第一章計算機基礎(chǔ)知識(3節(jié))

1、 第1章 計算機基礎(chǔ)知識大學生計算機應用基礎(chǔ)主講：張浩大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲 計算機最主要的功能是處理各種各樣的信息，計算機最主要的功能是處理各種各樣的信息，比如：數(shù)值、文字、聲音、圖形和圖象等。在計比如：數(shù)值、文字、聲音、圖形和圖象等。在計算機內(nèi)部，各種信息都必須經(jīng)過數(shù)字化編碼后才算機內(nèi)部，各種信息都必須經(jīng)過數(shù)字化編碼后才能被傳送、存儲和處理。因此，掌握信息編碼的能被傳送、存儲和處理。因此，掌握信息編碼的概念與處理技術(shù)是至關(guān)重要的。概念與處理技術(shù)是至關(guān)重要的。 大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲關(guān)于編碼關(guān)于編碼 編碼

2、的定義：編碼的定義：采用少量的基本符號，選用一定的組合原則，表采用少量的基本符號，選用一定的組合原則，表示大量復雜多樣的信息。示大量復雜多樣的信息。交通指揮燈中有編碼嗎？大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲常見編碼常見編碼計算機中的數(shù)據(jù)采用二進制數(shù)編碼。大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲二、計算機中采用二進制編碼的原因二、計算機中采用二進制編碼的原因 電路簡單 計算機是由邏輯電路組成的，邏輯電路只有兩種狀態(tài)：如開關(guān)的接通和斷開、晶體管的飽和與截止、電壓的高電平與低電平等。他們恰好對應的表示1 1與0 0兩個符號。 運算簡單 二進制運

3、算法則簡單，對于r r進制有r r（r+1r+1）/2/2種運算規(guī)則。 工作可靠 二進制運算規(guī)則簡單、狀態(tài)少，數(shù)字的存儲、傳輸和處理不易出錯 邏輯性強 二進制的0 0和1 1正好與邏輯代數(shù)的“真”與“假”相匹配。從而為計算機實現(xiàn)邏輯運算提供了方便。 大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲1、數(shù)制的概念十進制數(shù)：23412二進制數(shù)：1101(1).(1).數(shù)碼數(shù)碼：一組用來表示某種數(shù)制的符號。一組用來表示某種數(shù)制的符號。(2).(2).基數(shù)基數(shù)： 數(shù)制所用的數(shù)碼個數(shù)。數(shù)制所用的數(shù)碼個數(shù)。十進制：十進制： 0 0，1 1，2 2，3 3，4 4，5 5，6 6，7 7，

4、8 8，9 9二進制：二進制： 0 0，1 1八進制：八進制： 0 0，1 1，2 2，3 3，4 4，5 5，6 6，7 7十六進制：十六進制：0 0，1 1，2 2，3 3，4 4，5 5，6 6，7 7，8 8，9 9，A A，B B，C C，D D，E E，F(xiàn) F如果基數(shù)為如果基數(shù)為R R，則稱為，則稱為R R進制，規(guī)則：逢進制，規(guī)則：逢R R進一進一(3).(3).位權(quán)位權(quán)： 數(shù)制中每一固定位置對應的單位值。數(shù)制中每一固定位置對應的單位值。R R進制：倒數(shù)第進制：倒數(shù)第n n位的位權(quán)為位的位權(quán)為R Rn-1n-1數(shù)值就是用一組固定的數(shù)字和一套統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)的方法大學計算機應用基礎(chǔ)

5、1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲(4). 書寫格式： 十進制：在數(shù)字后加D D、不加字母或下標，512D512D、512512、512512 （10）、 （512512 ） 10 ； 二進制：在數(shù)字后加B B或下標，1011B1011B、 1011 1011（2）、 （10111011） 2 ； 八進制：在數(shù)字后加O O或下標，126O126O、126126 （8）、 （126126） 8 ； 十六進制：在數(shù)字后加H H或下標，A804HA804H、A804A804 （16）、 （A804A804） 16 ； 大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲進

6、位制進位制二進制二進制八進制八進制十進制十進制十六進制十六進制規(guī)則規(guī)則逢二進一逢二進一逢八進一逢八進一逢十進一逢十進一逢十六進一逢十六進一基數(shù)基數(shù)R=2R=8R=10R=16數(shù)碼數(shù)碼0，10,1,70,1,90,1,9,A,B,C,D,E,F位權(quán)位權(quán)2i8i10i16i下標下標B或或2O或或8D或或10H或或16大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲2、二進制編碼 組成符號：0、1 運算規(guī)則：逢二進一。問題：生活中還有哪些進制？問題：生活中還有哪些進制？常見的：十進制六十進制不常見的：二進制八進制十六

7、進制大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲1 1、二進制二進制：有兩個數(shù)碼：0 0、1 1 進位基數(shù)為2 2 加法運算“逢二進一”，減法運算“借一為二”。 二進制的數(shù)按權(quán)展開的表示法： D=DD=Dn-1n-1.2.2n-1n-1+D+Dn-2n-2.2.2n-2n-2+D+D0 0.2.20 0+D+D-1-1.2.2-1-1+D+D-m-m.2.2-m-m 大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲 2 2、十進制十進制：任何一個n n位整數(shù)和mm位小數(shù)均可表示為: : D=D D=Dn-1n-1.10.10n-1n-1+D+Dn-2n-

8、2.10.10n-2n-2+D+D0 0.10.100 0+D+D-1-1.10.10-1-1+D+D-m-m.10.10-m-m 如： 123.325=1123.325=110102 2+2+210101 1+3+310100 0+3+31010-1-1+2+21010-2-2+5+51010-3-3 其中：1010為十進制的進位基數(shù)，1010i i 稱為i i位的權(quán)。 十進制有1010個數(shù)碼：0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9； 加法運算“逢十進一”，減法運算“借一當十”。大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲3 3、

9、八進制 八進制有八個數(shù)碼：0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7；進位基數(shù)為8 8；加法運算 為“逢八進一”；減法運算為“借一為八”。 八進制的數(shù)按權(quán)展開表示法： D=QD=Qn-1n-1.8.8n-1n-1+Q+Qn-2n-2.8.8n-2n-2+Q+Q0 0.8.80 0+Q+Q-1-1.8.8-1-1+Q+Q-m-m.8.8-m-m 如： ( (317)317)8 8=3=38 82 21 18 81 17 78 80 0(207)(207)1010大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲 4. 4.十六進制 十六進制有1616個數(shù)碼：0

10、 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9、A A、B B、C C、D D、 E E、F F；進位基數(shù)為1616；加法運算為“逢十六進一”；減法運算為“借一為十 六”。 其中：A A1010、B B1111、C C1212、D D1313、E E1414、F F1515 十六進制的數(shù)按權(quán)展開表示法： D=QD=Qn-1n-1.16.16n-1n-1+Q+Qn-2n-2.16.16n-2n-2+Q+Q0 0.16.160 0+Q+Q-1-1.16.16-1-1+Q+Q-m-m.16.16-m-m 如： ( (3C4)3C4)1616=3=316162 21212

11、16161 14 416160 0(964)(964)1010 大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲二、各進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換 1 1、二進制數(shù)與十進制數(shù) 的相互轉(zhuǎn)換 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)： 將二進制數(shù)按權(quán)展開相加即可。 二進制的數(shù)按權(quán)展開的表示法： D=DD=Dn-1n-1.2.2n-1n-1+D+Dn-2n-2.2.2n-2n-2+D+D0 0.2.20 0+D+D-1-1.2.2-1-1+D+D-m-m.2.2-m-m 如：(1011 . 01)(1011 . 01)2 2= 1= 12 23 3+0+02 22 2+1+12 21 1+1+12 20 0+0

12、+02 2-1-1+1+12 2-2-2 = = 8+0+2+1+0.258+0+2+1+0.25 =(11.25) =(11.25)1010 大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲1 1、二進制數(shù)與十進制數(shù) 的相互轉(zhuǎn)換 十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)： 整數(shù)的轉(zhuǎn)換 將十進制數(shù)反復除以2 2，直至商為0 0，然后把第一次相除得到的余數(shù)作為 最低位K K0 0，最后一次得到的余數(shù)作為最高位K Kn n1 1，將每次相除所得的余 數(shù)按次序排列起來，K Kn-1n-1K Kn-2n-2KK0 0，即為所求的二進制數(shù)。方法：整數(shù)部分方法：整數(shù)部分除二取余除二取余，小數(shù)部分，小數(shù)部分

13、乘二取整乘二取整 大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲整數(shù)的轉(zhuǎn)換 例：將(121)(121)1010轉(zhuǎn)換為二進制數(shù) 2 121 2 121 余數(shù)為1 (K1 (K0 0) ) 60 602 2 余數(shù)為0 (K0 (K2 2) )1515 余數(shù)為1 (K1 (K3 3) )2 2 7 7 余數(shù)為1 (K1 (K4 4) )2 2 3 3 余數(shù)為1 (K1 (K5 5) )2 2 1 1 余數(shù)為1 (K1 (K6 6) )2 20 0(121)(121)1010=K=K6 6K K5 5K K4 4K K3 3K K2 2K K1 1K K0 0=(1111001)=

14、(1111001)2 2 余數(shù)為0 (K0 (K1 1) )2 2 3030低位高位大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲 純小數(shù)的轉(zhuǎn)換 乘二取整法：將十進制的小數(shù)乘以2 2，取乘積的整數(shù)部分，作為相應二進 制小數(shù)點后最高位K K-1-1，然后反復取小數(shù)部分乘以2 2取整數(shù)部分，得到 K K-2-2K K-3-3KK-m-m，直至乘積的小數(shù)部分為零或二進制小數(shù)點后的位數(shù)達到精 度為止，所得的序列0.K0.K-1-1K K-2-2K K-3-3KK-m-m就是轉(zhuǎn)換后得到的二進制小數(shù)。 大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲 純小數(shù)的轉(zhuǎn)換 例

15、：將(0.8125)(0.8125)1010轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)： 0.81250.81252 21.6250 1.6250 整數(shù)部分為1 (K1 (K-1-1) ) 0.62500.62502 21.2500 1.2500 整數(shù)部分為1 (K1 (K-2-2) )0.25000.25002 2 0.5000 0.5000 整數(shù)部分為0 (K0 (K-3-3) ) 0.50000.50002 2 1.0000 1.0000 整數(shù)部分為1 (K1 (K-4-4) )(0.8125)(0.8125)1010=0.K=0.K-1-1K K-2-2K K-3-3K K-4-4=(0.1101)=(0.110

16、1)2 2高位低位大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲純小數(shù)的轉(zhuǎn)換 例：將(0.5773)(0.5773)1010轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)，保留到小數(shù)點后6 6位： 0.57730.57732=1.1546 2=1.1546 整數(shù)部分為 1(K1(K-1-1) ) 0.15460.15462=0.3092 2=0.3092 整數(shù)部分為 0(K0(K-2-2) ) 0.30920.30922=0.6184 2=0.6184 整數(shù)部分為 0(K0(K-3-3) ) 0.61840.61842=1.2368 2=1.2368 整數(shù)部分為 1(K1(K-4-4) ) 0.23680

17、.23682=0.4736 2=0.4736 整數(shù)部分為 0(K0(K-5-5) ) 0.47360.47362=0.9472 2=0.9472 整數(shù)部分為 0(K0(K-6-6) ) (0.5773)(0.5773)1010=0.K=0.K-1-1K K-2-2K K-3-3K K-4-4K K-5-5K K-6-6=(0.100100)=(0.100100)2 2高位低位大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲 對于既有整數(shù)又有小數(shù)的十進制數(shù)，可將其整數(shù)部分和小數(shù)部分分別轉(zhuǎn) 換成二進制數(shù)，然后加起來即可。 例：將(25.25)(25.25)1010轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)：

18、 整數(shù)部分：(25)(25)1010(11001)(11001)2 2 小數(shù)部分：(0.25)(0.25)1010=(0.01)=(0.01)2 2 故: ( : ( 25.25)25.25)1010=(11001.01)=(11001.01)2 2大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲2 2、八進制、十六進制和十進制數(shù)之間 的轉(zhuǎn)換 八進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)： 以8 8為基數(shù)按權(quán)展開并相加。 十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)： 整數(shù)部分除以8 8取余，小數(shù)部分乘以8 8取整。 例：將(207.321)(207.321)1010轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)，保留小數(shù)后4 4位：0.3210.3

19、218=2.568 8=2.568 整數(shù)部分為2 20.5680.5688=4.544 8=4.544 整數(shù)部分為4 40.5440.5448=4.352 8=4.352 整數(shù)部分為4 40.3520.3528=2.816 8=2.816 整數(shù)部分為2 2高位低位8207 余數(shù)為余數(shù)為 7 8 25 余數(shù)為余數(shù)為 1 8 3 余數(shù)為余數(shù)為 3 0 低位高位(207.321)(207.321)1010=(317.2442)=(317.2442)8 8大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲2 2、八進制、十六進制和十進制數(shù)之間 的轉(zhuǎn)換 十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)： 以16

20、16為基數(shù)按權(quán)展開并相加。 十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)： 整數(shù)部分除以1616取余，小數(shù)部分乘以1616取整。 例：將(207.321)(207.321)1010轉(zhuǎn)換為1616進制數(shù)，保留小數(shù)后4 4位：0.3210.32116=5.136 16=5.136 整數(shù)部分為5 50.1360.13616=2.176 16=2.176 整數(shù)部分為2 20.1760.17616=2.816 16=2.816 整數(shù)部分為4 40.8160.81616=13.056 16=13.056 整數(shù)部分為1313高位低位低位高位16 207 余數(shù)為余數(shù)為15 16 12 余數(shù)為余數(shù)為12 0 (207.321)(2

21、07.321)1010=（CF.524D）1616大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲3 3、二進制數(shù)與八進制數(shù)之間 的轉(zhuǎn)換 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)：“三位并一位” 將二進制數(shù)以小數(shù)點為基準，整數(shù)部分從右至左，每三位為一組，最左邊 的數(shù)不足三位，在其左側(cè)補0 0補足三位； 小數(shù)部分從左至右，每三位為一組，最右邊的數(shù)不足三位，在其右側(cè)補0 0 補足三位； 最后按組轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)，連接起來便是轉(zhuǎn)換得到的八進制數(shù)。 例：將(1010111011 . 0010111)(1010111011 . 0010111)2 2轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)： 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1

22、 . 0 0 1 0 1 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 . 0 0 1 0 1 1 10 00 0 0 00 01 12 27 73 31 13 34 4(1010111011.0010111)(1010111011.0010111)2 2=(1273.134)=(1273.134)8 8大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲 八進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù) “一位拆三位”，即把每一位八進制數(shù)都寫成對應的二進制數(shù)( (三位) )，連接起來就是轉(zhuǎn)換后得到的二進制數(shù)。 例：將(2635.45)(2635.45)8 8轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)： 2 6 3 5 . 4 52

23、 6 3 5 . 4 5010010110110011011101101100100101101(2635.45)(2635.45)8 8=(10110011101.100101)=(10110011101.100101)2 2大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲4 4、二進制數(shù)與十六進制數(shù)之間 的轉(zhuǎn)換 （3 3）二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)：“四位并一位” 即以小數(shù)點為基準，整數(shù)部分從右至左，每四位為一組，最左邊不足四位的添0 0補足四位；小數(shù)部分從左至右，每四位為一組，最右邊不足四位，后面添0 0補足四位，然后按組轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)，連接起來就是得到的十六進制數(shù)。

24、例：將(10110101011.011101)(10110101011.011101)2 2轉(zhuǎn)換為十六進制： 0101 1010 1011 . 0111 01000101 1010 1011 . 0111 01005 5A(10)A(10)B(11)B(11)7 74 4(10110101011.011101)(10110101011.011101)2 2=(5AB.74)=(5AB.74)1616大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲2.2.請將(10100101001110 . 0101010001)(10100101001110 . 0101010001)2

25、2轉(zhuǎn)換為十六進制？(10100101001110.0101010001)(10100101001110.0101010001)2 2=？1.請將11011001011001B轉(zhuǎn)換成十六進制？11011001011001B=？大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲 4 4、二進制數(shù)與十六進制數(shù)之間 的轉(zhuǎn)換 （4 4） 十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)：“一位并拆四位” 把每一位1616進制數(shù)都寫成相應的四位二進制數(shù)，連接起來就是轉(zhuǎn)換得到的二進制數(shù)。 例：將(5A0B.0C)(5A0B.0C)1616轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)： 0101 0101101010100000000010111

26、01100000000(5A0B.0C)(5A0B.0C)1616=(101101000001011.00001100)=(101101000001011.00001100)2 2 5 A 0 B . 0 C 5 A 0 B . 0 C11001100大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲2. 2. 將(8BCF.0C)(8BCF.0C)1616轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)？ 1. 將4567AEH4567AEH轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)？大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲三、 字符和文字在計算機內(nèi)部的表示 1 1、 西文信息 西文是由拉丁字母、阿拉伯數(shù)字、標

27、點符號以及一些特殊符號組成的，統(tǒng)稱 為字符(Character)(Character)。 所有字符的集合叫做字符集；字符集中的每一個字符都一個代碼（字符的二 進制表示）；目前使用最廣泛的西文字符集機器編碼是ASCIIASCII碼（美國標準信息交 換碼) )。 ASCIIASCII碼中每個字符都由7 7位二進制表示，從00000000000000到11111111111111，共有128128種 編碼，表示128128個不同的符號；其中：1010個數(shù)字，2626個小寫字母，2626個大寫字 母、算術(shù)運算符號、標點符號、商業(yè)符號等。大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲2 2、中文信息 中文的基本組成單位為漢字，目前總數(shù)已超過6 6萬多。 19811981年我國頒布信息交換用漢字編碼字符集. .基本集(GB2312-80)(GB2312-80)。 包含67636763個常用漢字和682682個非漢字字符。 在計算機內(nèi)部，每個漢字占2 2個字節(jié)（西文字符占用1 1個字節(jié)）。目前較為 流行的UNICODEUNICODE字符集中，中文字符和西文字符均占用2 2個字節(jié)。 漢字輸入法：全拼、簡拼、雙拼等。大學計算機應用基礎(chǔ)1.3 1.3 信息的表示與存儲信息的表示與存儲漢字字形碼漢字字形碼u 漢字輸出（顯示，