本章主要内容 : 第二章计算机系统的组成 计算机系统组成 (2 课时 ) 计算机基本工作原理 (1 课时 ) 计算机数据表示及编码 (1 课时 ) 要点 : 了解计算机系统组成部分 ( 硬件部分与软件部分 ) 理解计算机基本工作原理 理解计算机数据表示的意义, 了解进制转换 2-1 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.1 计算机系统组成 系统组成框图 CPU 控制器运算器 主机 寄存器 硬件系统 内存 随机存储器 (RAM) 只读存储器 (ROM) 存储器 计算机系统 外围设备 外存储器 输入 / 输出设备 (I/O 设备 ) 系统软件 ( 操作系统 语言处理程序等 ) 软件系统应用软件 ( 字处理 计算机辅助设计等 ) 2-2 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved. 图 2-1 计算机系统组成
计算机硬件 5 个基本组成部分 : 2.1.1 计算机硬件组成 运算器 控制器 存储器 输入设备和输出设备 运算器也称为算术逻辑单元 (Arithmetic Logic Unit,ALU), 它的作用就是进行算术运算和逻辑运算 计算机最主要的工作是运算, 大量的数据运算任务是在运算器中进行的 运算器和控制器在逻辑关系和电路结构上有十分紧密的联系, 特别在大规模集成电路中往往把这两个部分做在一块芯片上, 因此把它们称为中央处理机 (Central Processing Unit), 简称 CPU 2-3 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved. 控制器是计算机的 神经中枢 和 指挥中心, 一般由指令寄存器 指令译码器 时序电路和控制电路组成 它的基本功能是从内存存取指令和执行指令, 向其他的部件发出控制信号, 指挥计算机各部件协同工作
计算机硬件 5 个基本组成部分 : 2.1.1 计算机硬件组成 运算器 控制器 存储器 输入设备和输出设备 存储器具有记忆功能 用来保存信息, 如数据 指令和运算结果等 按其结构特点和与 CPU 进行信息交换的方式分为内存储器和外存储器 (1) 内存储器 ( 内存 ) 采用半导体器件构成, 直接与 CPU 相连接进行信息交换, 速度快, 但存储容量较小, 用来存放当前运算程序的指令和数据, 内存只能暂存, 当关机后内存中存储的信息将完全丢失 通常把内存储器和 CPU( 运算器和控制器 ) 合称为主机 (2) 外部存储器 ( 外存 ) 外存储器是内存的扩充 外存存储容量大, 价格低, 其存储信息可长期保存, 但存储速度较慢, 一般用来存放大量暂不用的程序 数据和中间结果, 需要时, 可成批地和内存储器进行信息交换 外存只能与内存交换信息, 不能被计算机系统的其他部件 ( 如 CPU) 直接访问 2-4 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.1.1 计算机硬件组成计算机硬件 5 个基本组成部分 : 运算器 控制器 存储器 输入设备和输出设备存储器常用术语 : 二进制位 (bit): 计算机中信息表示的最小单位 能够代表 0 和 1 的一个二进制存储单元称为二进制位, 简称位 字节 (Byte):8 位 (bit)=1 个字节 (Byte) 字节是信息表示的基本单位, ( 信息交流的最小单位 ) 常用信息单位 : 千字节 (KB), 兆字节 (MB), 千兆字节 (GB), 兆兆字节 (TB), 它们之间的关系为 : 1KB=2 10 B=1024B 1MB=2 20 B =1024KB 1GB=2 30 B =1024MB 1TB=2 40 B =1024GB 字长 : 计算机中存储一条指令或一个数据所用的二进制位数称为计算机的字长 字长通常为字节的整数倍 早期计算机的字长有 4 位,8 位,16 位等, 现代微型计算机系统为 32 位 64 位计算机 计算机的字长越长, 运行速度也就越快, 其结构也就越复杂 2-5 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.1.1 计算机硬件组成 输入 / 输出设备 (I/O 设备 / 外围设备 ) 即主机以外的装置 (1) 输入设备 : 实现将用户提供的原始信息 ( 声音 图像 文字等 ) 转变成电信号, 以程序或数据形式输入计算机 常用的输入设备有键盘 鼠标器 扫描仪 数字化仪等 (2) 输出设备 : 实现将计算机处理的二进制的结果转变用户可接收的形式 ( 如文本 声音 图像等 ) 显示或打印出来 常用输出设备有显示器 打印机 绘图仪 音响等 (3) 适配器 : 外围设备种类繁多且速度各异, 导致它们不能直接地同高速工作的主机相连接, 需要通过适配器部件与主机相连接, 不同的外围设备有不同的适配器 ( 如声卡 显卡 ) 以实现外围设备与主机的通信 也即, 适配器的作用相当于一个转换器, 它可以保证外围设备用计算机所要求的形式发送或接受信息 (4) 系统总线 : 连结主机 内存和外围设备以构成计算机系统的骨架, 是多个系统部件之间进行数据传送的公共通路 借助系统总线, 计算机在各系统部件之间实现传送地址 数据和控制信息的操作 2-6 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.1.2 计算机基本工作原理 计算机的基本工作原理是依据科学家冯 诺依曼于 1946 年首先提出来的 其基本思想概括为以下三条 : 计算机由运算器 控制器 存储器 输入设备 输出设备 5 个部分组成 程序和数据在计算机中用二进制数表示 计算机的工作过程是由存储程序控制的 计算机能够自动地完成运算或处理过程的基础是存储程序和程序控制, 存储程序与程序控制原理是冯 诺依曼思想的核心 2-7 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.1.2 计算机基本工作原理 存储器 外存储器 输入设备 内存储器 输出设备 运算器 控制器 数据流 控制流 2-8 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.1.3 微机的硬件组成 根据计算机的规模和功能可分为 : 巨型机 大型机 中型机 小型机 微型机和工作站 对一般用户而言, 应用最广泛的当属微型机, 它是现代办公必备的工具 微型机是由主机箱 显示器 键盘 鼠标 音箱等组成, 2-9 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.1.3 微机的硬件组成 主机箱一般包含主板 CPU 内存 显示卡 硬盘 软驱 光驱 电源 2-10 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.1.3 微机的硬件组成 1. 微处理器 微处理器又称中央处理器, 即人们通常说的 CPU, 是微型计算机硬件的核心部件, 主要负责完成指令的读出 解释和执行 它主要由运算器 控制器和寄存器等组成, 有的还包含了高速缓冲存储器 2-11 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.1.3 微机的硬件组成 2. 主板 (Motherboard Mainboard) 又称系统板 逻辑板 母板 底板等, 是微机中最主要的一块集成电路板 主要包括微处理器插槽 芯片组 内存条插槽 扩展槽 (PCI 和 AGP 插槽 ) 和各种接口电路 (USB 接口 串行接口 并行接口 ), 计算机外部设备都插在主板上 一些高价主板也集成 IrDA 蓝牙和 802.11(Wi-Fi) 等功能 不同的 CPU 所用的主板不一定相同 2-12 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.1.3 微机的硬件组成 3. 内存储器 :( 简称内存或主存 ) 半导体存储器 RAM( 随机存储器 ) 是用户程序和数据使用的存储器, 断电后,RAM 中的信息随之丢失 ROM( 只读存储器 ) 是用来存放固定的程序 ( 如 :BIOS) 和信息, 断电后,ROM 中的信息保持不变 微机 ROM 微机 RAM 内存插槽 2-13 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.1.3 微机的硬件组成 内存条 2-14 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.1.3 微机的硬件组成 4. 外存储器 为了存储更多的数据, 就需要配置磁盘 磁带 光盘等外部存储器 外部存储器具有存储容量大 价格便宜等特点 常见的外部存储器有 : 1) 硬盘存储器 2) 光盘存储器 3) 可移动存储器 2-15 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.1.3 微机的硬件组成 硬盘存储器 Hard Disk 2-16 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.1.3 微机的硬件组成 (2) 光盘存储器 (Optical Disk) : 利用激光技术存储信息的装置 常用的光盘存储器可分成以下几种类型 CD ROM( 只读光盘, 容量可达 650M) MO ( 磁光盘 ) 是一种具有磁盘性质的可擦写光盘 PD/CD ROM (Phase Change Rewritable Optial Disk Drive 相变式可重复擦写光盘驱动器 CD R( 一次性可写入光盘 ) CD RW 是一种可以随时删除和写入的光盘 DVD ROM 通用数字光盘, 比 CD ROM 采用较短的激光波长, DVD ROM 标准向下兼容, 容量比 CD ROM 大, 单面容量为 4.7G 2-17 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
(4) 可移动存储器 2.1.3 微机的硬件组成 可移动的电子盘是由半导体集成电路制成的, 如优盘和可移动硬盘 它体积小重量轻 容量大 超便携 采用 USB 接口与计算机相连, 实现数据的读写, 无需专门的驱动设备 2-18 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.1.3 微机的硬件组成 内存和外存本质的区别 : 是能否被中央处理器 (CPU) 直接访问 CPU 不能直接执行外存中的程序, 处理外存中的数据 两者的主要区别是 : 原理 / 位置不同 : 主机内还是主机外 ; 构成材料不同 : 半导体还是磁介质 ( 光介质 ); 存储容量不同 : 内存小, 外存大 ; 价格不同 : 价格 / 每存储单元内存高, 外存低 ; 存取速度不同 : 内存高, 外存低 2-19 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.1.4 微机常用输入 输出设备 键盘 输入设备 鼠标器 扫描仪 常用外部设备 输出设备 显示器绘图仪 CRT 和 LCD 显示器 SVGA TVGA 隔行扫描和逐行扫描 分辩率 :1024 768 喷墨打印机 360~1440DPI I/O 设备 打印机硬盘驱动器软盘驱动器 激光打印机 600DPI 点阵打印机 9 针及 24 针 2-20 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.1.4 微机常用输入 输出设备 1. 键盘 功能键 键盘由四部分组成 : 主键盘区 编辑键区 小键盘区, 2-21 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.1.4 微机常用输入 输出设备键盘操作 2-22 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.1.4 微机常用输入 输出设备 2. 鼠标及鼠标操作 常用的鼠标器有 : 机械式和光电式两类 机械式鼠标底部有一个滚动的橡胶球, 可在普通桌面上使用, 滚动球通过平面上的滚动把位置的移动变换成计算机可以理解的信号, 传给计算机处理后, 即可完成光标的同步移动 光电式鼠标有一个光电探测器, 要在专门的反光板上移动才能使用 反光板上有精细的网格作为坐标 鼠标的外壳底部装着一个光电检测器, 当鼠标滑过时, 光电检测根据移动的网格数转换成相应的电信号, 传 给计算机来完成光标的同步移动 2-23 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
鼠标操作 2.1.4 微机常用输入 输出设备 2-24 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.1.4 微机常用输入 输出设备 鼠标指针形状及其含义 2-25 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
3. 显示系统 2.1.4 微机常用输入 输出设备 显示系统包括显示器和显示适配器 ( 显示卡 ) 两部分, 它的性能也由这两部分的性能决定 2-26 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.1.4 微机常用输入 输出设备 显示系统的性能指标 : 显示系统包括显示器和显示适配器 ( 显示卡 ) 两部分, 它的性能也由这两部分的性能决定 1 像素 : 即光点 2 点距 : 像素光点圆心之间的距离, 单位 mm 点距越小, 显示质量就越好 目前,CRT 显示器光点点距有 0.28 0.31 和 0.39 等 3 分辨率 :(640*480,1024*768,1600*1200) 4 显示存储器 : 也叫显示内存 显存, 在显示卡上, 显存容量大, 显示质量高, 特别是对图像 2-27 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
4. 打印机 2.1.4 微机常用输入 输出设备 打印分为 : 击打式打印机 ( 针式打印机 ) 非击打式印字机 ( 喷墨打印机 激光打印机 ) 2-28 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.1.4 微机常用输入 输出设备 ⑴ 击打式打印机 : 利用机械原理由打印头通过色带把字体 或图形打印在打印纸上 点阵针式打印机 ( 例如 EPSON LQ-1600K) ⑵ 非击打式印字机 : 利用光 电 磁 喷墨等物理和化学 的方法把字印出来 主要有激光打印机和喷墨打印机 喷墨打印机 激光打印机 : 激光打印机是激光扫描技术和电子照相技术相结合的产物 是页式打式打印机, 它具有很好的印刷质量和打印速度 2-29 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.2 计算机软件系统 软件 = 程序 + 数据 + 文档 操作系统 Windows UNIX 语言处理程序 Turbo C 系统软件 连接程序 LINK 诊断程序 QAPLUS WINTEST 软件系统 数据库系统 FoxPro Oracle 文字处理软件 WPS Word 应用软件 表格处理软件 辅助设计软件 Excel AutoCAD 实时控制软件 2-30 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved. FIX
系统软件 什么是系统软件 : 计算机系统中管理 监控 维护计算机资源, 以及开发其他应用程序的软件 包括 : 操作系统 各种语言处理程序 系统支支撑软件和服务程序 数据库管理系统 2.2 计算机软件系统 2-31 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.2 计算机软件系统计算机语言知识 ⑴ 机器语言 : 是一种二进制语言, 每条语句都是二进制数码表示的指令 优点 : 计算机能直接识别, 运行速度快 缺点 : 难懂 难写 难记, 难以修改和维护 2-32 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.2 计算机软件系统 ⑵ 汇编语言 : 是一种和机器语言一一对应的符号化的语言, 由机器语言符号化而来, 用助记符和符号地址来表示指令 如 :ADD 表示加法,MOVE 表示传送 优点 : 较直观 易懂 易用 执行速度快, 占用内存空间少 缺点 : 各种机器不通用 2-33 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.2 计算机软件系统 ⑶ 高级语言 : 是一种与硬件结构及指令系统无关, 表达方式较接近自然语言的程序设计语言 如 FORTRAN PASCAL C BASIC 等 优点 : 描述问题能力强, 通用性 可读性 可维护性都较好 缺点 : 执行速度较慢, 编制访问硬件资源的系统软件较难 高级语言的发明是计算机发展史上最惊人的成就 2-34 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.2 计算机软件系统 在不断设计出新的高级语言的同时, 上述程序设计语言本身也在不断的发展 如 : Visual BASIC(VB) Visual C++(VC) Visual FoxPro(VFP) Java 是 Sun MicroSystem 公司在 1995 年 5 月推出的一种面向对象的解释执行的编程语言 2-35 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
3 计算机语言处理程序 2.2 计算机软件系统 (1) 源程序 用高级语言或汇编语言编写的程序 (2) 目标程序 把源程序翻译后的机器语言程序 (3) 汇编 把汇编语言源程序翻译成的机器语言程序的过程 所使用的翻译程序称为汇编程序 2-36 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.2 计算机软件系统 解释 : 把高级语言源程序逐句翻译, 翻译一句执行一句, 边翻译边执行 解释执行所用的程序称解释程序 源程序 输出结果 编辑程序 解译程序 程序解释执行过程 2-37 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.2 计算机软件系统 编译 把高级语言源程序的整个程序翻译成等价的独立的目标程序 翻译所用的程序称为编译程序 连接 把目标程序以及所需的功能库转换成一个可执行的程序 连接所用的程序叫连接程序 源程序 目标程序 可执行程序 编辑程序汇编或编译程序联接程序 程序的汇编或编译执行过程 2-38 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.2.2 应用软件 2.2 计算机软件系统 解决具体问题的程序 1 文字处理软件 :Word 等 2 表格处理软件 :Excel Lotus 1-2-3 等 3 辅助设计软件 :AutoCAD 4 各种计算机辅助教学软件 (CAI) 5 实时控制软件 2-39 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.2.3 硬件和软件的关系 2.2 计算机软件系统 计算机 软件及用户之间的关系 2-40 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 一 信息和数据的概念有两类数据 : 1. 数值数据 : 如 +15-17.6; 2. 非数值数据 : 如字母 (A B ) 符号(+ & ) 汉字, 也叫字符数据 存在计算机中信息都是采用二制编码形式二 计算机为什么采用二进制? 由计算机电路所采用的器件所决定的 采用二进制的优点 : 运算简单 电路实现方便 成本低廉 2-41 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 2.3.1 数的进位制 一 常用的各种进位制及表示 1 二进制: 数码 0,1 基 2 表示形式 B 2 八进制: 数码 0,1,,7 基 8 表示形式 O 3 十进制: 数码 0,1,,9 基 10 表示形式 D 4 十六进制: 数码 0,1,,9,A,B,C,D,E,F 基 16 表示形式 H 如 :100111O,1011D,1011001BH,1011DH,1011B (100111) B (780) D (1289ABC) H 2-42 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 二 不同进制之间的转换 1. r 进制转化成十进制 a n...a 1 a 0.a -1...a -m (r) = a*r n + + a*r 1 + a*r 0 +a*r -1 +...a*r -m 10101(B)=1 2 4 + 0 2 3 +1 2 2 + 0 2 1 +1 2 0 =2 4 +2 2 +1=21 101.11(B)=2 2 +1+2-1 +2-2 =5.75 101(O)=8 2 +1=65 71(O)=7 8+1=57 101A(H)=16 3 +16+10=4106 2-43 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 2. 十进制转化成 r 进制 整数部分 : 除以 r 取余数, 直到商为 0, 余数从右到左排列 小数部分 : 乘以 r 取整数, 整数从左到右排列 例如, 将 (92.375D) 转换为二进制数 92.375=1011100.011 2-44 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 十进制整数转换成八进制整数的方法是 : 除 8 取余法 十进制整数转换成十六进制整数的方法是 : 除 16 取余法 例如, 将十进数 93 转换为八进制整数和十六进制整数的演算过程如下 93D=135O=5DH 2-45 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 3. 二进制数与八进制数之间的转换 (1) 二进制数转换成八进制数 二进制数转换成八进制数的方法是 : 将二进制数从小数点开始, 整数部分从右向左 3 位一组, 小数部分从左向右 3 位一组, 若不足三位用 0 补足即可 2-46 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 (2) 八进制数转换成二进制数方法 : 以小数点为界, 向左或向右每一位八进制数用相应的三位二进制数取代, 然后将其连在一起即可 若中间位不足 3 位在前面用 0 补足 例 2-6: 将 2374.52O 转换为二进制数的方法如下 : 则 : (2374.52) 8 =11010001110.100011B 2-47 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 4. 二进制数与十六进制数之间的转换 (1) 二进制数转换成十六进制数转换方法 : 从小数点开始, 整数部分从右向左 4 位一组 ; 小数部分从左向右 4 位一组, 不足四位用 0 补足, 每组对应一位十六进制数即可得到十六进制数 例如, 将二进制数 1101101110.110101B 转换为十六进制数 2-48 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 (2) 十六进制数转换成二进制数方法是 : 以小数点为界, 向左或向右每一位十六进制数用相应的四位二进制数取代, 然后将其连在一起即可 36E.D4H = 1101101110.110101B 2-49 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 5. 八进制数与十六进制数之间的相互转换八进制数与十六进制数之间的转换, 一般通过二进制数作为桥梁, 即先将八进制或十六进制数转换为二进制数, 再将二进制数转换成十六进制数或八进制数 2-50 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 一 机器数与原码 补码和反码表示 1. 机器数 用 0 表示正数, 1 表示负数, 其余位仍表示数值 把在机器内存的正 负号数字化的数称为机器数 假设用 8 位 ( 即 1 个字节 ) 来存 储数据, 右图所示的是十进制数 67 和 -61 在计算机中的存储形式 2-51 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 2. 原码表示法原码表示方法中, 数值用绝对值表示, 在数值的最左边用 0 和 1 分别表示正数和负数, 书写成 [X] 原表示 X 的原码 例如, 当 n=8, 十进制数 +19 和 -19 的原码表示为 : [+19] 原 =00010011,[-19] 原 =10010011 2-52 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 从定义可以看出, 在原码的表示中, 有以下两个特点 : (1) 最高位为符号位, 正数为 0, 负数为 1, 其余 n-1 位是 X 的绝对值的二进制表示 (2)0 的原码有两种表示 :[+0] 原 =00000000,[-0] 原 = 10000000 因此, 原码表示法中, 数值 0 不是唯一的 2-53 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 3. 反码表示法 用 [X] 反表示 X 的反码 如果机器的字长为 n, 则反码的定义如下 : 例如, 当 n=8, 十进制数 +19 和 -19 的反码表示为 : [+19] 反 =00010011 [-19] 反 =11101100 2-54 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 由此可以看出, 在反码的表示中, 有以下特点 : (1) 正数的反码与原码相同, 负数的反码是其绝对值的二进制表示按各位取反 (0 变 1,1 变 0) 所得的表示 (2)0 在反码表示中也有两种表示 :[+0] 反 =00000000,[- 0] 反 =11111111, 即数值 0 不是唯一的 2-55 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 4. 补码表示法 用 [X] 补表示 X 的补码 设机器的字长为 n, 则补码的定义如下 : 例如, 当 n=8, 十进制数 +19 和 -19 的补码表示为 : [+19] 补 =00010011 [-19] 补 =11101101 2-56 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 在补码的表示中, 有以下特点 : (1) 正数的补码与原码 反码相同, 负数的反码是其绝对值的二进制表示按各位取反 (0 变 1,1 变 0) 加 1, 即为其反码 +1 (2)0 在补码表示中 :[+0] 补 =[-0] 补 =00000000, 数值 0 是唯一的 由于补码运算方便, 所以在计算机中广泛使用 如何将一个负数的二进制补码数转换成十进制数? 2-57 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 将一个负数的补码数转换成十进制数的步骤如下 : (1) 首先将各位取反 (2) 将其转换为十进制数, 并在前加一负号 (3) 对所得到的数再减 1, 即得到该数的十进制数 例如 : 求补码 11000011 对应的十进制数, 其步骤 : 取反 :00111100; 转换为十进制数, 加负号得 :-60, 再 减 1, 则为 -61 2-58 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 二 定点数和浮点数 1. 整数的表示 定点数 符号位数值部分. 如果计算机用 N 位来表示一个带符号的整数 M, 可写成 : M=N s N n-1 N n-2 N 2 N 1 N 0 N s 为符号位 M 的取值范围 :-2 n M 2 n -1 2-59 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 2. 实数的表示 浮点数在计算机中一个浮点数由两部分构成 : 阶码和尾数, 阶码是批数, 尾数是纯小数 即可表示为 : M=2 P S 其中 P 是一个二进制整数,S 是二进制小数, 这里称 P 为数 N 的阶码,S 称为数 M 的尾数,S 表示了数 M 的全部有效数字, 阶码 P 指明了小数点的位置 2-60 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 2.2.4 常见的信息编码 1. 西文字符编码 ACSII 码 每一个字符有一个编码 ACSII 码 (American Standard Code for Information Interchange) 常用字符有 128 个, 编码从 0 到 127 空格 20H 32 0 ~ 9 30H~39H 48~57 A ~ Z 41H~5AH 65~90 a ~ z 61H~7AH 97~122 控制字符 :0~32,127; 普通字符 :94 个 每个字符占一个字节, 用 7 位, 最高位为 0 2-61 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2. 汉字编码 汉字输入码 ( 即汉字的外部码 ); 汉字信息在计算机内部处理时, 统一使用机内码 ; 汉字信息在输出时使用字形码以确定一个汉字的点阵 (1) 国标区位码 2.3 计算机中数据的表示及编码 GB2312-80 基本集中的汉字与符号组成一个 94 94 的矩阵 在此矩阵中, 每一行称为一个 区, 每一列称为一个 位, 于是我们用一个字节对 区 编码, 另一个字节对 位 编码 2-62 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 (2) 机内码汉字机内码是汉字存储在计算机内的代码 汉字机内码还是用连续的两个字节表示, 但它的每一个字节最高位为 1 汉字机内码与区位码的换算方法 : 汉字机内码高位字节 = 区 号转换成十六进制 +A0H 汉字机内码低位字节 = 位 号转换成十六进制 +A0H 2-63 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 例 1.1: 已知 啊 的区位码是 1601, 学 的区位码是 4907, 要求分别将它们转换成机内码 ( 1 ) 啊 的机内码是 : 高位字节 : 16D+A0H=10H+A0H=B0H 所以 啊 的机内码是 B0A1H 2-64 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved. 低位字节 :01D+A0H=01H+A1H=A1H ( 2 ) 学 的机内码是 : 高位字节 : 49D+A0H=31H+A0H=D1H 所以 学 的机内码是 D1A7H 低位字节 :07D+A0H=07H+A0H=A7H
2.3 计算机中数据的表示及编码 (3) 汉字输入码汉字输入码 ( 外码 ) 是指直接从键盘输入的各种汉字输入方法的编码, 常用的有 : 区位码五笔字型码拼音码自然码 2-65 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 (4) 汉字的字形码汉字存储在计算机内采用的是机内码, 但显示和打印时汉字必须转换成字形码, 才能让人们看懂, 所谓汉字字形是以点阵方式表示汉字 2-66 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.
2.3 计算机中数据的表示及编码 3. 汉字处理 (1) 汉字库 (2) 汉字信息处理汉字处理方法包括汉字输入 : 通过汉字输入设备输入汉字外码, 并通过其输入法程序把它转化为汉字机内码, 存入存储器中 ; 汉字信息加工处理 : 对汉字内码进行加工处理 ; 汉字输出 2-67 Copyright SWFC-CISD, 2009. All rights reserved.