第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

1、第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 第第1 1章章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí) 1.1 1.1 計(jì)算機(jī)概述計(jì)算機(jī)概述1.2 1.2 計(jì)算機(jī)中的常用數(shù)制計(jì)算機(jī)中的常用數(shù)制 1.3 1.3 計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)和編碼計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)和編碼 1.4 1.4 數(shù)的表示方法數(shù)的表示方法 1.5 1.5 計(jì)算機(jī)的指令和指令系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)的指令和指令系統(tǒng)（* *） 習(xí)題習(xí)題 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 1.1 計(jì)計(jì) 算算 機(jī)機(jī) 概概 述述1.1.1 計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) (Computer) 是一種由電子器件構(gòu)成的、具是一種由電子器件構(gòu)成的、具有計(jì)算能力和邏輯判斷能力以及自動(dòng)控制和記憶

2、功能有計(jì)算能力和邏輯判斷能力以及自動(dòng)控制和記憶功能的信息處理機(jī)器。的信息處理機(jī)器。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 1. 第一代第一代電子管計(jì)算機(jī)電子管計(jì)算機(jī) (19461957) 這一代計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)是：采用電子管作為基本這一代計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)是：采用電子管作為基本邏輯部件；主存采用水銀延遲線、靜電存儲(chǔ)器、磁鼓邏輯部件；主存采用水銀延遲線、靜電存儲(chǔ)器、磁鼓等；外部設(shè)備采用紙帶、卡片、磁帶等；運(yùn)算速度為等；外部設(shè)備采用紙帶、卡片、磁帶等；運(yùn)算速度為幾千次每秒到幾萬次每秒；使用機(jī)器語言和匯編語言、幾千次每秒到幾萬次每秒；使用機(jī)器語言和匯編語言、無操作系統(tǒng)；主要用于科學(xué)計(jì)算；體積龐大、笨重、無操

3、作系統(tǒng)；主要用于科學(xué)計(jì)算；體積龐大、笨重、耗電多、可靠性差、速度慢。耗電多、可靠性差、速度慢。第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 2. 第二代第二代晶體管計(jì)算機(jī)晶體管計(jì)算機(jī) (19581964) 這一代計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)是：采用半導(dǎo)體晶體管作這一代計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)是：采用半導(dǎo)體晶體管作為邏輯部件；使用磁芯作為主存儲(chǔ)器，磁盤、磁帶作為邏輯部件；使用磁芯作為主存儲(chǔ)器，磁盤、磁帶作為輔助存儲(chǔ)器；輸入為輔助存儲(chǔ)器；輸入/輸出方式有了很大改進(jìn)；運(yùn)算速輸出方式有了很大改進(jìn)；運(yùn)算速度達(dá)到度達(dá)到100萬次每秒以上；開始使用操作系統(tǒng)，有了高萬次每秒以上；開始使用操作系統(tǒng)，有了高級(jí)語言，如級(jí)語言，如FORTRAN、AL

4、GOL60等；主要用于科學(xué)等；主要用于科學(xué)計(jì)算和自動(dòng)控制。計(jì)算和自動(dòng)控制。第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 3. 第三代第三代集成電路計(jì)算機(jī)集成電路計(jì)算機(jī) (19651969) 這一代計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)是：使用中、小規(guī)模集這一代計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)是：使用中、小規(guī)模集成電路作為邏輯部件，開始使用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，輔助成電路作為邏輯部件，開始使用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，輔助存儲(chǔ)器仍以采用磁盤、磁帶為主；運(yùn)算速度達(dá)到存儲(chǔ)器仍以采用磁盤、磁帶為主；運(yùn)算速度達(dá)到1000萬次每秒以上；產(chǎn)品向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化的方萬次每秒以上；產(chǎn)品向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化的方向發(fā)展；出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；操作系統(tǒng)進(jìn)一步完善，向發(fā)展；出現(xiàn)了計(jì)算

5、機(jī)網(wǎng)絡(luò)；操作系統(tǒng)進(jìn)一步完善，高級(jí)語言數(shù)量增多；除了用于科學(xué)計(jì)算和自動(dòng)控制外，高級(jí)語言數(shù)量增多；除了用于科學(xué)計(jì)算和自動(dòng)控制外，還開始用于數(shù)據(jù)信息處理和事物管理等方面。還開始用于數(shù)據(jù)信息處理和事物管理等方面。第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 4. 第四代第四代大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī) (1971至今至今) 這一代計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)是：使用大規(guī)模、超大規(guī)這一代計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)是：使用大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路作為邏輯部件；主存儲(chǔ)器采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)模集成電路作為邏輯部件；主存儲(chǔ)器采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，輔助存儲(chǔ)器采用大容量軟、硬磁盤和光盤，存儲(chǔ)器，輔助存儲(chǔ)器采用大容量軟、硬磁盤和

6、光盤，存儲(chǔ)容量可達(dá)上百吉字節(jié)容量可達(dá)上百吉字節(jié) (GB)；外部設(shè)備有了很大發(fā)展，；外部設(shè)備有了很大發(fā)展，采用光字符閱讀器采用光字符閱讀器 (OCR) 、掃描儀、激光打印機(jī)、繪、掃描儀、激光打印機(jī)、繪圖儀等等，它們與多媒體技術(shù)的結(jié)合，圖儀等等，它們與多媒體技術(shù)的結(jié)合，第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 產(chǎn)生了大量高性能的多媒體計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)運(yùn)算速產(chǎn)生了大量高性能的多媒體計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度達(dá)到上千億次每秒；操作系統(tǒng)不斷發(fā)展、完善，數(shù)度達(dá)到上千億次每秒；操作系統(tǒng)不斷發(fā)展、完善，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展，軟件行業(yè)發(fā)展為現(xiàn)代新型據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展，軟件行業(yè)發(fā)展為現(xiàn)代新型的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域；在此階段，數(shù)據(jù)通信

7、、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有了的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域；在此階段，數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有了很大發(fā)展，各種局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)遍及全球；尤其是很大發(fā)展，各種局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)遍及全球；尤其是20世紀(jì)世紀(jì)80年代以來，微型機(jī)異軍突起，開辟了計(jì)算機(jī)的年代以來，微型機(jī)異軍突起，開辟了計(jì)算機(jī)的新紀(jì)元。新紀(jì)元。第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 1.1.2 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)與分類計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)與分類 1計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn) 從古到今，人類發(fā)明了數(shù)不清的機(jī)器。幾乎所有的從古到今，人類發(fā)明了數(shù)不清的機(jī)器。幾乎所有的機(jī)器都是人類體能的一種延伸，唯獨(dú)計(jì)算機(jī)有別于其機(jī)器都是人類體能的一種延伸，唯獨(dú)計(jì)算機(jī)有別于其它任何機(jī)器，它是個(gè)電腦，在一定條件下能代替人腦它

8、任何機(jī)器，它是個(gè)電腦，在一定條件下能代替人腦自動(dòng)工作。在我們學(xué)習(xí)和應(yīng)用計(jì)算機(jī)之前，了解它的自動(dòng)工作。在我們學(xué)習(xí)和應(yīng)用計(jì)算機(jī)之前，了解它的一些特點(diǎn)是有好處的。一些特點(diǎn)是有好處的。第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 1) 運(yùn)算速度快運(yùn)算速度快 現(xiàn)在高性能的計(jì)算機(jī)每秒能進(jìn)行上千億次加減運(yùn)現(xiàn)在高性能的計(jì)算機(jī)每秒能進(jìn)行上千億次加減運(yùn)算。在很多場合下，運(yùn)算速度起決定作用。算。在很多場合下，運(yùn)算速度起決定作用。 2) 運(yùn)算精度高運(yùn)算精度高 計(jì)算機(jī)的計(jì)算精度在理論上不受限制，一般的計(jì)計(jì)算機(jī)的計(jì)算精度在理論上不受限制，一般的計(jì)算機(jī)均能達(dá)到算機(jī)均能達(dá)到15位有效數(shù)字，經(jīng)過技術(shù)處理可以滿足位有效數(shù)字，經(jīng)過技術(shù)處理可以滿

9、足任何精度要求。任何精度要求。 3) 具有記憶功能具有記憶功能 在計(jì)算機(jī)中有一個(gè)承擔(dān)記憶職能的部件，稱為存在計(jì)算機(jī)中有一個(gè)承擔(dān)記憶職能的部件，稱為存儲(chǔ)器。儲(chǔ)器。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 4) 具有邏輯判斷功能具有邏輯判斷功能 人是有思維能力的。思維能力的本質(zhì)是一種邏輯人是有思維能力的。思維能力的本質(zhì)是一種邏輯判斷能力，也可以說是因果關(guān)系分析能力。判斷能力，也可以說是因果關(guān)系分析能力。 5) 具有自動(dòng)控制能力具有自動(dòng)控制能力 程序是人經(jīng)過仔細(xì)規(guī)劃，事先設(shè)計(jì)好并存儲(chǔ)在計(jì)程序是人經(jīng)過仔細(xì)規(guī)劃，事先設(shè)計(jì)好并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的指令序列。計(jì)算機(jī)是一個(gè)自動(dòng)化的電子裝置，算機(jī)中的指令序列。計(jì)算機(jī)是一個(gè)自

10、動(dòng)化的電子裝置，在工作過程中不需人工干預(yù)，能自動(dòng)執(zhí)行存放在存儲(chǔ)在工作過程中不需人工干預(yù)，能自動(dòng)執(zhí)行存放在存儲(chǔ)器中的程序。器中的程序。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 2計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的分類 計(jì)算機(jī)發(fā)展到今天，已經(jīng)琳瑯滿目，種類繁多。我計(jì)算機(jī)發(fā)展到今天，已經(jīng)琳瑯滿目，種類繁多。我們可以從不同角度對(duì)它們進(jìn)行分類。們可以從不同角度對(duì)它們進(jìn)行分類。 (1) 按計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的類型，可將計(jì)算機(jī)分為數(shù)字按計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的類型，可將計(jì)算機(jī)分為數(shù)字計(jì)算機(jī)和模擬計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)和模擬計(jì)算機(jī)。 (2) 按計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍，可將計(jì)算機(jī)分為專用計(jì)按計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍，可將計(jì)算機(jī)分為專用計(jì)算機(jī)和通用計(jì)算機(jī)。算機(jī)和通用計(jì)

11、算機(jī)。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 根據(jù)通用計(jì)算機(jī)自身的性能指標(biāo)根據(jù)通用計(jì)算機(jī)自身的性能指標(biāo) (運(yùn)算速度、存儲(chǔ)運(yùn)算速度、存儲(chǔ)容量、功能強(qiáng)弱、規(guī)模大小、軟件系統(tǒng)的豐富程度容量、功能強(qiáng)弱、規(guī)模大小、軟件系統(tǒng)的豐富程度) 可可將其分為：巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)、工作將其分為：巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)、工作站、微型機(jī)。站、微型機(jī)。 巨型機(jī)巨型機(jī): 巨型機(jī)運(yùn)算速度快、存儲(chǔ)容量大，運(yùn)巨型機(jī)運(yùn)算速度快、存儲(chǔ)容量大，運(yùn)算速度可達(dá)幾千億次每秒以上，主存容量高達(dá)幾百吉算速度可達(dá)幾千億次每秒以上，主存容量高達(dá)幾百吉字節(jié)字節(jié) (GB)，字長可達(dá)，字長可達(dá)128位以上。位以上。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中

12、的數(shù)據(jù) 大型機(jī)大型機(jī): 一般認(rèn)為大型機(jī)的運(yùn)算速度在一般認(rèn)為大型機(jī)的運(yùn)算速度在100萬次萬次/秒幾千萬次秒，字長為秒幾千萬次秒，字長為3264位，主存容量在幾位，主存容量在幾十兆字節(jié)或幾百兆字節(jié)。十兆字節(jié)或幾百兆字節(jié)。 中、小型機(jī)：由于微型機(jī)的出現(xiàn)及功能不斷增強(qiáng)，中、小型機(jī)：由于微型機(jī)的出現(xiàn)及功能不斷增強(qiáng)，中、小型機(jī)正在走向消亡。中、小型機(jī)正在走向消亡。 微型機(jī)：微型機(jī)：20世紀(jì)世紀(jì)70年代后期，微型機(jī)的出現(xiàn)引年代后期，微型機(jī)的出現(xiàn)引起了計(jì)算機(jī)業(yè)的一場革命。起了計(jì)算機(jī)業(yè)的一場革命。 工作站：工作站：20世紀(jì)世紀(jì)70年代后期出現(xiàn)了一種新型的年代后期出現(xiàn)了一種新型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，稱為工作站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，

13、稱為工作站 (WS) 。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 1.1.3 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的應(yīng)用 1. 科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算 科學(xué)計(jì)算也稱為數(shù)值計(jì)算。世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)科學(xué)計(jì)算也稱為數(shù)值計(jì)算。世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的研制就是為科學(xué)計(jì)算而設(shè)計(jì)的。的研制就是為科學(xué)計(jì)算而設(shè)計(jì)的。 2. 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理也稱為非數(shù)值計(jì)算，指對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)數(shù)據(jù)處理也稱為非數(shù)值計(jì)算，指對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理。與科學(xué)計(jì)算不同，數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)量大，行加工處理。與科學(xué)計(jì)算不同，數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)量大，計(jì)算方法簡單。計(jì)算方法簡單。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 3. 過程控制過程控制 過程控制又稱為實(shí)時(shí)控制，指用計(jì)算機(jī)及時(shí)采集過

14、程控制又稱為實(shí)時(shí)控制，指用計(jì)算機(jī)及時(shí)采集檢測數(shù)據(jù)，按最佳值迅速對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)控制或檢測數(shù)據(jù)，按最佳值迅速對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)控制或自動(dòng)調(diào)節(jié)。自動(dòng)調(diào)節(jié)。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 4. 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng) (1) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD)：用計(jì)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)人：用計(jì)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)。許多設(shè)計(jì)單位已經(jīng)取消了人工繪制各種員進(jìn)行設(shè)計(jì)。許多設(shè)計(jì)單位已經(jīng)取消了人工繪制各種圖紙，利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)可隨時(shí)應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)方法，圖紙，利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)可隨時(shí)應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)方法，對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、部件和零件進(jìn)行計(jì)算、分析、比較，更對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、部件和零件進(jìn)行計(jì)算、分析、比較，更改參數(shù)，反

15、復(fù)迭代，優(yōu)化設(shè)計(jì)直到滿意為止。這不僅改參數(shù)，反復(fù)迭代，優(yōu)化設(shè)計(jì)直到滿意為止。這不僅提高了設(shè)計(jì)速度，更重要的是提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。提高了設(shè)計(jì)速度，更重要的是提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) (2) 計(jì)算機(jī)輔助制造計(jì)算機(jī)輔助制造 (CAM)：用計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)：用計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的管理、控制和操作的過程。備的管理、控制和操作的過程。 (3) 計(jì)算機(jī)輔助教育計(jì)算機(jī)輔助教育 (CAE) ：包括計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)：包括計(jì)算機(jī)輔助教學(xué) (CAI)、計(jì)算機(jī)輔助測試、計(jì)算機(jī)輔助測試 (CAT) 和計(jì)算機(jī)教育管理和計(jì)算機(jī)教育管理(CMI)，是人工智能在學(xué)校教育中的各種應(yīng)用。，是人工智能在學(xué)校教育中的各

16、種應(yīng)用。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 5. 人工智能人工智能 人工智能人工智能 (AI) 一般是指模擬人腦進(jìn)行演繹推理和采一般是指模擬人腦進(jìn)行演繹推理和采取決策的思維過程。它是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)嶄新領(lǐng)域。取決策的思維過程。它是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)嶄新領(lǐng)域。近年來已具體應(yīng)用于機(jī)器人、醫(yī)療診斷專家系統(tǒng)、推近年來已具體應(yīng)用于機(jī)器人、醫(yī)療診斷專家系統(tǒng)、推理證明等各方面。理證明等各方面。 6. 電子商務(wù)電子商務(wù) 所謂電子商務(wù)所謂電子商務(wù)(E-Business)，是指通過計(jì)算機(jī)和網(wǎng)，是指通過計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行商務(wù)活動(dòng)。電子商務(wù)始于絡(luò)進(jìn)行商務(wù)活動(dòng)。電子商務(wù)始于1996年，起步雖不長，年，起步雖不長，但其高效率、

17、低支付、高受益和全球性的優(yōu)點(diǎn)，很快但其高效率、低支付、高受益和全球性的優(yōu)點(diǎn)，很快受到各國政府和企業(yè)的廣泛重視，發(fā)展前景廣闊。受到各國政府和企業(yè)的廣泛重視，發(fā)展前景廣闊。第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 1.2 計(jì)算機(jī)中的常用數(shù)制計(jì)算機(jī)中的常用數(shù)制1.2.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其特點(diǎn)進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其特點(diǎn) 1進(jìn)位計(jì)數(shù)制進(jìn)位計(jì)數(shù)制 數(shù)制數(shù)制 (計(jì)數(shù)制計(jì)數(shù)制) 是指用一組固定的數(shù)字和統(tǒng)一的規(guī)則是指用一組固定的數(shù)字和統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)值的方法。進(jìn)位計(jì)數(shù)制是按進(jìn)位的方法進(jìn)行來表示數(shù)值的方法。進(jìn)位計(jì)數(shù)制是按進(jìn)位的方法進(jìn)行計(jì)數(shù)的，它包含三要素：數(shù)位、位權(quán)、基數(shù)。計(jì)數(shù)的，它包含三要素：數(shù)位、位權(quán)、基數(shù)。第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)

18、算機(jī)中的數(shù)據(jù) 2進(jìn)位計(jì)數(shù)制的特點(diǎn)進(jìn)位計(jì)數(shù)制的特點(diǎn) 1) 十進(jìn)制十進(jìn)制 (1) 每個(gè)數(shù)位上能使用的數(shù)碼符號(hào)是每個(gè)數(shù)位上能使用的數(shù)碼符號(hào)是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，共，共10個(gè)?；鶖?shù)是個(gè)?；鶖?shù)是10。 (2) 每一個(gè)數(shù)碼符號(hào)根據(jù)它在這個(gè)數(shù)中所處的位置，每一個(gè)數(shù)碼符號(hào)根據(jù)它在這個(gè)數(shù)中所處的位置，按按“逢十進(jìn)一逢十進(jìn)一”決定其實(shí)際數(shù)值，即各數(shù)位的位權(quán)是決定其實(shí)際數(shù)值，即各數(shù)位的位權(quán)是10n-1。其公式如下：其公式如下： mm2211002n2n1n1n1010D10D10D10D10D10D)D(第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 2) 十六進(jìn)制十六進(jìn)制 每個(gè)數(shù)位上能使用的數(shù)碼符號(hào)有每個(gè)數(shù)位

19、上能使用的數(shù)碼符號(hào)有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，共，共16個(gè)?；鶖?shù)是個(gè)。基數(shù)是16。 每一個(gè)數(shù)碼符號(hào)根據(jù)它在這個(gè)數(shù)中所處的位置，按每一個(gè)數(shù)碼符號(hào)根據(jù)它在這個(gè)數(shù)中所處的位置，按“逢十六進(jìn)一逢十六進(jìn)一”決定其實(shí)際數(shù)值，即各數(shù)位的位權(quán)是決定其實(shí)際數(shù)值，即各數(shù)位的位權(quán)是16n-1。其公式如下：其公式如下： mm2211002n2n1n1n1016H16H16H16H16H16H)H(第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 綜上所述，計(jì)數(shù)制的特點(diǎn)可歸納如下：綜上所述，計(jì)數(shù)制的特點(diǎn)可歸納如下： (1) 每一種計(jì)數(shù)制都有一個(gè)固定的基數(shù)每一種計(jì)數(shù)制都有一個(gè)固定的基數(shù)P (P1) ，

20、每，每一個(gè)數(shù)位可取一個(gè)數(shù)位可取P個(gè)不同的數(shù)值。個(gè)不同的數(shù)值。 (2) 每一種計(jì)數(shù)制都有自己的位權(quán)，按每一種計(jì)數(shù)制都有自己的位權(quán)，按“逢逢P(guān)進(jìn)一進(jìn)一”決定其實(shí)際數(shù)值，即各數(shù)位的位權(quán)是決定其實(shí)際數(shù)值，即各數(shù)位的位權(quán)是Pn-1。其通用公式。其通用公式如下：如下：mm2211002n2n1n1n10PSPSPSPSPSPS)S(第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 1.2.2 不同進(jìn)位計(jì)數(shù)制間的轉(zhuǎn)換不同進(jìn)位計(jì)數(shù)制間的轉(zhuǎn)換 1十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成非十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成非十進(jìn)制數(shù) 1) 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù) 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，可以將其整數(shù)部分和小十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，可以將其整數(shù)部分

21、和小數(shù)部分分別轉(zhuǎn)換后再組合到一起。數(shù)部分分別轉(zhuǎn)換后再組合到一起。 (1) 整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換：整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換：“除除2取余法，倒著寫取余法，倒著寫”。即。即將十進(jìn)制數(shù)反復(fù)除以將十進(jìn)制數(shù)反復(fù)除以2，取其余數(shù)，直到商為零為止，取其余數(shù)，直到商為零為止，第一次得到的余數(shù)是二進(jìn)制數(shù)的最低位，最后一次得第一次得到的余數(shù)是二進(jìn)制數(shù)的最低位，最后一次得到的余數(shù)是二進(jìn)制數(shù)的最高位。到的余數(shù)是二進(jìn)制數(shù)的最高位。第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) (2) 小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換：小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換：“乘乘2取整法，順著寫取整法，順著寫”。即。即將十進(jìn)制小數(shù)部分不斷乘以將十進(jìn)制小數(shù)部分不斷乘以2取整，直

22、到小數(shù)為取整，直到小數(shù)為0或達(dá)或達(dá)到有效精度為止。最先得到的整數(shù)為最高位到有效精度為止。最先得到的整數(shù)為最高位 (小數(shù)點(diǎn)后小數(shù)點(diǎn)后第一位第一位) ，最后得到的整數(shù)為最低位。，最后得到的整數(shù)為最低位。第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 2) 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù) 整數(shù)部分轉(zhuǎn)換整數(shù)部分轉(zhuǎn)換: 除除8取余；小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換：乘取余；小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換：乘8取整。取整。 例例3 將將(1725.32)10轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù) (轉(zhuǎn)換結(jié)果取轉(zhuǎn)換結(jié)果取3位小位小數(shù)數(shù)) 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 3) 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成

23、十六進(jìn)制十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制 整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換：除整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換：除16取余；小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換：乘取余；小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換：乘16取整。取整。 例例4 將將(525.45)10轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù) (轉(zhuǎn)換結(jié)果取轉(zhuǎn)換結(jié)果取3位位小數(shù)小數(shù))。第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 2非十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)非十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù) 由由1.2.1節(jié)中所講的幾個(gè)公式可知：各種非十進(jìn)制數(shù)按節(jié)中所講的幾個(gè)公式可知：各種非十進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開求和即可得到十進(jìn)制數(shù)。權(quán)展開求和即可得到十進(jìn)制數(shù)。 例例5 (1011.01)2=123+022+121+120 +02-1+12-2=8+

24、0+2+1+0+0.25=(11.25)10 例例6 (143.68)8=182+481+380+68-1 +58-2=64+32+3+0.75+0.078=(99.828)10 例例7 (2A4E)16=2163+10162+4161+14160=(10830)16 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 3二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換 1) 二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換 由于由于23=8，81=8，因此，因此1位八進(jìn)制數(shù)可用位八進(jìn)制數(shù)可用3位二進(jìn)制位二進(jìn)制數(shù)表示，或者數(shù)表示，或者3位二進(jìn)制數(shù)可用位二進(jìn)制數(shù)可用1位八

25、進(jìn)制數(shù)表示。位八進(jìn)制數(shù)表示。 2) 二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換 由于由于24=16，161=16，因此，因此1位十六進(jìn)制數(shù)可用位十六進(jìn)制數(shù)可用4位位二進(jìn)制數(shù)表示，或者二進(jìn)制數(shù)表示，或者4位二進(jìn)制數(shù)可用位二進(jìn)制數(shù)可用1位十六進(jìn)制數(shù)位十六進(jìn)制數(shù)表示。表示。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 1.2.3 二進(jìn)制與計(jì)算機(jī)二進(jìn)制與計(jì)算機(jī) 數(shù)據(jù)信息在計(jì)算機(jī)中以數(shù)字、字符、符號(hào)及表達(dá)式數(shù)據(jù)信息在計(jì)算機(jī)中以數(shù)字、字符、符號(hào)及表達(dá)式來體現(xiàn)，以二進(jìn)制編碼形式與機(jī)器中的電子元件狀態(tài)來體現(xiàn)，以二進(jìn)制編碼形式與機(jī)器中的電子元件狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。二進(jìn)制并不符合人們的習(xí)慣，為什么計(jì)算機(jī)相對(duì)

26、應(yīng)。二進(jìn)制并不符合人們的習(xí)慣，為什么計(jì)算機(jī)內(nèi)部仍采用二進(jìn)制表示信息？這是因?yàn)槎M(jìn)制有以下內(nèi)部仍采用二進(jìn)制表示信息？這是因?yàn)槎M(jìn)制有以下特性：特性：第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) (1) 可行性：計(jì)算機(jī)是由邏輯電路組成的，邏輯電可行性：計(jì)算機(jī)是由邏輯電路組成的，邏輯電路只有兩種狀態(tài)。路只有兩種狀態(tài)。 (2) 簡易性：二進(jìn)制運(yùn)算法則簡單，使運(yùn)算器結(jié)構(gòu)簡簡易性：二進(jìn)制運(yùn)算法則簡單，使運(yùn)算器結(jié)構(gòu)簡單。單。 (3) 邏輯性：計(jì)算機(jī)的工作原理是建立在邏輯運(yùn)算邏輯性：計(jì)算機(jī)的工作原理是建立在邏輯運(yùn)算基礎(chǔ)上的，邏輯代數(shù)是邏輯運(yùn)算的理論依據(jù)。基礎(chǔ)上的，邏輯代數(shù)是邏輯運(yùn)算的理論依據(jù)。 (4) 可靠性：兩個(gè)狀態(tài)代表

27、的兩個(gè)數(shù)碼，在存儲(chǔ)、傳可靠性：兩個(gè)狀態(tài)代表的兩個(gè)數(shù)碼，在存儲(chǔ)、傳輸、處理時(shí)不易出錯(cuò)，因而電路更可靠。輸、處理時(shí)不易出錯(cuò)，因而電路更可靠。第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 1.2.4 二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算 1. 二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算 二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算與十進(jìn)制運(yùn)算類似，但更為簡單。二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算與十進(jìn)制運(yùn)算類似，但更為簡單。 1) 加法運(yùn)算加法運(yùn)算 二進(jìn)制加法運(yùn)算遵循以下法則：二進(jìn)制加法運(yùn)算遵循以下法則： 0+0=0；0+1=1；1+0=1；1+1=10 (按逢二進(jìn)一原則向高位進(jìn)位按逢二進(jìn)一原則向高位進(jìn)位) 例例10 求求(1011)2+(1101.11)2=？第1章 計(jì)算

28、機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 2) 減法運(yùn)算減法運(yùn)算二進(jìn)制減法運(yùn)算遵循以下法則：二進(jìn)制減法運(yùn)算遵循以下法則：0 00；1 01； 0 11(向高位借一當(dāng)二向高位借一當(dāng)二)；1 103) 乘法運(yùn)算乘法運(yùn)算二進(jìn)制乘法運(yùn)算遵循以下法則：二進(jìn)制乘法運(yùn)算遵循以下法則：00=0；100；010；111 例例12 求求(1101.01)2(101)2=？ 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 4) 除法運(yùn)算除法運(yùn)算二進(jìn)制除法運(yùn)算遵循以下法則：二進(jìn)制除法運(yùn)算遵循以下法則： 00=0；01=0；10無意義；無意義；11=1例例13 求求(111101)2(1011)2=？第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 1.3 計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)和

29、編碼計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)和編碼1.3.1 什么是數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)單位什么是數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)單位 1. 什么是數(shù)據(jù)什么是數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) (data) 是表征客觀事物的、可以被記錄的、是表征客觀事物的、可以被記錄的、能夠被識(shí)別的各種符號(hào)，包括數(shù)字、字符、表格、聲能夠被識(shí)別的各種符號(hào)，包括數(shù)字、字符、表格、聲音和圖形、圖像等。音和圖形、圖像等。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 2數(shù)據(jù)單位數(shù)據(jù)單位 1) 位位(bit) 位，音譯為位，音譯為“比特比特”，一個(gè)二進(jìn)制位即為一個(gè)，一個(gè)二進(jìn)制位即為一個(gè)“比特比特”，是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的最小單位。，是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的最小單位。 2) 字節(jié)字節(jié)(Byte) 字節(jié)來自英文字節(jié)來自英文Byte

30、，簡記為，簡記為B，音譯為，音譯為“拜特拜特”。人們規(guī)定一個(gè)字節(jié)等于人們規(guī)定一個(gè)字節(jié)等于8位，即位，即1B8bit。通常。通常, 1個(gè)字個(gè)字節(jié)可存放一個(gè)節(jié)可存放一個(gè)ASCII碼，碼，2個(gè)字節(jié)存放一個(gè)漢字國標(biāo)碼。個(gè)字節(jié)存放一個(gè)漢字國標(biāo)碼。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 3) 字字(Word) 在計(jì)算機(jī)中作為一個(gè)整體被存取、傳送、處理的在計(jì)算機(jī)中作為一個(gè)整體被存取、傳送、處理的二進(jìn)制數(shù)字符串叫做一個(gè)字或單元。二進(jìn)制數(shù)字符串叫做一個(gè)字或單元。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 1.3.2 常用數(shù)據(jù)編碼常用數(shù)據(jù)編碼 計(jì)算機(jī)信息處理，除了處理數(shù)值信息外，大量的計(jì)算機(jī)信息處理，除了處理數(shù)值信息外，大量的是

31、處理非數(shù)值信息，后者是指字符、文字、圖形等形是處理非數(shù)值信息，后者是指字符、文字、圖形等形式的數(shù)據(jù)，不表示數(shù)量大小，僅代表一種符號(hào)，所以式的數(shù)據(jù)，不表示數(shù)量大小，僅代表一種符號(hào)，所以又稱符號(hào)數(shù)據(jù)。又稱符號(hào)數(shù)據(jù)。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 1. BCD編碼編碼 凡采用若干位二進(jìn)制數(shù)碼表示一位十進(jìn)制數(shù)的編凡采用若干位二進(jìn)制數(shù)碼表示一位十進(jìn)制數(shù)的編碼方案，統(tǒng)稱為二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)，即碼方案，統(tǒng)稱為二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)，即BCD碼，碼，它來自于英文它來自于英文Binary Coded Decimal的縮寫，簡稱二的縮寫，簡稱二十進(jìn)制編碼。十進(jìn)制編碼。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 表12 二

32、十進(jìn)制編碼表 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 2ASCII編碼編碼 對(duì)字符編碼使用最多、最普遍的是對(duì)字符編碼使用最多、最普遍的是ASCII 字符編碼。字符編碼。ASCII碼是英文碼是英文American Standard Code for Information Interchange的縮寫，意為的縮寫，意為“美國標(biāo)準(zhǔn)信息美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼交換代碼”。該編碼被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織。該編碼被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO采納，作采納，作為國際通用的信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼。為國際通用的信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼。第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) ASCII碼是用七位二進(jìn)制表示一個(gè)字符，其排列次碼是用七位二進(jìn)制表示一個(gè)字符，其排列

33、次序?yàn)樾驗(yàn)閎6b5b4b3b2b1b0, b6為高位，為高位，b0為低位。由于為低位。由于27128，所以，所以ASCII碼共有碼共有128種不同組合，表示種不同組合，表示128個(gè)不個(gè)不同的字符，其中包括：數(shù)字同的字符，其中包括：數(shù)字09，26個(gè)大寫英文字母，個(gè)大寫英文字母，26個(gè)小寫英文字母以及各種運(yùn)算符號(hào)、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)及控個(gè)小寫英文字母以及各種運(yùn)算符號(hào)、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)及控制字符等，詳見表制字符等，詳見表13。第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 表13 7位ASCII碼表第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 1.3.3 漢字編碼漢字編碼 漢字也是字符，但它比西文字符量大而且復(fù)雜，給漢字也是字符，但它比西文字符量

34、大而且復(fù)雜，給計(jì)算機(jī)處理帶來了困難。漢字處理技術(shù)首先要解決的計(jì)算機(jī)處理帶來了困難。漢字處理技術(shù)首先要解決的是漢字輸入、輸出與計(jì)算機(jī)內(nèi)部的編碼問題。根據(jù)漢是漢字輸入、輸出與計(jì)算機(jī)內(nèi)部的編碼問題。根據(jù)漢字處理過程中的不同要求，有多種編碼，主要分為四字處理過程中的不同要求，有多種編碼，主要分為四類：漢字輸入編碼、漢字交換碼、漢字內(nèi)碼和漢字字類：漢字輸入編碼、漢字交換碼、漢字內(nèi)碼和漢字字型碼。型碼。第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 1漢字輸入碼漢字輸入碼 (外碼外碼) 這是一種用計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)鍵盤上按鍵的不同排列組合這是一種用計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)鍵盤上按鍵的不同排列組合來對(duì)漢字進(jìn)行編碼。已有幾百種漢字輸入編碼法，一來

35、對(duì)漢字進(jìn)行編碼。已有幾百種漢字輸入編碼法，一般分為四類。般分為四類。 (1) 數(shù)字編碼：用數(shù)字串代表一個(gè)漢字的輸入數(shù)字編碼：用數(shù)字串代表一個(gè)漢字的輸入 (如如電報(bào)碼、區(qū)位碼等電報(bào)碼、區(qū)位碼等)的編碼。的編碼。 (2) 字音編碼：以漢語讀音為基礎(chǔ)的輸入編碼，分字音編碼：以漢語讀音為基礎(chǔ)的輸入編碼，分為全拼和雙拼。為全拼和雙拼。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) (3) 字形編碼：以漢字的形狀確定的編碼，如五筆字字形編碼：以漢字的形狀確定的編碼，如五筆字型、表形碼等。型、表形碼等。 (4) 音形編碼：吸取了字音和字形編碼的優(yōu)點(diǎn)，使編音形編碼：吸取了字音和字形編碼的優(yōu)點(diǎn)，使編碼規(guī)則簡化，重碼少。如自然

36、碼、錢碼等。碼規(guī)則簡化，重碼少。如自然碼、錢碼等。第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 2. 漢字交換碼漢字交換碼 在不同漢字信息處理系統(tǒng)之間進(jìn)行漢字交換時(shí)所在不同漢字信息處理系統(tǒng)之間進(jìn)行漢字交換時(shí)所使用的編碼，就是國標(biāo)碼。該編碼集的全稱是使用的編碼，就是國標(biāo)碼。該編碼集的全稱是“信息信息交換用漢字編碼字符集交換用漢字編碼字符集基本集基本集”，國家標(biāo)準(zhǔn)號(hào)是，國家標(biāo)準(zhǔn)號(hào)是“GB231280”。國標(biāo)碼集中收集了約。國標(biāo)碼集中收集了約7445個(gè)漢字及個(gè)漢字及符號(hào)，分為兩級(jí)漢字。符號(hào)，分為兩級(jí)漢字。 國標(biāo)碼規(guī)定：國標(biāo)碼規(guī)定：一個(gè)漢字用兩個(gè)字節(jié)來表示一個(gè)漢字用兩個(gè)字節(jié)來表示，每個(gè)字，每個(gè)字節(jié)只用前七位，最高位

37、均未作定義節(jié)只用前七位，最高位均未作定義(見圖見圖12)。為了書。為了書寫方便，常常用四位十六進(jìn)制數(shù)來表示一個(gè)漢字。寫方便，常常用四位十六進(jìn)制數(shù)來表示一個(gè)漢字。第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) b7b6b5b4b3b2b1B0b7b6b5b4b3b2b1b000圖12 國標(biāo)碼的格式第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 3漢字機(jī)內(nèi)碼漢字機(jī)內(nèi)碼 (內(nèi)碼內(nèi)碼) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，由于機(jī)內(nèi)碼的存在，輸入漢字時(shí)就計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，由于機(jī)內(nèi)碼的存在，輸入漢字時(shí)就允許用戶根據(jù)自己的習(xí)慣使用不同的輸入碼，進(jìn)入系統(tǒng)允許用戶根據(jù)自己的習(xí)慣使用不同的輸入碼，進(jìn)入系統(tǒng)后再統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成機(jī)內(nèi)碼存儲(chǔ)。這里使用的后再統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成機(jī)內(nèi)碼存儲(chǔ)。這里

38、使用的機(jī)內(nèi)碼一般都機(jī)內(nèi)碼一般都是采用變形國標(biāo)碼是采用變形國標(biāo)碼。變形國標(biāo)碼是國標(biāo)碼的另一種表現(xiàn)。變形國標(biāo)碼是國標(biāo)碼的另一種表現(xiàn)形式，就是每個(gè)字節(jié)的最高位改變成形式，就是每個(gè)字節(jié)的最高位改變成 l，見圖，見圖13。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 圖13 機(jī)內(nèi)碼(變形國標(biāo)碼)的格式b7b6b5b4B3b2b1b0b7b6b5b4b3b2b1b011第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 4漢字字形碼漢字字形碼 漢字字形碼用在顯示或打印輸出漢字時(shí)編碼的字漢字字形碼用在顯示或打印輸出漢字時(shí)編碼的字形，該種編碼通過點(diǎn)陣式或矢量函數(shù)等方式表示。用形，該種編碼通過點(diǎn)陣式或矢量函數(shù)等方式表示。用點(diǎn)陣表示時(shí)，不論漢字

39、的筆劃多少，都可以在同樣大點(diǎn)陣表示時(shí)，不論漢字的筆劃多少，都可以在同樣大小的方塊中書寫，每個(gè)方塊又都分割成許多小方塊，小的方塊中書寫，每個(gè)方塊又都分割成許多小方塊，組成一個(gè)點(diǎn)陣。組成一個(gè)點(diǎn)陣。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 由以上介紹可以知道，從鍵盤上輸入一個(gè)漢字，最由以上介紹可以知道，從鍵盤上輸入一個(gè)漢字，最后從顯示器或打印機(jī)輸出該漢字，從編碼形式上大致后從顯示器或打印機(jī)輸出該漢字，從編碼形式上大致經(jīng)歷如下變化過程經(jīng)歷如下變化過程: 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 1.4 數(shù)的表示方法數(shù)的表示方法1.4.1 數(shù)的小數(shù)方式表示法數(shù)的小數(shù)方式表示法 數(shù)的小數(shù)點(diǎn)，在計(jì)算機(jī)中通過隱含規(guī)定小數(shù)點(diǎn)的位

40、數(shù)的小數(shù)點(diǎn)，在計(jì)算機(jī)中通過隱含規(guī)定小數(shù)點(diǎn)的位置來表示。根據(jù)約定的小數(shù)點(diǎn)位置是否固定，分為定置來表示。根據(jù)約定的小數(shù)點(diǎn)位置是否固定，分為定點(diǎn)表示法和浮點(diǎn)表示法兩種。點(diǎn)表示法和浮點(diǎn)表示法兩種。 1定點(diǎn)表示法定點(diǎn)表示法 約定小數(shù)點(diǎn)隱含固定在某個(gè)位置不變，這種表示約定小數(shù)點(diǎn)隱含固定在某個(gè)位置不變，這種表示法稱為定點(diǎn)表示法。采用定點(diǎn)表示法的計(jì)算機(jī)稱為定法稱為定點(diǎn)表示法。采用定點(diǎn)表示法的計(jì)算機(jī)稱為定點(diǎn)計(jì)算機(jī)。點(diǎn)計(jì)算機(jī)。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 原則上，小數(shù)點(diǎn)固定在哪一位并無關(guān)系，但為了方便，原則上，小數(shù)點(diǎn)固定在哪一位并無關(guān)系，但為了方便，總是把小數(shù)點(diǎn)規(guī)定在數(shù)的最前面或最后面，即總是把總是把小數(shù)點(diǎn)規(guī)

41、定在數(shù)的最前面或最后面，即總是把所有的數(shù)化為純小數(shù)或純整數(shù)來對(duì)待。選擇哪一種在所有的數(shù)化為純小數(shù)或純整數(shù)來對(duì)待。選擇哪一種在硬件上并無區(qū)別，是在程序中約定的。我們前面講的硬件上并無區(qū)別，是在程序中約定的。我們前面講的碼制都是約定純整數(shù)，即是把小數(shù)點(diǎn)隱含規(guī)定在數(shù)的碼制都是約定純整數(shù)，即是把小數(shù)點(diǎn)隱含規(guī)定在數(shù)的最后面。圖最后面。圖14給出了定點(diǎn)數(shù)的一般形式。給出了定點(diǎn)數(shù)的一般形式。第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 圖14 定點(diǎn)數(shù)一般性形式第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 2. 浮點(diǎn)表示法浮點(diǎn)表示法 小數(shù)點(diǎn)的位置在數(shù)中可以變動(dòng)，這種表示法稱為浮小數(shù)點(diǎn)的位置在數(shù)中可以變動(dòng)，這種表示法稱為浮點(diǎn)表示法。采用浮

42、點(diǎn)表示法的計(jì)算機(jī)稱為浮點(diǎn)計(jì)算機(jī)。點(diǎn)表示法。采用浮點(diǎn)表示法的計(jì)算機(jī)稱為浮點(diǎn)計(jì)算機(jī)。 浮點(diǎn)表示法類似于科學(xué)計(jì)數(shù)法，任一數(shù)均可通過浮點(diǎn)表示法類似于科學(xué)計(jì)數(shù)法，任一數(shù)均可通過改變指數(shù)部分，使小數(shù)點(diǎn)位置發(fā)生移動(dòng)，如數(shù)改變指數(shù)部分，使小數(shù)點(diǎn)位置發(fā)生移動(dòng)，如數(shù)23.45可可以寫成以寫成1012.345、1020.2345、1030.02345各各種不同形式。種不同形式。 浮點(diǎn)數(shù)在機(jī)器中的表示方法為：浮點(diǎn)數(shù)在機(jī)器中的表示方法為：階符階碼E數(shù)符尾數(shù)D第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 1.4.2 帶符號(hào)數(shù)的表示方法帶符號(hào)數(shù)的表示方法 數(shù)值有正負(fù)之分，這種帶符號(hào)的數(shù)在計(jì)算機(jī)中怎數(shù)值有正負(fù)之分，這種帶符號(hào)的數(shù)在計(jì)算機(jī)中

43、怎么表示呢么表示呢?我們知道，任何信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)部只能用我們知道，任何信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)部只能用某種某種0與與1的組合來表示，所以數(shù)的正負(fù)號(hào)也得通過的組合來表示，所以數(shù)的正負(fù)號(hào)也得通過0和和1加以區(qū)分。通常規(guī)定一個(gè)數(shù)的最高位作為符號(hào)位，該加以區(qū)分。通常規(guī)定一個(gè)數(shù)的最高位作為符號(hào)位，該位不代表數(shù)值，僅用來表示數(shù)符。若該位為位不代表數(shù)值，僅用來表示數(shù)符。若該位為0，則表示，則表示正數(shù)；若為正數(shù)；若為1，則代表負(fù)數(shù)。，則代表負(fù)數(shù)。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 1原碼原碼 如上所述，用最高位表示數(shù)符，若為如上所述，用最高位表示數(shù)符，若為0，則代表正，則代表正數(shù)；若為數(shù)；若為1，則代表負(fù)數(shù)，數(shù)值部分為真

44、值的絕對(duì)值，則代表負(fù)數(shù)，數(shù)值部分為真值的絕對(duì)值，這種表示方法就是原碼表示法。這種表示方法就是原碼表示法。 2反碼反碼 所謂反碼，就是對(duì)負(fù)數(shù)的原碼，除符號(hào)位外，逐位所謂反碼，就是對(duì)負(fù)數(shù)的原碼，除符號(hào)位外，逐位取反所得到的數(shù)，而正數(shù)的反碼則與其原碼形式相同。取反所得到的數(shù)，而正數(shù)的反碼則與其原碼形式相同。 3補(bǔ)碼補(bǔ)碼 若某數(shù)為正，則補(bǔ)碼就是它本身；若某數(shù)為負(fù)，則若某數(shù)為正，則補(bǔ)碼就是它本身；若某數(shù)為負(fù)，則先將其表示成原碼，然后除符號(hào)位外，逐位取反先將其表示成原碼，然后除符號(hào)位外，逐位取反(即即0變變1，1變變0)，最后再加，最后再加1。第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 綜上所述：綜上所述： 正數(shù)的原

45、碼、補(bǔ)碼、反碼，三者相同；正數(shù)的原碼、補(bǔ)碼、反碼，三者相同； 負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼、反碼與原碼不同，但三者符號(hào)位都負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼、反碼與原碼不同，但三者符號(hào)位都為為1； 反碼與補(bǔ)碼只差反碼與補(bǔ)碼只差1，因此只需將反碼加，因此只需將反碼加1，即得補(bǔ)，即得補(bǔ)碼碼(此即簡便求補(bǔ)碼法此即簡便求補(bǔ)碼法)。第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 1.5 計(jì)算機(jī)的指令和指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的指令和指令系統(tǒng)1.5.1 計(jì)算機(jī)的指令 指令：指示計(jì)算機(jī)執(zhí)行某種操作命令的一組二進(jìn)制代碼。指令是硬件能理解并執(zhí)行的語言，一條指令就是機(jī)器語言的一條語句，每條指令都可完成一個(gè)獨(dú)立的操作。為解決某一問題而設(shè)計(jì)的指令序列稱為程序。第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中

46、的數(shù)據(jù) 指令格式：一條指令通常應(yīng)包括操作碼和地址碼兩方面內(nèi)容。其中，操作碼用來表征一條指令的操作特性和功能；地址碼給出參與操作的數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中的地址。因此，一條指令的基本格式可表示為： 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 1操作碼(用OP表示) 操作碼一般放在指令的前部，由若干位二進(jìn)制數(shù)組成。由于每一種操作都要用不同的二進(jìn)制代碼表示，所以操作碼部分應(yīng)當(dāng)有足夠的位數(shù)，以便能表示出指令系統(tǒng)的全部操作。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 2地址碼(也稱操作數(shù)，用A表示) 地址碼部分用來指出參加操作的數(shù)據(jù)地址或操作數(shù)。對(duì)此，需有一基本認(rèn)識(shí)：在計(jì)算機(jī)中，凡是參加運(yùn)算的源數(shù)據(jù)或操作后的結(jié)果數(shù)據(jù)，一般情況下總是安

47、排在存儲(chǔ)器中，并通過地址碼訪問該地址中的內(nèi)容。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 1.5.2 計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng) 1指令系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)所能識(shí)別并執(zhí)行的全部指令的集合稱為該種計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。指令及指令系統(tǒng)和機(jī)器的硬件密切相關(guān)，每一種計(jì)算機(jī)都有自己的指令系統(tǒng)。 2指令系統(tǒng)的分類 一臺(tái)計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)可能有上百條，不同計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)所包含的指令種類和數(shù)目也不一樣，但是按其功能劃分，一般都包含以下幾類指令：數(shù)據(jù)傳送類指令、運(yùn)算類指令、程序控制類指令、輸入/輸出類指令等。第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 3計(jì)算機(jī)工作原理 計(jì)算機(jī)的工作過程，就是執(zhí)行程序的過程。怎樣組織存儲(chǔ)程序，涉及到計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)問題?，F(xiàn)在

48、的計(jì)算機(jī)都是基于“程序存儲(chǔ)”原理設(shè)計(jì)制造出來的。 1) 馮諾依曼(Von Neumann)設(shè)計(jì)思想 馮諾依曼是美籍匈牙利數(shù)學(xué)家，他早在1946年就提出了關(guān)于計(jì)算機(jī)組成和工作方式的基本設(shè)想。到現(xiàn)在為止，盡管計(jì)算機(jī)制造技術(shù)已經(jīng)發(fā)生了極大的變化，但是就其體系結(jié)構(gòu)而言，仍然是根據(jù)他的設(shè)計(jì)思想制造的，這樣的計(jì)算機(jī)稱為馮諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)。其基本結(jié)構(gòu)如圖15所示。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 圖15 計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu) 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 馮諾依曼設(shè)計(jì)思想可以簡要地概括為以下三點(diǎn)： (1) 計(jì)算機(jī)應(yīng)包括運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入和輸出設(shè)備五大基本部件。 (2) 計(jì)算機(jī)內(nèi)部應(yīng)采用二進(jìn)制來表示指令

49、和數(shù)據(jù)。每條指令一般具有一個(gè)操作碼和一個(gè)地址碼。 (3) 將編好的程序和原始數(shù)據(jù)送入內(nèi)存儲(chǔ)器中，然后啟動(dòng)計(jì)算機(jī)工作，計(jì)算機(jī)應(yīng)在不需操作人員干預(yù)的情況下，自動(dòng)逐條取出指令和執(zhí)行任務(wù)。第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 2計(jì)算機(jī)的工作過程 (1) 取指令 (取指) 階段：開始時(shí)，機(jī)器進(jìn)入取指令階段。 (2) 執(zhí)行指令階段：指令譯碼器譯碼后，在CPU控制下，向各個(gè)部件發(fā)出相應(yīng)控制信號(hào)，執(zhí)行該指令的操作，并為執(zhí)行下一條指令作好準(zhǔn)備，即形成下條指令地址。 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 習(xí)習(xí) 題題 一、選擇填一、選擇填 1. 在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，用來傳送、存儲(chǔ)、加工處理的數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，用來傳送、存儲(chǔ)、加工處理的

50、數(shù)據(jù)實(shí)際上都是以【據(jù)實(shí)際上都是以【 】形式進(jìn)行的?！啃问竭M(jìn)行的。 A) 五筆字型碼五筆字型碼 B) 八進(jìn)制碼八進(jìn)制碼 C) 二進(jìn)制碼二進(jìn)制碼 D) 拼音簡碼拼音簡碼 2. 計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制的最主要理由是【計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制的最主要理由是【 】。】。A) 存儲(chǔ)信息量大存儲(chǔ)信息量大 B) 符合人們習(xí)慣符合人們習(xí)慣 C) 結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)算方便結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)算方便 D) 數(shù)據(jù)輸入輸出方便數(shù)據(jù)輸入輸出方便第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 3. 計(jì)算機(jī)中表達(dá)信息的最小單位是【計(jì)算機(jī)中表達(dá)信息的最小單位是【 】。】。A) 位位 (比特比特) B) 字節(jié)字節(jié) C) KB D) MB4. 1 bit能表示的數(shù)據(jù)大小是【

51、能表示的數(shù)據(jù)大小是【 】。】。A) 2 B) 0或或1 C) 4 D) 8第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 5. 十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)7725轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)是【轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)是【(1)】，轉(zhuǎn)換】，轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)是【為八進(jìn)制數(shù)是【(2)】，轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)是【】，轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)是【(3)】?！俊?1) A)10101011.1 B) 1001101.01 C) 11010101.01 D) 1000111(2) A)120.4 B) 107.5 C) 115.2 D) 141.2(3) A) 4D.4 B) 5B.4 C) 39.8 D) 5A.C 第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 6. 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)

52、制數(shù)101101101101.110轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)是轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)是【(1)】, 轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)是【轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)是【(2)】, 轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)是【是【(3)】?！俊?1) A) 2805.55 B) 2705.75 C) 2925.75 D) 3005.75(2) A) 5555.6 B) 4535.6 C) 5055.6 D) 5105.4(3) A) A32.A B) B6D.C C) 9A3.7 D) CD9.5第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 7. 十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)525的的BCD碼是【碼是【(1)】, ASCII碼是【碼是【(2)】。】。(1) A) 010l001

53、00010 B) 010100100101 C) 001001010010 D) 010001000010 (2) A) 101001101100101010011 B) 01101010110010011010l C) l00010110000101000101 D) 01001010l000l00100101 8. 16個(gè)二進(jìn)制位數(shù)可表示整數(shù)的范圍是【個(gè)二進(jìn)制位數(shù)可表示整數(shù)的范圍是【 】。】。A) 065535 B) 3276832767 C) 3276832768 D) 3276832767或或065535第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 9. 下列不同進(jìn)制的四個(gè)數(shù)中，最大的一個(gè)數(shù)是【下列不同進(jìn)制的四個(gè)數(shù)中，最大的一個(gè)數(shù)是【 】。】。A) (1l011001)2 B) (75)10 C) (37)8 D) (A7)16 10. 下列字符中，下列字符中，ASCII碼值最小的是【碼值最小的是【 】?！俊) a B) A C) x D) Y11. 一個(gè)一個(gè)ASCII碼字符在機(jī)內(nèi)用【碼字符在機(jī)內(nèi)用【 】個(gè)字節(jié)來表示。】個(gè)字節(jié)來表示。A) 1 B) 2 C) 3 D) 412. 在微型機(jī)的漢字系統(tǒng)中，一個(gè)漢字內(nèi)碼占【在微型機(jī)的漢字系統(tǒng)中，一個(gè)漢字內(nèi)碼占【 】個(gè)字】個(gè)字節(jié)。節(jié)。 A) 1 B) 2 C) 3 D) 4第1章 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 13. 二進(jìn)制數(shù)的十進(jìn)制編碼，被