬出來的二進(jìn)制數(shù)對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)分別是多少？能表示連續(xù)的數(shù)字0-70-7嗎？嗎？要求：要求：使用使用3 3個手電筒，每個手電筒代表一個電路。手電筒的按鈕可個手電筒，每個手電筒代表一個電路。手電筒的按鈕可以打開和關(guān)閉手

6、電筒，手電筒開表示以打開和關(guān)閉手電筒，手電筒開表示1 1，關(guān)表示，關(guān)表示0 0，從右到左，分別從低位，從右到左，分別從低位到高位。到高位。發(fā)現(xiàn)：采用二進(jìn)制，用這3個手電筒能模擬表示連續(xù)的數(shù)字0-7。1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)用手電筒模擬電路來表示二進(jìn)制數(shù)用手電筒模擬電路來表示二進(jìn)制數(shù)思考：思考：如果采用十進(jìn)制，用這如果采用十進(jìn)制，用這3 3個手電筒能模擬表示個手電筒能模擬表示哪些十進(jìn)制數(shù)？注意：手電筒只有開和關(guān)兩種狀態(tài)，只能哪些十進(jìn)制數(shù)？注意：手電筒只有開和關(guān)兩種狀態(tài)，只能表示表示1 1和和0 0兩個數(shù)字。兩個數(shù)字。 發(fā)現(xiàn)：發(fā)現(xiàn)：采用十進(jìn)制，這采

7、用十進(jìn)制，這3個只有開和關(guān)兩種狀態(tài)手電筒個只有開和關(guān)兩種狀態(tài)手電筒模擬的數(shù)是模擬的數(shù)是不連續(xù)的，沒辦法完整地模擬表示數(shù)字不連續(xù)的，沒辦法完整地模擬表示數(shù)字0-7。 3 3個只有開和關(guān)兩種狀態(tài)的手電筒只能模擬表示這個只有開和關(guān)兩種狀態(tài)的手電筒只能模擬表示這7 7個個數(shù)：數(shù)：000,001,010,011,100,101,110,111000,001,010,011,100,101,110,111，這這7 7個數(shù)在十進(jìn)個數(shù)在十進(jìn)制狀態(tài)下是制狀態(tài)下是不連續(xù)不連續(xù)的。的。個位個位十位十位百位百位 其實采用十進(jìn)制，想讓三個手電筒完整模擬連續(xù)的十進(jìn)制數(shù)也是其實采用十進(jìn)制，想讓三個手電筒完整模擬連續(xù)的十進(jìn)制

8、數(shù)也是可以的，只要把手電筒設(shè)置成可以的，只要把手電筒設(shè)置成1010個狀態(tài)。但是，個狀態(tài)。但是，1010個狀態(tài)的電路制造個狀態(tài)的電路制造復(fù)雜，不容易造出來，開和關(guān)兩種狀態(tài)的電路容易制造。既然用簡復(fù)雜，不容易造出來，開和關(guān)兩種狀態(tài)的電路容易制造。既然用簡 單的方法能完成，為什么要用復(fù)雜得方法呢？單的方法能完成，為什么要用復(fù)雜得方法呢？1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)用手電筒模擬電路來表示二進(jìn)制數(shù)用手電筒模擬電路來表示二進(jìn)制數(shù) 結(jié)論：結(jié)論：電腦中的邏輯電路只電腦中的邏輯電路只有有開開跟跟關(guān)兩種狀態(tài)關(guān)兩種狀態(tài)，電壓也只有，電壓也只有高高和和低兩種狀態(tài)低兩種狀態(tài)

9、，剛好對應(yīng)二進(jìn)，剛好對應(yīng)二進(jìn)制的制的0 0和和1 1兩個數(shù)兩個數(shù)。二進(jìn)制最容易。二進(jìn)制最容易用電路實現(xiàn)，所以電腦采用二進(jìn)用電路實現(xiàn)，所以電腦采用二進(jìn)制。制。1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)二進(jìn)制運(yùn)算二進(jìn)制運(yùn)算二進(jìn)制進(jìn)位規(guī)則二進(jìn)制進(jìn)位規(guī)則十進(jìn)制：9+110=逢逢十十進(jìn)一進(jìn)一二進(jìn)制：1+110=逢逢二二進(jìn)一進(jìn)一1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)二進(jìn)制運(yùn)算二進(jìn)制運(yùn)算二進(jìn)制的加法，逢二進(jìn)制的加法，逢2 2進(jìn)進(jìn)1 10+0=0 1+0=1 0+1=1 1+1=100+0=0 1+0=1 0+1=1 1+1=10例：例：求（

10、求（1100）2 （10）2 ？1 1 0 01 0 0111（1110）2例：例：求（求（10011001）2 2 （1111）2 2 ？1 0 0 1 1 10011（1100）21課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)二進(jìn)制運(yùn)算二進(jìn)制運(yùn)算二進(jìn)制的加法，逢二進(jìn)制的加法，逢2 2進(jìn)進(jìn)1 1加法習(xí)題加法習(xí)題列豎式計算二進(jìn)制加法，并用計算器驗證： 1001+101= 1011+11= 1111+1011=1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)二進(jìn)制運(yùn)算二進(jìn)制運(yùn)算二進(jìn)制的減法，借二進(jìn)制的減法，借1 1當(dāng)當(dāng)2 20-0=0 1-0

11、=1 1-1=00-0=0 1-0=1 1-1=0例：例：求（求（11001100）2 2 （1010）2 2 ？ 1 1 0 01 0 0101（1010）2例：例：求（求（10011001）2 2 （1111）2 2 ？ 1 0 0 11 1 011（110）21課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)二進(jìn)制運(yùn)算二進(jìn)制運(yùn)算二進(jìn)制的減法，借二進(jìn)制的減法，借1 1當(dāng)當(dāng)2 2 減法習(xí)題減法習(xí)題列豎式計算二進(jìn)制減法，并用計算器驗證： 1010-1001= 1010-101= 1100-11=1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí) 課堂總結(jié)課堂總結(jié)1、電腦中的信息是如何表示的？電腦能表達(dá)電腦能表達(dá)把把 轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為電腦能表達(dá)電腦能表達(dá) ，從而處理，從而處理二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)信息信息二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)信息信息信息信息1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí) 課堂總結(jié)課堂總結(jié)2、電腦為什么要用二進(jìn)制？二進(jìn)制是如何表示的？運(yùn)算規(guī)則怎樣？ 因為電腦中的邏輯電路只有因為電腦中的邏輯電路只有開開跟跟關(guān)兩種關(guān)兩種狀態(tài)狀態(tài)，電壓也只有，電壓也只有高高和和低兩種狀態(tài)低兩種狀態(tài)，剛好，剛好對應(yīng)二進(jìn)制的對應(yīng)二進(jìn)制的0 0