計算機信息的表示形式.ppt

1、1.2 計算機中信息的表示形式,二進制基本概念,2,計算機中的數據,計算機系統(tǒng)的組成包括硬件和軟件 除此之外，計算機還要進行數據處理，那么，計算機如何表示數據？ 也即計算機中信息的表示方式問題 數據是計算機處理的對象，所以，研究數據的表示方式非常重要 也可以看出來，計算機技術問題，除了研究硬件、軟件，還必須研究數據，首要的問題是研究數據的表示方式,3,計算機中的數據,事實上，計算機中的數據采用二進制 不只數字用二進制，計算機中的所有信息都用二進制數來表示（后面將會看到） 即計算機中信息的表示方式是采用二進制代碼（二進制數） 因此，學習和了解二進制的概念非常重要,4,計算機中的數據,計算機為什么

2、采用二進制？ 二進制只有2個數碼，0或1，即2個狀態(tài) 在現實世界中，表示2個狀態(tài)的電子邏輯器件很容易實現。,5,計算機中的數據,例如： 燈泡的亮和暗； 開關的開和關等 在計算機中，一般采用電子開關，用電子器件實現，如電子管、晶體管等,6,關于進位計數制的概念,一般的計數方法都采用進位計數制，人，習慣使用十進制 在某一位，當計數滿后，清0，并向高位進位 一個數字，有多位，某數碼在不同的位置表示不同的數值，即不同數位的數字有不同的權值,7,關于進位計數制的概念,例如： 555，可以展開為： 5102+5101+5100 同樣一個5，在不同位置，表示不同的數值 對于十進制，當數到9時必須進位，這就是

3、進位計數制。對于二進制來說，概念相同,8,1.2.1計算機中的數制,人比較熟悉10進制，但是，計算機使用二進制 為了學習二進制，先了解十進制 1.十進制數（D） 有10個數碼，分別為0,1,29，基數為10，逢十進一，權為10n 2.二進制數（B） 2個數碼，分別為0,1，基數為2，逢二進一，權為2n,9,1.2.1計算機中的數制,可見，二進制數碼個數比較少，因此比較簡單，容易實現（但肯定也會帶來問題） 二進制運算規(guī)則也很簡單：0+0，1+0，（交換律）0+1，與十進制都一樣。但1+1=0，此時將進位 乘法與十進制完全相同 下面我們來比較下十進制數和二進制數： （見教科書表1-7）,10,二、

4、八、十、十六進制之間關系對照,十進制 二進制 十六進制 八進制 0 0 0 0 1 1 1 1 2 10 2 2 3 11 3 3 4 100 4 4 5 101 5 5 6 110 6 6 7 111 7 7 8 1000 8 10 9 1001 9 11 10 1010 A 12 11 1011 B 13 12 1100 C 14 13 1101 D 15 14 1110 E 16 15 1111 F 17,11,1.2.1計算機中的數制,發(fā)現什么問題？ 二進制只有2個數碼，比較容易實現 但缺點是位數比較多，因為每位權小 另外，讀起來和理解方面比較困難,12,數制之間的轉換,二進制雖然簡單

5、，但是人不容易識別 因此，經常要在人與計算機之間進行轉換（比如計算IP地址的時候就要轉換） 人用十進制; 可是，計算機必須在內部轉換為二進制; 然后用二進制進行數據處理; 處理之后，再用十進制數表示出來,13,十二進制之間的轉換,十進制轉換為二進制 如93.625 方法是，分為2部分 整數部分反復除以2，取余數 小數部分反復乘以2，取整數 結果為：1011101.101,14,二十進制之間的轉換,二進制轉換為十進制，采用按權展開方式 方法是，把二進制數按權展開，得到一個多項式，取多項式的和，既得二進制數 例如: 1011101.101 結果為93.625,15,其他進制,在計算機技術中，還經常

6、要采用其他輔助進制，主要有8進制和16進制 八進制（O） 8個數碼，基數為8，逢8進1 數碼為0,1,27（借用10進制的前8個數碼）,16,3.其他進制,十六進制（H） 16個數碼，基數為16，逢16進1 數碼為0,1,29,A,B,C,D,E,F（借用10進制10個數字后還不夠，因此用字母代替）,17,其他進制之間的轉換,8進制與2進制之間的關系是，每位8進制數恰好對應3位2進制數 因此，可以每3位二進制數分開，獲得8進制數的1位 16進制與2進制之間的關系是，每位16進制數恰好對應4位2進制數 因此，可以每4位二進制數分開，獲得16進制數 舉例如下：,18,其他進制之間的轉換,例如：10

7、1011轉換為8進制為53，轉換為16進制數為2B 反之，也可以把這些8進制數或者16進制數轉換為2進制 至于8進制數和16進制數與10進制數之間的轉換，可以通過2進制進行“中轉”,19,1.2.2字符的表示方法,字符指英文字母、數字（阿拉伯）、標點符號和控制字符等 實際上，恰好是鍵盤上的鍵名 字符如何用二進制表示？ 可以采用ASCII碼,20,1.2.2字符的表示方法,因為這些字符個數在100個左右，所以，可以用7位二進制數進行編碼（因為7位二進制數可以表示128個狀態(tài)） 實際上，用8位，高位置0（使成為1字節(jié)） 詳見ASCII碼表，例如： 01000001 表示A , 01000010 表

8、示B 01100001 表示a , 01100010 表示b,21,其他信息的表示方式,二進制除了表示數字和字符以為，還可以表示其他信息 事實上，在計算機中，任何信息都可以用二進制表示，包括： 漢字、聲音、圖形、圖像和視頻信息等 這些統(tǒng)稱為數據，又稱為多媒體數據，或者多媒體信息 所以，我們可以說，計算機可以處理多媒體信息，計算機是多媒體的,22,其他信息的表示方式,還有一點很重要，就是程序的指令也是用二進制數表示的，稱為二進制指令代碼 由此可見，二進制對于計算機是何等重要。 而提出計算機采用二進制的，也是我們所崇敬的馮諾依曼，這位著名的數學家，計算機專家,23,1.2.3二進制數據的組織,在計

9、算機技術中，對二進制數據有些表示方法，并有一些特殊的稱謂，即二進制的單位 位：1位二進制數，稱為1比特，1bit，或者1b 這個單位常用，比如有線寬帶網速4Mb 這里給出了一些比較大的單位，包括： 1Kb=1024b 1Mb=1024Kb 1Gb=1024Mb,24,1.2.3二進制數據的組織,字節(jié)：把8位二進制數組織起來，稱為1字節(jié)，1Byte，或者1B 即1B=8b 計算機中很多信息都以B為基本單位，比如存儲器的存儲容量、網速等,25,1.2.3二進制數據的組織,例如內存容量2GB，網絡下載速度384KB等 這里給出了一些新的單位，他們之間的關系是： 1KB=1024B; 1MB=1024

10、KB; 1GB=1024M,26,1.2.3二進制數據的組織,字長：字長表示計算機一次能夠處理數據的位寬 字長是表示計算機性能和處理能力的量 實際上，是電子邏輯器件（部件）的個數，字長越長，所需邏輯器件越多，制作難度越大 比如早期微型機字長為8位，后來發(fā)展為16位，再后來是32位，現在已經是64位,27,1.2.4 漢字編碼的概念,現在討論漢字信息處理，即漢字的二進制編碼的問題 可以說，用計算機可以處理各類信息，但都必須采用二進制編碼 計算機可以處理漢字，但是，對漢字也要進行二進制編碼，即漢字碼,28,1.2.4 漢字編碼的概念,漢字碼包括： 機內碼、交換碼、字型碼和外碼 漢字的機內碼、交換碼

11、和字型碼都是用二進制數來表示漢字的方法（詳見P20） 其中：,29,1.2.4 漢字編碼的概念,機內碼： 用于存儲漢字，用2個字節(jié)二進制數（2Byte）表示漢字，稱為區(qū)位碼，理論上可以表示漢字個數為65536。 實際上，分為1級和2級，其中1級大概3千多常用漢字，2級也是3千多，共6千多常用漢字,30,1.2.4 漢字編碼的概念,英文字母是用1個字節(jié)表示，而漢字用2個 可見表示漢字比較麻煩，因為漢字比較多 當然，如果用2個字節(jié)表示英文字母或數字也可以，此時稱為全角,31,1.2.4 漢字編碼的概念,交換碼： 是為了在計算機網絡中傳輸時的一種交換標準，以便和其他語言進行交流 交換碼又稱為國標碼，即國家標準漢字編碼，符合GB2312-80標準 交換碼也是2個字節(jié)，與內碼具有一定的關系,32,1.2.4 漢字編碼的概念,字型碼： 用于在顯示器上、或者打印機上輸出漢字（見P21） 參見后頁圖,33,34,1.2.4 漢字編碼的概念,外碼： 即漢字輸入法編碼，