计算机基础 第2讲 授课教师:徐鲁辉
【上节回顾】 1、计算机发展历史:诞生与发展、特点及分类、应用。 2、汉字输入法:搜狗输入法。
第1章 计算机文化概述 1.1 计算机发展历史 1.2 汉字输入法 1.3 信息技术基本知识 1.4 计算机系统的组成 第1章 计算机文化概述 1.1 计算机发展历史 1.2 汉字输入法 1.3 信息技术基本知识 1.4 计算机系统的组成 1.5 微机硬件与系统安装
1.3 信息技术基本知识 信息:数值、文字、语音、图形、图像,信息必须数字化编码,才能传送、存储和处理 计算机采用二进制的原因 电路简单 1.3 信息技术基本知识 信息:数值、文字、语音、图形、图像,信息必须数字化编码,才能传送、存储和处理 计算机采用二进制的原因 电路简单 工作可靠 简化运算 逻辑性强 二进制不便于阅读,人们通常用十进制表示,然后由计算机转换为二进制。
1.3 信息技术基本知识(重点) 1.3.1 数制的概念 1.3.2 数制间的转换(超重点) 1.3.3 二进制的运算规则 1.3 信息技术基本知识(重点) 1.3.1 数制的概念 1.3.2 数制间的转换(超重点) 1.3.3 二进制的运算规则 1.3.4 数据与信息概述 1.3.5 字符的编码(超重点)
1.3.1 数制的概念 数制:也称计数制。 三要素: 1)在数字的后面用特定字母表示该数的进制 2)给数加括号并加数字下标 1.3.1 数制的概念 数制:也称计数制。 三要素: 数位:数码在一个数中所处的位置 基数: 在某种数制中所能使用的数码的个数 位权: 某数制基数的次方 1)在数字的后面用特定字母表示该数的进制 B(Binary)二进制、D(Decimal)十进制、O(Octal)八进制、H(Hexadecimal)十六进制。如(1001)B 2)给数加括号并加数字下标 如(1001)2,(2357)8,(8790)10,(1AFF)16分别表示二进制、八进制、十进制和十六进制。
1.3.1 数制的概念 数 制 基 数 数 码 特点 二进制 八进制 十进制 十六进制 2 8 10 16 0,1 1.3.1 数制的概念 数 制 基 数 数 码 特点 二进制 八进制 十进制 十六进制 2 8 10 16 0,1 0,1,2,3,4,5,6,7 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F 逢二进一 逢八进一 逢十进一 逢十六进一
【课堂示例(1)】 (1048)D = 1×103+0×102+4×101+8×100 (1101)B (1062)O = 1×83+0×82+6×81+2×80 = (562) D (2AF)H = 2×162+10×161+15×160 = (687) D
不同进制间的表示方法 十位制数 二进制数 八进制数 十六进制数 1 2 10 3 11 4 100 5 101 6 110 7 111 8 1 2 10 3 11 4 100 5 101 6 110 7 111 8 1000 9 1001 1010 12 A 1011 13 B 1100 14 C 1101 15 D 1110 16 E 1111 17 F
1.3.2 数制间的转换(超重点) 1、二、八、十六进制→十进制 方法:按权展开求和,整数部分和小小数部分分别转换
【课堂示例(2)】 (110.101)2 =1×22+1×21+0×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3 =4+2+0.5+0.25+0.125=(6.625)10 (73.56)O = 7×81+3×80+5×8-1+6×8-2 = (59.71875)D (2B.3C)H = 2×161+11×160+3×10-1+12×16-2=(43.234375)D
1.3.2 数制间的转换(超重点) 2、十进制→二进制 方法: 整数部分采取“除2取余法”,从下往上取 1.3.2 数制间的转换(超重点) 2、十进制→二进制 方法: 整数部分采取“除2取余法”,从下往上取 小数部分采取“乘2取整法”,从上往下取
【课堂示例(3)】 (补充)十进制数23转换成二进制数 取余数 对应二进制位数 2 23 ……余1……K0最低位 2 11 ……余1……K1 取余数 对应二进制位数 2 23 ……余1……K0最低位 2 11 ……余1……K1 2 5 ……余1……K2 2 2 ……余0……K3 2 1 ……余1……K4最高位 即:(23)D=(10111)B 总结:十进制整数转换成二进制数用“ 除2取余倒读法 ” 转换成其它进制数就可概括为 “ 除R取余倒读法 ” 。
总结:十进制小数转换成其它进制数方法 “ 乘R取整顺读 ” (补充)将十进制数 0.8125 转换成对应的二进制数 对应二进制位数 取整数 K-1最高位 1 K-2 1 K-3 0 K-4最高位 1 0.8125 × 2 1.6250 0.6250 × 2 1.2500 0.2500 × 2 0.5000 总结:十进制小数转换成其它进制数方法 “ 乘R取整顺读 ” 0.5000 × 2 1.0000 即:(0.8125)D=(0.1101)B 总结:十进制小数转换成其它进制数方法 “ 乘R取整顺读 ”
1.3.2 数制间的转换(超重点) 3、二进制、八进制、十六进制之间的转换 1)二进制→八进制 1.3.2 数制间的转换(超重点) 3、二进制、八进制、十六进制之间的转换 1)二进制→八进制 方法:以小数点为界,分别向左或向右将每3位二进制数合为1位八进制数,不足3位补“0” 2)八进制→二进制 方法:将每一位八进制数展开成3位的二进制数 3)二进制→十六进制 方法:以小数点为界,分别向左或向右将每4位二进制数合为1位八进制数,不足4位补“0” 2)十六进制→二进制 方法:将每一位八进制数展开成4位的二进制数
【课堂示例(4)】 (1100101.1101)2 = (001 100 101. 110 100)2 = (145.64)8 (423.45)8 = (100 010 011. 100 101)2 (10101001011.01101)2 = (0101 0100 1011. 0110 1000)2 = (54B.68)16 (ACD.EF)16 = (1010 1100 1101. 1110 1111)2
1.3.3 二进制的运算规则 算术运算 1)加法规则 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10 2)减法规则 1.3.3 二进制的运算规则 算术运算 1)加法规则 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10 2)减法规则 0-0=0 1-1=0 1-0=1 10-1=1 3)乘法规则 0×0=0 0×1=0 1×0=0 1×1=1 4)除法规则 0÷0=0 0÷1=0 1÷0无意义 1÷1=1
1.3.3 二进制的运算规则 逻辑运算 1)或 0∨0=0 0 ∨ 1=1 1 ∨ 0=1 1 ∨ 1=1 2)与 1.3.3 二进制的运算规则 逻辑运算 1)或 0∨0=0 0 ∨ 1=1 1 ∨ 0=1 1 ∨ 1=1 2)与 0 ∧ 0=0 0 ∧ 1=0 1 ∧ 0=0 1 ∧ 1=1 3)非 0=1 1=0
1.3.4 数据与信息概述 1、数据的概念 数据(data)是计算机能够接收和处理的物理符号,包括字符(character)、符号(symbol)、表格(table)、图形(picture)、声音(sound)和活动影像(video)。 数据的形态:人读数据、机读数据。 数据的分类:数值数据、非数值数据。
1.3.4 数据与信息概述 2、信息的概念 3、数据与信息的联系 1.3.4 数据与信息概述 2、信息的概念 信息(information)是客观存在的一切事物通过物质载体所发生的消息、情报、指令、数据以及信号中所包含的一切可传递和交换的知识内容。信息是事物运动的状态和方式,即事物内部结构和外部联系的状态和方式。 3、数据与信息的联系 数据是信息的载体,信息是数据所要表达的含义
1.3.4 数据与信息概述 数 据 存 储 的 组 织 形 式 4、信息的单位 …… 位 字,字长 字节(8位)
4、信息的单位 (1)位(比特,bit):一个二进制数位为1比特,它是表示数据的最小单位 (2)字节(Byte):1字节由八位二进制数表示,它是表示存储空间大小的基本单位 即:1字节由8位二进制组成 1Byte(1B)=8bits 1KB=1024B=210B 1MB=1024KB=220B 1GB=1024MB=230B 1TB=1024GB=240B
4、信息的单位 (3)字(Word):计算机一次能作为一个整体处理的最大一组二进制数,这组二进制数的位数称为字长。 字长一般都为8的整数倍,也即一个字节或多个字节组成。 字长越长,计算机在相同的时间内传送的信息就越多,计算机的运行速度就越快;字长越长,计算机的系统支持的指令数量更多,功能更强。 常用的计算机字长有:8位、16位、32位、64位
1.3.5 字符的编码(超重点) 1、数值编码 2、字符编码 3、汉字编码
1、数值编码 一个数在计算机内被表示的二进制形式称为机器数,该数称为这个机器数的真值。 符号位+数值部分,0表示正,1表示负 机器数表示方法: 原码 反码 补码
1、数值编码 原码 通常用[X]原表示X的原码。 例如: 假设机器数的位数是8,则 整数X的原码,是指其最高位符号位的0或1表示X的正或负,其数值部分就是X的绝对值的二进制表示。 通常用[X]原表示X的原码。 例如: 假设机器数的位数是8,则 [ +52]原 =00110100 [ -65]原 =11000001 注意: [+0]原=00000000,[-0]原=10000000,0的原码不唯一。
1、数值编码 反码 正数的反码与原码相同;负数的反码是把其原码除符号位以外的各位取反(即0变1,1变0)。 通常用[X]反 表示X的反码。 例如: [+52]反 = [+52]原 = 00110100 [-65]原 = 11000001 [-65]反 = 10111110 注意:由于[+0]反 = 00000000, [-0]反 = 11111111,所以数0的反码也是不唯一的。
1、数值编码 补码 正数的补码与原码相同;负数的补码在其反码的最低有效位上加1。 常用[X]补表示X的补码。 例如: [+52]补 =[+52] =[+52]反 =00110100 [-65]原 =11000001 [-65]反 =10111110 [-65]补 =10111111 注意:由于[+0]补 =[-0]补 =00000000,所以数0的补码是唯一的。
【补充:BCD码】 BCD(Binary Code Decimal)码:把每1位十进制数用4位二进制编码表示的数字编码。它的全名为十进制数的二进制编码(二 - 十进制编码) 又称为8421BCD码:每个十进制位用4位二进制数表示,而4位二进制数的位权分别为8、4、2、1,故命名之。
【补充:8421BCD编码表】 十进制数 8421BCD码 0000 8 1000 1 0001 9 1001 2 0010 10 0001 0000 3 0011 11 0001 0001 4 0100 12 0001 0010 5 0101 13 0001 0011 6 0110 14 0001 0100 7 0111 15 0001 0101
【课堂示例(5)】 (36.97)10 =(00110110.10010111)BCD (1001 0011 0001 .0100 0101)BCD = (931.45)10
2、字符编码 字符编码是用二进制编码来表示字母、数字以及专门符号。 ASCII码是由美国国家标准委员会制定的一种包括数字、字母、通用符号在内的字符编码集。 ASCII码是一种7位二进制编码,能表示27=128个国际上最通用的西文字符。
2、字符编码 ASCII编码字符集包括4类常用的字符。 (1)数字0~9 对应的ASCII码值分别为0110000B~0111001B,用十六进制数表示为30H~39H (2)字母 包括26个大写英文字母和26个小写英文字母。字母A~Z的ASCII码值 为41H~5AH,字母a~z的ASCII码值为61H~7AH。 (3)通用符号 如:+、-、=、*、/、,等共32个。 (4)控制字符 包括空格SP(20H)、回车CR(0DH)等共34个。 注:ASCII码是一种7位编码,但它存放时必须占全一字节,也即占用8位,一般最高位置0,其余7位是ASCII值。
ASCII码表见幻灯片,规律:小写字母大于大写字母,字母大于数字,所有的字符都大于空格,空格大于所有的控制字符。
3、汉字编码 汉字也是字符,与西文字符比较,汉字数量大,字形复杂,同音字多,这就给汉字在计算机内部的存储、传输、交换、输入、输出等带来了一系列的问题。为了能直接使用西文标准键盘输入汉字,必须为汉字设计相应的编码,以适应计算机处理汉字的需要。 汉字的编码包括: 交换码 输入码 机内码 输出码
作用 简述 交换码 或“国标码” 汉字信息处理使用的代码依据 汉字交换码的国家标准信息交换用汉字编码字符集——基本集”,代号为GB 2312—80 输入码 或“外码” 按照某种输入法输入汉字时所采用的编码 每个汉字对应一个输入码,而一个输入码对应若干汉字 机内码 或“内码” 供计算机系统内部处理、存储和传输时使用的代码 采用双字节编码方案,即用2个字节表示一个汉字的内码,同一个汉字内码仅有一个 输出码 或“字型码” 在输出设备上输出汉字的形状 1、矢量字型,2、点阵字型:对汉字字型经过点阵数字化后形成一串二进制数。汉字字形点阵有16*16点阵等。
点阵字形 汉字的输出方式是将汉字笔划离散化,用一个点阵来表示,有显示和打印两种。 汉字的点阵表示、点阵类型如下图所示。
【深入汉字编码】 国标码:所有汉字编码都应该遵循这一标准,汉字机内码的编码、汉字字库的设计、汉字输入码的转换、输出设备的汉字地址码等,都以此标准为基础。GB2312-80就是国标码。国标码字符集中共收录汉字字符6763个,分为两级,一级汉字3755个,二级汉字为3008个。该码规定:一个汉字用两个字节表示,每个字节只有7位,与ASCII码相似,表示范围为2121H ~7E7EH。 区位码:将GB2312-80国标字符集分成94区与94位,就是区位码。表示范围为0101H~5E5EH。区位码共收录了7445个图形字符。其中汉字字符6763个;一般符号、数字、拉丁字母、希腊字母、汉语拼音等682个。
汉字编码分类 汉字在不同的处理阶段有不同的编码 (1)汉字的输入:输入码国标码 (2)汉字的机内表示:机内码 (3)汉字的输出:字形码(输出码:汉字点阵字库) 各种编码之间的关系:
三种编码的相互转换 例:”大”字的区位码:2083D 国标码:1453H+2020H=3473H 机内码:3473H+8080H=B4F3H
【深入输入码】 1、数字码(或流水码) 如:电报码、区位码、纵横码 优点:无重码,不仅能对汉字编码,还能对各种字母、数字符号进行编码。 缺点:是人为规定的编码,属于无理码,只能作为专业人员使用。 2、字音码 如:全拼、双拼、微软拼音 优点:简单易学。 缺点:汉字同音多,所以重码很多,输入汉字时要选字。 3、字形码 如:五笔字型、表形码、大众码、四角码 优点:不考虑字的读音,见字识码,一般重码率较低,经强化训练后可实现盲打。 缺点:拆字法没有统一的国家标准,拆字难,编码规则繁,记忆量大。 4、音形码 如:声形、自然码、钱码 优点:利用音码的易学性和形码可有效减少重码的优点。 缺点:既要考虑字音,又要考虑字形,比较麻烦。
【本节小结】 1、数制的概念。 2、数制间的转换。 3、 二进制的运算规则。 4、信息单位。 5、字符的编码:数值编码、字符编码和汉字编码。