計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述2023/5/71第1頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四計(jì)算機(jī)概述計(jì)算機(jī)的發(fā)展微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的應(yīng)用2023/5/72第2頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展1、計(jì)算機(jī)的誕生

1946年2月，世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)問世，取名為ENIAC（電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)）。它為專門用于軍事領(lǐng)域的彈道曲線計(jì)算而設(shè)計(jì)的。2023/5/73第3頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程在計(jì)算機(jī)的發(fā)展過程中，邏輯元件（電子器件）的發(fā)展起到了決定性作用，它是計(jì)算機(jī)換代的主要標(biāo)志。人們依據(jù)計(jì)算機(jī)所采用的電子器件，將分成四代。第一代——電子管計(jì)算機(jī)（1946~1957年）第二代——晶體管計(jì)算機(jī)（1958~1964年）第三代——小規(guī)模、中規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)（1965~1970年）

第四代——大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)（1971年至今）新一代計(jì)算機(jī)(第五代)：新型智能化計(jì)算機(jī)(尚未研制出)2023/5/74第4頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/75第5頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

未來新型計(jì)算機(jī)1．光計(jì)算機(jī)光計(jì)算機(jī)用激光器發(fā)出的光束代替電子進(jìn)行計(jì)算和存儲(chǔ)：它以不同波長(zhǎng)的光代表不同的數(shù)據(jù)，以大量的透鏡、棱鏡和反射鏡將數(shù)據(jù)從一個(gè)芯片傳送到另一個(gè)芯片。優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)算速度極高（理論上可達(dá)每秒千億次以上，其信息處理速度比電子計(jì)算機(jī)要快數(shù)百萬倍）信息傳輸中畸變和失真小耗電極低超大規(guī)模的信息存儲(chǔ)容量（一枚五分硬幣大小的枚鏡，它的信息通過能力竟是全世界現(xiàn)有電話電纜通道的許多倍）。2023/5/76第6頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/77第7頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2．生物計(jì)算機(jī)生物計(jì)算機(jī)又稱仿生計(jì)算機(jī)，是以生物芯片取代在半導(dǎo)體硅片上集成效以萬計(jì)的晶體管制成的計(jì)算機(jī)。它的主要原材料是生物工程技術(shù)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)分子，并以此作為生物芯片。優(yōu)點(diǎn)：體積小，功效高。（在一平方毫米的面積上，可容納幾億個(gè)電路，比目前的集成電路小得多）生物計(jì)算機(jī)具有永久性和很高的可靠性。（內(nèi)部芯片出現(xiàn)故障時(shí)，不需要人工修理，能自我修復(fù)）生物計(jì)算機(jī)芯片本身還具有并行處理的功能，其運(yùn)算速度要比當(dāng)今最新一代的計(jì)算機(jī)快10萬倍。能量消耗小，僅相當(dāng)于普通計(jì)算機(jī)的十億分之一。存儲(chǔ)信息的空間小，僅占百億億分之一。2023/5/78第8頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/79第9頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3．量子計(jì)算機(jī)量子計(jì)算機(jī)（quantumcomputer）是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲(chǔ)及處理量子信息的物理裝置。當(dāng)某個(gè)裝置處理和計(jì)算的是量子信息，運(yùn)行的是量子算法時(shí)，它就是量子計(jì)算機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：高效率缺點(diǎn)：能量消耗大，產(chǎn)生熱量大，壽命短。主要用途是例如像測(cè)量星體精確坐標(biāo)、快速計(jì)算不規(guī)則立體圖形體積、精確控制機(jī)器人等需要大規(guī)模、高精度的高速浮點(diǎn)運(yùn)算的工作。2007年第一臺(tái)商業(yè)化的量子計(jì)算機(jī)在加拿大計(jì)算機(jī)公司D-Wave產(chǎn)生。2023/5/710第10頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/711第11頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.1.2微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展微型計(jì)算機(jī)是日常生活中接觸最多的計(jì)算機(jī)，它屬于第四代計(jì)算機(jī)。其發(fā)展歷程主要以微處理器的更新?lián)Q代為主要標(biāo)志進(jìn)行劃分。微處理器（MicroProcessorUnit，MPU）又稱中央處理器（CentralProcessingUnit，CPU），是大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的產(chǎn)物。通常把微型計(jì)算機(jī)按微處理器的集成度分成五代產(chǎn)品。2023/5/712第12頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/713第13頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.1.3計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)(1)處理速度快，處理能力強(qiáng)(2)計(jì)算精度高(3)具有存儲(chǔ)容量大的記憶功能(4)可靠性高(5)自動(dòng)化程度高(6)具有邏輯判斷功能(7)適用范圍廣，通用性強(qiáng)2023/5/714第14頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.1.4計(jì)算機(jī)的分類1、按用途分類（1）通用計(jì)算機(jī)（2）專用計(jì)算機(jī)2、按規(guī)模分類（1）巨型機(jī)（2）大型機(jī)

（3）服務(wù)器：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中對(duì)外提供服務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（4）工作站:介于PC與小型機(jī)之間高檔微機(jī)系統(tǒng) 高分辨率、大容量?jī)?nèi)外存，圖形功能較強(qiáng)（5）微型機(jī)：桌面型計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、平板電腦速度最快、處理能力最強(qiáng)（每秒35萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算，峰值40萬億次）中國(guó)：曙光5000A2023/5/715第15頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.1.5計(jì)算機(jī)的應(yīng)用1. 科學(xué)計(jì)算

又稱為數(shù)值計(jì)算，是計(jì)算機(jī)的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，也是計(jì)算機(jī)最重要的應(yīng)用之一。在科學(xué)技術(shù)和工程設(shè)計(jì)中存在著大量的各類數(shù)值計(jì)算問題。2. 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理又稱信息處理，是指用計(jì)算機(jī)對(duì)各種形式的信息（如文字、圖像、聲音等）收集、存儲(chǔ)、加工、分析和傳送的過程。據(jù)統(tǒng)計(jì)，信息處理是計(jì)算機(jī)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域之一，例如：人口統(tǒng)計(jì)、企業(yè)管理、郵政業(yè)務(wù)、票據(jù)訂購(gòu)、情報(bào)檢索、圖書管理、醫(yī)療管理等。

2023/5/716第16頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3. 過程控制

過程控制又稱實(shí)時(shí)控制，是指將計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)或其他過程中所采集到的數(shù)據(jù)按照一定的算法處理，然后反饋到執(zhí)行機(jī)構(gòu)去控制相應(yīng)過程，是生產(chǎn)自動(dòng)化的重要技術(shù)和手段。4. 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)（1）CAD（ComputerAidedDesign，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）（2）CAM（ComputerAidedManufacturing，計(jì)算機(jī)輔助制造）（3）CBE（ComputerBasedEducation，計(jì)算機(jī)輔助教育）：包括CAI（ComputerAidedInstruction，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)）、

CAT（ComputerAidedTesting，計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試）、

CMI（ComputerManagedInstruction，計(jì)算機(jī)輔助管理教學(xué)）等。2023/5/717第17頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四5. 人工智能

人工智能（AI——ArtificialIntelligence）是用計(jì)算機(jī)軟、硬件系統(tǒng)模擬人的高級(jí)思維活動(dòng)(如感知、推理、學(xué)習(xí)、理解等)的理論和技術(shù)。例如：語(yǔ)言識(shí)別、模式識(shí)別、圖像識(shí)別、專家系統(tǒng)、機(jī)器人等。6. 多媒體及網(wǎng)絡(luò)

2023/5/718第18頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.2計(jì)算機(jī)中的數(shù)制與編碼1.2.1進(jìn)位記數(shù)制度1.2.2計(jì)算機(jī)中常用的幾種記數(shù)制1.2.3常用記數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換1.2.4計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的編碼2023/5/719第19頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.2.1進(jìn)位記數(shù)制度使用多位數(shù)碼符號(hào)表示數(shù)值時(shí)，每一位數(shù)所使用的數(shù)碼符號(hào)以及運(yùn)算時(shí)從低位向高位借進(jìn)位的規(guī)則，被稱為進(jìn)位記數(shù)制（或被稱為記數(shù)制、數(shù)制、進(jìn)制）。例如：在數(shù)學(xué)運(yùn)算中使用十進(jìn)制；在表示時(shí)間時(shí)使用六十進(jìn)制（如60分鐘為1小時(shí)）、十二進(jìn)制（12個(gè)月為1年）和二十四進(jìn)制（如24小時(shí)為1天）；2023/5/720第20頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四進(jìn)制的基本要素：1. 數(shù)碼表示一個(gè)數(shù)位所使用的數(shù)字符號(hào)被稱為數(shù)碼。例如，十進(jìn)制中使用的0，1，2，3，…，9都是數(shù)碼。2. 基數(shù)一種數(shù)制所使用的數(shù)碼符號(hào)的個(gè)數(shù)稱為該數(shù)制的基數(shù)。R進(jìn)制的基數(shù)為R。例如，十進(jìn)制允許使用0～9這十個(gè)數(shù)碼，因此十進(jìn)制的基數(shù)就為10。3. 位權(quán)某個(gè)數(shù)位的單位稱為該數(shù)位的位權(quán)（例如，在十進(jìn)制中，個(gè)位、十位、百位的單位分別為個(gè)、十、百，因此個(gè)位、十位、百位的位權(quán)分別為100、101、102）。2023/5/721第21頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4. 借進(jìn)位規(guī)則有關(guān)進(jìn)行加法（或乘法）運(yùn)算，達(dá)到多少值需向高位進(jìn)位“1”，進(jìn)行減法（或除法）運(yùn)算，何時(shí)需從高位借“1”，借來的“1”在本位當(dāng)成幾的運(yùn)算規(guī)則，稱為借進(jìn)位規(guī)則。同一種進(jìn)制的所有數(shù)位都應(yīng)遵從統(tǒng)一的借進(jìn)位規(guī)則。這就是“逢基數(shù)進(jìn)一，借一當(dāng)基數(shù)”。例如，十進(jìn)制的基數(shù)為十，因此它的借進(jìn)位規(guī)則是“逢十進(jìn)一，借一當(dāng)十”2023/5/722第22頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四5. 按權(quán)展開式按權(quán)展開式可以表述如下：其中，(N)R——R進(jìn)制數(shù)N；

R——基數(shù)；

Ri——第i位的位權(quán)，（i∈{Z},且n-1≥i≥-m）；

Ai——位權(quán)為Ri的數(shù)位上的數(shù)碼符號(hào)，（Ai∈{0,1,…,R-1}）；

n——(N)R的整數(shù)位數(shù)，（n∈{0,Z}）；

m——(N)R的小數(shù)位數(shù)，（m∈{0,Z}）。2023/5/723第23頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例1.1寫出按權(quán)展開十進(jìn)制數(shù)9876.54的表達(dá)式。9876.54=9×103＋8×102＋7×101＋6×100＋5×10－1＋4×10－2。例1.2寫出按權(quán)展開二進(jìn)制數(shù)111011.1010的多項(xiàng)式。（111011.1010）2=1×25＋1×24＋1×23＋0×22＋1×21＋1×20＋

1×2－1＋0×2－2＋1×2－3＋0×2－42023/5/724第24頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.2.2計(jì)算機(jī)中常用的幾種記數(shù)制1. 二進(jìn)制（Binary，B）二進(jìn)制數(shù)P一般簡(jiǎn)記為(P)2或PB。如：二進(jìn)制數(shù)11011.11記為（11011.11）2或11011.11B。

二進(jìn)制的基本特點(diǎn)是：基數(shù)R為2，即只含有兩個(gè)數(shù)碼：0、1；位權(quán)為2i（i=-m～n-1，m和n為自然數(shù)）；借進(jìn)位規(guī)則：逢二進(jìn)一，借一當(dāng)二。2023/5/725第25頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，所有數(shù)據(jù)、信息都是以二進(jìn)制的形式編碼表示的，這是因?yàn)槎M(jìn)制具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）簡(jiǎn)單可行，容易實(shí)現(xiàn)。（2）運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單。（3）運(yùn)算速度快。（4）容易實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算。缺點(diǎn)：數(shù)字冗長(zhǎng)、書寫繁復(fù)且容易出錯(cuò)、不便閱讀。所以，在計(jì)算機(jī)技術(shù)文獻(xiàn)的書寫中，常用十六進(jìn)制數(shù)表示。2023/5/726第26頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2. 八進(jìn)制（Octal，O）八進(jìn)制數(shù)P一般簡(jiǎn)記為（P）8或PO。如八進(jìn)制數(shù)17記為（17）8或17O。

八進(jìn)制的基本特點(diǎn)是：基數(shù)R為8，即有八個(gè)基本數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7；位權(quán)為8i（i=-m～n-1，m和n為自然數(shù)）；借進(jìn)位規(guī)則：逢8進(jìn)1，借1當(dāng)8。2023/5/727第27頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3. 十進(jìn)制（Decimal，D）十進(jìn)制數(shù)P一般簡(jiǎn)記為（P）10或PD，也可省略記為P。如十進(jìn)制數(shù)123，簡(jiǎn)記為（123）10或123D或123。

十進(jìn)制的基本特點(diǎn)是：基數(shù)R為10，即有十個(gè)基本數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、

7、8、9；位權(quán)為10i（i=-m～n-1，m和n為自然數(shù)）；借進(jìn)位規(guī)則：逢十進(jìn)一，借一當(dāng)十。2023/5/728第28頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4. 十六進(jìn)制（Hexadecimal，H）十六進(jìn)制數(shù)P一般簡(jiǎn)記為（P）16或PH。如十六進(jìn)制數(shù)1F，記為（1F）16或1FH。

十六進(jìn)制的基本特點(diǎn)是：基數(shù)R為16，即有16個(gè)基本數(shù)碼，符號(hào)為：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。注意使用字母A、B、C、D、E、F分別表示十進(jìn)制數(shù)10、11、12、13、14、15，以示區(qū)別；位權(quán)為16i（i=-m～n-1，m和n為自然數(shù)）；借進(jìn)位規(guī)則：逢16進(jìn)1，借1當(dāng)16。2023/5/729第29頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四表1.3常用數(shù)制基本要素和表示方法2023/5/730第30頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四表1.4常用數(shù)制之間的對(duì)照關(guān)系2023/5/731第31頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.2.3常用記數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換1. R（R=2、8、16）進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制轉(zhuǎn)換規(guī)則：將R進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)一般使用按權(quán)展開多項(xiàng)式的形式，然后計(jì)算求和得到對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)據(jù)。可簡(jiǎn)述為口訣：“利用按權(quán)展開式展開”。例1.8把（1100101.101)2轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。解：(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+0+0+4+0+1+0+0.5+0.125=（101.625)10例1.10把（19BF.8)16轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。解：（19BF.8)16=1×163＋9×162＋B×161＋F×160＋

8×16-1=4096＋2304＋176＋15＋0.5=（6591.5)102023/5/732第32頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2. 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為R（R=2、8、16）進(jìn)制數(shù)

將一個(gè)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為R（R=2、8、16）進(jìn)制數(shù)時(shí)，十進(jìn)制數(shù)的整數(shù)部分和小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換方法各不同，其整數(shù)部分和小數(shù)部分分別用“除R取余法”和“乘R取整法”轉(zhuǎn)換，然后將結(jié)果與小數(shù)點(diǎn)共三部分合在一起。轉(zhuǎn)換規(guī)則如下：2023/5/733第33頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

整數(shù)部分：用“除R取余法”轉(zhuǎn)換。將十進(jìn)制的整數(shù)部分除以R，得到一個(gè)商數(shù)和余數(shù)；再將這個(gè)商除以R，又得到一個(gè)商和余數(shù)；反復(fù)執(zhí)行這個(gè)過程，直到商為0為止。將每次所得的余數(shù)從后往前讀（先得的余數(shù)為低位，后得的余數(shù)為高位）即為等值的二進(jìn)制數(shù)。這種轉(zhuǎn)換方法可簡(jiǎn)述為口訣：“除基取余，倒序排列”。

小數(shù)部分：用“乘R取整法”轉(zhuǎn)換。將小數(shù)部分乘以R，記下乘積的整數(shù)部分，再用余下的純小數(shù)部分乘以R，記下乘積的整數(shù)部分；不斷重復(fù)此過程，直至乘積小數(shù)部分為0或已滿足要求的精度為止。將所得各乘積的整數(shù)部分順序排列（先得的整數(shù)為高位，后得的整數(shù)為低位）即可。這種轉(zhuǎn)換方法可簡(jiǎn)述為口訣：“乘基取整，順序排列”。2023/5/734第34頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例1.11把十進(jìn)制整數(shù)(35.6875)10轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。解：轉(zhuǎn)換過程如下：第一步：用除2取余法將整數(shù)部分(35)10轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制整數(shù)；即：（35)10=（100011)2。2023/5/735第35頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二步：用乘2取整法將小數(shù)部分(0.6875)10轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制形式；

0.6875×2=1.3750…………取整數(shù)部分1高位

0.3750×2=0.7500…………取整數(shù)部分00.7500×2=1.5000…………取整數(shù)部分10.5000×2=1.0000…………取整數(shù)部分1低位即：（0.6875)10=（0.1011)2。第三步：將整數(shù)部分與小數(shù)部分合并，可得：

(35.6875)10=(100011.1011)22023/5/736第36頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例1.12把十進(jìn)制小數(shù)0.624轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)，要求精確到小數(shù)點(diǎn)后6位。解：轉(zhuǎn)換過程如下：

0.624×2=1.248…………取整數(shù)部分1高位

0.248×2=0.496…………取整數(shù)部分00.496×2=0.992…………取整數(shù)部分00.992×2=1.984…………取整數(shù)部分10.984×2=1.968…………取整數(shù)部分10.968×2=1.936…………取整數(shù)部分1低位

……上述轉(zhuǎn)換過程無限，但根據(jù)要求只要轉(zhuǎn)換6步。最后結(jié)果為：（0.624)10≈（0.100111)22023/5/737第37頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3. 八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換規(guī)則：將每位八進(jìn)制（或十六進(jìn)制）數(shù)碼用相應(yīng)的三位（或四位）二進(jìn)制數(shù)來代替，再刪除整數(shù)部分首部的零和小數(shù)部分尾部的零即可。這種轉(zhuǎn)換方法可簡(jiǎn)述為口訣：“逐位轉(zhuǎn)換，一位拆三位（或四位）”。2023/5/738第38頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四表1.5八進(jìn)制基本數(shù)碼與二進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表表1.6十六進(jìn)制基本數(shù)碼與二進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表2023/5/739第39頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例1.16把十六進(jìn)制數(shù)1C2.A4轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。解：所以，（1C2.A4)16=（111000010.101001)22023/5/740第40頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4. 二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)

轉(zhuǎn)換規(guī)則：以小數(shù)點(diǎn)為中心，分別向前、后每三（或四）位一組，不足三（或四）位時(shí)以“0”補(bǔ)足（最高（左）位和最低（右）位的兩組如不足三（或四）位，則用0分別補(bǔ)最左邊和最右邊湊成三（或四）位），并將每組二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的八（或十六）進(jìn)制數(shù)即可。這種轉(zhuǎn)換方法可簡(jiǎn)述為口訣：“三（或四）位合一位，分組轉(zhuǎn)換”。2023/5/741第41頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例1.18把二進(jìn)制數(shù)11010111100.11011轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。解：所以，（11010111100.11011)2=（6BC.D8)162023/5/742第42頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四5. 八進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的互換

八進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)之間不存在直接的轉(zhuǎn)換方法。利用它們與二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換比較簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，可以先將八進(jìn)制數(shù)（或十六進(jìn)制數(shù)）轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，然后再將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制（或八進(jìn)制數(shù)），這種轉(zhuǎn)換方法可簡(jiǎn)述為口訣：“以二進(jìn)制為橋”。例1.19八進(jìn)制數(shù)1325.72轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。解：（1325.72)8=（1011010101.11101)2=（2D5.E8)162023/5/743第43頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四小結(jié)表1.7常用進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換方法2023/5/744第44頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.2.4計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的編碼

由于計(jì)算機(jī)只能識(shí)別二進(jìn)制形式的符號(hào)，這就要求人們?cè)谑褂糜?jì)算機(jī)處理實(shí)際問題之前必須將各種信息，包括數(shù)值信息（數(shù)值數(shù)據(jù)）和非數(shù)值信息（大小寫英文字母、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、漢字、聲音、圖像等）轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。另一方面為了保證計(jì)算機(jī)各部件之間和計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間能正確地傳輸和識(shí)別信息，還要求采用統(tǒng)一的編碼方法（或稱為編碼規(guī)則）。有關(guān)數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的具體表示方法本節(jié)不予討論，主要討論字符和漢字的編碼。在此之前，先要了解計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的單位。2023/5/745第45頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.數(shù)據(jù)的單位（1）位（bit）：計(jì)算機(jī)中最小的不可分割的數(shù)據(jù)單位是二進(jìn)制的一個(gè)數(shù)位稱為比特位，簡(jiǎn)稱位。用英文bit表示。（2）字節(jié)（Byte)：相鄰8個(gè)比特位組成一個(gè)字節(jié)，用B表示（英文為Byte）。字節(jié)是計(jì)算機(jī)中用來表示存儲(chǔ)容量大小的基本單位。另外容量的表示還常使用KB（千字節(jié)）、MB（兆字節(jié)）、GB（十億字節(jié)）、TB（兆兆字節(jié)）等。它們之間有如下的換算關(guān)系：

1B=8bits1KB=210B=1024B1MB=220B=1024KB1GB=230B=1024MB1TB=240B=1024GB請(qǐng)問：1GB=?B2023/5/746第46頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（3）字：在計(jì)算機(jī)中作為一個(gè)整體被存取、傳送、處理的二進(jìn)制數(shù)位叫做一個(gè)字，每個(gè)字中二進(jìn)制位數(shù)的長(zhǎng)度，稱為字長(zhǎng)。不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的字長(zhǎng)是不同的，常見的有8位、16位、32位、64位等。字長(zhǎng)表示了計(jì)算機(jī)的性能，字長(zhǎng)越長(zhǎng)，精度越高、存儲(chǔ)容量越大、運(yùn)算速度越高、功能越強(qiáng)。2023/5/747第47頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.字符的編碼

計(jì)算機(jī)中的信息都是用二進(jìn)制編碼表示的，用以表示字符的二進(jìn)制編碼稱為字符編碼。計(jì)算機(jī)中用得最多的符號(hào)數(shù)據(jù)是字符（大小寫英文字母、阿拉伯?dāng)?shù)字、運(yùn)算符、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等）。最常用的字符編碼是ASCII（AmericanStandardCodeforinformationInterchange）碼，ASCII碼是使用最多、最普遍且符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼。國(guó)際通用的7位ASCII碼稱ISO—646標(biāo)準(zhǔn)，用7位二進(jìn)制數(shù)b6b5b4b3b2b1b0表示一個(gè)字符的編碼，其編碼范圍為0000000B～1111111B，共有27=128個(gè)不同的編碼值，相應(yīng)可以表示128個(gè)不同字符。7位ASCII碼表如表1.8所示。2023/5/748第48頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四表1.18ASCII字符編碼表2023/5/749第49頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3.漢字的編碼

為了用計(jì)算機(jī)處理漢字，同樣也需要對(duì)漢字進(jìn)行編碼。由于漢字是單個(gè)的方塊字，字型復(fù)雜，數(shù)目繁多，讀音多變，同音、同型字很多，即使是最常用的漢字也有2000余個(gè)之多。因此給計(jì)算機(jī)的漢字輸入、存儲(chǔ)和處理都帶來了極大的困難。計(jì)算機(jī)要處理漢字信息，必須解決漢字的輸入、漢字的存儲(chǔ)和表示以及漢字的顯示等問題。漢字編碼是為了解決這些問題的需要。計(jì)算機(jī)對(duì)漢字信息的處理過程實(shí)際上是各種漢字編碼間的轉(zhuǎn)換過程。這些編碼主要包括：漢字信息交換碼、漢字輸入碼、漢字內(nèi)碼、漢字字形碼及漢字地址碼等。2023/5/750第50頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(1)漢字信息交換碼

漢字信息交換碼是用于漢字信息處理系統(tǒng)之間或者通信系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交換的漢字代碼，簡(jiǎn)稱交換碼，也叫國(guó)標(biāo)碼。其中收集了682個(gè)非漢字圖形字符（如：序號(hào)、數(shù)字、羅馬數(shù)字、英文字母、日文假名、俄文字母、漢語(yǔ)注音等）和6763個(gè)漢字的代碼。漢字代碼中分為兩級(jí)：一級(jí)為較常用的漢字，共3755個(gè)；二級(jí)為不太常用的漢字，共3008個(gè)。由于一個(gè)字節(jié)只能表示256種編碼，漢字的數(shù)量大（國(guó)標(biāo)共7445個(gè)），顯然一個(gè)字節(jié)不可能表示漢字的國(guó)標(biāo)碼，因此，每個(gè)漢字（包括非漢字圖形字符）國(guó)標(biāo)碼采用2個(gè)字節(jié)來表示。例如，

“中”字的國(guó)標(biāo)碼為：0101011001010000B（5650H）

“國(guó)”字的國(guó)標(biāo)碼為：0011100101111010B（397AH）2023/5/751第51頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(2)漢字內(nèi)碼

漢字內(nèi)碼又稱漢字機(jī)內(nèi)碼，是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部使用的漢字編碼，供設(shè)備和漢字信息處理系統(tǒng)內(nèi)部存儲(chǔ)、處理、傳輸使用。目前，對(duì)應(yīng)于國(guó)標(biāo)碼，一個(gè)漢字的內(nèi)碼也用2個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)，為了區(qū)分漢字和英文字母，規(guī)定英文字母機(jī)內(nèi)碼最高位為“0”，漢字機(jī)內(nèi)碼兩個(gè)字節(jié)的最高位均置為“1”，以免產(chǎn)生歧義。例如，

“中”字的機(jī)內(nèi)碼為：1101011011010000B

“國(guó)”字的機(jī)內(nèi)碼為：1011100111111010B2023/5/752第52頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(3)漢字輸入碼

為將漢字輸入計(jì)算機(jī)而編制的代碼稱為漢字輸入碼，也叫外碼。目前漢字主要是經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)鍵盤輸入計(jì)算機(jī)的，所以漢字輸入碼都由鍵盤上的字符或數(shù)字組合而成。例如用全拼輸入法輸入“國(guó)”字，就要鍵入代碼“guo”，再選字。常見漢字輸入碼的編碼方案可分為4種類型：①音碼：又稱字音編碼，是根據(jù)漢字的發(fā)音進(jìn)行編碼，如全拼、雙拼、微軟拼音等。②形碼：又稱字形編碼，是根據(jù)漢字的字形結(jié)構(gòu)進(jìn)行編碼，如五筆字型、鄭碼、表形碼、太極碼、三角碼等。③音形碼：又稱字音字形編碼或混合碼，是指以拼音為主，輔以字形、字義進(jìn)行編碼，如自然碼、全息碼等。④數(shù)碼：又稱數(shù)字編碼或順序編碼，是指用數(shù)字串表示漢字的編碼，如區(qū)位碼、電報(bào)碼。2023/5/753第53頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(4)漢字字形碼

經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理的漢字信息，如果要顯示或打印出來閱讀，則必須將漢字內(nèi)碼轉(zhuǎn)換成人們可讀的方塊字。每個(gè)漢字的字形信息是預(yù)先存放在計(jì)算機(jī)內(nèi)的，常稱漢字庫(kù)。漢字內(nèi)碼與漢字字形一一對(duì)應(yīng)。描述漢字字形的方法有許多，常用的是點(diǎn)