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1、二章信息在计算机内的表示Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望2.1.1 2.1.1 数据数据 P8 P8w ISOISO的定义的定义的定义的定义: :数据是对事实、概念或指令的数据是对事实、概念或指令的数据是对事实、概念或指令的数据是对事实、概念或指令的一种特殊表达形式，这种特殊表达形式可以一种特殊表达形式，这种特殊表达形式可以一种特殊表达形式，这种特殊表达形式可以一种特殊表达形式，这种特殊表达形式可以用人工的方式或者用自动化的装置进行通信、用人工的方式或者用自动化的装置
2、进行通信、用人工的方式或者用自动化的装置进行通信、用人工的方式或者用自动化的装置进行通信、翻译转换或者进行加工处理。翻译转换或者进行加工处理。翻译转换或者进行加工处理。翻译转换或者进行加工处理。w 一般的数字、文字、图画、声音、活动图像一般的数字、文字、图画、声音、活动图像一般的数字、文字、图画、声音、活动图像一般的数字、文字、图画、声音、活动图像都是数据，计算机通过二进制编码形式对其都是数据，计算机通过二进制编码形式对其都是数据，计算机通过二进制编码形式对其都是数据，计算机通过二进制编码形式对其进行处理。进行处理。进行处理。进行处理。w 计算机内部把数据区分为数值型和非数值型计算机内部把数据
3、区分为数值型和非数值型计算机内部把数据区分为数值型和非数值型计算机内部把数据区分为数值型和非数值型。Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 2.1.2 2.1.2 信息信息 P8 P8n n信息是有用的数据。n n计算机信息处理的本质就是进行数据处理。n n数据处理的目标是获得有用信息。n n注意“信息系统”的用法。w常将信息系统称为：常将信息系统称为：管理信息系统管理信息系统MISMIS（Management Information System) Management Information System) 或或数数据处理系统据处理系统
4、DPSDPS（Data Processing System)Data Processing System)Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 2.2 2.2 二进制二进制 P9 P9n n什么是二进制w何谓十进制何谓十进制？ s=k s=kn nk kn-1n-1.k.k0 0k k-1-1k k- -2 2.k.k-m-m特点：基数为十，逢十进一。特点：基数为十，逢十进一。w二进制特点：二进制特点：基数为二，逢二进一基数为二，逢二进一n n二进制优点：w0 0，1 1两个状态易物理实现；两个状态易物理实现；w运算规则简单。运算规则简单
5、。Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 二进制与十进制对照表二进制与十进制对照表（记忆）（记忆）（记忆）（记忆）Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 二进制数的运算二进制数的运算 P10 P10n n算术运算：加法、减法。w0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10 10 w0 -0=0 0- 1=0 -0=0 0- 1=1 1 1- 0=1 1- 1=0 1- 0=1 1- 1=0n n逻辑运算：或（） 、与（）、取反。w0 00=
6、0 00=0 01=1 11=1 10=1 10=1 11=11=1大口朝上大口朝上 谁大听谁的谁大听谁的w0 00=0 00=0 01=0 11=0 10=0 10=0 11=11=1小口朝上小口朝上 谁小听谁的谁小听谁的w0 0 取反为取反为1 11 1取反为取反为0 0注意注意注意注意：算术运算会发生进位、借位，逻辑运算则按位独立进行，算术运算会发生进位、借位，逻辑运算则按位独立进行，不发生位与位之间的关系不发生位与位之间的关系。Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 2.2.32.2.3不同进制间的转换不同进制间的转换二进制二进制八
7、进制八进制十进制十进制十六进制十六进制Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 二、八、十六进制化为十进制二、八、十六进制化为十进制n n规则：按“权”展开 例：例：例：例： (1999.8) (1999.8)1010=1=1 10103 3+9+9 10102 2+9 +9 10101 1+9 +9 10100 0+8+8 1010-1-1 “权”(1101.1)2=1 23+1 22+0 21+1 20+1 2-1Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 二、八、十六进制化为十进制二、八
8、、十六进制化为十进制 P11 P11例例1:1:将二进制数将二进制数101.01101.01转换成十进制数转换成十进制数。 (101.1)2=1 22+0 21+1 20+1 2-1 =（5.5)10 例2:将八进制数34. 6转换成十进制数。 (34.6)8=3 81+4 80+6 8-1 =（28.75)10Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 例3:将十六进制数2AB. 6转换成十进制数 (2AB.6)8=2 162+10 161+11 160 +6 16-1 =（683.375)10二、八、十六进制化为十进制二、八、十六进制化为十
9、进制 P11 P11Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 十进制化为二进制十进制化为二进制 P11 P11n n十进制整数化为二进制整数十进制整数化为二进制整数w规则：规则：除二取余，直到商为零为止，倒排除二取余，直到商为零为止，倒排除二取余，直到商为零为止，倒排除二取余，直到商为零为止，倒排n n例：将十进制数例：将十进制数8686转化为二进制转化为二进制 2 | 86 0 2 | 43 1 2 | 21 1 2 | 10 0 2 | 5 1 2 | 2 0 2 | 1 1所以,(86)1010=(1010110)2 2 0 Nanji
10、ng Normal Univ. Dept. of Computer Science 十进制化为二进制十进制化为二进制 P11 P11n n十进制小数化为二进制小数十进制小数化为二进制小数w规则：规则：乘二取整，直到小数部分为零或给定乘二取整，直到小数部分为零或给定乘二取整，直到小数部分为零或给定乘二取整，直到小数部分为零或给定 的精度为止，顺排的精度为止，顺排的精度为止，顺排的精度为止，顺排例：将十进制数例：将十进制数0.8750.875转化为二进制数转化为二进制数 0.875 2 1.75 0.75 2 1.5 0.5 2 1.0 所以所以(0.875)(0.875)1010=(0.111)
11、=(0.111)2 2 Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 八进制化为二进制八进制化为二进制 P12 P12n n规则：每一个八进制数改写成等值的三每一个八进制数改写成等值的三 位二进制数，次序不变位二进制数，次序不变例：例：w （17.36)17.36)8 8 = (001 111 .011 110) = (001 111 .011 110)2 2 = = (1111.01111)(1111.01111)2 2 Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 十六进制化为二进制十六进制化为
12、二进制 P12 P12n n规则：每一个位十六进制数改写成等值每一个位十六进制数改写成等值 的四位二进制数，次序不变的四位二进制数，次序不变例：例：（3A8C.D6)3A8C.D6)1616 = (0011 1010 1000 1100.1101 0110)(0011 1010 1000 1100.1101 0110)2 2 = = (11101010001100.1101011)(11101010001100.1101011)2 2 Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 二进制化为八进制二进制化为八进制 P12 P12n n规则：每三位
13、二进制数改写成等值的一每三位二进制数改写成等值的一 位八进制数，次序不变位八进制数，次序不变例：例：w (11001111.01111) (11001111.01111)2 2 = (= (1111 001001 111111 . .011011 110110) )2 2 = =（317.36)317.36)8 8 Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 二进制化为十六进制二进制化为十六进制 P12 P12n n规则：每四位二进制数改写成等值的一每四位二进制数改写成等值的一 位十六进制数，次序不变位十六进制数，次序不变例：例： (11001
14、111.01111) (11001111.01111)2 2 = (= (11001100 11111111 . .01110111 10001000) )2 2 = (CF.78) = (CF.78)1616 Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 二进制计量单位二进制计量单位 P13 P13n n比特比特：bit，或称位元，简称位，0或1；以“b”表示，最小单位。n n字节字节：byte，位组，8个bit；以“B”表示，一个字符用一个字节表示。n n字字：word，表示方法不统一。n n1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=
15、1024MB；1TB=1024GBn n速率：波特，b/s，bps；2400b/s，56kb/s。Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 2.3 2.3 数值信息在计算机内的表示数值信息在计算机内的表示 P13 P13n n正整数正整数(不带符号的整数不带符号的整数)w8 8位：位：02550255，1616位：位：065535065535n n带符号整数 符号位（符号位（0：正；：正；1：负）：负）w最高位为符号位（原码表示法）最高位为符号位（原码表示法）w8 8位：位：-127127-127127，1616位：位：-32767+3276
16、7-32767+32767Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 原码、反码、补码原码、反码、补码 P14 P14n n原码：将整数化为二进制数，符号位置0（正数）或1（负数）n n反码：负数的反码：符号位为1，绝对值部分与原码相反。n n负数的补码表示：符号位也是“1”，其余为反码的最低位加“1”。Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 原码、反码、补码原码、反码、补码 P14 P14注意：w-0-0与与+0+0在补码表示法中相同，而在原码、反在补码表示法中相同，而在原码、反码表示却不
17、同。码表示却不同。w相同位数的二进制补码，表示的范围比原码、相同位数的二进制补码，表示的范围比原码、反码多一个（反码多一个（whywhy？）。？）。w正数的原码、反码、补码都相等，即表示方正数的原码、反码、补码都相等，即表示方法只有一种法只有一种Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 实实 数数 P14 P14n n浮点表示法（浮点数）：用指数（整数）和尾数（纯小数）来表示实数的方法。n n浮点数的表示方法不唯一，长度越长，范围越大，精度越高。n nIEEE的浮点数标准。n nPC中有：16位整数、短整数（32位）、长整数（64位），单精度
18、（32位）、双精度（64位）和扩充精度（80位）浮点数。Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 2.4 2.4 西文信息在计算机内的表示西文信息在计算机内的表示 P15 P15n n字符包括：字母、数字、标点符号等。n n字符集：每一字符各有一个代码，构成代码表。n nASCII码：一个字节的编码对应一个字符，最高位一般为0，是7位编码，可表示128个，如0110001为1、1000101为E等。n nEBCDIC码：8位编码，可表示256个字符。Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science
19、2.5 2.5 中文信息在计算机内的表示中文信息在计算机内的表示 P16 P16n n汉字字符集与编码w19811981年，年，GB2312-80GB2312-80国家标准，其中有国家标准，其中有67636763个汉字和个汉字和682682个非汉字字符，其字符及编码个非汉字字符，其字符及编码称为称为国标码国标码国标码国标码又叫国际交换码。又叫国际交换码。wGB2312GB2312字符集的构成：字符集的构成：一级常用汉字一级常用汉字37553755个，按汉语拼音排列个，按汉语拼音排列二级常用汉字二级常用汉字30083008个，按偏旁部首排列个，按偏旁部首排列非汉字字符非汉字字符682682个个N
20、anjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 汉字字符集与编码汉字字符集与编码 P16 P16n nGB2312构成两维平面（区位码），94*94，行号为区号，列号为位号，各占一个字节，取其7位表示。 例例例例：“大大大大”的区号是的区号是的区号是的区号是20202020，位号是，位号是，位号是，位号是83838383，则其区位码为：，则其区位码为：，则其区位码为：，则其区位码为： 2083 2083 2083 2083。（00010100 0101001100010100 0101001100010100 0101001100010100 010
21、10011 ） w区位码区位码区位码区位码+32=+32=+32=+32=国标码；国标码；国标码；国标码； 00110100 0111001100110100 01110011 n n汉字以双字节表示，各字节的最高位为1的汉字编码叫“机内码机内码”，或“内码内码”。 例例例例：“大大大大”的区号是的区号是的区号是的区号是20202020，位号是，位号是，位号是，位号是83838383，则其机内码为：，则其机内码为：，则其机内码为：，则其机内码为： 10110100 11110011 10110100 11110011 10110100 11110011 10110100 11110011Nan
22、jing Normal Univ. Dept. of Computer Science 汉字字符集与编码汉字字符集与编码 P17 P17n n内码的表示方法可以不同。n nBIG5-台湾，420个图形符号，13070个汉字，繁体。n nISO/IEC 10646，即UCS（国际），中国标准为GB13000，其编码空间大，缺点是效率低；其简化方案为UCS-2，Unicode编码，长度为16位，CJK编码为此方案的大中国区的统一编码。Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 汉字字符集与编码汉字字符集与编码 P17 P17n nWindows支持
23、Unicode编码，但其空间仍不足，且与ASCII不兼容。n n新的编码为GBK：与GB2312-80完全兼容，支持GB13000的CJK汉字和BIG5中的非汉字符号。Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 2.5.2 2.5.2 汉字的输入汉字的输入 P18 P18n n方法：手写汉字联机识别、扫描输入识别、键方法：手写汉字联机识别、扫描输入识别、键盘输入。盘输入。n n输入编码要求：易学、易记、效率高、重码少、输入编码要求：易学、易记、效率高、重码少、容量大。容量大。n n输入编码分类：数字编码（如：区位码、电报输入编码分类：数字编码（
24、如：区位码、电报码，难记）、字音编码（简单，但重码多）、码，难记）、字音编码（简单，但重码多）、字形编码（如：五笔字形、表形码，重码少，字形编码（如：五笔字形、表形码，重码少，规则难）、形音编码（规则简单、重码少，学规则难）、形音编码（规则简单、重码少，学习不易）。习不易）。Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 汉字字符集与编码汉字字符集与编码 P18 P18n n注意：汉字输入编码、内码和交换码概念不同，同一个汉字的内码、交换码是一样的，但其可以用不同的输入编码方法输入计算机。Nanjing Normal Univ. Dept. of
25、Computer Science 2.5.3 2.5.3 汉字的输出汉字的输出 P18 P18n n字库(font)：汉字字符的形状描述信息集合，不同的字体对应不同的字库。n n字形描述方法：w点阵字形（点阵字形（“1”“1”表示对应位置是黑点、表示对应位置是黑点、“0”“0”表示是空白）表示是空白）w轮廓字形（用曲线描述，精度高、字形可变，轮廓字形（用曲线描述，精度高、字形可变，如：如：WindowsWindows中的中的TrueTypeTrueType）Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 2.6 2.6 图形信息在计算机内的表示图形
26、信息在计算机内的表示 P19 P19n n图像(Image)：把画面离散成mxn个像素点所组成的矩阵，黑白画面像素点用一个二进制位来表示亮度，彩色画面用三个分量表示（R、G、B）。n n图形（Graphics）：利用几何要素进行描述。Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 练习练习1. 1. 将二进制数将二进制数(101101)(101101)2 2转换为十进制数，结果为转换为十进制数，结果为: :A. 45.1 B. 46 C. 45 D. 54A. 45.1 B. 46 C. 45 D. 542. 2. 下面四个数，最大的是下面四个数，
27、最大的是 A. (CA) A. (CA)1616 B. (310) B. (310)8 8 C. (201) C. (201)1010 D. (11001011) D. (11001011)2 23. 3. 在一个非零的无符号二进制整数的右边加两个在一个非零的无符号二进制整数的右边加两个0 0，形成一个新的二进制数，其值是原数的，形成一个新的二进制数，其值是原数的_倍倍。Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 练习练习n n4. 字节是计算机中表示_的最小单位。n n5. 字是计算机进行数据处理的最小的_单位。n n6. 在计算机系统中，西
28、文通常采用_编码。n n7. 若1的ASCII码为(49）1010，那么8的ASCII码为（ ）1010Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 练习练习n n8. 国家标准字符集中收入的一级汉字共_个。n n9. 1KB的内存空间可以存放_个汉字机内码。n n10. 五笔字型属于_类输入编码。n n11. 一个24*24点阵汉字需要_存储容量。n nA. 72B B. 36B C. 32B D. 64BNanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science 补充题补充题n n选择题n n填空题Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science
