計算機系統(tǒng)的基礎知識

計算機系統(tǒng)的基礎知識第1頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四教學章節(jié)計算機的發(fā)展概述

1.1計算機基本組成及工作原理

1.2數(shù)制與編碼

1.3運算基礎1.4邏輯代數(shù)及邏輯電路

1.5第2頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四教學目的：了解計算機的產(chǎn)生、發(fā)展和應用教學重點：計算機的發(fā)展1.1

計算機發(fā)展概述第3頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四教學引入

現(xiàn)在，計算機在我們的日常生活中無處不在，你了解計算機的發(fā)展史嗎？

返回下一頁第4頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四1.1.1計算機的產(chǎn)生計算機與一般計算工具的差別存儲器的大小運算能力定義電子計算機是一種能按預先存儲的程序，對以數(shù)字形式出現(xiàn)的信息進行處理的電子裝置。1.1

計算機發(fā)展概述P1上一頁

返回下一頁第5頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四

結(jié)繩計數(shù)是計算機的“遠古史”

籌算是計算機的“古代史”中國算盤與計算機誕生有關技術(shù)的發(fā)展1.從籌算到算盤

上一頁

返回下一頁第6頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四1614年，耐普爾利用對數(shù)原理制造一臺乘法機。奧托里把對數(shù)刻在木板上，后發(fā)展為現(xiàn)在的計算尺。1642年，法國數(shù)學家布萊斯·帕斯卡發(fā)明簡易機械計算機。1671年，德國數(shù)學家萊布尼茨把帕斯卡機器加以改進,使它既可以做加減法，又可以做乘除法運算。圓柱型對數(shù)計算尺帕斯卡帕斯卡加法器2.機械計算器

上一頁

返回下一頁第7頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四1820年，英格蘭的查爾斯·巴貝奇設計了“差分機”(計算機之父）

英國數(shù)學家喬治·布爾1854年提出符號邏輯（布爾代數(shù)）20世紀30年代末期，英國數(shù)學家艾倫·圖靈描述了假想機器（圖靈機）20世紀30年代后期，艾肯和IBM公司的工程師小組完成了“MarkI”布爾巴貝奇MarkⅠ第一臺差分機2.機械計算器（序）

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返回下一頁第8頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四ENIAC是世界公認的第一臺通用電子數(shù)字計算機。1946年2月由美國賓州大學的莫克萊和埃克特研制；18000多個電子管、1500多個繼電器、占地170平方米、重量30噸、計算速度5千次/秒；每次至多只能存儲20個十進制數(shù)；弱點：存儲容量小，尚未采用“程序存儲”方式；電子管太多第一臺數(shù)字電子計算機P1上一頁

返回下一頁第9頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四圖靈對現(xiàn)代計算機貢獻：建立了圖靈機的理論模型，發(fā)展了可計算性理論；提出了定義機器智能的圖靈測試。馮·諾依曼貢獻：建立現(xiàn)代計算機基本結(jié)構(gòu)，即馮·諾依曼結(jié)構(gòu)。

整個系統(tǒng)是由五大基本部件組成，即由運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備組成；采用二進制，使用機器語言,指令通過操作碼來完成簡單的操作；采用存儲程序的思想，對計算進行集中的順序控制。馮.諾依曼圖靈現(xiàn)代計算機發(fā)展的杰出人物P1上一頁

返回下一頁第10頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四所謂現(xiàn)代計算機是指采用先進的電子技術(shù)來代替陳舊落后的機械或繼電器技術(shù)。以構(gòu)成計算機硬件的邏輯元件為標志，大致經(jīng)歷了從電子管、晶體管、中小規(guī)模集成電路到大規(guī)模超大規(guī)模集電路計算機等四個發(fā)展階段。1.1.2計算機的發(fā)展P2重點上一頁

返回下一頁第11頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四特點

采用電子管作為邏輯開關元件；存儲器使用水銀延遲線、靜電存儲管、磁鼓等；外部設備采用紙帶、卡片、磁帶等；使用機器語言，50年代中期開始使用匯編語言，但沒有操作系統(tǒng)

體積龐大、笨重、耗電多、可靠性差、速度慢、維護困難

典型機器

ENIAC、EDVAC、UNIVAC、IBM701、IBM650

應用

科學計算1.第一代電子計算機上一頁

返回下一頁第12頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四特點使用半導體晶體管作為邏輯開關元件；使用磁芯作為主存儲器，輔助存儲器采用磁盤和磁帶；輸入輸出方式有了很大改進；開始使用操作系統(tǒng)，有了各種計算機高級語言。體積減小、重量減輕、耗電量減少、速度加快、可靠性增強;典型機器IBM的7090、7094、7040、7044應用數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制、科學計算2.第二代電子計算機上一頁

返回下一頁第13頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四特點使用中、小規(guī)模集成電路作為邏輯開關元件；開始使用半導體存儲器。輔存仍以磁盤,磁帶為主；外部設備種類和品種增加；開始走向系列化、通用化和標準化；操作系統(tǒng)進一步完善，高級語言數(shù)量增多。計算機的體積、重量進一步減小，運算速度和可靠性進一步提高

典型機器IBM370系列、IBM360系列、富士通F230系列等。

應用系統(tǒng)模擬、系統(tǒng)設計、大型科學計算、科技工程各領域。3.第三代電子計算機上一頁

返回下一頁第14頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四特點使用大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路作為邏輯開關元件；主存采用半導體存儲器，輔存采用大容量的軟、硬磁盤，并開始引入光盤；外部設備有了很大發(fā)展，開始采用光字符閱讀器（OCR）,掃描儀、激光打印機和各種繪圖儀；操作系統(tǒng)不斷發(fā)展和完善，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進一步發(fā)展。計算機的體積、重量、功耗進一步減小，運算速度、存儲容量、可靠性等大幅度提高。

典型機器IBM的4300系列、3080系列、3090系列，以及IBM9000系列

應用事務處理、智能模擬、普及到社會生活各個方面4.第四代電子計算機上一頁

返回下一頁第15頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四人工智能（AI）：是研究如何用人工的方法和技術(shù)來模仿、延伸和擴展人的智能，以實現(xiàn)某些“機器思維”或腦力勞動自動化的一門學科。第五代計算機系統(tǒng)（FGCS:):

就是智能計算機系統(tǒng)，智能計算機由以下幾個部分組成：知識庫（KB:KnowledgeBank）知識庫計算機(KBM:KnowledgeBankMachine）知識庫管理系統(tǒng)(KBMS)問題求解和推理機智能接口系統(tǒng)應用系統(tǒng)5.人工智能和第五代電子計算機上一頁

返回下一頁第16頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四課堂交互現(xiàn)代計算機與微型機劃分的標準有什么不同？現(xiàn)代計算機：電子器件不同微型機：微處理器的位數(shù)上一頁

返回下一頁第17頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四微型計算機的發(fā)展P2~3

微型計算機的分代是以微處理器的位數(shù)為依據(jù)的，共分四代。

第一代微型計算機第二代微型計算機第三代微型計算機第四代微型計算機上一頁

返回下一頁第18頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四特點字長：4位/8位芯片集成度（晶體管數(shù)目/片）：1200～2000 時鐘頻率：0.5～0.8MHz 基本指令執(zhí)行時間：10～15μS 地址總線：4/8條 CPU舉例40041.第一代微型計算機上一頁

返回下一頁第19頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四特點

字長：8位芯片集成度（晶體管數(shù)目/片）：5000～9000 時鐘頻率：1～2.5MHz 基本指令執(zhí)行時間：1～2μS 地址總線：16條 微處理器（CPU）舉例Intel8080、Intel8085、M6800、Z-8080802.第二代微型計算機上一頁

返回下一頁第20頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四特點字長：16位芯片集成度（晶體管數(shù)目/片）：2萬~7萬 時鐘頻率：5~10MHz 基本指令執(zhí)行時間：0.4~0.75μS 地址總線：20/24條 微處理器（CPU）舉例：Intel8086、Intel8088 、Intel80286、M680003.第三代微型計算機上一頁

返回下一頁第21頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四特點字長：32/64位芯片集成度（晶體管數(shù)目/片）：10萬以上 時鐘頻率：25～150MHz 基本指令執(zhí)行時間：0.125μS 地址總線：24/32條 微處理器（CPU）舉例Intel80386、Intel80486、奔騰系列等4.第四代微型計算機上一頁

返回下一頁第22頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四

微型計算機系統(tǒng)也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成?！拔ⅰ钡暮x是指體積小、重量輕且價格低廉、可靠性高、結(jié)構(gòu)靈活，可廣泛應用于各個領域。微型計算機的組成第23頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四CPU是計算機的核心，其重要性好比大腦對于人一樣，因為它負責處理、運算計算機內(nèi)部的所有數(shù)據(jù)。計算機機一般包含以下配件：第24頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四主板安裝在機箱內(nèi)，是微機最基本的也是最重要的部件之一。第25頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四硬盤全名溫徹斯特式硬盤，是電腦主要的存儲媒介之一。內(nèi)存條是連接CPU和其他設備的通道，起到緩沖和數(shù)據(jù)交換作用。第26頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四光驅(qū)是電腦用來讀寫光碟內(nèi)容的機器，是臺式機里比較常見的一個配件。顯卡是連接顯示器和個人電腦主板的重要元件，是個人電腦最基本組成部分之一。第27頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四鍵盤是計算機的一個非常重要的輸入設備。鼠標的使用是為了能代替鍵盤那些繁瑣的指令，使計算機的操作更加簡便。電源是向電子設備提供功率的裝置，它提供計算機中所有部件所需要的電能。第28頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四機箱主要作用是放置和固定各電腦配件，起到一個承托和保護作用，此外，電腦機箱具有屏蔽電磁輻射的重要作用。。顯示器是將一定的電子文件通過特定的傳輸設備顯示到屏幕上再反射到人眼的一種顯示工具。第29頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四筆記本電腦：一種體積更小、重量更輕的便攜式微型機單片計算機：微型計算機的主要部件集成在一塊芯片上，也稱單片微型計算機，簡稱單片機。單片機的發(fā)展歷史可分為三個階段：

初級單片機階段（1976-1978）高性能單片機階段（1978年以后）16位單片機推出階段（1982年以后）其他微型計算機上一頁

返回下一頁第30頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四工作原理數(shù)字計算機（DigitalComputer）模擬計算機(AnalogComputer)混合計算機(Hybridcomputer)按應用

通用計算機(GeneralPurposeComputer)專用計算機(SpecialPurposeComputer)綜合性能指標

巨型機（SuperComputer）大型機（MainFrameComputer）小型機（MiniComputer）微型機（MicroComputer）工作站（Workstation）服務器（Server）網(wǎng)絡計算機（NetComputer）計算機分類上一頁

返回下一頁第31頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四巨型機(Supercomputer)又稱超級計算機，它的價格昂貴、功能強大，多用于戰(zhàn)略武器、空間技術(shù)、石油勘探、天氣預報。社會模擬等。它從技術(shù)上朝兩個方向發(fā)展：

開發(fā)高性能器件，縮短時鐘周期，提高單機性能采用多處理器結(jié)構(gòu)，提高機器性能，用于尖端領域，代表國家的計算機科學水平。典型巨型計算機：

如美國的ILLIAC-IV型計算機（每秒1.5億次）、CRAY-1型計算機（每秒1億次）?！般y河”系列計算機和“曙光一號”并行計算機等，標志著我國是世界上少數(shù)幾個能獨立研制出巨型機的國家之一。巨型機上一頁

返回下一頁第32頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四運算速度可達5000億次的“神威”計算機上一頁

返回下一頁第33頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四綜合化、智能化網(wǎng)絡化、高速化、整體化、協(xié)同化多樣化、大眾化微小化、低能耗、低污染、縮微化、綠色化商品化集成化、高效化上一頁

返回下一頁1.1.3計算機應用的發(fā)展趨勢P6~7第34頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四超導計算機量子計算機光子計算機生物計算機神經(jīng)網(wǎng)絡計算機新型計算機1.1.3未來的新型計算機第35頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四課堂交互按計算機采用的電子器件來劃分計算機的發(fā)展，經(jīng)歷了（）代。

A）4

B）6

C）7

D）3分析：按計算機采用的電子器件來劃分，計算機的發(fā)展經(jīng)歷了四代。結(jié)論：答案應選A）上一頁

返回下一頁第36頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四教學小結(jié)計算機的定義；與計算機誕生有關的技術(shù)的發(fā)展；現(xiàn)代計算機的發(fā)展；微型計算機的發(fā)展；計算機的特點；計算機的應用；上一頁

返回下一頁第37頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四作業(yè)P4311．馮諾依曼計算機的主要特征是什么？補充：計算機和微型計算機分別是根據(jù)什么劃代的？計算機和微型計算機這幾代各是什么？

返回上一頁第38頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四

教學目的掌握計算機系統(tǒng)的組成成分及各組成成分的功能了解計算機的工作過程。教學重點計算機硬件組成及各部分功能1.2計算機的基本組成及工作原理第39頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四教學引入

現(xiàn)在，我們已經(jīng)了解計算機的發(fā)展，那么計算機的內(nèi)部有哪些部件組成？

返回下一頁第40頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四計算機系統(tǒng)硬件主機中央處理器(CPU)運算器控制器內(nèi)存儲器只讀存儲器(ROM)隨機存儲器(RAM)外存儲器——硬盤、軟盤、光盤外部設備輸入設備——鍵盤、鼠標、光筆、掃描儀輸出設備——顯示器、打印機、繪圖儀軟件系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)語言處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)系統(tǒng)服務程序應用軟件文字處理軟件信息管理軟件圖形軟件輔助設計軟件各種程序包第41頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四概念

硬件系統(tǒng)：指由電子部件和機電裝置組成的計算機實體。軟件系統(tǒng)：指為計算機工作服務的全部技術(shù)資料和各種程序。功能硬件的功能：接受計算機程序,并在程序的控制下完成數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理和輸出結(jié)果等任務。軟件的功能：保證計算機硬件的功能得以充分發(fā)揮，并為用戶提供一個寬松的工作環(huán)境。關系二者缺一不可，沒有軟件的計算機稱為“裸機”裸機不能做任何工作。硬件是組成計算機的物質(zhì)基礎,軟件則是其靈魂1.2.1計算機系統(tǒng)的基本組成P7上一頁

返回下一頁第42頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四負責數(shù)據(jù)的算術(shù)運算和邏輯運算即數(shù)據(jù)的加工處理實現(xiàn)記憶功能的部件用來存放計算程序及參與運算的各種數(shù)據(jù)。存儲器運算器控制器輸入設備實現(xiàn)計算程序和原始數(shù)據(jù)的輸入負責對程序規(guī)定的控制信息進行分析、控制并協(xié)調(diào)輸入、輸出操作或內(nèi)存訪問1.2.1計算機的基本組成P7輸出設備實現(xiàn)計算結(jié)果的輸出重點上一頁

返回下一頁第43頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四結(jié)果數(shù)據(jù)中央處理器取數(shù)存數(shù)外部設備接口輸入設備輸出設備外存儲器內(nèi)存儲器運算器控制器程序數(shù)據(jù)外設主機上一頁

返回下一頁第44頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四主板北橋芯片電源插座內(nèi)存插槽硬盤插座CMOS電池CPU插槽并行打印機接口PCI總線插槽AGP總線插槽（顯卡）軟盤插座CPU風扇電源插座南橋芯片BIOS芯片

主板有BIOS芯片、I/O控制芯片、鍵盤和面板控制開關接口、CPU插座、內(nèi)存插槽、擴充插槽等元件。CMOS參數(shù)：通過設置CMOS參數(shù)（啟動計算機時，按DEL鍵進入），可修改CPU工作頻率，屏蔽掉某個硬盤（即使線纜連接了該硬盤，操作系統(tǒng)下也看不見）等一些系統(tǒng)設置的操作。第45頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四馮●諾依曼型計算機兩大特征：程序存儲采用二進制

微型計算機的組成框圖P8重點上一頁

返回下一頁第46頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四地址總線AB：用于傳送由CPU發(fā)出的地址信息，地址總線是單向總線，其位數(shù)決定了CPU可直接尋址的內(nèi)存空間大小--16位微機的地址總線寬度(位數(shù))為20bit，則其可尋址空間為220＝1MB。數(shù)據(jù)總線DB：用于傳送數(shù)據(jù)信息，是雙向總線。數(shù)據(jù)總線的位數(shù)通常與CPU的字長一致，是微型計算機的一個重要的性能指標?？刂瓶偩€CB：用于傳送控制信息和時序信息。一般是雙向的。這三種總線各自干什么呢？第47頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四可減少信息傳送線路的數(shù)目。容易地擴充內(nèi)存和添加外部設備。統(tǒng)一的總線標準更容易使不同設備間實現(xiàn)互連。提高了系統(tǒng)的靈活性。為什么微型計算機要采用總線結(jié)構(gòu)？第48頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四

指令

定義：能夠被計算機識別的命令，是對計算機進行程序控制的最小單位組成：

操作碼：計算機應該執(zhí)行的某種操作的性質(zhì)和功能；地址碼：被操作的數(shù)據(jù)存放在何處，即指明操作數(shù)的地址程序是由完成某一特定任務的一組指令所組成。機器指令：是要計算機執(zhí)行某種操作的指令，它們?nèi)坑?和1這樣的二進制編碼組成，其操作通過硬件邏輯電路實現(xiàn)。1.2.2計算機的基本工作原理P9上一頁

返回下一頁操作碼操作數(shù)/地址操作碼操作數(shù)1地址操作數(shù)2地址第49頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四輸出設備執(zhí)行結(jié)果程序數(shù)據(jù)先編寫出完成這一算題的計算程序；結(jié)束指令輸入設備內(nèi)存儲器微處理器地址/指令/數(shù)據(jù)分析指令取指令執(zhí)行指令結(jié)束其他指令計算機工作過程CPU工作過程程序和數(shù)據(jù)送入計算機內(nèi)存；控制器從存儲器中取指令；控制器分析、執(zhí)行指令，為取下一條指令做準備；

取下一條指令，分析執(zhí)行，如此重復操作，直至執(zhí)行完程序中的全部指令，便可獲得最終結(jié)果。計算機的工作過程

第50頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四計算機的自動計算過程就是執(zhí)行一段預先編制好的計算程序的過程；計算程序是指令的有序集合。1.2.2計算機的基本工作原理P11動畫演示上一頁

返回下一頁取指令譯碼分析指令執(zhí)行指令

計算機中一條指令的執(zhí)行過程第51頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四教學小結(jié)計算機系統(tǒng)的組成計算機硬件及各部分的功能計算機的工作過程作業(yè)P434

返回上一頁第52頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四

教學目的學習計算機中數(shù)據(jù)信息的表示方式和各種表示方式之間的內(nèi)在聯(lián)系、二進制的定點與浮點表示及其原碼反碼補碼表示、計算機中非數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼，使大家對數(shù)值數(shù)據(jù)的表示方式有所了解。

教學重點不同進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換二進制數(shù)的原碼、反碼及補碼表示字符編碼1.3數(shù)制與編碼第53頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四教學引入

計算機可以處理各種各樣的數(shù)據(jù)，如文本、圖像、聲音、動畫等，那么這些信息在計算機內(nèi)部是如何保存的？

返回下一頁第54頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四計算機為什么采用二進制

電路簡單：計算機是由邏輯電路組成，而邏輯電路通常只有兩個狀態(tài)。

可靠性高：兩個狀態(tài)表示的二進制兩個數(shù)碼，數(shù)字傳輸和處理不容易出錯。

運算簡單：二進制運算法則簡單。

邏輯性強：計算機工作原理是建立在邏輯運算基礎上的，邏輯代數(shù)是邏輯運算的理論依據(jù)。第55頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四按形表示按一定的編碼方法來表示數(shù)據(jù)按值表示要求在選定的進位制中正確地表示出數(shù)值，包括數(shù)字符號、小數(shù)點位置及正負符號等。表示數(shù)據(jù)信息的兩種基本方法12上一頁

返回下一頁第56頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四1.特點：⑴10個有序的數(shù)字符號：0,1,2,3,4,5,6,7,8,9其中：“十”為進位基數(shù)(Base/Radix)，⑶“逢十進一”的計數(shù)規(guī)則⑵小數(shù)點符號：“.”2.表示法：并列表示法PositionalNotation

多項式表示法PolynomialNotation簡稱基數(shù)(R)。十進制數(shù)上一頁

返回下一頁第57頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四例：十進制數(shù)12345.67809②多項式表示法

:將并列式按“權(quán)”展開為按權(quán)展開式，稱為多項式表示法。如下例：10410310210110010-110-210-310-410-5

如上所示，處在不同位置的數(shù)字具有不同的“權(quán)”，并列計數(shù)法，也稱位置表示法。萬千百十個位位位位位小數(shù)點十百千萬十萬分分分分分位位位位位①并列表示法12345.67809=1×104+2×103+3×102+4×101+5×100+6×10-1+7×10-2+8×10-3+0×10-4+9×10-

5上一頁

返回下一頁第58頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四進位制數(shù)

所謂“數(shù)制”，即各種進位計數(shù)制。在R進制中，具有R個數(shù)字符號，它們是0，1，2，…，（R-1）在R進制中，由低位向高位是按“逢R進一“的規(guī)則進行計數(shù)。R進制的基數(shù)（base）是R，R進制數(shù)的第i位的權(quán)(weight)為“Ri”，并約定整數(shù)最低位的位序號i=0（i=n,…2，1，0，-1，-2…）。小數(shù)點右移一位擴大Ｒ倍，左移一位縮小為原來的1/Ｒ倍。1.3.1進位制數(shù)及其相互轉(zhuǎn)換P12上一頁

返回下一頁第59頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四不同數(shù)制表示在數(shù)碼的右下角注明數(shù)制或在數(shù)的后面加一個字母。

B：二進制數(shù)

Q：八進制數(shù)

D：十進制數(shù)

H：十六進制數(shù)不同數(shù)制特點進位計數(shù)制方式:每種數(shù)制使用數(shù)碼個數(shù)R稱為基數(shù)，進位計數(shù)制編碼符合“逢R進位”規(guī)則。位權(quán)表示法:數(shù)制中每一固定位置對應的單位值稱為權(quán)，處于不同位置數(shù)碼代表的值與它所在位置權(quán)值有關。121.3.1進位制數(shù)及其相互轉(zhuǎn)換（序）上一頁

返回下一頁第60頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四進位制二進制八進制十進制

十六進制規(guī)則基數(shù)數(shù)碼

權(quán)形式表示逢二進一R=20,12iB逢八進一R=80,1,2,…78iQ逢十進一R=100,1,2,…,910iD逢十六進一R=160,1,…,9,A,B,C,D,E,F16iH計算機中常用進制數(shù)的表示重點上一頁

返回下一頁第61頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四使用按權(quán)相加法，即將各位進制數(shù)碼與它對應的權(quán)相乘，其積相加，和數(shù)即為與該R進制數(shù)相對應的十進制數(shù)。整數(shù)的轉(zhuǎn)換:采用除R取余法。從最后一次除得余數(shù)讀起（即從高位到低位）。

小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換:采用乘R取整法，將所得小數(shù)從第一次乘得整數(shù)讀起，就是這個十進制小數(shù)所對應的R進制小數(shù)R進制數(shù)→十進制數(shù)十進制數(shù)→R進制數(shù)不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換P13重點上一頁

返回下一頁第62頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四

分析：使用按權(quán)相加法，即將各位進制數(shù)碼與它對應的權(quán)相乘，其積相加，和數(shù)即為與該R進制數(shù)相對應的十進制數(shù)。(1100101.101)2=1×26+1×25+0×24+0×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3=64+32+4+1+0.5+0.125=(101.625)10即(1100101.101)2

=（101.625）10例1：求（1100101.101）2

的等值十進制數(shù)。上一頁

返回下一頁(101.01)8=1×82+0×81+1×80+0×8-1+1×8-2

=64+1+1/16=(65.0625)10(10A.C)16=1×162+0×161+10×160+12×16-1

=256+10+0.75=(266.75)10第63頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四33解:先求（66）10等值二進制數(shù)余數(shù)

266 即（66）10=（1000010)2再求小數(shù)部分

積的整數(shù)部分

0.625×2=1.250

10.250×2=0.500

0

0.500×2=1.000

1

即(0.625)10=(0.101)2所以：(66.625）10=(1000010.101）2注意：十進制小數(shù)不一定都能轉(zhuǎn)換成完全等值的二進制小數(shù)，所以有時要取近似值，有換算誤差存在。01684210100001例2：求（66.625）10等值二進制數(shù)(?)2

分析：將此數(shù)分成整數(shù)和小數(shù)兩部分分別轉(zhuǎn)換，然后再拼接起來。上一頁

返回下一頁第64頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四二進制、八進制、十六進制間轉(zhuǎn)換二進制數(shù)→八進制數(shù)

“三位并一位”以小數(shù)點為基準，整數(shù)部分從右至左，每三位一組，最高位不足三位時，添0補足三位；小數(shù)部分從左至右，每三位一組最低有效位不足三位時，添0補足三位。各組三位二進制數(shù)按22，21，20權(quán)展開后相加，得到一個八進制數(shù)八進制數(shù)→二進制數(shù)

“一位拆三位”把一位八進制寫成對應的三位二進制，然后按權(quán)連接即可二進制數(shù)→十六進制數(shù)

“四位并一位”以小數(shù)點為基準，整數(shù)部分從右至左，每四位一組，最高位不足四位時，添0補足四位；小數(shù)部分從左至右，每四位一組最低有效位不足四位時，添0補足四位。各組四位二進制數(shù)按23,

22，21，20權(quán)展開后相加，得到一個十六進制數(shù)十六進制數(shù)→二進制數(shù)

“一位拆四位”把一位十六進制寫成對應的四位二進制，然后按權(quán)連接即可重點上一頁

返回下一頁第65頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四數(shù)值數(shù)據(jù)的表示——數(shù)制及其轉(zhuǎn)換二進制與八、十六進制間的轉(zhuǎn)換

二進制與八進制轉(zhuǎn)換表1位八進制數(shù)012345673位二進制數(shù)000001010011100101110111

二進制與十六進制轉(zhuǎn)換表1位十六進制數(shù)012345674位二進制數(shù)000000010010001101000101011001111位十六進制數(shù)89ABCDEF4位二進制數(shù)10001001101010111100110111101111第66頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四解：

001

010

111011.001

011

100

127

3.1

3

4

即：(1010111011.0010111)2=(1273.134)8例3：將（1010111011.0010111)2轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)

分析：按照“三位并一位”的原則，對二進制數(shù)進行處理。例4：將（2754.41)8轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)

分析：按照“一位拆三位”的原則，對八進制數(shù)進行處理。解：2

754

.4

1

010111101

100.100

001

即：（2754.41)8=(10111101100.100001)2上一頁

返回下一頁第67頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四解：

001011010101·01110100

2D

5.7

4

即：（1011010101.011101)2=(2D5.74)16例5：將（1011010101.011101)2轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)

分析：按照“四位并一位”的原則，對二進制數(shù)進行處理。例6：將（5A0B.0C)16轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)

分析：按照“一位拆四位”的原則，對八進制數(shù)進行處理。解：5A

0

B

·0

C

01011010

0000

1011.0000

1100

即：（5A0B.0C)16=(101101000001011.000011)2上一頁

返回下一頁第68頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四1)二進制數(shù)1101100111.10011轉(zhuǎn)換成對的八進制數(shù)

001

101

100

111.100

110154746

則得：（1101100111.10011)2=（1547.46)8

2)八進制數(shù)576.32轉(zhuǎn)換成對應的二進制數(shù)（576.32)8=101

111

110.011

010

則得：(576.32)8=（101111110.01101)2

3)二進制數(shù)1101100111.10111轉(zhuǎn)換成對應的十六進制數(shù)

0011

0110

0111.1011

1000367B8

則得：（1101100111.10111)2=（367.B8)16

4)十六進制數(shù)5FD4.A3轉(zhuǎn)換成對應的二進制數(shù)（5FD4.A3)16=0101

1111

1101

0100.1010

0011

則得：（5FD4.A3)16=（101111111010100.10100011)2

第69頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四2.二進制數(shù)的定點表示P15概念指計算機中的小數(shù)點位置固定不變的數(shù)的表示方式。功能分類定點整數(shù)：小數(shù)點固定在數(shù)的最低位之后。設字長為８位，能表示的數(shù)值范圍為：00000000-01111111即0-（２7－１）定點小數(shù)：小數(shù)點固定在數(shù)的最高位之前。設字長為８位，能表示的范圍為：0.0000000~0.1111111即0-（1-２-7

）上一頁

返回下一頁第70頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四浮點表示法:指計算機中的小數(shù)點位置不是固定的，或者說是“浮動”的數(shù)的表示方式：通過階碼和尾數(shù)表示：N=2±E×(±S)

E稱為階碼，它是一個二進制正整數(shù)；E前的±為階碼的符號，稱為階符（Ef）；S稱為尾數(shù)，它是一個二進制正小數(shù)；S前的±為尾數(shù)的符號，稱為尾符(Sf)；“２”是階碼E的底數(shù)。二進制數(shù)的浮點表示P16上一頁

返回下一頁第71頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四階碼尾數(shù)階符尾符例：二進制數(shù)＋101.1和－10.11的浮點表示形式為上一頁

返回下一頁第72頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四真值一個數(shù)的正號用十表示；負號用”一”表示，即為該數(shù)的真值。例如：十進制數(shù)+13.5→二進制的真值為+1101.1;十進制數(shù)-13.5→二進制的真值為-1101.1機器數(shù)以0表示正數(shù)的符號，以1表示負數(shù)的符號，并且每一位的數(shù)值也用0和1表示之后，這樣的數(shù)叫機器數(shù)，有時也叫做機器碼符號化好處可以方便的存儲；在做乘法或除法時，把數(shù)的符號位按位相加后，就得到結(jié)果的符號位。其規(guī)則是正數(shù)乘正數(shù)，符號按位相加得0；正數(shù)乘負數(shù)，符號按位相加得1；負數(shù)乘負數(shù)，符號按位相加得0。3.二進制的原碼、反碼及補碼表示P17數(shù)符（+/-）+尾數(shù)（數(shù)值的絕對值）符號（+/-）數(shù)碼化；最高位：“0”表示“+”，“1”表示“-機器數(shù)的分類原碼、反碼、補碼上一頁

返回下一頁第73頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四原碼是一種機器數(shù)。數(shù)的原碼表示是在機器中用符號位的0和1表示數(shù)的正號和負號，而其余位表示數(shù)的本身。對于正數(shù)，X=+Xn-2Xn-3……X0，則原碼為：［X］原=0Xn-2Xn-3……X0

對于負數(shù)，X=-Xn-2Xn-3……X0，則原碼為：［X］原=1Xn-2Xn-3……X0原碼表示法的特點:優(yōu)點:簡單易懂，與真值的轉(zhuǎn)換方便。缺點:異號相加時機器首先應判斷數(shù)的符號，然后比較兩數(shù)的絕對值，增加了機器的復雜程度。符號位+尾數(shù)部分（真值）原碼表示法上一頁

返回下一頁第74頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四表示方法對于正數(shù)其反碼與原碼相同；對于X=+Xn-2Xn-3……X0，則反碼為：［X］反=0Xn-2Xn-3……X0對于負的二進制數(shù)，符號位不變，數(shù)值各位取反，即0變?yōu)椋保琹變?yōu)?。對于X=-Xn-2Xn-3……X0，則反碼為［X］反=1特點:在計算機中容易實現(xiàn)，如觸發(fā)器，一邊表示原碼，另一邊表示反碼。正數(shù)：尾數(shù)部分與真值形式相同；負數(shù)：尾數(shù)為真值數(shù)值部分按位取反反碼表示法上一頁

返回下一頁第75頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四（+4）稱為（?8）對12的補碼，數(shù)學公式表示為：?8≡+4（mod12)什么是補碼？上一頁

返回下一頁第76頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四表示方法對于正數(shù)其補碼與原碼相同；對于X=+Xn-2Xn-3……X0，則補碼為：［X］補=0Xn-2Xn-3……X0對于負數(shù),除了符號位之外數(shù)值各位取反，末尾位加1。對于X=－Xn-2Xn-3……X0，則補碼為：［X］補=1+1特點:負數(shù)用補碼表示時，可把減法轉(zhuǎn)化成加法，可以用加法器實現(xiàn)減法，簡便、經(jīng)濟

正數(shù)：尾數(shù)部分與真值形式相同；負數(shù)：尾數(shù)為真值數(shù)值部分按位取反加1補碼表示法上一頁

返回下一頁第77頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四符號＋、－←→S0、1數(shù)值位不變原碼、反碼和補碼間關系x真值[x]原[x]反[x]補S不變，數(shù)值位不變(S=0)變反(S=1)S不變，數(shù)值位不變(S=0)變反后加1(S=1)注：S表示符號位記住規(guī)律上一頁

返回下一頁第78頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四例7：已知計算機字長為8位，試寫出二進制＋101010和－101010的機器中表示的原碼、反碼和補碼。解：設該機器采用定點整數(shù)表示,則其真值形式為:X=+0101010Y=-0101010

［Ｘ］原=［Ｘ］反=［Ｘ］補=00101010［Y］原=10101010

［Y］反=11010101［Y］補=11010110原碼、反碼、補碼應用舉例上一頁

返回下一頁第79頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四例8：已知［X]補＝101101，求真值X解：先由［X］補求出［X］反，則得:［X］反=［X］補－1＝101101－1＝101100［X］反的符號位為1，故其所對應的真值為負，且數(shù)值為［X］反的各位取反，即：

［X］反＝101100X=-10011原碼、反碼、補碼應用舉例上一頁

返回下一頁第80頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四位（Bit）：度量數(shù)據(jù)的最小單位字節(jié)（Byte）：最常用的基本單位K（kilobyte）字節(jié)

1KB=210B=1024ByteM（megabyte）字節(jié)

1MB=220B=1024KBG（gigabyte）字節(jié)

1GB=230B=1024MBT（terabyte）字節(jié)

1TB=240B=1024GBb7b6b5b4b3b2b1b010010101=27+24+22+20=149信息的存儲單位上一頁

返回下一頁第81頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四

什么是編碼？所謂編碼（code）,是指按一定規(guī)則組合而成二進制數(shù)碼序列來表示數(shù)字符或其他符號。計算機中常用的編碼有十進制編碼(BCD碼）、可靠性編碼（校驗碼）字符編碼、操作編碼及漢字編碼等。4.數(shù)據(jù)的編碼表示P18上一頁

返回下一頁第82頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四用四位二進制代碼對一位十進制數(shù)進行編碼，它既具有二進制碼的形式(四位二進制碼)，又有十進制數(shù)的特點(每四位二進制碼是一位十進制數(shù))。例1（931）10=（？）BCD

解:（9

3

1)10

↓

↓

↓

=(1001

0011

0001)BCDBCD碼（二→十進制碼）P18上一頁

返回下一頁以4位二進制數(shù)表示1位十進制數(shù)。例如：[123.74]10＝[0001

0010

0011.0111

0100]BCD

可以快速進行十進制數(shù)據(jù)與二進制數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換采用“逢十進組”的原則亦容易實現(xiàn)第83頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四十進制BCD碼十進制BCD碼00000501011000160110200107011130011810004010091001十進制數(shù)與BCD碼的對照表上一頁

返回下一頁第84頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四課堂交互問題：已知（1101.01)2，求其對應的BCD編碼？上一頁

返回下一頁要先把（1101.01)2轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)，才能再轉(zhuǎn)換成BCD編碼！第85頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四目的：解決代碼在形成或傳輸過程中可能會發(fā)生的錯誤，提高系統(tǒng)的安全性方法：

使代碼自身具有一種特征或能力增加信息位之間的運算，如異或運算⊕

增加校驗位

作用：

不易出錯若出錯時易發(fā)現(xiàn)錯誤出錯時易查錯且易糾錯分類:

格雷碼、奇偶校驗碼和海明碼等?？煽啃跃幋a（校驗碼）上一頁

返回下一頁第86頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四格雷碼任何兩個相鄰的代碼只有1個二進制位的狀態(tài)不同其余的二進制位必須相同。這種編碼的好處是從一個編碼變到下一個相鄰的編碼的時候，只有一位的狀態(tài)發(fā)生變化.海明碼是一種既能檢測出錯位并能校正出錯位的可靠性代碼奇偶校驗碼它由若干信息位加一個校驗位所組成，其中校驗位的取值將使整個代碼中“1”的個數(shù)為奇數(shù)或偶數(shù)。若“1”的個數(shù)為奇數(shù)，則稱奇校驗碼；否則稱偶校驗碼.可靠性編碼分類上一頁

返回下一頁第87頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四奇偶校驗碼示例上一頁

返回下一頁第88頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四對文字和符號進行編碼的二進制代碼稱為字符代碼。計算機中常用的字符編碼有：

ASCII編碼：用一個字節(jié)表示，最高位置0，只用低七位，收集了128個字符和符號。當ASCII碼的最高位取1時，又可表示128個字符，這種編碼稱為擴展ASCII碼，主要是一些制符。

EBCDIC碼：主要用在大型機器中，采用8位二進制編碼，有256個編碼狀態(tài)，但只選用其中一部分

1.3.2字符的表示P19上一頁

返回下一頁第89頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四英文字符的表示ASCII碼:7位二進制，27=128個字符，高位為0EBCDIC碼：8位二進制，28=256個字符Unicode碼：16位二進制，216=65000多個字符中文字符的表示

GB2312-80，即“國標碼”，將其機內(nèi)碼2個字節(jié)的最高位設定為“1”，解決與ASCII碼的沖突字符數(shù)據(jù)的表示第90頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四ASCII碼表P19~20上一頁

返回下一頁第91頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四課堂交互問題：GOOD的ASCII碼分別是多少？上一頁

返回下一頁第92頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四字符代碼化（輸入）機內(nèi)碼輸入碼向機內(nèi)碼轉(zhuǎn)換機內(nèi)碼向字形碼轉(zhuǎn)換顯示輸出打印輸出字形碼

漢字信息的輸入（漢字輸入碼）漢字信息的加工（把漢字輸入碼轉(zhuǎn)換成漢字內(nèi)碼才可加工處理）漢字的輸出（只有漢字的字形碼才能在屏幕上顯示和打印機輸出）。

2．中文字符P20第93頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四漢字的輸入碼（外碼）數(shù)字編碼：如電報碼或國家標準GB2312-80規(guī)定的漢字交換碼（國標、區(qū)位碼）來輸入漢字都是數(shù)字編碼。數(shù)字編碼法不會產(chǎn)生重碼，但難以記憶，不易推廣字音編碼：一種基于漢語拼音的編碼方法。由于同音字很多，因此這種編碼方法會產(chǎn)生很多重碼字形編碼：根據(jù)漢字的字形而給出編碼方法。把漢字分解為字根、部首、偏旁、筆劃等基本單位，每一種基本單位與鍵盤上的一個鍵相對應，從而構(gòu)成一個漢字的編碼。這種輸入法不易記憶，但具有重碼少，輸入速度快等優(yōu)點。形音編碼：形音編碼法吸取字音編碼和字形編碼兩種編碼的特點，使編碼規(guī)則簡單，重碼少。上一頁

返回下一頁第94頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四交換碼：用于漢字外碼和內(nèi)部碼的交換。

國標碼：是國家規(guī)定的用于漢字信息處理使用的代碼的依據(jù)。國標碼是雙字節(jié)代碼，國標碼中的每個字符用兩個字節(jié)進行編碼，每個字節(jié)的低7位表示信息，最高位為0。

漢字的機內(nèi)碼：是供計算機系統(tǒng)內(nèi)部進行存儲、加工處理傳輸統(tǒng)一使用的代碼。目前使用最廣泛的是變形的國標碼將GB2312－80交換碼的兩個字節(jié)的最高位分別置為1而得到的。漢字的機內(nèi)碼P20上一頁

返回下一頁第95頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四

漢字字形碼：是指漢字字形點陣的代碼，用于漢字的顯示和打印。目前漢字字形的產(chǎn)生方式大多是數(shù)字式，即以點陣方式形成漢字。

漢字字庫：是漢字字形數(shù)字化后，以二進制文件形式存儲在存儲器中而形成的漢字字模庫。

軟漢字字庫：漢字字庫文件存儲在軟盤或硬盤中。

硬漢字字庫：亦稱漢卡，漢字字庫存儲在漢卡中，將漢卡安裝在機器的擴展槽中。漢字編碼P20上一頁

返回下一頁第96頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四123456789012345600000001100000001000000011000000020000000110000000311000001100000114111111111111111151100000110000011611000001100000117110000011000001181111111111111111911000001100000110000000011000000010000000110000000200000001100000003000000011000000040000000110000000500000001100000006漢字字形碼上一頁

返回下一頁16×16點陣16×16點陣還有24×24點陣還有48×48點陣第97頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四聲音是一種連續(xù)的隨時間變化的波，即聲波。用連續(xù)波形表示聲音的信息，稱為模擬信息。聲音在計算機內(nèi)表示時需要把聲波數(shù)字化，又稱量化。在每一固定的時間間隔里對聲波進行采樣，采得的波形稱為樣本，再把樣本（振幅的高度）量化成二進制代碼存儲在機內(nèi)。這個過程稱為聲音的離散化或數(shù)字化，也稱模/數(shù)轉(zhuǎn)換。反之，將聲音輸出時，要進行逆向轉(zhuǎn)換，即數(shù)/模轉(zhuǎn)換。常用的聲音文件擴展名為.wav，.au，.voc和.mp31.3.3聲音信息的表示P21上一頁

返回下一頁第98頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四顏色表示法:在計算機中，用RGB值來表示顏色。數(shù)字化圖像和圖形位圖圖像：計算機通過指定每個獨立的點（或像素）在屏幕上的位置來存儲位圖圖像。位圖圖像文件的擴展名為.bmp，.pcx，.tif，.jpg和.gif。矢量圖形：由一串可重構(gòu)圖形指令構(gòu)成。矢量圖形文件的擴展名為.wmf，.dxf，.mgx和.cgm。矢量圖形與位圖圖像相比，有以下優(yōu)點：矢量圖形占用的存儲空間小。矢量圖形的存儲依賴于圖形的復雜性，圖形中的線條、圖形、填充模式越多，所需要的存儲空間越大。使用矢量圖形軟件，可以方便地修改圖形。可以把矢量圖形的一部分當作一個獨立的對象，單獨地加以拉伸、縮小、移動和刪除。1.3.4圖像和圖形信息的表示P21上一頁

返回下一頁第99頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四動畫。其每一幅畫面都是通過一些工具軟件對圖像素材進行編輯制作而成。它是用人工合成的方法對真實世界的一種模擬。視頻。對視頻信號源（如電視機、攝像機等）經(jīng)過采樣和數(shù)字化處理后保存下來的信息。視頻影像是對真實世界的記錄。視頻文件的擴展名為.avi，.mpg。1.3.5視頻信息的表示P22上一頁

返回下一頁第100頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四教學小結(jié)進位制數(shù)及其相互轉(zhuǎn)換二進制數(shù)的定點和浮點表示；二進制數(shù)的原碼、反碼及補碼表示。字符編碼（ASCII、BCD）和校驗碼（奇偶校驗碼）；漢字的編碼（國標碼、機內(nèi)碼輸入碼、字形碼）；作業(yè)P43～447、8、11、12、13

返回上一頁第101頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四教學目的

本講主要介紹二進制與十進制的算術(shù)運算以及二進制的邏輯運算的基本知識，通過本講的學習使大家對計算機中的基本運算方法有所了解。教學重點二進制補碼運算二進制的邏輯運算1.4運算基礎第102頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四教學引入1+1=2(十進制)1+1=10(二進制)1+7=10(八進制)?

返回下一頁第103頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四計算機中的基本運算

算術(shù)運算：包括加、減、乘、除等四則運算。

邏輯運算：包括邏輯乘、邏輯加、邏輯非及邏輯異或等運算運算規(guī)則：＋、－、×、÷

加法規(guī)則：0+0=00+1=1+0=11+1=0

減法規(guī)則：0－0=01－0=11－1=00－1=1

乘法規(guī)則：0×0=00×1=1×0=01×1=1

除法規(guī)則0÷1=01÷1=1(0不能作除數(shù))1.4.1二進制的四則運算P23上一頁

返回下一頁第104頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四例9.（1010）2+（0101）2=（？）2

1010

+0101

1111

10

+ 5

15

二進制數(shù)的加法運算上一頁

返回下一頁第105頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四例10.（1110）2?（1001）2=（？）2

1110

?1001

0101

14?9

5

二進制數(shù)的減法運算上一頁

返回下一頁第106頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四例11.（1100）2×（1001）2=（？）2被乘數(shù)1100

×)乘數(shù)1001

1

1

00

0

0

00

0

0

0

0

1

100乘積1

1

0

1

1

00

12× 9

108

二進制數(shù)的乘法運算上一頁

返回下一頁第107頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四例12.（1001011）2÷（101）2=（？）2

101）10

0

1

0

1

1

101

1000

101

111101

101

1010005)75111115252505二進制數(shù)的除法運算上一頁

返回下一頁第108頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四二進制乘法可以由“加法”和“移位”兩種操作實現(xiàn)。除法可以由“減法”和“移位”兩種操作實現(xiàn)因此，運算器中只需進行加減法及左右移位操作便可實現(xiàn)四則運算。計算機中，加減法通常都用補碼進行。數(shù)的乘除法運算的特點上一頁

返回下一頁第109頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四分析：運算公式［x］補+［y］補=［x+y］補例13設x=+0110110，y=－1111001

求：

x+y=?解：在計算機中，真值x，y表示為下列補碼形式：［x］補=0,0110110［y］補=1,0000111

有：0，0110110

［x］補

+1，0000111

［y］補

1，0111101

［x］補＋［y］補即［x+y］補＝［x］補＋［y］補＝1，0111101求得x+y=－1000011

結(jié)果正確例：二進制補碼加法運算P24上一頁

返回下一頁第110頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四例14設x=+1010011，y=+0100101

求x+y=?解：在計算機中，真值x，y表示為下列補碼形式：［x］補=0,1010011［y］補=0,0100101

有：0，1010011

［x］補

+0，0100101

［y］補

0，1111000

［x］補＋［y］補即［x+y］補＝［x］補＋［y］補＝0,1111000

求得x+y=+1111000

結(jié)果正確例：二進制補碼加法運算上一頁

返回下一頁第111頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四例15設x=-1000011，y=-0100001

求x+y=?解：在計算機中，真值x，y表示為下列補碼形式：［x］補=1,0111101［y］補=1,1011111

有：1,0111101

［x］補

+1,1011111

［y］補11,0011100

［x］補＋［y］補丟失即［x+y］補＝［x］補＋［y］補＝1,0011100

求得x+y=-1100100

結(jié)果正確例：二進制補碼加法運算上一頁

返回下一頁第112頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四例16設x=+1000101，y=+1100111

求：

x+y=?解：在計算機中，真值x，y表示為下列補碼形式：［x］補=0,1000101［y］補=0,1100111

有：0,1000101

［x］補

+0,1100111

［y］補

1,0101100

［x］補＋［y］補即［x+y］補＝［x］補＋［y］補＝1,0101100求得x+y=－1010100

結(jié)果錯誤●思考：如何處理溢出現(xiàn)象？例：二進制補碼加法運算上一頁

返回下一頁第113頁，共155頁，2023年，2月20日，星期四例17設x=+1010101，y=+1100001

求：

x-y=?解：［x］補=0,1010101

-y=-1100001

［-y］補=1,0011111

有： 0，1010101

［x］補

+ 1，0011111

［-y］補

1，1110100

［x］補＋［-y］補即［x-y］補＝［x］補＋［-y］補＝1,1110100求