《数字技术基础》PPT课件

第 1章 数 字 技 术 基 础 江 苏 科 技 大 学 张 家 港 校 区 2021-5-30 2 本 人 联 系 方 式姓 名 ： 周 塔QQ： 309873375电 话 ： 13776256235E-mail： 或 2021-5-30 3 比 特 的 三 种 基 本 逻 辑 运 算 比 特 的 取 值 “ 0”和 “ l” 可 表 示 两 种 不 同 的状 态 （ 例 如 电 位 的 高 或 低 、 命 题 的 真 或 假 ） 比 特 的 运 算 使 用 逻 辑 代 数 ， 它 有 3种 基 本逻 辑 运 算 ：逻 辑 加 （ 也 称 “ 或 ” 运 算 ， 用 符 号 “ OR”、“ ”或 “ ” 表 示 ）逻 辑 乘 （ 也 称 “ 与 ” 运 算 ， 用 符 号 “ AND”、 “ ”或 “ ”表 示 ， 也 可 省 略 ）取 反 （ 也 称 “ 非 ” 运 算 ， 用 符 号 “ NOT”或 上横 杠 “ ”表 示 ） 2021-5-30 4 逻 辑 运 算 的 规 则逻 辑 加 ： F = A B A: 0 0 1 1 B: 0 1 0 1 F: 0 1 1 1逻 辑 乘 ： F = A B A: 0 0 1 1 B: 0 1 0 1 F: 0 0 0 1取 反 ： F = NOT A A: NOT 0 NOT 1 F: 1 0 两 个 多 位 的 二 进 制信 息 进 行 逻 辑 运 算时 ， 按 位 独 立 进 行 ，即 每 一 位 都 不 受 其它 位 的 影 响 ：例 1 A: 0110 B: 1010 F: 1110例 2 A: 0110 B: 1010 F: 0010 2021-5-30 5 存 储 容 量 的 计 量 单 位 8个 比 特 1个 字 节 （ byte， 用 大 写 B表 示 ） 计 算 机 内 存 储 器 容 量 的 计 量 单 位 ：KB: 1 KB=210字 节 =1024 B （ 千 字 节 ）MB: 1 MB=220字 节 =1024 KB（ 兆 字 节 ）GB: 1 GB=230字 节 =1024 MB（ 吉 字 节 、 千 兆 字 节 ）TB: 1 TB=240字 节 =1024 GB（ 太 字 节 、 兆 兆 字 节 ） 外 存 储 器 容 量 经 常 使 用 10的 幂 次 来 计 算 ：1MB 10 3 KB 1 000 KB1GB 106 KB 1 000 000 KB1TB 109 KB = 1 000 000 000 KB 2021-5-30 6 1.4.2 比 特 与 二 进 制 数（ 1） 不 同 进 位 制 数 的 表 示 和 含 义（ 2） 不 同 进 位 制 数 的 相 互 转 换（ 3） 二 进 制 数 的 算 术 运 算 2021-5-30 7 十 进 制 数 每 一 位 可 使 用 十 个 不 同 数 字 表 示 （ 0、 1、2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9） 低 位 与 高 位 的 关 系 是 ： 逢 10进 1 各 位 的 权 值 是 10的 整 数 次 幂 （ 基 数 是 10 ） 标 志 ： 尾 部 加 “ D”或 缺 省例 ：204.96=2 10 2 0 101 4 100 9 10 16 10 2 2021-5-30 8 二 进 制 数 每 一 位 使 用 两 个 不 同 数 字 表 示 （ 0、 1） ，即 每 一 位 使 用 1 个 “ 比 特 ” 表 示 低 位 与 高 位 的 关 系 是 ： 逢 2进 1 各 位 的 权 值 是 2 的 整 数 次 幂 （ 基 数 是 2 ） 标 志 ： 尾 部 加 B例 ：101.01 B =1 2 2 0 21 1 20 0 2 11 2 2 5.25 2021-5-30 9 八 进 制 数 每 一 位 使 用 八 个 不 同 数 字 表 示 （ 0、 1、 2、3、 4、 5、 6、 7） 低 位 与 高 位 的 关 系 是 ： 逢 8进 1 各 位 的 权 值 是 8的 整 数 次 幂 （ 基 数 是 8 ） 标 志 ： 尾 部 加 Q例 ： 365.2Q = 3 82+ 6 81+ 5 80 + 2 8 1 = 245.25 2021-5-30 10 十 六 进 制 数 每 一 位 使 用 十 六 个 数 字 和 符 号 表 示 （ 0、 1、2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 A、 B、 C、 D、E、 F ） 逢 16进 1, 基 数 为 16 各 位 的 权 值 是 16的 整 数 次 幂 （ 基 数 是 16 ） 标 志 ： 尾 部 加 H例 ： F5.4H=15 16 1 + 5 160 + 4 16 1 = 245.25 2021-5-30 11 不 同 进 位 制 数 的 比 较十 进 制 二 进 制 八 进 制 十 六 进 制零 0 0000 0 0壹 1 0001 1 1贰 2 0010 2 2叁 3 0011 3 3肆 4 0100 4 4伍 5 0101 5 5陆 6 0110 6 6柒 7 0111 7 7捌 8 1000 10 8玖 9 1001 11 9拾 10 1010 12 A拾 壹 11 1011 13 B 拾 贰 12 1100 14 C拾 叁 13 1101 15 D拾 肆 14 1110 16 E拾 伍 15 1111 17 F 不 同 进 制 数 的 相 互 转 换熟 练 掌 握 不 同 进 制 数 相 互 之 间 的 转换 2021-5-30 13 十 进 制 数 二 进 制 数 转 换 方 法 ：整 数 和 小 数 分 开 转 换 整 数 部 分 ： 除 以 2逆 序 取 余 小 数 部 分 ： 乘 以 2顺 序 取 整 例 如 ： 29.6875 11101.1011 B 注 意 ： 十 进 制 小 数 （ 如 0.63）在 转 换 时 会 出 现 二 进 制 无 穷 小数 ， 这 时 只 能 取 近 似 值 整数部分小数部 分 2021-5-30 14 二 进 制 数 十 进 制 数 转 换 方 法 ： 二 进 制 数 的 每 一 位 乘 以 其 相 应 的 权 值 ，然 后 累 加 即 可 得 到 它 的 十 进 制 数 值例 ： 11101.1011B = 1 24 1 23 1 22 0 21 1 20 1 2 1 0 2 2 1 2 3 1 2 4 = 29.6875 2021-5-30 15 八 进 制 数 与 二 进 制 数 的 互 换 八 进 制 二 进 制 ： 把 每 个 八 进 制 数 字 改 写 成 等 值 的 3位 二 进制 数 ， 且 保 持 高 低 位 的 次 序 不 变 例 ： 2467.32Q 010 100 110 111 . 011 010 B 二 进 制 八 进 制 ： 整 数 部 分 从 低 位 向 高 位 每 3位 用 一 个 等 值的 八 进 制 数 来 替 换 ， 不 足 3位 时 在 高 位 补 0凑 满 3位 ； 小 数 部分 从 高 位 向 低 位 每 3位 用 一 个 等 值 八 进 制 数 来 替 换 ， 不 足 3位 时 在 低 位 补 0凑 满 三 位 例 ： 1 101 001 110.110 01 B 001 101 001 110.110 010 B 1516.62 Q 八 进 制 数 二 进 制 数 八 进 制 数 二 进 制 数 0 000 4 100 1 001 5 101 2 010 6 110 3 011 7 1111位 八 进 制数 与 3位 二进 制 数 的 对应 关 系 ： 2021-5-30 16 十 六 进 制 数 与 二 进 制 数 的 互 换 转 换 方 法 ： 与 八 、 二 进 制 互 换 的 方 法 类 似例 1： 35A2.CFH 11 0101 1010 0010.1100 1111B例 2： 11 0100 1110.1100 11B 34E.CCH十 六 进 制 数 二 进 制 数 十 六 进 制 数 二 进 制 数 0 0000 8 1000 1 0001 9 1001 2 0010 A 1010 3 0011 B 1011 4 0100 C 1100 5 0101 D 1101 6 0110 E 1110 7 0111 F 1111 1位 十 六 进 制 数 与 4位 二 进 制 数 的 对 应 关 系 ： 2021-5-30 17 二 进 制 数 的 算 术 运 算1位 二 进 制 数 的 加 、 减 法 运 算 规 则 ：被 加 数 加 数 和 进 位 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1（ a） 加 法 规 则 被 减 数 减 数 差 借 位 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0（ b） 减 法 规 则2个 多 位 二 进 制 数 的 加 、 减 法 运 算 举 例 ：0101 1001+ 0100 01001001 0101 由 低 位 到 高 位 逐位 进 行 ！ 2021-5-30 18 1.4.3 整 数 (定 点 数 )的 表 示（ 1） 计 算 机 中 数 的 类 型（ 2） 无 符 号 整 数 的 表 示（ 3） 带 符 号 整 数 的 表 示 2021-5-30 19 PC机 中 数 的 主 要 类 型计算机中的数 整 数(定 点 数 )实 数(浮 点 数 ) 无 符 号 整 数带 符 号 整 数32位 （ 单 精 度 浮 点 数 ）64位 （ 双 精 度 浮 点 数 ）128位 （ 扩 充 精 度 浮 点 数 ） 8位 (0 28-1)16位 (0 216-1)32位 (0 232-1)32位 (-231 231-1) 短 整 数64位 (-263 263-1) 长 整 数16位 (-215 215-1) 16位 整 数 8位 (-27 27-1)小 数 点 固 定 隐 含在 个 位 数 右 面 小 数 点不 固 定 2021-5-30 20 无 符 号 整 数 的 表 示 采 用 “ 自 然 码 ” 表 示 ： 取 值 范 围 由 位 数 决 定 ：8位 ： 可 表 示 0 255 (28-1)范围 内 的 所 有 正 整 数16位 ：可 表 示 0 65535(216-1)范 围 内 的 所 有 正 整 数n位 ： 可 表 示 0 2 n-1范 围 内的 所 有 正 整 数 。 十 进 制 数 8位 无 符 号 整 数 0 00000000 1 00000001 2 00000010 3 00000011 4 00000100 5 00000101252 11111100253 11111101254 11111110255 11111111 2021-5-30 21 带 符 号 整 数 的 表 示 （ 1） 表 示 方 法 ： 用 1位 表 示 符 号 ， 其 余 用 来 表 示数 值 部 分 符 号 如 何 表 示 ？用 最 高 位 表 示 ， “ 0” 表 示 正 号 (+),“ 1” 表 示 负号 (-) 数 值 部 分 如 何 表 示 ？(1) 原 码 表 示 ：整 数 的 绝 对 值 以 二 进 制 自 然 码 表 示(2) 补 码 表 示 ： 正 整 数 ： 绝 对 值 以 二 进 制 自 然 码 表 示负 整 数 ： 绝 对 值 使 用 补 码 表 示 符 号 位 数 值 部 分 最低位最高位 举 例 ： +43的 8位 原 码 为 ： 00101011- 43的 8位 原 码 为 ： 10101011 2021-5-30 22 带 符 号 整 数 的 编 码 表 示 （ 2） 负 数 的 绝 对 值 如 何 用 补 码 表 示 ？1. 先 表 示 为 自 然 码2. 将 自 然 码 的 每 一 位 取 反 码3. 在 最 低 位 加 “ 1” 例 1: - 43用 8位 补 码 表 示所 以 ：- 43 的 8位 补 码 为 ： 11010101 例 2： - 64用 8位 补 码 表 示所 以 ：- 64 的 8位 补 码 为 ： 11000000(1) 43 = 0101011(2) 取 反 ： 1010100(3) 加 1： 1010101 (1) 64 = 1000000(2) 取 反 ： 0111111(3) 加 1： 1000000 2021-5-30 23 带 符 号 整 数 的 编 码 表 示 （ 4） 原 码 可 表 示 的 整 数 范 围8位 原 码 ： - 27+1 27- 1（ - 127 127）16位 原 码 ： - 215+1 215- 1（ - 32767 32767）n 位 原 码 ： - 2n-1+1 2n-1- 1 补 码 可 表 示 的 整 数 范 围 8位 补 码 ： - 27 27- 1 （ - 128 127 ) n位 补 码 ： - 2 n-1 2n-1- 1- 128表 示 为 10000000+127 表 示 为 01111111 2021-5-30 24 小 结 ： 3种 整 数 的 比 较8位 二 进 制 码 表 示 无 符 号 整数 时 的 数 值 表 示 带 符 号 整 数(原 码 )时 的 值 表 示 带 符 号 整 数(补 码 )时 的 值0000 0000 0 0 00000 0001 1 1 1 0111 1111 127 127 1271000 0000 128 - 0 - 1281000 0001 129 - 1 - 127 1111 1111 255 - 127 - 1 计 算 机 中 整 数 有 多 种 ， 同 一 个 二 进 制 代 码 表 示 不 同 类 型 的 整数 时 ， 其 含 义 （ 数 值 ） 可 能 不 同 一 个 代 码 它 到 底 代 表 哪 种 整 数 （ 或 其 它 东 西 ） ， 是 由 指 令 决定 的