大學(xué)計(jì)算機(jī)-計(jì)算思維視角 課件 2.1 認(rèn)識(shí)“0”和“1”

認(rèn)識(shí)“0”和“1”計(jì)算機(jī)信息表示章名：主講人：節(jié)名：何為進(jìn)數(shù)制二進(jìn)制系統(tǒng)介紹采用二進(jìn)制的原因認(rèn)識(shí)常用的數(shù)制1234何為進(jìn)數(shù)制以表示數(shù)值所用的數(shù)字符號(hào)的個(gè)數(shù)來命名，并按一定進(jìn)位規(guī)則進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法叫做進(jìn)位計(jì)數(shù)制。思考：生活中經(jīng)常接觸的進(jìn)制有哪些？最常用的十進(jìn)制：如重量、長(zhǎng)度、金錢、分?jǐn)?shù)、......月份：十二進(jìn)制星期：七進(jìn)制小時(shí)：二十四進(jìn)制何為進(jìn)數(shù)制實(shí)踐中存在的任何數(shù)制都有其產(chǎn)生背景和應(yīng)用環(huán)境地球上不同時(shí)期不同地點(diǎn)的文明不約而同采用十進(jìn)制何為進(jìn)數(shù)制實(shí)踐中存在的任何數(shù)制都有其產(chǎn)生背景和應(yīng)用環(huán)境地球上不同時(shí)期不同地點(diǎn)的文明不約而同采用十進(jìn)制反例：瑪雅人使用二十進(jìn)制何為進(jìn)數(shù)制實(shí)踐中存在的任何數(shù)制都有其產(chǎn)生背景和應(yīng)用環(huán)境時(shí)間單位--六進(jìn)制西方一天24小時(shí)中國古代一天十二時(shí)辰共同點(diǎn)：基于六進(jìn)制

二進(jìn)制系統(tǒng)介紹提問:二進(jìn)制又是如何產(chǎn)生的呢？

二進(jìn)制系統(tǒng)介紹1021種1101100022種11111010110001101000100023種

26種

提問:二進(jìn)制又是如何產(chǎn)生的呢？提問：二進(jìn)制又是如何產(chǎn)生的呢？

從計(jì)算學(xué)科角度講，《易經(jīng)》其實(shí)是一種人工編碼系統(tǒng)，用組合的陰陽爻符號(hào)來表達(dá)特定的信息，其中貫穿著二進(jìn)制以及編碼的重要思想。何為進(jìn)數(shù)制二進(jìn)制系統(tǒng)介紹提問：二進(jìn)制又是如何產(chǎn)生的呢？

GottfriedWilhelmLeibniz(1646～1716)，德國數(shù)學(xué)家提出了二進(jìn)制數(shù)及其計(jì)算規(guī)則，使用0和1來表示一切數(shù)大膽預(yù)言計(jì)算機(jī)應(yīng)該采用二進(jìn)制提問：為什么計(jì)算機(jī)要使用二進(jìn)制呢？

二進(jìn)制在物理上容易實(shí)現(xiàn)電子計(jì)算機(jī)是由電子線路組成，電路通電，于是每個(gè)輸出端都有了電壓，可以用“1”表示高電壓，用“0”表示低電壓，電壓的高低即轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制。

10010采用二進(jìn)制的原因采用二進(jìn)制的原因

二進(jìn)制在物理上容易實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制在物理上最容易表示和存儲(chǔ)，要找到能存放兩種狀態(tài)的元件很容易，而且表面的凹凸、磁極的取向、光照的有無等都可以記錄二進(jìn)制。對(duì)于只寫一次的光盤，可以用激光束融化盤面的碲合金薄膜，形成凹坑，記錄為“1”，否則記錄為“0”提問：為什么計(jì)算機(jī)要使用二進(jìn)制呢？采用二進(jìn)制的原因

二進(jìn)制運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單十進(jìn)制加法運(yùn)算規(guī)則55條0+0=01+0=11+1=22+0=22+1=32+2=4......9+0=89+1=109+2=11......9+9=18二進(jìn)制加法運(yùn)算規(guī)則4條0+0=00+1=11+0=11+1=10運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單，有利于簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造，提高運(yùn)行效率提問：為什么計(jì)算要使用二進(jìn)制呢？提問：為什么計(jì)算機(jī)要使用二進(jìn)制呢？

適合邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算的理論基礎(chǔ)是邏輯代數(shù)，邏輯運(yùn)算的值有兩個(gè)，邏輯“真”和邏輯“假”邏輯真——1邏輯假——0采用二進(jìn)制的原因

抗干擾能力強(qiáng)由于每位數(shù)據(jù)只有高和低兩種狀態(tài)，當(dāng)受到一定程度的干擾時(shí)，仍能分辨出高低。采用二進(jìn)制的原因提問：為什么計(jì)算機(jī)要使用二進(jìn)制呢？采用二進(jìn)制的原因

在物理上容易實(shí)現(xiàn)運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單適合邏輯運(yùn)算抗干擾能力強(qiáng)計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用二進(jìn)制是最好的選擇進(jìn)入計(jì)算機(jī)的各種數(shù)據(jù)都要進(jìn)行二進(jìn)制“編碼”轉(zhuǎn)換從計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)據(jù)，要進(jìn)行逆向的“解碼”轉(zhuǎn)換提問：為什么計(jì)算機(jī)要使用二進(jìn)制呢？認(rèn)識(shí)常用的數(shù)制問題:二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)時(shí)的局限性。二進(jìn)制數(shù)：10001100001110101.不能夠直觀的表現(xiàn)出數(shù)據(jù)的值2.記錄麻煩，容易出錯(cuò)解決方式：引入八進(jìn)制和十六進(jìn)制認(rèn)識(shí)常用數(shù)制兩種表示法：下標(biāo)法：（10）10

字母后綴法：10D認(rèn)識(shí)常用數(shù)制數(shù)據(jù)的表示要合法（183）8

5HH（×）（183）8，

八進(jìn)制數(shù)數(shù)碼為0~7同一個(gè)數(shù)據(jù)可以使用不同數(shù)制形式表示：（1000110000111010）2=

（8C3A）16

=

（106072）8=（35898）10（×）（5H）16，

十六進(jìn)制數(shù)數(shù)碼到F為止不同進(jìn)制數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)化，是下一小節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容問題:如果學(xué)生問老師期末成績(jī)，老師回答“100”，不要高興的太早。如果100表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)：（100）2或100B-->（4）10或4D