1、第一章 计算机导述1.1 计算机基础 以计算机技术为基础的高新技术的广泛应用,对人类社会的生产方式、工作方式、生活方式和学习方式都产生了及其深刻的影响。把人类带入信息化时代。1.1.发展历程：发展历程：(基本电子元件为发展标志基本电子元件为发展标志)1946年2月14日,世界首台电子数字计算机诞生于美国宾州大学:(5000次/s、不能存程序、能存20个10位自然数),冯.诺依曼参观后提出了思想,确立了现代计算机(冯.诺依曼)体系结构。现代电子计算机先驱，美籍匈牙利数学家冯诺依曼，1903-1957，1903年12月28日出生于布达佩斯。该机的特征该机的特征 占地面积为170平方米 运算速度为每
2、秒5000次 18000 多个电子管 10000多个电容器 7000个电阻 1500多 个继电器 耗电150千瓦 重量达30吨 不能存储程序！不能存储程序！美国宾夕法尼亚大学莫尔电器工程学院研制的ENIAC主要研制人：莫奇莱和艾克特 2 2、微型计算机发展、微型计算机发展:1971 1971年美国年美国IBMIBM推出开放式推出开放式PCPC微机。微机硬件由微机。微机硬件由运算器运算器/控制器控制器/存存储器储器/输入输出设备输入输出设备5 5部分组成。部分组成。CPUCPU生产商生产商:Intel/AMD/Cyrix/(:Intel/AMD/Cyrix/(诺基亚诺基亚/Motorola/Mo
3、torola/苹果苹果)1971:Intel 1971:Intel设计出设计出CPU4004,CPU4004,字长字长4 4位位 1976:1976:苹果生产出苹果生产出Apple2Apple2 1978:Intel8086CPU(16 1978:Intel8086CPU(16位总线位总线)1981:IBM-PC)1981:IBM-PC面世面世,进入进入PCPC新纪元新纪元 1982:286CPU(6M-20Mhz)1985:321982:286CPU(6M-20Mhz)1985:32位位386CPU 1989:486(25M-100Mhz)386CPU 1989:486(25M-100Mhz
4、)1993:Intel 1993:Intel奔腾奔腾CPU-Pro-Pmmx-PII-PIII-P4(2000CPU-Pro-Pmmx-PII-PIII-P4(2000年年)2005:64 2005:64位双核位双核CPU(AMDCPU(AMD公司领先公司领先)、多核、多核CPUCPU、2012:Intel2012:Intel酷睿酷睿3 3代多核代多核CPUCPU3.3.发展趋势发展趋势:多极化多极化(巨巨/大大/中中/小小/微型微型)网络化网络化 智能化智能化 多媒体多媒体 未来计算机未来计算机:量子计算机量子计算机 神经网络计算机神经网络计算机 生化计算机生化计算机 光计算机光计算机4.4
5、.计算机的特点计算机的特点:1.1.超强记忆超强记忆 /存储程序控制存储程序控制 2.2.强大数据处理能力强大数据处理能力 3.3.自动运行自动运行 /自动控制自动控制 4.4.极高的运算速度极高的运算速度/精度精度 /判断力判断力 微型计算机诞生于70年代,其发展已经历了20多年的 历史.80年代初,IBM公司推出了命名为IBM PC 的微型 计算机“个人计算机”或“个人电脑”.2010年9月2日 在天津滨海新区的国家超级计算天津中心，我国首台千万亿次千万亿次超级计算机系统“天河天河一号一号”（国防科大研制）的13排计算机计算机柜已全部安装到位，计划从9月开始进行系统调试与测试，并分步提交用
6、户使用。5.5.计算机的应用领域计算机的应用领域:1.科学计算：科学计算：2.信息管理：目前是最多信息管理：目前是最多,占总应用占总应用70%。3.过程控制过程控制/检测检测:4.计算机辅助计算机辅助:CAD CAM CAT CAI 游戏游戏 5.网络通信网络通信:网上发布网上发布/共享信息共享信息/硬件资源硬件资源/信息交换信息交换 6.电子商务电子商务EC:网上网上/远程终端进行远程终端进行-订单订单/交易交易/支付支付/银行银行/订票订票/登机登机 7.电子政府电子政府:E-government电子政务电子政务6.6.计算机的分类计算机的分类:(有有3 3种分类方式种分类方式)按计算规模
7、分按计算规模分:巨型巨型 大型大型 中型中型 小型小型 工作站工作站 微型机微型机 笔记本电脑笔记本电脑 按数据类型分按数据类型分:模拟量计算机模拟量计算机 数字式计算机数字式计算机 按用途分：按用途分：通用型计算机通用型计算机 专用型计算机专用型计算机7.计算机系统组成：计算机系统组成：=硬件系统硬件系统+软件系统软件系统 硬件系统硬件系统:中央处理器中央处理器CPU、存储器、输入设备、输出设备、存储器、输入设备、输出设备 软件系统软件系统:系统软件系统软件(OS+DBMS+编程语言编程语言)、应用软件、应用软件(OA软件软件/游戏游戏/)计计算算机机系系统统硬件硬件系统系统软件软件系统系统
8、中央处理器中央处理器存存 储储 器器输入设备输入设备输出设备输出设备运算器运算器控制器控制器内存内存/主存主存外存外存/辅存辅存R O MR M硬盘硬盘软盘软盘光盘光盘键盘 鼠标 驱动器 扫描仪 话筒 摄像头 数码相机DOS Windows Unix Linix应用软件应用软件系统软件系统软件操 作 系 统编 译 系 统诊 断 系 统系统程序库Basic VB VC Delphi VF PB 办公软件游戏/学习软件工具软件辅助设计软件8.8.计算机系统的组成计算机系统的组成:显示器 打印机 绘图仪U盘盘1.2 计算机硬件系统 1 1、计算机系统的硬件组成、计算机系统的硬件组成总线总线(Bus)
9、是连接微机系统是连接微机系统中各部件的一簇公共信号中各部件的一簇公共信号线，它们构成了微机各部线，它们构成了微机各部件之间相互传送信息的公件之间相互传送信息的公用通道。用通道。有有3 3种种:AB,DB,CB:AB,DB,CB。(其它其它:SATA/AGP/PCI/IDE/ISA)2、微机系统总线结构：、微机系统总线结构：3、微型计算机的硬件配置：机箱内部图机箱机箱4、微机主板 CPU内存条内存条硬盘硬盘光驱光驱显卡显卡声卡声卡网卡网卡一、中央处理器一、中央处理器(CPU)(CPU)组成：组成：运算器运算器运算器由算术逻辑单元、暂存寄存器、累加寄存器运算器由算术逻辑单元、暂存寄存器、累加寄存器
10、 和通用寄存器等部件构成。和通用寄存器等部件构成。主要功能：完成各种算术运算和逻辑运算。主要功能：完成各种算术运算和逻辑运算。控制器控制器控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器以控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器以 及时序信号发生器等构成。及时序信号发生器等构成。主要功能：读取并分析指令主要功能：读取并分析指令,做出相应控制做出相应控制,使计算机各部分协使计算机各部分协同动作同动作,以完成计算机的各种操作。是统一指挥和控制计算机各以完成计算机的各种操作。是统一指挥和控制计算机各部件进行工作的部件进行工作的“神经中枢神经中枢”二、存储器：二、存储器：这是计算机的记忆部件，用于存放程序
11、、原始数据、中间结这是计算机的记忆部件，用于存放程序、原始数据、中间结果以及最后信息。果以及最后信息。分为：内存和外存。硬盘分为：内存和外存。硬盘/光盘光盘/U/U盘属外存。盘属外存。外存慢但便宜外存慢但便宜,不怕停电；内存快但贵不怕停电；内存快但贵,断电信息就丢失断电信息就丢失三、输入设备：三、输入设备：是用于将外面的信息送入计算机中的装置。如是用于将外面的信息送入计算机中的装置。如键盘；鼠标器。键盘；鼠标器。四、输出设备：四、输出设备：是用于将计算机中的数据信息传送到外部介质上的装置。有是用于将计算机中的数据信息传送到外部介质上的装置。有显示器；打印机。显示器；打印机。5.关于信息技术的几
12、个重要术语位位(Bit)：1 1位二进制信息称为位二进制信息称为1 1位，位是二进制数的基本单位。位，位是二进制数的基本单位。字节字节(Byte)：8 8位二进制信息称为一个字节。位二进制信息称为一个字节。字字(Word)：作为一个整体被传送和运算的一串二进制数称为作为一个整体被传送和运算的一串二进制数称为一个字。一个字。字长字长：一个字所包含的二进制位数称为字长。字长一般是字：一个字所包含的二进制位数称为字长。字长一般是字节的整数倍，如节的整数倍，如8 8位、位、1616位、位、3232位、位、6464位等。字长和位等。字长和ALUALU、累加器和通用寄存器的长度一致。累加器和通用寄存器的长
13、度一致。主频主频(Hz)：CPUCPU主频是主频是CPUCPU工作的时钟频率，是工作的时钟频率，是CPUCPU速度的主要速度的主要参数。一般是与参数。一般是与CPUCPU型号标在一起的。电脑稳定运行时，主型号标在一起的。电脑稳定运行时，主频越高则工作节拍越快，速度也就越快。频越高则工作节拍越快，速度也就越快。（1）字长）字长 （2）时钟频率（主频）时钟频率（主频）（3）运算速度）运算速度 （4）内存容量）内存容量 （5）外存容量）外存容量 （6）可靠性、可维护性、性能价格比）可靠性、可维护性、性能价格比 （7）计算机网络通信）计算机网络通信 （8）娱乐和游戏）娱乐和游戏微型计算机的主要技术指标
14、微型计算机的主要技术指标1.3 计算机软件系统 系系统统软软件件操作系统：如操作系统：如DOS、Windows、UNIX/Linux、OS/2等等程序设计语言：程序设计语言：如汇编语言、如汇编语言、BASIC、VC/VB、Delphi、C#网络软件、数据库管理系统网络软件、数据库管理系统(如如VisualFoxPro、Oracle)系统服务程序系统服务程序(如诊断程序等如诊断程序等)应应用用软软件件信息信息管理软件管理软件(如工资管理软件、人事管理软件等如工资管理软件、人事管理软件等)科学计算程序：科学计算程序：(如天气预报如天气预报)文字文字/表格处理软件表格处理软件:(如如WPS、Offi
15、ce、Word、Excel等等)图形与图像处理软件图形与图像处理软件(Photoshop、3DMax等等)辅助设计软件辅助设计软件(如如CAD、CAM、CAI、CAT等等)软件系统软件系统1.程序与指令系统计算机软件系统计算机软件系统指在计算机硬件设备上运行的程序及相关的指在计算机硬件设备上运行的程序及相关的文档和数据文档和数据 计算机程序计算机程序是指是指“为了得到某种结果而由计算机执行的代码为了得到某种结果而由计算机执行的代码化指令序列化指令序列”。计算机的指令系统计算机的指令系统通常包括几十到几百条指令。通常包括几十到几百条指令。计算机是一种以二进制方式工作的电子设备。计算机所能完计算机
16、是一种以二进制方式工作的电子设备。计算机所能完成的每个动作对应于一组二进制编码，称为成的每个动作对应于一组二进制编码，称为指令指令。一台计算机所能执行的全部指令的集合称为一台计算机所能执行的全部指令的集合称为指令系统指令系统。一条指令通常包括一条指令通常包括操作码操作码和和操作数操作数两部分。两部分。操作码表明要进行什么操作；操作数表明如何取得操作数据。操作码表明要进行什么操作；操作数表明如何取得操作数据。2.操作系统系统软件系统软件是为整个计算机系统配置的、不依赖于特定应用领域是为整个计算机系统配置的、不依赖于特定应用领域的通用软件，用来管理计算机的硬件和软件资源。的通用软件，用来管理计算机
17、的硬件和软件资源。操作系统操作系统(Operation System,简写OS)是直接运行在是直接运行在“裸机裸机”上的上的最基本的系统软件，其他软件都须在操作系统支持下才能运最基本的系统软件，其他软件都须在操作系统支持下才能运行。行。计算机硬件操作系统系统工具应用软件应用开发人员应用用户操作系统开发人员操作系统的主要功能操作系统的主要功能：1.进程管理：即处理机管理。在多用户、多任务的环境下，主要进程管理：即处理机管理。在多用户、多任务的环境下，主要解决对解决对CPUCPU进行资源的分配调度，有效地组织多个作业同时运行。进行资源的分配调度，有效地组织多个作业同时运行。2.2.存储管理：主要管
18、理内存资源，为程序的运行分配合理内存空存储管理：主要管理内存资源，为程序的运行分配合理内存空间。间。3.3.文件管理：支持文件存储、检索和修改等操作，解决文件的共文件管理：支持文件存储、检索和修改等操作，解决文件的共享、保密与保护。享、保密与保护。4.4.设备管理：负责外部设备的分配、启动和故障处理，方便使用设备管理：负责外部设备的分配、启动和故障处理，方便使用外设。外设。5.5.作业管理：使用户能有效地组织自己的工作流程。作业管理：使用户能有效地组织自己的工作流程。3.语言处理程序、程序设计语言程程序序设设计计语语言言Web语言语言：Java、J+、HTML、XML。机器语言：由机器语言：由
19、0和和1组成的二进制代码序列，计算机可直接执行。组成的二进制代码序列，计算机可直接执行。汇编语言汇编语言：将二进制形式的机器指令代码序列用符号将二进制形式的机器指令代码序列用符号(助记符助记符)表示。表示。高级语言高级语言面向对象：面向对象：C+、Visual BASIC、Visual FoxPro面向过程：面向过程：BASIC、PASCAL、FORTRAN、C机器语言程序示意：0110011101011001 1101010010100101 0011101100101110 0011010111100111 .汇编程序例子：汇编程序例子：MAIN:MOV SP,#30H MOV PSW,#
20、00H MOV MEMA,SHOUR MOV MEMB,SMIN ACALL TLED ACALL DISPLAY MOV P0,#0FFH MOV P1,#0FFH AJMP MAINBASIC程序例子程序例子:10 R=2.3 20 PI=3.1415926 30 C=PI*R*2 40 PRINT C 50 C=C+1 60 PRINT C 70 ENDC语言程序例子：语言程序例子：#includeMain()int r;float c;c=3.1415926*r*2 printf(“c=%fn”,c);FORTRAN语言语言：又叫公式翻译语言：又叫公式翻译语言。广泛应用于。广泛应用于科
21、学计算和工程设计方面。科学计算和工程设计方面。FORTRAN程序例子：PROGRAM AA PI=3.1415926 R=3 C=PI*R*2 PRINT*,C=,CEND COBOL语言语言:COBOL是是“通用面向商业语言通用面向商业语言”的英文的英文缩写缩写。主要用于商业数据处理的高级程序设计语言，。主要用于商业数据处理的高级程序设计语言，适用于编写各种商务管理程序。适用于编写各种商务管理程序。COBOL程序例子：程序例子：IDENTIFICATION DIVISION.ENVIRONMENT DIVISION.DATA DIVISION.PROCEDURE DIVISION.000-M
22、AIN.DISPLAY“HELLO WORLD!.STOP RUN.解释过程解释过程解释程解释程序序运行结果运行结果源程序源程序编译过程编译过程 编辑编辑编译编译连接连接运行结果运行结果源程序源程序目标程序目标程序可执行程序可执行程序在解释方式下在解释方式下源程序由解释程序边源程序由解释程序边“解释解释”边执行，不生成目标程边执行，不生成目标程序，如上序，如上左左图所示图所示源程序必须经过编译程序的编译处理来产生相应的目源程序必须经过编译程序的编译处理来产生相应的目标程序，然后再通过连接和装配生成可执行程序标程序，然后再通过连接和装配生成可执行程序编译过程如上右图编译过程如上右图所示所示4.计
23、算机工作原理 计算机的所有动作和处理过程都是由人用程序事先设定的，让它以“存储程序控制存储程序控制”方式进行工作。当需要计算机解决某个问题时，就必须先把解决这个问题的方法分解成一系列计算机所能完成的简单操作，并以指令的形式通知计算机。这些完成特定功能的指令序列，就称为程序程序。事先编制程序；事先编制程序；将程序（包括数据和指令序列）装入存储器（内存）；将程序（包括数据和指令序列）装入存储器（内存）；CPUCPU中控制器和运算器按照存储器中程序的指挥，自动控制协中控制器和运算器按照存储器中程序的指挥，自动控制协调完成任务。调完成任务。以上要点体现了计算机最基本的以上要点体现了计算机最基本的“存储
24、程序控制存储程序控制”的工作原理。的工作原理。根据此原理，计算机的解题过程就是不断调用事先存储在计算机根据此原理，计算机的解题过程就是不断调用事先存储在计算机中的指令和数据，不断执行一系列基本操作的过程中的指令和数据，不断执行一系列基本操作的过程第二章第二章 计算机信息技术基础计算机信息技术基础2.1 计算机与进位记数制2.2计算机中的数据编码2.1 进位计数制进位计数制 了解什么是进位计数制；掌握二进制了解什么是进位计数制；掌握二进制、八进制、八进制、十六进制等计数制的概念及其之间的转换方法。十六进制等计数制的概念及其之间的转换方法。一、常用的进位计数制一、常用的进位计数制计数制计数制 是指
25、用一组特定的符号和统一的规则来表示数值是指用一组特定的符号和统一的规则来表示数值 的方的方 法。法。进位计数制进位计数制 把一组特定的符号按先后顺序排列起来，把一组特定的符号按先后顺序排列起来，由低位向高位进位计数的方法。由低位向高位进位计数的方法。日常生活中：十进制日常生活中：十进制计算机领域：二进制、八进制、十六进制计算机领域：二进制、八进制、十六进制4个基本要素：个基本要素：数码数码基数基数数位数位位权位权数码数码 某种进位计数制中一组用来表示数值的符号。某种进位计数制中一组用来表示数值的符号。例如：十进制的数码是例如：十进制的数码是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。二进制的数码是
26、二进制的数码是0和和1。基数基数 某种进位计数制中，所有能使用的数码的个数。某种进位计数制中，所有能使用的数码的个数。例如：十进制的基数是例如：十进制的基数是10。二进制的基数是。二进制的基数是2。数位数位 数码在一个数中所处的位置。数码在一个数中所处的位置。例如：十进制数的个位、十位、百位等等。例如：十进制数的个位、十位、百位等等。位权位权 是指在某种进位计数制中，每个数位上的数是指在某种进位计数制中，每个数位上的数 码所代表的数值的大小，它是以基数为底的幂。码所代表的数值的大小，它是以基数为底的幂。例如例如：十进制数十进制数 710281016100510-1410-287.654+（K）
27、R=Kn-1Rn-1Kn-2Rn-2K1R1 K0R0 K-1R-1 K-2 R-2 K-mR-m 实际上，任何一个数（无论什么进制）的值都可以用实际上，任何一个数（无论什么进制）的值都可以用位位权展开式（按权展开式）权展开式（按权展开式）来表示，位权展开式又称为来表示，位权展开式又称为“乘权乘权求和求和”。一般的，一个有一般的，一个有n位整数、位整数、m位小数的位小数的R进制数进制数K，写成，写成Kn-1Kn-2.K1K0.K-1K-2.K-m其位权展开式为：其位权展开式为：二进制数二进制数1011.01的按权展开式为：的按权展开式为：例如：十进制数例如：十进制数3014.65的按权展开式为
28、的按权展开式为：3014.65 =310+0102+1101+4100+610-1+510-2（1011.01）2 =123 022 121 120 02-1 12-21、二进制二进制 只有两个数码：只有两个数码：0和和1，基数为，基数为2，进位法则是逢二进，进位法则是逢二进一，借一当二。一，借一当二。0+0=0 0+1=1 1+1=1 0 1+11 0 1 0 1 1+1 1 1 1 0 0 1 1 1010010 11 二进制各数位的权是基数二进制各数位的权是基数2的幂次。二进制数整数部分的幂次。二进制数整数部分的位权从最低位开始依次是的位权从最低位开始依次是20，21，22，23，24，
29、.，小数，小数部分的位权从最高位开始依次是部分的位权从最高位开始依次是2-1，2-2，2-3，2-4，.例如：二进制数例如：二进制数（1011.01）2可以写成如下按权展开式：可以写成如下按权展开式：（1011.01）2 =12302212112002-112-2也可用大写字母也可用大写字母 B（Binary）表示！）表示！计算机内部采用二进制！计算机内部采用二进制！主要原因如下：主要原因如下：1）、容易用器件实现）、容易用器件实现 很容易找到有很容易找到有2种稳定状态的器件，分别表示种稳定状态的器件，分别表示“0”和和“1”。2）、运算规则简单：）、运算规则简单：0+0=0 0+1=1 1+
30、1=10 00=0 01=0 11=1 可以简化逻辑电路的设计。可以简化逻辑电路的设计。3）、适合逻辑运算）、适合逻辑运算 逻辑代数是逻辑运算的理论基础，而逻辑代数是逻辑运算的理论基础，而“0”和和“1”刚好和刚好和逻辑代数中的逻辑代数中的“false”和和“true”相对应。相对应。（23）=（32）=falsetrue几个常用的二进制数：几个常用的二进制数：111=1000 1 12 3 -1=71111=10000 1 按权展开为按权展开为1111111=10000000 1 按权展开为按权展开为12 4 -1=15按权展开为按权展开为12 7 -1=12711111111=100000
31、000 1 按权展开为按权展开为12 8 -1=255.2 2、八进制八进制 有有8 8个基本数码：个基本数码：0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7，基数为，基数为8 8，进位法则是逢八进一，借一当八。进位法则是逢八进一，借一当八。八进制各数位的权是基数八进制各数位的权是基数8 8的幂次。的幂次。例如例如：八进制数（八进制数（2317.06）8，按权相加展开式为：，按权相加展开式为：（2317.062317.06）8 8=2=28381878008-168-2也可用大写字母也可用大写字母 O（Octonary）表示！）表示！3 3、十六进制十六进制 有十六个基本数码：
32、有十六个基本数码：0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9、A A、B B、C C、D D、E E、F F，基数为，基数为1616，进位法则是逢十六，进位法则是逢十六进一，借一当十六。数码进一，借一当十六。数码A AF F分别对应表达十进制数的分别对应表达十进制数的10101515。十六进制各数位的权是基数十六进制各数位的权是基数1616的幂次。的幂次。例例如如：十六进制数（十六进制数（58AF.9）16，按权展开式为：，按权展开式为：（58AF.9）16 =516816101615160916-1也可用大写字母也可用大写字母 H（Hexadecimal）
33、表示！）表示！二、不同进位计数制之间的转换二、不同进位计数制之间的转换1 1、二、八、十六进制数转换到十进制数二、八、十六进制数转换到十进制数方法：方法：二、八、十六进制数转换到十进制数只需按相二、八、十六进制数转换到十进制数只需按相应进位计数制的位权展开式进行乘权求和，得到的结应进位计数制的位权展开式进行乘权求和，得到的结果即为相应的十进制数。果即为相应的十进制数。日常生活中习惯使用十进制数，而计算机内部使用日常生活中习惯使用十进制数，而计算机内部使用二进制进行运算，由于二进制数位数很多，在书写编程二进制进行运算，由于二进制数位数很多，在书写编程时我们又习惯使用八进制或十六进制，因此必然产生
34、不时我们又习惯使用八进制或十六进制，因此必然产生不同进位计数制之间的相互转换问题。同进位计数制之间的相互转换问题。例例2：例例3：例例 1：（1011.01）2 =123+022+121+120+02-1+12-2=11.25（2013）8 =283+082+181+380=1024+0+8+3=1035（1AF.4）16 =1162+10161+15160+416-1=256+160+15+0.25=431.252 2、十进制数转换到二、八、十六进制数十进制数转换到二、八、十六进制数（1）十进制数转换成二进制数，整数部分和小数部分）十进制数转换成二进制数，整数部分和小数部分 分开处理。分开处
35、理。对整数部分是一个连续除对整数部分是一个连续除2 2的过程：把要转换的数，除以的过程：把要转换的数，除以2 2，得到商和余数，将商继续除以得到商和余数，将商继续除以2 2，.直到商为直到商为0 0。最后将所有。最后将所有余数倒序排列，得到的数就是转换结果。余数倒序排列，得到的数就是转换结果。除基取余法除基取余法 对小数部分是一个连续乘对小数部分是一个连续乘2 2的过程：把要转换的数，乘以的过程：把要转换的数，乘以2 2，取整数，再对小数部分继续乘以取整数，再对小数部分继续乘以2 2，.直到小数部分为直到小数部分为0 0或取得或取得要求的小数位数为止。要求的小数位数为止。乘基取整法乘基取整法例
36、例4 4：把十进制数：把十进制数125.37125.37转换为二进制数。转换为二进制数。对整数部分对整数部分125：1252.1 622.02 31.1215.127.132.121.10倒倒 排排于是：于是：125=（1 1 1 1 1 0 1）2被除数被除数除数除数余数余数 对于小数部分对于小数部分0.37 0.37：于是：于是：0.370.37（0.0101110.010111）20.37 2 =0.74 取整数取整数 0 0.74 2 =1.48 取整数取整数 1 0.48 2 =0.96 取整数取整数 0 0.96 2 =1.92 取整数取整数 10.92 2 =1.84 取整数取整
37、数 10.84 2 =1.68 取整数取整数 1顺顺 排排综合两部分，得到转换结果：综合两部分，得到转换结果：125.37（1111101.010111）2十进制整数十进制整数二进制数，能不能不用除基取余法？二进制数，能不能不用除基取余法？拼凑法拼凑法92 =126+025+124+123+122+021+020=（1 0 1 1 1 0 0）264+16+8+4 1 9 =1 6+2+1=（1 0 0 0 0 +1 0+1）2=（1 0 0 1 1）2想一想：想一想：（2 2）十进制数转换成八进制和十六进制的方法和转换）十进制数转换成八进制和十六进制的方法和转换 为二进制的方法类似，唯一的变
38、化是基数不同。为二进制的方法类似，唯一的变化是基数不同。十进制数转换成八进制数，整数部分是除十进制数转换成八进制数，整数部分是除8 8取余数，取余数，倒序排列；小数部分乘倒序排列；小数部分乘8 8取整，顺序排列。取整，顺序排列。十进制数转换成十六进制数，整数部分是除十进制数转换成十六进制数，整数部分是除1616取余取余数，倒序排列；小数部分乘数，倒序排列；小数部分乘1616取整，顺序排列。取整，顺序排列。例例5 5：把十进制数：把十进制数2738.5762738.576转换为八进制数。转换为八进制数。对于整数部分：对于整数部分：于是于是整数部分整数部分：2738 =（5262）82738834
39、28.2428.685.20.5倒倒 排排被除数被除数除数除数余数余数对于小数部分：对于小数部分：于是于是小数部分小数部分：0.576（0.44672）8 0.5768 =4.608 取整数取整数 4 0.6088 =4.864 取整数取整数 4 0.8648 =6.912 取整数取整数 60.9128 =7.296 取整数取整数 70.2968 =2.368 取整数取整数 2顺顺 排排综合两部分，得到转换结果：综合两部分，得到转换结果：2738.576 （5262.44672）8例例6：把十进制数：把十进制数8552.38转换为十六进制数。转换为十六进制数。于是于是整数部分整数部分：8552
40、=（2168）16对于整数部分：对于整数部分：85521653416.83316.6162.10.2倒倒 排排被除数被除数除数除数余数余数 对于小数部分：对于小数部分：于是于是小数部分小数部分：0.38 （0.6147A）160.3816 =6.08 取整数取整数 60.0816 =1.28 取整数取整数 1 0.2816 =4.48 取整数取整数 40.4816 =7.68 取整数取整数 70.6816 =10.88 取整数取整数 10 顺顺 排排综合两部分，得到转换结果：综合两部分，得到转换结果：8552.38 （2168.6147A）16（A）3、二、八、十六进制数之间的转换二、八、十六
41、进制数之间的转换 二进制数转八进制数的方法：以小数点为中心，整二进制数转八进制数的方法：以小数点为中心，整数部分往左每数部分往左每3位二进制位为一组进行分组，最后一组位二进制位为一组进行分组，最后一组位数不够在左边添位数不够在左边添0补足；小数部分往右每补足；小数部分往右每3位二进制位二进制位为一组进行分组，最后一组位数不够在右边添位为一组进行分组，最后一组位数不够在右边添0补足。补足。然后将每组的然后将每组的3位二进制数对应转换成一位八进制数，位二进制数对应转换成一位八进制数，连起来即可。连起来即可。三位一并法三位一并法 八进制数的基数是八进制数的基数是8（8=23），十六进制数的基数为），
42、十六进制数的基数为16（16=24）。由于二进制、八进制和十六进制的基数之）。由于二进制、八进制和十六进制的基数之间具有间具有2的整指数倍的整指数倍的关系，因而可十分方便地直接进行的关系，因而可十分方便地直接进行转换。转换。例例7 7：把（：把（1 0 1 1 1 0 1 1 1 1.0 1 0 1 1 0 1）2 转换为八进制数。转换为八进制数。1357624.转换结果为：转换结果为：（1011101111.0101101）2=（1357.264）8对照表对照表001011101111.010110100 反过来，八进制数转二进制数的方法就是将八进制反过来，八进制数转二进制数的方法就是将八进
43、制数每个数位上的数对应转换成数每个数位上的数对应转换成3位的二进制数再将它位的二进制数再将它们串起来即可。们串起来即可。一分为三法一分为三法例例8 8：把（：把（12345.67）8 转换为二进制数。转换为二进制数。001010011100101110111转换结果为：转换结果为：（12345.67）8=（1 010 011 100 101.110 111）2.172354.6 二进制数与十六进制数之间的转换方法同二进制与八二进制数与十六进制数之间的转换方法同二进制与八进制间的转换方法类似，唯一的变化是每进制间的转换方法类似，唯一的变化是每4个二进制位对个二进制位对应应1个十六进制位。个十六进
44、制位。四位一并法四位一并法、一分为四法一分为四法例例9 9：把（：把（1 1 1 0 1 1.0 1 1 0 1 0 1）2 转换为十六进制数。转换为十六进制数。转换结果为：（转换结果为：（111011.0110101）2=（3B.6A）163B.6A00111011.01101010对照表对照表例例10 10：把（：把（20DC.4A1B）16 转换为二进制数。转换为二进制数。转换结果为：（转换结果为：（20DC.4A1B）16=（10 0000 1101 1100.0100 1010 0001 1011）2 0010000011011100.0100101000011011课后思考：八进制
45、和十六进制之间怎样相互转换？课后思考：八进制和十六进制之间怎样相互转换？20DC .4A1B10转转2最基本！如果最基本！如果10转转8或或16，可先，可先10转转2，再用上述方，再用上述方法转到法转到8或或16即可。即可。2.2计算机中的数据编码在计算机科学中一切能被计算机接收和处理的物理符号在计算机科学中一切能被计算机接收和处理的物理符号都称为都称为“数据数据”，如文字、字符、数字、图形、图像、，如文字、字符、数字、图形、图像、光、电、声音、色彩等。它们是存储在计算机媒体上的光、电、声音、色彩等。它们是存储在计算机媒体上的物理符号的集合。物理符号的集合。数据数据计算机中的数据可以分为计算机
46、中的数据可以分为数值型数据数值型数据与与非数值型数据非数值型数据两类。两类。数值型数据在计算机中是以二进制形式存放的，数值型数据在计算机中是以二进制形式存放的，可以参与算术运算可以参与算术运算。非数值型数据通常不表示数值的大小，而只表示字符或非数值型数据通常不表示数值的大小，而只表示字符或图形等信息，但这些信息在计算机中也是以二进制形式来表图形等信息，但这些信息在计算机中也是以二进制形式来表示的。非数值型数据不能参与算术运算。示的。非数值型数据不能参与算术运算。数据单位数据单位 在计算机科学中，一个二进制数位称为在计算机科学中，一个二进制数位称为1比特比特（Bit）。）。8个二进制位组成一个字
47、节（个二进制位组成一个字节（Byte）。即）。即1Byte=8 Bit。比特（比特（Bit）是计算机数据的最小信息单位。字节）是计算机数据的最小信息单位。字节（Byte）是数据的基本储存单位或数量单位。）是数据的基本储存单位或数量单位。计算机储存容量的大小是用字节来度量的，字节的单位简写是计算机储存容量的大小是用字节来度量的，字节的单位简写是B。1GB=1024MB=10241024KB=102410241024B2.2.1数值型数据的编码机器数的概念机器数的概念一个数在计算机内被表示的二进制形式称为机器数。这个数被称为机器数的真值。机器数的特点机器数的特点 机器数有固定的位数。它表示的数受到
48、固定位数的限制，具有一定的范围，超过这个范围就会产生“溢出”。例如，一个8位机器数，所能表示的无符号整数的最大值是“11111111”，即十进制数255，当计算机运算结果超过机器数所能表示的范围，就会“溢出”。机器数一般取最高位为符号位符号位，其余位为数值数值位位。符号位上用0表示正数表示正数，用1表示负数表示负数。机器数中，采用定点或浮点方式来表示小数点的位置。带符号数的表示带符号数的表示在计算机中，对一个机器数定义了三种表示形式：原码原码、反码反码和补码补码。原码原码二进制数的最高位为符号位，0表示正，1表示负，其余位是该数的数值位。例如：(+1)原=00000001 (-1)原=1000
49、0001(+127)原=01111111 (-127)原=11111111在原码表示 中，零有两种表示形式(+0)原=00000000,(-0)原=10000000。反码反码正数的反码与其原码相同,负数的反码是把其原码的数值位按位取反(即1变0,0变1)，符号位不变。例如：(+1)反00000001，(-1)反11111110(+127)反01111111，(-127)反10000000在反码表示中，零有两种表示形式(+0)反=00000000,(-0)反=11111111。补码补码正数的补码与其原码相同,负数的补码等于它的反码加1。例如：（1）补00000001，（1）补11111111（1
50、27）补01111111，（127）补10000001在补码表示中，零有唯一的编码：（+0）补=（-0）补 00000000。当今计算机多数都采用二进制的补码计数法系统。机机器数都是以补码的形式保存在计算机的内存储器中器数都是以补码的形式保存在计算机的内存储器中。机器数采用补码表示时，就可以把减法转换为加法。【例11】：设机器字长为8，则：64-10=64+（-10）=（+64）补+（-10）补 （+64）原=（+64）补=01000000（+10）原=00001010 （-10）原=10001010 （-10）补=11110110（+64）原-（+10）原=01000000-00001010
