第二章计算机信息基础.ppt

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1、计算机加工处理的对象是数据。除了数学上的数值以外，象字符、汉字、符号、声音、图形、图像等在进行数字编码后都可称之为数据。不同类型的数据在计算机内部有着不同的存储和处理方式。本章主要介绍计算机中采用的二进制及其运算规则，二进制与其它进制之间的转换；计算机中度量信息的数据单位；不同类型的数据采用的信息编码等。,第二章 计算机信息基础,梦碉宙拉掣钢谗拆牛炒寺鸡孽腿咀堑咆递浦揖存俩栽嗽皑寂栅划定建剥闲第二章 计算机信息基础计算机基础课,2.1 计算机所使用的数制,2.1.1 数制的概念,基数：R进制的基数=R,位权：是一个与数字位置有关的常数，位权=Rn其中n取值：以小数点为界，向左 0，1，2，3，

2、向右-1，-2，-3例：(275.8)10=210271015100810-1,(1011.1)2=123+022+121+120+12-1,故辑乐且襟浴察烂淖仇辕湘惧穷彰芍谤内袄该尚绰痔再跌煌沪脓收梧足屈第二章 计算机信息基础计算机基础课,2.1 计算机所使用的数制,常 用 数 制 的 对 应 关 系,省疤仙畸惰锄缘耳覆篮捍谎积挛龟辑著瘤欧沃辛赴章跟漳翌切顾绦鹅蛛湍第二章 计算机信息基础计算机基础课,2.1 计算机所使用的数制,2.1.2 二进制的运算,二进制的算术运算,加：0+0=00+1=11+0=11+1=10,减：0-0=00-1=11-0=11-1=0,乘：00=001=010=0

3、11=1,除：00=001=010(无意义)11=1,豪碍浑静垮非鄙析旋恕朝葫渴痔埔眶援窜陵祭仟持噎钡橡摇藏营钵宛氧瑞第二章 计算机信息基础计算机基础课,二进制的逻辑运算,与AND：00=001=010=011=1,或OR：00=001=110=111=1,0表示“假、否”，1表示“真、是”,2.1 计算机所使用的数制,表示串联，表示并联,浇孽疆拢事傈层彻厘输誓芽骸颇蓖冕梅刚森虞匡姐饿甭姿莲铬符卤衫屁妆第二章 计算机信息基础计算机基础课,十进制数,二、八、十六进制的转换,由一种数制转换成另一种数制,2.1 计算机所使用的数制,益庙靡苫眩斤爆独执乐蹦仑补乘谜步旬焉蓝铀耶撼屏粤熬久巳低乎味帘屑第二

4、章 计算机信息基础计算机基础课,2.1.3 二进制和其它进制的转换,十进制转二进制：整数部分除以2取余，直至商为0；小数部分乘以2取整，直至小数部分为0或达到所需精度为止。十进制转八进制：方法同上。整数部分除以8，小数部分乘以8。十进制转十六进制：方法同上。整数部分除以16，小数部分乘以16。,2.1 计算机所使用的数制,啮离十拭盲秤馈刺线划嘲涎娱里切硅夯弥砌蛮窄诞肾贰汞绿伞新钓怎田宵第二章 计算机信息基础计算机基础课,结果为：1001011,0.6875 21 1.3750 2 0 0.7500 2 1 1.5000 2 1 1.0000,结果为：0.1011,(75.6875)10=(10

5、01011.1011)2,2.1 计算机所使用的数制,但闰褐揭睁段酿沦喧扫忽饮孤齿垃洽溯滇核杆请靠甘寐钮女软径管撒裸挫第二章 计算机信息基础计算机基础课,结果为：113,结果为：4B,16 75 B 16 4 4 0,2.1 计算机所使用的数制,侠含挠郁仿根避育侨热搽倒庐赁爸釜桨窘搔免褐夯向枷兵冀鼓轧浮拭撤盂第二章 计算机信息基础计算机基础课,例：(1011.1)2=123+022+121+120+12-1=8+0+2+1+0.5=(11.5)10,二进制、八进制、十六进制 十进制,位权相加法：各位数码乘位权，再相加。,2.1 计算机所使用的数制,证尊诲枣晋条春般芥帘枫热懊堆罗班近挂荆布寇辨谈

6、尽鹰鱼蛙锤乐遇破横第二章 计算机信息基础计算机基础课,整数部分从右向左，小数部分从左向右，每3位二进制一组，变为1位八进制。不足3位时分别在最左端和最右端补0凑够3位。例：(1100101001011.1101)2=(14513.64)8,2.1 计算机所使用的数制,栅飘毕揪虱显唆嚏隘缮渭珍隐搓弹烃玖相说峙俗壁颜埔耶尤物暂筹氦恐费第二章 计算机信息基础计算机基础课,二进制 十六进制,整数部分从右向左，小数部分从左向右，每4位二进制一组，变为1位十六进制。不足4位时分别在最左端和最右端补0凑够4位。例：(11010111101.1010001)2=(6BD.A2)16,2.1 计算机所使用的数制

7、,满座细傈里瞒撰迄窝岂酝潘她罚产娶瑞烃痉夺瞩梨笨纶斩彼跪慢烙混才蕴第二章 计算机信息基础计算机基础课,2.2 计算机中的数据单位,位(bit)：计算机存储数据的最小单元(0、1),字节(Byte)：处理数据的基本单位(8bit/Byte),字长：CPU一次处理数据的二进制位数。,常用的字节计数单位：1KB1024 Byte(210B)1MB1024 KB(220B)1GB1024 MB(230B)1TB1024 GB(240B),隋似咱桓逝眶珐越串稚鲤匹诊毋突沽肢近按瘦歧桃芦貉稽嫁悸曙掇哩邑呐第二章 计算机信息基础计算机基础课,2.3 信息表示与编码,所谓编码，就是利用数字串来标识所处理对象的

8、不同个体。计算机采用的是二进制，这就意味着所有需要计算机处理的信息，如数值、字母、汉字、符号、声音、图像等，都要用0和1组成的二进制编码形式来表示。,2.3.1 整数的表示,在数学中，数值是用“”和“”表示正数和负数的，而在计算机中只有0和1，所以正负号也用0和1表示，即数值符号数字化。,狸犊长搽犯筒嚎揖雷政航褂廉球著艾垦抚糠令倡剐虫块助入沙邯跑御虏迅第二章 计算机信息基础计算机基础课,2.3 信息表示与编码,符号位：在有符号的二进制数中，最高位用0表示“正”，1表示“负”。机器数：正负符号被数值化了的数。真值：该机器数所表达的数值。,狸亦良忙途蕴罩俊裸玫扰面竞洱永垮典瞻楚忘取钻糖岗宴凰技荆滑

9、及敌镀第二章 计算机信息基础计算机基础课,2.3 信息表示与编码,原码：正号为0，负号为1，数值部分为二进制绝对值。反码：正数的反码和原码相同；负数的反码是将其原码除符号位外各位取反。补码：正数的补码和原码相同；负数的补码是将其反码在末位加1。,+5的原码、反码和补码都是00000101,在有符号运算中，需要通过原码、反码、补码转换来完成运算。,观湘挫圆氮援叉菱戊轧嫉贸邯喷较觉积和蛰石鄙视猾膘反份伙眨蒂芒槐演第二章 计算机信息基础计算机基础课,2.3 信息表示与编码,补码的概念是怎么来的？,“模”是指一个系统所能表示的数据个数。按模运算是指运算结果超过模时，模（或模的整数倍）将溢出而只剩下余数

10、。,8位二进制的模为28=256,假设M为模，若数a，b满足abM，则称a，b互为补数。在有模运算中，减去一个数等于加上这个数对模的补数。,钉乍硒祸媒余担起品篱肿柏列忻呜消箍旧冻蚊巳盯谬坍迟嫩峰霖袄雀戴遏第二章 计算机信息基础计算机基础课,2.3.2 实数的表示,定点数,小数点位置固定的数称为定点数。定点整数：小数点隐含固定在数值部分最右端。定点整数是纯整数,其符号位右边所有的位数表示的是一个整数。,2.3 信息表示与编码,定点整数：（-3）,符号位,籍向屉矫捅猛旁戊渔疵撬荔击淋呀罪俗哀哨涉瘫郎剪酸禹卞晴格枉请姐派第二章 计算机信息基础计算机基础课,定点小数：（+0.5）,符号位,2.3 信息

11、表示与编码,定点小数：小数点隐含固定在数值部分最左端。定点小数是纯小数。,耀徽第袁揽斯恭泣苇绅丝刽遂屿应扦袋疏霄波款导宝尉舀男溪延移涌态孤第二章 计算机信息基础计算机基础课,浮点数,小数点位置不固定的数称为浮点数，它既有整数部分又有小数部分，如123.55、33.789等。在计算机中通常把浮点数分成阶码和尾数两部分来表示，也就是平时所说的科学记数法。为保证不损失有效数字，对尾数进行规格化处理，即保证尾数的最高位为1，实际数值通过阶码进行调整。例如，二进制实数1010.1101可以用0.101011012100表示。(注:100等同于十进制的4),2.3 信息表示与编码,汀药名维剁煮迄辕插骗煎仁

12、倍嚼盾玉恰谢郭级娄糜咬鲁丝照茹浸可补汕盅第二章 计算机信息基础计算机基础课,例：将十进制数+55 以浮点数格式存放。(55)10=(110111)2=0.110111*26,浮点数：字长4字节，则阶码部分为8位补码定点整数，尾数部分为24位补码定点小数。,31 30 25 24 23 22 7 0,0,1,0,0,0,1,0,1,0,0,阶码部分,尾数部分,阶码符号位,尾数符号位,2.3 信息表示与编码,1,1,0,(注:6等同于二进制的110),洼豆快佛舱买氟役敝枕农湖淡幽辩净请婆有驭舆恋墅诀殴化啡休堪垂皂芯第二章 计算机信息基础计算机基础课,例：将十进制数-55 以浮点数格式存放。（略）-

13、(55)10=-(110111)2=-0.110111*26其中(-110111)的反码为：1001000，补码：1001001尾数格式：0.1001(小数点右移2位，指数变为24),31 30 25 24 23 22 7 0,1,1,0,0,0,0,0,1,0,0,阶码部分,尾数部分,阶码符号位,尾数符号位,2.3 信息表示与编码,0,0,0,隐含小数位,(注:6等同于二进制的110),(注:6等同于二进制的100),鞋陪应硼室蓝则舍田沂崔湛债渔监窜慷亮份吃妮堂争瞬邯蹭递爷返午峨凝第二章 计算机信息基础计算机基础课,2.3.3 十进制数的编码BCD码,编码和数值是完全不同的！,BCD码（84

14、21码）：二十进制编码，用4位二进制码表示1位十进制数。（不能参与运算）例：(13579)10=(0001 0011 0101 0111 1001)BCD(0110 1000 0000.0010 0100)BCD=(680.24)10,2.3 信息表示与编码,繁浩客淘鼠蒸圣讲淆验麓潮昨板哭郸熏拔他魔佩媒明拙养螟驻瑶勃劳慢二第二章 计算机信息基础计算机基础课,2.3.4 西文字符的编码ASCII码,ASCII码(American Standard Code for Information Interchange)128个常用字符，用7位二进制编码，占一个字节，最高位0。其中，控制字符：032，1

15、27；普通字符：94个。,2.3 信息表示与编码,腕币瘪妙麻规屉甩锗蕴兜踌唬镭钮日葡瀑犹键吝碌蝎换缆抨斥蜒隙埂刘呵第二章 计算机信息基础计算机基础课,2.3.5 和汉字有关的编码,汉字输入码：操作人员通过键盘输入的汉字编码。数字编码：如区位码；拼音编码：如全拼、智能ABC、微软拼音输入法等；字形编码：如五笔字型法等。,2.3 信息表示与编码,多兜供诽岿靶万庄铜烦念抿师休附囊咖箔枝本定喇司硒龚壕台恿芳虐辉龚第二章 计算机信息基础计算机基础课,(2)国标码和区位码 1980年颁布(GB2312-80)，是中文信息处理的国家标准，是大陆及海外使用简体中文的地区使用的中文编码。每个汉字占两个字节的编码

16、，且每个字节最高位均为0。,2.3 信息表示与编码,该编码共收录6763个简体汉字、682个符号，其中汉字部分：一级汉字：3755个，以拼音排序；二级汉字：3008个，以偏旁排序。所有汉字分94个区，每个区94个汉字。由此构成区位码。而区位码的区码和位码各加32就得到国标码。,老瘁旭羔丑鄙览仿或拉贝薪躲者捏佰芽筒法茨抑桂蔡振巢胰但贝隧莫哉洞第二章 计算机信息基础计算机基础课,(3)机内码 计算机内部存储和加工汉字所用的编码。不管用哪一种汉字输入法输入的汉字，在计算机内部都是由国标码转换成机内码来表示的。每个汉字的机内码占两个字节，每个字节最高位为1。汉字 国标码 汉字机内码中 8680(010

17、10110 01010000)2(11010110 11010000)2 华 5942(00111011 00101010)2(10111011 10101010)2 中 5448(区位码)华2710(区位码)注:十进制表示的国标码的每个字节减32即得区位码。,2.3 信息表示与编码,吮暗心仑起盏雄氨肢筏霜椽力烟呢鳖双旺色吝商贩骆峻铅媚勇蹲蝉翔掐滁第二章 计算机信息基础计算机基础课,点阵汉字：每一个汉字以点阵形式存储，有点的地方为“1”，空白的地方为“0”。有1616、2424、4848点阵等。点阵越大，字形分辨率越好，字形也越美观，但汉字存储的字节数就多，字库也就越庞大。,2.3 信息表示与

18、编码,(4)汉字字形码 汉字存储在计算机内采用机内码，但输出时必须转换成字形码，再根据字形码输出汉字。字形码又称汉字字模，用于在显示器或打印机上输出各种文字和符号。通常有两种：,仪醛取兜停和作恒熄瓶百娩谎哪脾戮浚宗茵供鞭湿颜光祈硷嘴犯怎烯藐叔第二章 计算机信息基础计算机基础课,2.3.5 和汉字有关的编码,矢量汉字:将汉字的笔画轮廓用一组直线和曲线来勾画，并记录存储每一直线和曲线的数字描述(端点及控制点的坐标)。在需要输出时，根据字形轮廓的描述计算出汉字点阵。矢量产生的汉字即使放大仍能保持较好的质量。,2.3 信息表示与编码,汉字字库一般都存放在磁盘上，这种字库称为“软字库”，使用时根据汉字内

19、码到字库中找到相应的字形码，然后调入内存并显示或打印。,综围婉恍仍垦圈岩阶撅混碑屑径寸掖呐故茬毙缨着递胶报茶城直融故莽框第二章 计算机信息基础计算机基础课,计算机处理汉字的基本过程,用户用键盘输入汉字的外码(输入码)，然后通过代码转换程序到码表中去检索机内码，汉字内码负责对汉字进行储存、处理、加工。输出时，利用字形检索程序在汉字字模库中查到表示这个汉字的字形码，然后在显示器或打印机上输出。,2.3 信息表示与编码,汾消培逗衬势秉破硅停焊击警戒别傀升广冲党设傻愁需静曝中耳津绕绞垢第二章 计算机信息基础计算机基础课,(5)其它编码 GBK编码：是对GB2312的扩充。仍采用双字节编码，在此基础上对

20、罕见汉字使用四字节编码，共收录了2.7万个汉字，与国标码兼容，同时收录了藏、蒙、维吾尔等主要少数民族文字。BIG5码：台湾、香港等地区使用的繁体汉字编码标准。,2.3 信息表示与编码,汽锄鬃银淹宦张渔豁戌僳荚焰望卑确柞朋潞铁峙耙硼加唉相瞩冰捎锤郁余第二章 计算机信息基础计算机基础课,2.3.6 多媒体信息的数字化,数字化就是对模拟世界的一种量化，表示信息的最小单位是位(bit)“0”或“1”。多媒体信息在计算机中也要转换为0和1，因此也需要进行编码。也就是说无论是文字、图像、声音或视频，数字化后都可分解为一系列0或1的排列组合。各种多媒体信息在进入到计算机中进行运算、存储、传输等过程中，需要进行数字化处理，输出时再将其还原成各自本身的特性呈现在我们面前。,2.3 信息表示与编码,姚君摇海丑暇呻褒啦政诀华载郭堤钵目氏昧刷祥签翠拣怒砚挣践喂补慰臆第二章 计算机信息基础计算机基础课,2.3 信息表示与编码,各种多媒体信息的数字化处理过程示意图,绣薪笛抹镍坟匠壮耗愧擅促般潭蝗雇赠荒寓挞社罚蹄茸厚啄择兹却簧匣熄第二章 计算机信息基础计算机基础课,