第2章 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)與組織

1、v了解數(shù)據(jù)的機(jī)器編碼、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的了解數(shù)據(jù)的機(jī)器編碼、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、存儲(chǔ)系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)、基本的輸入組成、存儲(chǔ)系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)、基本的輸入/ /輸出系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分類、多核技輸出系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分類、多核技術(shù)、高性能計(jì)算機(jī)、并行計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)術(shù)、高性能計(jì)算機(jī)、并行計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)、分布式系統(tǒng)。算機(jī)、分布式系統(tǒng)。v掌握數(shù)值數(shù)據(jù)的表示和計(jì)算、非數(shù)值數(shù)據(jù)掌握數(shù)值數(shù)據(jù)的表示和計(jì)算、非數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼。的編碼。目目 錄錄 2.1 數(shù)值數(shù)據(jù)數(shù)值數(shù)據(jù) 2.2 非數(shù)值數(shù)據(jù)非數(shù)值數(shù)據(jù) 2.3 數(shù)據(jù)的機(jī)器編碼數(shù)據(jù)的機(jī)器編碼 2.4 數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng) 2.5 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成微

2、型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 2.6 存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 2.7 輸入輸入/輸出系統(tǒng)輸出系統(tǒng) 2.8 多核技術(shù)多核技術(shù) 2.9 高性能計(jì)算機(jī)高性能計(jì)算機(jī) 2.10 并行計(jì)算機(jī)并行計(jì)算機(jī) 2.11 分布式系統(tǒng)分布式系統(tǒng)日常生活中常用十進(jìn)制數(shù)、十二進(jìn)制日常生活中常用十進(jìn)制數(shù)、十二進(jìn)制( (時(shí)鐘時(shí)鐘) )。在計(jì)算機(jī)內(nèi)所有的數(shù)據(jù)都是以在計(jì)算機(jī)內(nèi)所有的數(shù)據(jù)都是以二進(jìn)制二進(jìn)制代碼的形式代碼的形式存儲(chǔ)、處理和傳送存儲(chǔ)、處理和傳送物理上實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單物理上實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單可方便的表示邏輯值，進(jìn)行邏輯運(yùn)算可方便的表示邏輯值，進(jìn)行邏輯運(yùn)算二進(jìn)制運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單二進(jìn)制運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單2.1.1 數(shù)的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換數(shù)的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換在計(jì)算

3、機(jī)內(nèi)所有的數(shù)據(jù)都是以在計(jì)算機(jī)內(nèi)所有的數(shù)據(jù)都是以二進(jìn)制二進(jìn)制代碼的形式代碼的形式存儲(chǔ)、處理和傳送存儲(chǔ)、處理和傳送在輸入在輸入/ /輸出或書寫時(shí)，為了用戶的方便，也經(jīng)輸出或書寫時(shí)，為了用戶的方便，也經(jīng)常用到常用到八進(jìn)制八進(jìn)制和和十六進(jìn)制十六進(jìn)制。2.1 數(shù)值數(shù)據(jù)數(shù)值數(shù)據(jù)42101010522A 常用數(shù)制常用數(shù)制 十進(jìn)制：十進(jìn)制： 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9組成組成 二進(jìn)制：由二進(jìn)制：由0，1組成組成 八進(jìn)制：由八進(jìn)制：由0，1，2，3，4，5，6，7 組成組成 十六進(jìn)制：十六進(jìn)制：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F(xiàn)組成組成 數(shù)制是以表示數(shù)值所用的數(shù)字符數(shù)制是

4、以表示數(shù)值所用的數(shù)字符號(hào)的個(gè)數(shù)來命名的，并按一定進(jìn)位規(guī)號(hào)的個(gè)數(shù)來命名的，并按一定進(jìn)位規(guī)則進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法。則進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法。數(shù)制數(shù)制基數(shù)基數(shù)R R位權(quán)位權(quán)R Rk k表示表示數(shù)碼數(shù)碼進(jìn)位規(guī)則進(jìn)位規(guī)則10k :1010，10，10，十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)0910逢十進(jìn)一逢十進(jìn)一二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)0122 2k k:2:2，2，2，逢二進(jìn)一逢二進(jìn)一八進(jìn)制數(shù)八進(jìn)制數(shù)0788 8k k:8:8，8，8，逢八進(jìn)一逢八進(jìn)一十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)09,AF161616k k:16:16，16，逢十六進(jìn)一逢十六進(jìn)一十進(jìn)制：十進(jìn)制：4956= 4 10+9 10 +5 10+6 10二進(jìn)制：二進(jìn)制：1011B=1 2+0

5、2 +1 2+1 2十六進(jìn)制：十六進(jìn)制：81AEH=8 16+1 16 +10 16+14 1633198八進(jìn)制：八進(jìn)制：4275O=4 8+2 8 +7 8+5 82237下標(biāo)法：用小括號(hào)將所表示的數(shù)括起來，下標(biāo)法：用小括號(hào)將所表示的數(shù)括起來，然后在右括號(hào)右下角寫上數(shù)制的基然后在右括號(hào)右下角寫上數(shù)制的基R R。字母法：在所表示的數(shù)的末尾寫上相應(yīng)數(shù)字母法：在所表示的數(shù)的末尾寫上相應(yīng)數(shù)制字母。制字母。(123.45)10123.45D進(jìn)制的簡(jiǎn)化符號(hào)進(jìn)制的簡(jiǎn)化符號(hào) 進(jìn)進(jìn) 制制 符符 號(hào)號(hào) 數(shù)數(shù) 碼碼二二 進(jìn)進(jìn) 制制 B(Binary) 01八八 進(jìn)進(jìn) 制制 O (Octal) 07十十 進(jìn)進(jìn) 制制

6、 D(Decimal) 09十六進(jìn)制十六進(jìn)制H(Hexadecimal)09,AF2.1.1 數(shù)的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換數(shù)的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換十進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制十六進(jìn)制0000000010001011200100223001103340100044501010556011006670111077810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F772523F5808610112 28 8101016161.1.請(qǐng)問下列數(shù)可能是幾進(jìn)制的？請(qǐng)問下列數(shù)可能是幾進(jìn)制的？練練 習(xí)習(xí)8 81010161

7、6161610101616 2.下列不同的四個(gè)進(jìn)制數(shù)中最大的一個(gè)數(shù)是：下列不同的四個(gè)進(jìn)制數(shù)中最大的一個(gè)數(shù)是：A.110BB.110OC.110HD.110D C 下列不同的四個(gè)進(jìn)制數(shù)中最大的一個(gè)下列不同的四個(gè)進(jìn)制數(shù)中最大的一個(gè)數(shù)是：數(shù)是：（11011001）2 （75）10 （137）8 （A7）16統(tǒng)一進(jìn)制統(tǒng)一進(jìn)制其它進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制其它進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制 二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為其它進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為其它進(jìn)制數(shù)2.1.1 數(shù)的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換數(shù)的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換其它進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制其它進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制方法：方法：按權(quán)相加按權(quán)相加 例例

8、1 1：將二進(jìn)制數(shù)：將二進(jìn)制數(shù)1101.1011101.101轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù) (1011.101)2=123+022+121+120+12-1+02-2+12-3=8+0+2+1+0.5+0+0.125=11.6252.1.1 數(shù)的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換數(shù)的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換例例2 2：將十六進(jìn)制數(shù)：將十六進(jìn)制數(shù)2AE.42AE.4轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)解：解： 2AE.4H=2162+10161+14160+416-1 =512+160+14+0.25 =686.25 2.1.1 數(shù)的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換數(shù)的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換 下列不同的四個(gè)進(jìn)制數(shù)中最大的一個(gè)下列不同的四個(gè)進(jìn)制數(shù)中最大的一個(gè)數(shù)

9、是：數(shù)是：（11011001）2 （75）10 （137）8 （A7）16A2177595167v十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)或十六進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)或十六進(jìn)制數(shù)整數(shù)部分：除基數(shù)取余整數(shù)部分：除基數(shù)取余, ,倒排倒排小數(shù)部分：乘基數(shù)小數(shù)部分：乘基數(shù)順取順取整整2.1.1 數(shù)的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換數(shù)的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換例例1 1：將十進(jìn)制整數(shù)：將十進(jìn)制整數(shù)(105)(105)1010轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制整數(shù)解：解： 2 105 2 52 余數(shù)為余數(shù)為1 2 26 余數(shù)為余數(shù)為0 2 13 余數(shù)為余數(shù)為0 2 6 余數(shù)為余數(shù)為1 2 3 余數(shù)為余數(shù)為0 2 1 余數(shù)為余數(shù)為1 0 余數(shù)為余數(shù)為1

10、 所以，（所以，（105）10（1101001）22.1.1 數(shù)的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換數(shù)的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換高位高位低位低位(0.375)D=(0.011)B乘積的小數(shù)部分乘積的小數(shù)部分一直不為一直不為0?例例2：將十進(jìn)制小數(shù)：將十進(jìn)制小數(shù)(0.375)10轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制小數(shù)乘積的小數(shù)部分乘積的小數(shù)部分一直不為一直不為0?2.1.1 數(shù)的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換數(shù)的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換要把十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制進(jìn)制，整數(shù)部分要把十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制進(jìn)制，整數(shù)部分不斷除以不斷除以16，并記下余數(shù)，直到商為，并記下余數(shù)，直到商為0；小數(shù)部分；小數(shù)部分不斷乘以不斷乘以16，記下整數(shù)部分，直到結(jié)果的小數(shù)部，記下整數(shù)

11、部分，直到結(jié)果的小數(shù)部分為分為0。十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制與轉(zhuǎn)換為二進(jìn)十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制與轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制方法相同，只是乘以制方法相同，只是乘以/除以除以8 例：例：N48956.812D 48956/16 =3059 (a0=12) 3059/16=191 (a1=3) 191/16=11 (a2=15) 11/16=0 (a3=11) 所以整數(shù)部分所以整數(shù)部分48956DBF3CH； 0.8121612.992 (b1=12) 0.99216=15.872 (b2=15) 0.87216=13.952 (b3=13) 小數(shù)部分小數(shù)部分0.812D=0.CFDH；48956.8125DBF3C.CFD

12、H 二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)相互轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)相互轉(zhuǎn)換 二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制:整數(shù)整數(shù)部分部分從右向左從右向左，每每3 3位一組（不足位一組（不足3 3位左補(bǔ)位左補(bǔ)0 0），），小數(shù)小數(shù)部分部分從從左向右左向右，每，每3 3位一組（不足位一組（不足3 3位右補(bǔ)位右補(bǔ)0 0） ，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制換成八進(jìn)制 ex: 10 011 101.110 10002 3 5 . 6 4000 0001 1010 2011 3100 4101 5110 6111 72.1.1 數(shù)的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換數(shù)的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換 二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)相互轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)相互轉(zhuǎn)換 八進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制八進(jìn)制

13、轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制:每一位八進(jìn)制數(shù)展開每一位八進(jìn)制數(shù)展開為三位二進(jìn)制數(shù)為三位二進(jìn)制數(shù)ex: (3 2 7 . 4 5)o (011 010 111 . 100 101)B2.1.1 數(shù)的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換數(shù)的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換 二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)相二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)相互轉(zhuǎn)換互轉(zhuǎn)換 二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制:整整數(shù)數(shù)部分從右向左，每部分從右向左，每4 4位一位一組（不足組（不足4 4位左補(bǔ)位左補(bǔ)0 0），），小數(shù)小數(shù)部分從左向右，每部分從左向右，每4 4位一組位一組（不足（不足4 4位右補(bǔ)位右補(bǔ)0 0） ，轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制成十六進(jìn)制 十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制：十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制：每每一位

14、十六進(jìn)制數(shù)展開為一位十六進(jìn)制數(shù)展開為4位位二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)0000 00001 10010 20011 30100 40101 50110 60111 71000 81001 91010 A1011 B1100 C1101 D1110 E1111 F2.1.1 數(shù)的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換數(shù)的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換 ex：二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制：二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制 10 0110 1110.1010 11000026E .AC ex：十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制：十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制 ( 2 F 0 . 3 C )H (0010 1111 0000 . 0011 1100)B 下列不同的四個(gè)進(jìn)制數(shù)中最大的一個(gè)下列不同的

15、四個(gè)進(jìn)制數(shù)中最大的一個(gè)數(shù)是：數(shù)是：（11011001）2 （75）10 （137）8 （A7）16A11011001010010110101111110100111練練 習(xí)習(xí)4.4.請(qǐng)計(jì)算下列數(shù)制轉(zhuǎn)換值。請(qǐng)計(jì)算下列數(shù)制轉(zhuǎn)換值。2343= O= H= B100001111101B= O= D= H2.1.2 數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼2.1.2 數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼v真值與機(jī)器數(shù)真值與機(jī)器數(shù)機(jī)器數(shù)機(jī)器數(shù)是指數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示形式，為了表示通常是指數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示形式，為了表示通常的數(shù)與機(jī)器數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將通常的數(shù)稱為機(jī)器數(shù)的的數(shù)與機(jī)器數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將通常的數(shù)稱

16、為機(jī)器數(shù)的真值真值。因此，在計(jì)算機(jī)中只有機(jī)器數(shù)，不存在數(shù)的真。因此，在計(jì)算機(jī)中只有機(jī)器數(shù)，不存在數(shù)的真值。值。 例如，兩個(gè)數(shù)例如，兩個(gè)數(shù)N1和和N2的真值分別為：的真值分別為： N11101010 N21011100 則所對(duì)應(yīng)的機(jī)器數(shù)分別為：則所對(duì)應(yīng)的機(jī)器數(shù)分別為： N1：01101010 N2：110111002.1.2 數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼v溢出溢出當(dāng)一個(gè)數(shù)的二進(jìn)制位數(shù)確定后，其表示范圍也當(dāng)一個(gè)數(shù)的二進(jìn)制位數(shù)確定后，其表示范圍也就確定了，如果一個(gè)數(shù)超出了這個(gè)范圍，這種就確定了，如果一個(gè)數(shù)超出了這個(gè)范圍，這種現(xiàn)象稱為現(xiàn)象稱為溢出溢出。如如16位二進(jìn)制數(shù)表示的正整數(shù)范圍為位

17、二進(jìn)制數(shù)表示的正整數(shù)范圍為065535上溢上溢：超出表示范圍的上界，上溢時(shí)計(jì)算機(jī)將：超出表示范圍的上界，上溢時(shí)計(jì)算機(jī)將不能進(jìn)行運(yùn)算；不能進(jìn)行運(yùn)算；下溢下溢：超出表示范圍的下界，下溢時(shí)計(jì)算機(jī)將：超出表示范圍的下界，下溢時(shí)計(jì)算機(jī)將該數(shù)作為零來處理。該數(shù)作為零來處理。2.1.2 數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼v原碼：一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，最高位表示數(shù)的符號(hào)原碼：一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，最高位表示數(shù)的符號(hào)（0 0正，正，1 1負(fù)），其余各位表示數(shù)值本身。負(fù)），其余各位表示數(shù)值本身。一般方法：對(duì)于最左邊的符號(hào)，如果是正一般方法：對(duì)于最左邊的符號(hào)，如果是正數(shù)，則原碼的符號(hào)位為數(shù)，則原碼的符號(hào)位為0，如果是負(fù)數(shù)，如

18、果是負(fù)數(shù)，則原碼的符號(hào)位為則原碼的符號(hào)位為1，然后其余數(shù)值位不，然后其余數(shù)值位不變寫到符號(hào)右邊。變寫到符號(hào)右邊。2.1.2 數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼2.1.2 數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼例：求例：求1011，1011，0.1011,0.1011的原碼的原碼(1011)原原= (1011 )原原=(0.1011)原原=(0.1011 )原原=如何表示零？如何表示零？0原原00000000，0原原10000000 01011110110.10111.1011 原碼的特點(diǎn)：原碼的特點(diǎn)：數(shù)的原碼與真值之間的關(guān)系較簡(jiǎn)單，與真值的數(shù)的原碼與真值之間的關(guān)系較簡(jiǎn)單，與真值的轉(zhuǎn)換方

19、便轉(zhuǎn)換方便適于作乘除運(yùn)算適于作乘除運(yùn)算在機(jī)器中進(jìn)行加減法運(yùn)算時(shí)比較復(fù)雜在機(jī)器中進(jìn)行加減法運(yùn)算時(shí)比較復(fù)雜2.1.2 數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼零的表示不惟一，從而給機(jī)器判零帶來困難。零的表示不惟一，從而給機(jī)器判零帶來困難。 v反碼：一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，若以反碼：一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，若以2 2n n-1-1為模，它為模，它的補(bǔ)碼稱為反碼的補(bǔ)碼稱為反碼一般方法：對(duì)于最左邊的符號(hào)，如果是一般方法：對(duì)于最左邊的符號(hào)，如果是正數(shù)，則反碼的符號(hào)位為正數(shù)，則反碼的符號(hào)位為0，其余數(shù)值位，其余數(shù)值位不變不變;如果是負(fù)數(shù)，則反碼的符號(hào)位為如果是負(fù)數(shù)，則反碼的符號(hào)位為1，然后其余數(shù)值位按位取反。然后其余數(shù)值位按位

20、取反。2.1.2 數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼2.1.2 數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼例：求例：求1011，1011，0.1011,0.1011的反碼的反碼(1011)反反=(1011 )反反=(0.1011)反反=(0.1011 )反反=01011101000.10111.0100如何表示零？如何表示零？0反反00000000，0反反11111111反碼的特點(diǎn)：反碼的特點(diǎn)：進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí)，若在最高位有進(jìn)位，則進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí)，若在最高位有進(jìn)位，則要在最低位要在最低位1，此時(shí)要多進(jìn)行一次加法運(yùn)，此時(shí)要多進(jìn)行一次加法運(yùn)算，增加了復(fù)雜性，又影響了速度，因此算，增加了復(fù)雜性，又

21、影響了速度，因此很少使用。很少使用。2.1.2 數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼2.1.2 數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼v補(bǔ)碼：一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，若以補(bǔ)碼：一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，若以2 2n n為模，它的為模，它的補(bǔ)碼稱為補(bǔ)碼補(bǔ)碼稱為補(bǔ)碼一般方法：對(duì)于最左邊的符號(hào)，如果是一般方法：對(duì)于最左邊的符號(hào)，如果是正數(shù)，補(bǔ)碼的符號(hào)位為正數(shù)，補(bǔ)碼的符號(hào)位為0，其余數(shù)值位不，其余數(shù)值位不變變;如果是負(fù)數(shù)，則補(bǔ)碼的符號(hào)位為如果是負(fù)數(shù)，則補(bǔ)碼的符號(hào)位為1，然，然后其余數(shù)值位按位取反后加后其余數(shù)值位按位取反后加1。2.1.2 數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼2.1.2 數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼數(shù)的原碼

22、、反碼和補(bǔ)碼例：求例：求1011，1011，0.1011,0.1011的補(bǔ)碼的補(bǔ)碼(1011)補(bǔ)補(bǔ)=(1011 )補(bǔ)補(bǔ)=(0.1011)補(bǔ)補(bǔ)=(0.1011 )補(bǔ)補(bǔ)=(1011 )反反=10100(0.1011 )反反=1.010001011101010.10111.01012.1.2 數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼如何表示零？如何表示零？0補(bǔ)補(bǔ)00000000，0補(bǔ)補(bǔ)0反反1111111111000000000在負(fù)數(shù)軸方向上補(bǔ)碼表示范圍比原碼增大了在負(fù)數(shù)軸方向上補(bǔ)碼表示范圍比原碼增大了一個(gè)單位。一個(gè)單位。 補(bǔ)碼的特點(diǎn)：補(bǔ)碼的特點(diǎn)：無溢出的情況下，補(bǔ)碼的運(yùn)算簡(jiǎn)單，能無溢出的情況下，補(bǔ)

23、碼的運(yùn)算簡(jiǎn)單，能獲得正確結(jié)果。獲得正確結(jié)果。與原碼相比較，補(bǔ)碼在正數(shù)軸方向上表與原碼相比較，補(bǔ)碼在正數(shù)軸方向上表示數(shù)的范圍與原碼相同，但在負(fù)數(shù)軸方示數(shù)的范圍與原碼相同，但在負(fù)數(shù)軸方向上補(bǔ)碼表示范圍比原碼增大了一個(gè)單向上補(bǔ)碼表示范圍比原碼增大了一個(gè)單位。位。2.1.2 數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼(01011001)補(bǔ)補(bǔ))補(bǔ)補(bǔ)(10101011)補(bǔ)補(bǔ))補(bǔ)補(bǔ)X補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)=X 對(duì)于正數(shù)，其原碼、反碼和補(bǔ)碼是相同的，對(duì)于正數(shù)，其原碼、反碼和補(bǔ)碼是相同的，而對(duì)于負(fù)數(shù)則不同。在求負(fù)數(shù)反碼的時(shí)候，而對(duì)于負(fù)數(shù)則不同。在求負(fù)數(shù)反碼的時(shí)候，除了符號(hào)位外，其余各位按位取反，即除了符號(hào)位外，其余各位按位取反

24、，即“1”1”都替換成都替換成“0”0”，“0”0”替換成替換成“1”1”。負(fù)數(shù)。負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是其反碼加的補(bǔ)碼是其反碼加1 1。 例如，例如， +75+75的二進(jìn)制機(jī)器表示為：的二進(jìn)制機(jī)器表示為： -75 -75 表示成原碼表示成原碼 ： 反碼反碼 ： 補(bǔ)碼補(bǔ)碼 ：0 10010111 10010111 01101001 01101012.1.2 數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼 3種碼制的比較種碼制的比較相同點(diǎn)相同點(diǎn)解決數(shù)值數(shù)據(jù)的符號(hào)在機(jī)器中的表示。解決數(shù)值數(shù)據(jù)的符號(hào)在機(jī)器中的表示。最高位都表示符號(hào)位。最高位都表示符號(hào)位。不同點(diǎn)不同點(diǎn)原碼的符號(hào)位和數(shù)值位必須分開進(jìn)行運(yùn)算。原碼的符號(hào)位和

25、數(shù)值位必須分開進(jìn)行運(yùn)算。原碼和反碼的零各自都有兩種表示方法。原碼和反碼的零各自都有兩種表示方法。當(dāng)需要擴(kuò)展代碼字長(zhǎng)時(shí)，采用的處理方法各不相同。當(dāng)需要擴(kuò)展代碼字長(zhǎng)時(shí)，采用的處理方法各不相同。原碼和反碼能表示的正數(shù)和負(fù)數(shù)的范圍相對(duì)于零是對(duì)原碼和反碼能表示的正數(shù)和負(fù)數(shù)的范圍相對(duì)于零是對(duì)稱的，而補(bǔ)碼的負(fù)數(shù)表示范圍比正數(shù)表示范圍要寬。稱的，而補(bǔ)碼的負(fù)數(shù)表示范圍比正數(shù)表示范圍要寬。2.1.2 數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼 正正 數(shù)數(shù)負(fù)負(fù) 數(shù)數(shù)范圍（范圍（n位）位）正正0負(fù)負(fù)0原碼原碼0數(shù)值數(shù)值1絕對(duì)值絕對(duì)值-(-）-+(- )0000000010000000反碼反碼0數(shù)值數(shù)值1按位取反按位取反

26、-(-)-+(-)0000000011111111補(bǔ)碼補(bǔ)碼0數(shù)值數(shù)值1按位取反按位取反+1-(-)-+(-)00000000000000002.1.2 數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼n位無符號(hào)的二進(jìn)制整數(shù)可表示的范圍為：位無符號(hào)的二進(jìn)制整數(shù)可表示的范圍為：0 2n-1n位有符號(hào)的二進(jìn)制整數(shù)可表示的范圍為：位有符號(hào)的二進(jìn)制整數(shù)可表示的范圍為：-2n-1 +(2n-1-1)2.1.3 定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù) 對(duì)于數(shù)值數(shù)據(jù)的小數(shù)點(diǎn)表示方法對(duì)于數(shù)值數(shù)據(jù)的小數(shù)點(diǎn)表示方法定點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)浮點(diǎn)數(shù)浮點(diǎn)數(shù)2.1.3 定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)整數(shù)表示的數(shù)都是整數(shù)，而小數(shù)點(diǎn)則固定在定點(diǎn)整數(shù)表示的

27、數(shù)都是整數(shù)，而小數(shù)點(diǎn)則固定在數(shù)值位最低位之后。其格式為：數(shù)值位最低位之后。其格式為： 如果參加運(yùn)算的數(shù)是小數(shù)，在送入計(jì)算機(jī)以前，如果參加運(yùn)算的數(shù)是小數(shù)，在送入計(jì)算機(jī)以前，乘以一個(gè)比例因子，將其放大為整數(shù)。乘以一個(gè)比例因子，將其放大為整數(shù)。符號(hào)位符號(hào)位數(shù)值位數(shù)值位.假想小數(shù)點(diǎn)假想小數(shù)點(diǎn)2.1.3 定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù) 定點(diǎn)小數(shù)表示的數(shù)都是小數(shù)，而小數(shù)點(diǎn)在最左邊符號(hào)位與定點(diǎn)小數(shù)表示的數(shù)都是小數(shù)，而小數(shù)點(diǎn)在最左邊符號(hào)位與數(shù)值位之間。其格式為：數(shù)值位之間。其格式為：符號(hào)位符號(hào)位數(shù)值位數(shù)值位.假想小數(shù)點(diǎn)假想小數(shù)點(diǎn) 如果參加運(yùn)算的數(shù)是大于等于如果參加運(yùn)算的數(shù)是大于等于1 1的數(shù)，在送入計(jì)算機(jī)以前，

28、的數(shù)，在送入計(jì)算機(jī)以前，除以一個(gè)比例因子，將其縮小為小于除以一個(gè)比例因子，將其縮小為小于1 1的數(shù)。的數(shù)。 定點(diǎn)數(shù)的優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算簡(jiǎn)單方便，但需要對(duì)參加運(yùn)算的數(shù)定點(diǎn)數(shù)的優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算簡(jiǎn)單方便，但需要對(duì)參加運(yùn)算的數(shù)進(jìn)行比例因子的計(jì)算，增加了額外的計(jì)算量。進(jìn)行比例因子的計(jì)算，增加了額外的計(jì)算量。2.1.3 定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)浮點(diǎn)數(shù)的統(tǒng)一格式：浮點(diǎn)數(shù)的統(tǒng)一格式：N=N=MRMRE EE：指數(shù)，階碼：指數(shù)，階碼M：有效數(shù)字或尾數(shù)：有效數(shù)字或尾數(shù)R：基數(shù)：基數(shù)101101.0101B10110101012-4 1011010.1012-1 10110101.012-2 101101010.12-3 0

29、.1011010101262.1.3 定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)u規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)是純小數(shù)，且小數(shù)點(diǎn)后面是尾數(shù)是純小數(shù)，且小數(shù)點(diǎn)后面是1 1不是不是0 0階碼為整數(shù)（正整數(shù)或負(fù)整數(shù)）階碼為整數(shù)（正整數(shù)或負(fù)整數(shù)） 2.1.3 定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)u浮點(diǎn)機(jī)器數(shù)浮點(diǎn)機(jī)器數(shù)存儲(chǔ)格式存儲(chǔ)格式 浮點(diǎn)機(jī)器數(shù)有兩種浮點(diǎn)機(jī)器數(shù)有兩種階碼和尾數(shù)采用相同的碼制。階碼和尾數(shù)采用相同的碼制。階碼和尾數(shù)采用不同的碼制。階碼和尾數(shù)采用不同的碼制。 階符階符 階碼階碼 尾符尾符 尾數(shù)尾數(shù) 2.1.3 定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)例例1:1:設(shè)字長(zhǎng)為設(shè)字長(zhǎng)為1616位，其中階符位，其中階符1 1位，階碼位

30、，階碼4 4位，尾位，尾符符1 1位，尾數(shù)位，尾數(shù)1010位，要求將位，要求將X=X=101101.0101101101.0101寫成寫成規(guī)格化浮點(diǎn)補(bǔ)碼數(shù)，階碼和尾數(shù)均用規(guī)格化浮點(diǎn)補(bǔ)碼數(shù)，階碼和尾數(shù)均用補(bǔ)碼補(bǔ)碼表示。表示。 X=-101101.0101X=-101101.0101-0.1011010101-0.10110101012 26 6 0011010100101011 階符階符 階碼階碼 尾符尾符 尾數(shù)尾數(shù) 2.1.3 定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)例例2:2:設(shè)階碼用設(shè)階碼用原原碼表示，尾數(shù)用碼表示，尾數(shù)用補(bǔ)補(bǔ)碼表示，求下碼表示，求下列機(jī)器數(shù)的真值。列機(jī)器數(shù)的真值。 解解:真值真值-0

31、.110110011122 0001010010011001 階符階符 階碼階碼 尾符尾符 尾數(shù)尾數(shù) 2.1.3 定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)2.1.4 十進(jìn)制數(shù)的編碼十進(jìn)制數(shù)的編碼 常用的十進(jìn)制數(shù)的編碼方法有常用的十進(jìn)制數(shù)的編碼方法有BCDBCD碼、余碼、余3 3碼、格雷碼等。碼、格雷碼等。 BCDBCD編碼方法編碼方法非壓縮非壓縮BCDBCD碼碼壓縮壓縮BCDBCD碼碼8421BCD碼與十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換碼與十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換v8421BCD碼與十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換碼與十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成8421BCD8421BCD碼的方法很簡(jiǎn)單，將每碼的方法很簡(jiǎn)單，將每1 1位十進(jìn)制數(shù)用位十進(jìn)制

32、數(shù)用4 4位二進(jìn)制數(shù)碼表示即可。位二進(jìn)制數(shù)碼表示即可。例例2.16 將十進(jìn)制數(shù)將十進(jìn)制數(shù)578.43轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為8421BCD碼。碼。 578.43=(0101 0111 1000.0100 0011)BCD。8421BCD碼與十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換碼與十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換v8421BCD碼與十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換碼與十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換8421BCD8421BCD碼轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)就是將每碼轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)就是將每4 4位二進(jìn)制位二進(jìn)制數(shù)用數(shù)用1 1位十進(jìn)制數(shù)表示即可。位十進(jìn)制數(shù)表示即可。例例2.17 將將8421BCD碼碼1001 1001 0111.0011 0110轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。換為十進(jìn)制數(shù)。 (1001 100

33、1 0111.0011 0110)BCD=997.36。8421BCD碼的格式碼的格式v 8421BCD8421BCD碼分為：碼分為： (1) (1) 壓縮壓縮8421BCD8421BCD碼碼( (也叫組合的也叫組合的BCDBCD碼碼) ) 。每一位十進(jìn)制數(shù)。每一位十進(jìn)制數(shù)用用4 4位二進(jìn)制數(shù)來表示，即一個(gè)字節(jié)表示位二進(jìn)制數(shù)來表示，即一個(gè)字節(jié)表示2 2位十進(jìn)制數(shù)。位十進(jìn)制數(shù)。例如，壓縮例如，壓縮BCD碼碼(01100101)，表示為十進(jìn)制數(shù)為，表示為十進(jìn)制數(shù)為65。 (2) (2) 非壓縮非壓縮8421BCD8421BCD碼碼( (也叫非組合的也叫非組合的BCDBCD碼、分離的碼、分離的BCD

34、BCD碼碼) ) 。每一位十進(jìn)制數(shù)用。每一位十進(jìn)制數(shù)用8 8位二進(jìn)制數(shù)來表示，即一個(gè)字節(jié)位二進(jìn)制數(shù)來表示，即一個(gè)字節(jié)表示表示1 1位十進(jìn)制數(shù)，且只用每個(gè)字節(jié)的低位十進(jìn)制數(shù)，且只用每個(gè)字節(jié)的低4 4位來表示位來表示0 09 9，高高4 4位為不確定的數(shù)碼。位為不確定的數(shù)碼。例如，十進(jìn)制數(shù)例如，十進(jìn)制數(shù)65，用非壓縮，用非壓縮BCD碼表示為：碼表示為： (- 0110 - 0101)BCD，其中，其中“-”為不確定的數(shù)碼。為不確定的數(shù)碼。2.2 非數(shù)值數(shù)據(jù)非數(shù)值數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)中，除了對(duì)數(shù)值數(shù)據(jù)的處理外，還能處理計(jì)算機(jī)中，除了對(duì)數(shù)值數(shù)據(jù)的處理外，還能處理非數(shù)值數(shù)據(jù)，非數(shù)值數(shù)據(jù)有字符、聲音、圖形、非數(shù)值數(shù)

35、據(jù)，非數(shù)值數(shù)據(jù)有字符、聲音、圖形、圖像等數(shù)據(jù)信息。圖像等數(shù)據(jù)信息。由于計(jì)算機(jī)只處理二進(jìn)制編碼形式的數(shù)據(jù)，因此由于計(jì)算機(jī)只處理二進(jìn)制編碼形式的數(shù)據(jù)，因此非數(shù)值數(shù)據(jù)都必須轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制表示的形式才能非數(shù)值數(shù)據(jù)都必須轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制表示的形式才能提供給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。提供給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。英文字符的編碼英文字符的編碼 ASCIIASCII碼碼(American Standard Code for Information (American Standard Code for Information Interchange):Interchange):美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼，是微機(jī)中表示字符美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼，

36、是微機(jī)中表示字符的常用碼制。最多可表示的常用碼制。最多可表示128128種字符，其中包括種字符，其中包括1010個(gè)數(shù)字，個(gè)數(shù)字，2626個(gè)小寫字母，個(gè)小寫字母，2626個(gè)大寫字母，以及各種運(yùn)算符號(hào)和標(biāo)點(diǎn)個(gè)大寫字母，以及各種運(yùn)算符號(hào)和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。編碼位符號(hào)。編碼位0-310-31和和127127，是不可顯示和打印的字符，稱，是不可顯示和打印的字符，稱為控制碼。為控制碼。 占占7 7位，可擴(kuò)充為位，可擴(kuò)充為8 8位，當(dāng)位，當(dāng)D D7 7位為位為0 0，稱為，稱為基本基本ASCIIASCII碼碼，當(dāng)，當(dāng)D D7 7位為位為1 1，稱為，稱為擴(kuò)充擴(kuò)充ASCIIASCII碼碼。標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼表碼表表

37、中各個(gè)標(biāo)識(shí)含義表中各個(gè)標(biāo)識(shí)含義NUL:空空 DLE:數(shù)據(jù)鍵換碼數(shù)據(jù)鍵換碼 SOH:標(biāo)題開始標(biāo)題開始DC1:設(shè)備控制設(shè)備控制1STX:正文開始正文開始 DC2:設(shè)備控制設(shè)備控制2ETX:正文結(jié)束正文結(jié)束DC3:設(shè)備控制設(shè)備控制3 EOT:傳輸結(jié)束傳輸結(jié)束DC4:設(shè)備控制設(shè)備控制4 ENG:詢問詢問 NAK:否定否定ACK:認(rèn)可認(rèn)可SYN:同步字符同步字符 BEL:報(bào)警報(bào)警(可聽見聲音可聽見聲音)ETB:信息組傳送結(jié)束信息組傳送結(jié)束 BS:退一格退一格 CAN:作廢作廢HT:橫向制表橫向制表 EM:紙盡紙盡 LF:換行換行SUB:減減VT:縱向制表縱向制表 ESC:換碼換碼FF:走紙控制走紙控制

38、FS:文字分隔符文字分隔符 CR:回車回車GS:組分隔符組分隔符 SO:移位輸出移位輸出 RS:記錄分隔符記錄分隔符SI:移位輸入移位輸入 US:單元分隔符單元分隔符 SP:空格空格 DEL:刪除刪除 漢字字符的編碼漢字字符的編碼漢字字符的編碼漢字字符的編碼v漢字編碼分為機(jī)內(nèi)碼和機(jī)外碼漢字編碼分為機(jī)內(nèi)碼和機(jī)外碼機(jī)內(nèi)碼是在計(jì)算機(jī)內(nèi)部使用的用二進(jìn)制代碼機(jī)內(nèi)碼是在計(jì)算機(jī)內(nèi)部使用的用二進(jìn)制代碼表示的漢字編碼，用于在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)、表示的漢字編碼，用于在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)、交換、處理加工漢字信息；交換、處理加工漢字信息；機(jī)外碼是不在計(jì)算機(jī)內(nèi)使用的漢字編碼，主機(jī)外碼是不在計(jì)算機(jī)內(nèi)使用的漢字編碼，主要是指漢字輸

39、入碼。此外還有供輸出的漢字要是指漢字輸入碼。此外還有供輸出的漢字字形點(diǎn)陣碼。字形點(diǎn)陣碼。漢字字符的編碼漢字字符的編碼GB2312GB2312國(guó)際編碼國(guó)際編碼漢字機(jī)內(nèi)碼漢字機(jī)內(nèi)碼漢字輸入碼漢字輸入碼漢字的輸出碼漢字的輸出碼國(guó)家根據(jù)漢字的常用程序定出了一級(jí)和二級(jí)漢字字符國(guó)家根據(jù)漢字的常用程序定出了一級(jí)和二級(jí)漢字字符集，并規(guī)定了編碼，這就是中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)信息集，并規(guī)定了編碼，這就是中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)信息交換漢字編碼，代號(hào)交換漢字編碼，代號(hào)GB2312GB23128080，即國(guó)標(biāo)碼。共收錄漢字，即國(guó)標(biāo)碼。共收錄漢字和圖形符號(hào)和圖形符號(hào)74457445個(gè)：個(gè)：一般符號(hào)一般符號(hào)202個(gè)個(gè)序號(hào)序

40、號(hào)60個(gè)個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)字22個(gè)個(gè)英文字母英文字母52個(gè)個(gè)日文假名日文假名169個(gè)個(gè)希臘字母希臘字母48個(gè)個(gè)俄文字母俄文字母66個(gè)個(gè)漢語拼音漢語拼音26個(gè)個(gè)漢語注音字母漢語注音字母37個(gè)個(gè)漢字漢字6763個(gè)，第一級(jí)個(gè)，第一級(jí)3755個(gè)，第二級(jí)個(gè)，第二級(jí)3008個(gè)個(gè)國(guó)標(biāo)碼國(guó)標(biāo)碼 機(jī)外碼（輸入碼）機(jī)外碼（輸入碼）：用戶從鍵盤上輸入漢字時(shí)用戶從鍵盤上輸入漢字時(shí), , 用來代表漢字的字母數(shù)字串。常見的輸入碼編碼方用來代表漢字的字母數(shù)字串。常見的輸入碼編碼方案有區(qū)位碼、拼音碼、五筆字型碼等等，用戶可任案有區(qū)位碼、拼音碼、五筆字型碼等等，用戶可任選一種輸入法。選一種輸入法。 例：例： 國(guó)國(guó) - guo- guo

41、智能全拼碼智能全拼碼 - lgyi- lgyi 五筆字型碼五筆字型碼 - 2590 - 2590 區(qū)位碼區(qū)位碼 輸入的漢字由鍵盤管理程序轉(zhuǎn)換成機(jī)內(nèi)碼，以輸入的漢字由鍵盤管理程序轉(zhuǎn)換成機(jī)內(nèi)碼，以便保存、顯示、打印和傳輸。便保存、顯示、打印和傳輸。內(nèi)碼內(nèi)碼 漢字在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)、處理采用的是漢字內(nèi)漢字在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)、處理采用的是漢字內(nèi)碼。占兩個(gè)字節(jié)，內(nèi)碼是將國(guó)標(biāo)碼的高、低位字碼。占兩個(gè)字節(jié)，內(nèi)碼是將國(guó)標(biāo)碼的高、低位字節(jié)的最高二進(jìn)制位改為節(jié)的最高二進(jìn)制位改為1 1，這主要是為了和，這主要是為了和ASCIIASCII代碼區(qū)別代碼區(qū)別。例如，例如，“中中”字的國(guó)標(biāo)碼為：字的國(guó)標(biāo)碼為：高位字節(jié)（區(qū)）高位

42、字節(jié)（區(qū)） 低位字節(jié)（位）低位字節(jié)（位） 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0112727=214字形碼（輸出碼）字形碼（輸出碼）：以點(diǎn)陣方式形成漢字，有以點(diǎn)陣方式形成漢字，有16161616點(diǎn)點(diǎn)陣、陣、24242424點(diǎn)陣、點(diǎn)陣、32323232點(diǎn)陣等點(diǎn)陣等, ,用于顯示和打印漢字。點(diǎn)用于顯示和打印漢字。點(diǎn)陣中每個(gè)點(diǎn)用一位二進(jìn)制數(shù)表示。例如：陣中每個(gè)點(diǎn)用一位二進(jìn)制數(shù)表示。例如：24242424點(diǎn)陣的字點(diǎn)陣的字形碼，是一串形碼，是一串242424=57624=576位的二進(jìn)制數(shù)碼，需要用位的二進(jìn)制數(shù)碼，需要用7272個(gè)字個(gè)字節(jié)表示。漢字字形碼的集合成為漢字字庫(kù)。節(jié)表示。漢字字

43、形碼的集合成為漢字字庫(kù)。 “ “英英”的字模點(diǎn)陣及編碼的字模點(diǎn)陣及編碼10032328=12800B2.2.2 聲音的編碼聲音的編碼 用計(jì)算機(jī)對(duì)音頻信息處理，就要將模擬信號(hào)（如語音、用計(jì)算機(jī)對(duì)音頻信息處理，就要將模擬信號(hào)（如語音、音樂等）轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)。音樂等）轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)。2.2.2 聲音的編碼聲音的編碼采樣采樣 每隔一定時(shí)間間隔對(duì)模擬波形上取一個(gè)幅度值。每隔一定時(shí)間間隔對(duì)模擬波形上取一個(gè)幅度值。量化量化 將每個(gè)采樣點(diǎn)得到的幅度值以數(shù)字存儲(chǔ)。將每個(gè)采樣點(diǎn)得到的幅度值以數(shù)字存儲(chǔ)。編碼編碼 將采樣和量化后的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以一定的格式記錄下來。將采樣和量化后的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以一定的格式記錄下來。 數(shù)字音

44、頻的文件格式數(shù)字音頻的文件格式 WaveWave格式文件（格式文件（. Wav. Wav） 記錄了真實(shí)聲音的二進(jìn)制采樣數(shù)據(jù)，通常文件較記錄了真實(shí)聲音的二進(jìn)制采樣數(shù)據(jù)，通常文件較大。大。 MIDIMIDI格式文件（格式文件（.MID.MID） 數(shù)字音樂的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字音樂的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn). . 記錄的是音符數(shù)字，文記錄的是音符數(shù)字，文件小。件小。 MPEGMPEG音頻文件（音頻文件（.MP1/.MP2/.MP3.MP1/.MP2/.MP3） 采用采用MPEGMPEG音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壓縮的文件。音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壓縮的文件。 2.2.3 圖形數(shù)據(jù)的編碼圖形數(shù)據(jù)的編碼 圖形和圖像圖形和圖像 圖形：由點(diǎn)、線等組

45、成的有邊界畫面，文件中圖形：由點(diǎn)、線等組成的有邊界畫面，文件中存放描述圖形的指令。存放描述圖形的指令。如如: line (x1, y1, x2, y2, color) Circle (x, y, r, color)2.2.3 圖形數(shù)據(jù)的編碼圖形數(shù)據(jù)的編碼 圖形和圖像圖形和圖像 圖像：由圖像設(shè)備輸入的無邊界畫面，數(shù)字化后以位圖像：由圖像設(shè)備輸入的無邊界畫面，數(shù)字化后以位圖形式存儲(chǔ)。圖形式存儲(chǔ)。常用圖像文件格式常用圖像文件格式 BMPBMP和和DIBDIB格式文件格式文件 與設(shè)備無關(guān)的位圖格式文件，與設(shè)備無關(guān)的位圖格式文件，WindowsWindows環(huán)境中經(jīng)常使用。環(huán)境中經(jīng)常使用。 GIFGIF

46、格式文件格式文件 InternetInternet上的重要文件格式之一，最大不超過上的重要文件格式之一，最大不超過64 KB64 KB，256256色以內(nèi)，壓縮比較高，與設(shè)備無關(guān)。色以內(nèi)，壓縮比較高，與設(shè)備無關(guān)。 JPEGJPEG格式文件（格式文件（.JPG.JPG） 利用利用JPEGJPEG方法壓縮方法壓縮, Internet, Internet上重要文件格式之一，用于上重要文件格式之一，用于處理處理256256色以上、大幅面圖像。色以上、大幅面圖像。 WMFWMF格式文件格式文件 位圖與矢量圖的混合體位圖與矢量圖的混合體, Windows, Windows中許多剪貼畫圖像。廣中許多剪貼畫圖

47、像。廣泛應(yīng)用于桌面出版印刷領(lǐng)域。泛應(yīng)用于桌面出版印刷領(lǐng)域。 馮馮諾伊曼體系結(jié)構(gòu)諾伊曼體系結(jié)構(gòu) 內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器運(yùn)算器運(yùn)算器控制器控制器 輸出設(shè)備輸出設(shè)備輸入設(shè)備輸入設(shè)備 外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器程序程序數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)存數(shù)存數(shù)取數(shù)取數(shù)輸輸入入命命令令輸輸出出命命令令取取數(shù)數(shù)存存數(shù)數(shù)存存取取命命令令取取指指令令運(yùn)運(yùn)算算命命令令運(yùn)運(yùn)算算狀狀態(tài)態(tài)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)交換交換計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果計(jì)算機(jī)內(nèi)部的信息分為兩大類：計(jì)算機(jī)內(nèi)部的信息分為兩大類： 控制信息是指揮計(jì)算機(jī)如何操作的指令；控制信息是指揮計(jì)算機(jī)如何操作的指令； 數(shù)據(jù)信息是計(jì)算機(jī)加工的對(duì)象。數(shù)據(jù)信息是計(jì)算機(jī)加工的對(duì)象。存儲(chǔ)程序存儲(chǔ)程序方式方式：事先編制好程序（事先編制好程

48、序（由若干條由若干條指令組成指令組成）并將程序和數(shù)據(jù)存入計(jì)算機(jī)的存）并將程序和數(shù)據(jù)存入計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)在運(yùn)行時(shí)就能自動(dòng)、連續(xù)地儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)在運(yùn)行時(shí)就能自動(dòng)、連續(xù)地從存儲(chǔ)器中逐條取出指令并執(zhí)行，因此，從存儲(chǔ)器中逐條取出指令并執(zhí)行，因此，計(jì)計(jì)算機(jī)的工作過程算機(jī)的工作過程就是運(yùn)行程序的過程，就是運(yùn)行程序的過程，也就也就是執(zhí)行指令是執(zhí)行指令的過程。的過程。 指令：指示計(jì)算機(jī)執(zhí)行特定操作（告訴計(jì)算機(jī)做什么指令：指示計(jì)算機(jī)執(zhí)行特定操作（告訴計(jì)算機(jī)做什么以及如何做）的命令，計(jì)算機(jī)的一條指令是計(jì)算機(jī)硬以及如何做）的命令，計(jì)算機(jī)的一條指令是計(jì)算機(jī)硬件可以執(zhí)行的一步操作。件可以執(zhí)行的一步操作。 操作碼操

49、作碼 地址碼地址碼指明要完成什指明要完成什么操作么操作 指明完成操作的數(shù)據(jù)存指明完成操作的數(shù)據(jù)存放的地址或操作數(shù)放的地址或操作數(shù) 操作碼操作碼第一操作數(shù)地址第一操作數(shù)地址第二操作數(shù)地址第二操作數(shù)地址 結(jié)果的地址結(jié)果的地址下地條指令地址下地條指令地址地址碼地址碼指令的執(zhí)行過程指令的執(zhí)行過程 控制器控制器 （2）分析指令）分析指令 （1）取指令）取指令讀取讀取運(yùn)算器運(yùn)算器（3）執(zhí)行指令）執(zhí)行指令執(zhí)行執(zhí)行內(nèi)內(nèi) 存存譯碼譯碼計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng) ：計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行的全部指令：計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行的全部指令集合。集合。指指 加、減、乘、除、加、減、乘、除、 數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)傳送、令令 移位移位 指令系統(tǒng)指

50、令系統(tǒng) 復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)（復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)（Complex Instruction Set Computer ）CISC Pentium系列處理器系列處理器 精簡(jiǎn)復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)（精簡(jiǎn)復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)（Reduced Instruction Set Computer ）RISC IBM公司開發(fā)的公司開發(fā)的PowerPC 內(nèi)存管理單元、浮點(diǎn)單元等設(shè)計(jì)在同一塊芯片上，設(shè)計(jì)內(nèi)存管理單元、浮點(diǎn)單元等設(shè)計(jì)在同一塊芯片上，設(shè)計(jì)比比CISC更簡(jiǎn)單更簡(jiǎn)單 使用相同芯片技術(shù)和運(yùn)行時(shí)鐘下，運(yùn)行速度是使用相同芯片技術(shù)和運(yùn)行時(shí)鐘下，運(yùn)行速度是CISC的的24倍倍2.4 數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng) 在計(jì)算機(jī)中

51、，所有的數(shù)據(jù)表示與運(yùn)算都是用二進(jìn)在計(jì)算機(jī)中，所有的數(shù)據(jù)表示與運(yùn)算都是用二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行的，而二進(jìn)制數(shù)的處理基本電路是邏輯制數(shù)進(jìn)行的，而二進(jìn)制數(shù)的處理基本電路是邏輯門。早期的邏輯門是由分立元件構(gòu)成，由于集成門。早期的邏輯門是由分立元件構(gòu)成，由于集成電路技術(shù)的發(fā)展，如今邏輯門均已集成化而成為電路技術(shù)的發(fā)展，如今邏輯門均已集成化而成為集成邏輯門。集成邏輯門。 邏輯門是構(gòu)成數(shù)字電路的基本單元，每一種邏輯邏輯門是構(gòu)成數(shù)字電路的基本單元，每一種邏輯門的輸入和輸出之間有一定的邏輯關(guān)系。門的輸入和輸出之間有一定的邏輯關(guān)系。 所有的邏輯關(guān)系都可以由所有的邏輯關(guān)系都可以由“與與”、“或或”、“非非”3種基本的邏輯關(guān)系

52、來表示，而實(shí)現(xiàn)這些種基本的邏輯關(guān)系來表示，而實(shí)現(xiàn)這些基本邏輯關(guān)系的電路就是邏輯門，最基本的邏輯基本邏輯關(guān)系的電路就是邏輯門，最基本的邏輯門是門是“與與”門、門、“或或”門、門、“非非”門。門。 “與與”邏輯關(guān)系及邏輯關(guān)系及“與與”門門: 運(yùn)算符號(hào)可以是運(yùn)算符號(hào)可以是“”、“”、“”或或“AND”。 邏輯函數(shù)：邏輯函數(shù)： FAB “與與”門的邏輯符號(hào)：門的邏輯符號(hào)： “或或”邏輯關(guān)系及邏輯關(guān)系及“或或”門：運(yùn)算符號(hào)可以是門：運(yùn)算符號(hào)可以是“”、“”、“”或或“OR”。 邏輯函數(shù)：邏輯函數(shù)： FAB “或或”門的邏輯符號(hào)：門的邏輯符號(hào)： “非非”邏輯關(guān)系及邏輯關(guān)系及“非非”門門邏輯函數(shù)：邏輯函數(shù)：

53、 F “非非”門的邏輯符號(hào)：門的邏輯符號(hào)： “異或異或”邏輯關(guān)系及邏輯關(guān)系及“異或異或”門門邏輯函數(shù)：邏輯函數(shù)： “異或異或”門的邏輯符號(hào)：門的邏輯符號(hào)：ABFABFAFABF邏輯變量與函數(shù)邏輯變量與函數(shù)： 邏輯函數(shù)由邏輯變量邏輯函數(shù)由邏輯變量A、B、C、和算子和算子“”、“”、“”及括號(hào)、等號(hào)等構(gòu)成及括號(hào)、等號(hào)等構(gòu)成的一個(gè)表達(dá)式。例如：的一個(gè)表達(dá)式。例如： F=A+B G=AB 基本邏輯運(yùn)算：基本邏輯運(yùn)算： “與與”運(yùn)算、運(yùn)算、“或或”運(yùn)算、運(yùn)算、“非非”運(yùn)算。運(yùn)算。 邏輯代數(shù)的定理及常用公式邏輯代數(shù)的定理及常用公式（1 1）公理系統(tǒng)）公理系統(tǒng)公理公理1交換律：交換律：A+BB+A ABBA

54、公理公理2結(jié)合律：結(jié)合律： (A+B)+CA+(B+C) (AB)CA(BC)公理公理3分配律：分配律：A+(BC)(A+B)A+C) A(B+C)AB+AC公理公理401律：律：A+0A AlA A+11 A00公理公理5互補(bǔ)律：互補(bǔ)律：01AAAA（2 2）基本定理）基本定理定理定理1：0+00 1+010+111+11 000 100010 111推論：推論： 定理定理2：A+AAAAA定理定理3：A+ABAA(A+B)A 定理定理4： 1001BABAABABAA)(（2 2）基本定理）基本定理定理定理5： 定理定理6： 定理定理7： 定理定理8: AABABABABAABABAABA

55、BA)()(CABACBCABA（3 3）邏輯代數(shù)的重要規(guī)則）邏輯代數(shù)的重要規(guī)則對(duì)偶規(guī)則對(duì)偶規(guī)則 如果將邏輯函數(shù)表達(dá)式如果將邏輯函數(shù)表達(dá)式F F中所有的中所有的“”變變成成“”，“”變成變成“”“0”“0”變成變成“1”1”，“1”1”變成變成“0”0”，而邏輯變量保持不，而邏輯變量保持不變，則所得到的新邏輯表達(dá)式稱為函數(shù)變，則所得到的新邏輯表達(dá)式稱為函數(shù)F F的對(duì)的對(duì)偶式，記作偶式，記作FF )()(DBCAFDBCAF反演規(guī)則反演規(guī)則 如果將邏輯函數(shù)表達(dá)式如果將邏輯函數(shù)表達(dá)式F F中所有的中所有的“”變成變成“十十”，“”變成變成“”，“0”0”變成變成“1”1”，“1”1”變成變成“0”

56、0”，原，原變量變成反變量，反變量變成原變量，則所得到的新函數(shù)表變量變成反變量，反變量變成原變量，則所得到的新函數(shù)表達(dá)式為原函數(shù)達(dá)式為原函數(shù)F F的反函數(shù)的反函數(shù) 。 已知：已知： 根據(jù)規(guī)則得：根據(jù)規(guī)則得：代入規(guī)則代入規(guī)則 代入規(guī)則是指任何一個(gè)含有變量代入規(guī)則是指任何一個(gè)含有變量A A的邏輯等式，如果將的邏輯等式，如果將所有出現(xiàn)所有出現(xiàn)A A的位置都代之以同一個(gè)邏輯函數(shù)的位置都代之以同一個(gè)邏輯函數(shù)F F，則等式仍然成，則等式仍然成立立 。DCBAF)()(DCBAF邏輯表達(dá)式的化簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式的化簡(jiǎn) 代數(shù)化簡(jiǎn)法代數(shù)化簡(jiǎn)法 運(yùn)用邏輯代數(shù)的公理、定理和規(guī)則對(duì)邏輯函運(yùn)用邏輯代數(shù)的公理、定理和規(guī)則對(duì)邏輯

57、函數(shù)進(jìn)行化簡(jiǎn)數(shù)進(jìn)行化簡(jiǎn)例例 = = 卡諾圖化簡(jiǎn)法卡諾圖化簡(jiǎn)法 最小項(xiàng)之和最小項(xiàng)之和 CBAABCBCAAB)(CABABCAB2.5 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 自計(jì)算機(jī)從自計(jì)算機(jī)從1946年產(chǎn)生以來，經(jīng)過多年的努力，年產(chǎn)生以來，經(jīng)過多年的努力，計(jì)算機(jī)技術(shù)已有了很大發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)已有了很大發(fā)展。1981年年8月美國(guó)月美國(guó)IBM公司成功推出了公司成功推出了IBM PC(Personal Computer)微型計(jì)算機(jī)，這是一種面向個(gè)人用微型計(jì)算機(jī)，這是一種面向個(gè)人用戶的微型計(jì)算機(jī)，故又稱戶的微型計(jì)算機(jī)，故又稱PC。目前，人們常用。目前，人們常用的計(jì)算機(jī)絕大部分都是微型計(jì)算機(jī)。的計(jì)算

58、機(jī)絕大部分都是微型計(jì)算機(jī)。 圖靈的基本思想圖靈的基本思想所謂的圖靈機(jī)就是指一個(gè)抽象的機(jī)器，它有一所謂的圖靈機(jī)就是指一個(gè)抽象的機(jī)器，它有一條無限長(zhǎng)的紙帶，紙帶分成了一個(gè)一個(gè)的小方條無限長(zhǎng)的紙帶，紙帶分成了一個(gè)一個(gè)的小方格，每個(gè)方格有不同的顏色。有一個(gè)機(jī)器頭在格，每個(gè)方格有不同的顏色。有一個(gè)機(jī)器頭在紙帶上移來移去。機(jī)器頭有一組內(nèi)部狀態(tài)，還紙帶上移來移去。機(jī)器頭有一組內(nèi)部狀態(tài)，還有一些固定的程序。在每個(gè)時(shí)刻，機(jī)器頭都要有一些固定的程序。在每個(gè)時(shí)刻，機(jī)器頭都要從當(dāng)前紙帶上讀入一個(gè)方格信息，然后結(jié)合自從當(dāng)前紙帶上讀入一個(gè)方格信息，然后結(jié)合自己的內(nèi)部狀態(tài)查找程序表，根據(jù)程序輸出信息己的內(nèi)部狀態(tài)查找程序表，

59、根據(jù)程序輸出信息到紙帶方格上，并轉(zhuǎn)換自己的內(nèi)部狀態(tài)，然后到紙帶方格上，并轉(zhuǎn)換自己的內(nèi)部狀態(tài)，然后進(jìn)行移動(dòng)。進(jìn)行移動(dòng)。 v圖靈的基本思想圖靈的基本思想 圖靈的基本思想圖靈的基本思想是用機(jī)器來模擬人們是用機(jī)器來模擬人們用紙筆進(jìn)行用紙筆進(jìn)行數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)運(yùn)算的過程，他把這樣的運(yùn)算的過程，他把這樣的過程看作下列兩種簡(jiǎn)單的動(dòng)作：過程看作下列兩種簡(jiǎn)單的動(dòng)作：在紙上寫上或擦除某個(gè)符號(hào)；在紙上寫上或擦除某個(gè)符號(hào)；把注意力從紙的一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置。把注意力從紙的一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置。v而在每個(gè)階段，人要決定下一步的動(dòng)作，而在每個(gè)階段，人要決定下一步的動(dòng)作，依賴于此人當(dāng)前所關(guān)注的紙上某個(gè)位置的依賴于此人當(dāng)前所

60、關(guān)注的紙上某個(gè)位置的符號(hào)和此人當(dāng)前思維的狀態(tài)。符號(hào)和此人當(dāng)前思維的狀態(tài)。 圖靈的基本思想圖靈的基本思想這個(gè)機(jī)器的每一部分都是有限的，但它有一這個(gè)機(jī)器的每一部分都是有限的，但它有一個(gè)潛在的無限長(zhǎng)的紙帶，因此這種機(jī)器只是個(gè)潛在的無限長(zhǎng)的紙帶，因此這種機(jī)器只是一個(gè)理想的設(shè)備。圖靈認(rèn)為這樣的一臺(tái)機(jī)器一個(gè)理想的設(shè)備。圖靈認(rèn)為這樣的一臺(tái)機(jī)器就能模擬人類所能進(jìn)行的任何計(jì)算過程。就能模擬人類所能進(jìn)行的任何計(jì)算過程。 圖靈機(jī)的變體圖靈機(jī)的變體 圖靈機(jī)有很多變種圖靈機(jī)有很多變種，但可以證明這些變，但可以證明這些變種的計(jì)算能力都是等價(jià)的，即它們識(shí)別同樣的種的計(jì)算能力都是等價(jià)的，即它們識(shí)別同樣的語言類。證明兩個(gè)計(jì)算模