北京大学文科计算机--常宝宝

计算机中的信息表示常宝宝北京大学信息技术学院[e-mail]参考书籍计算机文化基础（第4版）李秀等清华大学出版社《计算机文化》(英文版)JuneJamrichParsons,DanOja机械工业出版社成绩评定平时成绩和上机实习(40分)平时成绩未达24分者不能参加期末考试期末考试(60分)期末考试成绩未达30分者以未通过计分助教：李昊、王媛媛和浦甲列上机时间：周三11-12节上机地点：计算中心4、5、6号机房基本内容(1)计算机基础知识(2)Windows操作系统(3)Windows平台下的常用应用软件文字处理软件Word电子表格软件Excel演示文稿制作软件PowerPoint信息表示计算机可以用来进行科学计算计算机可以用来进行文字处理计算机可以用来处理图像——在计算机内部，数值、文字、图像、声音如何表示？数制的概念、计算机科学中常见的数制数制用一组固定的数字(数码符号)和一套统一的规则来表示数值的方法。十进制数：0123456789逢十进一二进制数：01逢二进一八进制数：01234567逢八进一十六进制数：0123456789ABCDEF逢十六进一基数：一种数制中使用的数字的个数。十进制数的基数是十二进制数的基数是二八进制数的基数是八十六进制数的基数是十六数制的概念、计算机科学中常见的数制数位：在一种数制中，数字在一个数中所处的位置称为数位。十进制数中：个位、十位、百位、千位等。权：和数制中的数位相对应，代表该数位上一个单位所代表的数值的大小。十进制数中：100101102…二进制数中：202122…八进制数中：808182…十六进制：160161162…数制之间的转换二进制十进制二进制十六进制二进制八进制十六进制十进制二进制数十进制数把二进制转换成10进制例子911281606421212021212021101101101234562)(001111201122...22)...(bbbbbbbbnnnnnn十进制数二进制数除余法把所要转换的十进制数除以2求余数，余数即为相应二进制数的最低位，然后对商继续除2，求的余数为相应二进制数的次低位，如此继续，直到所得到的商小于2，而此时的商就是相应二进制数的最高位。例子1392(1692(1342(0172(182(042(022(0110001011二进制八进制二进制十六进制二进制八进制每三位二进制对应一个八进制数(10001011)2(213)8二进制十六进制每四位二进制数对应一个二进制数(10001011)2(8B)16只须记住八进制数、十六进制数中每个数码符号对应的二进制数即可成功转换。十六进制十进制参考二进制和十进制的转换方法十六进制十进制按照权展开(8B)16=8×161+B×160=8×161+11×160=139十进制十六进制除余法（不过除数是16）139除以16，商是8，余数是11(B)，得到8B计算机中采用的数制——二进制数在计算机中，无论是指令，还是数值或非数值数据(文字、图像等)都是用二进制数来表示的，也就是用0和1来表示。(注意计算机中并不采用十六进制、八进制)为什么采用二进制数二进制数容易用物理器件实现。两个物理状态就可以分别代表0和1。二进制数具有良好的可靠性。因为只有两个物理状态，数据传输和运算过程中，不会因为干扰而发生错误。二进制运算法则简单。例如在二进制加法中，只需要考虑三种情况。二进制中使用的1和0，可分别用来代表逻辑运算中的“真”和“假”，可以很方便地实现逻辑运算。数据在计算机中的组织位(bit)：计算机中存储信息的最小单位。对应一个二进制位，可以是1或者是0字节(byte):8个二进制位构成一个字节。字节常用来衡量计算机的存储容量。通常210个字节称为1K字节，记做1KB。220(即210K)个字节称为1M字节，记做1MB230(即210M)个字节称为1G字节，记做1GB240(即210G)个字节称为1T字节，记做1TB例如：一台计算机的内存容量为512MB数据在计算机中的组织字(word)，计算机中若干个字节组成一个字。CPU中一次操作或总线上一次传输的数据单位。(和机器有关)字长(wordsize)是计算机的一个很重要的区别性特征，一个字所包含的二进制位数。例如：字长是64的计算机，一次操作总线上可以传送64个二进制位在计算机中表示整数000000000000000011000000102000000113000001004000001015000001106000001117……01100100100011001011010110011010201100111103……字节、字和表数范围如果用一个字节来表示无符号整数，可以表示的数的范围是多少？如果用一个字来表示无符号整数，可以表示的数的范围是多少？如何计算？如果用无符号整数来描述计算机的表数范围的话，字长为N的计算机表数范围应为0~2N-1象对十进制可以进行算术运算一样，同样可以定义二进制的算术运算：例如加法0＋0＝00＋1＝11＋0＝11＋1＝10(进位)二进制的算术运算001110011100＋二进制的逻辑运算逻辑“与”(AND)0AND000AND101AND001AND11001110010001AND二进制逻辑运算逻辑“或”(OR)0OR000OR111OR011OR11001110011011OR二进制的逻辑运算逻辑“非”(NOT)NOT01NOT10NOT10110100计算机中有符号数的表示—原码在计算机中，负数如何表示？比如：-78原码表示法：专门用一位来表示符号，用0代表正数，1代表负数，例如：＋78＝01001110－78＝11001110缺点：运算时必须区别对待符号位和数字位，0有两种表示法。计算机中有符号数的表示—补码补码表示法在补码表示法中，最高位也是符号位，正数和0的高位是0，负数的高位是1，一个采用补码表示的二进制数实际代表的数为：11111111＝－1如何得到一个负数的补码表示？（逻辑非＋1）0121...aaaann201122niiinnaa补码表示法•用补码表示二进制数（以4位数为例）＋70111＋60110＋50101＋40100＋30011＋20010＋10001000001000－81001－71010－61011－51100－41101－31110－21111－1补码表示法在补码表示中，只有一个0的表示。运算时，符号位不用区别对待，直接参与运算。如何做补码加法？补码减法？知道一个补码二进制数,如何求其相反数?(逻辑非、+1)文字和符号在计算机中的表示‘A’、’B’…’中’这些文字和符号在计算机中如何表示计算机中文字和符号通常用编码的方式来表示。例如用编号65表示字母‘A’(41H,1000001)用D6D0表示汉字“中”编码标准西文字符的编码标准ASCII(美国标准信息交换码)规定了常用的数字、字符的编码。标准ASCII码是7位二进制编码，所以最多可以表示128个字符。每个字符可以用一个字节表示，字节的最高位为0。ASCII码中的符号可以分成两类：控制字符和显示字符显示字符：范围为32~126，指那些能从键盘输入、显示器上显示或打印机上打印的字符控制字符：范围是0~31，主要用来控制输入、输出设备。ASCII码表控制字符显示字符ASCII码表的扩展ASCII码表中并没有列出所有人们希望处理的符号，比如德文中有字母ä就不在ASCII码的范围之内。扩展的ASCII码使用8位二进制编码，可以表示256个字符。其中0~127编码和标准ASCII一样，在编码范围128~255内，又增加了一些其它的字符，如特殊的德文字母和法文字母。例子句子“Hello,World!”在计算机中如何表示？01001000011001010110110001101100011011110010110000100000010101110110111101110010011011000110010000100001汉字的编码ASCII编码很好地解决了英文等语言的字符问题，但是对汉语却没有解决。对于汉字而言，8位或者7位的编码空间远远不能解决问题，因为汉字有上万个，常用的也有几千个，128个或256个编码不够因此在计算机中表示汉字，要采用另外的编码方案汉字的编码不同的汉语地区提出了不同的编码方案，中国大陆使用GB或GBK编码、港台使用BIG-5码，也还存在其他编码对于汉字通常使用16位编码，即两个字节的编码GB码简介国标码(GB)是指我国公布的国家标准《信息交换用汉字编码字符集－基本集》，其中包含了6763个汉字，并分作两级，一级为常用字，含3755个，二级为3008个。一级按照拼音排序，二级则按照部首排序。一个汉字的国标码由两个部分组成，分别是该汉字的区号和位号。GB码规定共有94个区，每个区中有94个位。GB码的机内表示－机内码汉字GB码要和ASCII码一同使用会有冲突问题，解决的办法是高位置1已知一个字的区位码，将区码和位码分别加A0(10100000)就得到汉字机内编码，一般称为机内码或内码。“计算机基础”在机器内部表示为：10111100110001101100101111100011101110111111101010111011111110011011010010100001图像在计算机中的表示一幅图片可以被看作是若干个点（象素）组成。数字图像的大小可用“水平像素＊垂直像素”来表示的。每一个像素在计算机中用若干二进制位来表示。例如，一个像素若用8位二进制数表示，则可以表示出256种黑白灰度或256种色彩。如果一个像素用24位二进制表示，则可以表现出1677万种颜色，一般称为真彩色。课后作业阅读《计算机文化基础》第7～13页有关内容。把10进制数98分别转换成二进制、十六进制。把下面的数转换成10进制(10101010)2、(2BF1)16设字长为8，－16的补码表示是多少？什么是二进制的逻辑运算？举例说明西文和汉字在计算机中是如何表示的？字节、位以及字的概念以及它们之间的关系如何？