第1章计算思维导论资料课件

计算机思维与程序设计（计算机思维与程序设计（c）赵治国赵治国南华大学计算机学院南华大学计算机学院导导 论论说明说明l教材教材 大学计算机基础大学计算机基础 自学为主自学为主 大学大学C/C+C/C+语言程序设计语言程序设计 基础基础l课时课时 第第1 1学期：学期：2(2(导论导论)+26(C)+26(C、理论、理论)+20()+20(上机上机)l考试考试 第第1 1、2 2学期末分别考试，笔试学期末分别考试，笔试l成绩成绩 笔试笔试70%+70%+平时成绩平时成绩30%30%具体要求具体要求l了解计算机的组成、工作原理了解计算机的组成、工作原理l了解计算机的软、硬件系统了解计算机的软、硬件系统l掌握掌握OSOS和和OfficeOffice办公软件的使用办公软件的使用l掌握一种程序设计语言的语法和基掌握一种程序设计语言的语法和基本的编程方法本的编程方法l掌握一种程序设计工具的应用掌握一种程序设计工具的应用l了解常用的算法和数据结构了解常用的算法和数据结构l了解软件的基本开发过程和方法了解软件的基本开发过程和方法第一章第一章 计算思维与程序设计计算思维与程序设计1.1 计算思维计算思维1.2 算法算法1.3 程序设计程序设计1.4 数制转换计算数制转换计算某海军陆战队在原始森某海军陆战队在原始森林进行为时一个月左右林进行为时一个月左右的生存实验，要求：一，的生存实验，要求：一，每个队员除了身上穿的每个队员除了身上穿的衣服外，随身只能带三衣服外，随身只能带三件物品，每件物品不能件物品，每件物品不能超过二公斤；二，队员超过二公斤；二，队员都是由飞机空降到半径都是由飞机空降到半径为为10001000公里原始森林的公里原始森林的中心地带，要求在一个中心地带，要求在一个月时间内从森林里走出月时间内从森林里走出来。问题：队员带哪三来。问题：队员带哪三件物品合适？件物品合适？想一想：想一想：理想的答案：钢刀、火石、指南针理想的答案：钢刀、火石、指南针人类要在世界上生存与发展要获取人类要在世界上生存与发展要获取物质、物质、能量、信息能量、信息三大要素。三大要素。在在农业社会农业社会和和工业社会工业社会中，物质和能源中，物质和能源是主要资源，所从事的是大规模的物质生产。是主要资源，所从事的是大规模的物质生产。2020世纪世纪5050年代，年代，信息信息赶超上材料、能源赶超上材料、能源成为影响人类社会发展的决定性力量。成为影响人类社会发展的决定性力量。在在信息社会信息社会中，信息成为比物质和能源中，信息成为比物质和能源更为重要的资源，生成、发布和使用信息成更为重要的资源，生成、发布和使用信息成为重要的经济和文化行为。为重要的经济和文化行为。数字化生存数字化生存尼葛洛庞帝（Negroponte）：美国麻省理工学院教授及媒体实验室的创办人。1996年7月被时代周刊列为当代最主要的未来学家之一。计算不再只和计算机有关，它计算不再只和计算机有关，它决定我们的生存决定我们的生存数字化生存的智慧：计算思维数字化生存的智慧：计算思维一、计算改变了什么？一、计算改变了什么？二、什么是计算？二、什么是计算？三、什么是计算思维？三、什么是计算思维？1.计算改变科学家的思考方式计算改变科学家的思考方式计算生物学改变着生物学家的思考方式计算生物学改变着生物学家的思考方式计算博弈理论改变着经济学家的思考方式计算博弈理论改变着经济学家的思考方式纳米计算改变着化学家的思考方式纳米计算改变着化学家的思考方式计算物理学改变着物理学家的思考方式计算物理学改变着物理学家的思考方式数学机械化改变数学家的思考方式数学机械化改变数学家的思考方式社会计算改变社会学家的思考方式社会计算改变社会学家的思考方式计算生物学计算生物学应用数据分析及理论应用数据分析及理论的方法、数学建模和的方法、数学建模和计算机仿真技术，来计算机仿真技术，来研究生物学、行为学研究生物学、行为学和社会群体系统。和社会群体系统。计算经济学计算经济学运用计算思想分析和综合经济问运用计算思想分析和综合经济问题题分析、模型、决策分析、模型、决策计算思想在诺贝尔奖获奖理论中计算思想在诺贝尔奖获奖理论中占到占到70%以上的比例以上的比例计算考古学计算考古学-人脸复原人脸复原2000年前的马王堆辛追夫人与年前的马王堆辛追夫人与3500年前的年前的古埃及最美丽的王妃：妮菲蒂蒂古埃及最美丽的王妃：妮菲蒂蒂 2.计算改变工作方式：数字化会议计算改变工作方式：数字化会议数字化医疗数字化医疗数字化教学数字化教学数字化制造数字化制造管路设计强度分析结构分析数字预装配CAM装配过程仿真装配过程仿真富士康的转型之路富士康的转型之路-机器人来了机器人来了富士康“百万机器人”计划 3.3.计算改变生活方式计算改变生活方式:智能家居智能家居 网络冰箱网络冰箱监测食物监测食物收集菜谱收集菜谱知道你喜欢吃什么知道你喜欢吃什么20从从家家信信到到视视频频聊聊天天的的变变迁迁烽烽火火连连三三月月，家家书书抵抵万万金金。海内存知己，天涯若比邻。拜年方式悄然演变拜年方式悄然演变人类的智力面临挑战人类的智力面临挑战 15年前IBM的超级电脑“深蓝”击败世界国际象棋冠军加里卡斯帕罗夫，这次IBM向人类的冠军发出挑战的超级电脑名叫“沃森”。这部以IBM公司创始人名字命名的计算机，具备非常强大的计算功能，它登上了美国著名老牌智力游戏节目危险边缘挑战人类智力。挑战该节目的两名总冠军肯-詹宁斯和布 拉德-鲁特尔，实现有史以来首次人机智力问答对决。“深蓝”与“沃森”二、什么是计算二、什么是计算计算是人类文明最古老而又最时新的成就之一计算是人类文明最古老而又最时新的成就之一计算方法及计算工具不断地发展，对推动社会进步计算方法及计算工具不断地发展，对推动社会进步发挥了巨大作用发挥了巨大作用计算的本质就是基于规则的符号串变换计算的本质就是基于规则的符号串变换手动计算工具时代手动计算工具时代手动式计算工具手动式计算工具算筹图算筹图 1.3 手动式计算工具手动式计算工具算盘算盘 机械式计算工具时代机械式计算工具时代 法国著名数学家、物理学家、近代概率论的奠基者法国著名数学家、物理学家、近代概率论的奠基者和和他的他的计算工具算工具帕斯卡加法器帕斯卡加法器1642 年年机电计算工具时代机电计算工具时代 美国哈佛大学应用数学教授霍华德美国哈佛大学应用数学教授霍华德艾肯艾肯和他的机电式计算机和他的机电式计算机MARK I 电子计算机时代电子计算机时代第一台电子数字计算机第一台电子数字计算机ENIAC 阿塔纳索夫莫齐利埃克特ENIAC的发明人与制作人阿塔纳索夫、莫齐利、埃克特的发明人与制作人阿塔纳索夫、莫齐利、埃克特“天河一号”是我国首台千万亿次超级计算机计算是基于规则的符号串变换计算是基于规则的符号串变换1+2+3（1+2）+3：结合律：结合律 3+3：加法口诀，替换规则：加法口诀，替换规则 6：加法口诀：加法口诀从一个已知的符号串开始，按照一定的规则，从一个已知的符号串开始，按照一定的规则，一步一步地改变符号串，经过有限步骤，最一步一步地改变符号串，经过有限步骤，最后得到一个满足预先规定的符号串，这种变后得到一个满足预先规定的符号串，这种变换过程就是换过程就是计算计算。三、什么是计算思维三、什么是计算思维笛卡尔（笛卡尔（Rene Descartes）：）：解析几何之父解析几何之父 我思故我在我思故我在思维是对某个问题或事物的思考过程以及产生的想法思维是对某个问题或事物的思考过程以及产生的想法或见解或见解思维是人脑对客观现实概括的和间接的反映，它反映思维是人脑对客观现实概括的和间接的反映，它反映的是事物的本质和事物间规律性的联系的是事物的本质和事物间规律性的联系思维是与时俱进的思维是与时俱进的人类的思维水平也必然随着认识工具的人类的思维水平也必然随着认识工具的进步而逐步地由浅入深、由单纯到复杂、进步而逐步地由浅入深、由单纯到复杂、由片面至全面发展由片面至全面发展我们所使用的我们所使用的工具影响工具影响着我们的着我们的思维方思维方式和思维习惯式和思维习惯，从而也将深刻地影响着，从而也将深刻地影响着我们的我们的思维能力思维能力计算无处不在的时代思维：计算无处不在的时代思维：计算思维计算思维艾兹格W迪科斯彻（19302002）（Edsger Wybe Dijkstra，）荷兰 计算机 科学家，荷兰Leiden大学1972年获得图灵奖【例】在中央电视台的幸运52节目中，要求参与者快速猜出物品的价格。主持人出示某件物品，参与者每次估算出一个价格，主持人只能回答高了、低了或者正确。在某次节目中，主持人出示了一台价值在1000元以内的随身听，并开始了竞猜。下面是主持人和参与者的一段对话：.如果你是参与者，你接下来会怎么猜？800元！高了400元！600元！低了高了参与者主持人：李咏计算思维计算思维猜猜猜猜猜猜计算思维的定义计算思维的定义运用计算机科学的运用计算机科学的思想、方法和技术思想、方法和技术进行问进行问题求解、系统设计题求解、系统设计、以及、以及人类行为理解人类行为理解等涵等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动盖计算机科学之广度的一系列思维活动周以真（Jeannette M.Wing）美国计算机科学家卡内基-梅隆大学教授ACM与IEEE会士计算思维的核心是计算思维的核心是计算思维的核心是计算思维的核心是算法算法算法算法思维思维思维思维 为解决一个问题而采取的方法和步骤，为解决一个问题而采取的方法和步骤，就称为就称为算法算法。算算 法法 一个农夫带着一只狼、一只羊和一棵白一个农夫带着一只狼、一只羊和一棵白菜，身处河南岸，要把东西全部运到北岸。菜，身处河南岸，要把东西全部运到北岸。约束条件是只有一条能容下他和一件物品的约束条件是只有一条能容下他和一件物品的小船，只有农夫能撑船。不能单独留下羊和小船，只有农夫能撑船。不能单独留下羊和白菜，也不能单独留下羊和狼。白菜，也不能单独留下羊和狼。例如：例如：农夫过河算法农夫过河算法带羊到对岸空手回本岸带菜到对岸带羊回本岸带狼到对岸空手回本岸带羊到对岸带羊到对岸空手回本岸带狼到对岸带羊回本岸带菜到对岸空手回本岸带羊到对岸或计算机算法的特性计算机算法的特性（1）有穷性有穷性：一个算法在执行有穷步之后必须结束。也就是说，：一个算法在执行有穷步之后必须结束。也就是说，一个算法，它所包含的计算步骤是有限的。一个算法，它所包含的计算步骤是有限的。（2）确定性确定性：算法的每一个步骤必须要确切地定义。即算法中：算法的每一个步骤必须要确切地定义。即算法中所有有待执行的动作必须严格而不含混地进行规定，不能有所有有待执行的动作必须严格而不含混地进行规定，不能有歧义性。歧义性。（3）输入输入：算法有零个或多个的输入，即在算法开始之前，对：算法有零个或多个的输入，即在算法开始之前，对算法最初给出的量。算法最初给出的量。（4）输出输出：算法有一个或多个的输出，即与输入有某个特定关：算法有一个或多个的输出，即与输入有某个特定关系的量，简单地说就是算法的最终结果。系的量，简单地说就是算法的最终结果。（5）可操作性可操作性：算法上描述的操作在计算机上都是可以实现的。：算法上描述的操作在计算机上都是可以实现的。算法效率算法效率算法的效率可以通过复杂度来说明，分为时间复杂算法的效率可以通过复杂度来说明，分为时间复杂度和空间复杂度。度和空间复杂度。时间复杂度：时间复杂度：执行该算法所需要的计算工作量，一执行该算法所需要的计算工作量，一般用所需基本运算的执行次数来度量。般用所需基本运算的执行次数来度量。空间复杂度：空间复杂度：执行该算法所需的内存空间，执行该算法所需的内存空间，问题：问题：在在 2 4 23 56 76 87 94 129 140有序数列中有序数列中 插入数据插入数据 90使之依然保持有序需要多使之依然保持有序需要多少次？少次？采用算法思维求解问题分为以下几个基本步骤：采用算法思维求解问题分为以下几个基本步骤：问题的抽象。问题的抽象。问题的符号化表示。问题的符号化表示。问题求解的算法。问题求解的算法。算法的实现。算法的实现。计算思维，笼统地讲，是像计算机科学家一样思计算思维，笼统地讲，是像计算机科学家一样思维，即像计算机科学家一样发现问题、分析问题并最维，即像计算机科学家一样发现问题、分析问题并最终解决问题。其核心是终解决问题。其核心是算法思维算法思维，算法思维的最后一，算法思维的最后一个步骤是个步骤是实现算法实现算法。算法的实现是需要一定的步骤，程序就是算法步骤算法的实现是需要一定的步骤，程序就是算法步骤的一种体现。的一种体现。什么是程序？什么是程序？程序一词源于生活。做任何一件事情，都是有程序一词源于生活。做任何一件事情，都是有程序的。程序的。例如，颁奖大会的程序；做菜的程序等等。例如，颁奖大会的程序；做菜的程序等等。把做菜的步骤用大家看得懂的方式记录下来，把做菜的步骤用大家看得懂的方式记录下来，其他人可以按这些步骤顺序实施就完成了该事情。其他人可以按这些步骤顺序实施就完成了该事情。程程 序序（ProgramProgram）程序是为实现特定目标或解决特定问题而用计程序是为实现特定目标或解决特定问题而用计算机语言编写的算机语言编写的指令序列指令序列。平常所说的各种软件就是。平常所说的各种软件就是由程序和数据构成的。由程序和数据构成的。程序设计程序设计程序设计程序设计(Programming)是给出解决特定问题是给出解决特定问题程序的过程，是程序的过程，是软件软件构造活动中的重要组成部分。构造活动中的重要组成部分。程序设计往往以某种程序设计往往以某种程序设计语言程序设计语言为工具，给出这为工具，给出这种语言下的程序。种语言下的程序。程序设计语言程序设计语言第一代机器语言；第一代机器语言；第二代汇编语言；第二代汇编语言；第三代高级语言：第三代高级语言：VB，C，C+，Java；第四代应用语言：第四代应用语言：PowerBuilder、Delphi，INFORMOX-4GL；第五代自然语言。第五代自然语言。计算 5*6+8？00000001000000001000 数据数据5装入寄存器装入寄存器000000001000100001010 数据数据6装入寄存器装入寄存器100000101000000000001 寄存器寄存器0与与1的数据乘的数据乘00000001000100001001 数据数据8装入寄存器装入寄存器100000100000000000001 寄存器寄存器0与与1的数据加的数据加00000010000000001110 保存寄存器保存寄存器0里的数里的数 38 难写难读，使用不便，程序开发效率极低。难写难读，使用不便，程序开发效率极低。最初的语言是机器语言，是二进制编码，机器最初的语言是机器语言，是二进制编码，机器可直接执行。可直接执行。汇编语言汇编语言 用简洁的英文字母、符号串替代一个用简洁的英文字母、符号串替代一个特定的指令的二进制串，比如，用特定的指令的二进制串，比如，用“ADDADD”代表加法，代表加法，“MOVMOV”代表数据传递等等。代表数据传递等等。例：例：Load 0,5 Load 0,5 将单元将单元5 5的数据装入寄存器的数据装入寄存器0 0 Load 1,6 Load 1,6 将单元将单元6 6的数据装入寄存器的数据装入寄存器1 1 MultMult 0,1 0,1 寄存器寄存器0 0与与1 1的数据乘的数据乘 Load 1,8 Load 1,8 将单元将单元8 8的数据装入寄存器的数据装入寄存器1 1 Add 0,1 Add 0,1 寄存器寄存器0 0与与1 1的数据加的数据加 Save 0,d Save 0,d 将寄存器将寄存器0 0里的数存入单元里的数存入单元d d =38=38高级语言高级语言实现一条语句：实现一条语句：例：例：d=5*6+8d=5*6+8 高级语言程序必须经过翻译变成机器语言高级语言程序必须经过翻译变成机器语言程序。翻译有两种做法：程序。翻译有两种做法：编译和解释编译和解释，相应的，相应的翻译工具分别叫做翻译工具分别叫做编译器和解释器编译器和解释器。四四 数制转换计算数制转换计算l位（位（bitbit）l字节字节(byte)(byte)：计算机存储容量的基本单位。：计算机存储容量的基本单位。计算机内部计算机内部,一个字节可以表示一个数一个字节可以表示一个数据、一个英文字母，两个字节可以表示一据、一个英文字母，两个字节可以表示一个汉字。个汉字。8(Bit)=1(Byte)Byte-8(Bit)=1(Byte)Byte-字节字节 1024(Byte)=1(Kb)Kb-1024(Byte)=1(Kb)Kb-千字节千字节 1024(Kb)=1(Mb)Mb-1024(Kb)=1(Mb)Mb-兆字节兆字节 1024(Mb)=1(1024(Mb)=1(GbGb)GbGb-千兆字节千兆字节二进制数的基本单位二进制数的基本单位l字（字（wordword）：计算机一次存取、加工、）：计算机一次存取、加工、运算和传送的数据长度，一个字的二进运算和传送的数据长度，一个字的二进制位数称为字长。字长一般为制位数称为字长。字长一般为8 8的倍数。的倍数。1 1、为什么字长一般为、为什么字长一般为8 8的整数倍？的整数倍？l进制是一种进制是一种“量量”的表示方式的表示方式l 十进制十进制 09 “逢十进位逢十进位”的规则和一个小的规则和一个小数点构成了一套完整的进制体系数点构成了一套完整的进制体系l 二进制二进制 “逢二进位逢二进位”的进制的进制 0、1表示数表示数据据 数制表示数制表示 一个完整的数制是由基数、数位和权三要素一个完整的数制是由基数、数位和权三要素构成的。构成的。基数基数指数制中用到的基本数字符号；指数制中用到的基本数字符号；数位数位指数字符号在一个数中所处的位置；指数字符号在一个数中所处的位置；而而权权指的是对应数位的基值。指的是对应数位的基值。一个数据对应的量是该数的每一数位按进制权一个数据对应的量是该数的每一数位按进制权展开的数量的和。展开的数量的和。基数 基数基数 个个 数数 进位值进位值 十进制十进制 0 09,9,1010个个 1010 二进制二进制 0 0和和1,21,2个个 2 2 八进制八进制 0 07,87,8个个 8 8十六进制十六进制 0 09 9及及A AB,16B,16个个 1616 R R进制进制 R R个个 R R(1999)10=1103+9102+9 101+9 100基数基数权权(101.11)2=122+021+1 20+1 2-1+1 2-2权十进制数转换为进制数整数整数：除取余法除取余法(先得最低位，后得最高位）先得最低位，后得最高位）小数小数：乘取整法乘取整法(先得最高位，后得最低位）先得最高位，后得最低位）3 521 712 812 402 202 1012 0最高位最高位最低位最低位转转换换整整数数部部分分例：将十进制数例：将十进制数35.62535.625转换为二进制数转换为二进制数十进制转换为二进制(35)10=(100011)2(.625)10=(.101)20.625 21.250 20.500 21.000最高位最高位最低位最低位转转换换小小数数部部分分(35.625)10=(100011.101)2101十进制转换为八进制十进制转换为八进制10081248 148 01最高位最高位最低位最低位例：将十进制数例：将十进制数100100转换为八进制数转换为八进制数(100)10=(144)8l练习：(19)10=()2(207 )10=()810011 317 r 进制转化成十进制进制转化成十进制r 进制转化成十进制：数码乘以各自的进制转化成十进制：数码乘以各自的权的累加权的累加 例：例：10101(B)=24+22+1=21 101.11(B)=22+1+2-1+2-2=5.75 101(O)=82+1=65 101A(H)=163+16+104106进制表示符号进制表示符号B 二进制二进制O八进制八进制D十进制十进制H十六进制十六进制 r进制转化成十进制进制转化成十进制 练习：练习：(365.2)8 =(？)10=382681580 281 =(245.25)10 十十 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9二二 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001八八 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 十十 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001六六 1010 1011 1100 1101 1110 1111 A B C D E F二、八、十、十六进制数的对照表l转换原则：转换原则：l一位八进制数对应三位二进制数一位八进制数对应三位二进制数l一位十六进制数对应四位二进制数一位十六进制数对应四位二进制数八进制和十六进制转化成二进制八进制和十六进制转化成二进制64(H)=0110 0100(B)6 4144(O)=001 100 100(B)1 4 4举例说明：举例说明：八进制和十六进制转化成二进制八进制和十六进制转化成二进制练习：练习：(2C1D)H=()B 2 C 1 D (7123)O=()B 7 1 2 3111 001 010 0110010 1100 0001 1101转换方法：转换方法：整数部分：从右向左进行分组。整数部分：从右向左进行分组。小数部分：从左向右进行分组。小数部分：从左向右进行分组。转化成八进制时三位一组。转化成八进制时三位一组。转化成十六进制时四位一组，转化成十六进制时四位一组，不足补零，然后将对应的不足补零，然后将对应的每一组每一组转换为转换为一位一位八进制或十六进制八进制或十六进制数。数。(11 0110 1110.1101 01)B=(36F.D4)H 3 6 F D 4(1 101 101 110.110 101)B=(1556.65)O 1 5 5 6 6 5 二进制转化成八进制和十六进制二进制转化成八进制和十六进制后边补两个零，变成后边补两个零，变成0100前边补两个零，变成前边补两个零，变成001转换表八进制数 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 7 111二进制数转换为八进制数举例：二进制数转换为八进制数举例：（00001 101 001 110.110 11 101 001 110.110 10000）B B （1516.641516.64）O O八进制数转换为二进制数举例：八进制数转换为二进制数举例：(2467.32)O(2467.32)O (0 010 100 110 111.011 0110 100 110 111.011 010)0)B B 八进制数与二进制数的转换十六进制数与二进制数的转换转换表十六进制数 二进制数 十六进制数 二进制数0 0000 8 1000 1 0001 9 10012 0010 A 10103 0011 B 10114 0100 C 11005 0101 D 11016 0110 E 11107 0111 F 1111二进制数转换为十六进制数举例：二进制数转换为十六进制数举例：(0011 0100 1110.1100 1100)B (0011 0100 1110.1100 1100)B (34E.CC)H(34E.CC)H十六进制数转换为二进制数举例：十六进制数转换为二进制数举例：(35A2.CF)H(35A2.CF)H (0011 0101 1010 0010.1100 1111)B(0011 0101 1010 0010.1100 1111)B（11001001100100）2 2=（）8 8（11001001100100）2 2=（）1616144642 2 数值数据的编码和运算数值数据的编码和运算对于真值对于真值0 0，可认为它是正零，也可认为它是负零：，可认为它是正零，也可认为它是负零：+0+0原原=00000000=00000000 -0 -0原原=10000000=100000001）机器数与真值机器数与真值 将数的符号也数值化的数据称为机器数机器数。而将原来由正负号表示的数值，称为机器数的真值真值。0D70 0 111 0 0D0 +28=1 0 0 1 1 10 0 -28=0 表示正数1 表示负数D7=机器数的位数与字长有关：若字长为机器数的位数与字长有关：若字长为n n位，位，符号占一位，数值部分为符号占一位，数值部分为n-1n-1位。位。机器数有原码、反码、补码三种编码形式。机器数有原码、反码、补码三种编码形式。2）原码、反码、补码原码、反码、补码正数正数原原=正数正数反反=正数正数补补 负数的反码负数的反码规定为：把负数的原码除符规定为：把负数的原码除符号位之外的其它各位按位取反。号位之外的其它各位按位取反。X原原=1 1 0 1 1 0 1 1 X反反=1 0 1 0 0 1 0 0 负数的补码规定为：先求负数的反码，再负数的补码规定为：先求负数的反码，再把反码的最低位加把反码的最低位加1。X原原=1 1 0 1 1 0 1 1 X反反=1 0 1 0 0 1 0 0 X补补=1 0 1 0 0 1 0 1 特殊：+0反反=00000000 -0反反=11111111 补码表示的补码表示的0有唯一的形式：有唯一的形式：+0补补=-0补补=00000000l 减法运算与加法类似，可以看成负数的加；减法运算与加法类似，可以看成负数的加；算术运算（加、减、乘、除）内在联系：算术运算（加、减、乘、除）内在联系：l 乘法可以看成是多次加法的运算和；乘法可以看成是多次加法的运算和；l 除法运算可以看成是多次减法运算。除法运算可以看成是多次减法运算。结论：机器运算只需要加法就行了结论：机器运算只需要加法就行了 减法运算化为补码的相加。减法运算化为补码的相加。例：例：用补码求：用补码求：65+54=？，？，65-54=？65=01000001原原=01000001补补 54=00110110原原=00110110补补 -54=10110110原原=11001010补补3 3 字符信息的编码字符信息的编码字符的表示：字符的表示：ASCIIASCII码码 ASCII码即美国标准信息交换码，我国根据它制定了国家标准，即GB1988。其中除了将货币符号转换为人民币符号外，其他相同。ASCII ASCII码采用七位二进制位编码，共可码采用七位二进制位编码，共可表示表示2727128128个字符。个字符。ASCII ASCII码表码表DELoO？/USSI1111FnNRSSO1110EmM=-GSCR1101D|lL，FSFF1100CkK;+ESCVT1011BzjZJ:*SUBLF1010AyiYI9）EMHT10019xhXH8（CANBS10008wgWG7ETBBEL01117vfVF6&SYNACK01106ueUE5%NAKENQ01015tdTD4$DC4EOT01004scSC3#DC3ETX00113rbRB2“DC2STX00102qaQA1!DC1SOH00011p、P0SPDLENUL00000111110101100011010001000b3b2b1b076543210b6b5b4 以字符以字符“A A”为例，要想例，要想让计算机中表示的算机中表示的“A A”（ASCIIASCII编码为10000011000001）以字符的形式展）以字符的形式展示在人示在人们面前，必面前，必须要有要有对应的的图案，案，对这样一个一个图案案进行的行的编码，我，我们称称为字形字形码。英文字符的字形码英文字符的字形码:4 4 汉字的编码汉字的编码 常用汉字分成二个字库。一级字库常用汉字分成二个字库。一级字库37553755个个汉字，通常占使用汉字的汉字，通常占使用汉字的9090左右，按左右，按拼拼音字母音字母顺序排列。二级字库不太常用，有顺序排列。二级字库不太常用，有30083008个个汉字，按汉字，按部首部首顺序排列。汉字共顺序排列。汉字共67636763个个。另外还有一些图形符号。另外还有一些图形符号。我我国国根根据据有有关关国国际际标标准准颁颁布布了了国国家家信信息息交交换换用用汉汉字字编编码码字字符符集集基基本本集集，即即GB2312-1980GB2312-1980，简称，简称国标码国标码。汉字和图形符号合计汉字和图形符号合计74457445个个。分成分成9494行行9494列。列。汉字交换码（国标码）汉字交换码（国标码）汉字的机内码：计算机系统内部进行汉字汉字的机内码：计算机系统内部进行汉字加工、运算、处理时使用的编码。加工、运算、处理时使用的编码。把把国国标标码码的的两两个个字字节节的的最最高高位位均均置置为为1 1，就得到微机的汉字机内码。就得到微机的汉字机内码。例如：例如：啊：国标码啊：国标码(1001)(1001)l6l6，机内码，机内码(9081)(9081)1616 大：国标码大：国标码(3473)(3473)H H，机内码，机内码(B4F3)(B4F3)H H汉字内码汉字内码