第1章計算機基礎知識課件

主講教師張玉慶計算機學院計算機應用基礎第1章計算機基礎知識1.1計算機的發(fā)展1.2計算機的特點及應用1.3計算機基本組成1.4計算機數(shù)據(jù)信息及運算經(jīng)過了多年的科學積累，世界上第一臺電子計算機在1946年2月在美國賓西法尼亞大學研制成功，取名ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator)即“電子數(shù)值積分式計算機”。第一臺電子計算機ENIAC計算機的發(fā)展與分類ENIAC的特點元器件：18800個電子管耗電：約150kW占地：170m2重量：約30噸速度：每秒可進行5000次加、減法運算主頻：0.1MHz用途：主要用于進行彈道軌跡分析計算，被譽為“比炮彈還要快的計算機”。不足：容量?。痪€路連接工作較繁瑣；耗電量大；電子管的壽命短。時代年份器件軟件應用一46-57電子管機器語言匯編語言科學計算二58-64晶體管高級語言數(shù)據(jù)處理工業(yè)控制

三65-70中小集成電路操作系統(tǒng)文字、圖形處理四71年迄今大規(guī)模超大規(guī)模集成電路數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡等社會的各個領域電子管晶體管超大規(guī)模集成電路集成電路電子計算機的發(fā)展過程性能指標第一代1946～1958第二代1958～1964第三代1964～1971第四代1971年～至今邏輯元件電子管晶體管中、小規(guī)模集成電路大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路存儲器磁芯，磁鼓（磁帶）磁芯存儲器（磁盤）半導體（磁盤為主）高集成度半導體（磁盤、光盤、移動存儲器）運算速度（秒/次）幾千～幾萬幾萬～幾十萬幾十萬～幾百萬幾百萬～百億軟

件機器語言匯編語言編譯語言高級編程語言操作系統(tǒng)交互式語言數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)網(wǎng)絡軟件主要特點體積大，可靠性差，耗電大，價格昂貴體積小，重量輕，耗電小，可靠性較高小型化，耗電小，可靠性高微型化，耗電極小，可靠性很高應用場合科學計算數(shù)據(jù)處理工業(yè)控制社會各個領域計算機發(fā)展中各個階段的主要特點美籍匈牙利數(shù)學家馮·諾依曼（VonNeumann）為了解決這些不足，提出了重要的改進理論，主要有兩點：★電子計算機采用“存儲程序方式”工作。就是把原來改變配線及切換開關等工作以程序的方式預先存放在計算機中，在控制器的控制下自動執(zhí)行。★明確指出了整個計算機的結構應有五個基本部分組成：運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備。馮·諾依曼思想馮·諾依曼計算機工作原理：把程序輸入到計算機存儲器中，然后執(zhí)行程序，由控制器向內存儲器發(fā)出取指令命令；控制器對取出的指令進行譯碼，并根據(jù)指令的操作要求，向存儲器和運算器發(fā)出存、取命令和運算命令；經(jīng)過運算器運算后，運算結果保存到存儲器中；最后，在控制器發(fā)出取指令及輸出指令的作用下，將存儲器中的運算結果輸出到輸出設備。馮·諾依曼計算機工作原理

輸出結果信息

運算器

控制器

存儲器

輸入設備

輸出設備

原始數(shù)據(jù)或程序

表示數(shù)據(jù)流

表示控制流

計算機的發(fā)展趨勢

計算機廣泛應用于科學研究、數(shù)據(jù)處理、過程檢測與控制、計算機輔助系統(tǒng)、電子商務、多媒體技術、虛擬現(xiàn)實、人工智能、通信網(wǎng)絡等方面。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，微型機的集成度將不斷加強，運行速度和存儲能力將不斷提高。電子計算機正朝著巨型化、微型化、網(wǎng)絡化、智能化方向發(fā)展。當前，世界上許多國家正在研制新一代計算機系統(tǒng)，科學家試圖通過納米技術、光技術、生物技術、量子技術等研制光計算機、生物計算機、分子計算機、量子計算機等?！锞扌突?天文、軍事、仿真等領域需要進行大量的計算要求計算機有更高的運算速度、更大的存儲量這就需要研制功能更強的巨型計算機?！镂⑿突?專用微型機已經(jīng)大量應用于儀器、儀表和家用電器中。通用微型機已經(jīng)大量進入辦公室和家庭，但人們需要體積更小、更輕便、易于攜帶的微型機，以便出門在外或在旅途中均可使用計算機。應運而生的便攜式微型機(筆記本型)和掌上型微型機正在不斷涌現(xiàn)，迅速普及?！锞W(wǎng)絡化:將地理位置分散的計算機通過專用的電纜或通信線路互相連接就組成了計算機網(wǎng)絡。網(wǎng)絡可以使分散的各種資源得到共享，使計算機的實際效用提高了很多。計算機聯(lián)網(wǎng)不再是可有可無的事，而是計算機應用中一個很重要的部分。人們常說的因特網(wǎng)(INTERNET國際互聯(lián)網(wǎng))就是一個通過通信線路聯(lián)接、覆蓋全球的計算機網(wǎng)絡。通過因特網(wǎng)人們足不出戶就可獲取大量的信息與世界各地的親友快捷通信進行網(wǎng)上貿(mào)易等等?！镏悄芑?目前的計算機已能夠部分地代替人的腦力勞動因此也常稱為“電腦”。但是人們希望計算機具有更多的類似人的智能，比如：能聽懂人類的語言、能識別圖形、會自行學習等等這就需要進一步進行研究。近年來通過進一步的深入研究發(fā)現(xiàn)，由于電子電路的局限性，理論上電子計算機的發(fā)展也有一定的局限，因此人們正在研制不使用集成電路的計算機例如：生物計算機、量子計算機、超導計算機等?！锕庾佑嬎銠C：在光子計算機中，不同波長的光代表不同的數(shù)據(jù)，這遠勝于電子計算機中通過電子“0”、“1”狀態(tài)變化進行的二進制運算，可以對復雜度高、計算量大的任務實現(xiàn)快速的并行處理。人類利用光纜傳輸數(shù)據(jù)已有20多年的歷史，用光信號來存儲信息的光盤也已廣泛應用。然而要想制造真正的光子計算機，需要開發(fā)出可以用一條光束來控制另一條光束變化的光學晶體管這一基礎元件?？茖W家們雖然可以實現(xiàn)這樣的裝置，但所需的條件如溫度等較為苛刻，尚難以進入實用階段。未來的新型計算機★分子計算機（生物計算機）：科學家通過對生物組織體研究，發(fā)現(xiàn)組織體中的有些蛋白質分子像開關一樣，具有“開”與“關”的功能。人類可以利用遺傳工程技術，仿制出這種蛋白質分子，用來作為元件制成計算機。科學家把這種計算機叫做生物計算機。生物計算機芯片本身還具有并行處理的功能，其運算速度要比當今最新計算機快10萬倍，能量消耗僅相當于普通計算機的十億分之一，存儲信息的空間僅占百億億分之一。

06年科學家在《自然》上宣布，已經(jīng)研制出一種由DNA分子和酶分子構成的微型“生物計算機”，一萬億個這樣的計算機僅一滴水那樣大?！锪孔佑嬎銠C：量子計算機是一類遵循量子力學規(guī)律進行高速數(shù)學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機。量子計算機是利用處于多現(xiàn)實態(tài)的原子作為數(shù)據(jù)進行運算。這種多現(xiàn)實態(tài)是量子力學的標志。IEEE(美國電氣和電子工程師學會)的分類巨型機：即超級計算機。價格昂貴、運算速度快，存儲容量大。IEEE分類主機：即大型計算機小型機：結構簡單、價格較低，使用方便個人計算機：包括臺式計算機、筆記本計算機、掌上電腦（PDA） 小巨型機：即小型化的巨型機工作站：專門處理特殊事務的一種獨立的計算機按計算機綜合性能指標劃分按照運算速度、存儲容量、軟件配置、價格等指標劃分又可分為巨型計算機、大型計算機、小型計算機、工作站和微型計算機。巨型計算機也稱超級計算機。

2009年10月，在我國高性能計算學術年會上國防科技大學發(fā)布了國內首臺峰值性能超千萬億次的超級計算機系統(tǒng)——天河一號?！疤旌右惶枴本邆涿棵腌?206萬億次的峰值速度和每秒563．1萬億次的Linpack實測性能?！疤旌右惶枴钡某晒ρ兄剖刮覈蔀槔^美國之后第二個能研制千萬億次計算機的國家。“天河一號”超級計算機

我國正在研發(fā)的千萬億次高性能計算機“曙光6000”將于2010年問世。它采用“混合動力”，最重要的計算部分將采用國產(chǎn)的八核龍芯，是完全自主設計和擁有全部知識產(chǎn)權的處理器。服務分區(qū)由近6萬個通用處理器核及近5000個通用圖形處理器(GPGPU)加速部件組成，峰值性能為每秒近3000萬億次，實測Linpack性能達到每秒1000多萬億次。并計劃提供給國家華南超級計算中心使用。這一實測性能超過了落戶在天津濱海新區(qū)的“天河一號”，后者實測Linpack性能為每秒500多萬億次。計算機的特點1.運算速度快2.計算精度高3.具有記憶和邏輯判斷能力4.程序運行自動化計算機的應用7.計算機輔助系統(tǒng)計算機輔助設計（CAD）計算機輔助制造（CAM）計算機輔助測試（CAT）計算機輔助教學（CAI）8.網(wǎng)絡與通信1.科學計算 2.數(shù)據(jù)處理3.實時控制 4.辦公自動化5.系統(tǒng)仿真 6.人工智能計算機系統(tǒng)的組成計算機硬件系統(tǒng)

硬件系統(tǒng)是指構成計算機的一些看得見，摸得著的實際物理設備，是計算機工作的物資基礎。

1．運算器：是對數(shù)據(jù)進行加工處理的部件。運算器的主要任務是執(zhí)行各種算術運算和邏輯運算。

2．控制器：是對輸入的指令進行分析，并統(tǒng)一控制和指揮計算機的各個部件完成一定任務的部件。一般都是把運算器和控制器集成在一片半導體芯片上，稱為中央處理器（CPU）。

3．存儲器：是計算機的記憶部件，用于保存程序和數(shù)據(jù)。

4．輸入設備：輸入設備是計算機從外部獲得信息的裝置。

5．輸出設備：輸出設備是將計算機內的信息打印或顯示出來的設備。計算機軟件系統(tǒng)

1．指令和程序的概念（1）指令：是由二進制代碼表示的、能使計算機完成某一操作的命令。如：加、減、乘、除、取數(shù)和存數(shù)等。一種計算機所能識別并執(zhí)行的全部指令的集合稱做該計算機的指令系統(tǒng)。計算機的指令系統(tǒng)依賴于計算機的硬件系統(tǒng)（主要指CPU），不同類型計算機的指令系統(tǒng)是不完全一樣的。指令系統(tǒng)越豐富，計算機對數(shù)據(jù)運算和處理的能力也就越強。（2）程序：是指能使計算機完成特定任務的一組有序的指令集合。為了完成某一特定的任務，首先將編寫好的程序以及程序運行所需的數(shù)據(jù)通過輸入設備輸入到計算機并存儲在存儲器中，然后在程序控制下逐條執(zhí)行程序中的每條指令。計算機軟件系統(tǒng)

2．軟件的概念及其分類軟件系統(tǒng)是指計算機系統(tǒng)所使用的各種程序的集合。計算機軟件一般可分為系統(tǒng)軟件和應用軟件兩大類。（1）系統(tǒng)軟件：是管理、監(jiān)控和維護計算機資源的各種程序的集合。系統(tǒng)軟件主要包括以下幾個方面：①操作系統(tǒng)：是管理和控制計算機全部資源，保證計算機各部分協(xié)調有效工作的各種程序的集合。常用的操作系統(tǒng)有Windows、DOS等。

計算機軟件系統(tǒng)

②程序設計語言：是指用來編寫程序的各種計算機語言，是人與計算機之間進行信息交換的工具。通常分為機器語言、匯編語言和高級語言幾大類。機器語言：以二進制代碼表示的指令序列。匯編語言：采用能幫助記憶的英文縮寫符號代替機器語言的計算機語言。高級語言：類似于人類語言的計算機語言。③數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）：是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)進行管理的系統(tǒng)軟件。（2）應用軟件：是為了解決各種實際問題而編寫的計算機程序，分為通用應用軟件和專用應用軟件。計算機硬件基礎顯示器主機鍵盤鼠標主機主機

主板主板是一塊印刷電路板，是中央處理器（即CPU）與其他部件連接的橋梁。主板上主要包括CPU插座、內存插槽、外設接口插座、串行和并行端口等幾部分。

主機中央處理器

中央處理器（CPU）也稱為微處理器，是一塊超大規(guī)模集成電路芯片，是計算機的“心臟”。中央處理器主要由控制器、運算器等部件構成。

主機

顯卡和網(wǎng)卡

顯卡（也稱顯示卡）是CPU與顯示器之間的接口電路。網(wǎng)卡也叫網(wǎng)絡適配器，是計算機與網(wǎng)絡連接的接口電路。利用網(wǎng)卡可以實現(xiàn)計算機與網(wǎng)絡的連接與通訊。存儲器

1．內存儲器內存儲器簡稱為內存。通常把向存儲器存入數(shù)據(jù)的過程稱為寫入，而把從存儲器取出數(shù)據(jù)的過程稱為讀出。（1）隨機存儲器（RAM）：RAM在計算機運行過程中可以隨時讀出所存放的信息，也可以隨時寫入新的內容。（2）只讀存儲器（ROM）：ROM里的內容只能讀出，不能寫入。存儲器2．外存儲器

硬盤的存儲介質是若干個剛性磁盤片，因此叫做硬盤。

光盤是通過光學方式讀取和記錄信息的。

存儲器

閃存具有體積小、重量輕、讀寫速度快、斷電后資料也可以保存的特點。

將一個鍍有磁化材料的盤片封裝在一個護套內而構成軟盤。

輸入設備

掃描儀是常用的圖像輸入設備。

鼠標可以在屏幕中靈活地移動光標，選擇各種操作和命令。

鍵盤是計算機最常用、最主要的輸入設備。輸出設備

打印機是把計算機處理信息的結果打印出來的設備。

顯示器是將電信號轉換成可視信號的設備。

多媒體設備

聲卡是一塊對音頻信號進行數(shù)/模和模/數(shù)轉換的電路板。

視頻卡是一塊處理視頻圖像的電路板。

數(shù)碼相機是一種無膠片相機，是集光、電、機于一體的電子產(chǎn)品。

計算機信息采用二進制數(shù)表示。原因是：(1)計算機是一種電子設備，電子線路只有“閉合”和“斷開”這兩種狀態(tài)，用二進制數(shù)“0”和“1”表示低電位和高電位，在電子線路上最容易實現(xiàn)。(2)由于二進制數(shù)只有“0”和“1”兩個數(shù)，表示電路的兩種工作狀態(tài)，工作可靠，穩(wěn)定性好。(3)二進制數(shù)的運算規(guī)則簡單，通用性強。二、信息的表示及存儲(1)計算機中信息的表示位（Bit）是計算機的最小數(shù)據(jù)存儲單位，每8個二進制位為1個字節(jié)（Byte），稱為一個記憶單元。計算機中的數(shù)據(jù)就存放在許許多多的記憶單元中，總稱為存儲器。存儲器的存儲容量一般用KB、MB、GB、TB來表示，它們之間的換算關系如下：1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB1TB=210GB=1024GB字節(jié)(Byte)76543210位(Bit)76543210…字長(2)計算機中信息的存儲在計算機中作為一個整體被存取、傳送、處理的二進制數(shù)字串叫做一個字，每個字中二進制位數(shù)的長度稱為字長。一個字由若干個字節(jié)組成，不同的計算機系統(tǒng)字長不同，常見的有8位、16位、32位、64位等，字長越大，存放數(shù)的范圍越大，精度越高,字長是衡量計算機性能的一個重要指標?！飻?shù)制的概念數(shù)制：是指表示數(shù)值的方法，有進位計數(shù)制和非進位計數(shù)制。進位計數(shù)制：按照進位的原則進行計數(shù)的數(shù)制稱為進位計數(shù)制，簡稱“進制”。非進位計數(shù)制：表示數(shù)值大小的數(shù)碼與它在數(shù)中的位置無關的數(shù)制稱為非進位計數(shù)制，簡稱“非進制”。如羅馬數(shù)字就是典型的非進位計數(shù)制。(3)計算機中的數(shù)制★進位計數(shù)制的基本特點①使用固定個數(shù)的數(shù)碼表示數(shù)值的大小。數(shù)碼的個數(shù)R稱為該數(shù)制的基數(shù)，數(shù)碼在一個數(shù)中所處的位置稱為數(shù)位。②逢R進一。例如十進制數(shù)是由0~9十個數(shù)字符號組成，基數(shù)為10，逢10進1。③采用位權表示法。處在不同位置上的數(shù)字所代表的值不同，一個數(shù)字在某個固定位置上所代表的值是確定的，這個固定位上的值稱為位權。位權與基數(shù)的關系是，各進位制中位權的值恰好是基數(shù)的若干次冪。④任何一種數(shù)制表示的數(shù)都可以寫成按位權展開的多項式之和。一個R進制的數(shù)AnAn-1…A2A1A0．A-1A-2…A-m，它的按位權展開式的一般形式如下：

An×Rn＋An-1×Rn-1＋…＋A2×R2＋A1×R1＋A0×R0

＋A-1×R-1＋A-2×R-2＋…＋A-m×R-m

例1:十進制數(shù)358.72可表示為：

3×102+5×101+8×100+7×10-1+2×10-2

例2:二進制數(shù)1011.01可表示為：

1×23+0×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2十進制二進制八進制十六進制基數(shù)102816數(shù)字符號0～90～10～70～9ABCDEF例子12D1100B14OCH

★幾種常用的進位計數(shù)制

★進位計數(shù)制的書寫①在數(shù)據(jù)右下角加腳注：(14)8、(1100)2、(2C)16②在數(shù)據(jù)后加一特定的字母表示它所采用的進制：

B

—

二進制O—

八進制

D或省略—

十進制，H

—

十六進制十進制數(shù)二、八、十六進制數(shù)二、八、十六進制數(shù)十進制數(shù)二、八、十六進制之間的轉換(4)不同數(shù)制間的轉換十進制數(shù)二、八、十六進制數(shù)

規(guī)則：整數(shù)部分---除R取余法小數(shù)部分---乘R取整法例：(9.6875)10=(?)229----余數(shù)為

124----余數(shù)為

022----余數(shù)為

021----余數(shù)為

10∴(9)10=(1001)20.6875×2=1.375……

取出整數(shù)10.375×2=0.75……

取出整數(shù)00.75×2=1.50……

取出整數(shù)10.5×2=1.00……

取出整數(shù)1∴（0.6875）10=（0.1011）2

（9.6875）10＝（1001.1011）2用乘2取整法求出小數(shù)部分0.6875的二進制數(shù)位權法：把各非十進制數(shù)按權展開求和轉換公式：（an…a1a0.a-1…a-m)

r

=an*rn+…+a0*r0+a-1*r-1+…+a-m*r-m示例：

(1011.1)2=1×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1=8+0+2+1+0.5 =(11.5)10二、八、十六進制數(shù)十進制數(shù)整數(shù)從右向左（規(guī)則）小數(shù)從左向右

一位拆三位三位并一位二進制八進制二、八、十六進制之間的轉換100

101

110

111.011

100447365.100101110111.011100B=4567.34O010

111

110

101.100

111275467.2765.47O=0111110101.100111B

計算機中的字符包括數(shù)字、字母及各種符號。三、計算機中的字符編碼(1)數(shù)值的表示

★無符號數(shù)無符號數(shù)的最高位為數(shù)值位，即表示數(shù)值。以8位字長為例，無符號十進制數(shù)215的表示是：11010111數(shù)值位128640160421無符號數(shù)數(shù)在計算機中可以定義為無符號數(shù)或有符號數(shù)。

一位拆四位四位并一位二進制十六進制10010100101.1111B=8A5.FH1000

1010

0101.11118F5A.0111

1011

1100.10107ACB.7BC.AH=111101111001010B數(shù)制及其轉換1．進位計數(shù)制的表示方法（1）十進制以10為基數(shù)的計數(shù)體制稱為十進制。采用10個數(shù)碼0～9，進位規(guī)則是逢10進1。在十進制中，每個數(shù)碼的位置不同時，它所代表的數(shù)值也不同。如：123=1×102+2×101+3×100

（2）二進制以2為基數(shù)的計數(shù)體制稱為二進制。采用2個數(shù)碼0、1，進位規(guī)則是逢2進1。在二進制中，每個數(shù)碼的位置不同時，它所代表的數(shù)值也不同。如：(101.01)2＝1×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2數(shù)制及其轉換

（3）八進制以8為基數(shù)的計數(shù)體制稱為八進制。采用8個數(shù)碼0～7，進位規(guī)則是逢8進1。在八進制中，每個數(shù)碼的位置不同時，它所代表的數(shù)值也不同。如：(621.13)8=6×82+2×81+1×80+1×8-1+3×8-2

（4）十六進制以16為基數(shù)的計數(shù)體制稱為十六進制。采用16個數(shù)碼0～9、A～F，用A～F分別表示10～15，進位規(guī)則是逢16進1。在十六進制中，每個數(shù)碼的位置不同時，它所代表的數(shù)值也不同。如：(12A.C)16＝1×162+2×161+10×160+12×16-1數(shù)制及其轉換四種進制對照表

十進制二進制八進制十六進制十進制二進制八進制十六進制1111910011192102210101012A3113311101113B41004412110014C51015513110115D61106614111016E71117715111117F8100010816100002010數(shù)制及其轉換2．不同數(shù)制之間的轉換（1）二進制轉換成十進制

將二進制數(shù)的每一位系數(shù)與對應的權值相乘，再將所得的乘積相加就可以得到該數(shù)的十進制數(shù)。

【例1.1】把(101.01)2轉換成十進制數(shù)。解：(101.01)2＝1×22

+0×21

+1×20

+0×2-1+1×2-2

＝(5.25)10數(shù)制及其轉換

（2）十進制轉換成二進制分為整數(shù)部分的轉換和小數(shù)部分的轉換兩個部分。整數(shù)部分采用除2反序取余法。將十進制整數(shù)連續(xù)除以2，求得各次的余數(shù)，直到商等于零，再將余數(shù)變換為二進制的數(shù)碼，將余數(shù)反序排列，得到該數(shù)的二進制整數(shù)。小數(shù)部分采用乘2順序取整法。將十進制小數(shù)連續(xù)乘以2，求得各次的整數(shù)部分，將整數(shù)順序排列，得到該數(shù)的二進制小數(shù)。數(shù)制及其轉換【例1.2】將十進制數(shù)13、0.3125轉換成二進制數(shù)。

解：取余數(shù)

2

13

……1

2

6

……02

3

……1反序

2

1

……10(13)10

＝(1101)2

取整數(shù)0.3125×2＝0.625……00.625×2＝1.25……10.25×2

＝0.5……0

順序

0.5×2

＝1.0……1(0.3125)10

＝(0.0101)2數(shù)制及其轉換

（3）二進制轉換成八進制以小數(shù)點為界，將二進制數(shù)整數(shù)部分從低位開始，小數(shù)部分從高位開始，每3位一組，頭尾不足3位的補0，然后將各組的3位二進制數(shù)分別轉換為相應的八進制數(shù)，順序排列。

【例1.3】把(1101010110011.1111)2轉換為八進制數(shù).

解：001

101

010

110

011.111

100

1

5

2

6

3.7

4

即(1101010110011.1111)2

＝(15263.74)8數(shù)制及其轉換

（4）八進制轉換成二進制將八進制數(shù)每一位分別轉換為3位二進制數(shù)并順序排列。

【例1.4】把(376)8轉換為二進制數(shù)。解：3

7

6

011

111

110

即(376)8

＝(11111110)2

數(shù)制及其轉換

（5）二進制轉換成十六進制以小數(shù)點為界，將二進制數(shù)整數(shù)部分從低位開始，小數(shù)部分從高位開始，每4位一組，頭尾不足4位的補0，然后將各組的4位二進制數(shù)分別轉換為相應的十六進制數(shù)，順序排列。

【例1.5】把(1110101101.01011)2轉換為十六進制數(shù)。解：0011

1010

1101.0101

1000

3AD.5

8

即(1110101101.01011)2

＝(3AD.58)16數(shù)制及其轉換

（6）十六進制轉換成二進制將十六進制數(shù)每一位分別轉換為4位二進制數(shù)并順序排列。

【例1.6】把(25B.3C)16轉換為二進制數(shù)。解：2

5

B .3

C

0010

0101

1011 .0011

1100

即(25B.3C)16

＝(1001011011.001111)21．算術運算（1）加法運算。（2）減法運算。

2．邏輯運算（1）邏輯加法（“或”運算）。（2）邏輯乘法（“與”運算）。（3）邏輯否定（“非”運算）。二進制的運算★有符號數(shù)有符號數(shù)將符號位和數(shù)值位一起編碼。符號位（最高位）用0表示正數(shù)，用1表示負數(shù)。有符號數(shù)的表示法有3種：原碼、反碼和補碼。①正數(shù)的原碼、反碼與補碼相同。原碼由符號部分和數(shù)值部分組成。其中，符號部分正數(shù)用0表示，負數(shù)用1表示，數(shù)值部分是該數(shù)的絕對值的二進制數(shù)。②負數(shù)的反碼：符號位為1，其余位對應原碼按位取反（即0變1，1變0）。③負數(shù)的補碼是在反碼上加1。幾個數(shù)的原碼、反碼、補碼計算機的數(shù)據(jù)與編碼2．字符編碼（1）ASCII碼字符是計算機的主要處理對象，在計算機中是以二進制代碼的形式來表示字符的。ASCII碼是“美國標準信息交換碼”的簡稱，用7位二進制數(shù)進行編碼，可以表示128個字符。列出了ASCII碼字符表。

（2）漢字編碼漢字也是一種字符數(shù)據(jù)，在計算機中同樣用二進制數(shù)表示，稱為漢字的機內碼。用計算機顯示或打印漢字時，是把每個漢字看成一個圖形，這個圖形用點陣信息來描述，所有漢字的點陣信息按照機內碼的順序存儲起來，叫漢字庫。

★BCD碼

在電子計算機和數(shù)字式儀器中，往往采用二進制碼表示十進制數(shù)。通常，把用一組四位二進制碼來表示一位十進制數(shù)的編碼方法稱作二─十進制碼，亦稱BCD碼（BinaryCodeDecimal）。

4位二進制碼共有16種組合，可從中任取10種組合來表示0～9這10個數(shù)。根據(jù)不同的選取方法，可以編制出很多種BCD碼，如8421碼，5421碼，2421碼，5211碼和余3碼。其中的8421BCD碼最為常用。

由于每一組4位二進制碼，只代表一位十進制數(shù)，因而ｎ位十進制數(shù)就得用n組4位二進制碼表示。

【例】把十進制數(shù)369.74編成8421BCD碼。

369.7400110110100101110100(369.74)10=(00110110100101110100)BCD

字符是各種文字和符號的總稱，包括各國家文字、標點符號、圖形符號、數(shù)字等。字符集是多個字符的集合，字符集種類較多，每個字符集包含的字符個數(shù)不同，常見字符集名稱有：

★ASCII字符集

★GB2312字符集

★BiG5字符集

★GB

18030字符集

★Unicode字符集等。計算機要準確的處理各種字符集文字，需要進行字符編碼，以便計算機能夠識別和存儲各種文字。(2)字符編碼ASCII(American

Standard

Code

for

Information

Interchange，美國信息互換標準代碼）是基于羅馬字母表的一套電腦編碼系統(tǒng)，它主要用于顯示現(xiàn)代英語和其他西歐語言。它是現(xiàn)今最通用的單字節(jié)編碼系統(tǒng)，并等同于國際標準ISO

646。包含：控制字符(回車鍵、退格、換行鍵等)，可顯示字符(A～Z、a～z、1～9和西文符號)字符集擴展(表格和計算符號、希臘字母和特殊的拉丁符號)。注意：在計算機的存儲單元中，一個ASCII碼值占一個字節(jié)(8個二進制位)，其最高位(b7)用作奇偶校驗位。

★ASCII

字符