反码 原码 补码

1一、常用数制二、十、八、十六进制二、数制间的转换三、二进制数的运算算术运算和逻辑运算复习上节课内容：22.4数值型数据的表示及处理2.5文字的表示和处理本节课内容：3本节课主要知识点：原码、反码和补码的表示浮点数的表示ASCII码汉字的机内码汉字输出的形式常见文本类型4在计算机内能表示和使用的数据包括：无符号整数整数数值型数据有符号整数实数非数值型数据2.4数值型数据的表示与处理52.4.1定点数表示定点数的概念：–约定小数点在某个固定的位置,整数可以用定点数表示,约定小数点在个位数的右面.整数的分类6整数的分类：–不带符号的整数(8位,16位,32位)–带符号的整数(正整数，负整数)符号位:使用最高位(最左面的一位)作为符号位“0”----“＋”(正数)“1”----“－”(负数)其余各位表示数的绝对值例如：00101011=＋43,10101011=－437整数（定点数）表示有符号的整数可以有三种表示方法：原码反码补码8原码表示：最高位作为符号位若符号位为0，则表示正数.若符号位为1，则表示负数.其余各位代表数值本身的绝对值（以二进制表示）（1）原码表示9例1：假设用一个字节来表示一个数，求+7和-7的原码。解:根据原码的定义：（＋7）原＝00000111（－7）原＝10000111结论：绝对值相同的正数和负数，它们除了符号位不同外，其他各位都相同。8421111110例2：假设用一个字节来表示一个数，求0的原码。解:根据原码的定义：+0的原码=00000000-0的原码=10000000结论：0的原码不唯一分析：当由数轴的左端趋向0时，我们记为-0当由数轴的右端趋向0时，我们记为+0+0-011假设用一个字节表示一个数用原码表示的最小值为：-127，其原码为：11111111用原码表示的最大值为：+127，其原码为：01111111原码的表示范围:所以，原码的表示范围为：–127—+12712（2）反码表示表示方法：1.一个数如果值为正,则它的反码与原码相同;2.一个数如果值为负,则将其符号位置为1,其余各位为对原码的相应数据位取反取反：二进制中有0和1两种状态，取反就是取与当前状态相反的状态（相当于电子器件的高低电平）。1取反=00取反=113例3：假设用一个字节来表示一个数，求+7和-7的反码。解:根据反码的定义：(＋7)反＝00000111(－7)反＝(10000111)反＝111110008421111114例4：假设用一个字节来表示一个数，求0的反码。解:根据反码的定义：+0的反码=00000000-0的反码=11111111结论：0的反码不唯一15假设用一个字节表示一个数。用反码表示的最小值为：-127，其反码为:10000000用反码表示的最大值为：+127，其反码为:01111111所以，反码的表示范围为：–127—+127反码的表示范围：（因为原码的表示范围也是–127—+127，所以反码的表示范围与原码是一致的。）16（3）补码表示*计算机中使用补码的原因：在加减法运算中，对参与运算的数符号正负的判断问题*补码的原理:（即为什么用补码可以实现减法按加法处理？）*时钟原理*补数的概念17补码表示方法规定:正数的补码：与反码、原码相同.负数的补码：则将其最高位置为1，其余各位为对原码的相应数据位取反，然后再对整个数加1.补充公式:X为负数时[x]补=[x]反+1成立18例5：假设用一个字节来表示一个数，求+7和-7的补码。解:根据补码的定义：[+7]补＝00000111[-7]反＝11111000[-7]补＝11111000+11111100119例6：假设用一个字节来表示一个数，求0的补码。解:根据补码的定义：进位舍去[+0]补＝00000000[-0]反＝11111111[-0]补＝11111111+1100000000[-0]补＝00000000结论：0的补码是唯一的。20用补码进行运算例7：假设用一个字节来表示一个数，求+7－6的值解:[+7]补＝00000111[-6]补＝11111010[+7]补+[-6]补＝00000111+11111010100000001进位舍去＝00000001说明：补码的减法可以按加法来处理21假设用一个字节表示一个数。用补码表示的最大值：+127，其补码为：01111111。用补码表示的最小值：-128，其补码为：10000000。所以，用补码表示的数的范围是：-128—+127补码的表示范围:注意：用补码表示的数的范围比原码和反码多一个数。为什么？22补码如何向原码转换？思考题：23几种整数表示法的比较8位二进制代码无符号整数原码补码0000000000000000001111……………………01111111127127127100000001280－12810000001129－1－127……………………11111111255－127－124BCD码BCD整数（BinaryCodedDecimal）称为“二进制编码的十进制整数”，使用4个二进位表示1个十进制数字，最高位仍为符号位。例如：(－51)BCD＝101010001(+3276)BCD＝0001100100111011025引入浮点数的目的：•在一定字长下，整数数值的表示范围有限；•实际的数据往往有整数部分又有小数部分；•实际数据有的特别大，有的特别小。2.实数（浮点数）的表示26很多高级程序语言，数值型数据都可以写成如下形式4.32E-2表示4.32×10-2=0.04320.432E-1表示0.432×10-1=0.0432联想一下，十进制中科学计数法，两者很类似，但又不同。27基数（R）：通常隐含为2尾数（M）：必须是二进制定点纯小数尾数的位数决定数的精度阶码（E）:必须是二进制定点整数。阶码的位数决定数的范围浮点数可表示成：阶码基数尾数N＝M·RE28例如假设某机器字长为16位，规定前6位表示阶码(包括阶码符号)，后10位表示尾数(包括尾数符号)，(阶码和尾数用原码表示)则0001011110101000表示的浮点数是：29＝-(26.5)100001011110101000阶码尾数-(0.110101)2×2+(101)2符号位=(-11010.1)230实数（浮点数）的表示范围和类型浮点数的长度可以是32位、64位或更长。一般说来，位数越多，可表示的数的范围越大（阶码），精度越高（尾数）浮点数(实数）分类：短浮点数、浮点数、长浮点数、高精度浮点数endof2.431一、西文字符编码二、汉字编码三、汉字的输入和输出四、文本处理2.5文字的表示和处理321.ASCII码（重点）ASCII码，即美国标准信息交换码(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)，使用7个二进位对字符进行编码。一、西文字符编码33基本的ASCII字符集共有128个字符95个可打印字符（常用字母、数字、标点符号）33个控制字符（不可直接显示或打印）特殊字符的ASCII码空格(32)、A(65)、a(97)、0(48)下面为ASCII代码表：34见课本P3235对ASCII码的说明：每个字符用标准规定的7位二进制数表示，在机内占一个字节（最高位为0）。如：字符“A”的ASCII码为：(01000001)2或(65)10、(101)8、(41)16字符“0”的ASCII码为：(00110000)2或(48)10、(60)8、(30)1636对ASCII码的要求：1.学会比较ASCII字符的大小（按其ASCII码值）空格＜0～9＜A～Z＜a～z2.会推算同组字符ASCII码值如A的ASCII值（十进制）为65，则B、C…的ASCII值分别为66、67…37扩展ASCII码(了解)ISO陆续制定了一批适用于不同地区的扩充ASCII字符集，每种扩充ASCII字符集分别可以扩充128个字符，这些扩充字符的编码均为高位为1的8位代码（即十进制数128-255），称为扩展ASCII码。38定义方式:用8位二进制数位表示一个字符的扩充二-十进制交换码.特点:每个字符对应一个字节，共256种说明:有很多编码没有使用,保留做为扩充。2.EBCDIC码（了解）3940二、汉字编码1981年,国家颁布的《信息交换用汉字编码字符集-基本集》(GB2312-80)(国标码)。组成：（1）第一部分：字母、数字和各种符号，包括拉丁字母、俄文、日文平假名与片假名、希腊字母、汉语拼音等共682个（统称为GB2312图形符号）1.GB2312-80汉字编码（重点）41（2）第二部分：一级常用汉字，共3755个，按汉语拼音排列（3）第三部分：二级常用汉字，共3008个，按偏旁部首排列汉字共6763个字符共7445个42区位码：GB2312-80是一个二维代码表，有94行、94列,汉字在代码表中的位置用它所处的行号、列号表示。行号区号列号位号1.GB2312-80汉字编码（重点）43例如：“大”字的区号20，位号83，区位码是2083用2个字节表示为：000101000101001183列20行大44一级汉字（3755个）二级汉字（3008个）（扩充使用）位号：………………19423字母、数字和各种符号…………区号：191655568794GB2312-80字符集881.GB2312-80汉字编码（重点）45国标交换码–问题：信息通信中，汉字的区位码与通信使用的控制码（00H～1FH）发生冲突。–解决方案：为了避免汉字区位码与通信控制码的冲突，每个汉字的区号和位号必须分别加上32。得到的代码称为汉字的“国标交换码”1.GB2312-80汉字编码（重点）46例如:“大”字的区号20，位号83区位码：2083二进制表示为：0001010001010011国标交换码：52115（+32）二进制表示为：001101000111001147机内码–问题：文本中的汉字与西文字符经常是混合在一起使用的，汉字信息如不予以特别的标识，它与单字节的标准ASCII码就会混淆不清。–解决方法：使表示GB2312汉字的两个字节的最高位(b7)都置为“1”。这种汉字编码,称为GB2312汉字的“机内码”。1.GB2312-80汉字编码（重点）48例如：“大”字区位码：2083二进制表示为：0001010001010011国标交换码：52115（+32）二进制表示为：0011010001110011机内码：180243（+128）二进制表示为：1011010011110011（B4F3）区位码+32=国标码国标码+128=机内码49问题：GB2312-80只有6763个汉字，使用时功能不够。解决方法：1995年发布GBK，全称为《汉字内码扩展规范》GBK字符集中一共有21003个汉字和883个图形符号，它与GB2312国标汉字字符集及其内码保持兼容。组成：共收入21886个汉字和图形符号(21003个汉字，883个图形符号)2.GBK汉字内码扩展规范（了解）50GBK编码区分三个部分:汉字区（21003个汉字）、图形符号区、用户自定义区GBK每一个字符都采用双字节表示：总体编码范围为:8140H-FEFEH,共23940个码位;首字节范围:81H-FEH；尾字节范围:40H-FEH；2.GBK汉字内码扩展规范（了解）51目的：统一的多文本处理环境,实现所有字符在同一字符集中统一编码。优点：编码空间极大（4个字节），能容纳足够多的各种字符集（13亿字符）缺点：4字节的字符编码使存储空间浪费严重3.UCS/Unicode汉字编码（了解）52克服：UCS-2是双字节编码，共有字符49194个，其中包括：–欧洲及中东地区使用的拉丁字母、音节文字–各种标点符号、数学符号、技术符号、几何形状、箭头及其他符号–中、日、韩（CJK）统一编码的汉字53GB18030-2000编码标准在GB2312和GBK编码标准的基础上进行了扩充，采用单字节、双字节和四字节三种方式对字符编码，因此该标