计算机信息的表示形式.ppt

1.2计算机中信息的表示形式,二进制基本概念,2,计算机中的数据,计算机系统的组成包括硬件和软件除此之外，计算机还要进行数据处理，那么，计算机如何表示数据？也即计算机中信息的表示方式问题数据是计算机处理的对象，所以，研究数据的表示方式非常重要也可以看出来，计算机技术问题，除了研究硬件、软件，还必须研究数据，首要的问题是研究数据的表示方式,3,计算机中的数据,事实上，计算机中的数据采用二进制不只数字用二进制，计算机中的所有信息都用二进制数来表示（后面将会看到）即计算机中信息的表示方式是采用二进制代码（二进制数）因此，学习和了解二进制的概念非常重要,4,计算机中的数据,计算机为什么采用二进制？二进制只有2个数码，0或1，即2个状态在现实世界中，表示2个状态的电子逻辑器件很容易实现。,5,计算机中的数据,例如：灯泡的亮和暗；开关的开和关等在计算机中，一般采用电子开关，用电子器件实现，如电子管、晶体管等,6,关于进位计数制的概念,一般的计数方法都采用进位计数制，人，习惯使用十进制在某一位，当计数满后，清0，并向高位进位一个数字，有多位，某数码在不同的位置表示不同的数值，即不同数位的数字有不同的权值,7,关于进位计数制的概念,例如：555，可以展开为：5102+5101+5100同样一个5，在不同位置，表示不同的数值对于十进制，当数到9时必须进位，这就是进位计数制。对于二进制来说，概念相同,8,1.2.1计算机中的数制,人比较熟悉10进制，但是，计算机使用二进制为了学习二进制，先了解十进制1.十进制数（D）有10个数码，分别为0,1,29，基数为10，逢十进一，权为10n2.二进制数（B）2个数码，分别为0,1，基数为2，逢二进一，权为2n,9,1.2.1计算机中的数制,可见，二进制数码个数比较少，因此比较简单，容易实现（但肯定也会带来问题）二进制运算规则也很简单：0+0，1+0，（交换律）0+1，与十进制都一样。但1+1=0，此时将进位乘法与十进制完全相同下面我们来比较下十进制数和二进制数：（见教科书表1-7）,10,二、八、十、十六进制之间关系对照,十进制二进制十六进制八进制0000111121022311334100445101556110667111778100081091001911101010A12111011B13121100C14131101D15141110E16151111F17,11,1.2.1计算机中的数制,发现什么问题？二进制只有2个数码，比较容易实现但缺点是位数比较多，因为每位权小另外，读起来和理解方面比较困难,12,数制之间的转换,二进制虽然简单，但是人不容易识别因此，经常要在人与计算机之间进行转换（比如计算IP地址的时候就要转换）人用十进制;可是，计算机必须在内部转换为二进制;然后用二进制进行数据处理;处理之后，再用十进制数表示出来,13,十二进制之间的转换,十进制转换为二进制如93.625方法是，分为2部分整数部分反复除以2，取余数小数部分反复乘以2，取整数结果为：1011101.101,14,二十进制之间的转换,二进制转换为十进制，采用按权展开方式方法是，把二进制数按权展开，得到一个多项式，取多项式的和，既得二进制数例如:1011101.101结果为93.625,15,其他进制,在计算机技术中，还经常要采用其他辅助进制，主要有8进制和16进制八进制（O）8个数码，基数为8，逢8进1数码为0,1,27（借用10进制的前8个数码）,16,3.其他进制,十六进制（H）16个数码，基数为16，逢16进1数码为0,1,29,A,B,C,D,E,F（借用10进制10个数字后还不够，因此用字母代替）,17,其他进制之间的转换,8进制与2进制之间的关系是，每位8进制数恰好对应3位2进制数因此，可以每3位二进制数分开，获得8进制数的1位16进制与2进制之间的关系是，每位16进制数恰好对应4位2进制数因此，可以每4位二进制数分开，获得16进制数举例如下：,18,其他进制之间的转换,例如：101011转换为8进制为53，转换为16进制数为2B反之，也可以把这些8进制数或者16进制数转换为2进制至于8进制数和16进制数与10进制数之间的转换，可以通过2进制进行“中转”,19,1.2.2字符的表示方法,字符指英文字母、数字（阿拉伯）、标点符号和控制字符等实际上，恰好是键盘上的键名字符如何用二进制表示？可以采用ASCII码,20,1.2.2字符的表示方法,因为这些字符个数在100个左右，所以，可以用7位二进制数进行编码（因为7位二进制数可以表示128个状态）实际上，用8位，高位置0（使成为1字节）详见ASCII码表，例如：01000001表示A,01000010表示B01100001表示a,01100010表示b,21,其他信息的表示方式,二进制除了表示数字和字符以为，还可以表示其他信息事实上，在计算机中，任何信息都可以用二进制表示，包括：汉字、声音、图形、图像和视频信息等这些统称为数据，又称为多媒体数据，或者多媒体信息所以，我们可以说，计算机可以处理多媒体信息，计算机是多媒体的,22,其他信息的表示方式,还有一点很重要，就是程序的指令也是用二进制数表示的，称为二进制指令代码由此可见，二进制对于计算机是何等重要。而提出计算机采用二进制的，也是我们所崇敬的冯诺依曼，这位著名的数学家，计算机专家,23,1.2.3二进制数据的组织,在计算机技术中，对二进制数据有些表示方法，并有一些特殊的称谓，即二进制的单位位：1位二进制数，称为1比特，1bit，或者1b这个单位常用，比如有线宽带网速4Mb这里给出了一些比较大的单位，包括：1Kb=1024b1Mb=1024Kb1Gb=1024Mb,24,1.2.3二进制数据的组织,字节：把8位二进制数组织起来，称为1字节，1Byte，或者1B即1B=8b计算机中很多信息都以B为基本单位，比如存储器的存储容量、网速等,25,1.2.3二进制数据的组织,例如内存容量2GB，网络下载速度384KB等这里给出了一些新的单位，他们之间的关系是：1KB=1024B;1MB=1024KB;1GB=1024M,26,1.2.3二进制数据的组织,字长：字长表示计算机一次能够处理数据的位宽字长是表示计算机性能和处理能力的量实际上，是电子逻辑器件（部件）的个数，字长越长，所需逻辑器件越多，制作难度越大比如早期微型机字长为8位，后来发展为16位，再后来是32位，现在已经是64位,27,1.2.4汉字编码的概念,现在讨论汉字信息处理，即汉字的二进制编码的问题可以说，用计算机可以处理各类信息，但都必须采用二进制编码计算机可以处理汉字，但是，对汉字也要进行二进制编码，即汉字码,28,1.2.4汉字编码的概念,汉字码包括：机内码、交换码、字型码和外码汉字的机内码、交换码和字型码都是用二进制数来表示汉字的方法（详见P20）其中：,29,1.2.4汉字编码的概念,机内码：用于存储汉字，用2个字节二进制数（2Byte）表示汉字，称为区位码，理论上可以表示汉字个数为65536。实际上，分为1级和2级，其中1级大概3千多常用汉字，2级也是3千多，共6千多常用汉字,30,1.2.4汉字编码的概念,英文字母是用1个字节表示，而汉字用2个可见表示汉字比较麻烦，因为汉字比较多当然，如果用2个字节表示英文字母或数字也可以，此时称为全角,31,1.2.4汉字编码的概念,交换码：是为了在计算机网络中传输时的一种交换标准，以便和其他语言进行交流交换码又称为国标码，即国家标准汉字编码，符合GB2312-80标准交换码也是2个字节，与内码具有一定的关系,32,1.2.4汉字编码的概念,字型码：用于在显示器上、或者打印机上输出汉字（见P21）参见后页图,33,34,1.2.4汉字编码的概念,外码：即汉字输入法编码，已经在汉字输入课程讨论过，但外码是用拼音或字型对汉字输入进行编码各码之间的关系详见P21，如后页图,35,36,小结,总之:计算机组成包括硬件、软件和信息信息用二进制代码来表示二进制代码可以表示数字、字符、汉字、图形、声音等信息这些统称为计算机中的数据二进制还可以表示程序，即二进制代码命令又称为机器语言指令，用于编制计算机程序,结束,再见,