计算机中信息的存储(非常齐全)

ASCII含义：

因为1位二进制数可以表示（2=）2种状态：0、1；而2位二进制数可以表示（2=）4种状态：00、01、10、11；依次类推，7位二进制数可以表示（2=）128种状态，每种状态都唯一地编为一个7位的二进制码，对应一个字符（或控制码），这些码可以排列成一个十进制序号0～127。所以，7位ASCII

码是用七位二进制数进行编码的，可以表示128个字符。

第0～32号及第127号(共34个)是控制字符或通讯专用字符，如控制符：LF（换行）、CR（回车）、FF（换页）、DEL（删除）、BS（退格)、BEL（振铃）等；通讯专用字符：SOH（文头）、EOT（文尾）、ACK（确认）等；

第33～126号(共94个)是字符，其中第48～57号为0～9十个阿拉伯数字；65～90号为26个大写英文字母，97～122号为26个小写英文字母，其余为一些标点符号、运算符号等。

注意：在计算机的存储单元中，一个ASCII码值占一个字节(8个二进制位)，其最高位(b7)用作奇偶校验位。所谓奇偶校验，是指在代码传送过程中用来检验是否出现错误的一种方法，一般分奇校验和偶校验两种。奇校验规定：正确的代码一个字节中1的个数必须是奇数，若非奇数，则在最高位b7添1；偶校验规定：正确的代码一个字节中1的个数必须是偶数，若非偶数，则在最高位b7添1。一个ASCll码由8位二进制数码组成的。其中，用于表达字符的二进制码有7个，最后一个用于检测错误，或空闲不用。

存储器单元内容是储存器单元里面储存的二进制数据。如0100011

存储器单元地址是由十六进制数指向存储器某个特定的单元。如0FFE2A

一个是实实在在的数据，一个是指向该数据的地址

计算机信息存储单元的结构数据必须首先在计算机内被表示，然后才能被计算机处理。计算机表示数据的部件主要是存储设备；而存储数据的具体单位是存储单元；因此，了解存储单元的结构是十分必要的。（1）"位"（Bit）：是计算机中最小的信息单位。一"位"只能表示0和1中的一个，即一个二进制位，或存储一个二进制数位的单位。（2）"字节"（Byte）：是由相连8个位组成的信息存储单位。字节是目前计算机最基本的存储单位；也是计算机存储设备容量最基本的计量单位。一个字节通常可以存储一个字符（如字母、数字等）。只有字节才有地址的概念。对一种计算机的存储设备以字节为单位赋予的地址称为字节编址；也是目前计算机最基本的存储单元编址什么是计算机的单元结构？数据必须首先在计算机内被表示，然后才能被计算机处理。计算机表示数据的部件主要是存储设备；而存储数据的具体单位是存储单元；因此，了解存储单元的结构是十分必要的。（1）"位"（Bit）：是计算机中最小的信息单位。一"位"只能表示0和1中的一个，即一个二进制位，或存储一个二进制数位的单位。（2）"字节"（Byte）：是由相连8个位组成的信息存储单位，

如下图。字节是目前计算机最基本的存储单位；也是计算机存储设备容量最基本的计量单位。一个字节通常可以存储一个字符（如字母、数字等）。只有字节才有地址的概念。对一种计算机的存储设备以字节为单位赋予的地址称为字节编址；也是目前计算机最基本的存储单元编址，如图2.2 3）"字"（Word）：是由相连4个字节（即32位）构成的信息存储单位如下图。字的地址是组成字的第一个字节的地址除4；因此该字节的地址必须能被4整除。（4）"双字"（Double Word）：是由相连2个字（即64位）构成的信息存储单位如下图。双字的地址是组成双字的第一个字节的地址除8；因此该字节的地址必须能被8整除。 5）"半字"（Half Word）：是由相连2个字节（即16位）构成的信息存储单位如下图。半字的地址是组成字的第一个字节的地址除2；因此该字节的地址必须能被2整除。

一、地址总线由N个地址导线组成：首先需要知道什么是地址线，所谓地址线也就是传送地址信息的导线，传输地址线的所有导线的集合叫做地址总线，大家知道网线吧，一根网线里边有8根电缆，同样的，地址总线就是几根地址导线组成的。二、一个地址线能表示1和0两个数: 这几根电缆有一个特性，就是其中的任意一根都只可以传送高电平（强电流？）和低电平（弱电流？），所以呢，也就只能表示0和1，也就是说，一根地址线只能表示1和0。三、地址总线是地址线的集合：地址总线嘛，当然传输的数据是地址，注意这里是地址总线传输的是地址信息，单一的地址线表示不了地址信息（除非你的地址总线就1根地址线），所有地址线组合成的数据是一个地址信息。四、地址总线表示的数字的个数是能够寻找多少个内存单元，表示的内容就是地址数据本身：好了，现在知道了，一个地址总线由N个地址线组成，一个地址线能表示1和0两个数，2个地址线能表示4个数（具体哪四个数先不管），3个地址线能表示8个数，SO，N个地址线能表示的数据的个数就是N个2相乘，也就是2的N次方个数。这个需要理解一下。譬如一个地址总线由6根地址线组成，那么他的地址线的最大寻址范围是2的6次方,也就是64个内存单元。下面做两个题目，一个地址总线的最大寻址范围是64KB，那么他有______根地址线。现在需要理解的是，这个64KB就是64K个内存单元（64KB就是64K个BYTE，一个BYTE就是一个内存单元），知道了这个，也就好理解了，2的几次方个内存单元＝64K个内存单元，64KB＝64*1024=65536byte，答案就是16。 16根地址线所表示的地址数据的本身占据的内存是16个位，为什么是16位，因为你每个地址线占一个位置，你的表示的数据范围就是从 0000000000000000－1111111111111111 所以，具有16根地址线的系统要在内存中寻出一个地址要用2个内存单元来表示（一个内存单元有8位）。五：地址与内存的关系：关于内存与地址线的设计问题，可能大家会想到这个，这两个是不是应该有什么关系才可以，要知道的是，不管是什么系统，所有的内存的一个单元都是占据8个bit,那么，你的地址线要能在内存中储存，是不是地址线的个数需要什么限制，我的理解是需要是8的整数倍。 CPU 中的寄存器与地址线的个数应该是一致的，也就是地址线有16条，那么CPU中的寄存器也是16位的。

说起存储容量单位，大家很自然的会想起自己的硬盘有多少GB、内存有多少MB。字节（B）是电脑中表示信息含义的最小单位，通常情况下一个ACSII码就是用一个字节的空间来存放，而事实上电脑中还有比字节更小的单位，因为一个字节是由八个二进制位组成的，换一句话说，每个二进制位所占的空间才是电脑中最小的单位，我们把它称为位，也称比特。由此可见，一个字节等于八位。人们之所以把字节称为电脑中表示信息含义的最小单位，是因为一位并不能表示我们现实生活中的一个相对完整的信息。有的时候，为了简写，我们会把位的单位缩写成b，这个时候大家一定会有疑问了，因为字节的单位我们用B表示，两者不就是一样了吗？其实，字节的表示单位B是Byte的缩写，位的表示单位b是bit的缩写，1b与1B之间只要大小写不同，那么表示的含义也不同，因为8b才等于1B。大家可能会有疑问，位到底有什么用呢？一般来说，我们讲到存储设备时，都是按照字节进行换算，例如1GB=1024MB=1024*1024KB。但是在网络传输之中，数据传输则是按照位进行传输的。这就可以解释为什么自己家里的宽带ADSL是1MB的带宽，但是下载数据却只能在100KB 左右徘徊。因为1Mb=1024Kb，由于字节与位之间的关系是八倍，因此将1024Kb除以8就得到128KB。由此可见，实现上网络传输带宽中的1M只等于电脑中的128KB。这样加上信号的衰减，一般只能保持在100KB左右。相同的道理，我们的网卡一般都是100M的，但是为什么传输速度达不到这么高呢？因为100Mb，将其除以8得到12.5MB，这就是我们网卡能够达到的最高速度了。好了，相同的道理同样出现在硬盘容量的表达上。硬盘是电脑中的数据仓库，它里面保存着电脑运行的各种文件。随着科技的不断发展，硬盘的容量也越来越大，几百GB的大容量硬盘早已不再是稀罕事。但是说起硬盘的容量单位GB，很多人对这个并不是很了解，它到底是怎么来的。我们可以新建一个记事本文件，在里面输入一个英文字母，然后将其保存，现在打开这个文件的属性窗口，就可以看到它的大小是1字节。如果我们输入的是一个汉字，那么就是2字节。由于字节的容量实在太小了，在此基础上人们又提出了更大的一些计量单位。包括KB、MB、GB等。因为计算机是以二进制为工作原理的，因此每个计量单位之间的关系是1024倍。即1024B=1KB、1024KB=1MB，依次类推。些细心的朋友会发现，明明自己买了一块160GB的硬盘，但是在电脑上分好区之后，把每个分区的大小加起来却没有160GB。造成这个问题的其实是因为两者计算的方法不同。厂商在计算容量时并不是以1024为一个进制，而是以1000为一个进制。这样160GB 其实就是电脑能够识别的160，000，000，000字节，再把这么多的字节按1024进制进行转换，160，000，000，000B/1024=156，250，000KB/1024=152587.9MB=149GB。

位：是计算机中存储数据的最小单位。指二进制数中的一个位数，其值为“0”或“1”，其英文名为“bit”。

计算机采用二进制，运算器运算的是二进制数，控制器发出的各种指令也表示成二进制数，存储器中存放的数据和程序也是二进制数，在网络上进行数据通信时

发送和接收的还是二进制数。显然，在计算机内部到处都是由0和1组成的数据流(比特流)。

字节：是计算机存储容量的基本单位，计算机存储容量的大小是用字节的多少来衡量的。其英文名为“byte”，通常用“B”表示。

为了表示数据中的所有字符(字母、数字以及各种专用符号)，需要7位或8位二进制数。因此，人们采用8位为1个字节。1个字节由8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，计算机内存的存储容量，磁盘的存储容量等都是以字节为单位表示的。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MB以及GB等表示存储容量。

例如, 中文字符“学”表示为 00110001 00000111

要注意位与字节的区别：位是计算机中最小数据单位，字节是计算机中基本信息单位

字：是计算机内部作为一个整体参与运算、处理和传送的一串二进制数。是计算机进行信息交换、处理、存储的基本单元。通常由一个或几个字节组成。字长：是计算机CPU一次处理数据的实际位数，是衡量计算机性能的一个重要指标。字长越长，一次可处理的数据二进制位越多，运算能力就越强，计算精度就越高。

容量单位换算

计3.5软盘存储容量：1.44MB

内存存储容量常见为：512MB、1GB

硬盘存储容量常见为：60GB、80GB、120GB、160GB、180GB。

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。

二进制、十进制、八进制、十六进制、六十进制（每分钟60秒、每小时60分钟，即逢60进1），一般我们用( ) 角标表示不同进制的数。例如：十进制用( )10表示，二进制数用( )2表示。

R进制即是有R个基本符号，逢R进一。例二进制基本符号有二个，为0、1；十进制基本符号有十个，为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9

日常生活中最常用的数制是十进制。

计算机数据是二进制形式。

基数：一组固定不变的不重复数字的个数。例如：二进制数基数是2，十进制数基数为10

位权：某个位置上的数代表的数量大小。表示此数在整个数中所占的份量(权重)。

数位是指数码在一个数中所处的位置。

二进制数具有下列两个基本特点：两个不同的数字符号，即0和1；其基数为2；逢二进一。

每个数位上所能使用的数码为0和1两个数码。可用B（binary）来表示二进制。

十进制是人类最为方便的进制表示，但十进制应用在计算机上遇到了表示上的困难，10个不同符号表示和运算很复杂，在计算机中采用二进制原因如下：

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、电位电平的高与低等都可表示０、１两个数码，使用二进制，电子器件具有实现的可行性；简易性，二进制只有两个基本符号，在数字的传输与处理时不容易出错，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）；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。

十进制，十进位计数制，具有十个不同的数码符号0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，其基数为10；十进制数的特点是逢十进一。可用D（decimal）来表示十进制。

八进制，八进位计数制，具有八个不同的数码符号0、1、2、3、4、5、6、7，其基数为8；八进制数的特点是逢八进一。

十六进制，十六进位计数制，具有十六个不同的数码符号0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，其基数为16，十六进制数的特点是逢十六进一。

二进制转换为十进制

用计算机处理十进制数，必须先把它转化成二进制数才能被计算机所接受，同理，计算

结果应将二进制数转换成人们习惯的十进制数。这就产生了不同进制数之间的转换问题。

二进制转换为十进制

按权展开后，相加即得。

例： (101101)2=45 (1011.101)2=?

十进制转换为二进制

整数部分：除2取余，且除到商为0为止；先取余数低位，后取余数高位。

（43）10=（101011）2

（123）10=（1111011）2

小数部分：乘2取整，直到小数部分为0或达到所求精度为止（小数部分可能永远不会得到0），最先得到的整数排在最高位。

（241.43）10=（？）2小数取4位

先算整数：

再算小数：

计算结果：（241.43）10=（11110001.0110）2

二进制的算术运算

二进制数的算术运算包括加减乘除四则运算，加法是基本运算，乘和除可以通过加减的移位来实现，减法实质是加上一个负数，主要应用是补码运算。以加法为例说明。

0+0=0

0+1=1

1+0=1

1+1=0（逢二进一，向高位进位）

由上可见，二进制的加法运算规则简单明了，运算的简单化也是计算机信息二进制化的原因之一。

ASCII码

◇计算机中的数据是用二进制表示的，而人们习惯用十进制数，那么输入输出时，符号、英文字母、阿位伯数字等数据就要进行十进制和二进制之间的转换处理，因此，必须采用一种编码的方法，由计算机自己来承担这种识别和转换工作。◇编码是采用少量基本符号，选用一定的组合原则，以表示大量复杂多样的信息的技术。

◇编码过程就是实现将信息在计算机中转化为0和1二进制串的过程。

美国标准信息交换码：

◇ 在西文领域的符号处理普遍采用的是ASCII码（Ａmerican Standard Code for Information Interchange—美国标准信息交换码），已被国际标准化组织(ISO)认定为国际标准。

◇ 字符是计算机中最多的信息形式之一，是人与计算机进行通信、交互的重要媒介。

◇ 在计算机中，要为每个字符指定一个确定的编码，作为识别与使用这些字符的依据。◇ASCII码有7位版本和8位版本两种，国际上通用的是7位版本，7位版本的ASCII码有1 2 8个，只需用7个二进制位(2的7次幂＝128)表示，其中控制字符34个，阿拉伯数字10个，大小写英文字母52个，各种标点符号和运算符号32个。

◇ 在计算机中实际用8位表示一个字符，最高位为“0”字母。可表示128个字符。

◇每个ASCII码以1个字节(Byte)储存，从0到数字127代表不同的常用符号，例如大写A的ASCII码是65,小写a则是97。

第48～57号为0～9阿拉伯数字；65～90号为26个大写英文字母；97～122号为26个小写英文字母。

其余为标点符号、运算符号、控制字符，例如控制符：LF（换行）、BEL（振铃）等。

大写字母A的ASCII码就是十进制数65，数字0的ASCII就是48，小写字母a 的ASCII码就是十进制数97

◎比较ASCII码：数字<大写英文字母<小写英文字母

下表中，ASCII是以十进制数表示。

汉字编码

◇英文符号由以上所述编码表示即成。但汉字与西方文字不同，英文仅用26个英文字母和其他符号即可拼组成大量的单词、句子，这与计算机可以接受的信息形态和特点基本一致，所以处理起来比较容易。

◇ 英文字符在计算机上的输入及输出也非常简单，因此，英文字符的输入、存储、内部处理和输出都可以只用同一个编码（如ASCII码）。

◇ 汉字是一种象形文字，字数极多（现代汉字中仅常用字就有六、七千个，总字数高达5万个以上），且字形复杂。

◇ 要在计算机中处理汉字，必须解决以下几个问题：首先是汉字的输入，即如何把结构复杂的方块汉字输入到计算机中去，这是汉字处理的关键；其次，汉字在计算机内如何表示和存储？如何与西文兼容？最后，如何将汉字的处理结果从计算机内输出？

◇必须将汉字代码化，即对汉字进行编码，使之转换成键盘上具有的符号，一般是英文字母。

◇ 对应于上述汉字处理过程中的输入、内部处理及输出这三个主要环节，每一个汉字的编码都包括输入码、交换码、内部码和字形码。

◇ 在计算机的汉字信息处理系统中，处理汉字时要进行如下的代码转换：输入码→交换码→内部码→字形码。

汉字也是字符，与西文字符比较，汉字数量大，字形复杂，同音字多，这就给汉字在计算机内部的存储、传输、交换、输入、输出等带来了一系列的问题。为了能直接使用西文标准键盘输入汉字，必须为汉字设计相应的编码，以适应计算机处理汉字的需要。

国标码

◇1980年我国颁布了《信息交换用汉字编码字符集·基本集》代号为(GB2312－80 )，是国家规定的用于汉字信息处理使用的代码依据，这种编码称为国标码。◇ 在国标码的字符集中共收录了6763个常用汉字和682个非汉字字符(图形、符号)，其中一级汉字3755个，以汉语拼音为序排列，二级汉字3008个，以偏旁部首进行排列。用于汉字外码和内部码的交换

国标GB2312－80规定，所有的国标汉字与符号组成一个94×94的矩阵，在此方阵中，每一行称为一个“区” (区号为01～94 )，每一列称为一个“位” (位号为01～94 )，该方阵实际组成了一个94个区，每个区内有94个位的汉字字符集，每一个汉字或符号在码表中都有一个唯一的位置编码，叫该字符的区位码。区位输入法：使用区位码方法输入汉字时，必须先在表中查找汉字并找出对应的代码，才能输入。区位码输入汉字的优点是无重码，而且输入码与内部编码的转换方便。

机内码

◇内部码是汉字在计算机内的基本表示形式，是计算机对汉字进行识别、存储、处理和传输所用的编码。

◇ 汉字的机内码是计算机系统内部对汉字进行存储、处理、传输统一使用的代码，又称为汉字内码。由于汉字数量多，一般用2个字节来存放汉字的内码。在计算机内汉字字符必须与英文字符区别开，以免造成混乱。

◇ 英文字符的机内码是用一个字节来存放ASCII码，一个ASCII码占一个字节

的低7位，最高位为“0”，为了区分，汉字机内码中两个字节的最高位均置“ 1”。例如，汉字“中”的国标码为5650H (01010110 01010000)2 ，机内码为D6D0H (1101011 0 11010000 )2 。

汉字输入码（外码）

◇为了将汉字通过键盘输入计算机而设计。

◇ 面向用户。

◇五笔输入法的码；拼音输入法的码。各自有自的编码规则。

◇目前，已申请专利的汉字输入编码方案有六、七百种之多，而且还不断有新的输入方法问世，以致于有"万码奔腾"之喻。

◇ 可把这些数量众多的输入码归纳为四大类：数字编码、拼音码、字形码和音形码。其中，目前应用最广泛的是拼音码和字形码。

汉字的字形码

◇字形码是表示汉字字形信息（汉字的结构、形状、笔划等）的编码，用来实现计算机对汉字的输出（显示、打印）。

◇ 每一个汉字的字形都必须预先存放在计算机内，例如GB2312国标汉字字符集的所有字符的形状描述信息集合在一起，称为字形信息库，简称字库。

◇ 通常分为点阵字库和矢量字库。目前汉字字形的产生方式大多是用点阵方式形成汉字，即是用点阵表示的汉字字形代码。

◇ 根据汉字输出精度的要求，有不同密度点阵。

◇ 汉字字形点阵有16×16点阵、24×24点阵、32×32点阵等。

◇ 汉字字形点阵中每个点的信息用一位二进制码来表示，“1”表示对应位置处是黑点，“0”表示对应位置处是空白。字形点阵的信息量很大，所占存储空间也很大，例如16×16点阵，每个汉字就要占32个字节(16×16÷8＝32)；24×24点阵的字形码需要用72字节(24×24÷8＝72)，

因此字形点阵只能用来构成“字库”，而不能用来替代机内码用于机内存储。

◇ 字库中存储了每个汉字的字形点阵代码，不同的字体(如宋体、仿宋、楷体、黑体等)对应着不同的字库。

◇ 在输出汉字时，计算机要先到字库中去找到它的字形描述信息，然后再把字形送去输出。