新改的信息技術基礎市公開課金獎市賽課一等獎課件

第2章計算機基礎知識2.1計算機運算基礎2.2計算機內部信息表示2.3計算機中數(shù)據基本運算2.4計算機基本工作方式1.進位計數(shù)制概念2.慣用數(shù)制及其相互之間轉換第1頁2.1計算機運算基礎2.2計算機內部信息表示2.3計算機中數(shù)據基本運算2.4計算機基本工作方式1.幾個慣用術語2.數(shù)值型數(shù)據表示3.字符型數(shù)據表示4.聲音和圖像信息表示第2章計算機基礎知識第2頁2.1計算機運算基礎2.2計算機內部信息表示2.3計算機中數(shù)據基本運算2.4計算機基本工作方式1.二進制加法運算2.二進制補碼運算3.二進制基本邏輯運算第2章計算機基礎知識第3頁2.1計算機運算基礎2.2計算機內部信息表示2.3計算機中數(shù)據基本運算2.4計算機基本工作方式1.計算機工作普通過程2.計算機程序第2章計算機基礎知識第4頁2.1計算機運算基礎

十進制

數(shù)逢10進1

二進制

數(shù)逢2進1

八進制

數(shù)逢8進1

十六進制

數(shù)逢16進1一、進位計數(shù)制概念

將數(shù)碼按序排列成若干位數(shù)字，并遵照某種由低位到高位進位方式來表示數(shù)值方法，稱為進位計數(shù)制（簡稱計數(shù)制）。第5頁

1.幾個慣用計數(shù)制表示方法

(1)數(shù)碼:十進制012345678

9(10個)

二進制

0

1(2個)

八進制

01234567(8個)

十六進制0123456789ABCDE

F

(16個)

基數(shù)：數(shù)制中允許使用基本數(shù)碼個數(shù)。

基數(shù)為10(2)書寫規(guī)則:

8906D，(8906)10

Decimal

(D可省略）

1001B，(1001)2Binary

1237Q，(1237)8Octonary

10CFH，(10CF)16Hexadecimal基數(shù)為2基數(shù)為8基數(shù)為16第6頁

2.位權與基數(shù)關系

例：(555.55)10

處于不一樣位置上數(shù)字5所代表值不一樣，第一位代表是5╳102,第二位代表是5╳101,…,最終一位代表是5╳10-2

,這些數(shù)102,101,…,10-2就稱為位權,是和數(shù)制中數(shù)碼位置相關一常數(shù)。位權與基數(shù)關系：

各進制中位權值恰好是基數(shù)若干次冪。高210-1-2低555.55第7頁

有了基數(shù)與位權關系，那么任何一個數(shù)制表示數(shù)都能夠

按位權展開為一個多項式之和(對應十進制值)：

555.55=5╳102+5╳101+5╳100+5╳10-1+5╳10-2(1011)2=

1╳23+0

╳22+1

╳21+1

╳20=11(436)8=4╳82+3╳81+6╳80=286(FDE)16=15╳162+13╳161+14╳160=4062

2.位權與基數(shù)關系

第8頁2.1計算機運算基礎二、不一樣數(shù)制之間轉換

轉換基本思緒：將整數(shù)部分和小數(shù)部分分別轉換，然后用小數(shù)點連接起來。1.任何數(shù)制十進制2.二進制十六進制3.二進制八進制第9頁1.任何進制十進制

任何進制數(shù)轉換成十進制數(shù)，只要按位權展開即可。練習：(172)8=(1110)2=(10011.01)2=(A3D)16=

122

14

19.252621第10頁練習：(10)10=(10)2=(10)8=(10)16=

10

2

816

9+110

1+110

5+310

E+2101.任何進制十進制

任何進制數(shù)轉換成十進制數(shù)，只要按位權展開即可。第11頁

（1）整數(shù)部分轉換：2.十進制任何進制即用R

(即基數(shù))屢次去除被轉換十進制數(shù)，直至商為零。每次相除所得余數(shù)，便是對應進制數(shù)一位。最終一次余數(shù)是對應進制數(shù)最高位。除R取余法：第12頁

除2取余法

66

02332161280240220210201低位高位..

.66=1000010

B第13頁練習：

47=

89=

518=

2345=

196=

101111B

1011001B

1000000110B

100100101001B

11000100B

除2取余法

第14頁

（2）小數(shù)部分轉換：即用R(即基數(shù))屢次去乘被轉換十進制數(shù)小數(shù)部分，每次相乘后所得乘積整數(shù)部分，便是對應進制數(shù)小數(shù)一位。最終一次乘積整數(shù)部分是對應進制數(shù)小數(shù)最低位。乘R取整法：2.十進制任何進制第15頁

乘2取

整法

0.625()

B0.625╳2=1.251高位0.25╳2=0.500.5╳2=1.01低位

..

.0.625=0.101B第16頁乘2取

整法

練習：0.125=0.25=0.36=

（取6位小數(shù)）

0.001B

0.01B

0.010111B第17頁

十進制二進制

練習：

25.75=

11001.11

B第18頁

3.二進制八進制

把二進制數(shù)轉換成八進制數(shù)時，整數(shù)部分和小數(shù)部分要分開考慮，整數(shù)部分自右向左按三位一組，不足三位用0補齊，把每三位二進制數(shù)用對應八進制數(shù)寫出，結果就是對應八進制數(shù)。小數(shù)部分分組與整數(shù)部分相同，只是從左向右分。反之，將八進制數(shù)轉換成二進制，只要把每位八進制數(shù)用對應三位二進制數(shù)表示即可。第19頁

二進制八進制

10100101.01011101B=()Q

010100101.01011101024527210100101.01011101B=245.272Q第20頁

練習：

10100011B=110101.0011B=171.6Q=175.206Q=

243Q65.14Q1111001.11B1111101.01000011B

二進制八進制

第21頁

4.二進制十六進制

把二進制數(shù)轉換成十六進制數(shù)時，整數(shù)部分和小數(shù)部分要分開考慮，整數(shù)部分自右向左按四位一組，不足四位用0補齊，把每四位二進制數(shù)用對應十六進制數(shù)寫出，結果就是對應十六進制數(shù)。小數(shù)部分分組與整數(shù)部分相同，只是從左向右分。反之，將十六進制數(shù)轉換成二進制，只要把每位十六進制數(shù)用對應四位二進制數(shù)表示即可。第22頁

二進制十六進制

1011010.10111B=()H

01011010.101110005AB81011010.10111B=5A.B8H第23頁

二進制十六進制

練習：

D57.7A5H=110101.0011B=3CH=A9.6DH=

110101010111.011110100101B35.3H111100B10101001.01101101B第24頁

數(shù)制轉換綜合練習：

1.125=()B=()Q=()H()=1101101101B=()Q=()H()=()B=(136)Q=()H2.21.875=()B53.75=()B3.10100011B=()Q=()H1111001.11B=()Q=()H第25頁2.2計算機內部信息表示1數(shù)據（Data）全部能被計算機接收和處理符號集合都稱為數(shù)據。數(shù)據是計算機處理對象，是信息載體或稱是編碼了信息。2.2.1名詞術語第26頁2比特（bit）和字節(jié)（Byte）

1比特

即一個二進制數(shù)位，它是表示數(shù)據最小單位。1字節(jié)由8位二進制數(shù)表示，即一個字節(jié)由b7b6b5b4b3b2b1b0八個Bit組成，最低位為b0，最高位為b7。字節(jié)（B）是計算機存放系統(tǒng)最小存取數(shù)據單位。慣用單位還有：

1KB=210B=1024B，稱為千字節(jié)；

1MB=220B=210KB=1024KB，稱為兆字節(jié)；

1GB=230B=210MB=1024MB，稱為吉字節(jié)。第27頁3字（Word）和字長字：計算機一次能作為一個整體處理最大一組二進制數(shù)。字長：這組二進制數(shù)位數(shù)。字長取決于計算機內部結構，普通都為8整數(shù)倍。常見微型計算機字長有8位、16位和32位等。字長愈長，計算機運算速度和效率愈高。

第28頁

一個數(shù)在計算機中表示形式稱為機器數(shù)，而這個數(shù)所表示實際數(shù)值，稱為機器數(shù)真值。為了表示數(shù)正、負，數(shù)符號也數(shù)字化了，通常把一個數(shù)最高位要求為符號位，用0表示正；用1表示負。2.2.2數(shù)值型數(shù)據表示第29頁(1)無符號數(shù)：無符號數(shù)沒有符號位，全部有效位均用來表示數(shù)大小。當字長為n時，一個無符號數(shù)最大值為:2n-1。(2)有符號數(shù)：

最高位為符號位，其余位才是真正數(shù)值位。原碼：編碼規(guī)則：符號位用0表示正，用1表示負，數(shù)值部分不變。當n=8時，原碼表示數(shù)范圍：-127~+127；比如:8位機和16位機一個無符號整數(shù)最大值分別為：(11111111)2=(255)10(1111111111111111)2=(65535)10比如：[(+1000101)2]原=01000101[(-1000101)2]原=11000101第30頁反碼編碼規(guī)則：正數(shù)反碼與原碼相同，負數(shù)反碼是符號位用1表示，數(shù)值位按位取反。當n=8時，反碼表示數(shù)范圍：-127~+127；補碼編碼規(guī)則：正數(shù)補碼與原碼相同，負數(shù)補碼為其反碼加1。補碼作用：能夠把減法變?yōu)榧臃?，使正負?shù)加減運算轉換為加法運算。當n=8時，補碼表示數(shù)范圍：-128~+127。比如：[(+1000101)2]反=01000101[(-1000101)2]反=10111010比如：[(+1000101)2]補=01000101[(-1000101)2]補=[(-1000101)2]反+1=10111011第31頁(3)機器數(shù)中小數(shù)點位置：

定點數(shù)：小數(shù)點位置固定不變。定點整數(shù)——小數(shù)點在數(shù)最右方（純整數(shù)）；定點小數(shù)——小數(shù)點在符號位之后（純小數(shù)）。

浮點數(shù)：主要用于表示現(xiàn)有整數(shù)部分，又有小數(shù)部分實數(shù)。它把一個小數(shù)點在任意位置實數(shù)轉化為用一個純小數(shù)和某一數(shù)制基數(shù)整數(shù)次冪乘積形式來表示。比如：(87.37)10=0.8737×102(110.11)2=(0.11011×23)2

第32頁(4)數(shù)字編碼

計算機把十進制數(shù)轉換為二進制編碼時，若將每1位十進制數(shù)用4位二進制編碼來表示，這種二進制編碼稱為BCD碼(BinaryCodeDecimal——二進制編碼十進制數(shù))。最慣用BCD碼為8421BCD碼。

數(shù)值型數(shù)據表示比如：(36.97)10

=(00110110.10010111)BCD

(100100110001.01000101)BCD

=(931.45)10

BCD碼練習：41＝5803＝498.12＝(01000001)BCD(0101100000000011)

BCD(010010011000.00010010)

BCD第33頁1

ASCII編碼:是由美國國家標準委員會制訂一個包含數(shù)字、字母、通用符號、控制符號在內字符編碼集，全稱叫美國國家信息交換標準代碼(西文)。編碼要求:每個ASCII碼字符用7位二進制數(shù)表示，即ASCII碼是一個7位編碼，其排列次序為b6b5b4b3b2b1b0，b6為高位，b0為低位。為了占滿一個字節(jié)（8位），則將最高位b7置0，后7位為ASCII碼值。2.2.3字符型數(shù)據表示

1位二進制代碼由0和1共21=2種狀態(tài)，2位二進制代碼由00、01、10和11共22=4種狀態(tài)，以這類推，n位二進制代碼就是2n種組合狀態(tài)，可用以表示2n個不一樣字符。第34頁ASCII碼字符集：是由27

=128個西文字符組成。

1)數(shù)字0~9(10個數(shù)字字符)：(ASCII碼值：30H~39H;48~57)2)字母(包含26個大寫字母和26個小寫字母):ASCII碼值:大寫字母(A~Z)：41H~5AH(65~90);小寫字母(a~z)：61H~7AH(97~122);3)通用符號32個：如+-=*/等；4)控制字符34個：如空格SP(20H)、回車CR(0DH)等。字符規(guī)律:(不一樣字符ASCII碼值可比較大小)

小寫字母大于大寫字母，字母大于數(shù)字，全部字符大于空格，空格大于全部控制字符(除了最大一個Del)第35頁計算機進行字符處理過程：從鍵盤鍵入字符信息，編碼電路將字符轉換成對應ASCII碼存入計算機，進行處理后，再將ASCII碼表示數(shù)據經字符發(fā)生器（計算機內部部件）轉換成對應字符點陣后，由顯示器或打印機輸出。第36頁2漢字編碼：

《國家標準信息交換用漢字編碼字符集——基本集》國家標準碼共搜集、定義了6763個基本漢字，其中包含使用頻率較高一級漢字3755個，使用頻率較低二級漢字3008個，另外還有拉丁字母、俄文字母、日語假名、希臘字母、漢語拼音字母、數(shù)字、慣用符號等682個。

國家標準碼要求每個漢字用2個字節(jié)二進制編碼表示，每個字節(jié)最高位為0，其余7位用于表示漢字信息。第37頁

機內碼：將國家標準碼2個字節(jié)二進制代碼最高位都置1后就得到對應漢字機內碼。當計算機處理字符數(shù)據時，當碰到兩個連續(xù)字節(jié)最高位均為1，便會將這兩個字節(jié)視為1個漢字機內碼，而當碰到最高位為0字節(jié)，則將其看做1個ASCII碼西文字符。漢字機內碼是漢字信息處理系統(tǒng)內部存放、處理漢字用編碼。因為漢字也要經過鍵盤輸入，所以還必須要有漢字輸入碼（拼音輸入、五筆輸入等）。在漢字輸出時，需配置漢字字形碼，與機內碼保持映像關系，并以點陣和矢量方式形成漢字字形。第38頁2.2.4聲音和圖像信息表示自學內容第39頁2.3計算機中數(shù)據基本運算(1)兩個1位二進制數(shù)加、減運算規(guī)則：加法規(guī)則減法規(guī)則

0+0=00-0=00+1=10-1=1（借位1）1+0=11-0=1

1+1=0（進位1）1-1=0(2)

多位二進制數(shù)加減運算：

利用1位二進制數(shù)加減規(guī)則，并遵照“逢二進一”、“借一作二”標準。2.3.1二進制加減運算第40頁2.3計算機中數(shù)據基本運算2.二進制補碼運算自學內容第41頁2.3.3二進制