计算机中信息的表示方法
计算机中信息的表示
计算机中信息的表示在我们生活的这个数字化时代,计算机已经成为了不可或缺的一部分。
从日常的工作学习,到娱乐休闲,计算机无处不在。
然而,你是否曾想过,计算机是如何理解和处理我们输入的各种信息的呢?这就涉及到计算机中信息的表示方式。
要理解计算机中信息的表示,首先我们得明白计算机处理的信息基本上可以分为两类:数值信息和非数值信息。
数值信息,简单来说就是可以用数字来表示的信息,比如整数、小数等。
在计算机中,数值信息通常采用二进制来表示。
为什么是二进制呢?这是因为计算机的硬件组成,比如晶体管,只有两种稳定的状态:开和关。
我们可以将这两种状态分别用 0 和 1 来表示,这样就形成了二进制。
对于整数,计算机中有不同的表示方法。
比如无符号整数,就是只表示正数,范围从 0 到最大的正数。
还有有符号整数,通常使用补码来表示,这样可以方便地进行加减运算。
比如说,一个 8 位的有符号整数,最高位是符号位,0 表示正数,1 表示负数。
其余的位表示数值大小。
对于小数,也就是浮点数,计算机采用了科学计数法的类似形式。
通过规定一个尾数和一个指数,来表示小数的大小。
说完了数值信息,再来说说非数值信息。
非数值信息包括字符、图像、声音、视频等等。
字符的表示,最常见的就是 ASCII 码。
ASCII 码用 7 位或 8 位二进制数来表示一个字符,比如大写字母 A 的 ASCII 码是 65(十进制),对应的二进制就是 01000001 。
除了 ASCII 码,还有 Unicode 编码,它能够表示世界上几乎所有的字符,包括各种语言的文字、符号等等。
图像在计算机中的表示,是通过像素点来实现的。
每个像素点都有自己的颜色信息,通常用 RGB 颜色模型来表示,也就是通过红、绿、蓝三种颜色的不同组合来表示各种颜色。
声音在计算机中的表示,则是通过对声音信号进行采样和量化。
采样就是在一段时间内获取声音信号的多个样本,量化则是将每个样本的幅度值用数字表示。
计算机中的信息表示
计算机中的信息表示在计算机领域中,信息是通过各种形式的数据进行表示和处理的。
计算机中的信息表示是一个重要的概念,它涉及到了数字和字符的存储、传输和处理等方面。
本文将探讨计算机中的信息表示方法以及相关的概念。
1. 二进制表示法计算机使用二进制表示法来存储和处理信息。
在二进制系统中,只有两个数字0和1。
这是因为计算机内部的电路只能处理低电平和高电平的信号。
二进制系统的基本单位是比特(bit),一个比特可以表示0或1。
多个比特组成了字节(byte),常用的字节大小是8位。
例如,一个字节可以表示从0到255的整数。
2. 字符表示计算机中的字符表示通常使用ASCII码(American Standard Code for Information Interchange)或Unicode码。
ASCII码是用来表示英文字符,它将每个字符映射到一个唯一的7位或8位二进制数值。
Unicode 码则是用来表示几乎所有的字符,包括各个语言的字符和特殊符号。
3. 数字表示计算机中的数字表示是通过一种称为二进制补码(binary representation)的方法来实现的。
在二进制补码中,正数和负数都可以用二进制数值来表示。
例如,一个字节的无符号整数可以表示从0到255的数值。
而有符号整数则使用最高位表示符号位,0表示正数,1表示负数。
4. 浮点数表示计算机中的浮点数表示法用于处理带有小数点的数值。
通常使用IEEE 754浮点数标准来表示浮点数。
IEEE 754标准规定了浮点数的表示形式、运算规则等。
它包括了正负零、正无穷、负无穷和NaN(Not a Number)等特殊值的表示。
5. 图像和音频表示计算机中的图像和音频表示是通过将信号分割成连续的采样点来实现的。
对于图像,每个像素表示其颜色值,可以是灰度、RGB等不同的表示方式。
音频则通过对声音信号进行采样,每个采样点表示声音的振幅。
6. 压缩表示为了节省存储空间和提高传输效率,计算机还使用各种压缩算法来对信息进行表示。
计算机中信息的表示
计算机中信息的表示
1信息或数据都是以二进制编码的方式存储在计算机中
2.存储单位从小到大: 位(bit)、字节( Byte) 千字节( KB) 兆宇节( MB)、吉字节(GB) 太字节(TB)
3、存储容量单位的换算:
1B =8bit 或1Byte=8bit ;1KB= 1024B ;1MB= 1024KB ;IGB= 1024MB ;1TB= 1024GB
注: 一个英文字母(不区分大小写)
占一个字节
一个阿拉伯数学
一个符号
占两个字节:一个汉字
1、文件名命名格式: 主文件名.
扩展名
注意: 文件夹的命名没有扩展名
2、文件夹名、主文件名可以是数字、字母、符号和汉字组成,但不能出现下列字符:
\ 、/、:、*、?、“、”、<、>、|。
英语字母不区分大小写,支持长文件名,最长可达255 个字
符。
3、同一磁盘下同一文件夹内,不能出现两个同类型同文件名的文件。
4、常见的文件类型:。
4. 信息在计算机中的表示
1KB=1024B=210 B 1KB=1024字节,“K”的意思是“千” 字节, 的意思是“ 字节 的意思是 1MB=1024KB=210KB=220 B=1024×1024B × 1MB=1024KB字节,“M”读“兆”。 字节, 字节 读 1GB=1024MB=210MB=230 B=1024×1024KB × 1GB=1024MB字节,“G”计算机中作为一个整体被存取、传送、 在计算机中作为一个整体被存取、传送、处 理的二进制数字符串叫做一个字或单元, 理的二进制数字符串叫做一个字或单元, 目前是4字节一个字 字节一个字。 目前是 字节一个字。
10K Byte = ____bit 64M bit = __M Byte 2*220 B = ____KB 4个字节是___位 1024*1000B = 1000 KB = 1MB ( ) 1MB = ______bit 128 M bit =___M Byte 230 bit = ___G Byte 0.5G =_____M
2. 字节 字节(Byte) 字节简写为B, 字节简写为 ,为了表示人读数据中的所有 字符(字母、数字以及各种专用符号),需要7位或 字符 字母、数字以及各种专用符号 ,需要 位或 字母 8位二进制数。因此,人们采用 位为 个字节。1 位二进制数。 位为1个字节 位二进制数 因此,人们采用8位为 个字节。 个字节由8个二进制数位组成 个二进制数位组成。 个字节由 个二进制数位组成。 字节是计算机中用来表示存储空间大小的基 本容量单位。例如,内存容量, 本容量单位。例如,内存容量,磁盘容量等都是 以字节为单位表示的。 以字节为单位表示的。 除用字节为单位表示存储容量外, 除用字节为单位表示存储容量外,还可以用 千字节(KB)、兆字节 以及十亿字节(GB)等 千字节 、兆字节(MB)以及十亿字节 以及十亿字节 等 表示存储容量。它们之间存在下列换算关系: 表示存储容量。它们之间存在下列换算关系: 1B=8bit
计算机中的数据表示与存储方式有哪些
计算机中的数据表示与存储方式有哪些计算机是数字化处理信息的工具,而数据就是这些信息的基本单位。
计算机中的数据表示与存储方式是非常重要的,不同的数据表示方式和存储方式对于计算机的运行和数据处理都有着直接的影响。
本文将介绍计算机中常见的数据表示方式和存储方式,并探讨它们的特点和应用。
一、数据表示方式数据在计算机中的表示方式可以分为两种:二进制表示和十六进制表示。
1. 二进制表示二进制表示是计算机中最基本、最常用的数据表示方式,二进制是一种只包含0和1的数字方式。
计算机中的所有数据都是以二进制形式存储和处理的。
二进制表示具有以下特点:(1)简单明了:由于只有两个数位,所以二进制表示更加简单和直观。
(2)易于电子器件实现:计算机中的电子器件一般都是以开关形式工作,而开关只有两种状态,与二进制数据对应非常方便。
(3)高可靠性:二进制表示可以有效地减小误差和噪声带来的影响,提高数据的可靠性。
(4)计算机底层的数据表示方式:计算机的中央处理器(CPU)内部的数据处理单元,以及内存、存储器等硬件设备,都是以二进制的方式来进行数据表示和处理的。
2. 十六进制表示十六进制表示是二进制表示的一种衍生形式,它一共有16个符号,分别是0~9和A~F,其中A~F分别表示10~15。
十六进制表示常用于计算机程序的调试和表示内存地址。
十六进制表示具有以下特点:(1)简化了复杂的二进制:由于二进制比较长,所以通过十六进制可以简化二进制的表示,提高编程和调试的效率。
(2)易于转换:十六进制和二进制之间可以很容易地进行转换,方便计算机程序编写和调试。
二、数据存储方式数据在计算机中的存储方式主要包括字节序和存储器结构两种方式。
1. 字节序字节序是指在计算机内存中对于多字节数据如何进行存储和访问的方式。
常见的字节序有大端序和小端序两种方式。
大端序(Big Endian)是指将数据的高位字节存储在低地址位,而低位字节存储在高地址位,类似于人们读书的习惯,从左到右。
《计算机基础》计算机中的信息表示
《计算机基础》计算机中的信息表示计算机中的信息表示计算机是现代科技领域的一个重要发明,它运用数字信号来处理和存储信息。
而在计算机中,信息的表示方式也是非常关键的一部分。
本文将探讨计算机中的信息表示,包括二进制表示、字符编码、图像表示等方面内容。
一、二进制表示在计算机中,所有的信息都以二进制的形式进行表示。
二进制由0和1两个数字组成,这两个数字被称为位(bit)。
计算机内部的所有数据,例如数字、文字、图像等都被转化为二进制码的形式进行存储和处理。
二进制是一种十分简洁的表示方式,只需通过两个数字即可表达一切信息。
这是因为计算机的电路系统能够根据二进制的高低电平判断信息的真假。
例如,0可以表示电路关闭、低电平,1则表示电路打开、高电平。
通过这种方式,计算机能够处理大量的数据和复杂的运算。
二、字符编码在计算机中,字符的表示和存储也十分重要。
不同的字符需要对应不同的二进制码,这就需要用到字符编码。
最早的字符编码是ASCII码(American Standard Code for Information Interchange,美国标准信息交换码)。
ASCII码使用一个字节(8个二进制位)来表示一个字符,包括大小写字母、数字、标点符号等,共计128个字符。
然而,随着计算机的普及,字符编码的需求变得越来越复杂。
为了满足不同地区和不同语言的需求,逐渐产生了多种不同的字符编码标准,如GB2312、GBK和Unicode等。
其中,Unicode是当今最广泛使用的字符编码标准,它能够表示几乎所有的字符,并且可以支持多种语言的混合使用。
三、图像表示除了文本信息外,计算机中的图像信息也需要进行相应的表示。
在计算机中,图像被分解成一个个像素(Pixel)的阵列,每个像素都有自己的颜色值。
常见的图像格式,如JPEG、PNG和BMP等,都采用了不同的方式来表示图像信息。
其中,JPEG格式使用了一种有损压缩的方法,能够将图像的大小压缩至较小的尺寸,但会带来一定的图像质量损失。
计算机中数据的表达形式
计算机中数据的表达形式数据在计算机中是以不同的形式进行表达和存储的。
这些形式可以是数字、文本、图像、音频等等。
本文将介绍计算机中常见的数据表达形式,并对其特点和应用进行分析。
1. 数字形式数字是计算机中最基本的数据类型之一。
计算机使用二进制来表示数字,其中0和1分别表示逻辑的假和真。
在计算机中,数字可以用不同的进制进行表示,如二进制、十进制、十六进制等。
数字的表达形式可以用于计算、存储和传输数据。
例如,在计算机中进行数值计算时,可以使用数字形式进行操作。
2. 文本形式文本是计算机中用于表示语言文字的数据形式。
计算机使用字符编码来表示不同的字符,如ASCII码、Unicode等。
文本可以用于存储和处理各种类型的信息,如文章、代码、日志等。
在计算机中,文本通常以字符串的形式进行表达和处理。
例如,在编程中,可以使用文本形式来表示和处理程序代码。
3. 图像形式图像是计算机中用于表示视觉信息的数据形式。
计算机使用像素来表示图像的各个点。
图像可以是二维的,也可以是三维的。
在计算机中,图像可以用于图像处理、图像识别、计算机视觉等领域。
例如,在数字摄影中,图像可以用于存储和显示照片。
4. 音频形式音频是计算机中用于表示声音信息的数据形式。
计算机使用采样来表示声音的波形。
音频可以是单声道的,也可以是立体声的。
在计算机中,音频可以用于音频处理、音频识别、语音合成等领域。
例如,在音乐播放器中,音频可以用于存储和播放音乐。
5. 视频形式视频是计算机中用于表示连续图像序列的数据形式。
计算机使用帧来表示视频的各个图像。
视频可以是单个帧的连续播放,也可以是多个帧的连续播放。
在计算机中,视频可以用于视频处理、视频压缩、视频传输等领域。
例如,在在线视频网站中,视频可以用于存储和播放视频内容。
6. 数据库形式数据库是计算机中用于存储和管理数据的系统。
数据库可以用于存储和查询各种类型的数据,如文本、图像、音频等。
在计算机中,数据库可以用于数据的持久化和共享。
计算机的信息表示方式
存 取 命 令
内存储器
输出设备
处理 结果
数据信息 控制信息
输 入 命 令 控制器
存 数
取 数
运算 命令
运算器 输出命令
微 负责数据的算术运算和逻辑运算,即数 据的加工处理。
控制器:负责对程序规定的控制信息进行分析、
控制并协调输入、输出操作或内存访问。 输入设备:负责把用户的程序和数据输入到计算 机的存储器中。如键盘、鼠标、扫描仪。 输出设备:负责从计算机中取出程序执行结果或 其它信息,供用户查看。如显示器 存储器: 是实现记忆功能的部件。负责存储程 序和数据。包括内存和外存(硬盘)。
二进制数的运算(补充)
分类 算术运算、逻辑运算 1、二进制的算术运算 2、二进制的逻辑运算 计算机中信息的表示方法 加、减、乘 与、或、非、异或
一、概念:
1、数据:是指能够识别的物理符号,不仅包括数字、字母、 文字和其他特殊符号组成的文本数据,还包括图形、图象、动 画等多媒体数据。 2、信息:是指数据经过加工后得到的有价值的知识。
1.4 数据的编码 从计算机键盘出入的各种数据是字符形式的,计算机中只处 理二进制数据,必须进行编码。 1.4.1 ASCII码
ASCII码由7位二进制构成,总计128种符号。最前位为“0。
二、 微型计算机系统的基本组成
计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分 组成的。 硬件系统:运算器、控制器、存储器、输入和输 出设备五个部分。 软件系统是指实现算法的程序、数据及其文档, 包括系统软件和应用软件。 计算机系统的组成如下图所示。
1、CPU
CPU(Central Processing Unit)就是
系统的中央处理器,主要功能是执行程序指令、完成
信息在计算机中的表示方法
信息在计算机中的表示方法信息在计算机中的表示方法是计算机科学领域中的重要概念之一。
计算机通过不同的方式来表示和存储信息,以便能够进行处理和计算。
本文将介绍一些常用的信息表示方法,包括二进制、十进制、十六进制以及ASCII码。
一、二进制表示法二进制是计算机系统中最常用的信息表示方法。
二进制只包含两个数字,即0和1,也被称为“0/1码”或“二码”。
在计算机中,所有的数据以二进制形式存储和处理。
例如,数字“10”的二进制表示为“1010”。
二进制的优点是能够更直接地与计算机内部的电路进行对应,从而使计算机更高效地处理数据。
同时,二进制表示法也非常简洁,只需使用两个数字即可表示任意数据。
二、十进制表示法十进制是我们日常生活中最常用的数字表示方法。
十进制有十个数字,即0到9,是一种基于十的数制系统。
在计算机中,十进制数需要转换为二进制数才能被计算机理解和处理。
十进制的优点在于它更符合人们的思维方式,便于人们直观地理解和计算。
然而,与二进制相比,十进制的表示方式更占用存储空间,并需要更多的计算资源。
三、十六进制表示法十六进制是一种基于十六的数制系统,它使用了0到9的十个数字和A到F的六个字母。
十六进制广泛应用于计算机科学和工程领域,特别是在编程和网络通信中。
十六进制的优点在于它既比二进制更简洁,又比十进制更易于计算。
在计算机中,十六进制数经常用于表示内存地址、颜色代码等。
例如,颜色代码"#FF0000"表示红色。
四、ASCII码ASCII码(American Standard Code for Information Interchange,美国信息交换标准代码)是一种常用的字符编码标准。
它定义了128个字符的编码方式,包括数字、字母、标点符号和控制字符等。
ASCII码使用七位二进制数来表示一个字符,可以方便地转换为二进制形式进行存储和处理。
例如,字符“A”的ASCII码为65(二进制表示为01000001)。
计算机中的信息如何表示
计算机中的信息如何表示在计算机中,信息是通过“位”来表示和存储的。
位(bit)是计算机中最小的单位,它只能表示0或1两种状态,也就是二进制。
一组8个位被称为字节(byte),字节是计算机处理数据的基本单位。
信息可以被抽象为数字、字符、图像、音频和视频等形式。
不同的信息类型需要不同的编码方式来表示。
下面将介绍几种常用的信息表示方式。
1. 数字表示:在计算机中,数字是通过二进制编码来表示的。
计算机内部使用的是补码形式,其中最高位表示符号位,0表示正数,1表示负数。
对于整数,数值直接以二进制形式存储,而小数则采用浮点数表示法,如IEEE 754标准。
2. 字符表示:在计算机中,字符使用字符编码来表示。
最常用的字符编码是ASCII码(美国信息交换标准码),它将字符映射到一个唯一的整数值。
ASCII码可以表示128个字符,包括英文字母、数字、标点符号和一些特殊字符。
扩展ASCII码可以表示更多的字符,如国际字符集ISO-8859。
3. 图像表示:图像是由一组像素组成的。
每个像素表示图像中的一个点,它包含了该点的颜色信息。
在计算机中,图像可以用位图或矢量图的形式表示。
位图使用像素矩阵来表示每个像素的颜色值,而矢量图使用数学公式来描述图像的形状和颜色。
4. 音频表示:音频是由一系列声音波形组成的。
在计算机中,音频信号被采样为一系列离散的数字值。
常见的音频格式有PCM(脉冲编码调制)、MP3(有损压缩)和WAV(无压缩音频)等。
5. 视频表示:视频是由一系列连续帧组成的。
每帧包含了图像的信息。
在计算机中,视频采用压缩编码方式表示,以减小存储和传输的需求。
常见的视频编码标准有MPEG,其中包括MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4等。
除了上述常见的信息表示方式,还有其他形式的信息表示。
例如,二进制代码可以表示逻辑电路中的信号,HTML语言可以表示网页的结构和样式,还有各种数据格式如XML、JSON等。
总结起来,计算机中的信息可以通过数字、字符、图像、音频、视频等多种方式进行表示。
计算机信息的表示形式
02
03
01
可见,二进制数码个数比较少,因此比较简单,容易实现(但肯定也会带来问题)
二进制运算规则也很简单:0+0,1+0,(交换律)0+1,与十进制都一样。但1+1=0,此时将进位
乘法与十进制完全相同
下面我们来比较下十进制数和二进制数:
(见教科书表1-7)
*
二、八、十、十六进制之间关系对照
十进制 二进制 十六进制 八进制 0 0 0 0 1 1 1 1 2 10 2 2 3 11 3 3 4 100 4 4 5 101 5 5 6 110 6 6 7 111 7 7 8 1000 8 10 9 1001 9 11 10 1010 A 12 11 1011 B 13 12 1100 C 14 13 1101 D 15 14 1110 E 16 15 1111 F 17
*
计算机中的数据
1
计算机为什么采用二进制?
二进制只有2个数码,0或1,即2个状态
在现实世界中,表示2个状态的电子逻辑器件很容易实现。
*
计算机中的数据
例如:
1
灯泡的亮和暗;
2
开关的开和关等
3
在计算机中,一般采用电子开关,用电子器件实现,如电子管、晶体管等
4
*
关于进位计数制的概念
一般的计数方法都采用进位计数制,人,习惯使用十进制
01
在某一位,当计数满后,清0,并向高位进位
02
一个数字,有多位,某数码在不同的位置表示不同的数值,即不同数位的数字有不同的权值
03
*
关于进位计数制的概念
对于十进制,当数到9时必须进位,这就是进位计数制。对于二进制来说,概念相同
计算机中信息的表示方法
计算机中信息的表示方法随着计算机科学和技术的不断发展,计算机已经成为了现代社会不可或缺的一部分。
而在计算机中,信息的表示方法是十分重要的,它直接关系到计算机的性能和功能。
本文将介绍一些常见的计算机中信息的表示方法,包括二进制表示、字符编码以及浮点数表示等。
一、二进制表示二进制是计算机中最基本的数字系统,只包含了0和1两个数字。
计算机使用二进制来表示信息,可以通过将信息分解成一系列的二进制位来存储和处理。
例如,我们可以用8个二进制位来表示一个字节(Byte),它能够表示256种不同的状态。
二、字符编码在计算机中,字符编码是将字符映射到二进制表示的方法。
最常见的字符编码是ASCII码,它使用了7个或8个二进制位来表示128或256个不同的字符。
ASCII码覆盖了常见的字母、数字和标点符号,但对于其他语言的字符来说,ASCII码是不够的。
为了解决多语言字符表示的问题,出现了Unicode编码。
Unicode 编码使用更多的二进制位来表示更多的字符,它能够包含几乎所有的已知字符。
不过,Unicode编码也带来了一些问题,比如存储和传输的效率较低。
为了解决Unicode编码的效率问题,出现了一些针对特定语言的字符编码,如UTF-8、UTF-16和UTF-32等。
其中,UTF-8编码是目前最常用的字符编码之一,它采用变长表示的方式,可以根据字符的不同使用1到4个字节表示,既能兼容ASCII码,又能表示Unicode字符。
三、浮点数表示在计算机中,浮点数是用来表示实数的一种方法。
浮点数一般由符号位、指数位和尾数位组成。
其中,符号位表示浮点数的正负号,指数位表示浮点数的指数部分,尾数位表示浮点数的有效数字部分。
在浮点数的表示中,常见的标准是IEEE 754浮点数标准。
根据该标准,浮点数可以分为单精度和双精度两种格式,分别使用32位和64位来表示。
这种表示方法具有较高的精度和范围,能够满足大部分科学计算和工程应用的需求。
计算机的信息表示方式
磁 道 00
5.容量(capacity):存储容量是指软盘所能存储的数据字节总数。存储容量分为 非格式化容量和格式化容量两种。
格式化容量=字节数/扇区*扇区数/磁道*磁道数/面*面数
如:一双面软盘,有80个磁道,15扇区/磁道,其格式容量为: 512*15*80*2=1228800(字节),简写1.2MB。
存 取 命 令
内存储器
输出设备
处理 结果
数据信息 控制信息
输 入 命 令 控制器
存 数
取 数
运算 命令
运算器 输出命令
微型计算机硬件系统
冯· 诺依曼结构的计算机都由以下五部分组成: 运算器: 负责数据的算术运算和逻辑运算,即数 据的加工处理。
控制器:负责对程序规定的控制信息进行分析、
控制并协调输入、输出操作或内存访问。 输入设备:负责把用户的程序和数据输入到计算 机的存储器中。如键盘、鼠标、扫描仪。 输出设备:负责从计算机中取出程序执行结果或 其它信息,供用户查看。如显示器 存储器: 是实现记忆功能的部件。负责存储程 序和数据。包括内存和外存(硬盘)。
计算机的主要性能指标
1、字长 2、运算速度 运算速度是指计算机每秒钟所能执行的指令的条数。MIPS 3、主时钟频率 4、内存容量 反映了内存储器存储数据的能力。 5、CPU类型 CPU决定了微机的型号、主频、运算速度、字长等性能参数。 6、外部设备配置 7、软件配置
3.扇区(sector):将各个磁道分成的若干个扇形的区域。扇区是软盘 的基本存储单位,一个扇区称为一个记录,计算机在读、写数据时总是 以一个或几个完整的扇区为单位。
扇区的编号从1开始。每个磁道上的扇区数可为8、9、15或18。 每个扇区存储512个字节。
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计算机基础知识:第二章计算机中的信息表示1第二章计算机中的信息表示2.1 进位计数制2.1.1数制的概念什么是数制?数制是用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数目的方法。
按照进位方式计数的数制叫进位计数制。
十进制即逢十进一,生活中也常常遇到其它进制,如六十进制(每分钟60秒、每小时60分钟,即逢60进1),十二进制,十六进制等。
任何进制都有它生存的原因。
人类的屈指计数沿袭至今,由于日常生活中大都采用十进制计数,因此对十进制最习惯。
如十二进制,十二的可分解的因子多(12,6,4,3,2,1),商业中不少包装计量单位“一打”;如十六进制,十六可被平分的次数较多(16,8,4,2,1),即使现代在某些场合如中药、金器的计量单位还在沿用这种计数方法。
进位计数涉及基数与各数位的位权。
十进制计数的特点是“逢十进一”,在一个十进制数中,需要用到十个数字符号0-9,其基数为10,即十进制数中的每一位是这十个数字符号之一。
在任何进制中,一个数的每个位置都有一个权值。
2.1.2 基数基数是指该进制中允许选用的基本数码的个数。
每一种进制都有固定数目的计数符号。
十进制:基数为10,10个记数符号,0、1、2、……9。
每一个数码符号根据它在这个数中所在的位置(数位),按“逢十进一”来决定其实际数值。
二进制:基数为2,2个记数符号,0和1。
每个数码符号根据它在这个数中的数位,按“逢二进一”来决定其实际数值。
八进制:基数为8,8个记数符号,0、1、2、……7。
每个数码符号根据它在这个数中的数位,按“逢八进一”来决定其实际的数值。
十六进制:基数为16,16个记数符号,0-9,A,B,C,D,E,F。
其中A~F对应十进制的10~15。
每个数码符号根据它在这个数中的数位,按“逢十六进一”决定其实际的数值。
计算机基础知识:第二章计算机中的信息表示22.1.3 位权一个数码处在不同位置上所代表的值不同,如数字6在十位数位置上表示60,在百位数上表示600,而在小数点后1位表示0.6,可见每个数码所表示的数值等于该数码乘以一个与数码所在位置相关的常数,这个常数叫做位权。
位权的大小是以基数为底、数码所在位置的序号为指数的整数次幂。
十进制的个位数位置的位权是100,十位数位置上的位权为101,小数点后1位的位权为10-1 。
十进制数34958.34的值为:(34958.34)10=3×104+4×103+9×102+5×101+8×100+3×10-1+4×10-2小数点左边:从右向左,每一位对应权值分别为100、101、102、103、104小数点右边:从左向右,每一位对应的权值分别为10-1、10-2二进制数(100101.01)2=1×25+0×24+0×23+1×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2小数点左边:从右向左,每一位对应的权值分别为20、21、22、23、24小数点右边:从左向右,每一位对应的权值分别为2-1、2-2不同的进制由于其进位的基数不同权值是不同的。
小结:位置计数法一般而言,对于任意的R进制数an-1an-2…a1a0a-1…a-m (其中n为整数位数,m为小数位数)可以表示为以下和式:an-1×Rn-1+an-2×Rn-2+…+a1×R1+a0×R0+a-1×R-1+…+a-m×R-m (其中R为基数)2. 2二进制代码和二进制数码2.2.1 二进制的特点在计算机中为什么要采用二进制?原因如下:l 可行性采用二进制,只有0和1两个状态,需要表示0、1两种状态的电子器件很多,如开关的接通和断开,晶体管的导通和截止、磁元件的正负剩磁、电位电平的低与高等都可表示0、1两个数码。
使用二进制,电子器件具有实现的可行性。
l 简易性二进制数的运算法则少,运算简单,使计算机运算器的硬件结构大大简化(十进制的乘法九九口诀表55条公式,而二进制乘法只有4条规则)。
l 逻辑性由于二进制0和1正好和逻辑代数的假(false)和真(true)相对应,有逻辑代数的理论基础,用二进制表示二值逻辑很自然。
2.2.2 二进制代码和二进制数码我们从二进制代码和二进制数码开始讲述计算机基础知识,是因为二进制代码和二进制数码是计算机信息表示和信息处理的基础。
代码是事先约定好的信息表示的形式。
二进制代码是把0和l两个符号按不同顺序排列起来的一串符号。
二进制数码有两个基本特征:用0、l两个不同的符号组成的符号串表示数量;相邻两个符号之间遵循“逢2进l”的原则,即左边的一位所代表的数目是右边紧邻同一符号所代表的数目的2倍。
二进制代码和二进制数码是既有联系又有区别的两个概念:凡是用0和1两种符号表示信息的代码统称为二进制代码(或二值代码);用0和1两种符号表示数量并且整个符号串各位均符合“逢2进1”原则的二进制代码,称为二进制数码。
目前的计算机在内部几乎毫无例外地使用二进制代码或二进制数码来表示信息,是由于以二进制代码为基础设计、制造计算机,可以做到速度快、元件少,既经济又可靠。
虽然计算机从使用者看来处理的是十进制数,但在计算机内部仍然是以二进制数码为操作的对象的处理, 理解它的内部形式是必要的。
在计算机中数据的最小单位是1位二进制代码,简称为位(bit)。
8个连续的bit称为一个字节(byte)。
计算机基础知识:第二章计算机中的信息表示3.2.3 数的二进制表示和二进制运算1. 数的二进制表示客观世界中,事物的数量是一个客观存在,但表示的方法可以多种多样。
例2-1 345用十进制数码可以表示为(345)10=3×102十4×101十5×100这里每个固定位置上的计数单位称为位权。
十进制计数中个位上的计数单位为100=1,从个位向左,依次为101,102,103,…;向右依次为10-1,10—2,…。
用二进制数码可以表示为:(101011001)2=l×28+0×27+1×26+0×25+l×24+1×23+0×22+0×21+l×20 =256+0+64+0+16+8+0+0+ l=(345)10二进制计数中个位上的计数单位也是1,即20=l,个位向左依次为21,22,23,…;向右依次为2-1,2-2,…。
2.计算机中的算术运算二进制数的算术运算与十进制的算术运算类似, 但其运算规则更为简单,其规则见表2-1。
表2-l二进制数的运算规则加法乘法减法除法0+0=00+1=11+0=11+1=10(逢二进一)0×0=00×1=01×0=01×1=10-0=01-0=11-1=00-1=1(借一当二)0÷0=00÷1=01÷0=(没有意义)1÷1=1⑴二进制数的加法运算例:二进制数1001与1011相加算式: 被加数(1001)2 ……(9)10加数(1011)2 ……(11)10进位+) 1 11和数(10100)2结果:(1001)2 +(1011)2=(10100)2由算式可以看出,两个二进制数相加时,每一位最多有3个数(本位被加数、加数和来自低位的进位)相加,按二进制数的加法运算法则得到本位相加的和及向高位的进位。
⑵二进制数的减法运算例:二进制数11000001与00101101相减算式:被减数(11000001)2 ……(193)10减数(00101101)2 ……(45)10借位–)1111差数(10010100)2 ……(148)10结果:(11000001)2 –(11000001)2 =(10010100)2由算式可以看出,两个二进制数相减时,每一位最多有3个数(本位被减数、减数和向高位的借位)相减,按二进制数的减法运算法则得到本位相减的差数和向高位的借位。
3. 计算机中的逻辑运算计算机中的逻辑关系是一种二值逻辑,逻辑运算的结果只有“真”或“假”两个值。
二值逻辑很容易用二进制的“0”和“1”来表示,一般用“1”表示真,用“0”表示假。
逻辑值的每一位表示一个逻辑值,逻辑运算是按对应位进行的,每位之间相互独立,不存在进位和借位关系,运算结果也是逻辑值。
计算机基础知识:第二章计算机中的信息表示4三种基本的逻辑运算逻辑运算有“或”、“与”和“非”三种。
其它复杂的逻辑关系都可以由这三个基本逻辑关系组合而成。
(1)逻辑“或”。
用于表示逻辑“或”关系的运算,“或”运算符可用+,OR,∪或∨表示。
逻辑“或”的运算规则如下:0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=1即两个逻辑位进行“或”运算,只要有一个为“真”,逻辑运算的结果为“真”。
例:如果A=1001111,B=(1011101);求A+B步骤如下: 1001111+ 10111011011111结果:A+B=1001111+1011101=1011111(2)逻辑“与”。
用于表示逻辑与关系的运算,称为“与”运算,与运算符可用AND,·,×,∩或∧表示。
逻辑“与”的运算规则如下:0×0=0 0×1=0 1×0=0 1×1=1即两个逻辑位进行“与”运算,只要有一个为“假”,逻辑运算的结果为“假”。
例:如果A=1001111,B=(1011101),求A×B步骤如下:1001111×10111011001101结果:A·B=1001111×101101=1001101(3)逻辑“非”。
用于表示逻辑非关系的运算,该运算常在逻辑变量上加一横线表示。
逻辑“非”的运算规则:=0 =1 即对逻辑位求反。
2.3不同数制间的转换不同数制间的转换采用基数乘除法基数乘除方法假设将十进制数转换为R进制数:整数部分和小数部分须分别遵守不同的转换规则:对整数部分:除以R取余法,即整数部分不断除以R取余数,直到商为0为止,最先得到的余数为最低位,最后得到的余数为最高位。
对小数部分:乘R取整法,即小数部分不断乘以R取整数,直到小数为0或达到有效精度为止,最先得到的整数为最高位(最靠近小数点),最后得到的整数为最低位。
2.3.1十进制数转换为二进制数十进制转换数成二进制数,基数为2,故对整数部分,除2取余,对小数部分乘2取整。
为了将一个既有整数部分又有小数部分的十进制数转换成二进制数,可以将其整数部分和小数部分分别转换,然后再组合。
例2-2 将(35.25)10转换成二进制数整数部分:222222235 取余数低17111 高8421注意:第一次得到的余数是二进制数的最低位,最后一次得到的余数是二进制数的最高位。