工程圖學(xué) 第二講 計(jì)算機(jī)中的信息表示

1、合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示第二講第二講 計(jì)算機(jī)中的信息表示計(jì)算機(jī)中的信息表示合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示2.1 進(jìn)制與進(jìn)制轉(zhuǎn)換 計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)是多樣的，如數(shù)值、文字、圖像、聲音等等。計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)是多樣的，如數(shù)值、文字、圖像、聲音等等。電子計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)是用電子計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)是用二進(jìn)制二進(jìn)制表示的。表示的。 采用二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)的主要原因是：采用二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)的主要原因是： 二進(jìn)制只有兩個(gè)狀態(tài)，穩(wěn)定、便于區(qū)分

2、二進(jìn)制只有兩個(gè)狀態(tài)，穩(wěn)定、便于區(qū)分。 物理上容易實(shí)現(xiàn)。物理上容易實(shí)現(xiàn)。 二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的運(yùn)算規(guī)則簡單。二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的運(yùn)算規(guī)則簡單。 2.1.1 計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù) 二進(jìn)制不僅可以實(shí)現(xiàn)各種數(shù)值信息的編碼，也可實(shí)現(xiàn)各種非數(shù)二進(jìn)制不僅可以實(shí)現(xiàn)各種數(shù)值信息的編碼，也可實(shí)現(xiàn)各種非數(shù)值信息的編碼。如文字、圖形、圖像、聲音等信息都可以通過編碼值信息的編碼。如文字、圖形、圖像、聲音等信息都可以通過編碼實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)“數(shù)字化數(shù)字化”。合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示2.1.2 進(jìn)制與進(jìn)制轉(zhuǎn)換

3、數(shù)據(jù)是對(duì)客觀事物某些特征抽象的符號(hào)化表示。從十進(jìn)制到從十進(jìn)制到R（R1）進(jìn)制）進(jìn)制123.451 102 + 2 101 + 3 100 + 4 10-1 +5 10-2總結(jié)出以下規(guī)則：總結(jié)出以下規(guī)則：十進(jìn)制有十進(jìn)制有0、1、29 共共10個(gè)數(shù)字符號(hào)，每個(gè)數(shù)字符號(hào)各代個(gè)數(shù)字符號(hào)，每個(gè)數(shù)字符號(hào)各代 表一個(gè)固定的值；表一個(gè)固定的值；由十個(gè)符號(hào)形成的序列來表示數(shù)值，寫成如下形式由十個(gè)符號(hào)形成的序列來表示數(shù)值，寫成如下形式: (X)10=KnKn-1K1K0.K-1K-2K-m Ki 0,1,29 -m (X)10 = Ki 10i Ki 0,1,.9, 10i稱為位權(quán)，稱為位權(quán)，10為基。為基。 i

4、=n加法運(yùn)算逢十進(jìn)一加法運(yùn)算逢十進(jìn)一 ，減法運(yùn)算借一當(dāng)十。，減法運(yùn)算借一當(dāng)十。合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示由此推廣到由此推廣到R進(jìn)值計(jì)數(shù)方法：進(jìn)值計(jì)數(shù)方法： R進(jìn)制有0、1、2R-1共R個(gè)數(shù)字符號(hào)，每個(gè)數(shù)字符號(hào)各代表一個(gè)0到R-1范圍內(nèi)固定的值； 由R個(gè)符號(hào)形成的序列來表示數(shù)值，寫成如下形式: (X)R=KnKn-1K1K0.K-1K-2K-m Ki 0,1,2R-1 每一位代表的值要由該符號(hào)所代表的值乘一個(gè)與位置相關(guān)的常數(shù)來確定；加法運(yùn)算逢R進(jìn)一，減法運(yùn)算借一當(dāng)R。 -m(X)R = Ki Ri i

5、=n Ki 0,1,.R-1, Ri稱為位權(quán)稱為位權(quán),R為基。為基。 合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示二進(jìn)制二進(jìn)制/八進(jìn)制八進(jìn)制/十六進(jìn)制十六進(jìn)制根據(jù)根據(jù)R進(jìn)制的原則，一個(gè)數(shù)用二進(jìn)制表示可以寫為進(jìn)制的原則，一個(gè)數(shù)用二進(jìn)制表示可以寫為: (X)2=KnKn-1K1K0.K-1K-2K-m -m (X)2 = Ki 2i Ki 0,1, 2i稱為位權(quán)稱為位權(quán),2稱為基。稱為基。 i=n 由于二進(jìn)制的位權(quán)最小，因此二進(jìn)制表示的數(shù)字序列較長，如：(255)10=(11111111)2 。為了表示的方便簡化書寫，計(jì)

6、算機(jī)常采用八進(jìn)制和十六進(jìn)制表示數(shù)據(jù)。八進(jìn)制數(shù)可以表示如下：八進(jìn)制數(shù)可以表示如下： (X)8=KnKn-1K1K0.K-1K-2K-m -m (X)8 = Ki 8i Ki 0,1,2,37, 8i稱為位權(quán)稱為位權(quán),8為基。為基。 i=n(15)10=(1111)2=(17)8十六進(jìn)制數(shù)可以表示如下十六進(jìn)制數(shù)可以表示如下: (X)16=KnKn-1K1K0.K-1K-2K-m -m (X)16 = Ki 16i Ki 0,1,9,A,B,C,D,E,F, i=n 16i稱為位權(quán)稱為位權(quán),16為基。為基。 =(F)1615D=1111B=17Q=FH下標(biāo)法后綴法合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥

7、工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示各種進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換各種進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換2/8/16進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制原則：按位權(quán)展開求和。10101B = 124 + 023 + 122 + 021 + 120 = 21D101.11B = 122 + 021 + 120 + 12-1 + 12-2 = 5.75D136Q = 182 + 381 + 680 = 94D101AH = 116 3 + 016 2 + 116 1 + 10 16 0 4122D合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教

8、育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示 十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為2/8/16進(jìn)制進(jìn)制方法：方法：整數(shù)部分：整數(shù)部分：除基直到商為除基直到商為0。然后倒取余數(shù)，。然后倒取余數(shù)，小數(shù)部分：乘基取整。小數(shù)部分：乘基取整。100.345D10025002250212126023021120111001000.345 20.690 21.380 20.760 21.520.0101合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示二進(jìn)制與十六進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換二進(jìn)制與十六進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換 一位十六進(jìn)制數(shù)恰好對(duì)應(yīng)四位二進(jìn)制，兩者之間可按如下方法

9、一位十六進(jìn)制數(shù)恰好對(duì)應(yīng)四位二進(jìn)制，兩者之間可按如下方法完成轉(zhuǎn)換：完成轉(zhuǎn)換： 二進(jìn)制到十六進(jìn)制：以小數(shù)點(diǎn)為界，整數(shù)部分從右向左四位一二進(jìn)制到十六進(jìn)制：以小數(shù)點(diǎn)為界，整數(shù)部分從右向左四位一組，不足高位補(bǔ)零，小數(shù)部分從左向右，四位一組，不足低位補(bǔ)零，組，不足高位補(bǔ)零，小數(shù)部分從左向右，四位一組，不足低位補(bǔ)零，寫出四位二進(jìn)制對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制符號(hào)。寫出四位二進(jìn)制對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制符號(hào)。10011011100.011011B010011011100.01101100B4 D C . 6 C H 十六進(jìn)制到二進(jìn)制：按順序?qū)懗鲆晃皇M(jìn)制對(duì)應(yīng)的四位二進(jìn)十六進(jìn)制到二進(jìn)制：按順序?qū)懗鲆晃皇M(jìn)制對(duì)應(yīng)的四位二進(jìn)制序列。制

10、序列。4F.3DH01001111.00111101B合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示二進(jìn)制與八進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換二進(jìn)制與八進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換 一位八進(jìn)制數(shù)恰好對(duì)應(yīng)三位二進(jìn)制，兩者之間可按如下方法完一位八進(jìn)制數(shù)恰好對(duì)應(yīng)三位二進(jìn)制，兩者之間可按如下方法完成轉(zhuǎn)換：成轉(zhuǎn)換： 二進(jìn)制到八進(jìn)制：以小數(shù)點(diǎn)為界，整數(shù)部分從右向左三位一組，二進(jìn)制到八進(jìn)制：以小數(shù)點(diǎn)為界，整數(shù)部分從右向左三位一組，不足高位補(bǔ)零，小數(shù)部分從左向右，三位一組，不足低位補(bǔ)零，寫不足高位補(bǔ)零，小數(shù)部分從左向右，三位一組，不足低位補(bǔ)零，寫出三位二進(jìn)制對(duì)應(yīng)的八

11、進(jìn)制序列。出三位二進(jìn)制對(duì)應(yīng)的八進(jìn)制序列。1010011.0110111B001010011.011011100B1 2 3 . 3 3 4Q 八進(jìn)制到二進(jìn)制：按順序?qū)懗鲆晃话诉M(jìn)制對(duì)應(yīng)的三位二進(jìn)制序八進(jìn)制到二進(jìn)制：按順序?qū)懗鲆晃话诉M(jìn)制對(duì)應(yīng)的三位二進(jìn)制序列。列。74.66Q111100.110110B合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示二進(jìn)制的相關(guān)概念二進(jìn)制的相關(guān)概念 數(shù)據(jù)相關(guān)的概念：數(shù)據(jù)相關(guān)的概念：一位二進(jìn)制稱為一個(gè)比特（一位二進(jìn)制稱為一個(gè)比特（bit）；）；八位二進(jìn)制構(gòu)成一個(gè)字節(jié)（八位二進(jìn)制構(gòu)成一個(gè)字節(jié)（By

12、te）。）。字節(jié)是存儲(chǔ)的基本單元，是計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)操作的最小單位。字節(jié)是存儲(chǔ)的基本單元，是計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)操作的最小單位。地址相關(guān)的概念：地址相關(guān)的概念： 地址用于區(qū)分部件的單元個(gè)數(shù)，地址總線由一組能夠傳輸二進(jìn)地址用于區(qū)分部件的單元個(gè)數(shù)，地址總線由一組能夠傳輸二進(jìn)制的線構(gòu)成，總線的寬度決定了可以訪問單元的個(gè)數(shù)。每一根地址制的線構(gòu)成，總線的寬度決定了可以訪問單元的個(gè)數(shù)。每一根地址線對(duì)應(yīng)一位二進(jìn)制。一位二進(jìn)制可以區(qū)分兩個(gè)狀態(tài)。因此，地址總線對(duì)應(yīng)一位二進(jìn)制。一位二進(jìn)制可以區(qū)分兩個(gè)狀態(tài)。因此，地址總線的寬度，決定了可以訪問部件的單元個(gè)數(shù)。線的寬度，決定了可以訪問部件的單元個(gè)數(shù)。 10根地址線，可訪問的單元數(shù)

13、是：根地址線，可訪問的單元數(shù)是： 210=1024 103=1K20根地址線，可訪問的單元數(shù)是：根地址線，可訪問的單元數(shù)是： 220=1024K 106=1M30根地址線，可訪問的單元數(shù)是：根地址線，可訪問的單元數(shù)是： 230=1024M 109=1Gb7b6b5b4b3b2b1b0合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示2.2數(shù)值數(shù)據(jù)的表示方法數(shù)值的精度和范圍數(shù)值的精度和范圍 計(jì)算機(jī)是有模運(yùn)算，即用有限的二進(jìn)制位來表示數(shù)值。如計(jì)算機(jī)是有模運(yùn)算，即用有限的二進(jìn)制位來表示數(shù)值。如8bit表示一個(gè)無符號(hào)數(shù)，所能表示的

14、范圍從表示一個(gè)無符號(hào)數(shù)，所能表示的范圍從0 255。計(jì)算機(jī)表示數(shù)值的三要素：計(jì)算機(jī)表示數(shù)值的三要素： 數(shù)數(shù) 值值小數(shù)點(diǎn)小數(shù)點(diǎn)符符 號(hào)號(hào)符號(hào)的表示與編碼符號(hào)的表示與編碼 計(jì)算機(jī)中用二進(jìn)制的最高位表示符號(hào)：計(jì)算機(jī)中用二進(jìn)制的最高位表示符號(hào)：0表示表示+ ，1表示表示。如：如：+116 01110100 116 11110100 在計(jì)算機(jī)中為了簡化運(yùn)算，采用符號(hào)和數(shù)值統(tǒng)一編碼的方式。在計(jì)算機(jī)中為了簡化運(yùn)算，采用符號(hào)和數(shù)值統(tǒng)一編碼的方式。真值真值機(jī)器數(shù)機(jī)器數(shù)編碼編碼常用編碼的編碼規(guī)則有三種：原碼、補(bǔ)碼、反碼。常用編碼的編碼規(guī)則有三種：原碼、補(bǔ)碼、反碼。合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)

15、基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示原碼（原碼（n位）位）整數(shù)編碼規(guī)則：整數(shù)編碼規(guī)則：最高位表示符號(hào)，絕對(duì)值表示數(shù)值。最高位表示符號(hào)，絕對(duì)值表示數(shù)值。 真真 值：值： X =+1001011B Y =- 1001011B（8bit） 機(jī)器數(shù)：機(jī)器數(shù)： X原原= 01001011 Y原原= 11001011原碼的性質(zhì)：存在兩個(gè)原碼的性質(zhì)：存在兩個(gè)0 00000000B、1000000B 在運(yùn)算時(shí)需要判斷符號(hào)。在運(yùn)算時(shí)需要判斷符號(hào)。合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示補(bǔ)碼補(bǔ)碼

16、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用有限的二進(jìn)制位表示數(shù)據(jù)，是典型的有模計(jì)數(shù)系計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用有限的二進(jìn)制位表示數(shù)據(jù)，是典型的有模計(jì)數(shù)系統(tǒng)。有模計(jì)數(shù)系統(tǒng)當(dāng)計(jì)數(shù)值超過系統(tǒng)的統(tǒng)。有模計(jì)數(shù)系統(tǒng)當(dāng)計(jì)數(shù)值超過系統(tǒng)的“模?！睍r(shí)系統(tǒng)重新開始計(jì)數(shù)。時(shí)系統(tǒng)重新開始計(jì)數(shù)。有模計(jì)數(shù)系統(tǒng)有如下性質(zhì)：有模計(jì)數(shù)系統(tǒng)有如下性質(zhì)：如：時(shí)鐘從如：時(shí)鐘從9點(diǎn)調(diào)整到點(diǎn)調(diào)整到6點(diǎn)有兩種方法：點(diǎn)有兩種方法：9- -3=69+9=12+6 12位計(jì)數(shù)系統(tǒng)的模，位計(jì)數(shù)系統(tǒng)的模，3，9互為補(bǔ)數(shù)?；檠a(bǔ)數(shù)。 有模計(jì)數(shù)系統(tǒng)可以將有模計(jì)數(shù)系統(tǒng)可以將減減一個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)化成一個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)化成加加該數(shù)的補(bǔ)數(shù)。也就是可該數(shù)的補(bǔ)數(shù)。也就是可以將減法運(yùn)算轉(zhuǎn)化成加法運(yùn)算。以將減法運(yùn)算轉(zhuǎn)化成加法運(yùn)算。

17、利用這一性質(zhì)，計(jì)算機(jī)中多采用補(bǔ)碼編碼，從而簡化運(yùn)算。利用這一性質(zhì)，計(jì)算機(jī)中多采用補(bǔ)碼編碼，從而簡化運(yùn)算。計(jì)數(shù)系統(tǒng)的模計(jì)數(shù)系統(tǒng)的模如果用八位二進(jìn)制表示一個(gè)數(shù)，系統(tǒng)的模是如果用八位二進(jìn)制表示一個(gè)數(shù)，系統(tǒng)的模是28。100000000=00000000計(jì)數(shù)范圍計(jì)數(shù)范圍離開系統(tǒng)的模談一個(gè)數(shù)是沒有意義的，如離開系統(tǒng)的模談一個(gè)數(shù)是沒有意義的，如2，應(yīng)說明是，應(yīng)說明是8位的位的2。合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示整數(shù)編碼規(guī)則：整數(shù)編碼規(guī)則：X補(bǔ)補(bǔ)=2n + X真真 值：值： X =+1001011 Y =- - 100

18、1011（8bit）機(jī)器數(shù)：機(jī)器數(shù)： X補(bǔ)補(bǔ)=01001011 Y補(bǔ)補(bǔ)= 10110101 100000000-0100101110110101補(bǔ)碼的求法：補(bǔ)碼的求法：正數(shù)：正數(shù)：保持原值，前面補(bǔ)保持原值，前面補(bǔ)0；負(fù)數(shù)：負(fù)數(shù)：各位取反，最后一位各位取反，最后一位+1。如：如：-2的補(bǔ)碼（的補(bǔ)碼（8bit）-0000001011111101+0000000111111110 100000000-1=11111111-00000010 11111101+ 0000000111111110按位取反。按位取反。合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育

19、教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示補(bǔ)碼的性質(zhì)補(bǔ)碼的性質(zhì) 0在補(bǔ)碼系統(tǒng)中唯一。在補(bǔ)碼系統(tǒng)中唯一。 X+Y補(bǔ)補(bǔ)=X補(bǔ)補(bǔ)+Y補(bǔ)補(bǔ) X-Y補(bǔ)補(bǔ)=X補(bǔ)補(bǔ)- Y補(bǔ)補(bǔ)=X補(bǔ)補(bǔ)+-Y補(bǔ)補(bǔ) 性質(zhì)性質(zhì)說明補(bǔ)碼系統(tǒng)有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，在不超出數(shù)據(jù)表示范圍的情說明補(bǔ)碼系統(tǒng)有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，在不超出數(shù)據(jù)表示范圍的情況下，可以將減法運(yùn)算轉(zhuǎn)化成加法運(yùn)算。況下，可以將減法運(yùn)算轉(zhuǎn)化成加法運(yùn)算。如：如：X=+0001010B，Y=0000101BX-Y? 根據(jù)補(bǔ)碼的性質(zhì)：根據(jù)補(bǔ)碼的性質(zhì)： X-Y補(bǔ)補(bǔ)=X補(bǔ)補(bǔ)- Y補(bǔ)補(bǔ)=X補(bǔ)補(bǔ)+-Y補(bǔ)補(bǔ)X補(bǔ)補(bǔ)=00001010， -Y補(bǔ)補(bǔ)=11111011 00001010+ 111110111000001010

20、0000101合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示反碼反碼編碼規(guī)則：編碼規(guī)則：X反反=X 正數(shù)正數(shù)按位取反按位取反 負(fù)數(shù)負(fù)數(shù)真真 值：值： X =+1001011B Y =- 1001011B（8bit）機(jī)器數(shù)：機(jī)器數(shù)： X反反=01001011 Y反反=10110100顯然，對(duì)于正數(shù)：顯然，對(duì)于正數(shù)：X原原=X補(bǔ)補(bǔ)=X反反； 對(duì)于負(fù)數(shù)：對(duì)于負(fù)數(shù)：X補(bǔ)補(bǔ)=X反反+1最后一位最后一位合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示小數(shù)點(diǎn)的

21、表示小數(shù)點(diǎn)的表示計(jì)算機(jī)中小數(shù)點(diǎn)表示方法有兩種：計(jì)算機(jī)中小數(shù)點(diǎn)表示方法有兩種：定點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)浮點(diǎn)數(shù)浮點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù) 定點(diǎn)數(shù)采用約定小數(shù)點(diǎn)位置的方法，分為定點(diǎn)純小數(shù)和定點(diǎn)純定點(diǎn)數(shù)采用約定小數(shù)點(diǎn)位置的方法，分為定點(diǎn)純小數(shù)和定點(diǎn)純整數(shù)。整數(shù)。定點(diǎn)純小數(shù)定點(diǎn)純小數(shù)0.101010001010100定點(diǎn)純整數(shù)定點(diǎn)純整數(shù)-101011010101010約定的小數(shù)點(diǎn)位置。約定的小數(shù)點(diǎn)位置。約定的小數(shù)點(diǎn)位置。約定的小數(shù)點(diǎn)位置。浮點(diǎn)數(shù)浮點(diǎn)數(shù)表示的量為：表示的量為： M 2EM稱為尾數(shù)，用定點(diǎn)純小數(shù)表示。稱為尾數(shù)，用定點(diǎn)純小數(shù)表示。E稱為階碼，用定點(diǎn)純整數(shù)表示。稱為階碼，用定點(diǎn)純整數(shù)表示。32bitMsb31Esb

22、30Erb29b23Mrb22b0合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示 計(jì)算機(jī)處理的信息包括：數(shù)值、文字、符號(hào)、語音、圖形、圖計(jì)算機(jī)處理的信息包括：數(shù)值、文字、符號(hào)、語音、圖形、圖象。在計(jì)算機(jī)內(nèi)部各種信息都必須以二進(jìn)制編碼形式傳送、存儲(chǔ)和象。在計(jì)算機(jī)內(nèi)部各種信息都必須以二進(jìn)制編碼形式傳送、存儲(chǔ)和加工。因此，所有的信息都應(yīng)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制編碼。編碼是用二進(jìn)制加工。因此，所有的信息都應(yīng)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制編碼。編碼是用二進(jìn)制序列，通過一定的組合規(guī)則，表示出復(fù)雜多樣的信息。序列，通過一定的組合規(guī)則，表示出復(fù)雜多樣的信息。2.3

23、 非數(shù)值數(shù)據(jù)表示英文信息的編碼英文信息的編碼 （ASCII碼）碼） 英文是符號(hào)文字，只要通過二進(jìn)制編碼表示其基本符號(hào)即可實(shí)英文是符號(hào)文字，只要通過二進(jìn)制編碼表示其基本符號(hào)即可實(shí)現(xiàn)英文文字的數(shù)字化表示?，F(xiàn)英文文字的數(shù)字化表示。 目前，國際上使用的字母、數(shù)字和符號(hào)的信息編碼系統(tǒng)是采用目前，國際上使用的字母、數(shù)字和符號(hào)的信息編碼系統(tǒng)是采用美國國家信息交換標(biāo)準(zhǔn)字符碼（美國國家信息交換標(biāo)準(zhǔn)字符碼（American Standard Code for Information Interchange），簡稱為），簡稱為ASCII碼。碼。合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)

24、大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示 ASCII碼包括英文碼包括英文字母、數(shù)字、特殊符號(hào)和字母、數(shù)字、特殊符號(hào)和34個(gè)控制符，共計(jì)個(gè)控制符，共計(jì)128個(gè)字符。編碼采用一個(gè)字節(jié)，個(gè)字符。編碼采用一個(gè)字節(jié)，8位二進(jìn)制。標(biāo)準(zhǔn)的位二進(jìn)制。標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼只用碼只用了其中了其中7位，最高一位為位，最高一位為0。 編碼規(guī)則0最高位最高位b7編碼位編碼位b b6 6-b-b0 01Byte 1 0 0 0 0 0 1A合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示常用ASCII碼字符字符二進(jìn)制十六進(jìn)制十進(jìn)制空格空格0

25、0100000B20H320900110000B 00111001B30H39H4857AZ 01000001B 01011010B41H5AH 6590a z01100001B 01111010B61H7AH97122 隨著信息技術(shù)的發(fā)展和全球化的需要，新的隨著信息技術(shù)的發(fā)展和全球化的需要，新的Unicode編碼標(biāo)準(zhǔn)編碼標(biāo)準(zhǔn)隨之產(chǎn)生。編碼標(biāo)準(zhǔn)為：隨之產(chǎn)生。編碼標(biāo)準(zhǔn)為：UCS-2、UCS-4，涵蓋世界所有字符并預(yù)，涵蓋世界所有字符并預(yù)留擴(kuò)充空間。留擴(kuò)充空間。 合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示Hello!的

26、機(jī)內(nèi)表示：010010000110010101101100011011000110111100100001合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示鍵盤管理輸入碼輸入碼漢字處理漢字庫內(nèi)碼內(nèi)碼打印模塊顯示模塊字型碼字型碼 中文信息的編碼 漢字的特點(diǎn)是象形文字、單字單音。由于漢字本身的特點(diǎn)，且漢字的特點(diǎn)是象形文字、單字單音。由于漢字本身的特點(diǎn)，且漢字的輸入輸出必須利用現(xiàn)有的設(shè)備，它在輸入、輸出、存儲(chǔ)和處漢字的輸入輸出必須利用現(xiàn)有的設(shè)備，它在輸入、輸出、存儲(chǔ)和處理過程中所使用的漢字代碼是不相同的，主要有用于信息交換的國理

27、過程中所使用的漢字代碼是不相同的，主要有用于信息交換的國標(biāo)碼，用于計(jì)算機(jī)內(nèi)部處理的內(nèi)碼，輸入時(shí)的輸入碼和輸出時(shí)的字標(biāo)碼，用于計(jì)算機(jī)內(nèi)部處理的內(nèi)碼，輸入時(shí)的輸入碼和輸出時(shí)的字形碼等。形碼等。合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示國標(biāo)碼國標(biāo)碼漢字交換碼漢字交換碼國標(biāo)碼國標(biāo)碼(GB231280) ： 我國漢字交換碼的國家標(biāo)準(zhǔn)我國漢字交換碼的國家標(biāo)準(zhǔn)例：例： 漢字漢字 國標(biāo)碼國標(biāo)碼 滬滬 2706(00011011 00000110B) 久久 3035(00011110 00100011B)編碼規(guī)則：編碼規(guī)則：每個(gè)漢字

28、采用兩個(gè)字節(jié)每個(gè)漢字采用兩個(gè)字節(jié)(Byte)，國標(biāo)碼最高位置，國標(biāo)碼最高位置0。將將漢字分為兩級(jí)，一級(jí)漢字：漢字分為兩級(jí)，一級(jí)漢字：3755個(gè)；二級(jí)漢字：個(gè)；二級(jí)漢字：3008個(gè)。個(gè)。將兩個(gè)字節(jié)高字節(jié)表示將兩個(gè)字節(jié)高字節(jié)表示區(qū)，低字節(jié)表示位。區(qū)，低字節(jié)表示位。共共94個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)94個(gè)位。個(gè)位。用用94 94個(gè)編碼中的一部分表示兩級(jí)漢字個(gè)編碼中的一部分表示兩級(jí)漢字以及英、俄、日文字以及英、俄、日文字母與其他符號(hào)母與其他符號(hào)(687個(gè)個(gè))共共7445個(gè)。個(gè)。合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教研室第三講 計(jì)算機(jī)中的信息表示 機(jī)內(nèi)

29、碼是計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)和處理漢字時(shí)所用的代碼。計(jì)算機(jī)既機(jī)內(nèi)碼是計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)和處理漢字時(shí)所用的代碼。計(jì)算機(jī)既要處理漢字，也要處理西文。為了實(shí)現(xiàn)中、西文兼容，通常利用字要處理漢字，也要處理西文。為了實(shí)現(xiàn)中、西文兼容，通常利用字節(jié)的最高位來區(qū)分某個(gè)碼值是代表漢字或節(jié)的最高位來區(qū)分某個(gè)碼值是代表漢字或ASCII碼字符。若最高位碼字符。若最高位為為“1”視為漢字符，為視為漢字符，為“0”視為視為ASCII字符。所以，漢字機(jī)內(nèi)碼在字符。所以，漢字機(jī)內(nèi)碼在國標(biāo)碼的基礎(chǔ)上，把國標(biāo)碼的基礎(chǔ)上，把2個(gè)字節(jié)的最高位一律由個(gè)字節(jié)的最高位一律由“0”改改“1”構(gòu)成。構(gòu)成。 漢字漢字 內(nèi)碼內(nèi)碼 滬滬 10011011 10000110B 久久 10011110