1.1 信息在计算机中的表示
计算机基础知识

1.3.3 控制器
控制器是全机的指挥中心,它控制各部件动作,使 整个机器连续地、有条不紊地运行。控制器工作的 实质就是解释程序。 控制器每次从存储器读取一条指令,经过分析译码, 产生一串操作命令,发向各个部件,进行相应的操 作。接着从存储器取出下一条指令,再执行这条指 令,依次类推。通常把取指令的一段时间叫做取指 周期,而把执行指令的一段时间叫做执行周期。因 此,控制器反复交替地处在取指周期与执行周期之 中,直至程序执行完毕。
CPU
2、控制器 3、存储器: 内存:RAM 外存:硬盘、软盘、光驱 4、输入设备:键盘、鼠标等 5、输出设备:显示器、打印机
显示器
主机
键盘 鼠标 音箱
1.3.1 运算器
运算器是完成二进制编码的算术或逻辑运算的部件。运算 器由累加器(用符号A表示)、通用寄存器(用符号B表 示)和算术逻辑单元(用符号ALU表示)组成 ,其结构 如图1-6所示,其核心是算术逻辑单元。
输出设备是变换计算机输出信息形式的部件。 它将计算机运算结果的二进制信息转换成人 类或其它设备能接收和识别的形式,如字符、 文字、图形、图像、声音等。目前广为使用 的输出设备有激光打印机、绘图仪、显示器 等。
1.3.6 总线
计算机的各个部件通过一组被称为总线(BUS) 的公用信号线联系起来。这些总线按照传送 信息的不同分为地址总线(AB)、数据总线 (DB)和控制总线(CB),其中地址总线用于传 送地址信息,数据总线用于传输数据或程序, 控制总线用于传输控制信号。
1.2.5 常用的信息编码 2、汉字的编码 汉字是象形文字,因此不能直接将汉字对 应到ASCII 编码的字符集中,需要分别对 输入、存储和输出进行编码。
1.3 计算机的硬件系统 逻辑上可以分为五大类:运算器、控制器、 存储器、输入设备和输出设备。
计算机中信息表示

计算机中信息表⽰1、概述现在的我们⽆时⽆刻不在接触计算机,即常说的电脑。
计算机能⼲很多事,⽐如浏览⽹页、看视频、玩游戏、办公等,实现这些功能都需要计算机有信息存储和处理的能⼒。
现代计算机的信息存储和处理都以⼆进制为基础,简单来说我们在电脑上看到的信息(⽐如⽂字、图⽚、⾳频、视频)都是以⼆进制表⽰的形式存储在计算机上或被计算机以⼆进制这种形式处理的。
⽐如我们在计算机上的记事本中写⽇记,写⼊的是中⽂,在计算机中是以⼆进制编码(01010......)存储的,同时会给这些⼆进制编码指定⼀种解释⽅式,⽐如GB2312编码等,这样⽇记显⽰在屏幕上的才是中⽂。
为什么计算机选择⼆进制存储和处理信息?主要原因是⼆进制容易被电⼦元件表⽰、存储和传输,⽐如可以以电压⾼低表⽰0/1,或以磁场的⽅法顺时针和逆时针表⽰0/1等。
我们⽇常使⽤⼗进制表⽰数字,原因是每个⼈都有⼗个⼿指或⼗个脚趾,使⽤⼗进制符合我们⼤部分⼈的认知,也⽅便⽇常使⽤。
1.1 计算机存储和表⽰的基本单位计算机中存储和表⽰数据的基本单位是位 (bit),和我们平常在⼗进制中所说的位概念相同,⽐如个位、⼗位、百位等。
⼆进制中每位的取值范围是0或者1。
计算机中每8位代表⼀个字节(byte),即 1byte = 8bit,这是计算机中的常⽤存储⼤⼩单位。
⽐字节⼤的还有KB、MB、GB、TB、PB、EB,其换算关系如下:1KB = 1024B,1MB = 1024KB,1GB = 1024MB,1TB = 1024GB,1PB = 1024TB,1EB = 1024PB。
’需要注意两个问题:1. B和b的区别,⼤写B代表字节,⼩写b代表⽐特位。
⽐如1KB = 8Kb,常见的⽹速10Mbps,代表每秒10Mb,即⼤约1MB/s;2. 标准换算关系是 1KB = 1024B,但在⼀般⾮正式计算中为了⽅便计算,使⽤1KB = 1000B,其他的依此类推。
⽐如新买的电脑的磁盘或U盘,标称⼤⼩和实际⼤⼩不符合1024的换算关系,原因就是在⼯程制造中⼀般使⽤1000的换算⽐例,⽽计算机使⽤的1024的换算⽐例,所以会导致存在⼀定的偏差。
计算机一级知识点:数据在计算机中的表示

计算机一级知识点:数据在计算机中的表示计算机一级知识点:数据在计算机中的表示计算机等级考试分为四个等级,不同等级的内容不同,下面,就和店铺一起来看一看计算机一级知识点:数据在计算机中的表示,希望对大家有帮助!数据在计算机中的表示计算机所表示和使用的数据可分两大类:数值数据和字符数据【非数值数据】,任何形式的数据进入计算机都必须进行二进制编码转换,计算机内部均用二进制数来表示各种信息。
1.2.1 数据与信息信息:information,各种事物变化和特征的反映,事物之间的联系与相互作用的表征。
如语言文字,图像图形,数值,声音,符号等1.2.2 计算机的数据使用二进制“0”与“1”两个数码。
模拟数据与数字数据的转换:ad/da1.2.3 计算机数据的单位1),比特(bit) 数据的最小单位,用“0”与“1”两个数码表示,每一个数码占一位。
2),字节(Byte),8为二进制组成(1 Byte=8 bit),千字节 1KB=1024 B=210B兆字节 1MB=1024 KB=220B吉字节 1GB=1024 MB=230B太字节 1TB=1024 GB=240B3,字长计算机的主要指标,反映建设的计算能力和计算精度。
字长越长计算机的数据处理速度越快。
8位,16位,32位,64位,128位。
1.2.4 仅为计数制及转换1,进位计数制进位制基数基本符号权表示形式二进制 2 0,1 21 B八进制 8 0,1,2,3,4,5,6,7 81 0十进制 10 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, 101 D十六进制 16 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, 161 HA,B,C,D,E,F2,R进制转换为十进制在一个数的个位、十位、百位、千位等上的数字乘上他们的权,才可以表示他的.实际值。
将R进制是按劝展开求和即可得到相应的十进制数,实现R进制转换为十进制。
3,十进制转换为R进制十进制转换为R进制时,将此数值分成整数和小数两部分分别进行转换,然后再拼接起来即可。
1.1计算机中数的表示及运算

考点1.1 计算机中数据的表示及运算一. 机器数和码制原码、反码、补码具体概念我就不重复了,只重申下相关结论:a.正数的原码、反码、补码都相同。
b.负数的反码为原码的按位取反(保持符号位不变),补码为反码加1。
二.存储单元中的数据(存储单元包括存储器中的存储单元和寄存器)在计算机的存储器的存储单元中的数据均以补码形式存放的,于是在计算机中的数据表示有下面结论:a不使用原码与反码。
但原码与反码可以作为计算真值的中间媒介。
b存储单元中的数据以补码形式存在。
c 数据的存取与运算都以补码形式进行。
d补码就是机器数,机器数就是补码三.定点数与浮点数1. 数的定点表示方法定点数是小数点固定的数。
在计算机中没有专门表示小数点的位,小数点的位置是约定默认的。
一般固定在机器数的最低位之后,或是固定在符号位之后。
前者称为定点纯整数,后者称为定点纯小数。
(1). 定点整数——小数点位置固定在数的最低位之后如:Dn-1 Dn-2 • • • • • • D1 D0.范围:2n-1 -1~ -2n-1 (采用字长n=16位补码时其值为32767 ~ -32768)(2). 定点小数——小数点位置固定在数的符号位之后、数值最高位之前。
如:D0. D-1 • • • • • • D-(n-2) D-(n-1)范围:1 - 2-(n-1) ~ -1(采用字长n=16位时其值为32767/32768 ~ -1)其中n表示字长多少位例1:2. 数的浮点表示方法浮点数:浮点数是指小数点位置不固定的数,它既有整数部分又有小数部分,如123.55、33.789等。
(1). 浮点数的表示:是把字长分成阶码和尾数两部分。
其根据就是:与科学计数法相似,任意一个J进制数N,总可以写成N = J E× M式中M称为数N的尾数(mantissa),是一个纯小数;E为数N的阶码(e x ponent),是一个整数,J称为比例因子J E的底数。
计算机组成原理[完整版](罗克露)(全)原版
(全)原版](https://img.taocdn.com/s3/m/3e9704064431b90d6c85c7a0.png)
S =( R )
R所占位数少; 访问R比访问M快
用于访问固定的存储单元或寄存器。
(3)间接寻址 指令给出操作数的间接地址。
存储单元号 (数在M中) 寄存器号 (数在M中)
间址单元 地址指针
M
● 存储器间址
格式 操作码θ 间接地址D
D=0030
0060
... 0060 S ...
尾数规格化:1/2≤ M
<1 最高有效位绝对值为1
第二节
指令信息的表示
指令:指示计算机执行某类操作的信息的集合。 本节主要讨论:一般指令格式 常用寻址方式 面向用户指令类型 2.2.1 指令格式
指令基本格式 操作码θ
一个
地址码 D
一个或几个
1. 指令字长
定长指令格式 变长指令格式 2. 操作码结构 (1) 定长操作码 各指令θ 的位置、位数固定相同。 便于控制 合理利用存储空间
数据信息 控制信息 数值型数据 非数值型数据 指令信息等
第一节
数据信息的表示
2.1.1 表示数据的大小
二进制、八进制、十六进制、二-十进制
2.1.2 表示数据的符号
原码、补码、反码
2.1.3 表示小数点
定点、浮点
1. 定点表示法 类型
无符号数 00000000 ( 0) 11111111 (255)
例.ADD;
执行前: 执行后:
低 低
SP
10 20 46
SP
高
30 46
高
2.2.2 寻址方式 是指寻找操作数地址或操作数的方式。
1. 常见寻址方式
(1) 立即寻址 指令直接给出操作数。
定长格式:操作码θ 立即数S 变长格式:基本指令 立即数S
计算机中数据信息的表示

1.3 计算机中数值的表示
1.3.1 机器数的编码表示
正数的补数即该正数本身。 一个正数和一个负数互为补数时,它们绝对值之和即为模数。 一个负数可用它的正补数来代替,而这个正补数可以用模加上负
101001010 =01001010;(只有八位,最高位第九位自然丢失) 即验证了正数的补码为该正数本身。
1.3 计算机中数值的表示
1.3.1 机器数的编码表示
[Y]原=11001010 [Y]补=11001010+模=11001010+100000000=100000000+11001010
=100000000+(-1001010)=11111111+1-1001010 =(11111111-1001010)+1 可以看出,上式中(11111111-1001010)符号位为1,数值位为各位取 反,即有: [Y]补=10110101+1=10110110 其中(10110101)我们对(-1001010)定义为反码,即符号位为1,数值位 各位取反。
1.2 进位计数制及其相互转换
1.1.4 二进制与十进制间的相互转换
二级制转换为十进制 二进制各位的权为2i ,将二进制数按权展开,相加即得十 进制数。
十进制转换为二进制 二进制各位的权为2i ,将十进制数按权对应展开,即得二 进制数。
1.3 计算机中数值的表示
1.3.1 机器数的编码表示
1. 原码表示法 整数的最高位用于符号位,规定0表示“+”号,1表示“-”
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
《大学计算机基础》第1章-计算机基础知识

17
1.1.5 计算机的类型
按速度等指标分类
巨型机 大型通用机 微型计算机
工作站 服务器
按用途及使用范围分类
专用计算机 通用计算机
18
1.1.6 计算机的新技术
嵌入式技术
将计算机作为信息处理的部件, 嵌入到应用系统中的一种技术。
网格计算
充分利用成千上万个网络中 的闲置计算机共同参与计算。
中间件技术
9
第三代计算机
采用中、小 规模集成电 路代替了独 立元件晶体 管。
10
将电脑浓缩在一颗芯片上
750,000,000 晶
体
管
数
0.18微米芯片
目
2,300
10微米芯片 4004
奔腾4
11
计算机第一定律——摩尔定律
晶 体 管 数
计算机的CPU性能 每18个月,集成度将翻一番,速度
将提高一倍,而其价格将降低一半。
信息技术 ➢ 联合国教科文组织对信息技术的定义
应用在信息加工和处理中的科学、技术与工 程的训练方法和管理技巧;上述方面的技巧 和应用;计算机及其与人、机的相互作用; 与之相应的社会、经济和文化等诸种事物。
24
现代信息技术的内容和特点
现代信息技术的内容 ➢ 信息基础技术
新材料、新能源、新器件的开发和制造技术
单
位
时
间百
执
万 条
/
行每
的秒
指
令
数
12
1.1.2 计算机发展的几个阶段
根据计算机所采用的物理器件,将计算机的发展 分为四个阶段
第一代
(1946~1958) 电子管
5千~几万(次/秒)
第二代
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信息科学技术学院
指定教材: 程序设计与算法(一)
李文新郭炜
主讲教师互动微博:
/guoweiofpku
信息科学技术学院《程序设计与算法》二进制和十六进制
计算机的电路由逻辑门电路组成。
一个逻辑门电路可以看成一个开关,每个开关的状态是“开"(高电位)或“关”(低电位),即对应于1或0
●计算机的电路由逻辑门电路组成。
一个逻辑门电路可以看成一个开关,每个开关的状态是“开"(高电位)或“关”(低电位),即对应于1或0
●二进制数的一位,取值只能是0或1,称为一个“比特”(bit),简写:b
●计算机的电路由逻辑门电路组成。
一个逻辑门电路可以看成一个开关,每个开关的状态是“开"(高电位)或“关”(低电位),即对应于1或0
●二进制数的一位,取值只能是0或1,称为一个“比特”(bit),简写:b ●八个二进制位称为一个“字节”(byte),简写: B
●计算机的电路由逻辑门电路组成。
一个逻辑门电路可以看成一个开关,每个开关的状态是“开"(高电位)或“关”(低电位),即对应于1或0
●二进制数的一位,取值只能是0或1,称为一个“比特”(bit),简写:b ●八个二进制位称为一个“字节”(byte),简写: B
● 1024(210)字节称为1KB ,1024KB称作1MB(1兆),1024MB称作1GB,1024GB 称作1TB。
●0和1足以表示和传播各种信息。
比如,用8个连续的0或1(即1个字节)来表示一个字母、数字或标点符号,比如用“00100000”表示空格,用“01100001”表示字母“a”,用“01100010”表示字母“b”,用“01100011”表示字母“c”……。
由8个0或者1的组成的串,一共有28即256种不同的组合,这就足以表示10个阿拉伯数字以及英语中用到的所有字母和标点符号了。
此即为ASCII编码方案。
●图片、视频和可执行程序,也可以用0和1表示
K进制数到十进制数的转换
假设有一个n+1位的K进制数,它的形式如下:
A n A
n-1
A
n-2。
A
2
A
1
A
则其大小为:
A0×K0 + A1×K1+ ……+ A n-1×K n-1+ A n×K n
十进制到K 进制数的转换 -- 短除法
给定一个整数N 和进制K ,那么N 可表示成以下形式:
N = A 0×K 0+A 1×K 1+A 2×K 2+……+A n-1×K n-1+A n ×K n = A 0 +K (A 1 +A 2×K 1+……+A n-1×K n-2+A n ×K n-1)
N 除以K 所得到的余数是A 0,商是A 1+A 2×K 1+……+A n-1×K n-2+A n ×K n-1。
将这个商再除以K ,就得到余数A 1,新的商是
A 2 + A 3×K 1+……+A n-1×K n-3+A n ×K n-2
不停地将新得到的商除以K ,直到商变成0,就能依次求得A 0 、A 1、 A 2 …… A n-1 、A n 。
显然,A i <K ( i = 0…n),且最终得到的K 进制数就是: A n A n-1A n-2。
A 2A 1A 0
十六进制数
十六进制数应该有16个数字,除0到9外:
A 10
B 11
C 12
D 13
E 14
F 15
小写也可以
十六进制数到十进制数的转换 11 十六进制数 转换计算过程
十进制数 0
0×160 0 1 1×160 1 A
10×160 10 10
0×160+1×161 16 100
0×160+0×161+1×162 256 AFD2 2×160+13×161+15×162+
10×163 45010。