信息技术概述1.ppt

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“献给伊莲我的数字化生活她整整忍受了11111年。”——尼葛洛庞帝《数字化生存》1.2信息编码与数据表示1.比特的概念2.进位计数制及进位之间的转换3.计算机内“数”的表示方法4.计算机内字符的表示方法1.2.1数字化信息编码的概念数字(Digit)技术数字技术:是采用有限个状态(目前主要是0和1两个数字)来表示、处理、存储和传输一切信息的技术。数字化:全面采用数字技术实现信息系统。数字化现状:计算机:全部采用通信和信息存储:大量采用广播电视:数字电视和数字广播越来越近采用二进制数字技术的原因器件容易实现每一位只有两个状态,电路实现容易运算规则简单加法:0+0=00+1=11+0=11+1=0(进位)减法:0-0=00-1=1(借位)1-0=11-1=0乘法:0*0=00*1=01*0=01*1=1与逻辑(布尔)代数相吻合有坚实的数学工具作为设计的基础1、比特的概念比特(binarydigit,bit)在数字系统中是组成信息的最小单位;数字技术的处理对象,二进制位,位;比特只有两种状态:数字0或数字1;计算机中的数、文字、符号、图像、声音;等,都表现为比特的不同组合;一般用小写的字母“b”表示(bit)。字节Byte“比特”单位太小,计算机并不单独对比特进行处理、存储或传输;而是采用稍大一些的计量单位——字节(Byte)1字节=8比特b7b6b5b4b3b2b1b0最高位最低位1个字节,其中bi为一个比特2、比特的运算比特的表示数字电路中,电位的高低、脉冲的有无——两个状态“0”或“1”。逻辑思维中,命题的真或假——数字“1”或“0”。比特的运算使用的数学工具——逻辑代数(布尔代数)三种最基本的逻辑运算逻辑加、逻辑乘、取反逻辑加运算逻辑加也称“或”运算,用符号“OR”、“∨”或“+”表示。运算规则如下:0011∨0∨1∨0∨10111两个多位二进制数进行逻辑加运算时,按位独立进行,相邻位之间不发生关系。例如:10111100∨0011011010111110逻辑乘运算逻辑乘也称“与”运算,用符号“AND”、“∧”或“·”表示。运算规则如下:0011∧0∧1∧0∧10001两个多位二进制数进行逻辑乘运算时,按位独立进行,相邻位之间不发生关系。例如:10111100∨0011011000110100取反运算取反:也称“非”运算,用符号“NOT”或“-”表示。运算规则如下:0→11→03、比特的存储存储(记忆)1个比特需要使用具有两种稳定状态的设备。比方:现实生活中具有两种稳定态的物体举例:开关——开、关继电器——断开、吸合灯泡——亮、暗习惯上将两种状态之间转换的过程称为“开”或“关”。稳态1稳态2非稳态但会趋于一种稳态数字计算机中比特的存储装置触发器一种双稳态电路,用以记录一个比特;特点:工作频率(开关速度)极高,但集成度较低用途:成组构成CPU内部的少量的寄存器。电容器利用电容器的充放电状态表示1个比特;特点:工作频率低于触发器,但集成度较高;用途:计算机的大容量的内存。磁盘利用磁介质表面的磁化状态表示一个比特。光盘利用盘片表面上的微小凹坑表示一个比特。注意:寄存器内存磁盘光盘半导体存储器易失性存储器,断电以后信息丢失。非易失性存储器,可用来长期存储信息。4、存储容量的表示存储容量是存储器的重要指标,存储容量的度量通常要比字节大得多,使用2的幂次作为单位有助于存储器的设计。经常使用的单位有:“千字节”(KB),1KB=210字节=1024B“兆字节”(MB),1MB=220字节=1024KB“吉字节”(GB),1GB=230字节=1024MB(千兆)“太字节”(TB),1TB=240字节=1024GB(兆兆)小结掌握数字化的概念掌握比特的概念掌握比特的运算规则掌握比特的存储技术掌握存储容量的表示随堂练习[填空]数字系统中进行信息处理的最小单位是________。[填空]在计算机的存储器中存储比特时,是以________为基本单位。[单选]bit的运算有三种,它不包括以下哪一个。A.取反B.与C.比较D.逻辑加比特字节C[单选]以下关于计算机采用二进制的原因的说法中正确的是。二进制的灵活性优于十进制二进制的运算性能优于十进制二进制的电路实现易于十进制二进制对人类来说比十进制更自然[多选]bit的存储可采用以下元件。A.电阻B.电容C.电感D.磁铁E.电灯开关F.触发器G.二极管H.充电电池I.小水坑BFC[计算]逻辑变量A、B、C。已知A=10010101B=11010011,若C=A+B,则C=。[计算]逻辑变量A、B、C。已知A=00010101B=11010011,若C=not(AB),则C=。[计算]逻辑变量A、B、C。已知A=00010101B=notA,若C=11101010,问C=B?。1101011111101110不等1.2.2进位计数制十进制数(Decimal)十进制的基数是“10”,使用十个符号0、1、2、3、4、5、6、7、8、9,逢十进一。例如:203.49=2×102+0×101+3×100+4×10-1+9×10-2一般地说,一个十进制数KnKn-1...K1K0.K-1K-2...K-m所代表的实际数值是:S=Kn×10n+Kn-1×10n-1+...+K1×101+K0×100+K-1×10-1+K-2×10-2+…+K-m×10-m个位十位十分之一位百分之一位第n位的权第n位的系数二进制数(Binary)二进制的基数是“2”,使用两个符号0和1,逢二进一:(101.01)2=1×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2=(5.25)10一般地说,一个二进制数S=KnKn-1...K1K0.K-1K-2...K-m所代表的实际数值是:S=Kn×2n+Kn-1×2n-1+…+K1×21+K0×20+K-1×2-1+K-2×2-2+…+K-m×2-m二进制数的运算对二进制数也可以进行算术运算算术运算:两个一位数的加法和减法的基本运算规则是:加法减法00110011+0+1+0+1-0-1-0-1011100110(向高位进1)(向高位借1)两个多位二进制数的加、减法可以从低位到高位按上述规则进行,但必须考虑进位和借位的处理八进制数(Octonary)八进制数使用0、1、2、3、4、5、6、7八个符号,逢八进一。(365.2)8=3×82+6×81+5×80+2×8-1=(245.25)10十六进制数(Hexadecimal)十六进制数使用十六个符号:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F,其中A、B、C、D、E、F分别代表十进制的10、11、12、13、14、15。逢十六进一(F5.4)16=15×161+5×160+4×16-1=(245.25)10为什么要有不同进制?计算机中只使用二进制现实中最常用的是十进制八进制和十六进制是给程序员用的1.二进制数太长,书写、阅读、记忆均不便;•32位二进制数用十六进制书写时,只需8位。2.八进制和十六进制与二进制之间的转换直观、方便。除二进制外,其他进制的数在输入进计算机之前全部被转换成二进制。1.2.3数制之间的转换十进制数与二进制数的转换(1)二进制数=十进制数位权相加法,计算按权展开式的和例如:将11101.1011B转换为十进制数。1×24+1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3+1×2-4=16+8+4+0+1+0.5+0+0.125+0.0625=29.6875(2)十进制整数=二进制整数:除2取余(3)十进制小数=二进制小数:乘2取整例如:将29.6875转换为二进制数。(1)先转换整数部分29292142……172……032……112……10……1.小数点离小数点最近的一位=11101B(2)再转换小数部分0.68750.6875×21.3750×20.375……10.75……0×21.5×20.5……11.00.0……1.小数点离小数点最近的一位=0.1011B•转换表八进制数二进制数八进制数二进制数00004100100151012010611030117111•二进制数转换为八进制数举例:001101001110.110100B→1516.64Q•八进制数转换为二进制数举例:2467.32Q→010100110111.011010B八进制数与二进制数的转换十六进制数与二进制数的转换•转换表十六进制数二进制数十六进制数二进制数0000081000100019100120010A101030011B101140100C110050101D110160110E111070111F1111•二进制数转换为十六进制数举例:001101001110.11001100B→34E.CCH•十六进制数转换为二进制数举例:35A2.CFH→0011010110100010.11001111B十进制二进制十六进制八进制000000010001112001022300113340100445010155601106670111778100081091001911101010A12111011B13121100C14131101D15141110E16151111F17BCD整数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。例如:(43)BCD=01000011(59601)BCD=01011001011000000001小结进制二进制、十进制、八进制、十六进制进制之间的转换二-十转换(系数*权的总合)十-二转换(除二取余、乘二取证)二-八转换(1个8进制位对应3个二进制位)二-十六转换(1个16进制位对应4个二进制位)其他转换BCD数随堂练习[单选](2000)10化成十六进制数是()A(7CD)16B(7D0)16C(7E0)16D(7F0)16[单选]下列数中最大的数是()A(10011001)2B(227)8C(98)16D(152)10下列数中最小的数为()A.(101001)2B.(52)8C.(101001)BCDD.(233)161.2.4二进制数在计算机内的表示计算机中的数值信息分类整数和实数:它们都是用二进制表示的,但表示方法有很大差别。整数的概念整数不使用小数点,或者说小数点始终隐含在个位数的右面整数的分类:不带符号的整数(unsignedinteger),一定是正整数取值范围:8位0~255(28-1),16位0~65535(216-1),32位0~232-1带符号的整数(signedinteger),既可表示正整数,又可表示负整数。无符号整数的表示采用“自然码”表示:取值范围由位数决定:8位:可表示0~255(28-1)范围内的所有正整数16位:可表示0~65535(216-1)范围内的所有正整数n位:可表示0~2n-1范围内的所有正整数。十进制数8位无符号整数00000000010000000120000001030000001140000010050000010125211111100253111111012541111111025511111111······带符号整数的表示(1)符号如何表示?•用最高位表示,“0”表示正号(+),“1”表示负号(-)数值部分如何表示?•(1)原码表示:•整数的绝对值以二进制自然码表示•(2)补码表示:•正整数:绝对值以二进制自然码表示•负整数:绝对值使用补码表示带符号数的表示方法:用1位表示符号,其余用来表示数值部分···符号位数值部分最低位最高位举例:[+43]的8位原码为:00101011[-43]的8位原码为:10101011负数的绝对值如何用补码表示?1.先表示为自然码2.将自然码的每一位

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