《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課件第3章

3.1數(shù)字化信息編碼的概念

3.2進(jìn)位計(jì)數(shù)制系統(tǒng)

3.3計(jì)算機(jī)的邏輯思維基礎(chǔ)

3.4數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示與運(yùn)算3.5非數(shù)值信息的編碼與表示

計(jì)算機(jī)最重要的功能是處理信息，如數(shù)值、文字、符號(hào)、語(yǔ)音、圖形和圖像等。在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，各種信息都必須采用數(shù)字化的形式保存、加工與傳送。3.1數(shù)字化信息編碼的概念3.2.1數(shù)制的基本概念

1．二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算的特點(diǎn)

2．進(jìn)位計(jì)數(shù)制

3.2.2各種進(jìn)制介紹

1．十進(jìn)制(DecimalNotation)

2．二進(jìn)制(BinaryNotation)

3．八進(jìn)制(OctalNotation)

4．十六進(jìn)制(HexadecimalNotation)

二進(jìn)制數(shù)與其他數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表3-1所示。3.2進(jìn)位計(jì)數(shù)制系統(tǒng)表3-1二進(jìn)制數(shù)與其他數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系3.2.3各種進(jìn)制轉(zhuǎn)換

1．非十進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換

2．十進(jìn)制與非十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換

1)十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制

整數(shù)部分轉(zhuǎn)換如圖3-1所示。圖3-1整數(shù)部分轉(zhuǎn)換

2)十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制

整數(shù)部分轉(zhuǎn)換如圖3-2所示。

3)十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制

轉(zhuǎn)換規(guī)則：整數(shù)部分采用除16求余數(shù)法；小數(shù)部分采用乘16取整數(shù)法。

整數(shù)部分轉(zhuǎn)換如圖3-3所示。圖3-2整數(shù)部分轉(zhuǎn)換圖3-3整數(shù)部分轉(zhuǎn)換

3．二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換

表3-2所示為二、八、十、十六進(jìn)制數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)表。

1)二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制

2)二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制

3)八進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制

4)八進(jìn)制與十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換表3-2二、八、十、十六進(jìn)制數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)表3.2.4二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算

1．二進(jìn)制的加法運(yùn)算

2．二進(jìn)制數(shù)的減法運(yùn)算

3．二進(jìn)制數(shù)的乘法運(yùn)算

4．二進(jìn)制數(shù)的除法運(yùn)算

1．邏輯“或”運(yùn)算(加法運(yùn)算)

邏輯或運(yùn)算通常用符號(hào)“＋”或“”來(lái)表示，其運(yùn)算規(guī)則如表3-3所示。3.3計(jì)算機(jī)的邏輯思維基礎(chǔ)表3-3或?運(yùn)?算?規(guī)?則

2．邏輯“與”運(yùn)算(乘法運(yùn)算)

邏輯與運(yùn)算常用符號(hào)“

×?”、“∧”或“&”來(lái)表示。一位二進(jìn)制數(shù)的邏輯與運(yùn)算規(guī)則如表3-4所示。

3．邏輯“非”運(yùn)算(邏輯否定、邏輯求反)

“非”運(yùn)算實(shí)現(xiàn)邏輯否定，即進(jìn)行求反運(yùn)算，設(shè)A為邏輯變量，則A的邏輯非運(yùn)算記作。其運(yùn)算規(guī)則如表3-5所示。表3-4與?運(yùn)?算?規(guī)?則表3-5非?運(yùn)?算?規(guī)?則

4．邏輯“異或”運(yùn)算

邏輯異或運(yùn)算符為“”。邏輯異或的運(yùn)算規(guī)則如表3-6所示。表3-6異或運(yùn)算規(guī)則3.4.1機(jī)器數(shù)的定義

數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示稱為機(jī)器數(shù)。

1．有符號(hào)數(shù)和無(wú)符號(hào)數(shù)

2．機(jī)器數(shù)

3.4數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示與運(yùn)算3.4.2機(jī)器數(shù)的表示與運(yùn)算

1．正負(fù)數(shù)表示

2．?dāng)?shù)的定點(diǎn)表示

1)定點(diǎn)整數(shù)

2)定點(diǎn)小數(shù)

3．?dāng)?shù)的浮點(diǎn)表示

3.4.3機(jī)器數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼

在計(jì)算機(jī)中，符號(hào)位和數(shù)值位都是用0和1表示的，計(jì)算中必須考慮到符號(hào)位的處理方法。

1．原碼

2．反碼

3．補(bǔ)碼

4．機(jī)器數(shù)反碼、補(bǔ)碼的算術(shù)運(yùn)算

1)反碼的算術(shù)運(yùn)算

2)補(bǔ)碼的算術(shù)運(yùn)算3.4.4溢出判斷

計(jì)算機(jī)內(nèi)采用的任何記數(shù)法所使用的位模式的長(zhǎng)度是限定的，其表示的數(shù)值范圍就是確定的。

3.4.5二-十進(jìn)制編碼(BCD碼)

用4位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示1位十進(jìn)制數(shù)中的0～9這10個(gè)數(shù)碼，簡(jiǎn)稱BCD(Binary-CodedDecimal)碼，也稱二-十進(jìn)制數(shù)。3.5.1ASCII字符編碼

字符編碼指規(guī)定用什么樣的二進(jìn)制碼來(lái)表示字母、數(shù)字以及專用符號(hào)。

表3-7所示為全部128個(gè)符號(hào)的7位ASCII字符編碼表。例如，數(shù)字9的ASCII碼為57，@的ASCII碼為96，字母Z的ASCII碼為122。3.5非數(shù)值信息的編碼與表示表3-7ASCII字符編碼表

ASCII字符編碼表中，第000列和第001列共32個(gè)字符稱為控制字符，它們?cè)趥鬏?、打印或顯示輸出時(shí)起控制作用。第010列到第111列(共6列)共有94個(gè)可打印或顯示的字符，稱為圖形字符，這些字符有確定的結(jié)構(gòu)形狀，可在顯示器或打印機(jī)等輸出設(shè)備上輸出。在計(jì)算機(jī)鍵盤上能找到相應(yīng)的鍵，按鍵后就可將對(duì)應(yīng)字符的二進(jìn)制編碼送入計(jì)算機(jī)內(nèi)。此外，在圖形字符集的首尾還有兩個(gè)字符也可歸入控制字符，即Space(空格字符