數(shù)制與編碼上課學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1數(shù)制與編碼數(shù)制與編碼(bin m)上課上課第一頁(yè)，共57頁(yè)。2 主講教師情況姓名職稱學(xué)歷及學(xué)位畢業(yè)學(xué)校佘新平副教授研究生/碩士武漢大學(xué)（本科）華中科技大學(xué)（研究生）第2頁(yè)/共57頁(yè)第二頁(yè)，共57頁(yè)。3辦公室：主1206 E-mail: 第3頁(yè)/共57頁(yè)第三頁(yè)，共57頁(yè)。4參考書：參考書：（1）電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分(b fen)）第）第4版版.康華康華光編光編.高等教育出版社高等教育出版社（2）數(shù)字原理）數(shù)字原理.美美 R.L.托克海姆編托克海姆編. 科學(xué)出版社科學(xué)出版社（ 3 ） D i g i t a l F u n d a m e n t a l s (

2、S e v e n t h Edition).Thomas L.Floyd. 科學(xué)出版社科學(xué)出版社(英文影印版英文影印版)（4）數(shù)字基礎(chǔ)）數(shù)字基礎(chǔ) Thomas L.Floyd. （中文版）清華大（中文版）清華大學(xué)出版社學(xué)出版社（5）數(shù)字電子技術(shù)）數(shù)字電子技術(shù) 佘新平編佘新平編 華中科技大學(xué)出版華中科技大學(xué)出版社社第4頁(yè)/共57頁(yè)第四頁(yè)，共57頁(yè)。5第一章 數(shù)制與編碼(bin m)內(nèi)容提要：內(nèi)容提要：（1 1）模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)，以及）模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)，以及(yj)(yj)數(shù)字?jǐn)?shù)字電路的特點(diǎn)。電路的特點(diǎn)。（2 2）各種數(shù)制的進(jìn)位計(jì)數(shù)規(guī)則和不同數(shù)制之）各種數(shù)制的進(jìn)位計(jì)數(shù)規(guī)則和不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換

3、方法。間的轉(zhuǎn)換方法。（3 3）二進(jìn)制數(shù)的基本特點(diǎn)及其在計(jì)算機(jī)中的）二進(jìn)制數(shù)的基本特點(diǎn)及其在計(jì)算機(jī)中的表示形式。表示形式。（4 4）二進(jìn)制編碼：加權(quán)碼、非加權(quán)碼及字符）二進(jìn)制編碼：加權(quán)碼、非加權(quán)碼及字符代碼代碼（5 5）二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算）二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算第5頁(yè)/共57頁(yè)第五頁(yè)，共57頁(yè)。61.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識(shí)主要內(nèi)容主要內(nèi)容(nirng)： 模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào) 數(shù)字電路的特點(diǎn)數(shù)字電路的特點(diǎn)第6頁(yè)/共57頁(yè)第六頁(yè)，共57頁(yè)。7第7頁(yè)/共57頁(yè)第七頁(yè)，共57頁(yè)。8和存儲(chǔ)方面都比模擬方式更有效、更可靠、更多。第8頁(yè)/共57頁(yè)第八頁(yè)，共57頁(yè)。9l數(shù)字信號(hào)的表示數(shù)字信號(hào)的表示(b

4、iosh)：（1）數(shù)字信號(hào)一般是二值信號(hào)，它們分別對(duì)應(yīng)(duyng)兩個(gè)不同的狀態(tài)。反映在電路上就是低電平和高電平兩種狀態(tài)，用“L”和“H”表示。（2）在數(shù)理邏輯中，邏輯“0”和邏輯“1”表示彼此相關(guān)又互相對(duì)立的兩種狀態(tài)。例如，“是”與“非”、“真”與“假”、“開”與“關(guān)”、“低”與“高”等等 。常用數(shù)字“0”和“1”來表示。（3）用0和1分別表示數(shù)字電路中的低電平L和高電平H（或者反過來）：第9頁(yè)/共57頁(yè)第九頁(yè)，共57頁(yè)。10n數(shù)字(shz)系統(tǒng)的精確度及精度容易保存一致。n數(shù)字(shz)電路抗干擾能力強(qiáng)。n數(shù)字(shz)電路容易制造在IC芯片上。第10頁(yè)/共57頁(yè)第十頁(yè)，共57頁(yè)。11主

5、要主要(zhyo)內(nèi)容：內(nèi)容： 進(jìn)位計(jì)數(shù)制、基數(shù)與權(quán)值的概念進(jìn)位計(jì)數(shù)制、基數(shù)與權(quán)值的概念 二進(jìn)制計(jì)數(shù)法及構(gòu)造方式二進(jìn)制計(jì)數(shù)法及構(gòu)造方式 二進(jìn)制數(shù)的加、減、乘、除運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的加、減、乘、除運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的反碼和補(bǔ)碼二進(jìn)制數(shù)的反碼和補(bǔ)碼 八進(jìn)制和十六進(jìn)制的計(jì)數(shù)方法八進(jìn)制和十六進(jìn)制的計(jì)數(shù)方法任意十六進(jìn)制的計(jì)數(shù)方法任意十六進(jìn)制的計(jì)數(shù)方法第11頁(yè)/共57頁(yè)第十一頁(yè)，共57頁(yè)。12第12頁(yè)/共57頁(yè)第十二頁(yè)，共57頁(yè)。13121012120112011()RnnmRnnmnnmniiimDaaa a a aaaRaRaRaRaRaR位置(wi zhi)計(jì)數(shù)法多項(xiàng)式表示法，也叫按權(quán)展開式第13頁(yè)/共57頁(yè)第

6、十三頁(yè)，共57頁(yè)。1411010niiimDa32101232 107 104 105 102 101 104 10 第14頁(yè)/共57頁(yè)第十四頁(yè)，共57頁(yè)。15122niiimDa32101232101011.1011 2021 21 21 2021 280210.500.12511.625 第15頁(yè)/共57頁(yè)第十五頁(yè)，共57頁(yè)。168102212125511111111N 第16頁(yè)/共57頁(yè)第十六頁(yè)，共57頁(yè)。17 1 0 1 1 . 1 0 1+ 1 0 . 0 1 1 1 0 1 . 1 1 1第17頁(yè)/共57頁(yè)第十七頁(yè)，共57頁(yè)。18 1 1 0 1 . 1 1 1 1 0 . 0 1

7、 1 0 1 1 . 1 0 1第18頁(yè)/共57頁(yè)第十八頁(yè)，共57頁(yè)。19l二進(jìn)制乘法二進(jìn)制乘法(chngf)和除法：和除法：l 0 0 = 00 1 = 01 0 = 0 1 1 = 1 二進(jìn)制數(shù)的除法是乘法的逆運(yùn)算，這與十進(jìn)制數(shù)的除法是乘法的逆運(yùn)算一樣。因此利用二進(jìn)制的乘法及減法(jinf)規(guī)則可以容易地實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制的除法運(yùn)算。第19頁(yè)/共57頁(yè)第十九頁(yè)，共57頁(yè)。20二進(jìn)制數(shù)的反碼二進(jìn)制數(shù)的反碼(fn m)和補(bǔ)碼和補(bǔ)碼 將原碼的按位變反即得反碼將原碼的按位變反即得反碼(fn m)；將反碼將反碼(fn m)最低位加最低位加1即得補(bǔ)碼。即得補(bǔ)碼。第20頁(yè)/共57頁(yè)第二十頁(yè)，共57頁(yè)。21188

8、niiimDa第21頁(yè)/共57頁(yè)第二十一頁(yè)，共57頁(yè)。22第22頁(yè)/共57頁(yè)第二十二頁(yè)，共57頁(yè)。2311616niiimDa第23頁(yè)/共57頁(yè)第二十三頁(yè)，共57頁(yè)。24第24頁(yè)/共57頁(yè)第二十四頁(yè)，共57頁(yè)。25第25頁(yè)/共57頁(yè)第二十五頁(yè)，共57頁(yè)。26第26頁(yè)/共57頁(yè)第二十六頁(yè)，共57頁(yè)。27第27頁(yè)/共57頁(yè)第二十七頁(yè)，共57頁(yè)。28第28頁(yè)/共57頁(yè)第二十八頁(yè)，共57頁(yè)。29第29頁(yè)/共57頁(yè)第二十九頁(yè)，共57頁(yè)。30543210123210101011.1011 20 21 20 21 21 21 20 21 2320802 10.50.12543.626 第30頁(yè)/共57頁(yè)第三

9、十頁(yè)，共57頁(yè)。312101810165.21 86 85 82 8644850.25117.25 10116102 .82 16168 1632 100.542.5AA 第31頁(yè)/共57頁(yè)第三十一頁(yè)，共57頁(yè)。32n重復(fù)做第2步，直至商為0；n將各個(gè)(gg)余數(shù)轉(zhuǎn)換成R進(jìn)制的數(shù)碼，并按照和運(yùn)算過程相反的順序把各個(gè)(gg)余數(shù)排列起來（把第一個(gè)余數(shù)作為L(zhǎng)SB，最后一個(gè)余數(shù)作為MSB），即為R進(jìn)制的數(shù)。第32頁(yè)/共57頁(yè)第三十二頁(yè)，共57頁(yè)。33nMSBLSB得：n3710 = 1001012第33頁(yè)/共57頁(yè)第三十三頁(yè)，共57頁(yè)。34第34頁(yè)/共57頁(yè)第三十四頁(yè)，共57頁(yè)。35n42710 =

10、 1AB16 n十進(jìn)制數(shù)除16的各次余數(shù)(ysh)形成了十六進(jìn)制數(shù)，且當(dāng)余數(shù)(ysh)大于9時(shí)，用字母AF表示。第35頁(yè)/共57頁(yè)第三十五頁(yè)，共57頁(yè)。36(wizh)；n將各步求得的整數(shù)部分轉(zhuǎn)換成R進(jìn)制的數(shù)碼，并按照和運(yùn)算過程相同的順序排列起來，即為所求的R進(jìn)制數(shù)。第36頁(yè)/共57頁(yè)第三十六頁(yè)，共57頁(yè)。37LSBn按照(nzho)從MSB到LSB的順序排列余數(shù)序列，可得：n 0.562510 = 0.10012 第37頁(yè)/共57頁(yè)第三十七頁(yè)，共57頁(yè)。38： LSB 按照從MSB到LSB的順序排列余數(shù)序列，可得： 0.3510 = 0.26318 第38頁(yè)/共57頁(yè)第三十八頁(yè)，共57頁(yè)。3

11、9所以，17.2510 = 10001.012 第39頁(yè)/共57頁(yè)第三十九頁(yè)，共57頁(yè)。40五、教學(xué)五、教學(xué)(jio xu)后記后記 第40頁(yè)/共57頁(yè)第四十頁(yè)，共57頁(yè)。41一、教學(xué)目的一、教學(xué)目的（1） 了解二進(jìn)制編碼的基本概念；了解二進(jìn)制編碼的基本概念；（2）掌握各種編碼的特點(diǎn)及它們與二進(jìn)制碼的轉(zhuǎn)換方法）掌握各種編碼的特點(diǎn)及它們與二進(jìn)制碼的轉(zhuǎn)換方法二、教學(xué)重點(diǎn)二、教學(xué)重點(diǎn)(zhngdin)、難點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)重點(diǎn)(zhngdin)：BCD碼碼難點(diǎn)：帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的加、減法運(yùn)算難點(diǎn)：帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的加、減法運(yùn)算第2次課第41頁(yè)/共57頁(yè)第四十一頁(yè)，共57頁(yè)。42三、教法說明三、教法說明(shu

12、mng) （1）首先介紹學(xué)生最熟悉的二進(jìn)制碼特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上引出）首先介紹學(xué)生最熟悉的二進(jìn)制碼特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上引出其它編碼。其它編碼。（2）特別強(qiáng)調(diào)）特別強(qiáng)調(diào)BCD碼和自然二進(jìn)制碼的區(qū)別、不同碼和自然二進(jìn)制碼的區(qū)別、不同BCD碼的碼的區(qū)別。區(qū)別。（3）講解例題時(shí)，寫黑板。）講解例題時(shí)，寫黑板。四、教學(xué)過程：四、教學(xué)過程：第42頁(yè)/共57頁(yè)第四十二頁(yè)，共57頁(yè)。43第43頁(yè)/共57頁(yè)第四十三頁(yè)，共57頁(yè)。44n權(quán)值分別是2、4、2、1 n4221BCD n各位權(quán)值分別是4、2、2、1n5421BCD n各位權(quán)值分別是5、4、2、1第44頁(yè)/共57頁(yè)第四十四頁(yè)，共57頁(yè)。45BCD碼和自然碼和自然

13、(zrn)二進(jìn)制碼的區(qū)別：二進(jìn)制碼的區(qū)別：第45頁(yè)/共57頁(yè)第四十五頁(yè)，共57頁(yè)。46第46頁(yè)/共57頁(yè)第四十六頁(yè)，共57頁(yè)。47第47頁(yè)/共57頁(yè)第四十七頁(yè)，共57頁(yè)。48nn有一位不同，其余各位均相同384218421()()(3)XSBCDBCDNN第48頁(yè)/共57頁(yè)第四十八頁(yè)，共57頁(yè)。49第49頁(yè)/共57頁(yè)第四十九頁(yè)，共57頁(yè)。50第50頁(yè)/共57頁(yè)第五十頁(yè)，共57頁(yè)。51第51頁(yè)/共57頁(yè)第五十一頁(yè)，共57頁(yè)。52（1）帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的符號(hào)位表示）帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的符號(hào)位表示利用最高位（最左邊的位）表示符號(hào)位：利用最高位（最左邊的位）表示符號(hào)位：0表示正數(shù)，表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù)。表示

14、負(fù)數(shù)。（2）帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼形式）帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼形式原碼原碼 ：自然表示的二進(jìn)制形式：自然表示的二進(jìn)制形式反碼反碼 ：對(duì)于：對(duì)于(duy)正數(shù)，反碼的數(shù)值部分與原碼按位正數(shù)，反碼的數(shù)值部分與原碼按位相同；相同； 對(duì)于對(duì)于(duy)負(fù)數(shù)，反碼的數(shù)值部分是原碼的負(fù)數(shù)，反碼的數(shù)值部分是原碼的按位變反。按位變反。1.5 帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的加、減運(yùn)算(yn sun)補(bǔ)碼補(bǔ)碼(b m) ：正數(shù)的表示同原碼的表示是一樣的。：正數(shù)的表示同原碼的表示是一樣的。 對(duì)于負(fù)數(shù)，數(shù)值部分則是按位求反，最低位加對(duì)于負(fù)數(shù)，數(shù)值部分則是按位求反，最低位加1，或，或簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱“求反加求反加1 ”。

15、第52頁(yè)/共57頁(yè)第五十二頁(yè)，共57頁(yè)。53例子：以原碼、反碼例子：以原碼、反碼(fn m)和補(bǔ)碼形式分別表和補(bǔ)碼形式分別表示十進(jìn)制數(shù)示十進(jìn)制數(shù)39和和39。（用。（用8位表示）位表示）39 ：0010011139：原碼形式：原碼形式：10100111反碼反碼(fn m)形式：形式：11011000補(bǔ)碼形式：補(bǔ)碼形式：11011001第53頁(yè)/共57頁(yè)第五十三頁(yè)，共57頁(yè)。54（3）帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)例：確定原碼(yun m)形式的帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)10010101對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)值：21例：確定反碼形式的帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)00010111及11101000對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)值：2323例：確定補(bǔ)碼形式的帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)01010110及10101010對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)值：第54頁(yè)/共57頁(yè)第五十四頁(yè)，共57頁(yè)。55（4）帶符號(hào)(fho)二進(jìn)制數(shù)的加、減法運(yùn)算 通常采用補(bǔ)碼形式進(jìn)行加、減法運(yùn)算：原因：第一，補(bǔ)碼形式在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)