信息技術(shù)概述ppt課件

1、獻給伊蓮 我的數(shù)字化生活她整整忍受了11111年。” 尼葛洛龐帝數(shù)字化生存,1.2 信息編碼與數(shù)據(jù)表示,比特的概念 進位計數(shù)制及進位之間的轉(zhuǎn)換 計算機內(nèi)“數(shù)”的表示方法 計算機內(nèi)字符的表示方法,1.2.1 數(shù)字化信息編碼的概念,數(shù)字（Digit）技術(shù),數(shù)字技術(shù)：是采用有限個狀態(tài)（目前主要是0和1兩個數(shù)字）來表示、處理、存儲和傳輸一切信息的技術(shù)。 數(shù)字化：全面采用數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)信息系統(tǒng)。 數(shù)字化現(xiàn)狀： 計算機：全部采用 通信和信息存儲：大量采用 廣播電視：數(shù)字電視和數(shù)字廣播越來越近,采用二進制數(shù)字技術(shù)的原因,器件容易實現(xiàn) 每一位只有兩個狀態(tài)，電路實現(xiàn)容易 運算規(guī)則簡單 加法：0+0=0 0+1=1

2、 1+0=1 1+1=0（進位） 減法：0-0=0 0-1=1（借位）1-0=1 1-1=0 乘法：0*0=0 0*1=0 1*0=0 1*1=1 與邏輯（布爾）代數(shù)相吻合 有堅實的數(shù)學(xué)工具作為設(shè)計的基礎(chǔ),1、比特的概念,比特（binary digit ，bit） 在數(shù)字系統(tǒng)中是組成信息的最小單位； 數(shù)字技術(shù)的處理對象，二進制位，位； 比特只有兩種狀態(tài)：數(shù)字0或數(shù)字1； 計算機中的數(shù)、文字、符號、圖像、聲音；等，都表現(xiàn)為比特的不同組合； 一般用小寫的字母“b”表示(bit,字節(jié)Byte,比特”單位太小，計算機 并不單獨對比特進行處理、存儲或傳輸； 而是采用稍大一些的計量單位字節(jié)（Byte） 1

3、字節(jié) = 8比特,最高位,最低位,1個字節(jié)，其中bi為一個比特,2、比特的運算,比特的表示 數(shù)字電路中，電位的高低、脈沖的有無兩個狀態(tài)“0”或“1” 。 邏輯思維中，命題的真或假數(shù)字“1”或“0”。 比特的運算 使用的數(shù)學(xué)工具邏輯代數(shù)（布爾代數(shù)） 三種最基本的邏輯運算 邏輯加、邏輯乘、取反,邏輯加運算,邏輯加也稱“或”運算，用符號“OR”、“”或“”表示。運算規(guī)則如下： 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 兩個多位二進制數(shù)進行邏輯加運算時，按位獨立進行，相鄰位之間不發(fā)生關(guān)系。例如： 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0,邏輯

4、乘運算,邏輯乘也稱“與”運算，用符號“AND”、“”或“”表示。運算規(guī)則如下： 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 兩個多位二進制數(shù)進行邏輯乘運算時，按位獨立進行，相鄰位之間不發(fā)生關(guān)系。例如： 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0,取反運算,取反：也稱“非”運算，用符號“NOT”或“”表示。運算規(guī)則如下： 0 11 0,3、比特的存儲,存儲（記憶）1個比特需要使用具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的設(shè)備。比方： 現(xiàn)實生活中具有兩種穩(wěn)定態(tài)的物體舉例： 開關(guān)開、關(guān) 繼電器斷開、吸合 燈泡亮、暗 習(xí)慣上將兩種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的過程稱為“開”或“關(guān),穩(wěn)態(tài)

5、1,穩(wěn)態(tài)2,非穩(wěn)態(tài)但會趨于一種穩(wěn)態(tài),數(shù)字計算機中比特的存儲裝置,觸發(fā)器 一種雙穩(wěn)態(tài)電路，用以記錄一個比特； 特點：工作頻率(開關(guān)速度)極高，但集成度較低 用途：成組構(gòu)成CPU內(nèi)部的少量的寄存器。 電容器 利用電容器的充放電狀態(tài)表示1個比特； 特點：工作頻率低于觸發(fā)器，但集成度較高； 用途：計算機的大容量的內(nèi)存,磁盤 利用磁介質(zhì)表面的磁化狀態(tài)表示一個比特。 光盤 利用盤片表面上的微小凹坑表示一個比特。 注意： 寄存器 內(nèi)存 磁盤 光盤,半導(dǎo)體存儲器 易失性存儲器，斷電以后信息丟失,非易失性存儲器，可用來長期存儲信息,4、存儲容量的表示,存儲容量是存儲器的重要指標， 存儲容量的度量通常要比字節(jié)大得

6、多， 使用2的冪次作為單位有助于存儲器的設(shè)計。 經(jīng)常使用的單位有： “千字節(jié)”(KB)，1KB = 210字節(jié) = 1024B “兆字節(jié)”(MB)，1MB = 220字節(jié) = 1024KB “吉字節(jié)”(GB)，1GB = 230字節(jié) = 1024MB（千兆） “太字節(jié)”(TB)，1TB = 240字節(jié) = 1024GB（兆兆,小結(jié),掌握數(shù)字化的概念 掌握比特的概念 掌握比特的運算規(guī)則 掌握比特的存儲技術(shù) 掌握存儲容量的表示,隨堂練習(xí),填空數(shù)字系統(tǒng)中進行信息處理的最小單位是_。 填空在計算機的存儲器中存儲比特時，是以_為基本單位。 單選bit的運算有三種，它不包括以下哪一個 。 A.取反 B.與

7、 C.比較 D.邏輯加,比特,字節(jié),C,單選以下關(guān)于計算機采用二進制的原因的說法中正確的是 。 二進制的靈活性優(yōu)于十進制 二進制的運算性能優(yōu)于十進制 二進制的電路實現(xiàn)易于十進制 二進制對人類來說比十進制更自然 多選bit的存儲可采用以下 元件。 A.電阻 B.電容 C.電感 D.磁鐵 E.電燈開關(guān) F.觸發(fā)器 G.二極管 H.充電電池 I.小水坑,BF,C,計算邏輯變量A、B、C。已知A=10010101 B=11010011，若C=A +B，則C= 。 計算邏輯變量A、B、C。已知A=00010101 B=11010011,若C=not(AB)，則C= 。 計算邏輯變量A、B、C。已知A=0

8、0010101 B=not A，若C=11101010，問C=B,11010111,11101110,不等,1.2.2 進位計數(shù)制,十進制數(shù)（Decimal,十進制的基數(shù)是“10”，使用十個符號0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，逢十進一。例如： 203.492102+0101+3100+410-1+910-2 一般地說，一個十進制數(shù) KnKn-1 . K1K0. K-1K-2 . K-m 所代表的實際數(shù)值是： SKn10nKn-110n-1.K1101K0 100 K-110-1K-2 10-2+K-m 10-m,二進制數(shù)（Binary,二進制的基數(shù)是“2”，使用兩個符號0和1，逢二進一

9、： (101.01)212202112002-112-2 (5.25)10 一般地說，一個二進制數(shù) SKnKn-1 . K1K0 . K-1K-2 . K-m 所代表的實際數(shù)值是： S = Kn2n Kn-12n-1 K121 K0 20 K-1 2-1 K-2 2-2K-m 2-m,二進制數(shù)的運算,對二進制數(shù)也可以進行算術(shù)運算 算術(shù)運算： 兩個一位數(shù)的加法和減法的基本運算規(guī)則是： 加法減法 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 10 0 1 1 0 （向高位進1） （向高位借1） 兩個多位二進制數(shù)的加、減法可以從低位到高位按上述規(guī)則進行，但必須考慮進位和

10、借位的處理,八進制數(shù)（Octonary,八進制數(shù)使用0、1、2、3、4、5、6、7八個符號，逢八進一。 (365.2)8= 382681580 281 = (245.25)10,十六進制數(shù)（Hexadecimal,十六進制數(shù)使用十六個符號： 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F， 其中A、B、C、D、E、F分別代表十進制的10、11、12、13、14、15。 逢十六進一 (F5.4)16=1516151604161 = (245.25)10,為什么要有不同進制,計算機中只使用二進制 現(xiàn)實中最常用的是十進制 八進制和十六進制是給程序員用的 二進制數(shù)太長，書寫、閱讀、記憶

11、均不便； 32位二進制數(shù)用十六進制書寫時，只需8位。 八進制和十六進制與二進制之間的轉(zhuǎn)換直觀、方便。 除二進制外，其他進制的數(shù)在輸入進計算機之前全部被轉(zhuǎn)換成二進制,1.2.3 數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換,十進制數(shù)與二進制數(shù)的轉(zhuǎn)換,1）二進制數(shù) = 十進制數(shù) 位權(quán)相加法，計算按權(quán)展開式的和 例如：將 11101.1011B 轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)。 124+123+122+021+120 +12-1+02-2+12-3+12-4 =16+8+4+0+1+0.5+0+0.125+0.0625=29.6875,2）十進制整數(shù) = 二進制整數(shù)：除取余 （3）十進制小數(shù) = 二進制小數(shù)：乘取整 例如：將 29.6875 轉(zhuǎn)

12、換為二進制數(shù)。 (1)先轉(zhuǎn)換整數(shù)部分29,29,2,14,2,1,7,2,0,3,2,1,1,2,1,0,1,小數(shù)點,離小數(shù)點最近的一位,11101B,2）再轉(zhuǎn)換小數(shù)部分0.6875,0.6875,2,1.3750,2,0.375 1,0.75 0,2,1.5,2,0.5 1,1.0,0.0 1,小數(shù)點,離小數(shù)點最近的一位,0.1011B,轉(zhuǎn)換表 八進制數(shù) 二進制數(shù) 八進制數(shù) 二進制數(shù) 0 000 4 100 1 001 5 101 2 010 6 110 3 011 7 111 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)舉例：001 101 001 110.110 100B 1516.64Q 八進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進

13、制數(shù)舉例： 2467.32Q 010 100 110 111.011 010B,八進制數(shù)與二進制數(shù)的轉(zhuǎn)換,十六進制數(shù)與二進制數(shù)的轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換表 十六進制數(shù) 二進制數(shù) 十六進制數(shù) 二進制數(shù) 0 0000 8 1000 1 0001 9 10012 0010 A 10103 0011 B 10114 0100 C 1100 5 0101 D 1101 6 0110 E 1110 7 0111 F 1111 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)舉例： 0011 0100 1110.1100 1100B 34E.CCH 十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)舉例： 35A2.CFH 0011 0101 1010 0010.110

14、0 1111B,BCD整數(shù),BCD整數(shù)（Binary Coded Decimal）稱為“二進制編碼的十進制整數(shù)”，使用4個二進位表示1個十進制數(shù)字。 例如： (43)BCD 0100 0011 (59601)BCD 0101 1001 0110 0000 0001,小結(jié),進制 二進制、十進制、八進制、十六進制 進制之間的轉(zhuǎn)換 二-十轉(zhuǎn)換（系數(shù)*權(quán)的總合） 十-二轉(zhuǎn)換（除二取余、乘二取證） 二-八轉(zhuǎn)換（1個8進制位對應(yīng)3個二進制位） 二-十六轉(zhuǎn)換（1個16進制位對應(yīng)4個二進制位） 其他轉(zhuǎn)換 BCD數(shù),隨堂練習(xí),單選（2000）10化成十六進制數(shù)是（ ） A（7CD）16 B（7D0）16 C（7

15、E0）16 D（7F0）16 單選下列數(shù)中最大的數(shù)是（ ） A（10011001）2 B（227）8 C（98）16 D（152）10 下列數(shù)中最小的數(shù)為（ ） A（101001）2 B（52）8 C（101001）BCD D（233）16,1.2.4 二進制數(shù)在計算機內(nèi)的表示,計算機中的數(shù)值信息分類,整數(shù)和實數(shù):它們都是用二進制表示的，但表示方法有很大差別,整數(shù)的概念,整數(shù)不使用小數(shù)點，或者說小數(shù)點始終隱含在個位數(shù)的右面 整數(shù)的分類： 不帶符號的整數(shù)(unsigned integer)，一定是正整數(shù) 取值范圍：8位 0255(281)， 16位 065535(2161)， 32位 02321

16、 帶符號的整數(shù)(signed integer)，既可表示正整數(shù)，又可表示負整數(shù),無符號整數(shù)的表示,采用“自然碼”表示： 取值范圍由位數(shù)決定： 8位： 可表示0255 (28-1)范圍內(nèi)的所有正整數(shù) 16位： 可表示065535(216-1)范圍內(nèi)的所有正整數(shù) n位： 可表示 02n-1范圍內(nèi)的所有正整數(shù),帶符號整數(shù)的表示（1,符號如何表示？ 用最高位表示，“0”表示正號(+),“1”表示負號(-) 數(shù)值部分如何表示？ (1) 原碼表示： 整數(shù)的絕對值以二進制自然碼表示 (2) 補碼表示： 正整數(shù)：絕對值以二進制自然碼表示 負整數(shù)：絕對值使用補碼表示,帶符號數(shù)的表示方法：用1位表示符號，其余用來

17、表示數(shù)值部分,舉例： +43的8位原碼為： 00101011 - 43的8位原碼為： 10101011,負數(shù)的絕對值如何用補碼表示？ 先表示為自然碼 將自然碼的每一位取反碼 在最低位加“1” 例1: - 43用8位補碼表示 所以： - 43 的8位補碼為：11010101 例2： - 64用8位補碼表示 所以： - 64 的8位補碼為：11000000,43 = 0101011 取反： 1010100 加1： 1010101,64 = 1000000 取反： 0111111 加1： 1000000,各位取反，末尾加1,原碼和補碼的特點,原碼表示法 優(yōu)點：與日常使用的十進制表示方法一致，簡單直觀

18、 缺點：加法與減法運算規(guī)則不統(tǒng)一，增加了成本； 兩個機器0：“00000000”、“10000000”，不方便運算 補碼表示法 優(yōu)點：加法與減法運算規(guī)則統(tǒng)一， 沒有“-0”,可表示的數(shù)比原碼多一個 缺點：不直觀，人使用不方便 結(jié)論：帶符號整數(shù)在計算機內(nèi)不采用“原碼”而采用“補碼”的形式表示,表數(shù)范圍,原碼可表示的整數(shù)范圍 8位原碼： - 27+127- 1（- 127127） 16位原碼： - 215+1215- 1（- 3276732767） n 位原碼： - 2n-1+12n-1- 1 補碼可表示的整數(shù)范圍 8位補碼：- 2727- 1 （- 128127 ) n位補碼：- 2n-12n-

19、1- 1,128表示為 10000000 +127 表示為 01111111,小結(jié)：3種整數(shù)的比較,計算機中整數(shù)有多種，同一個二進制代碼表示不同類型的整數(shù)時，其含義（數(shù)值）可能不同 一個代碼它到底代表哪種整數(shù)（或其它東西），是由指令決定的,隨堂練習(xí),多選25的八位原碼表示正確的有 。 A.11001 B.00011001 C.10011001 D.11001000 多選以下關(guān)于原碼和補碼的描述中正確的是 。 A.補碼的表數(shù)范圍和原碼一樣 B.所有的負數(shù)補碼都可以將原馬各位取反，末尾加1獲得 C.原碼有兩個機器0 D.用補碼的加減法運算器設(shè)計簡單,CD,B,隨堂練習(xí),計算56的8位補碼是多少？

20、計算-57和-128的8位補碼是多少？ 計算已知x的原碼是00101100，求-x的補碼。 計算已知x的補碼是10000001，求x的原碼,00111000,11001001，10000000,11010100,11111111,各位取反，末尾加1,實數(shù)（浮點數(shù)）的表示,實數(shù)：既有整數(shù)部分又有小數(shù)部分的數(shù)。 任何一個實數(shù)總可以表達成一個乘冪和一個純小數(shù)之積，例如： 56.725=102(0.56725) 0.0034756=102(0.34756) 指數(shù)部分指出實數(shù)中小數(shù)點的位置，括號里是一個純小數(shù)。 二進制數(shù)的情況完全類同，例如： 1001.011=2100(0.1001011) 0.001

21、0101=210(0.10101,浮點表示法：計算機內(nèi)部表示實數(shù)的方法。 實數(shù) = 尾數(shù) * 2指數(shù) 實數(shù)N可表示為： N = S 2P （0 S 1) 需要表示一個實數(shù)時，只需要表示出它的尾數(shù)部分和指數(shù)部分即可。其中： 尾數(shù)是一個純小數(shù) 指數(shù)是一個整數(shù)， 注意：在這里，指數(shù)編碼被稱作階碼,實數(shù)（浮點數(shù)）的表示,16位機器數(shù)能夠表示的實數(shù)的范圍：（溢出離散） 011111 1111111111 011111 0111111111（原碼） 最小值 最大值 （12-9） 225 -1 （12-9） 225 -1,實數(shù)（浮點數(shù)）的表示,浮點數(shù)的長度可以是32位、64位或更長。一般說來，位數(shù)越多，可表

22、示的數(shù)的范圍越大（階碼），精度越高（尾數(shù)） 浮點數(shù)(實數(shù)）分類： 短浮點數(shù)、浮點數(shù)、長浮點數(shù)、高精度浮點數(shù),1.2.5 常用的信息編碼,字符（字母、數(shù)字和 常用標點符號等）編碼,字符、字符集及其碼表,文字的基本元素是字母和符號，統(tǒng)稱為“字符” (character)，它包括：字母、數(shù)字、符號等 字符集：一組特定字符的集合 不同的字符集包含的字符數(shù)目與內(nèi)容不同，如： 中文字符集、西文字符集、日文字符集等 字符的編碼： 字符集中每個字符都使用二進位(bit) 表示，稱為該字符的編碼 不同的字符其編碼各不相同 字符集中所有字符的編碼的一覽表，稱為該字符集的碼表,西文字符的編碼ASCII碼,西文是表音

23、文字(拼音文字)，它由拉丁字母、數(shù)字、標點符號以及一些特殊符號所組成 美國標準信息交換碼(American Standard Code for Information Interchange, 簡稱ASCII碼)： ASCII字符集包含96個可打印字符和32個控制字符 采用7個二進位進行編碼 計算機中使用1個字節(jié)存儲1個ASCII 字符 ASCII碼的問題 7位代碼空間太小,表1-6 ASCII碼表,隨堂練習(xí),在ASCII字符集中，“A”的編碼是多少？ 字符“B”和字符“b”的存儲格式是否相同？ “空格”是否不編碼？ “9”和9的存儲格式相同嗎,1.2.6 漢字編碼,輸入碼 機內(nèi)碼 字形碼,漢

24、字如何編碼,漢字系統(tǒng)必須包括以下功能模塊： 漢字輸入、漢字存儲、漢字處理、漢字輸出 先對應(yīng)的漢字編碼有： 輸入碼用于漢字輸入 機內(nèi)碼用于存儲、處理漢字 輸出碼用于顯示漢字，如宋體、楷體等字形碼,1、漢字的輸入碼,英文字母的輸入方式鍵盤與字母對應(yīng)，該方式不適合漢字。 因鍵盤按鍵數(shù)有限，漢字必須采用編碼的方式輸入 輸入編碼方法分類 數(shù)字編碼國際碼、電報碼 字形編碼五筆字形嗎、表形碼 字音編碼拼音碼 形音結(jié)合編碼快速碼、自然碼,2、漢字的機內(nèi)碼,以GB2312-80為基礎(chǔ)的機內(nèi)碼，所有基本圖形和字符編碼為16位（2字節(jié)）。 GB2312-80包含： 常用圖形、符號682個 一級漢字：按拼音順序排列，

25、是最常用的漢字 二級漢字：按偏旁部首排列 所有圖形字符排在一張94*94的信息交換編碼表中區(qū)位表 求漢字機內(nèi)碼的步驟為：區(qū)位碼國際碼機內(nèi)碼,一、區(qū)位碼,根據(jù)漢字在表中的位置得到其區(qū)位碼，如： 字符“啊”位于第16行1列，其區(qū)位碼是16 01， 轉(zhuǎn)換成二進制為：00010000 00000001B， 用十六進制表示為：1001H,拉丁字母、俄文、日文平假名與片假名、希臘字母、漢語拼音等共682個,二、國際碼,啊”的國際碼=1001H+2020H=3021H,國際碼=區(qū)位碼+2020H,三、機內(nèi)碼,在國際碼的基礎(chǔ)上，將每個字節(jié)的最高位改為“1” 機內(nèi)碼=國際碼+8080H 于是，“啊”的機內(nèi)碼=3021H+8080H=B0A1H