大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課件模板

1、2.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述2.2 微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)2.3 信息的表示與編碼第2章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)復(fù)習(xí): 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 馮.諾依曼理論的主要內(nèi)容 存儲(chǔ)器的作用和分類(lèi)2.3 信息的表示與編碼2.3.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制 2.3.2 數(shù)值信息的表示形式 2.3.3 非數(shù)值信息的表示形式 2.3 信息的表示與編碼信息：在計(jì)算機(jī)內(nèi)部表示成數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以 是數(shù)字、字符或漢字，在計(jì)算機(jī)內(nèi)都是采 用二進(jìn)制表示.數(shù)據(jù)數(shù)值數(shù)據(jù)字符數(shù)據(jù)：表示大小、正負(fù)等：字母、符號(hào)、數(shù)字、漢字 數(shù)據(jù)分類(lèi)：2.3.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制 數(shù)碼：每種計(jì)數(shù)制采用的數(shù)字符號(hào)的集合。 如：0-9數(shù)字是十進(jìn)制的數(shù)碼 基數(shù)：全部數(shù)碼的個(gè)數(shù)。 如：10進(jìn)

2、制的基數(shù)是10 位權(quán)值：數(shù)制中每一固定位置對(duì)應(yīng)的單位值。 如：十進(jìn)制數(shù)121.11按權(quán)展開(kāi)為：121.11=1*102+2*101+1*100+1*10-1+1*10-2 采用“逢基數(shù)進(jìn)位”的原則 二進(jìn)制呢？1.數(shù)制的基本概念2.3.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制逢2進(jìn)一R=20，1 2i -1 1011B(1011)2逢8進(jìn)一R=80,1,7 8i -1 145O(145)8逢10進(jìn)一 R=10 0,1,9 10i -1 145D (145)10逢16進(jìn)一 R=16 0,1,9 A,B,F 16i -1 15EH (15E) 162.常用的進(jìn)位計(jì)數(shù)制3.書(shū)寫(xiě)規(guī)則常用計(jì)數(shù)制的對(duì)應(yīng)關(guān)系0101234567012

3、34567891011121314151617ABCDEF1011100101110111100010011010101111001101111011113.不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換2.3.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制(1)非十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù) 采用“按位權(quán)展開(kāi)求和法”。表示形式：N=(Dn-1Dn-2D1D0.D-1D-2D-m+1D-m)R =Dn-1Rn-1 + Dn-2Rn-2+D1R1+D0R0 +D-1R-1 + D-2R-2+D-m+1R-m+1+D-mR-m其中：R表示基數(shù)，Di 表示第i位的數(shù)碼， Ri 表示第i位的位權(quán)。例題 將二進(jìn)制的1101.011數(shù)和16進(jìn)制的2B3.A2 數(shù)分別轉(zhuǎn)

4、換為十進(jìn)制數(shù)。(1) (1101.01)2 =123+122+021+120+02-1+12-2 =(13.25)10 (2)(2B3.A2)16 =2162+11161+3160+1016-1+216-2 =(691.633)10(2)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進(jìn)制數(shù)通常將整數(shù)和小數(shù)部分分別轉(zhuǎn)換，再組合。 整數(shù)部分 采用“除基取余逆寫(xiě)法” 小數(shù)部分 采用“乘基取整順寫(xiě)法”3.不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換2.3.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制【例題2.2】將(23.8125)10轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù) 整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換 2 3 1 1 5 2 2 2 2 2 2 1 0 余數(shù) 轉(zhuǎn)換結(jié)果：(23)10=(10111)2 低 高 .1 .

5、1 .1 .1 .0 小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換 轉(zhuǎn)換結(jié)果： (0.8125)10=(0.1101)2 2 1 .6 2 5 .1 0 .6 2 5 0 .8 1 2 5 整數(shù) 1 .2 5 0 .1 0 .2 5 0 0 .5 0 0 .0 0 .5 0 01 .0 0 0 .1 0 .0 0 0 2 2 2 1110高 低 【例題2.2】將(23.8125)10轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)最終轉(zhuǎn)換結(jié)果為： (23.8125)10=(10111.1101)2 【例2.3】將(1101011.11001)2轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)。 (1101011.11001)2 =( 1 101 011 . 110 01 )2 2進(jìn)制數(shù)8進(jìn)

6、制數(shù)：采用“三位合一法” (3) 2進(jìn)制數(shù)、8進(jìn)制數(shù)、16進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換3.不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換2.3.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制 =(001 101 011 . 110 010)2 1 5 3 . 6 2 =(153.62)8 2進(jìn)制數(shù) 8進(jìn)制數(shù)：采用“三位合一法” (3) 2進(jìn)制數(shù)、8進(jìn)制數(shù)、16進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換3.不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換2.3.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制 2進(jìn)制數(shù)16進(jìn)制數(shù)：采用“四位合一法” 8進(jìn)制數(shù) 2進(jìn)制數(shù)：采用“以一換三”法【例2.5】將(37.62)8轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。 (37.62)8=( 3 7 . 6 2 )8 011 111 110 010 = (011 111.110 010)

7、2=(11111.11001)2 2進(jìn)制數(shù) 8進(jìn)制數(shù)：采用“三位合一法” (3) 2進(jìn)制數(shù)、8進(jìn)制數(shù)、16進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換3.不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換2.3.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制 2進(jìn)制數(shù)16進(jìn)制數(shù)：采用“四位合一法” 8進(jìn)制數(shù) 2進(jìn)制數(shù)：采用“以一換三”法16進(jìn)制數(shù) 2進(jìn)制數(shù)：采用“以一換四”法2.3.2數(shù)值信息的表示形式 把數(shù)值在計(jì)算機(jī)中用二進(jìn)制表示，且正、負(fù)號(hào)數(shù)字化的數(shù)，稱(chēng)為機(jī)器數(shù)。 表示機(jī)器數(shù)應(yīng)考慮的因素： 機(jī)器數(shù)的范圍 機(jī)器數(shù)的符號(hào) 定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)機(jī)器數(shù)：2.3.2數(shù)值信息的表示形式說(shuō)明：(1)字長(zhǎng):機(jī)器內(nèi)部設(shè)備一次能表示的二進(jìn)制位數(shù)。(2)一臺(tái)機(jī)器的字長(zhǎng)是固定的。機(jī)器字長(zhǎng)一般都是字節(jié)的整數(shù)倍

8、，如字長(zhǎng)8位、16位、32位、64位。1.機(jī)器數(shù)的范圍 機(jī)器數(shù)的范圍由硬件決定 受字長(zhǎng)和數(shù)據(jù)類(lèi)型的限制2.3.2數(shù)值信息的表示形式1.機(jī)器數(shù)的范圍最大數(shù)取值范圍：0255最大數(shù)：FFFF H取值范圍：0 65535 機(jī)器數(shù)的范圍由硬件決定 受字長(zhǎng)和數(shù)據(jù)類(lèi)型的限制以8位寄存器為例：以16位寄存器為例： 1 1 1 1 1 1 1 12.3.2數(shù)值信息的表示形式思考：字長(zhǎng)為8位計(jì)算機(jī)無(wú)符號(hào)和有符號(hào)整數(shù)的表示 范圍分別是多少？2.機(jī)器數(shù)的符號(hào) 1 0 0 0 1 1 0 0數(shù)符 最高位0-正數(shù)，1-負(fù)數(shù) 如：-12D=(-0001100)B=10001100B 0 1 1 1 1 1 1 1 +12

9、7 1 1 1 1 1 1 1 1 -127最小數(shù)最大數(shù)真值數(shù)機(jī)器數(shù)以8位寄存器為例：(1)定點(diǎn)數(shù) 小數(shù)點(diǎn)的位置固定不動(dòng)的數(shù)。 分類(lèi)： 整數(shù) 定點(diǎn)小數(shù)3.定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)1S小數(shù)點(diǎn)符號(hào)位數(shù)值部分S符號(hào)位小數(shù)點(diǎn)1n2.3.2數(shù)值信息的表示形式設(shè)機(jī)器數(shù)為8位，則5和0.5用定點(diǎn)數(shù)如何表示？ 既有整數(shù)部分又有小數(shù)部分的數(shù) 例如：234.50、-2.345、-0.02345(2)浮點(diǎn)數(shù)3.定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)2.3.2數(shù)值信息的表示形式 可以轉(zhuǎn)換成用科學(xué)計(jì)數(shù)法來(lái)表示，即： 0.23450103、-0.2345101、-0.234510-1尾數(shù)階碼 一般浮點(diǎn)數(shù)表示為： N=M2r 存放形式為：階符 階碼(P)

10、數(shù)符 尾數(shù)(S)例如：0.25104 的存放形式為： 0 0000100 1 0100000 這四部分分別表示什么含義？(2)浮點(diǎn)數(shù)3.定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)2.3.2數(shù)值信息的表示形式 總結(jié)：浮點(diǎn)數(shù)的存數(shù)范圍大，精度高，但存數(shù)占用的空間比定點(diǎn)數(shù)大，增加了計(jì)算機(jī)的操作時(shí)間。2.3.3 非數(shù)值信息的表示形式 計(jì)算機(jī)認(rèn)識(shí)、區(qū)分各種字符采用方法為： 由若干位組成的二進(jìn)制數(shù)代表一個(gè)字符 字符集內(nèi)所有二進(jìn)制數(shù)不能相同 二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)取決于字符集的規(guī)模2.3.3 非數(shù)值信息的表示形式1.ASCII碼 是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼的簡(jiǎn)稱(chēng) 目前使用最廣泛的字符編碼(微型機(jī)) 編碼規(guī)則:由七位二進(jìn)制數(shù)組成,可表示:ASCII碼

11、：實(shí)際占用8個(gè)二進(jìn)制位，最高位補(bǔ)0128種字符控制字符:前32個(gè)字符+空格+Del圖形字符:可顯示和打印(94個(gè))例如：用二進(jìn)制數(shù)寫(xiě)出“GOOD”的ASCII碼。01100111B、01101111B、01101111B、01100100B 標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼的編碼具有以下特點(diǎn)：(1)非圖形字符：前33個(gè)字符 + 最后1個(gè)(DEL)(2)10個(gè)數(shù)字字符和52個(gè)英文字母由小到大排列， 且數(shù)字在前，大寫(xiě)字母次之，小寫(xiě)字母在最后。(3)數(shù)字“0”-“9”的ASCII碼值對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為48-57，ASCII碼與數(shù)值恰好相差48。(4)英文字母“A”的ASCII碼值的十進(jìn)制數(shù)是65；“a”對(duì)應(yīng)97。 (

12、5)空格的ASCII碼值的十進(jìn)制數(shù)是32，排在所有圖形符號(hào)的前面。2.3.3 非數(shù)值信息的表示形式1.ASCII碼 總結(jié)：ASCII碼大致的排列順序(小大) 空格、符號(hào)、數(shù)字、大寫(xiě)字母、小寫(xiě)字母2.3.3 非數(shù)值信息的表示形式如：十進(jìn)制數(shù)5803的8421編碼為 0101 1000 0000 0101 2.BCD碼： 專(zhuān)門(mén)解決用二進(jìn)制數(shù)表示十進(jìn)制數(shù)的問(wèn)題； 又稱(chēng)為二十進(jìn)制交換碼； BCD的編碼方式很多，其中8421碼最常用。 8421碼 用4位二進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)十進(jìn)制數(shù) 從左向右的位權(quán)依次為8、4、2、1 表示：09十個(gè)數(shù)字 3.漢字編碼2.3.3 非數(shù)值信息的表示形式漢字輸入碼3.漢字編碼 以

13、一串?dāng)?shù)字代表一個(gè)漢字 特點(diǎn):無(wú)重碼,記憶難,不易快速錄入.如區(qū)位碼 以漢字讀音為基礎(chǔ)確定的編碼。 特點(diǎn):易學(xué),重碼多.如全拼和搜狗輸入法等 以漢字的形狀確定的編碼 特點(diǎn):重碼率低,擊鍵次數(shù)少.如五筆輸入法等數(shù)字編碼：字音編碼：字形編碼：音形編碼：為了從計(jì)算機(jī)外部輸入漢字而編制的漢字編碼。 以漢字的讀音和形狀確定的編碼 以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局公布的GB2312-80規(guī)定的漢字交換碼作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼。國(guó)標(biāo)碼(7445)漢字(6763個(gè))字符符號(hào)(682個(gè))一級(jí)漢字(3755個(gè))二級(jí)漢字(3008個(gè)) 規(guī)定:一個(gè)漢字用雙7位二進(jìn)制數(shù)表示，最高位為0(2)國(guó)標(biāo)碼以漢字“?！睘槔?國(guó)標(biāo)碼為：00110001 0

14、01000113.漢字編碼【例2.8】“保”字的區(qū)位碼是1703D，寫(xiě)出它對(duì)應(yīng)的國(guó)標(biāo)碼。將區(qū)位碼中“區(qū)”和“位”這兩個(gè)十進(jìn)制數(shù)分別轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)： 區(qū)：17D 11H 位：03D 03H將“區(qū)”和“位”對(duì)應(yīng)的這兩個(gè)十六進(jìn)制數(shù)分別加上20H： 區(qū)：11H + 20H31H 位：03H + 20H23H得到“?！弊值膰?guó)標(biāo)碼為3123H。例題說(shuō)明：為了與標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼兼容，避開(kāi)ASCII字符中的控制字符00H-20H，由區(qū)位碼向國(guó)標(biāo)碼轉(zhuǎn)換中需要每個(gè)字節(jié)加上20H。根據(jù)學(xué)時(shí)可以選講結(jié)論：(1)國(guó)標(biāo)碼不能在計(jì)算機(jī)內(nèi)部直接使用。 (2)漢字內(nèi)碼的每個(gè)字節(jié)都大于128。 是漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)、處理和傳

15、輸用的信息代碼。(3)漢字內(nèi)碼漢字內(nèi)碼的表示： 將國(guó)標(biāo)碼的雙字節(jié)的最高位置“1”，以區(qū)別ASCII碼 以漢字“保”為例： 國(guó)標(biāo)碼為：00110001 00100011 機(jī)內(nèi)碼為：10110001 101000113.漢字編碼西文“1”西文“#”【例2.9】已知“?！弊值膰?guó)標(biāo)碼為3123H，寫(xiě)出該字的漢字內(nèi)碼。將國(guó)標(biāo)碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)表示。將國(guó)標(biāo)碼兩個(gè)字節(jié)的最高位分別置1?？稍俎D(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)表示。例題根據(jù)學(xué)時(shí)可以選講前字節(jié)31H 00110001B 10110001B B1H （國(guó)標(biāo)碼） （機(jī)內(nèi)碼） 后字節(jié)23H 00100011B 10100011B A3H （國(guó)標(biāo)碼） （機(jī)內(nèi)碼）B1A3H區(qū)

16、位碼、國(guó)標(biāo)碼、機(jī)內(nèi)碼三者間的變換規(guī)則：高位字節(jié)：十六進(jìn)制區(qū)碼 + 20H國(guó)標(biāo)碼， 國(guó)標(biāo)碼 + 80H 機(jī)內(nèi)碼低位字節(jié)：十六進(jìn)制位碼 + 20H國(guó)標(biāo)碼， 國(guó)標(biāo)碼 + 80H 機(jī)內(nèi)碼3.漢字編碼漢字字形碼分為：點(diǎn)陣字形和矢量字形兩種。3.漢字編碼點(diǎn)陣字庫(kù)： 不論漢字的筆劃多少，都可在同樣大小的方塊中寫(xiě)出，從而把方塊分割成許多小方塊，組成一個(gè)點(diǎn)陣，每個(gè)小方塊就是二進(jìn)制的一個(gè)位。 字形碼用在顯示或打印輸出漢字時(shí)使用的漢字編碼漢字字形碼點(diǎn)陣方式 3.漢字編碼點(diǎn)陣方式 3.漢字編碼漢字點(diǎn)陣類(lèi)型點(diǎn)陣占用字節(jié)數(shù)簡(jiǎn)易型161632普及型2424提高型3232精密型9696 72 128 1152矢量方式 矢量方式存儲(chǔ)是描述漢字字型的輪廓特征，當(dāng)要輸出漢字時(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)的計(jì)算，由漢字字型描述生成所需大小和形狀的漢字點(diǎn)陣。 矢量化字形描述與最終文字顯示的大小，分辨率無(wú)關(guān)，因此可以產(chǎn)生高質(zhì)量的漢字輸出。Windows中采用TrueType類(lèi)型的字型碼（矢量）3.漢字編碼兩者比較：前者編碼和存儲(chǔ)方式簡(jiǎn)單，無(wú)需轉(zhuǎn)換直接輸出，后者正好