第一章第一課： 電腦中的信息是如何表示的

1、1.11.1 電腦中的信息是如何表示的電腦中的信息是如何表示的第一章第一章 電腦為什么能處理信息電腦為什么能處理信息1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)信息傳遞信息傳遞現(xiàn)代古代烽火臺(tái)狼煙烽火臺(tái)狼煙馬拉松的故事馬拉松的故事 電腦為什么能處理信息呢？電腦為什么能處理信息呢？1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)電腦為什么能處理信息呢？電腦為什么能處理信息呢？假如電腦能表達(dá)數(shù)字假如電腦能表達(dá)數(shù)字文字、聲音、圖文字、聲音、圖片、視頻等信息片、視頻等信息轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為那么電腦就能表達(dá)信息，那么電腦就能表達(dá)信息，從而處理信息從而處理信

2、息1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)電腦為什么能處理信息呢？電腦為什么能處理信息呢？電腦能表達(dá)電腦能表達(dá)數(shù)字嗎？數(shù)字嗎？1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)快速計(jì)算機(jī)器的研究快速計(jì)算機(jī)器的研究 20世紀(jì)初，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家們迫切需要一種能快速計(jì)算的機(jī)器，很多科學(xué)家都在設(shè)想如何制造一臺(tái)這樣的機(jī)器。由于受十進(jìn)制這個(gè)計(jì)數(shù)習(xí)慣的困擾，機(jī)器的設(shè)計(jì)遇到了很多困難。直到20世紀(jì)30年代中期，美國科學(xué)家馮諾依曼大膽地提出：拋棄十進(jìn)制，采用二進(jìn)制作為數(shù)字計(jì)算機(jī)的數(shù)制基礎(chǔ)，從而解決了電腦表達(dá)數(shù)字的難題。使得計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)出現(xiàn)了轉(zhuǎn)

3、機(jī)。1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)為什么電腦要使用二進(jìn)制？為什么電腦要使用二進(jìn)制？我們見過的進(jìn)制分、秒分、秒 逢逢60進(jìn)進(jìn)1 月月 逢逢12進(jìn)進(jìn)1 星期星期 逢逢 7進(jìn)進(jìn)1 十進(jìn)制十進(jìn)制 逢逢10進(jìn)進(jìn)1 1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)用電路來表示二進(jìn)制數(shù)用電路來表示二進(jìn)制數(shù) 電腦中的邏輯電路只有電腦中的邏輯電路只有開開跟跟關(guān)兩種狀態(tài)關(guān)兩種狀態(tài)，電壓也只有，電壓也只有高高和和低低兩種狀態(tài)兩種狀態(tài)，剛好對(duì)應(yīng)二進(jìn)制的，剛好對(duì)應(yīng)二進(jìn)制的0 0和和1 1兩個(gè)數(shù)兩個(gè)數(shù)。二進(jìn)制最容易用電。二進(jìn)制最容易用電路實(shí)現(xiàn)，所以電腦

4、采用二進(jìn)制。路實(shí)現(xiàn)，所以電腦采用二進(jìn)制。1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)中的信息容量中的信息容量 在電腦系統(tǒng)中，二進(jìn)制數(shù)位是表示信息在電腦系統(tǒng)中，二進(jìn)制數(shù)位是表示信息的的最小單位最小單位，一個(gè)二進(jìn)制數(shù)位表達(dá)的信息容一個(gè)二進(jìn)制數(shù)位表達(dá)的信息容量稱為量稱為1比特（比特（bit），），8位二進(jìn)制數(shù)（位二進(jìn)制數(shù)（8bit）的信息容量稱為的信息容量稱為1字節(jié)（字節(jié)（byte，簡(jiǎn)寫為，簡(jiǎn)寫為B）可以用一個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)一個(gè)數(shù)字（可以用一個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)一個(gè)數(shù)字（09）或一）或一個(gè)英文字母（包括大小寫）等。個(gè)英文字母（包括大小寫）等。1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)

5、課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)中的信息容量單位中的信息容量單位常用的信息容量單位及換算：常用的信息容量單位及換算：1byte=8bit 1KB=1024B1MB=1024KB 1GB=1024MB1TB=1024GB1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)二進(jìn)制最簡(jiǎn)單的進(jìn)制只有兩個(gè)數(shù)字：只有兩個(gè)數(shù)字： 0 0和和1 1運(yùn)算規(guī)則：運(yùn)算規(guī)則： 逢逢2 2進(jìn)進(jìn)1 1，借，借1 1當(dāng)當(dāng)2 2。例如：例如：0+0=0；0+1=1；1+1=10；1-1=0；11-1=10；10-1=1；1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總

6、結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)000001000120010300114010050101601107011181000910011課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)二進(jìn)制數(shù)的豎式計(jì)算及表示二進(jìn)制數(shù)的豎式計(jì)算及表示 為了區(qū)別二進(jìn)制和十進(jìn)制，通常給數(shù)加下為了區(qū)別二進(jìn)制和十進(jìn)制，通常給數(shù)加下標(biāo)來表示數(shù)的進(jìn)制。例如（標(biāo)來表示數(shù)的進(jìn)制。例如（10010）2表示二進(jìn)表示二進(jìn)制數(shù)，（制數(shù)，（13）10表示十進(jìn)制數(shù)。表示十進(jìn)制數(shù)。1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練

7、習(xí)二進(jìn)制運(yùn)算二進(jìn)制運(yùn)算二進(jìn)制的加法，逢二進(jìn)制的加法，逢2 2進(jìn)進(jìn)1 10+0=0 1+0=1 0+1=1 1+1=100+0=0 1+0=1 0+1=1 1+1=10例：例：求（求（1100）2 （10）2 ？1 1 0 01 0 0111（1110）21課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)二進(jìn)制運(yùn)算二進(jìn)制運(yùn)算二進(jìn)制的減法，借二進(jìn)制的減法，借1 1當(dāng)當(dāng)2 20-0=0 1-0=1 0-1=-1 1-1=00-0=0 1-0=1 0-1=-1 1-1=0例：求（例：求（11001100）2 2 （1010）2 2 ？ 1 1 0 01 0 0101（1010）

8、21課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí) 課堂總結(jié)課堂總結(jié)1、電腦為什么要用二進(jìn)制？二進(jìn)制是如何表示的？運(yùn)算規(guī)則怎樣？ 因?yàn)殡娔X中的邏輯電路只有因?yàn)殡娔X中的邏輯電路只有開開跟跟關(guān)兩種關(guān)兩種狀態(tài)狀態(tài)，電壓也只有，電壓也只有高高和和低兩種狀態(tài)低兩種狀態(tài)，剛好，剛好對(duì)應(yīng)二進(jìn)制的對(duì)應(yīng)二進(jìn)制的0 0和和1 1兩個(gè)數(shù)兩個(gè)數(shù)，二進(jìn)制最容易二進(jìn)制最容易用電路實(shí)現(xiàn)，用電路實(shí)現(xiàn)，所以電腦采用二進(jìn)制。所以電腦采用二進(jìn)制。 二進(jìn)制只有兩個(gè)數(shù)字：只有兩個(gè)數(shù)字：0和1。容易表示，容易表示，電腦電子元件中的電子電路在技術(shù)上容易電腦電子元件中的電子電路在技術(shù)上容易實(shí)現(xiàn)，這樣可以確保硬件工作

9、穩(wěn)定。實(shí)現(xiàn)，這樣可以確保硬件工作穩(wěn)定。運(yùn)算運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單：規(guī)則簡(jiǎn)單：逢2進(jìn)1，借1當(dāng)2。1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)000001000120010300114010050101601107011181000910011課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換1、十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)、十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù) 將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)可以將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)可以用用“短除法短除法”，

10、即，即“除以除以2反向取余反向取余數(shù)法數(shù)法”。1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換例如：把例如：把（59）10轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：即：（即：（59）10=（111011）2注意：這種方法要求商為注意：這種方法要求商為0時(shí)結(jié)時(shí)結(jié)束，最后取余數(shù)是反向取的。束，最后取余數(shù)是反向取的。1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換2、二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)、二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)（183）10=3+80+100 =

11、3x100+8x101+1x102注意注意:100=1,101=10,102=1002 1 01課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換2、二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)、二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)（11）2 =1x20+1x21 =（3）10（100）2 =0 x20+0 x21+1x22 =（4）101 02 1 01課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)、二進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系：十六進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)、二進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系：1課堂引入課堂引入2課堂

12、學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù) 當(dāng)用二進(jìn)制表示一個(gè)稍大的數(shù)時(shí)，當(dāng)用二進(jìn)制表示一個(gè)稍大的數(shù)時(shí)，其位數(shù)會(huì)很多其位數(shù)會(huì)很多例如，例如，（1000）10=（1111101000）2 為了簡(jiǎn)化二進(jìn)制的記憶，同時(shí)方便為了簡(jiǎn)化二進(jìn)制的記憶，同時(shí)方便與二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換，電腦常用十六進(jìn)制來與二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換，電腦常用十六進(jìn)制來表示二進(jìn)制數(shù)表示二進(jìn)制數(shù)1課堂引入課堂引入2課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí) 3課堂總結(jié)課堂總結(jié)4課后練習(xí)課后練習(xí)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制數(shù)例如：例如：（10111101010）2=（0101 1110 1010）2 如果從二進(jìn)制數(shù)的最低位起向高位每四位一如果從二進(jìn)制數(shù)的最低位起向高位每四位一組（不足四位時(shí)補(bǔ)組（不足四位時(shí)補(bǔ)0），再補(bǔ)每