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大学计算机基础 —— 系统工具与环境 （文科用）

大学计算机基础 —— 系统工具与环境 （文科用）. 赵 欢 肖德贵 杨小林 陈 娟 吴蓉晖 编著. 第一部分 计算科学概论 第 2 章 计算机组成与工作原理. 大学计算机基础 —— 系统工具与环境（文科用）. 本章内容提要. 2.1 计算机中信息的表示. 2.1 计算机中信息的表示. 1.2.1 计算机中常用的数制及相互转换. 进位计数制：. 1. 十进制：人们习惯使用十进制表示数. 基数为 10 。. 代码： 0, 1, 2, 3, … , 9. 加减运算法则：逢 10 进 1 ，借 1 当 10.

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Presentation Transcript

  1. 大学计算机基础—— 系统工具与环境 （文科用） 赵 欢 肖德贵 杨小林 陈 娟 吴蓉晖 编著

  2. 第一部分 计算科学概论 第2章 计算机组成与工作原理 大学计算机基础 ——系统工具与环境（文科用）

  3. 本章内容提要 2.1 计算机中信息的表示 大学计算机基础——系统工具与环境

  4. 2.1 计算机中信息的表示 1.2.1 计算机中常用的数制及相互转换 进位计数制： 1. 十进制：人们习惯使用十进制表示数 基数为10。 代码：0, 1, 2, 3, … , 9. 加减运算法则：逢10进1，借1当10

  5. 数位有：…,千位 , 百位, 十位,个位. 十分位, 百分位, … 数位值：…,千位为103 ，百位为102，十位为101，个位为100，十分位为10-1，百分位为102 , … 例：723.54=7102+2101+3100+510-1+410-2

  6. 2. 二进制：计算机内部处理的数 基数为2 代码：0，1 二进制只有0和1两个符号，用电子器件很容易表现两个状态,运算规则简单 加减运算法则：逢2进1，借1当2。 1+0=1 0+0=0 1+1=10

  7. 例：(1 0 1 1 1 1 . 1 1)2 2524 2322 2120 2-1 2-2 (101111.11)2=1×25+0×24+ 1×23+ 1×22 + 1×21 + 1×20 + 1×2-1+ 1×2-2 =32+0+8+4+2+1+0.5+0.25 =(47.75)10

  8. 3. 八进制：二进制数的缩写形式 基数为8 代码：0，1，2，3，… 7。 加减运算法则：逢8进1，借1当8。

  9. 4. 十六进制：二进制数的缩写形式 基数为16。 代码：0，1，2，3，… 9，A，B，C，D，E，F 加减运算法则：逢16进1，借1当16。

  10. 不同数制的相互转换： 1.二、八、十六进制数转换成十进制数 例：(1101.01)2=(？)10 (1101.01)2=1 ×23+1×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2 =8+4+1+0.25 =13.25

  11. 例：(237.4)8=(？)10 (237.4)8=2 ×82+3×81+7×80+4×8-1 =128+24+7+0.5 =159.5

  12. 例：(1C.4)16=(？)10 (1C.4)16=1 ×161+12×160+4 ×16-1 =16+12+0.25 =28.25

  13. 210 29 28 27 26 25 2423 22 21 20 2-1 2-2 1024512256128 6432 168421 0.5 0.25 可采用“数位值相加”法进行转换

  14. 0 0 数位值：64 32 8 2 1 . 0.5 0.125 0.0625 二进制数：1 1 0 1 0 1 1 . 1 0 1 1 整 数部分相加：64+32+8+2+1=(107)10 小数部分相加：0.5+0.125+0.0625=(0.6875)10 故：(11010111011)2=(107.6875)10

  15. 例：(1111111)2=(？)10 =？ 1111111 127 + 1 10000000 128

  16. 2.十进制数转换成二、八、十六进制数 整数部分采取除基数取余法， 先余为低位，后余为高位 小数部分采取乘基数取整法， 先整为高位，后整为低位

  17. 5 例：求(5.6875)10=(？)2 解：(1) 用“除2取余”法先求出十进制整数“5”对应的二进制整数。 2 低位 余数1 2 2 余数0 1 2 高位 余数1 0 得到：(5)10=(101)2

  18. (2) 用“乘2取整”法求出与十进制小数“.6875”对应的二进制小数。 高位 0.6875×2=1.375 整数为1 整数为0 0.375×2=0.75 0.75×2=1.5 整数为1 低位 0.5×2=1.0 整数为1 得到：(0.6875)10=(.1011)2

  19. (3) 整数与小数相加 得到：(5.6875)10=(101.1011)2

  20. 92 例：求(92.5)10=(？)8 解：(1) 用“除8取余”法先求出十进制整数“92”对应的八进制整数。 8 低位 余数4 8 11 余数3 1 8 高位 余数1 0 得到：(5)10=(134)8

  21. (2) 用“乘8取整”法求出与十进制小数“.5”对应的八进制小数。 0.5×8=4.0 整数为4 得到：(0.5)10=(.4)8 (3) 整数与小数相加 得到：(92.5)10=(134.4)8

  22. 二进制：000 001 010 011 100 101 110 111 八进制： 0 1 2 3 4 5 6 7 3.八进制、十六进制转换为二进制 一位八进制数字用三个二进制数字表示：

  23. 二进制：1 1 1 权值： 4 2 1 二进制：000 001 010 011 100 101 110 111 0 1 2 1+2 4 1+4 2+4 1+2+4 八进制： 0 1 2 3 4 5 6 7

  24. 二进制：0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 十六进制： 0 1 2 3 4 5 6 7 二进制：1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 十六进制： 8 9 A B C D E F 一位十六进制数字用四个二进制数字表示：

  25. 二进制：1 1 1 1 权值： 8 4 2 1

  26. 二进制：0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1 2 2+1 4 4+1 4+2 4+2+1 十六进制： 0 1 2 3 4 5 6 7 二进制：1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 8 8+1 8+2 8+2+1 8+4 8+4+1 8+4+2 8+4+2+1 十六进制： 8 9 A B C D E F

  27. 1+2 011 4+1 101 4 100 2+4 110 4 100 将每位八、十六进制数展开，去掉首尾的零 例：求(364.54) 8 =(？)2 ( 3 6 4 . 5 4 ) 8 (364.54) 8 =(11110100.1011)2

  28. 0101 1011 1100 1000 0011 例：求(583B.C) 16 =(？)2 ( 5 8 3 B . C ) 8 (364.54) 8 =(101100000111011.11)2

  29. 4.二进制转换为八、十六进制 以小数点为中心，整数部分从右向左进行分组，小数部分从左向右进行分组。转换八进制时三位为一组，转换十六进制时四位为一组，整数部分最后一节不足时左边补0，小数部分最后一节不足时右边补0

  30. (011010101.101100 )2 ( 3 2 5 . 5 4)8 例：(11010101.1011)2=(？)8=(？)16 (11010101.1011)2 ( D 5 . B )16

  31. 非数值型数据的表现形式 非数值数据：通常是指字符、字符串、图像、音频 和汉字等各种数据。 字符和字符串的表示 ASCII码（美国国家信息交换标准字符码） 用七位二进制表示一个字符、每个西文字符占一个字节(8位)，最高位都为“0”，用低7位二进制位来表示128种(27)不同字符的编码。

  32. 高三位 七位ASCII编码表 b7b6b5 000 001 010 011 100 101 110 111 b4b3b2b1 空格！“#$%&‘()*+,-/ 、abcdefghijklm no 0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111 NULSOHSTXETXEOTENQACKBELBSHTLFVTFFCRSOSI DLEDC1DC2DC3DC4NAKSYNETBCANEMSUBESCFSGSRSUS 0123456789:;<=>? @ABCDEFGHIJKLMNO PQRSTUVWXYZ[\]  pqrstuvwxyz{|}-DEL 低四位 33个控制字符 95个可打印字符

  33. 例：大写英文字母 “A” 的ASCII码为： (1000001)2=(41)16=(65)10 大写英文字母 “B” 的ASCII码为66 大写英文字母 “C” 的ASCII码为67 …… 小写英文字母 “a” 的ASCII码为： (1100001)2=(61)16=(97)10

  34. 汉字编码 汉字是象形文字，每个汉字在计算机中都要有一个二进制代码 此外，为了利用西文键盘来输入汉字，汉字要有输入码 为了完成汉字的显示或打印，每个汉字必须有字形码

  35. 汉字交换码 也称汉字国标码，中文信息处理的国家标准， 代号为GB231280。 国标码收录的常用汉字6763个，分为两级。 常用一级汉字3755个，按汉字拼音排列。 次常用二级汉字3008个，按编旁部首排列。 标点符号、数字、图形及英、日、俄字母687个。

  36. 汉字 国标码 大 (1453)16 00010000 01010011 国标码规定，每个字符由一个2字节代码组成。每个字节的最高位恒为0，其余7位用于组成各种不同的码值。总共可以表示27╳27=128 ╳128=16384个字符 例如：

  37. 汉字机内码 为了避免与ASCII码相混淆，处理为机内码,例如,将国标码的两个字节的最高位均改为“1”，就得到了机内码 汉字机内码是汉字在信息处理系统中进行存储、处理与传输的代码

  38. 汉字 国标码 大 (1453)16 00010100 01010011 机内码 (B4F3)16 10110100 11110011 例如：

  39. 汉字输入码 常用输入码：音码、形码、音形码。 无论采取哪种输入码，存入计算机的总是汉字的机内码，由输入法的转换程序完成输入码到机内码的转换。

  40. 音码：用汉语拼音来表达汉字。 优点：易学易记，容易输入汉字。 缺点：重码率高，输入速度慢。 典型代表：智能全拼、智能双拼、微软拼音。 智能全拼必须输入汉字的全部读音，代码较长。 智能双拼只输入构成汉字的声母和韵母的各一 个字母，代码较短。

  41. •形码：用汉字的形状(字型、笔划、笔顺)来表达汉字。•形码：用汉字的形状(字型、笔划、笔顺)来表达汉字。 优点：重码率少，输入速度快。 缺点：初学者字根难于记忆，拆字困难。 典型代表：五笔字型、太极码等。

  42. •音形码：兼取音码和形码的做法。 优点：编码规则简化，重码少，效率高于音码。 典型代表：自然码、首尾拼音码、全息码等。

  43. •语音识别输入、手写输入、扫描输入。 我国已研制开发出“汉字语音输入设备”、“汉字书写笔”(汉王笔、紫光笔)及“汉字扫描输入设备”。

  44. 汉字字形码 用于将汉字在显示屏上显示，或通过打印机打印。 点阵表示方式：根据输出汉字质量的要求不同，汉字字形编码有1616，2424、 3232、 4848点阵等不同密度的点阵编码。点数越多，字形愈清晰美观，但占用存储空间也愈大。

  45. 十六进制码 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 10 13 15 12 14   0 0 3 0 0   1 0 3 0 0   2 0 3 0 0    3 0 3 0 4                4 F F F E   5 0 3 0 0   6 0 3 0 0   7 0 3 0 0   8 0 3 0 0    9 0 3 8 0    10 0 6 4 0    11 0 C 2 0     12 1 8 3 0    13 1 0 1 8    14 2 0 0 C     15 C 0 0 7 下图为“大”字的1616字形点阵及代码

  46. 例如：一个16  16的汉字点阵需占用256位，即32个字节；一个24  24的汉字点阵需占用576位，即72个字节，

  47. 所有汉字的点阵编码的集合称为汉字库，可作为硬字库(汉卡)或软字库(以软件的形式存储在磁盘或光盘上）所有汉字的点阵编码的集合称为汉字库，可作为硬字库(汉卡)或软字库(以软件的形式存储在磁盘或光盘上） 点阵字库的最大缺点就是固定分辨率，也就是每种字库都有固定的大小尺寸，如果将其放大或缩小使用，就会出现我们通常说的锯齿现象.

  48. 矢量字库是把每个字符的笔划分解成各种直线和曲线，然后记下这些直线和曲线的参数，在显示的时候，再根据具体的尺寸大小，画出这些线条，就还原了原来的字符。它的好处就是可以随意放大缩小而不失真。而且所需存储量和字符大小无关。矢量字库有很多种，区别在于他们采用的不同数学模型来描述组成字符的线条。常见的矢量字库有Truetype字库矢量字库是把每个字符的笔划分解成各种直线和曲线，然后记下这些直线和曲线的参数，在显示的时候，再根据具体的尺寸大小，画出这些线条，就还原了原来的字符。它的好处就是可以随意放大缩小而不失真。而且所需存储量和字符大小无关。矢量字库有很多种，区别在于他们采用的不同数学模型来描述组成字符的线条。常见的矢量字库有Truetype字库

  49. 输入码 键盘 转换程序 机 内 码 字形码 显示器/打印机 汉字库及程序 存储器

  50. 音频的表示 ◆ 音频表示声音和音乐。 ◆ 将音频转换成数字数据，并使用二进制存储它们。 ● 首先需要对其采样，采样就是以相等的间隔来 测量信号的值； ● 然后再量化采样值，量化就是给采样值分配值。 例如：如果一采样值为34.2，而值集为0到63的 整数值，则将该采样值量化为值34。 ● 最后，将量化值转换为二进制并存入计算机。 例如：将34转换为二进制为00100010。

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