計(jì)算機(jī)導(dǎo)論第二章計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

計(jì)算機(jī)導(dǎo)論

第2章計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying1

內(nèi)容提要

計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)

命題邏輯與邏輯代數(shù)基礎(chǔ)

計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理

程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

算法基礎(chǔ)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying2

基本要求:

掌握數(shù)制間的轉(zhuǎn)換方法以及數(shù)據(jù)在計(jì)算

機(jī)內(nèi)部的表示形式

理解邏輯代數(shù)、計(jì)算機(jī)的工作原理、程

序設(shè)計(jì)以及算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)，

為學(xué)習(xí)本書(shū)的以下各章和后續(xù)課程打好二

基礎(chǔ)

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（一）計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)

數(shù)制

數(shù)制間轉(zhuǎn)換

碼制

數(shù)的定點(diǎn)表示和浮點(diǎn)表示

信息的幾種編碼

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計(jì)算機(jī)的加工的對(duì)象

耀AD何

nilio

時(shí)川，酎

LMgR

■，?f?f.HVIVIIV.IIVW

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying5

計(jì)算機(jī)中的信息表示?

進(jìn)位計(jì)數(shù)制

“逢R進(jìn)一，借一當(dāng)R”

十進(jìn)缶UR=10,可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

二進(jìn)制R=2,可使用0」

八進(jìn)缶UR=8,可彳吏用0,1,2,3,4,5,6,7

十六進(jìn)制R=16,可使用0,……,9,A,B,C,D,E,F

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying6

.(十進(jìn)制.

◎數(shù)制：按進(jìn)位的原則進(jìn)行計(jì)數(shù)稱為進(jìn)位計(jì)

數(shù)制，簡(jiǎn)稱數(shù)制。

◎十進(jìn)制：是使用數(shù)字L2、…、9、0等

符號(hào)來(lái)表示數(shù)值且采用“逢十進(jìn)一”的

進(jìn)位計(jì)數(shù)制。

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.(十進(jìn)制

°位權(quán)表示法數(shù)制的特點(diǎn)：

A數(shù)字的總個(gè)數(shù)等于基數(shù)。

A最大的數(shù)字比基數(shù)小1。

A每個(gè)數(shù)字都要乘以基數(shù)的塞次，該哥次由

o每個(gè)數(shù)字所在的位置決定。

任何一個(gè)N進(jìn)制數(shù)A可表示為：A=AnAn_x...

AiAQ.ATA_2...A_m

-m

1

=ZAiXN

i=n

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第二進(jìn)制

任信息復(fù)制的精確性

￡運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單(R(R+l)/2)

￡電子線路制造計(jì)算機(jī)成為可能

我認(rèn)識(shí)她已有1111年了。

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二進(jìn)制)

°二進(jìn)制：使用數(shù)字0和1等符號(hào)來(lái)表示數(shù)值且采

用“逢二進(jìn)一”的進(jìn)位計(jì)數(shù)制。

o二進(jìn)制數(shù)制的特點(diǎn)：

A僅使用0和1兩個(gè)數(shù)字。

A最大的數(shù)字為1,最小的數(shù)字為0。

?每個(gè)數(shù)字都要乘以基數(shù)2的事次，該事次由每個(gè)數(shù)

字所在的位置決定。

二進(jìn)制加法和乘法運(yùn)算規(guī)則：

0+0=00X0=0

0+1=10X1=0

1+0=11X0=0

廈門(mén)大J嘉庚學(xué)院weiying1+1=101X1=110

二進(jìn)制

計(jì)算二進(jìn)制數(shù)1011義101的值

1011

X101

1011

0000

+1011

110111

練習(xí)：計(jì)算二進(jìn)制數(shù)10110義101的值

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;八進(jìn)制與十六進(jìn)制J

◎八進(jìn)制：使用數(shù)字0、1、2、3、4、5、6、7等

符號(hào)來(lái)表示數(shù)值的，且采用“逢八進(jìn)一”的進(jìn)

位計(jì)數(shù)制。

Q十六進(jìn)制：使用數(shù)字0、1、2、3、4、5、6、7、

8、9和A、B、C、D、E、F等符號(hào)來(lái)表示數(shù)值,

其中A、B、C、D、E、F分別表示數(shù)字10、11、

12、13、14、15o十六進(jìn)制的計(jì)數(shù)方法為“逢

十六進(jìn)一”。

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十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進(jìn)制整數(shù)

除基取余法：“除基取余，先余為低（位），后余為高

（位）”。

K例24》(55)10=(110111)

余數(shù)，

2551

?2271

2131

260

231

?2丁1

■013

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying

十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進(jìn)制整數(shù)

K例2-23(55)10=(67)8

余數(shù)

855_7練習(xí)：(99)10=(?)8

8L_6_6

0

K例2-33(55)10=

余數(shù)

16|557|

練習(xí)：(99)io=(?)16

16\3

0

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十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進(jìn)制小數(shù)

乘基取整法:“乘基取整，先整為高（位），后整為低（位）”

K例2—4I(0.625)=(0.101)2

J1LU0乙

■

0.625整數(shù)

X2

1.251

0.25

X2

0.50

X2

1.01

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying15

十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進(jìn)制小數(shù)

K例2?53(0.32)10=

(0.0101-)2

0.32整數(shù)

■X2

?0.640

?X2

?L281

?0.28

?X2

?0.560

?X2

?1.121

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十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進(jìn)制小數(shù)

練習(xí)：將十進(jìn)制數(shù)55.635轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。

解：由于(55)1。=(110111)2

(O.625)1O=(O.1O1)2

所以(55.625)10=(110111.101)2

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十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進(jìn)制小數(shù)

?十進(jìn)制小數(shù)并不是都能夠用有限位的

其他進(jìn)制數(shù)精確地表示，這時(shí)應(yīng)根據(jù)精

度要求轉(zhuǎn)換到一定的位數(shù)為止，作為其

近似值。

如果一個(gè)十進(jìn)制數(shù)既有整數(shù)部分，又

有小數(shù)部分，則應(yīng)將整數(shù)部分和小數(shù)部

分分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

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非十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)

位權(quán)法：把各非十進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開(kāi)，然

后求和。

?K例2-73(10110)2=1X24+OX23

+1X22+1X21+OX2°=16+0+4+2

+0=(22)10

K例2—82(10101.1011)2=1*24+

0X23+1X22+0X21+1X2°+1X2-

1+0X2—2+1x2—3=16+0+4+0+1+

0.5+0+0.125=(21.625)10

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(例2?9"(1207)8

=1X83+2X82+OX8I+7X8°=512+128

+0+7

=(647)10

K例2?10X(1B2E)16

=1X163+BX162+2X161+EX16°

=1X4096+11X256+2X16+14X1

=(6958)一

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二進(jìn)制與八進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換

二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)：以小數(shù)點(diǎn)為界，將整數(shù)部

分自右向左和小數(shù)部分自左向右分別按每三位為一組

(不足三位用0補(bǔ)足)，然后將各個(gè)三位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)

換為對(duì)應(yīng)的一位八進(jìn)制數(shù)。

八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：把每一位八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為

對(duì)應(yīng)的三位二進(jìn)制數(shù)。

K例2/12(10111001010.1011011)2

=(010111001010.101101100)=(2712.554)

O8

K例2?122(456.174)

O8

=(100101110.001111100)7=(100101110.0011111))

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二進(jìn)制與十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換

二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)：以小數(shù)點(diǎn)為界，將整數(shù)

部分自右向左和小數(shù)部分自左向右分別按每四位為一

組，不足四位用0補(bǔ)足，然后將各個(gè)四位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)

換為對(duì)應(yīng)的一位十六進(jìn)制數(shù)。

十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：把每一位十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)

換為對(duì)應(yīng)的四位二進(jìn)制數(shù)。

K例2?132(10111001010.1011011)2

=(010111001010.10110110)Z(5CA.B6)1O6

K例例142(1A9F.1BD)16

=(0001101010011111.000110111101))

更大LI1nq0011m.000U01m01)22

制

G原碼表示法：用符號(hào)位和數(shù)值表示帶符號(hào)數(shù),

正數(shù)的符號(hào)位用“0”表示，負(fù)數(shù)的符號(hào)位

用“1”表示，數(shù)值部分用二進(jìn)制形式表示。

K例2?152設(shè)帶符號(hào)數(shù)的真值X=+62和Y=一

62則他們的原碼分別為:

[X]原=0111110

[Y]原=1111110

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying23

碼制

）反碼表示法：正數(shù)的反碼與原碼相同，負(fù)

數(shù)的反碼為對(duì)該數(shù)的原碼除符號(hào)位外各位

取反。

K例2?17D設(shè)帶符號(hào)數(shù)的真值X=+62和Y=一

62他們的原碼和反碼分別為：

［X］原=0111110［X］反=0111110

Y］原=1111110［Y］反=1000001

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G補(bǔ)碼表示法：正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼相同，負(fù)數(shù)的

補(bǔ)碼為對(duì)該數(shù)的原碼除符號(hào)位外各位取反，然

后在最后一■位加1。

K例2-182設(shè)帶符號(hào)數(shù)的真值X=+62和Y=—62

他們的原碼和補(bǔ)碼分別為：

[X]原=0111110[X]補(bǔ)=0111110

[Y]原=1111110[Y]補(bǔ)=1000010

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數(shù)的原碼表示適合于進(jìn)行乘除運(yùn)算;

補(bǔ)碼用于進(jìn)行加減運(yùn)算

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定點(diǎn)小數(shù)格式

定點(diǎn)小數(shù)格式：把小數(shù)點(diǎn)固定在數(shù)值部

分最高位的左邊。

?IN。|.N_tN_2……N_m

■Tt--------------------------f------------------

符號(hào)位小數(shù)點(diǎn)數(shù)值部分

■

數(shù)的范圍：二進(jìn)制的（m+1）位定點(diǎn)小

數(shù)格式的數(shù)N,所能表示的數(shù)的范圍

為INIW1—2-%

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying27

.u點(diǎn)小.

比例因子：對(duì)于絕對(duì)值大于1的數(shù)，如果直

接使用定點(diǎn)小數(shù)格式將會(huì)產(chǎn)生“溢出”，

需根據(jù)實(shí)際需要使用一個(gè)比例因子，將原

始數(shù)據(jù)按該比例縮小，以定點(diǎn)小數(shù)格式表

示，得出結(jié)果后再按該比例擴(kuò)大得到實(shí)際

的結(jié)果。

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying28

定點(diǎn)小數(shù)補(bǔ)充實(shí)例:

例如:假設(shè)定點(diǎn)數(shù)的長(zhǎng)度為2個(gè)字節(jié)，則十

進(jìn)制的小數(shù)0.6876在機(jī)內(nèi)的表示形式為

什么？

解:因?yàn)?0.6876)10=(0.10110000000001101...)2

o|o|i|o|o|o|o|o|o|o|o|o

1—小數(shù)點(diǎn)數(shù)值部分

符號(hào)位

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying29

定點(diǎn)整數(shù)格式

定點(diǎn)整數(shù)格式：把小數(shù)點(diǎn)固定在數(shù)值

部分最低位的右邊。

N-1

n.......................NI

NnN2

符號(hào)位數(shù)值部分小數(shù)點(diǎn)

數(shù)的范圍：二進(jìn)制的（ni+1）位定點(diǎn)整數(shù)格

式的數(shù)N,所能表示的數(shù)的范圍為INIW

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying30

定點(diǎn)整數(shù)格式

比例因子：對(duì)于絕對(duì)值大于該范圍的數(shù)，

如果直接使用定點(diǎn)小數(shù)格式也將會(huì)產(chǎn)生

“溢出”，需根據(jù)實(shí)際需要選擇一個(gè)比例

因子進(jìn)行調(diào)整，使所表示的數(shù)據(jù)在規(guī)定的

范圍之內(nèi)。

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying31

定點(diǎn)整數(shù)補(bǔ)充實(shí)例:

例如:假設(shè)定點(diǎn)數(shù)占8位，則十進(jìn)制的整數(shù)

83在機(jī)內(nèi)的表示形式為什么？

解:因?yàn)?83)IO=(1O1OOU)2

01010011

1數(shù)值部分

符號(hào)位

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying32

定點(diǎn)小數(shù)補(bǔ)充實(shí)例:

例如:假設(shè)定點(diǎn)數(shù)的長(zhǎng)度為2個(gè)字節(jié)，則十進(jìn)

制的整數(shù)“93在機(jī)內(nèi)的表示形式為什么？

解:因?yàn)??193)IO=(UOOOOO1)2

1|o|o|o|o|o也也口口也|o也|o|o且

?數(shù)值部分

符號(hào)位

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying33

?。浮點(diǎn)表示法)■

>浮點(diǎn)表示法：小數(shù)點(diǎn)的位置不固定，一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)分為階

碼和尾數(shù)兩部分。

>階碼：用于表示小數(shù)點(diǎn)在該數(shù)中的位置，是一個(gè)整數(shù)。

>尾數(shù)：用于表示數(shù)的有效數(shù)值，可以采用整數(shù)或純小數(shù)

兩種形式

>可供選擇的一種位數(shù)分配形式：設(shè)字長(zhǎng)為32位

|符號(hào)位|階碼部分尾數(shù)部分

］位~23位

>規(guī)格化的浮點(diǎn)數(shù)：為了提高浮點(diǎn)數(shù)表示的精度通常規(guī)定

其尾數(shù)的最高位必須是非零的有效位，稱為浮點(diǎn)數(shù)的規(guī)

施化秘式。

廈門(mén)大學(xué)嘉34

浮點(diǎn)補(bǔ)充實(shí)例：1JU

假定一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)用4個(gè)字節(jié)來(lái)表示,則一般價(jià)碼占用

一個(gè)字節(jié),尾數(shù)占用一個(gè)字節(jié),尾數(shù)占用3個(gè)字符,且

每部分的最高位均用以表示該部分的正負(fù)號(hào).

例如:?0.11011義2-。11在機(jī)內(nèi)的表示形式為什么?

10000011111011000000000000000000

階碼尾數(shù)

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying35

威廉?卡亨

繼1979年的圖靈獎(jiǎng)授予一位加拿大

學(xué)者艾弗森(K.E.Iverson)之后，

1989年的圖靈獎(jiǎng)又一次選擇了一位

加拿大計(jì)算機(jī)科學(xué)家，這一次是威

廉?卡亨(WilliamM.Kahan),他

是因?yàn)樵诟↑c(diǎn)運(yùn)算部件的設(shè)計(jì)和浮

點(diǎn)運(yùn)算標(biāo)準(zhǔn)的制定上的突出貢獻(xiàn)而

獲此殊榮的。

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying36

BCD仍

BCD碼：是一種二一十進(jìn)制的編碼，使用

四位二進(jìn)制數(shù)表示一位十進(jìn)制數(shù)。

十進(jìn)制數(shù)與BCD碼之間的轉(zhuǎn)換：可按位

（或四位二進(jìn)制數(shù)組）直接進(jìn)行。

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BCD碼

K例2-193將十進(jìn)制數(shù)5678轉(zhuǎn)換為BCD碼

十進(jìn)制數(shù)：5678

BCD碼：0101011001111000

所以十進(jìn)制數(shù)5678的BCD碼為010101100111

1000

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying38

BCD碼

K例2-202將BCD碼1001011001110101

轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。

BCD碼：1001011001110101

*▼▼V

十進(jìn)制數(shù)：9685

所以十進(jìn)制數(shù)5678的BCD碼為9685

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying39

ASCII

ASCII(AmericanStandardsCommitteeofIformation)碼：

是由美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)制定的、國(guó)際上使用最廣泛

的字符編碼方案。

ASCII碼的編碼方案：采用7位二進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)字符，

把7位二進(jìn)制數(shù)分為高三位(b7b6b5)和低四位

(b4b3b2b1)

7位ASCII編碼表：如表2-5所示，利用該表可以查找數(shù)字、

運(yùn)算符、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)以及控制符等字符與ASCII碼之間的對(duì)

應(yīng)關(guān)系。

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying40

ASCII

般字符的ASCH編碼（二進(jìn)制表示）

而1位

010011100101110111

低四位

0000V空格〉0@P、p

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1110?>NAn

1111/9O-0DEL

漢字編碼體系

，漢字輸入碼：由輸入設(shè)備產(chǎn)生的漢字編碼,

如區(qū)位碼、國(guó)標(biāo)碼、拼音碼、新全拼、新

雙拼、五筆字型碼、簡(jiǎn)碼、表形碼、自然

碼、智能ABC漢字輸入碼等。

，漢字內(nèi)碼：用于計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)和處理的

漢字編碼，通常由該漢字的國(guó)標(biāo)碼的兩個(gè)

字節(jié)（最高位置“1”）形成。

，漢字字形碼：確定一個(gè)漢字字形點(diǎn)陣的編

碼，用于漢字顯示和打印輸出。保留在存

儲(chǔ)介質(zhì)中的全部漢字字形碼稱為字庫(kù)。

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying42

漢字編碼體系

，漢字交換碼：用于在不同的漢字信息處理

系統(tǒng)之間或與其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間進(jìn)行信

息交換。

“，漢字地址碼：表示漢字字形信息在漢字庫(kù)

中的地址，用于在漢字庫(kù)中查找漢字字形

信息的漢字地址碼等。

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying43

'漢字編彳臼

1國(guó)標(biāo)碼

國(guó)標(biāo)碼規(guī)定：一個(gè)漢字用兩個(gè)字節(jié)來(lái)表示，

每個(gè)字節(jié)只用前7位，最高位均未作定義，如圖

所示。

B7B6B5B4B3B2BlBoB7B6B5B4B3B2BlBo

()XXXXXXX0XXXXXXX

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying44

'漢字編彳臼

2內(nèi)碼與外碼

國(guó)標(biāo)碼是一種機(jī)器內(nèi)部編碼，也稱內(nèi)碼,

其主要作用是統(tǒng)一不同的系統(tǒng)之間所用的

不同編碼。通過(guò)將不同系統(tǒng)使用的不同編

碼統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成國(guó)標(biāo)碼，不同系統(tǒng)之間的漢

字信息就可以相互交換。

與內(nèi)碼相對(duì)應(yīng)，輸入法編碼稱為外碼。

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying45

2漢字字形碼

漢字的內(nèi)碼代表的是漢字惟一性的交換碼，即給出漢字一個(gè)名，而這

個(gè)漢字的外形如何卻不在內(nèi)碼之內(nèi)。漢字筆畫(huà)多、外形千差萬(wàn)別，這就需

要為每個(gè)漢字給出一個(gè)外形，一般用點(diǎn)陣表示，這就是漢字字模。

如圖所示是“啊”字的點(diǎn)陣外形。圖中有16x16個(gè)方格，稱16x16點(diǎn)陣,

每一個(gè)方格用一個(gè)二進(jìn)制代碼表示，用1表示黑點(diǎn)，用0表示白點(diǎn)。存儲(chǔ)在

計(jì)算機(jī)中的漢字和符號(hào)的外形集合稱為漢字庫(kù)。常用的漢字字庫(kù)除16x16

點(diǎn)陣漢字庫(kù)之外，還有24x24點(diǎn)陣漢字庫(kù)、32x32點(diǎn)陣漢字庫(kù)等。

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiyingIC46

數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼

?奇偶校驗(yàn)碼：在表示數(shù)據(jù)的N位代碼中增加

一位奇偶校驗(yàn)位，使N+1位中“1”的個(gè)數(shù)

為奇數(shù)（奇校驗(yàn)）或偶數(shù)（偶校驗(yàn)）。

A海明校驗(yàn)碼：在有效信息代碼中增加校驗(yàn)

位，用來(lái)校驗(yàn)代碼中“1”的個(gè)數(shù)是奇數(shù)

（奇校驗(yàn)）還是偶數(shù)（偶校驗(yàn)），通過(guò)奇

偶校驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)代碼傳輸過(guò)程中的錯(cuò)誤并

自動(dòng)校正。

?應(yīng)用：用于計(jì)算機(jī)各部件之間信息傳輸以

新吸計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸。47

（二）邏輯代數(shù)基礎(chǔ)

命題邏輯基礎(chǔ)

邏輯代數(shù)基礎(chǔ)

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying48

命題

A命題：有具體意義且能夠判斷真假的陳述

A命題的真值：命題所具有的值“真”（true,

簡(jiǎn)記為T(mén)）或“假"（false,簡(jiǎn)記為F）稱為其

真值。

A命題標(biāo)識(shí)符：表示命題的符號(hào)，該標(biāo)識(shí)符

稱為命題常量。

?原子命題：不能分解為更為簡(jiǎn)單的陳述句

的命題；

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying49

A復(fù)合命題：將原子命題用連接詞和標(biāo)點(diǎn)符

命題

例題：

北京是中國(guó)首都。..............原子命題（T）

數(shù)字8是一個(gè)奇數(shù)。............原子命題（F）

上海是江蘇省會(huì)。..............原子命題（F）

全體起立！....................不是命題

如果下午不下雨，則我去校園散

步。..........................復(fù)合命題（待定）

李華是一名足球運(yùn)動(dòng)員并且是一名排

球運(yùn)動(dòng)員。...................復(fù)合命題（待定）

今天會(huì)停電和停水嗎？...........不是命題

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying50

連接詞“與”（八）

>“與"（八）:兩個(gè)命題A和B的“與"（又稱為A和B的

“合取”）是一個(gè)復(fù)合命題，記為AAB。當(dāng)且僅當(dāng)A和

B同時(shí)為真時(shí)AAB為真，在其他的情況下AAB的真值

均為假。

AAB的真值表：

ABAAB

TTT

TFF

FTF

FFF

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying51

連接詞“或"(V)

>“或”(V)：兩個(gè)命題A和B的“或"(又稱為A

和B的“析取”)是一個(gè)復(fù)合命題，記為AVB。當(dāng)且

僅當(dāng)A和B同時(shí)為假時(shí)A\/B為假，在其他的情況下AVB

的真值均為真。

AVB的真值表：

ABAVB

TTT

TFT

FTT

FFF

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying52

連接詞“非”J）

>“非""）：命題A的“非”（又稱為A的“否

定”）是一個(gè)復(fù)合命題，記為「Ao若A為真，則

"1A為假；若A為假，則「A為真。

nA的真值表：

AnA

TF

FT

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying53

例題1:

A:李華是一名足球運(yùn)動(dòng)員。

B:李華是一名排球運(yùn)動(dòng)員。

AAB：李華是一名足球運(yùn)動(dòng)員并且是排球

運(yùn)動(dòng)員。

AVB：李華是一名足球運(yùn)動(dòng)員或者是排球

運(yùn)動(dòng)員。

-IA:李華不是一名足球運(yùn)動(dòng)員。

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying54

連接詞“異或”（?）

又

“異或”（十）：兩個(gè)命題的A和B的“異或”

為

稱為A和B的“不可兼或”）是一個(gè)復(fù)合命題，

為

A十B。當(dāng)且僅當(dāng)A和B同時(shí)為真或者同時(shí)為假時(shí)A

假，在其他的情況下A十B的真值為真。

A十B的真值表：

ABA十B

TTF

TFT

FTT

FFF

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying55

例題2：

A:上海到北京的14次列車下午6點(diǎn)開(kāi)。

B:上海到北京的14次列車下午4點(diǎn)半開(kāi)。

A十B：上海到北京的14次列車下午6點(diǎn)開(kāi)

或者上海到北京的14次列車下午4點(diǎn)半開(kāi)。

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying56

連接詞“條件”（f）

>“條件”（一）：兩個(gè)命題的A和B的“條件”是一個(gè)

復(fù)合命題，記為A-B,讀作“如果A,貝陽(yáng)”。當(dāng)且僅當(dāng)A的

真值為真，B的真值為假時(shí)，A-B為假，在其他的情況下

A-B的真值均為真。

A-B的真值表：

ABA-B

TTT

TFF

FTT

FFT

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying57

例題3：

A:天氣晴朗。

B:我們?nèi)ヅ郎健?/p>

AfB：如果明天天氣晴朗，則我們?nèi)ソ挥巍?/p>

A:天下雨。

B:我們交游取消。

A->B：如果明天下雨，則我們交游取消。

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying58

連接詞“雙條件”（一）

>“雙條件”（—>）：兩個(gè)命題的A和B的“雙條件”（又

稱為A當(dāng)且僅當(dāng)B）是一個(gè)復(fù)合命題，記為A-fB,讀

作“A當(dāng)且僅當(dāng)B"。當(dāng)且僅當(dāng)A的真值與B的真值相

同時(shí)，A->B為真，否則AfB的真值均為假。

A-B的真值表：

ABA^—>B

TTT

TFF

FTT

FFT

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying59

例題4：

A:四邊形ABCD是平行四邊形。

B:四邊形ABCD的對(duì)邊是平行的。

AB：四邊形ABCD是平行四邊形當(dāng)且僅當(dāng)

四邊形ABCD的對(duì)邊是平行的。

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying60

■(、命題公式)■

?命題公式：由命題變?cè)?、連接詞和括號(hào)組成的合式

的式子稱為命題公式。

A命題公式等價(jià)：如果兩個(gè)不同的命題公式P和Q,無(wú)論

其命題變?cè)∈裁粗邓鼈兊恼嬷刀枷嗤瑒t稱該兩個(gè)

命題公式等價(jià)，記為P=Q。

>K例2-25R證明-I(A-B)與A八lB是等價(jià)的。

ABn(A-B)AAnB

TTFF

TFTT

FTFF

FFFF

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying61

;命題公式的等價(jià)律;

其中A、B、C等為命題變?cè)?，T表示“真”，F(xiàn)表示

“假”

零律：AVF=A

AAF=F

幺律：AVT=T

AAT=A

塞等律：AVA=A

AAA=A

求補(bǔ)律：AV-iA=T

AA-iA=F

交換律：AVB=BVA

AAB=BAA

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying62

命題公式的等價(jià)律(續(xù))

A結(jié)合律：AV(BVC)=(AVB)VC

>AA(BAO=(AAB)AC

A分配律：AA(BVC)=AABVAAC

>AVBAC=(AVB)A(AVC)

?吸收律：AABVAA-iB=A

(AVB)A(AV-1B)=A

A狄一摩根定律：-i(AVB)="|AA-|B

-l(AAB)="|AV"|B

A雙重否定律：nnA=A

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying63

證明狄一摩根定律

證明狄一摩根定律之一：(AAB)=-|AV-|Bo

ABAAB-1(AAB)~IA"IB-|AV-|B

TTTFFFF

TFFTFTT

FTFTTFT

FFFTTTT

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying64

邏輯代數(shù)的等價(jià)律

。零律：A+O=A

?A0=0

。幺律：A+1-1

?A1=A

。幕等律：A+A=A

?AA=A

。求補(bǔ)律：A+A=1

AA=0

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying65

邏輯代數(shù)的等價(jià)律

交換律：A+B=B+A

?AB=BA

結(jié)合律：A+(B+C)=(A+B)+C

A(BC)=(AB)C

分配律：A(B+C)=AB+AC

A+BC=(A+B)(A+C)

吸收律：AB+AB=A

(A+B)(A+BJ=A

狄一摩根定律：A+B=AB

?AB=A+B

雙重否定律：A=A

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying66

邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)

?K例2-27》試將邏輯函數(shù)F=A+AB化簡(jiǎn)。

?解：F=A+AB

=（A+A）（A+B）（分配律）

=1（A+B）（求補(bǔ)律）

?=A+B（幺律）

K例2-28R試》等邏輯函數(shù)F=AB+AB+AB+AB化簡(jiǎn)。

解：F=AB+AB+AB+AB+AB

=A（B+B）+A（B+B）（分配律）

=A+A（求補(bǔ)律）

?=1（求補(bǔ)律）

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying67

（三）計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理

計(jì)算機(jī)硬件的基本結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)的工作原理

計(jì)算機(jī)組織與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying68

L運(yùn)算器

中央處理器（CPU）Y

I?控制器

，主機(jī)＜

只讀存儲(chǔ)器（RoM）

I內(nèi)存儲(chǔ)器

硬件隨機(jī)存儲(chǔ)器

系統(tǒng)

廠輸入設(shè)備（鍵盤(pán)、鼠標(biāo)器、圖形掃描儀）

外部

設(shè)備輸出設(shè)備（顯示器、打印機(jī)、繪圖儀）

（外存儲(chǔ)器（硬盤(pán)、軟磁盤(pán)、磁帶、光盤(pán)）

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying69

計(jì)算機(jī)硬件的基本結(jié)構(gòu)

輔助存儲(chǔ)器

程序

原始L

據(jù)

馮.諾依曼體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)硬件組成

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying70

IBMThinkPadLaptop

IntelPentium2.0GHz,

Question&Answer512MBRAM,

Iheardthatyouareexperts,but1.89Kg...

couldyoutellmeabout...?

“Computersinthefuturemayweighno

morethan1500Kg\

—ThomasWatson,ChairmanofIBM

1948

IBMThinkPadLaptop

IntelPentium2.0GHz,

Question&Answer512MBRAM,

Iheardthatyouareexperts,but1.89Kg...

couldyoutellmeabout...?

"640KBRAMoughttobeenoughfor

anybody”

—BillGates,PresidentofMicrosoft

1981

Applications:

WirelessSensorNetworks

19742004

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiyingInternetHosts73

SensorNetworks

.計(jì)算機(jī)硬件的基本結(jié)構(gòu)

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying74

■罐運(yùn)算器（

▲運(yùn)算器：對(duì)二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行運(yùn)算的部件。它在控制器的控

制下執(zhí)行程序中的指令,完成各種算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、

比較運(yùn)算、移位運(yùn)算以及字符運(yùn)算等。

L運(yùn)算器的組成：算術(shù)邏輯部件（ALU）完成加、減、乘、

除等四則運(yùn)算以及與、或、非、移位等邏輯運(yùn)算；寄存

器用來(lái)暫存參加運(yùn)算的操作數(shù)或中間結(jié)果，常用的寄存

器有累加寄存器、暫存寄存器、標(biāo)志寄存器和通用寄存

器等。

'運(yùn)算器的主要技術(shù)指標(biāo)：運(yùn)算速度，其單位是MIPS（百

萬(wàn)指令/秒），通常是按照一定的頻度執(zhí)行各類指令的統(tǒng)

計(jì)值。

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying75

霞控制器(

?控制器：是指揮計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件按照指令的功能要求協(xié)

調(diào)工作的部件。

?控制器的組成：

A程序計(jì)數(shù)器(PC)：用來(lái)對(duì)程序中的指令進(jìn)行

計(jì)數(shù)，使控制器能依次讀取指令；

A指令寄存器(IR)：在指令執(zhí)行期間暫時(shí)保存

正在執(zhí)行的指令。

A指令譯碼器(ID)：用來(lái)識(shí)別指令的功能，分

析指令的操作要求。

A時(shí)序控制電路：用來(lái)生成時(shí)序信號(hào)，以協(xié)調(diào)在

指令執(zhí)行周期內(nèi)各部件的工作。

?微操作控制電路：用來(lái)產(chǎn)生各種控制操作命令。

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying76

CPU

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying77

要存儲(chǔ)器

?存儲(chǔ)器：用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序的部件。

?存儲(chǔ)器的分類:

?內(nèi)存儲(chǔ)器：又稱為主存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱為內(nèi)存或主存,

用來(lái)存放現(xiàn)行程序的指令和數(shù)據(jù)。包括隨機(jī)存取

存儲(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM）等。

?外存儲(chǔ)器：又稱為輔助存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱為外存或輔

存，用來(lái)存放需要長(zhǎng)期保存的信息。

廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院weiying78

內(nèi)存條

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