1、第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成信息信息交流交流方法方法(人類幾千年文化):2.1.1 進(jìn)制進(jìn)制 數(shù)制數(shù)制：用一組固定的數(shù)字和一套統(tǒng)一的規(guī)則表示數(shù)目的方法。用一組固定的數(shù)字和一套統(tǒng)一的規(guī)則表示數(shù)目的方法。計(jì)算機(jī)中常使用二進(jìn)制、十進(jìn)制、八進(jìn)制、計(jì)算機(jī)中常使用二進(jìn)制、十進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制十六進(jìn)制。 十進(jìn)制（十進(jìn)制（Decimal system）特點(diǎn)特點(diǎn)： 十個(gè)數(shù)碼：十個(gè)數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 進(jìn)位規(guī)則：進(jìn)位規(guī)則：“逢十進(jìn)一，借一當(dāng)十逢十進(jìn)一，借一當(dāng)十”。如：如：5453.25 = 5000 + 400 + 50 + 3

2、+ 0.2 + 0.05 = 5103 + 4102 + 5101 + 3100 +210-1 + 510-2上式稱為：十進(jìn)制數(shù)上式稱為：十進(jìn)制數(shù) 5453.25 的的按權(quán)展開式按權(quán)展開式。2.1 進(jìn)制與進(jìn)制轉(zhuǎn)換進(jìn)制與進(jìn)制轉(zhuǎn)換 用用 09 十個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字及組合表示數(shù)值；英國(guó)人用十個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字及組合表示數(shù)值；英國(guó)人用 az 26 個(gè)個(gè)字母及組合表示語(yǔ)言；中國(guó)人用數(shù)以萬(wàn)計(jì)的方塊字及其組合表字母及組合表示語(yǔ)言；中國(guó)人用數(shù)以萬(wàn)計(jì)的方塊字及其組合表示語(yǔ)言示語(yǔ)言。如何用這些信息與計(jì)算機(jī)交流呢。如何用這些信息與計(jì)算機(jī)交流呢?第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成 二進(jìn)制（二進(jìn)制（Binary syste

3、m） 八進(jìn)制（八進(jìn)制（Octal system） 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 八個(gè)數(shù)碼：八個(gè)數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7 進(jìn)位規(guī)則：進(jìn)位規(guī)則：“逢八進(jìn)一，借一當(dāng)八。逢八進(jìn)一，借一當(dāng)八。” 如如：(327)8 = 382+281+780 = 192+16+7 = (215)10 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 兩個(gè)數(shù)碼：兩個(gè)數(shù)碼：0、1 進(jìn)位規(guī)則：進(jìn)位規(guī)則：“逢二進(jìn)一，借一當(dāng)二逢二進(jìn)一，借一當(dāng)二”。 如：如： (111011.101)2 =125+124+123+022+121+120+12-1+02-2 +12-3 = 32+16+8+2+1+0.5+0.125 = (59.625)10 十六進(jìn)制（十六進(jìn)制（Hex）

4、 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 十六個(gè)數(shù)碼：十六個(gè)數(shù)碼：0、19、A、B、C、D、E、F。 進(jìn)位規(guī)則：進(jìn)位規(guī)則：“逢十六進(jìn)一，借一當(dāng)十六逢十六進(jìn)一，借一當(dāng)十六”。 如：如：(327)16 = 3162 + 2161 + 7160 = 768+32+7 = (807)10 第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成推廣到任意進(jìn)制推廣到任意進(jìn)制R(R1 )：X=KnRn + Kn-1Rn-1+ K1R1 +K0R0 + K-1R-1 + K-mR-m = 由于二進(jìn)制的位權(quán)最小，由于二進(jìn)制的位權(quán)最小，所以表示同一個(gè)值時(shí)，符號(hào)所以表示同一個(gè)值時(shí)，符號(hào)序列較長(zhǎng)。為了表示的方便，序列較長(zhǎng)。為了表示的方便，計(jì)算機(jī)中常采用八

5、進(jìn)制和十計(jì)算機(jī)中常采用八進(jìn)制和十六進(jìn)制。六進(jìn)制。(15)10=(1111)2=(17)8=(F)16(255)10=(11111111)2 =(FF)16Ki 第第i位的數(shù)碼（系數(shù)），進(jìn)制不同，數(shù)碼個(gè)數(shù)不同；位的數(shù)碼（系數(shù)），進(jìn)制不同，數(shù)碼個(gè)數(shù)不同；R （進(jìn)位）（進(jìn)位）基數(shù)基數(shù)，該進(jìn)制允許的基本數(shù)碼的個(gè)數(shù)；，該進(jìn)制允許的基本數(shù)碼的個(gè)數(shù)；Ri 位權(quán)位權(quán)（第（第i位上的權(quán)）；大小為基數(shù)的整型次冪。位上的權(quán)）；大小為基數(shù)的整型次冪。n / m 整數(shù)整數(shù) / 小數(shù)部分位數(shù)，為正整數(shù)；小數(shù)部分位數(shù)，為正整數(shù)；X=KnKn-1K1K0K-1K-2K-m1R, 2 , 1 , 0Ki imniiRK 第二章

6、第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成二二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十十進(jìn)制進(jìn)制10101B = 1 24 + 0 23 + 1 22 + 0 21 + 1 20 = 21(D)101.11B = 1 22 + 0 21 + 1 20 + 1 2-1 + 1 2-2 = 5.75(D)2.1.2 進(jìn)制轉(zhuǎn)換進(jìn)制轉(zhuǎn)換八八進(jìn)制轉(zhuǎn)換成進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十十進(jìn)制進(jìn)制 101Q= 1 82 + 0 81 + 1 80 = 65(D) 345.67Q= 3 82 + 4 81 + 5 80 + 6 8-1 + 7 8-2 = 229.859(D)十六十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十十進(jìn)制進(jìn)制 101AH=1 163 + 0 16

7、2 +1 161+ 10 160 = 4106(D) DFC.8H =13162+15161+12160+816-1 = 3580.5(D) 2/8/16進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制: 先按權(quán)展開，后按照十進(jìn)制運(yùn)算法則求和。先按權(quán)展開，后按照十進(jìn)制運(yùn)算法則求和。后綴法：后綴法：100(D)=144Q=64H=1100100B下標(biāo)法：下標(biāo)法：(255)10 =(377)8=(FF)16=(11111111)2第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成轉(zhuǎn)換原則：轉(zhuǎn)換原則：整數(shù)整數(shù)部分：部分：除除基基取取余余，至商為，至商為0，倒取余數(shù)倒取余數(shù)。小數(shù)小數(shù)部分：部分：乘乘基基取取整整，順取整數(shù)順取

8、整數(shù)。例：例：100.345(D)=1100100.01011B100(D)=144Q=64H01002502 252122623210001011100812818044110016604616 0.7600.34520.69021.3802 2 1.520 2 1.04 十十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為進(jìn)制轉(zhuǎn)換為2/8/16進(jìn)制進(jìn)制第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成 二二進(jìn)制與進(jìn)制與八八進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)化進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)化 23=8例例: 64Q ： 6 4 110 100八八進(jìn)制轉(zhuǎn)換成進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二二進(jìn)制進(jìn)制 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換原則：原則：一分為三，一分為三，每每一一個(gè)八進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)二進(jìn)制的個(gè)八進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)二進(jìn)制的三三位

9、。位。例例: 27.461Q ： 2 7 . 4 6 1 010 111. 100 110 001二二進(jìn)制轉(zhuǎn)化成進(jìn)制轉(zhuǎn)化成八八進(jìn)制進(jìn)制 轉(zhuǎn)換原則：轉(zhuǎn)換原則：三位一組，從小數(shù)點(diǎn)開始，三位一組，從小數(shù)點(diǎn)開始， 整數(shù)部分：從整數(shù)部分：從右右向向左左進(jìn)行分組。進(jìn)行分組。 小數(shù)部分：從小數(shù)部分：從左左向向右右進(jìn)行分組，進(jìn)行分組，不足不足3位補(bǔ)零。位補(bǔ)零。 例例: 110 101 111 . 010 10 B 6 5 7 . 2 4 0110100 B10111.100110001B=657.24 Q后邊補(bǔ)一個(gè)零后邊補(bǔ)一個(gè)零 100第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成例：例： 11 0110 111

10、0 . 1101 01 B 例：例：64H ： 6 4 0110 0100 二二進(jìn)制與進(jìn)制與十六十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)化進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)化 24=16 例：例： 2C1DH ： 2 C 1 D 0010 1100 0001 1101二二進(jìn)制轉(zhuǎn)化成進(jìn)制轉(zhuǎn)化成十六十六進(jìn)制進(jìn)制 轉(zhuǎn)換原則：轉(zhuǎn)換原則：四位一組，四位一組，從小數(shù)點(diǎn)開始，從小數(shù)點(diǎn)開始， 整數(shù)部分：從整數(shù)部分：從右右向向左左進(jìn)行分組。進(jìn)行分組。 小數(shù)部分：從小數(shù)部分：從左左向向右右進(jìn)行分組，進(jìn)行分組，不足不足4位補(bǔ)零。位補(bǔ)零。 后邊補(bǔ)兩個(gè)零后邊補(bǔ)兩個(gè)零 010000十六十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二二進(jìn)制進(jìn)制 轉(zhuǎn)換原則：轉(zhuǎn)換原則：一一分為四，分為四，每每

11、一一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)二進(jìn)制的個(gè)十六進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)二進(jìn)制的四四位。位。10110000011101B1100100B=36E.D4 H3 6 E . D 4第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成16以內(nèi)的各種進(jìn)制對(duì)照表以內(nèi)的各種進(jìn)制對(duì)照表十進(jìn)制（十進(jìn)制（D） 二進(jìn)制（二進(jìn)制（B） 八進(jìn)制（八進(jìn)制（O） 十六進(jìn)制（十六進(jìn)制（H） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 91011121314150000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111 0 1 2 3 4 5 6 71011121314151617 0 1 2 3

12、4 5 6 7 8 9 A B C D E F第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成14:46二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算加法運(yùn)算法則：加法運(yùn)算法則： 0+0=00+0=0 0+1=1 0+1=1 1+0=1 1+0=1 1+1=10( 1+1=10(進(jìn)位進(jìn)位) ) 1101+ 1110 11011減減法法運(yùn)算法則：運(yùn)算法則： 0-0=00-0=0 1-0=1 1-0=1 0-1=1 0-1=1(借位借位) 1-1=0 1-1=0 11011 - 1110 11013. 二進(jìn)制數(shù)據(jù)的運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)據(jù)的運(yùn)算(算術(shù)、邏輯運(yùn)算算術(shù)、邏輯運(yùn)算)乘乘法運(yùn)算法則：法運(yùn)算法則： 0 00=00=0

13、 0 01=01=0 1 10=00=0 1 11=11=1除法運(yùn)算法則：法運(yùn)算法則：0 01 1=0 =0 1 11=11=1 1101 1010 0000 1101 0000+ 1101 10000010 101 1011 111011 1011 1111 1011 100 二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成14:46 二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算A 邏輯與邏輯與(and)運(yùn)算運(yùn)算ABF = AB000010100111ABF = AB000011101111 邏輯或邏輯或(or) 運(yùn)算運(yùn)算邏輯關(guān)系邏輯關(guān)系: 僅有兩種狀態(tài)的關(guān)系。僅有兩種

14、狀態(tài)的關(guān)系。AF = A0110 邏輯非邏輯非(not)運(yùn)算運(yùn)算邏輯運(yùn)算演示邏輯運(yùn)算演示第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成作業(yè)：作業(yè)： 十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)92轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)分別是轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)分別是_。 A: 01011100和和5C B: 01101100和和61 C: 10101011和和5D D: 01011000和和4F 將二進(jìn)制將二進(jìn)制1001101轉(zhuǎn)換成十六制數(shù)為轉(zhuǎn)換成十六制數(shù)為_。 A: 3C B: 4C C: 4D D: 4F 與二進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)101.01011等值的十六進(jìn)制數(shù)為等值的十六進(jìn)制數(shù)為_。 A: A.B B: 5.51 C: A.5

15、1 D: 5.58下面下面_可能是八進(jìn)制數(shù)。可能是八進(jìn)制數(shù)。 A:190 B:203 C:395 D:ace下列四個(gè)不同進(jìn)制數(shù)中，最大的一個(gè)是下列四個(gè)不同進(jìn)制數(shù)中，最大的一個(gè)是_。 A: 十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)45 B: 十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)2E C: 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)110001 D: 八進(jìn)制數(shù)八進(jìn)制數(shù)57第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成2.2.1 計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)(1)(1)易于物理實(shí)現(xiàn)易于物理實(shí)現(xiàn)(制造硬件的電信號(hào)只有兩種狀態(tài)制造硬件的電信號(hào)只有兩種狀態(tài))(2)(2)便于便于邏輯運(yùn)算（邏輯運(yùn)算（1和和0表示真假、有無(wú)、是否）表示真假、有無(wú)、是否）。 (3)(3)運(yùn)算簡(jiǎn)單運(yùn)算簡(jiǎn)

16、單( (算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算) )。 計(jì)算機(jī)只能夠識(shí)別和處理數(shù)字信息，計(jì)算機(jī)只能夠識(shí)別和處理數(shù)字信息，根據(jù)馮根據(jù)馮諾依曼原理：諾依曼原理：計(jì)算機(jī)內(nèi)部要處理的信息（指令、數(shù)值、圖形、聲音或各種符計(jì)算機(jī)內(nèi)部要處理的信息（指令、數(shù)值、圖形、聲音或各種符號(hào)等）都是以二進(jìn)制數(shù)字號(hào)等）都是以二進(jìn)制數(shù)字表示表示的。的。二進(jìn)制是計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)表示二進(jìn)制是計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)表示的基礎(chǔ)。的基礎(chǔ)。2.2 計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成2.2.2 數(shù)值數(shù)據(jù)的表示（編碼）數(shù)值數(shù)據(jù)的表示（編碼） 由于計(jì)算機(jī)只能識(shí)別二進(jìn)制，故計(jì)算機(jī)中的正號(hào)、負(fù)號(hào)、由于計(jì)算機(jī)只能識(shí)別二進(jìn)制

17、，故計(jì)算機(jī)中的正號(hào)、負(fù)號(hào)、數(shù)值、字符和漢字都必須用數(shù)值、字符和漢字都必須用0和和1的的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種組合來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種利用利用0 0和和1 1的各種組合來(lái)表示信息的方法稱為的各種組合來(lái)表示信息的方法稱為編碼編碼。 由于計(jì)算機(jī)受物理內(nèi)存的限制由于計(jì)算機(jī)受物理內(nèi)存的限制, 即二進(jìn)制位是有限的即二進(jìn)制位是有限的, 因此因此計(jì)算機(jī)只能在計(jì)算機(jī)只能在有限的范圍有限的范圍和和精度精度內(nèi)表示數(shù)據(jù)。內(nèi)表示數(shù)據(jù)。 8 位表示范圍：位表示范圍：0000 0000 1111 1111 十進(jìn)制：十進(jìn)制： 0 25516位表示范圍：位表示范圍：0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 111

18、1 十進(jìn)制：十進(jìn)制： 0 655352. 無(wú)符號(hào)整數(shù)：無(wú)符號(hào)整數(shù)：大于等于大于等于0的數(shù)。無(wú)需表示符號(hào)。的數(shù)。無(wú)需表示符號(hào)。1. 有模系統(tǒng)有模系統(tǒng):(超過(guò)最大值系統(tǒng)歸零重新計(jì)數(shù)超過(guò)最大值系統(tǒng)歸零重新計(jì)數(shù)) 若計(jì)算機(jī)用若計(jì)算機(jī)用8位位(1 個(gè)個(gè)字節(jié)字節(jié))表示一個(gè)整數(shù)，范圍：表示一個(gè)整數(shù)，范圍： 0000 0000 1111 1111，對(duì)應(yīng)十進(jìn)制：，對(duì)應(yīng)十進(jìn)制：0 255。超過(guò)此范圍，數(shù)據(jù)丟失回超過(guò)此范圍，數(shù)據(jù)丟失回0。數(shù)據(jù)溢出。數(shù)據(jù)溢出(Overflow) 。第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成3. 有符號(hào)整數(shù)：有符號(hào)整數(shù)：有正、負(fù)數(shù)和零的數(shù)有正、負(fù)數(shù)和零的數(shù) 編碼：編碼：最高位作為符號(hào)位

19、，最高位作為符號(hào)位，0表示為正數(shù)，表示為正數(shù)，1表示為負(fù)數(shù)。這種表示為負(fù)數(shù)。這種符號(hào)數(shù)字化的數(shù)稱為符號(hào)數(shù)字化的數(shù)稱為“機(jī)器數(shù)機(jī)器數(shù)”。 用正負(fù)號(hào)用正負(fù)號(hào)表示的數(shù)稱為機(jī)器表示的數(shù)稱為機(jī)器數(shù)的數(shù)的“真值真值”。機(jī)器數(shù)用三種形式表示。機(jī)器數(shù)用三種形式表示: 原碼、反碼、補(bǔ)碼。原碼、反碼、補(bǔ)碼。(1)(1)原碼原碼 最高位為最高位為0 0表示表示正數(shù)正數(shù)；為；為1 1表示表示負(fù)數(shù)負(fù)數(shù)， 其余各位此數(shù)的絕對(duì)值。其余各位此數(shù)的絕對(duì)值。(2)(2)反碼反碼 正數(shù)正數(shù) 反碼原碼反碼原碼; ; 負(fù)數(shù)負(fù)數(shù) 反碼符號(hào)位為反碼符號(hào)位為1 1，其余各位原碼按位取反，其余各位原碼按位取反(3)(3)補(bǔ)碼補(bǔ)碼 (利用有模(

20、歸0)運(yùn)算表示數(shù)據(jù)的一種方式) 正數(shù)正數(shù) 補(bǔ)碼原碼；補(bǔ)碼原碼； 負(fù)數(shù)負(fù)數(shù) 補(bǔ)碼符號(hào)位為補(bǔ)碼符號(hào)位為1 1，其余各位反碼，其余各位反碼+1+1。 例：將時(shí)針從例：將時(shí)針從5點(diǎn)撥到點(diǎn)撥到2點(diǎn)：點(diǎn)： 5+9=14=12+2 或或 5-3=2 3和和9互為模互為模12的補(bǔ)數(shù)。的補(bǔ)數(shù)。8位計(jì)數(shù)系統(tǒng)的模：位計(jì)數(shù)系統(tǒng)的模：28 =256 16位計(jì)數(shù)系統(tǒng)的模：位計(jì)數(shù)系統(tǒng)的模：216 =32768 對(duì)對(duì)n 位計(jì)數(shù)系統(tǒng)位計(jì)數(shù)系統(tǒng) 模：模：2n ； 取值取值范圍：范圍：2n1X2n1 其補(bǔ)碼表示：其補(bǔ)碼表示：X補(bǔ)補(bǔ)=2n + X （見（見p36 例例2-31、例、例2-32）第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組

21、成 計(jì)算機(jī)中使用補(bǔ)碼，可簡(jiǎn)化運(yùn)算，將減法變?yōu)榧臃ǎǚ?hào)計(jì)算機(jī)中使用補(bǔ)碼，可簡(jiǎn)化運(yùn)算，將減法變?yōu)榧臃ǎǚ?hào)位也參加運(yùn)算）。位也參加運(yùn)算）。5原原=000001015反反=000001015補(bǔ)補(bǔ)=00000101 3原原=000000113反反=000000113補(bǔ)補(bǔ)=00000011例例2：求：求16位字長(zhǎng)的計(jì)算機(jī)中真值為位字長(zhǎng)的計(jì)算機(jī)中真值為-1的原碼、反碼、補(bǔ)碼的原碼、反碼、補(bǔ)碼-1原原=10000000 00000001-1反反= 11111111 11111110-1補(bǔ)補(bǔ)= 11111111 11111111=FFFF(16)=177777(8)-3原原=10000011-3反反=111

22、11100-3補(bǔ)補(bǔ)=111111015-3原原 =5原原+-3原原 =00000101+10000011=10001000= -8原原5-3補(bǔ)補(bǔ) = 5補(bǔ)補(bǔ)+-3補(bǔ)補(bǔ)=00000101+11111101= 00000010 =2補(bǔ)補(bǔ)=原原例例1：5-3=5+(-3) =2=00000010注意：反碼僅作為求補(bǔ)碼的中間過(guò)程。注意：反碼僅作為求補(bǔ)碼的中間過(guò)程。第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成4. 浮點(diǎn)數(shù)的表示浮點(diǎn)數(shù)的表示 小數(shù)表示一般有兩種方法：小數(shù)表示一般有兩種方法：定點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)和和浮點(diǎn)數(shù)浮點(diǎn)數(shù)。 定點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù): 約定小數(shù)點(diǎn)位置，有定點(diǎn)整數(shù)和定點(diǎn)小數(shù)。表示簡(jiǎn)約定小數(shù)點(diǎn)位置，有定點(diǎn)整數(shù)和

23、定點(diǎn)小數(shù)。表示簡(jiǎn)單，但表示范圍有限，運(yùn)算復(fù)雜。現(xiàn)在計(jì)算機(jī)均采用浮點(diǎn)數(shù)表單，但表示范圍有限，運(yùn)算復(fù)雜。現(xiàn)在計(jì)算機(jī)均采用浮點(diǎn)數(shù)表示法。示法。 浮點(diǎn)數(shù)：浮點(diǎn)數(shù)：小數(shù)點(diǎn)位置不固定，用小數(shù)點(diǎn)位置不固定，用階碼階碼N(整數(shù)整數(shù))和和尾數(shù)尾數(shù)M(小數(shù)小數(shù))表示。小數(shù)點(diǎn)位置隨表示。小數(shù)點(diǎn)位置隨階碼階碼N大小浮動(dòng)大小浮動(dòng)。又稱又稱“科學(xué)表示法科學(xué)表示法”。 用用32位二進(jìn)制表示單精度浮點(diǎn)數(shù)，其中尾數(shù)位二進(jìn)制表示單精度浮點(diǎn)數(shù)，其中尾數(shù)M占占23位，階位，階碼碼N占占8位。位。 浮點(diǎn)數(shù)表示：浮點(diǎn)數(shù)表示： E = M2N 尾數(shù)，尾數(shù)，位數(shù)決定數(shù)的位數(shù)決定數(shù)的精度精度階碼，階碼，位數(shù)決定數(shù)的位數(shù)決定數(shù)的范圍范圍MsEM

24、rb31 b30 b23 b22 b0數(shù)符 階碼 尾數(shù)例：將例：將 3.625 轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制為轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制為 11.101, 用用浮點(diǎn)數(shù)表示：浮點(diǎn)數(shù)表示： 0.1110122 階碼為階碼為 10，尾數(shù)為，尾數(shù)為 0.11101 則在則在16位字長(zhǎng)機(jī)器內(nèi)的表示：位字長(zhǎng)機(jī)器內(nèi)的表示： 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0階符階符 階碼階碼 數(shù)符數(shù)符 尾數(shù)尾數(shù)第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成2.2.3 非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示 計(jì)算機(jī)內(nèi)部各種信息（數(shù)值、文字、符號(hào)、圖形等）都是計(jì)算機(jī)內(nèi)部各種信息（數(shù)值、文字、符號(hào)、圖形等）都是以二進(jìn)制表示的。故都應(yīng)進(jìn)行二進(jìn)

25、制編碼。以二進(jìn)制表示的。故都應(yīng)進(jìn)行二進(jìn)制編碼。 1、字符信息的編碼（、字符信息的編碼（ASCII碼）碼） 美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼（American Standard Code for Information Interchange）是目前國(guó)際通用的字符信息編碼）是目前國(guó)際通用的字符信息編碼系統(tǒng)。它用系統(tǒng)。它用一個(gè)字節(jié)（一個(gè)字節(jié)（8位）表示信息位）表示信息：10個(gè)十進(jìn)制數(shù)、個(gè)十進(jìn)制數(shù)、52個(gè)個(gè)英文大小寫字母、英文大小寫字母、34個(gè)常用符號(hào)（如個(gè)常用符號(hào)（如$、%、&、#等）和等）和32個(gè)個(gè)控制符號(hào)，共控制符號(hào)，共128個(gè)字符。個(gè)字符。需需7位二進(jìn)制編碼，最高位為位二進(jìn)制編

26、碼，最高位為0。字母字母 A=（ 1 0 0 0 0 0 1）ASC= 65 w7 w6 w5 w4 w3 w2 w1 字母字母 a=（ 1 1 0 0 0 0 1）ASC= 97 w7 w6 w5 w4 w3 w2 w1例如例如：第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成行行 列列 000 001 010 011 100 101 110 111 0000 NUL DLE SP 0 P 、 p 0001 SOH DC1 ! 1 A Q a q 0010 STX DC2 ” 2 B R b r 0011 ETX DC3 # 3 C S c s 0100 EOT DC4 $ 4 D T d t 0

27、101 ENQ NAK % 5 E U e u 0110 ACK SYN & 6 F V f v 0111 BEL ETB 7 G W g w 1000 BS CAN ( 8 H X h x 1001 HT EM ) 9 I Y i y 1010 LF SUB * : J Z j z 1011 VT ESC + ； K k 1100 FF FS ， L l 1101 CR GS = M m 1110 SO RS N n 1111 SI US / ？ O _ o DEL ASCII表表(P268)第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成常用字符有常用字符有128個(gè)，編碼從個(gè)，編碼從0到

28、到127 控制字符：控制字符：032、127，共，共34個(gè)；個(gè)； 普通字符普通字符( (可打印字符可打印字符) )：94個(gè)。個(gè)。 每個(gè)字符占一個(gè)字節(jié)，即每個(gè)字符占一個(gè)字節(jié)，即8位二進(jìn)制位，最高位恒為位二進(jìn)制位，最高位恒為0。例例: 字符串字符串“Hello!”輸入輸入后，每個(gè)內(nèi)存單元存放一后，每個(gè)內(nèi)存單元存放一個(gè)個(gè)ASCII碼。碼。00100001H (72) e (101) l (108) l (108)0 (111) ! (33)0110010101101100011011000110111101001000 09 0011000000111001 30H39H 4857 AZ 01000

29、00101011010 41H5AH 6590 a z 0110000101111010 61H7AH 97122 空格空格 00100000 20H32字符字符 二進(jìn)制二進(jìn)制 十六進(jìn)制十六進(jìn)制 十進(jìn)制十進(jìn)制第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成2、漢字信息的編碼、漢字信息的編碼 對(duì)漢字編碼比對(duì)漢字編碼比ASCII碼要復(fù)雜的多。由于漢字本身的特點(diǎn)：碼要復(fù)雜的多。由于漢字本身的特點(diǎn)：象形文字、單字多音。它在輸入、輸出、存儲(chǔ)和處理過(guò)程中所象形文字、單字多音。它在輸入、輸出、存儲(chǔ)和處理過(guò)程中所使用的編碼是不相同的。使用的編碼是不相同的。Unicode編碼編碼: 采用兩個(gè)字節(jié)，采用兩個(gè)字節(jié)，16位

30、二進(jìn)制，可表示位二進(jìn)制，可表示216（65536）個(gè)符號(hào)，幾乎可以涵蓋世界上的各種文字和符號(hào)，）個(gè)符號(hào)，幾乎可以涵蓋世界上的各種文字和符號(hào)，已在逐漸推廣應(yīng)用。已在逐漸推廣應(yīng)用。 漢字交換碼漢字交換碼 國(guó)家規(guī)定的用于漢字信息處理的代碼。國(guó)家規(guī)定的用于漢字信息處理的代碼。國(guó)標(biāo)碼國(guó)標(biāo)碼 (區(qū)位碼區(qū)位碼) GB2312- 80 ：我國(guó)漢字交換碼的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)漢字交換碼的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。需要需要7000多個(gè)編碼，多個(gè)編碼，其中：其中： 一級(jí)漢字一級(jí)漢字: 3755個(gè)個(gè), 二級(jí)漢字二級(jí)漢字: 3008個(gè)個(gè), 圖形符號(hào)圖形符號(hào):687個(gè)。個(gè)。編碼規(guī)則編碼規(guī)則: 每個(gè)漢字由每個(gè)漢字由16位位(2字節(jié)字節(jié))編碼組成

31、，每個(gè)字節(jié)最高位編碼組成，每個(gè)字節(jié)最高位均為均為0(16384個(gè)編碼)，前字節(jié)稱，前字節(jié)稱“區(qū)區(qū)”，后字節(jié)稱，后字節(jié)稱“位位”，故，故又稱為又稱為“區(qū)位碼區(qū)位碼”, 可組成可組成9494（每字節(jié)除去34個(gè)ASCII碼控制字符）共）共8836個(gè)漢字及符號(hào)。個(gè)漢字及符號(hào)。第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成 漢字機(jī)內(nèi)碼：漢字機(jī)內(nèi)碼：計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)和處理漢字的代碼。計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)和處理漢字的代碼。漢字漢字 國(guó)標(biāo)碼國(guó)標(biāo)碼 漢字內(nèi)碼漢字內(nèi)碼 滬滬 2706(00011011 00000110B) 10011011 10000110B 久久 3035(00011110 00100011B) 1001

32、1110 10100011B編碼規(guī)則編碼規(guī)則：計(jì)算機(jī)既要處理漢字，也要處理西文計(jì)算機(jī)既要處理漢字，也要處理西文(ASCII碼碼)。為。為了實(shí)現(xiàn)中、西文編碼的兼容，在國(guó)標(biāo)碼的基礎(chǔ)上，把了實(shí)現(xiàn)中、西文編碼的兼容，在國(guó)標(biāo)碼的基礎(chǔ)上，把2個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)的最高位一律由的最高位一律由“0”改改“1”構(gòu)成。若最高位為構(gòu)成。若最高位為“1”，視為漢字，視為漢字編碼，為編碼，為“0”，視為，視為ASCII字符。可有字符。可有214=16384個(gè)編碼。個(gè)編碼。 漢字輸入碼：漢字輸入碼：輸入設(shè)備（鍵盤）輸入漢字時(shí)的編碼。輸入設(shè)備（鍵盤）輸入漢字時(shí)的編碼。 漢字輸入方法種類繁多：漢字輸入方法種類繁多：拼音法、五筆字形法

33、、智能拼音法、五筆字形法、智能ABC等等。輸入方法不同，同一漢字的輸入碼也不同：輸入方法不同，同一漢字的輸入碼也不同：zhao 1.找找2.著著3.照照4.招招5.罩罩例：例：如用五筆字型法輸入如用五筆字型法輸入“照照”，拆為，拆為:日、刀、口、灬日、刀、口、灬4 個(gè)字根個(gè)字根，鍵盤輸入：，鍵盤輸入：jvko。輸入碼：輸入碼：zhao3例：拼音法輸入漢字例：拼音法輸入漢字“照照”同音字重碼選擇同音字重碼選擇第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成漢字輸入法編碼方案漢字輸入法編碼方案 計(jì)算機(jī)中存入的是漢字的機(jī)內(nèi)碼，與所采用的輸入法無(wú)關(guān)。計(jì)算機(jī)中存入的是漢字的機(jī)內(nèi)碼，與所采用的輸入法無(wú)關(guān)。不管使

34、用何種輸入法，在輸入碼與機(jī)內(nèi)碼之間總是存在著一一不管使用何種輸入法，在輸入碼與機(jī)內(nèi)碼之間總是存在著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，通過(guò)對(duì)應(yīng)的關(guān)系，通過(guò)“鍵盤輸入管理程序鍵盤輸入管理程序”把輸入碼轉(zhuǎn)換為機(jī)內(nèi)把輸入碼轉(zhuǎn)換為機(jī)內(nèi)碼。碼。編碼方案編碼方案音碼音碼：根據(jù)漢字的發(fā)音規(guī)律進(jìn)行編碼。采用音碼編根據(jù)漢字的發(fā)音規(guī)律進(jìn)行編碼。采用音碼編碼的輸入法常見的有：智能拼音、全拼拼音、雙拼碼的輸入法常見的有：智能拼音、全拼拼音、雙拼雙音等。雙音等。形碼形碼：根據(jù)漢字的字形結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行編碼。根據(jù)漢字的字形結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行編碼。 采用形碼編碼的輸入法常見的有：五筆字形。采用形碼編碼的輸入法常見的有：五筆字形。數(shù)字碼數(shù)字碼：用四位數(shù)字

35、進(jìn)行編碼。常見的有國(guó)標(biāo)區(qū)位用四位數(shù)字進(jìn)行編碼。常見的有國(guó)標(biāo)區(qū)位碼、電報(bào)碼等輸入法。無(wú)重碼，記憶困難碼、電報(bào)碼等輸入法。無(wú)重碼，記憶困難。第二章第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成縱向點(diǎn)數(shù)縱向點(diǎn)數(shù)橫向點(diǎn)數(shù)橫向點(diǎn)數(shù) 漢字字形碼：漢字字形碼：漢字顯示、打印的圖形編碼漢字顯示、打印的圖形編碼 將漢字的字形分解成由點(diǎn)陣或矢量組成的圖形（點(diǎn)陣將漢字的字形分解成由點(diǎn)陣或矢量組成的圖形（點(diǎn)陣/ /矢矢量字庫(kù)）。量字庫(kù)）。筆劃由多個(gè)有向線段組成。筆劃由多個(gè)有向線段組成。記錄筆劃的坐標(biāo)然后填充，記錄筆劃的坐標(biāo)然后填充，放大后不失真。放大后不失真。 字形碼和內(nèi)碼之間也存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)系統(tǒng)的字形碼和內(nèi)碼之間也存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)系統(tǒng)的“輸出輸出處理程序處理程序”，根據(jù)內(nèi)碼從漢字庫(kù)中找到對(duì)應(yīng)的漢字點(diǎn)陣輸出。，根據(jù)內(nèi)碼從漢字庫(kù)中找到對(duì)應(yīng)的漢字點(diǎn)陣輸出。 點(diǎn)陣中的點(diǎn)對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)器中的一位二進(jìn)制點(diǎn)陣中的點(diǎn)對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)器中的一位二進(jìn)制 ( (如果該點(diǎn)如果該點(diǎn)覆蓋