《信息科學導論N》PPT課件.ppt

《《信息科學導論N》PPT課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《《信息科學導論N》PPT課件.ppt（47頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

信息科學導論 2020 3 2 2 數(shù)制二進制數(shù)據(jù)表示計算機中的數(shù)據(jù)及編碼 1 2數(shù)字的表示和信息編碼 3 數(shù)制是用一組固定的數(shù)字和一套統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)目的方法 數(shù)制 4 每一種進制都允許使用固定個數(shù)的數(shù)碼 基數(shù) 逢R進一采用位權表示法 進位計數(shù)制 N an 1 rn 1 an 2 rn 2 a0 r0 a 1 r 1 a m r m r進制數(shù)N可表示為 R進制數(shù)用r個基本符號 例如0 1 2 r 1 表示數(shù)值 基數(shù) 位權 數(shù)碼 678 34 6 102 7 101 8 100 3 10 1 4 10 2 5 每個數(shù)碼所表示的數(shù)值等于該數(shù)碼乘以一個與數(shù)碼所在位置相關的常數(shù) 即位權 位權的大小是以基數(shù)為底 數(shù)碼所在位置的序號為指數(shù)的整數(shù)次冪 例如 286 10中 2的位權是102 8的位權是101 6的位權是100 再如 247 8中 2的位權是82 4的位權是81 7的位權是80 數(shù)制中的位權 6 所謂二進制就是以二元邏輯為基礎 用0和1二進制碼組成各種信息進行運算 它確立了現(xiàn)代計算機的邏輯結(jié)構 二進制數(shù)據(jù)表示 7 計算機為什么使用二進制不同數(shù)制數(shù)的表示不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換二進制數(shù)的運算 進位計數(shù)制及不同進制數(shù)的轉(zhuǎn)換 8 可靠性可行性簡易性邏輯性 計算機為什么使用二進制 9 用一排燈表示一個二進制數(shù) 明為數(shù)碼 1 暗為數(shù)碼 0 0101 1010 十進制的 10 十進制的 5 數(shù)的二進制表示 10 二進制加法運算的簡單示例 求C A B 5 7 A B 進位標志 運算規(guī)則 C 0 0 01 0 10 1 11 1 10 A的當前位 B的當前位 進位標志 新進位標志和C的當前位 按4次PageDown演示各位的計算 11 在數(shù)字后加字母B表示二進制數(shù) 加字母O表示八進制數(shù) 加字母D表示十進制數(shù) 加字母H表示十六進制數(shù) 不同數(shù)制數(shù)的表示 12 各進制之間數(shù)值的對應關系 13 任意進制數(shù)轉(zhuǎn)化為十進制十進制數(shù)轉(zhuǎn)化為任意進制數(shù)二進制 八進制 十六進制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)化 不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換 14 任意進制數(shù)轉(zhuǎn)化為十進制數(shù)只要寫出該進制數(shù)的按權展開式 進行乘法和加法運算 得出結(jié)果即可 不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換 15 將十進制數(shù)轉(zhuǎn)化為任意進制數(shù)需對整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進行轉(zhuǎn)化 整數(shù)部分采用 除基數(shù)取余法 即用基數(shù)多次除被轉(zhuǎn)換的十進制數(shù) 直到商為0 每次相除所得的余數(shù) 按逆序排列便是對應的進制數(shù) 小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換采用 乘基數(shù)取整法 即用基數(shù)多次乘被轉(zhuǎn)換的十進制數(shù)的小數(shù)部分 每次相乘后 所得乘積的整數(shù)部分按正序排列就是對應的進制數(shù) 不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換 16 185 10 2 185 10 10111001 2 不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換 17 0 8125 10 2 0 8125 10 0 1101 2 整數(shù) 不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換 18 185 10 8 185 10 271 8 不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換 19 3981 10 16 3981 10 F8D 16 不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換 20 二進制數(shù)轉(zhuǎn)化為八進制數(shù)八進制數(shù)轉(zhuǎn)化為二進制數(shù)二進制數(shù)轉(zhuǎn)化為十六進制數(shù)十六進制數(shù)轉(zhuǎn)化為二進制數(shù) 不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換 21 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進制數(shù) 概括為 三位合一 即 以小數(shù)點為基準 整數(shù)部分從右至左 小數(shù)部分從左至右 每三位一組 不足三位時 整數(shù)部分在高端補齊 小數(shù)部分在低端補齊 然后 把每一組二進制數(shù)用一位相應的八進制數(shù)表示 小數(shù)點位置不變 即得到八進制數(shù) 不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換 22 八進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù) 概括為 一位拆三位 即把一位八進制數(shù)寫成對應的三位二進制數(shù) 然后按權連接即可 不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換 23 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù) 概括為 四位合一 即 以小數(shù)點為基準 整數(shù)部分從右至左 小數(shù)部分從左至右 每四位一組 不足四位時 整數(shù)部分在高端補齊 小數(shù)部分在低端補齊 然后 把每一組二進制數(shù)用一位相應的十六進制數(shù)表示 小數(shù)點位置不變 即得到十六進制數(shù) 不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換 24 十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù) 概括為 一位拆四位 即把一位十六進制數(shù)寫成對應的四位二進制數(shù) 然后按權連接即可 例如 不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換 25 二進制數(shù)的算術運算 二進制數(shù)的加法運算 二進制數(shù)的減法運算 加法運算法則0 0 00 1 1 0 11 1 0 減法運算法則0 0 1 1 01 0 10 1 1 26 二進制數(shù)的乘法運算 二進制數(shù)的除法運算 乘法運算法則0 0 00 1 1 0 01 1 1 除法運算法則0 0 00 1 01 1 1 二進制數(shù)的算術運算 27 二進制數(shù)的邏輯運算 邏輯非運算 邏輯非的真值表 邏輯與運算 邏輯與的真值表 28 邏輯或運算 邏輯或的真值表 二進制數(shù)的邏輯運算 29 邏輯異或運算 邏輯異或的真值表 二進制數(shù)的邏輯運算 30 計算機中的數(shù)據(jù)存儲單位常用的數(shù)據(jù)編碼符號位的表示原碼 反碼和補碼定點數(shù)與浮點數(shù) 計算機中的數(shù)據(jù)及編碼 31 位 bit 度量數(shù)據(jù)的最小單位 字節(jié) Byte 最常用的基本單位 K字節(jié)1KB 1024ByteM 兆 字節(jié)1MB 1024KBG 吉 字節(jié)1GB 1024MBT 太 字節(jié)1TB 1024GB 計算機中的數(shù)據(jù)存儲單位 字 Word 字是位的組合 并作為一個獨立的信息單位處理 1Word nB n為整數(shù) 字長 指參加運算的寄存器所含有的二進制數(shù)的位數(shù) 它代表了機器的精度 32 常用的數(shù)據(jù)編碼 ACSII碼 AmericanStandardCodeforInformationInterchange 128個常用字符 用7位二進制編碼 從0到127控制字符 0 32 127 34個 普通字符 94個 例如 a 字符的編碼為1100001 對應的十進制數(shù)是97 換行0AH10回車0DH13空格20H32 0 9 30H 39H48 57 A Z 41H 5AH65 90 a z 61H 7AH97 122 33 BCD碼由于人們?nèi)粘Ｊ褂玫氖鞘M制 而機器內(nèi)使用的是二進制 所以 需要將十進制表示成二進制碼 BCD碼用十個不同的碼 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 表示0 9的十進制碼 但它的每位是用二進制編碼來表示的 因此稱為二進制編碼的十進制 BinaryCodedDecimal 常用的數(shù)據(jù)編碼 34 漢字編碼 常用的數(shù)據(jù)編碼 漢字編碼處理信息過程 35 漢字輸入碼為方便人工通過鍵盤輸入漢字而設計的代碼稱為漢字輸入碼 又稱漢字外碼 簡稱外碼 漢字輸入編碼方案 音碼類全拼 雙拼 微軟拼音和智能ABC等形碼類五筆字型法 鄭碼輸入法等音形類自然碼輸入法流水碼電信業(yè)中通用的電報碼 漢字編碼 36 2 漢字國標碼 GB2312 80 每個漢字編碼占兩個字節(jié) 該編碼就是國標碼 一級漢字 3755個 二級漢字 3008個 在基本集中 漢字按規(guī)則排成94行 94列 行號稱為區(qū)號 列號稱為位號 區(qū)號 位號 區(qū)位碼 例 中 區(qū)號為54 位號為48 區(qū)位碼為5448 國 區(qū)號為25 位號為90 區(qū)位碼為2590國標碼是將漢字的區(qū)碼和位碼分別用十六進制表示 再加上2020H 例 中 的區(qū)位碼為5448 轉(zhuǎn)換成十六進制為3630H 轉(zhuǎn)換成國標碼為5650H 國 的區(qū)位碼為2590 轉(zhuǎn)換成十六進制為195AH 轉(zhuǎn)換成國標碼為397AH 漢字編碼 37 3 漢字內(nèi)碼漢字在設備或信息處理系統(tǒng)內(nèi)部最基本的表達形式 簡稱機內(nèi)碼 機內(nèi)碼 國標碼 8080H例 漢字國標碼漢字內(nèi)碼中5650HD6D0H國397AHB9FAH 漢字編碼 38 4 漢字字形碼 漢字輸出碼或字模 點陣 漢字字形點陣的代碼有16 16 24 24 32 32 48 48等編碼 存儲方式簡單 無需轉(zhuǎn)換直接輸出 放大后產(chǎn)生的效果差 矢量 存儲的是描述漢字字形的輪廓特征 矢量方式特點正好與點陣相反 漢字編碼 39 Unicode碼另一國際標準 采用雙字節(jié)編碼統(tǒng)一地表示世界上的主要文字 GBK碼GBK新的中文編碼擴展國家標準 2字節(jié)表示一個漢字第一字節(jié)從81H FEH 最高位為1 第二字節(jié)從40H FEH 第二字節(jié)的最高位不一定是1 BIG5編碼臺灣 香港地區(qū)普遍使用的一種繁體漢字的編碼標準 包括440個符號 一級漢字5401個 二級漢字7652個 共計13060個漢字 其他漢字編碼 40 在計算機中數(shù)據(jù)都是采用二進制表示 對于數(shù)的符號 也用 0 或 1 表示 0 表示正 1 表示負 數(shù)的最高位為符號位 在機器內(nèi)存放的正負號符號化的數(shù)稱為機器數(shù) 把機器外存放的由正負號表示的數(shù)稱作真值 符號位的表示 41 機器數(shù)在運算時必須考慮符號位的處理 在機器中有三種表示數(shù)的方法 原碼 原碼的最高位為符號位 數(shù)值部分為原數(shù)的絕對值 反碼 正數(shù)的反碼和原碼相同 負數(shù)的反碼是對其原碼除符號位外的部分求反 補碼 正數(shù)的補碼和原碼相同 負數(shù)的補碼是在其反碼的最后一位上加1 原碼 反碼和補碼 42 3 補碼 原碼 反碼和補碼 假定一個數(shù)在機器中占用8位 1 原碼 43 原碼 反碼和補碼 44 定點表示法與定點數(shù)約定小數(shù)點隱含地固定在某一位置不變 這種表示方法稱為定點表示法 用定點表示法表示的數(shù)叫定點數(shù) 小數(shù)點的位置一般在程序中約定 定點數(shù)根據(jù)其字長的不同來確定所表示數(shù)的范圍 如32位字長的數(shù)所能表示的數(shù)的范圍為 231 231 1 定點數(shù)與浮點數(shù) 45 定點數(shù)與浮點數(shù) 46 浮點表示法與浮點數(shù)小數(shù)點的位置可以改變的數(shù)的表示法稱作浮點表示法 用浮點表示法所表示的數(shù)稱為浮點數(shù) 它類似于科學計數(shù)法 如1234 56可以表示為104 0 123456 0 0004567可以表示為10 3 0 4567 浮點表示法的一般形式為 N 2E M其中E和M都是帶符號的數(shù) E為階碼 M為尾數(shù) 浮點數(shù)根據(jù)階碼所占位數(shù)確定所表示數(shù)的范圍 根據(jù)尾數(shù)所占位數(shù)確定被表示數(shù)的精度 定點數(shù)與浮點數(shù) 47 例 110 011 B 1 10011 2 10 0 110011 2 11 N 尾符 尾數(shù) 2階符 階碼尾數(shù)的位數(shù)決定數(shù)的精度階碼的位數(shù)決定數(shù)的范圍 規(guī)格化的形式 尾數(shù)的絕對值大于等于0 1并且小于1 從而唯一地規(guī)定了小數(shù)點的位置 定點整數(shù) 定點小數(shù) 定點數(shù)與浮點數(shù)