《导论PPT 第2章 数据存储》由会员分享，可在线阅读，更多相关《导论PPT 第2章 数据存储（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2章 数据存储,数据是信息的表现形式，而信息是对数据的解释，或者说信息是经过加工后的有特定含义的数据。,武汉科技学院,教学目的和要求,掌握数制及其转换的概念及方法 了解计算机中的信息表示,本章主要内容,数制及其转换 进位计数制 数制间的转换 计算机中的信息表示 数值信息的表示 字符信息的编码 多媒体信息的表示,引言,信息是人们对客观世界的认识，即对客观世界的一种反映，是经过加工后的数据，是数据处理的结果。它对接收者的决策具有价值。数据是表达现实世界中各种信息的一组可以记录、可以识别的记号或符号。它是信息的载体，是信息的具体表现形式。 数据形式可以是字符、符号、表格、声音、图像等。 ,一. 数
2、据： 1. 概念：人们可记录、识别的一组记号或符号。 2. 形式：字符、符号、声音、图像、数值等 二. 信息： 经过加工后的数据。,2.1 数制及其转换,进位计数制,进位计数制是一种计数方法，通俗地讲，就是逢几进一的规则。习惯上最常用的是十进制计数法。十进制数是人们最常用的一种数制, 但它不是唯一的数制。 例如计时用的时、分、秒就是按60进制计数的。据科学家研究，十进制起源于人类双手的十根手指。由于开关器件的特性，两个稳定的状态，因此，计算机内部采用二进制数存贮数据。,基数： 是指某进制中允许使用的基本数码的个数。 如： 二进制的基数为2，01 八进制的基数为8，07 十进制的基数为10，09
3、 十六进制的基数为16，09，af,位权：基数为底，数码所在位置的序号为指数的 整数次幂。 如: (346.8)10=31024 1016 1008 10-1 十进制百位位权： 102 个位位权 ：100 十分位位权： 10-1 (1011.01)2=1230 221 211 20 0 211 22 二进制千位位权： 23 百分位位权： 2-2,二进制,二进制具有如下特点: 1. 二进制数的基数为2，只有0、1两个数码,(这可能对应于电路元件中的开或是关)。所以,在计算机中采用二进制是自然的。 1.2. 运算规则简单：二进制的四则运算与十进制相似,从低到高逐位进行，但它的运算规则简单多了。 3
4、. 运行可靠：状态和规则越少，运行时出错的概率越小，传送二进制数据时，两种状态也比10种状态容易分辨，因而可提高运行的可靠性。,计算机中常用的数制:,十进制： 1、数码：0、1、2、9 2、基数为十，逢十进一 3、用多项式表示一个十进制数 Aa n110 n1a 110 1a 010 0a1101 am10m a i表示某一位的不同数码。,例如：十进制数666.66 666.66 610 2610 1610 061016102,二进制： 1、数码：0、1 2、基数为二，逢二进一 3、用多项式表示一个二进制数 Bb n12 n1b 121b 02 0b121 bm2m,八进制： 1、数码：0、1
5、、2、3、4、5、6、7 2、基数为八，逢八进一 3、用多项式表示一个八进制数 Oa n18 n1a 181a 08 0a181 am8m,十六进制： 1、数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A 、 B、C、D、E、F 2、基数为十六，逢十六进一 3、用多项式表示一个十六进制数,Ha n116 n1a 1161a 016 0a1161 am16m (a6f.9e)16=10*162+ 6*161+ 15*160+ 9*16-1+ 14*16-2,二进制的运算:,1. 二进制的算术运算:,2. 二进制的逻辑运算：用来进行逻辑判断。,例如： 1 xy,x 0 ，y 0,条件 x 0 ，y
6、 0的表示要用逻辑运算来表示,逻辑运算要用到逻辑运算符，用的较多的有4个： 1、逻辑与： 用来表示两个条件必须同时成立。,例如： k1 k2 （ x 0） （y 0 ）,0 0=0 1 0=0 0 1=0 1 1=1,2、逻辑或：V 用来表示只要有一个条件成立。,0 V 00 1 V 01 0 V 11 1 V 11,例如： ( k1=1) V (k2=1),3、逻辑非： 对其后条件取反。, 10 01,根据公式： B = b n12 n1 +b n22 n2 +b 12 1+b 02 0 +b121 +bm2m,例如： （1101 . 01）2 12 312 202 112 0 021122
7、 （13.25）10,各种进制之间的转换：,整数部分除2取余（从下 上）,十进制 二进制 ：,2 83 2 41 1 2 20 1 2 10 0 2 5 0 2 2 1 1 0,（83）10（1010011）2,小数部分2取整数（从上 下）,例如：将0.8125转换为二进制小数，逐次乘2取整,0. 8125 2 1 . 625 1 2 1 . 25 1 2 0 . 5 0 2 1 . 0 1,（0.8125）10 （0.1101）2,八、十六进制与十进制的相互转换： 1. 八 、十六进制 十进制：,(370. 23)O=382+781+080 28-1 38-2,2. 十进制 八、十六进制：
8、与二进制转换相似。,整数部分 / 8、16取余，小数部分8、16取整,利用位权展开公式。,例如： (3DB.8A)16 (987.5390625)10 (1001.0101)2 =(9.3125)10 (520)8 =(336)10 (24.625)10 =(30.5)8 (13.3125)10 =(1101.0101)2,二、八、十六进制的相互转换： 由于 823 ，1624 1. 二 、八进制的相互转换：,例如： （1010101 . 0110）2（125 . 3）8 1 010 101 . 011 0 1 2 5 . 3 （247. 62）8 =( 10100111.110010)2 1
9、0 100 111 . 110 010,每3位二进制对应转换成1位八进制,二、十六进制的相互转换：,每4位二进制数对应转换成1位十六进制数,例如： （11010011 . 01101）2=( D3.58)16 1101 0011 . 0110 1000 D 3 . 6 8,（1A3 . 5F）16=(110100011 . 01011111)2 1 1010 0011 . 0101 1111,八、十六进制的相互转换：,例1： （672 . 15)8 =(1BA . 34)16 先换成二进制 110 111 010 . 001 101 再换成十六进制 1 1011 1010 . 0011 010
10、0,例2： (34D . A2)16= (1515 . 504)8 11 0100 1101 . 1010 0010 1 101 001 101 . 101 000 100,借助于二进制。,二进制信息的计量单位:,位（bit）：一个二进制位，一个1或0，是计算 机的最小数据单位。,字节（byte）：计算机的基本存储单位，8个 二进制位为一个字节，即1byte8bit。,字（word）：计算机在进行存储、传送等操作 时，作为一个整体单位的一组二进制数。,KB、MB 、GM、TB：存储容量的单位。,计算机中的信息表示,数值信息的表示 字符信息的编码 多媒体信息的表示,数值信息在计算机内的表示,数值
11、型数据 : 能进行算术运算的数据。 非数值数据 ：指文字、图像等不能进行算术运算 的数据。,数值数据分类,分成整数和实数两大类 ，计算机中整数与实数的存放形式是不同的。,1、无符号数：由于不考虑符号，将整个存储单 元用来存放有效数。,整数的表示,计算机中的整数一般用定点数表示，定点数指小数点在数中有固定的位置。整数又可分为无符号整数(不带符号的整数)和整数(带符号的整数)。,1+2+4+8+16+32+64+128 =255,2、有符号数：符号要用数字来表示，规定 最高位为 0：表示正数 1：表示负数,例如： （15）10（0 0001111）2 （15）10（1 0001111）2,例如：
12、在一个byte中，数据的取值范围为： （ 0000000011111111 ）2 （0255）10,在1byte中，仅有7位用来表示有效数，其取值 范围为： （00000001111111） 2 （128127）10,为了提高计算速度、提高可靠性，在计算机中 有符号的数用补码来表示。,原码、反码、补码,一. 原码： 正数的原码：正号用0表示，数值位不变。 负数的原码：负号用1表示，数值位不变。 例如： + 100 1010原 0 1001010 - 100 1010 原 1 1001010,原码简单易懂,但是若两个符号相异的数相加或两个同号的数相减，就要做减法。,如： 1 0001000 1
13、0001100 1 0 0010100,812=20 但结果为20,机器实现减法较复杂，由于减法是加法的逆运算，人们利用补码来解决上述矛盾，即将负数转换成补码，然后做补码的加法运算。,例如：若时钟停在10点，现在是6点，则拨动指针有 两种方式： 顺时针方向： 1086 （18-12=6） 逆时针方向： 1046 这时，8与4相对于12互补。一个计量器的 最大容量称为模(M)。对于时钟来说， M12 加8和减4效果是一样的，因此在以12为模的系统中，凡是减4的问题，都可以用加8来代替，这就是把减法问题化成加法了。,补码： 1、关于“补”的概念,11和1，9和3，8和4，7和5，都有这个性质。对模
14、而言，它们互为补数。共同特点两者相加等于12（即模）。 对于1byte来说，其有效值7位，取值范围：0-127 27128 ，故其 M128 4与124互补，120与8互补，因此若计算84，则转换成8124，可得正确结果。,2. 补码的表示： 正数的补码：同原码。 负数的补码：将该数原码的数值位从右 左，第一个1之后的各位求反，符号位不变。,例如： -1410= 1 0001110原1 11100 10补, 1 1001011原1 0110101补,3. 补码的特点： 用补码表示负数，符号位参加运算，可将减法转换成加法。 对于7位二进制数，27128，表示M128,例如： 1046 转换成 10124134 1341286，故6与134互补 +10补码0 0001010 - 4 补码 1 0000100原 =1 1111100补,0 0001010 10 1 1111100 124 结果为正， 1 0 0000110 6 正数的补码原码,例如： 4812 变成补码 124120244 （4）（1 0000100 ）原（1 1111100）补 （8）（1 0001000 ）原（1 1111000）补,11111100 11111000 1 11110100,结果为负，要还原成原码 （补码）补原码1 0001100,4. 二进制乘法,1000
