數(shù)字設(shè)備中數(shù)和字符的表示方法01微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)PART01微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)與發(fā)展體積小、價(jià)格低、可靠性高、應(yīng)用廣1971Intel40041980s16/32位時(shí)代2000s奔騰/酷睿Today多核/云時(shí)代近50年來(lái)，微處理器的性能和集成度幾乎每?jī)赡晏岣咭槐叮瑑r(jià)格降低一半，深刻改變了人類社會(huì)。微型計(jì)算機(jī)的分類與位寬演進(jìn)4位Intel4004簡(jiǎn)單控制8位Z80,8085工業(yè)控制16位8086,68000個(gè)人電腦32位80386,68020復(fù)雜任務(wù)64位Pentium,Core現(xiàn)代計(jì)算按CPU字長(zhǎng)分類是最常用的標(biāo)準(zhǔn)，位寬的演進(jìn)直接推動(dòng)了計(jì)算機(jī)性能的飛躍和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展。02數(shù)制與轉(zhuǎn)換PART02三種常用數(shù)制及書(shū)寫約定十進(jìn)制(D)數(shù)碼:0-9基數(shù):10如:127D二進(jìn)制(B)數(shù)碼:0,1基數(shù):2如:1101B十六進(jìn)制(H)數(shù)碼:0-9,A-F基數(shù):16如:0F9H二進(jìn)制是計(jì)算機(jī)的語(yǔ)言，十六進(jìn)制是人與計(jì)算機(jī)溝通的橋梁。1位十六進(jìn)制數(shù)=4位二進(jìn)制數(shù)，這使得兩種數(shù)制間的轉(zhuǎn)換極為便捷。二進(jìn)制與十進(jìn)制互轉(zhuǎn)方法二進(jìn)制→十進(jìn)制方法:按權(quán)展開(kāi)相加1101.01B=1×23+1×22+0×21+1×2?+0×2?1+1×2?2=8+4+0+1+0+0.25=13.25D十進(jìn)制→二進(jìn)制整數(shù):除2逆取余13/2=6...1↑6/2=3...0|3/2=1...1|1/2=0...1|∴13D=1101B小數(shù)轉(zhuǎn)換采用“乘2順取整”法。注意：十進(jìn)制小數(shù)可能無(wú)法被二進(jìn)制精確表示。二進(jìn)制與十六進(jìn)制快速互換二進(jìn)制(Binary)00111011.100101004位合1位1位分4位十六進(jìn)制(Hex)3B.94轉(zhuǎn)換法則:二進(jìn)制→十六進(jìn)制:以小數(shù)點(diǎn)為中心，向左右兩邊每4位一組（不足補(bǔ)0），每組對(duì)應(yīng)1位十六進(jìn)制數(shù)。十六進(jìn)制→二進(jìn)制:每一位十六進(jìn)制數(shù)，展開(kāi)為4位二進(jìn)制數(shù)。03編碼與運(yùn)算PART03有符號(hào)數(shù)的原碼、反碼與補(bǔ)碼原碼符號(hào)位+絕對(duì)值[+5]=00000101[-5]=100001010的表示不唯一反碼正數(shù)同原碼，負(fù)數(shù)符號(hào)位不變，數(shù)值取反[+5]=00000101[-5]=111110100的表示仍不唯一補(bǔ)碼(重點(diǎn))正數(shù)同原碼，負(fù)數(shù)反碼末位+1[+5]=00000101[-5]=111110110的表示唯一，可將減法變加法計(jì)算機(jī)中有符號(hào)數(shù)通常采用補(bǔ)碼表示，8位補(bǔ)碼的表示范圍是-128~+127。補(bǔ)碼運(yùn)算與溢出判定溢出發(fā)生的條件溢出只發(fā)生在同號(hào)相加或異號(hào)相減時(shí)。(+72)+(+98)=10101010B=-86?(-83)+(-80)=01011101B=+93?硬件溢出標(biāo)志(OF)溢出=符號(hào)位進(jìn)位XOR次高位進(jìn)位符號(hào)位進(jìn)位:1,次高位進(jìn)位:0OF=1XOR0=1→溢出溢出意味著計(jì)算結(jié)果超出了當(dāng)前位數(shù)所能表示的數(shù)值范圍，導(dǎo)致結(jié)果錯(cuò)誤。這是計(jì)算機(jī)運(yùn)算中必須關(guān)注的重要問(wèn)題。8421BCD碼與加6修正問(wèn)題：二進(jìn)制“逢16進(jìn)1”38+49----10000001(81)結(jié)果錯(cuò)誤！加6修正修正：強(qiáng)制“逢10進(jìn)1”10000001+00000110(加6)-----------10000111(87)結(jié)果正確！BCD碼修正規(guī)則：當(dāng)任意位相加結(jié)果>9或產(chǎn)生進(jìn)位時(shí)，該位需進(jìn)行加6修正。ASCII字符與漢字編碼ASCII編碼(美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼)使用7位二進(jìn)制數(shù)，共128個(gè)字符。0-31(控制字符)如:LF(0AH),CR(0DH)32-126(可顯示字符)如:'A'(41H),'0'(30H)最高位通常為0，或用作奇偶校驗(yàn)位。漢字編碼結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，位數(shù)更多。國(guó)標(biāo)碼(GB2312-80)2字節(jié)/字，94區(qū)×94位機(jī)內(nèi)碼國(guó)標(biāo)碼每個(gè)字節(jié)最高位置1機(jī)外碼如拼音、五筆等輸入碼04總結(jié)與練習(xí)PART04核心概念回顧與習(xí)題示范核心概念回顧數(shù)制轉(zhuǎn)換2?16:4位分組；2?10:按權(quán)展開(kāi)/除乘基取余整原反補(bǔ)碼正數(shù)不變，負(fù)數(shù)取反加1；補(bǔ)碼零唯一，可化減為加BCD碼4位二進(jìn)制表1位十進(jìn)制；相加超9或有進(jìn)位需加6修正習(xí)題示范1.48D轉(zhuǎn)二進(jìn)制48/2=24...0↑...3/2=1...1|1/2=0...1|∴48D=110000B2.-72的8位補(bǔ)碼[+72]原=01001000[-72]原=11001000[-72]反=10110111[-72]補(bǔ)