第一章計算機與信息技術概述本章主要內容引言：什么是計算機？引言：什么是計算機？計算機的英文名稱是computer，但計算機不是計算器，其功能遠遠超過計算功能。當今社會，計算機已經走進了萬家億戶,計算機幾乎無所不能，無孔不入，各行各業都離不開計算機，學習生活娛樂離不開計算機，難怪我們給計算機一個非常形象的稱謂——“電腦”。可是，計算機究竟是什么？它都能做些什么呢？引言：什么是計算機？計算機不是圖書館，卻能讓我們博覽群書引言：什么是計算機？計算機不是報紙，卻能讓我們飽覽全國各地報紙引言：什么是計算機？計算機不是商場，卻能讓我們足不出戶，就能貨比百家，買到心儀的商品。引言：什么是計算機？計算機不是電視機，卻能讓我們隨時隨地觀看自己喜愛的節目。引言：什么是計算機？計算機能做的事還有很多很多……計算機可以用于辦公自動化、生產控制、信息管理、瀏覽新聞、查閱學習資料和百科知識、創作動畫視頻、開發軟件、下載資料、美化相片、聽歌、聽收音機、看電影電視、購物、看報紙、和朋友聊天、發電子郵件、發手機短消息、游戲娛樂等等，集電視機、收音機、影碟機、電話機、錄音機等多種電器于一體，可謂神通廣大，老少皆宜。計算機究竟是什么？計算機實際上只是一種電子設備，是一種能夠高速地、自動地進行信息處理的電子設備。從本質上講，計算機是一種工具，但它不是交通運輸工具不是機械加工工具不是···普通的工具計算機是一種現代化的信息處理工具計算機所表現出來的神通廣大的功能全是其信息處理的結果。什么是信息處理？信息處理就是對信息進行收集、存儲、傳遞、加工處理、發布、使用等過程的統稱。人們對信息進行處理時首先要通過感覺器官獲得信息，然后通過大腦和神經系統對信息進行傳遞、加工和存儲，最后通過言、行或其他形式發布信息。計算機究竟是什么？計算機處理信息的過程與人類基本一致。計算機信息處理的簡化模型人們通過輸入設備把需要處理的信息輸入計算機，計算機通過中央處理器把信息加工后，再通過輸出設備把處理后的結果告訴給人們。

加入內存有什么用呢？打個比方，如果老師讓你心算一道簡單題，你肯定毫不費勁就算出來了，可是如果老師讓你算20個三位數相加，你心算起來肯定很費力，但如果給你一張草稿紙的話，你也能很快算出來。計算機也是一樣，一個沒有內存的計算機如果讓它進行一個很復雜的計算，它可能根本就沒有辦法算出來，因為它的存儲能力有限，無法記住很多中間的結果。但如果給它一些內存當“草稿紙”的話，計算機就可以把一些中間結果臨時存儲到內存上，然后在需要的時候再把它取出來，進行下一步的運算，如此往復，計算機就可以完成很多很復雜的計算。中央處理器處理信息時，其中間結果都臨時存放在內存，假如在信息處理結束后，處理的結果仍然存放在內存中，則如果遇到突然停電的情況，內存中的數據就會全部消失。也正因為如此，人們才在計算機模型中加入了外部存儲器，把內存中的處理結果再存儲到外部存儲器中，這樣停電后數據也不會丟失了。常見的外存儲器有硬盤，光盤，U盤等。

1.1計算機發展概述1.1.1計算機的產生和發展1.1.1計算機的產生和發展計算機是20世紀人類歷史上最偉大的發明之一。在短暫的半個多世紀里，計算機技術取得了迅猛的發展。如今，計算機的應用領域已經滲透到各行各業，成為當今社會不可缺少的信息處理工具。1、第一臺計算機的誕生1946年在美國賓夕法尼亞大學誕生了世界上第一臺計算機ENIAC（電子數字積分機與計算機，又稱作埃尼爾克）。用途：軍事計算速度：5000次/秒體積：170平方米，30噸，140千瓦價格：40萬美元2、計算機發展的四個階段根據計算機所使用的電子器件的不同，人們將計算機的發展過程劃分為四個階段。2、計算機發展的四個階段（續）(1)第一代（約1946-1957）電子管計算機

●速度：幾十～幾萬次/秒

●內存：磁鼓，千字

●外設：磁帶

●機器語言或匯編語言編程

●

主要用于科學計算

第一代電子計算機中使用的磁鼓存儲器電子管(2)第二代（約1957-1964）晶體管計算機速度：幾十萬次/秒內存：磁芯，十萬字外設：磁盤使用FORTRAN等高級語言編程開始用于數據處理領域

晶體管2、計算機發展的四個階段（續）(3)第三代（約1965-1973）中小規模集成電路(SSI,MSI)計算機速度：幾十萬次～幾百萬次/秒內存：半導體存儲器高級語言,開始使用操作系統廣泛用于科學計算、數據處理、工業控制領域2、計算機發展的四個階段（續）(4)第四代（1974年起）大規模(LSI)和超大規模（VLSI）計算機速度：幾百萬次～億次/秒內存：半導體存儲器出現了微型計算機廣泛應用于各行各業2、計算機發展的四個階段（續）第1～4代計算機的對比代別年代使用的元器件使用的軟件類型主要應用領域第1代20世紀40年代中期～50年代末期CPU：電子管內存：磁鼓使用機器語言和匯編語言編寫程序科學和工程計算第2代20世紀50年代中、后期～60年代中期CPU：晶體管內存：磁芯使用FORTRAN等高級程序設計語言開始廣泛應用于數據處理領域第3代20世紀60年代中期～70年代初期CPU：SSI，MSI內存：SSI，MSI的半導體存儲器操作系統、數據庫管理系統等開始使用在科學計算、數據處理、工業控制等領域得到廣泛應用第4代20世紀70年代中期以來CPU：LSI、VLSI內存：LSI、VLSI的半導體存儲器軟件開發工具和平臺、分布式計算、網絡軟件等開始廣泛使用深入到各行各業，家庭和個人開始使用計算機1.1.2微電子技術1、什么是微電子技術微電子技術是指將尺寸在微米數量級，甚至是納米數量級的晶體管等基礎元件集成在一塊半導體芯片上的電路集成技術。微電子技術是計算機和通信設備的硬件核心，是現代信息產業的關鍵技術。微電子技術的核心技術是集成電路技術。1、什么是微電子技術集成電路的分類按功能分為數字集成電路和模擬集成電路按用途分為通用集成電路和專用集成電路集成電路的特點

體積小、重量輕、功耗小、成本低、速度快、可靠性高等。2、納米世界1納米=10-9米=10億分之一米=1nm將一納米的物體放到乒乓球上，就像一個乒乓球放在地球上一般。1納米相當于頭發絲的十萬分之一所謂“納米科技”，就是在0.1~100納米的尺度上，研究和利用原子、分子的結構、特征及相互作用的高新科學技術一根頭發寬度可以擺放2000多個45納米晶體管45nm(1μm=1000nm，1nm為10億分之一米)不是指的芯片上每個晶體管的大小，而是指芯片上晶體管和晶體管之間導線連線的寬度，簡稱線寬。半導體業界習慣上用線寬這個工藝尺寸來代表硅芯片生產工藝的水平。一個45納米晶體管可在1秒鐘內切換34億次2、納米世界3、微電子技術與計算機的關系微電子技術最重要的應用領域是計算機領域。微型計算機的各個組成部分都離不開微電子技術。集成電路技術的飛速發展加快了計算機更新換代的速度。一代一代經典的CPU4、集成電路的發展規律集成電路的工作速度主要取決于晶體管的尺寸。晶體管的尺寸越小，其工作的速度就越快，相同面積的晶片可容納的晶體管數目就越多。所以從集成電路問世以來，人們就一直在縮小晶體管、電阻、電容、連接線的尺寸上下功夫。4、集成電路的發展規律（續）1965年美國Intel公司的創始人之一戈登·摩爾（GordonE.Moore）根據1958年以來集成電路的發展情況，預測每18個月同樣硅片面積上的晶體管數目將翻一番，性能也將提升一倍。換言之，每一美元所能買到的電腦性能，將每隔18個月翻兩倍以上。這一定律揭示了信息技術進步的速度。4、集成電路的發展規律（續）“摩爾定律”帶動了芯片產業白熱化的競爭。在紀念這一定律發表４０周年之時，作為英特爾公司名譽主席的摩爾說：“如果你期望在半導體行業處于領先地位，你無法承擔落后于摩爾定律的后果。”英特爾、摩托羅拉、AMD公司等圍繞“摩爾定律”的競爭像大浪淘沙一樣激烈。4、集成電路的發展規律（續）目前，最先進的集成電路技術已經能夠將23億個晶體管集中在指甲蓋大小的區間里。4、集成電路的發展規律（續）

在2012年IDF上，Intel高管MarkBohr對他們的14nm工藝進程進行了介紹，并闡述了公司近年來工作的發展。據悉，Intel有望在2013年晚些時候引入14nm工藝。從2015年開始，Intel將會陸續升級10nm，之后則是7nm甚至是5nm。移動互聯網時代，摩爾定律面臨速度太慢的尷尬。IntelCEO表示，PC時代，摩爾定律的周期是18個月，移動互聯網是12個月，甚至更短，摩爾定律需要改變節奏。目前22納米已成為主流工藝。14納米工藝正在研究中。4、集成電路的發展規律（續）問題：摩爾定律問世48年了。在這半個多世紀里，計算機從神秘不可接近的龐然大物變成多數人都不可或缺的工具。人們不禁要問：這種令人難以置信的發展速度會無止境地持續下去嗎？芯片上元件的幾何尺寸不可能無限制地縮小下去，因為當電流微弱到僅有幾十個甚至幾個電子流動，晶體管將逼近其物理極限而無法正常工作。4、集成電路的發展規律（續）出路：在納米尺寸下，納米結構會表現出一些新的量子現象和效應，人們正在利用這些量子效應研制具有全新功能的量子器件，使能開發出新的納米芯片和量子計算機。同時，正在研究將光作為信息的載體，發展光子學，研制集成光路，或把電子與光子并用，實現光電子集成。世界上第一個3D晶體管“Tri-Gate”由英特爾與2011年5月6日宣布研制成功。3DTri-Gate使用一個三維硅鰭片取代傳統晶體管上的平面柵極，硅鰭片三個面都安排了一個柵極用于輔助電流控制。3D晶體管讓摩爾延續用一個形象的比喻，二維晶體管如同平房，3D晶體管則是摩天大樓。在同樣的占地面積下，樓房則要比平房能夠承載更多的房屋。可以說，在摩爾定律逐漸達到極限的現在，3D晶體管是使其延續的最佳方法。3D晶體管讓摩爾延續22nm和3-D晶體管記錄下一代核心革命3-D晶體管將影響整個行業一個針頭可以擺放1億多個22納米三維晶體管。5、集成電路的分類按集成電路的規模，可以將集成電路分為六大類：類別芯片所含器件個數小規模集成電路（SSI）<100中規模集成電路（MSI）100~1000大規模集成電路（LSI）1000~10萬超大規模集成電路（VLSI）10萬~1000萬特大規模集成電路（ULSI）1000萬~10億巨大規模集成電路（GLSI）

超過10億1.1.3計算機的特點1.1.3計算機的特點工作自動化：計算機由程序控制其運行過程，只要根據需要，預先將程序編好并存儲到計算機中，則運行程序時計算機就能自動完成預定的處理任務。處理速度快：目前世界上最快的計算機每秒可運算萬億次。計算精度高：可根據需要獲得千分之一到幾百萬分之一甚至更高的精度。1.1.3計算機的特點（續）記憶能力強：計算機的存儲器類似于人的大腦，能記憶大量的數據和程序，可隨時提供信息查詢和處理等服務。邏輯判斷能力可靠：具有可靠的邏輯判斷能力是計算機能夠實現信息處理自動化的重要原因。通用性強：同一臺計算機只要安裝不同的軟件或連接到不同的設備上，就可以完成不同的任務。因此，計算機可以被用在各個行業。支持人機交互：計算機具有多種輸入輸出設備，可支持用戶與機器進行交互。如用戶只要輕輕點擊鼠標，計算機就可以完成某項操作功能。1.1.3計算機的特點（續）1.1.4計算機的發展趨勢60年來發展速度之快大大超出人們的預料：性能、體積、價格、應用領域、軟件技術和軟件產品計算機的發展呈現出以下趨勢：巨型化微型化網絡化智能化1.1.4計算機的發展趨勢當今計算機科學發展趨勢，可以把它分為三維考慮。一維是“高”的方向發展。計算機的性能越來越高，速度越來越快，主要表現在計算機的主頻越來越高。目前世界上性能最高的通用計算機已采用上萬臺計算機并行，美國的ASCI計劃已經完成每秒12.3萬億次并行機。美國一項計劃的目標是推出每秒一千萬億次并行計算機，其處理機將采用超導量子器件，每個處理機每秒100億次，共用10萬個處理機并行。1.1.4計算機的發展趨勢另一個方向就是向“廣”度方向發展，計算機發展的趨勢就是無處不在，以至于像“沒有計算機一樣”。未來，計算機也會像現在的馬達一樣，存在于家中的各種電器中。未來的中小學生上課用的可能不再是教科書，而只是一個筆記本大小的計算機，所有的中小學的課程教材，輔導書，練習題都在里面。所以有人預言未來計算機可能像紙張一樣便宜，可以一次性使用，計算機將成為不被人注意的最常用的日用品。1.1.4計算機的發展趨勢第三個方向是向“深”度方向發展，即向信息的智能化發展。目前計算機“思維”的方式與人類思維方式有很大區別，人類還很難以自然的方式，如語言、手勢、表情與計算機打交道。近幾年來計算機識別文字和口語技術已有較大提高，估計5-10年內手寫和口語輸入將逐步成為主流的輸入方式。手勢和臉部表情識別也已取得較大進展。谷歌眼鏡(GoogleProjectGlass)是由谷歌公司于2012年4月發布的一款“拓展現實”眼鏡，它具有和智能手機一樣的功能，可以通過聲音控制拍照，視頻通話和辨明方向以及上網沖浪、處理文字信息和電子郵件等。谷歌眼鏡蘋果智能手表蘋果iWatch手表內置了支持Facetime、WiFi、藍牙、Airplay等功能，能配合蘋果的多款移動設備產品使用，包括能接聽電話，支持Retina觸摸屏。1.3計算機的應用科學計算信息處理80%以上的計算機主要用于信息處理，包括信息搜集、傳遞、存儲和使用。計算機輔助系統，包括輔助設計CAD，輔助制造CAM，輔助教學CAI過程控制網絡通信家庭娛樂......1.4信息技術的基本概念1.4.1什么是信息信息是對人們有用的數據，這些數據將可能影響人們的行為與決策。信息有多種表現形式，語言、文字、聲音、圖片、視頻等都是信息的表現形式。信息與物質和能量同樣重要，它是人們認識世界、改造世界的一種基本資源。1.4.2信息技術信息技術（InformationTechnology，簡稱IT）指的是用來擴展人們信息器官功能、協助人們更有效地進行信息處理的一門技術。信息技術的類型信息技術包括：擴展感覺器官功能的感測(獲取)與識別技術，如：雷達，衛星遙感等擴展神經系統功能的通信技術，如：電話、電視、因特網擴展大腦功能的計算(處理)與存儲技術，如：計算器、計算機、機器人、存儲器等擴展效應器官功能的控制與顯示技術，如：顯示器、打印機、音箱現代信息技術的特征現代信息技術的三大特征：采用電子技術以計算機為基礎以軟件為核心信息處理系統信息處理系統是指用于輔助人們進行信息獲取、傳遞、存儲、加工處理、控制及顯示的綜合使用各種信息技術的系統。信息處理系統舉例：銀行證券系統以處理金融信息為目的圖書館以信息收藏和檢索為主要目的因特網是跨越全球的多功能信息處理系統1.5信息在計算機中的表示計算機發展至今，有哪些是不變的？

計算機從誕生到現在，無論從體積、功能、性能、價格、應用領域等各個方面都發生了巨大的變化，但是計算機內部數據的表示方法、計算機的邏輯結構、計算機的工作原理都沒有發生變化。數據，不管是數字、文字、符號、圖像、聲音、視頻等，在計算機中都是用二進制編碼來表示。計算機的基本結構仍然是馮.諾依曼結構，即計算機由中央處理器、內存、外存、輸入設備、輸出設備組成。計算機的工作原理仍然是馮.諾依曼提出的存儲程序控制原理。計算機發展至今，有哪些是不變的？（續）1.5.1數制及轉換1、什么是二進制數？在討論二進制數之前先考察一下十進制計數系統。（1）十進制數每一位可使用十個不同數字表示（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9）低位與高位的關系是：逢10進1各位的權值是10的整數次冪（基數是10）標志：尾部加“D”或缺省例：

204.96=2×102＋0×101＋4×100＋9×10－1＋6×10－2（2）什么是二進制數？

每一位使用兩個不同數字表示（0、1），即每一位使用1個“比特”表示低位與高位的關系是：逢2進1

各位的權值是2的整數次冪（基數是2）標志：尾部加B例：101.01B=1×22＋0×21＋1×20

＋0×2－1＋1×2－2＝5.25（3）計算機采用二進制數的原因二進制只有0和1兩個數字符號，用兩個穩定狀態的物理器件就能表示，實現簡單，可靠性好二進制的運算規則非常簡單二進制的0和1與邏輯代數的“真”和“假”相吻合，適合計算機將算術運算和邏輯運算統一在一起作處理（4）八進制數

每一位使用八個不同數字表示（0、1、2、3、4、5、6、7）低位與高位的關系是：逢8進1

各位的權值是8的整數次冪（基數是8）標志：尾部加Q或O例：

365.2Q=3×82+6×81+5×80+2×8－1=245.25（5）十六進制數每一位使用十六個數字和符號表示（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F）逢16進1,基數為16各位的權值是16的整數次冪（基數是16）標志：尾部加H例：

F5.4H=15×161+5×160+4×16－1=245.25（6）不同進制數的比較十進制二進制八進制十六進制零0000000壹1000111貳2001022叁3001133肆4010044伍5010155陸6011066柒7011177捌81000108玖91001119拾10101012A拾壹11101113B拾貳12110014C拾叁13110115D拾肆14111016E拾伍15111117F（6）K進制數的性質

（1）基數為K，逢K進一（2）小數點右移n位——相當于乘以Kn

（為原來的Kn

倍）（3）小數點左移n位——相當于除以Kn

（為Kn分之一）如：將（11001.11）2的小數點向右移2位，則數值擴大為原來的4倍。若左移1位，則為原來的1/2。2、二進制數的運算（1）二進制數的算術運算1位二進制數的加、減法運算規則：0+0=00-0=01+0=11-0=10+1=1（1）0-1=11+1=101-1=0二進制數的算術運算2個多位二進制數的加、減法運算舉例：01011001+0100－010010010101由低位到高位逐位進行！（2）二進制數的邏輯運算基本的邏輯運算有三種：或運算：用符號“∨”表示。與運算：用符號“∧”表示。非運算：用符號“-”表示。（2）二進制數的邏輯運算（續）邏輯運算規則：或運算規則：

1∨1=11∨0=10∨1=10∨0=0與運算規則：

1∧1=11∧0=00∧1=00∧0=0非運算規則：1=00=1或運算兩邊的操作數只要有一個為1，運算結果就為1。與運算兩邊的操作數只要有一個為0，運算結果就為0。（2）二進制數的邏輯運算（續）單個二進位進行邏輯運算的結果不是1就是0，沒有進位和借位。多個二進位進行邏輯運算時按位獨立進行運算。例：1101∧1011=10011101∨1011=1111

3、不同進制數的相互轉換要求：熟練掌握不同進制數相互之間的轉換，在編寫程序時很有用。重點掌握二進制數與十進制數之間的轉換。（1）十進制數二進制數轉換方法： 整數和小數分開轉換整數部分：除以2逆序取余小數部分：乘以2順序取整例如：29.6875

11101.1011B

129371421222200111余數低位高位整數部分小數部分0.6875×21.37500.75001.50001.0000×2×2×2高位低位注意：十進制小數（如0.63）在轉換時會出現二進制無窮小數，這時只能取近似值。課堂練習：1、將十進制數58.625轉換成二進制 結果為：111010.101B2、將十進制小數0.37轉換成二進制，要求精確到小數點后面第四位。十進制數二進制數（2）二進制數十進制數轉換方法：位權展開法二進制數的每一位乘以其相應的權值，然后累加即可得到它的十進制數值例：11101.1011B=1×24＋1×23＋1×22＋0×21＋1×20

＋1×2－1＋0×2－2＋1×2－3＋1×2－4

=29.6875

推廣：K進制數轉換為十進制數

位權展開法【例】將下列數值轉換為十進制數

(123)7(205.4)8(AF.8)16

解：(123)7=1×72＋2×71＋3×70=(66)10(205.4)8=2×82＋0×81＋5×80＋4×8–1=(133.5)10

(AF.8)16=10×161

＋15×160＋8×16-1=(175.5)10（3）八進制數與二進制數的互換八進制→二進制：一位變三位，即把每個八進制數字改寫成等值的3位二進制數，且保持高低位的次序不變

例：2467.32Q

→010100110111.011010B八進制數二進制數八進制數二進制數

000041001001510120106110301171111位八進制數與3位二進制數的對應關系：二進制→八進制：整數部分從低位向高位每3位用一個等值的八進制數來替換，不足3位時在高位補0湊滿3位；小數部分從高位向低位每3位用一個等值八進制數來替換，不足3位時在低位補0湊滿三位例：1101001110.11001B=

001101001110.110010B=1516.62Q

（3）八進制數與二進制數的互換（4）十六進制數與二進制數的互換十六進制數二進制數十六進制數二進制數

0000081000

1000191001

20010A1010

30011B1011

40100C110050101D110160110E111070111F11111位十六進制數與4位二進制數的對應關系：轉換方法：與八、二進制互換的方法類似例1：（35A2.CF）H

→11010110100010.11001111B例2：1101001110.110011B→（34E.CC）H（4）十六進制數與二進制數的互換1.5.2信息的計量單位

計算機中的信息都用二進制編碼表示。比特是組成計算機數字信息的最小單位1、什么是比特？比特（bit，binarydigit的縮寫）中文翻譯為“二進位數字”、“二進位”或簡稱為“位”，使用“b”表示。比特只有2種取值：0，1比特的0和1表示的是兩種狀態，不是數量概念，不能認為1一定大于0。例：用比特表示圖像2、比特在計算機中如何表示？在計算機中表示二進位的方法：電路的高電平狀態或低電平狀態(CPU)電容的充電狀態或放電狀態(RAM)兩種不同的磁化狀態(磁盤)光盤面上的凹凸狀態(光盤)···例1：CPU內部二進位信息的表示CPU內部通常使用高電平表示1，低電平表示00.0V0.5V2.8V3.3V010V+3v010磁盤表面微小區域中，磁性材料粒子的兩種不同的磁化狀態分別表示0和1例2：磁盤存儲器中比特的表示磁盤表面磁性材料粒子例3：CD/DVD盤片上比特的表示

光盤表面的凹、凸狀態用于表示和存儲二進位信息CD光盤表面DVD光盤表面5、存儲容量的計量單位

較比特稍大一點的單位是字節，英文是Byte，用“Ｂ”表示。1個字節包含8個比特，即b7b6b5b4b3b2b1b0比字節再大點的單位是字，字的長度不固定，一般為字節的整數倍，如２個字節、４個字節或８個字節等。存儲容量的計量單位計算機內存儲器容量的計量單位：KB:1KB=210字節=1024B（千字節）MB:1MB=220字節=1024KB（兆字節）GB:1GB=230字節=1024MB（吉字節、千兆字節）TB:1TB=240字節=1024GB（太字節、兆兆字節）6、傳輸速率的度量單位在數據通信和計算機網絡中傳輸傳輸信息時，是一位一位串行傳輸的，因此傳輸速率的度量單位是比特/秒。傳輸速率的度量單位常用的速率單位有：比特／秒（b/s），也稱“波特（bps）”千比特／秒（kb/s）,1kb/s=1000b/s兆比特/秒（Mb/s）,1Mb/s=106b/s=1000kb/s吉比特/秒（Ｇb/s）,1Ｇb/s=109b/s=1000Ｍb/s太比特/秒（Ｔb/s）,1Ｔb/s=1012b/s=1000Ｇb/s1.5.3數值信息的表示1、計算機中數的主要類型都采用二進制表示，有不同類型和不同長度計算機中的數整數(定點數)實數(浮點數)無符號整數帶符號整數32位（單精度浮點數）64位（雙精度浮點數）128位（擴充精度浮點數）8位(0～28-1)16位(0～216-1)32位(0～232-1)32位(-231～231-1)短整數64位(-263～263-1)長整數16位(-215～215-1)16位整數8位(-27～27-1)小數點固定隱含在個位數右面小數點不固定1、整數的表示方法1、整數的表示方法整數又稱為定點數，計算機內部將整數分為兩大類：無符號整數帶符號整數（一）無符號整數的表示采用“自然碼”表示：取值范圍由位數決定：8位：可表示0～255(28-1)范圍內的所有正整數16位：可表示0～65535(216-1)范圍內的所有正整數n位：可表示0～2n-1范圍內的所有正整數。十進制數8位無符號整數

00000000010000000120000001030000001140000010050000010125211111100253111111012541111111025511111111······（二）帶符號整數的表示（1）表示方法用最高位表示符號，其余數位用來表示數值部分（2）符號的表示方法

“0”表示正號(+),“1”表示負號(-)···符號位數值部分最低位最高位（三）帶符號整數的表示（3）數值部分的表示方法：

①原碼表示:

正、負整數絕對值都以二進制自然碼表示

②反碼表示:

正整數：絕對值以二進制自然碼表示負整數：在原碼基礎上絕對值部分按位取反

③補碼表示：正整數：絕對值以二進制自然碼表示負整數：在反碼基礎上加1（三）帶符號整數的表示（續）注意：正數的原碼、反碼和補碼都相同，都等于原碼。如：（+127）原=（+127）反=（+127）補=01111111（三）帶符號整數的表示（續）（4）負數補碼求解方法先將負數表示為原碼（即符號位為1，其他位為絕對值的自然碼）將原碼絕對值部分按位取反，得到反碼將反碼加1得到補碼例:用8位補碼表示-43練習題：-64用8位補碼表示。(1)(-43)原

=10101011(2)(-43)反=11010100(3)(-43)補=11010101（三）帶符號整數的表示（續）帶符號整數小結補碼沒有正0和負0之分，0的補碼只有一種：

000000008位原碼和反碼表示的數據范圍為-127～+127，補碼表示范圍為-128～+127碼。在8位碼中，（-128）補=10000000正數的原碼、反碼和補碼都相同，都等于原碼。帶符號整數在計算機內采用補碼形式表示。2、實數的表示方法

（一）實數的特點

特點：既有整數部分又有小數部分，小數點位置不固定整數和純小數是實數的特例（二）實數的表示方法實數的表示方法（科學記數法）：階碼：乘冪中的指數，表示實數中小數點的位置，指數也有正負之分尾數：純小數部分，表示實數中的有效數字部分符號：尾數的正負如：－0.0034756=－0.34756×10－2

（三）二進制實數的浮點表示

與十進制實數一樣，二進制實數也可以用指數法表示例如：+1001.011B=+0.1001011B×2100

－0.0010101B=－0.10101B×2－1032位的單精度浮點數在計算機中可表示為：

尾數符號位8位23位階碼1.5.4字符信息的表示組成文本的基本元素是字符，字符在計算機中采用二進制編碼表示。主要掌握西文字符和漢字字符編碼標準。1.5.4字符信息的表示1）西文字符的表示方法

西文字符包括拉丁字母、數字、標點符號及一些特殊符號，統稱”字符”。所有字符的集合稱為“字符集”。字符集中每個字符對應一個代碼，構成編碼表，簡稱碼表。1）西文字符的表示方法目前計算機中使用最廣泛的西文字符集是ASCII字符集，其全稱是“美國信息交換標準代碼”。標準ASCII用7位進行編碼，在計算機中存儲時1個字符占1個字節，最高位為0，可表示128個字符，具體參見P15表1.3。特殊字符的ASCII碼空格（32D,20H）A（65D,41H）a（97D,61H）0~9（48D~57D，30H~39H）基本的ASCII字符集共有128個字符,其中包括：

95個可打印字符

33個控制字符

1）西文字符的表示方法（續）擴展ASCII用8位編碼，最高位可以為0，也可以為1，最多可表示256個字符。2）漢字的表示方法（1）漢字輸入碼好的漢字鍵盤輸入編碼方案的特點：易學習、易記憶、效率高、重碼少、容量大等。輸入編碼方法的分類：字音編碼：智能ABC、微軟拼音、全拼字形編碼：五筆形形音編碼數字編碼：電報碼、區位碼等（2）漢字機內碼（一）漢字編碼標準

①GB2312漢字編碼（1981年頒布，第一個國家標準），《信