信息的表示与编码

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,莱阳农学院计算机系,*,1.3 信息的表示与存储,1.3.1 数制与数制的转换,1.3.2 信息存储单位,1.3.3 非数值信息的表示,1.4.4 信息的内部表示与外部显示（选学）,10/16/2024,1,莱阳农学院计算机系,十进制,R,=10，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,二进制,R,=2，可使用0,1,八进制,R,=8，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,十六进制,R,=16，可使用0,9,A,B,C,D,E,F,“逢,R,进,一,，借,一,当,R,”,进制的概念,数制与数制的转换,10/16/2024,2,莱阳农学院计算机系,128瓦,32瓦,64瓦,16瓦,8瓦,4瓦,1瓦,2瓦,1,1,1,1,1,0,0,0,信息复制的精确性,运算规则简单,电子线路制造计算机成为可能,计算机的语言二进制,计算机内所有信息都用二进制数表示,10/16/2024,3,莱阳农学院计算机系,数制间的转换,十进制数,非十进制数,非十进制数,十进制数,二、八、十六进制之间的转换,编码和数制,10/16/2024,4,莱阳农学院计算机系,16 326,6,16 20,4,16 1,1,0,结果为：,146,余数法：,除基数取余数、由下而上排列。,示例1：,十进制整数 非十进制整数,10/16/2024,5,莱阳农学院计算机系,8 75,3,8 9,1,8 1,1,0,结果为：,113,余数法：,“,除基数取余数,”,、由下而上排列。,示例1：,十进制整数 非十进制整数,10/16/2024,6,莱阳农学院计算机系,2 75,1,2 37,1,2 18,0,2 9,1,2 4,0,2 2,0,2 1,1,0,示例2:,结果为：,1001011,十进制整数 非十进制整数,10/16/2024,7,莱阳农学院计算机系,进位法：,“,乘基数取整数,”,，用十进制小数乘基数，当积为0或达到所要求的精度时，将整数部分由上而下排列。,示例：,0.625,2,1,.250,整数为1,2,0,.50,整数为0,2,1,.,0,整数为1 小数值为0,结果为：.,101,十进制小数 非十进制小数,10/16/2024,8,莱阳农学院计算机系,位权法,：,把各非十进制数按权展开求和,转换公式,：,(,F),x,=a,n-1,x,n,-1,+a,n-2,x,n,-2,+.+,a,1,x,1,+a,0,x,0,+a,-1,x,-1,+.,示例：,(1011.1),2,=,12,3,+02,2,+12,1,+1 2,0,+1,2,-1,=8+0+2+1+0.5,=(11.5),10,非十进制数 十进制数,编码和数制,10/16/2024,9,莱阳农学院计算机系,数制的转换,二进制转十进制,（各位数字与它的权相乘）,(1101100.0101),2,=(108.3125),10,十进制转二进制,(59),10,=(111011),2,(0.6875),10,=(1011),2,(59.6875),10,=(111011.1011),2,(0.5627),10,=(0.100100),2,10/16/2024,10,莱阳农学院计算机系,二进制 十六进制,二进制 八进制,二、八与十六进制之间的转换,一位拆三位,一位拆四位,三位并一位,四位并一位,10/16/2024,11,莱阳农学院计算机系,000,1 1011 0111.010,0,(1 B 7 .4),16,示例：,编码和数制,100 110 110 111.010 1,00,(4 6 6 7 .2 4),8,10/16/2024,12,莱阳农学院计算机系,数据在计算机中的表示方式,即：+77 0 1001101,机器数,0,1,0,0,1,1,0,1,+77,符号位,真值,机,器,数,/,真,值,编码和数制,10/16/2024,13,莱阳农学院计算机系,1,0,1,1,0,0,1,0,1,1,0,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,0,1,1,原码,反码,补码,带,符,号,的,机,器,数,-77,原码,反码,补码,数据在计算机中的表示方式,编码和数制,10/16/2024,14,莱阳农学院计算机系,0,1,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,1,定点小数：,定点整数：,定,点,数,符号位,隐含小数位（+0.5),符号位,隐含小数位（-3),数据在计算机中的表示方式,编码和数制,10/16/2024,15,莱阳农学院计算机系,31 30 24 23 22,0,如：0.27E-2 +0.27*10,-2,浮,点,数,阶符 阶码 数符 尾数,阶码部分 尾数部分,数据在计算机中的表示方式,编码和数制,10/16/2024,16,莱阳农学院计算机系,计算机编码,BCD码,（余三码/8421码）,国,标,码,（7445）,ASCII码,汉字编码,字符编码,二进制编码,的十进制数,编码和数制,10/16/2024,17,莱阳农学院计算机系,位（Bit）：度量数据的最小单位,字节（Byte）：最常用的基本单位,K 字节1KB=1024 byte,M（兆）字节1MB=1024 KB,G（吉）字节1GB=1024 MB,T（太）字节1TB=1024 GB,b,7,b,6,b,5,b,4,b,3,b,2,b,1,b,0,1 0 0 1 0 1 0 1,信息的存储单位,10/16/2024,18,莱阳农学院计算机系,字：,字是位的组合,并作为一个独立的信息单位处理。,字长：一个字包含的二进制位数称为字长。,机器字长：,机器字长一般是指参加运算的寄存器所含,有的二进制数的位数,它代表了机器硬件的精度。微,机一般字长为16位、32位等。,10/16/2024,19,莱阳农学院计算机系,非数值信息的表示,1,西文,字符编码,ASCII码是“美国信息交换标准代码”的简称,，ASCII码包括0,9十个数字，大小写英文字母及专用符号等95种可打印字符，还有33种控制字符。一个字符的ASCII码通常占一个字节，用七位二进制数码组成，所以ASCII码最多可表示128个不同的符号。例如：数字09用ASCII码表示为30H39H；大些英文字母AZ的ASCII码为41H5AH，”H”表示十六进制。30H转化成二进制位0110000，这就是机器内数字0的ASCII码。由于ASCII码采用七位编码，没有用到字节的最高位，系统就用这一位作为,校验码,。,10/16/2024,20,莱阳农学院计算机系,中文信息编码,汉字在计算机内如何表示呢？当然，只能采用二进制的,数字信息编码。汉字数量大，显然用一个字节是不够的。,因此，采用“国家标准信息交换用汉字编码”即国标码。,国标码是二字节码，用两个七位二进制数码表示一个汉,字。例如；巧 字代码是39H 41H，在机内形式如下：,0111001 1000001,10/16/2024,21,莱阳农学院计算机系,1.5 多媒体计算机设备（配置）,1.5.1 CPU,1.5.2 存储器,1.5.3 主板,1.5.4 机箱和电源,1.5.5 声卡、显卡、视频采集卡、1394卡,1.5.6 输入设备,1.5.7 输出设备,10/16/2024,22,莱阳农学院计算机系,CPU执行指令的速度与系统时钟有着密切的关系。系统时钟是计算机的一个特殊器件，它周期性地发出脉冲式电信号，控制和同步各个器件的工作节拍。系统时钟频率越高，整个机器的工作速度就越快。所谓CPU的主频即CPU能够适应的时钟频率，它等于CPU在一秒钟能够完成的工作周期数。主频越高表明CPU的运算速度越快。,2 CPU的字长：,CPU,1 CPU的速度与主频：,是指CPU在一次操作中能处理的最大数据单位，它体现了一条指令所能处理数据的能力。例如：一个CPU的字长为32位就表示CPU每执行一条指令可以处理32位二进制数据。,10/16/2024,23,莱阳农学院计算机系,存储器,计算机的存储器系统是由主存储器（内存）、高速缓,冲存储器（cache)辅助存储器（外存）以及管理这些,存储器的软件组成。内存用于存放执行的程序和待处,理的数据，它直接或通过缓存于CPU交换信息，外存,储器是长期保存程序和数据的地方。,10/16/2024,24,莱阳农学院计算机系,内存内存的参数,（1）内存条的引脚（pin 线）,内存引脚（也称“金手指”）是内存条与内存插槽连接的部分。SDRAM 和 DDR内存条的引脚规格是不同的。前者为168线，两个定位缺口；后者为184线，一个定位缺口。DDR内存的速度是SDRAM 的两倍。,（2）内存容量,内存容量直接影响到电脑的速度，甚至关系到某些软件是否能够运行，因此它是电脑性能的一项重要指标。目前单条内存的容量有64MB、128MB、256MB等规格。从一定程度上讲，计算机性能瓶颈并不再CPU或其它部件，而在于内存。现在的应用软件越来越大，对内存的容量要求也越来越高。,10/16/2024,25,莱阳农学院计算机系,（3）缓存,高速缓存介于内存和CPU之间，它存取速度比内存,快，但容量不大，主要是存放当前内存中使用最多,的程序块和数据块，并已接近CPU的速度向CPU提,供程序指令和数据。在我们购买计算机时，一般都,带有高速缓存；例如：（带有512KB缓存）当然缓,存越大越好，但价格也随之升高，且它们大都与,CPU封装在一块芯片上，不能随意选择。,10/16/2024,26,莱阳农学院计算机系,外存,外存（辅助存储器）用来长期存放程序和数据。外存上的信息主要由操作系统管理，它一般只和内存进行信息交换。常见外存储器有磁盘、磁带、光盘、闪盘。,1 磁盘存储器,磁盘存储器是以铝合金或塑料为基体，两面涂有一层磁性胶体材料。通过电子方法可以控制磁盘表面的磁化已达到记录信息的目的。磁盘的读写是通过磁盘驱动器完成的。常见的磁盘驱动器有两种：,硬盘驱动器和软盘驱动器。（硬盘容量、软盘容量）,10/16/2024,27,莱阳农学院计算机系,（1）磁盘存储器的常用术语,磁道：每个盘片的每一面都要划分成若干形如同心圆的磁道，这些磁道就是磁头读写数据的路径。磁盘的最外层是第0道最内层是第n道。,柱面：一个硬盘有几个盘片组成，每个盘片又有两个盘面，每个盘面都有相同数目的磁道，所有盘面上相同半径的磁道组合在一起，叫做一个柱面。,扇区：为了存取数据方便，每个磁道又分为许多称之为扇区的小区段，每个磁道上的扇区数是一样的，每个磁道纪录的数据是一样的，所以内圈磁道上的记录密度要大于外圈磁道上的记录密度。,例如：3.5英寸软盘有80个磁道，每个磁道分18个扇区每个扇区可存512个字节。则软盘的容量是8018512B 2=1.44MB,10/16/2024,28,莱阳农学院计算机系,（2）硬盘（Hard Disk）,硬盘容量=（每个盘面磁道数）磁头数（盘面数）,扇区数512B,硬盘容量：,转速：,硬盘主轴的转动速度，其单位是rpm(Round Per Mintue，每分钟旋转次数）。转速越快数据的读写速度就越快。目前，IDB接口硬盘转速 一般为5400 rpm和7200 rpm，而SCSI硬盘转速可达15000 rpm。,硬盘的主要技术参数,硬盘一般有一个或多个盘片，一片磁盘的两面都可以记录信息，盘面由上至下编号，最上面为0面。,10/16/2024,29,莱阳农学院计算机系,缓存,由于CPU的运算速度比硬盘读取信息的速度快得多，所,以在硬盘上设置适当的高速缓存，把曾经读出的信息存,在其中，当有读盘请求时，先在高速缓存中查找，如果,找到，就直接读出，而不必由磁头在磁盘中读取。主流,硬盘的数据高速缓存为2M。,10/16/2024,30,莱阳农学院计算机系,2 光盘和光盘驱动器,导出区,数据区,目录表,导入区,光盘,容量：540M 650MB,10/16/2024,31,莱阳农学院计算机系,光盘存储器的类型,只读光盘（CDROM Compact Disc Read On