主讲老师熊杰

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1、主讲老师：熊杰主讲老师：熊杰Phone:83201232(O),18908220373(M)Email:Address:Me building 2472023年年2月月3日日l2.1 计算机的发展与应用l2.2 计算机中信息的表示l2.3 计算机系统的基本组成l2.4 计算机信息安全一一 什么是数制什么是数制 用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数的方用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数的方法。数制也称为进制，进位计数制的简称，在日常生法。数制也称为进制，进位计数制的简称，在日常生活中我们最熟悉是十进制，除了十进制外，还有多种活中我们最熟悉是十进制，除了十进制外，还有多种计数制。计数制。

2、在计算机中用的数制为：二进制，与此相关的有十在计算机中用的数制为：二进制，与此相关的有十进制、八进制、十六进制。进制、八进制、十六进制。可行性：若使用十进制数，则需要这样的电子器件，它必可行性：若使用十进制数，则需要这样的电子器件，它必须有能表示须有能表示09数码的数码的10个物理状态，这在技术上是相当个物理状态，这在技术上是相当困难的，而使用二进制数，只需困难的，而使用二进制数，只需0，1两个状态，技术上轻两个状态，技术上轻而易举而易举。可靠性：二进制只有两种状态，数字传输处理不易出错。可靠性：二进制只有两种状态，数字传输处理不易出错。简易性：二进制运算法则比较简单，如：简易性：二进制运算法

3、则比较简单，如：求和法则求和法则(3个个)：0+0=0,0+1=1+0=1,1+1=10 求积法则求积法则(3个个)：00=0，01=10=0，11=1 使计算机运算器的结构大大简化，控制也简单，较容易实现使计算机运算器的结构大大简化，控制也简单，较容易实现 逻辑性：可用进制的逻辑性：可用进制的0，1直接代表逻辑代数中的直接代表逻辑代数中的“假假”和和“真真”计算机为何采用二进制计算机为何采用二进制 1.十进制数十进制数十进制有以下一些规律：十进制有以下一些规律：有有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共共10个基本数码；个基本数码；逢十进一；逢十进一；每个数位的位值称每个数位的位值称“权权

4、”，均是基数，均是基数10的某次幂。例如将十进的某次幂。例如将十进制数制数469.42按权展开可写成：按权展开可写成：469.42=4102+6101+9100+4101+2102100000000100000001000000100000100001000100 101.0.10.01 0.001108107106105104103102101100.10-110-210-3469.422561286432168421.0.50.250.125282726252423222120.2-12-22-31011上面这个数同样可通过按上面这个数同样可通过按“权权”展开式，求出它的值展开式，求出它的

5、值（十进制数）（十进制数）(101110111101)2=(5675)8=5 83+682+781+580=(3050)10上面数上面数(FDE)16可用下式求出十进制数值：可用下式求出十进制数值：(FDE)16=15162+13161+14160=(4062)10如一个二进制数如一个二进制数 1111 1101 1110 从右到左每从右到左每4位合成一组位合成一组 15 13 14 (用十进制分开表示用十进制分开表示)F D E (用十六进制分开表示用十六进制分开表示)4位二进制数可表示位二进制数可表示00001111，16个数，即逢个数，即逢16进一。进一。二进制二进制八进制八进制十进制十

6、进制十六进制十六进制三、不同进位制数之间的相互转换三、不同进位制数之间的相互转换非十进制数转换成十进制数：按权展开求和非十进制数转换成十进制数：按权展开求和l进位计数制的三要素：进位计数制的三要素：数位：数码在一个数中所处的位置。数位：数码在一个数中所处的位置。基数：每个数位上所能使用的数码的个数。基数：每个数位上所能使用的数码的个数。位权：处在某一位上的位权：处在某一位上的“1”所表示的数值的大小。所表示的数值的大小。（N进制数中，整数部分第进制数中，整数部分第i位的位的位权为位权为Ni-1,小数部小数部分第分第j位的位权为位的位权为N-j。l十进制十进制(101.1)10110201011

7、100110-1l二进制二进制(101.1)212202112012-1(5.5)10l八进制八进制(101.1)818208118018-1(65.125)10l十六进制十六进制 (101.1)16116201611160116-1(257.0625)10(1357)(1357)1010 =1=110103 3+3+310102 2+5+510101 1+7+710100 0=(1357)(1357)1010 (1011)(1011)2 2=1 1 2 23 3 +0+02 22 2 +1+12 21 1+1+12 20 0=(11)=(11)1010(5675)(5675)8 8=5 5

8、8 83 3 +6+68 82 2 +7+78 81 1+5+58 80 0=(3050)=(3050)1010(FDE)(FDE)1616 =151516162 2 +13+1316161 1+14+1416160 0=(4062)=(4062)1010(1357)(1357)1010 =(1011)(1011)2 2=(5675)(5675)8 8=(FDE)(FDE)1616 =十进制数转换成非十进制数的方法：十进制数转换成非十进制数的方法：整数整数部分的转换采用除基数取余部分的转换采用除基数取余 小数小数部分的转换采用乘基数取整部分的转换采用乘基数取整十进制整数转换二进制2762380

9、20 219021 29122 24123 22024 21025 20126 2561286432168421.0.5 0.25 0.125282726252423222120.2-12-22-310011000.812521.625取整12-1 0.62521.25取整12-2 0.2520.5取整02-3 0.521取整12-4 十进制小数转换二进制1286432168421.0.50.25 0.125 0.06252726252423222120.2-12-22-32-40.1101二进制二进制 十进制十进制 八进制八进制 十六进制十六进制0000 0 0 00000 0 0 0000

10、1 1 1 10001 1 1 10010 2 2 20010 2 2 20011 3 3 30011 3 3 30100 4 4 40100 4 4 40101 5 5 50101 5 5 50110 6 6 60110 6 6 60111 7 7 70111 7 7 71000 8 10 81000 8 10 81001 9 11 91001 9 11 91010 10 12 A1010 10 12 A1011 11 13 B1011 11 13 B1100 12 14 C1100 12 14 C1101 13 15 D1101 13 15 D1110 14 16 E1110 14 16

11、E1111 15 17 F1111 15 17 F 除二取余，直到商为零为止，倒排。除二取余，直到商为零为止，倒排。,(86)10=(1010110)2规则：乘二取整，直到小数部分为零或给定的精度为止，顺排。例：将十进制数0.875转化为二进制数 0.875 2 1.75 0.75 2 1.5 0.5 2 1.0 所以(0.875)10=(0.111)2(1101.1)2=1 23+1 22+021+1 20+1 2-1 =（8+2+1+0.5+0.25）10 =（11.75）10 按按“权权”展开，求和。展开，求和。l方法三合一法三合一法整数部分：自右向左，三个一组，不够补零，每组对应一个八

12、进制数码。小数部分：自左向右，三个一组，不够补零，每组对应一个八进制数码。l例如：将（10100101.10111）2 转换成八进制数。（10100101.10111）2=(010 100 101.101 110)2 =（2 4 5.5 6）8 l方法一分为三法一分为三法 八进制 0 1 2 3 4 5 6 7 二进制 000 001 010 011 100 101 110 111 例如：将（207.54）8转换成二进制：2 0 7.5 4 010 000 111.101 100 所以，（207.54）8=（010000111.101100）2 =（10000111.1011）2l方法四合一法

13、四合一法整数部分：自右向左，四个一组，不够补零，每组对应一个十六进制数码。小数部分：自左向右，四个一组，不够补零，每组对应一个十六进制数码。例：(11001111.01111)2=(1100 1111.0111 1000)2 =(C F .7 8)16l方法一分为四法一分为四法十六进制 0 1 2 3 4 5 6 7二进制 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111十六进制 8 9 A B C D E F二进制 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111例如（1E4.2A）16=（0001 1110 0100.0010 1

14、010）2 =（111100100.0010101）2例：将（例：将（188.88188.88）1010转化为二进制转化为二进制.0112.1.12472232522120.0.1.1.12188294.0余数余数（1 1）整数部分：）整数部分：（188188）1010（1011110010111100）2 2（1011110010111100）2 21 12 27 70 02 26 61 12 25 51 12 24 41 12 23 31 12 22 20 02 21 10 02 20 0 （188188）1010（2 2）小数部分：）小数部分：0.88 21.76 2.11.52 2.1

15、1.04 2.10.08 2.00.16 2.00.32 2.00.64.0整数整数（0.11100000.1110000）2 21 12 2-1-11 12 2-2-21 12 2-3-30 02 2-4-4 （0.8750.875）1010（0.880.88）10 10 （0.11100000.1110000）2 2l将(76)10转换为八进制l将(1001100)2转换为十六进制（114)8(4C)16信息的表示有两种形态：人类可识别、理解的信息形态；计算机能够识别和理解的信息形态。目前微机中普遍使用的编码是目前微机中普遍使用的编码是ASCII码，码，ASCII码是码是美国标准信息交换码

16、美国标准信息交换码(American Standard Code for Information Interchange)，该码被，该码被ISO采纳，作为国际采纳，作为国际上通用的信息交换标准代码。上通用的信息交换标准代码。ASCII码是用码是用7位二进制数的不同编码来表示位二进制数的不同编码来表示128个不个不同的字符同的字符(27=128)，最高位置，最高位置l用7位二进制数表示了128个字符：10个数码0952个字母AZ az32个标点符号、运算符34个控制码lASCII码，是用数字0-127（即二进制00000000到01111111）来表示 b b7 7b b6 6b b5 5b b

17、4 4b b3 3b b2 2b b1 100000000100101001001101110010010110111011011111100000000NULNULDLEDLESPSP0 0 P Pp p00010001SOHSOHDC1DC1！1 1A AQ Qa aq q00100010STXSTXDC2DC2”2 2B BR Rb br r00110011ETXETXDC3DC3#3 3C CS Sc cs s01000100EOTEOTDC4DC4$4 4D DT Td dt t01010101ENQENQNAKNAK%5 5E EU Ue eu u01100110ACKACKSYN

18、SYN&6 6F FV Vf fv v如字母如字母A的的ASCII码为：码为：01000001b b7 7b b6 6b b5 5b b4 4b b3 3b b2 2b b1 100000000100101001001101110010010110111011011111101110111BELBELETBETB7 7G GW Wg gw w10001000BSBSCANCAN（8 8H HX Xh hx x10011001HTHTEMEM）9 9I IY Yi iy y10101010LFLFSUBSUB*：J JZ Zj jz z10111011VTVTESCESC+；K K k k 11

19、001100FFFFFSFS，N Nn n 11111111SISIVSVS/？O Oo oDELDEL 目的：为了用计算机处理汉字，同样也需对汉字目的：为了用计算机处理汉字，同样也需对汉字 编码。编码。计算机处理汉字的过程实际上是各种汉字编码间的转计算机处理汉字的过程实际上是各种汉字编码间的转换过程。这些汉字编码有：换过程。这些汉字编码有：汉字信息交换码汉字信息交换码、汉字汉字输入码输入码、汉字内码汉字内码、汉字输出码汉字输出码、汉字地址码汉字地址码等。等。与与ASCII一样，汉字需要建立一个汉字一样，汉字需要建立一个汉字编码的标准，编码的标准，1981年我国颁布了国家标准汉年我国颁布了国家

20、标准汉字编码，即字编码，即信息交换用汉字编码字符集信息交换用汉字编码字符集基本集基本集国家标准代号是国家标准代号是GB2312-80码，码，简称国标简称国标GB码，码，GB码共收录汉字、字母、码共收录汉字、字母、图形等字符图形等字符7445个，其中汉字个，其中汉字6763个，个，682个个非汉字图形符号。非汉字图形符号。区位码是国际码的一种变形，编码方式是把区位码是国际码的一种变形，编码方式是把7445个个国标码排列在国标码排列在9494的矩阵中，每一行称为的矩阵中，每一行称为“区区”，每，每一列称为一列称为“位位”，分别用，分别用194的两位十进制表示。把区的两位十进制表示。把区号和位号连接

21、起来便为号和位号连接起来便为“区位码区位码”。如。如“啊啊”的区位码的区位码是是1601，即，即16区区01位。位。与国标码转换关系：将区号和列号分别转换为十六与国标码转换关系：将区号和列号分别转换为十六进制，再分别加进制，再分别加20H：区位码区位码 2020H 国标码国标码如：如：“保保”字字，区位码，区位码1703D，转，转16进制为进制为1103H+2020H 3123 区号位号 汉字机内码（也称内码）是为了能汉字机内码（也称内码）是为了能够在计算机内部对汉字进行传输和处理够在计算机内部对汉字进行传输和处理的编码。不论何种输入码，输入的汉字的编码。不论何种输入码，输入的汉字在机器内部都

22、要转换成内码，然后才能在机器内部都要转换成内码，然后才能传输和处理。传输和处理。内码内码=国标码国标码8080H 为了避免为了避免ASCII码和国标码同时使用码和国标码同时使用时产生二义性问题，大部分汉字系统都时产生二义性问题，大部分汉字系统都采用将国标码每个字节高位置采用将国标码每个字节高位置1作为汉作为汉字机内码。这样既解决了汉字机内码与字机内码。这样既解决了汉字机内码与西文机内码之间的二义性，又使汉字机西文机内码之间的二义性，又使汉字机内码与国标码具有极简单的对应关系。内码与国标码具有极简单的对应关系。l国标码是汉字信息交换的标准编码，但因其前国标码是汉字信息交换的标准编码，但因其前后字

23、节的最高位为后字节的最高位为0，与，与ASCII码发生冲突，如码发生冲突，如“保保”字，国标码为字，国标码为31H和和23H，而西文字符，而西文字符“1”和和“#”的的ASCII也为也为31H和和23H，现假如内，现假如内存中有两个字节为存中有两个字节为31H和和23H，于是就出现了二，于是就出现了二义性，因此，国标码是不可能在计算机内部直义性，因此，国标码是不可能在计算机内部直接采用的，于是汉字的机内码采用变形国标码，接采用的，于是汉字的机内码采用变形国标码，其变换方法为：将国标码的每个字节都加上其变换方法为：将国标码的每个字节都加上128，即将两个字节的最高位由即将两个字节的最高位由0改改

24、1，其余，其余7位不变位不变.l“保保”字的国标码为字的国标码为3123H，3123H+8080H=B1A3H 保字的机内码就是保字的机内码就是B1A3H。l显然，汉字机内码的每个字节都大于显然，汉字机内码的每个字节都大于128，这就解决了与西文字符的这就解决了与西文字符的ASCII码冲突码冲突的问题。的问题。汉字的输入、输出、处理过程，实际上是汉字的输入、输出、处理过程，实际上是汉字的各种代码之间的转换过程。首先使用键汉字的各种代码之间的转换过程。首先使用键盘敲入外码，外码通过字典转化为内码，内码盘敲入外码，外码通过字典转化为内码，内码在计算机内部进行存储和处理，然后处理机根在计算机内部进行

25、存储和处理，然后处理机根据内码计算出地址码，按地址码从字库中取出据内码计算出地址码，按地址码从字库中取出输出码，实现汉字的显示或打印。输出码，实现汉字的显示或打印。二进制单位二进制单位 单位换算例子位bit最小的数据单位11014位111000118位字节Byte1B1B=8bit1KB1KB=210B=1024B1MB1MB=220B1GB1GB=230B字Word1B8位111000112B16位11100011 111000114B32位11100011 11100011 11100011 111000118B64位11100011 11100011 11100011 1110001111100011111000111110001111100011