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計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教程
本書(shū)是為“大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)”課程編寫(xiě)的教材,是根據(jù)社會(huì)對(duì)應(yīng)用型高校學(xué)生的需求和教育部非計(jì)算機(jī)專業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)提出的高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求組織編寫(xiě)的。全書(shū)共分8章,主要內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)與計(jì)算思維、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、軟件工程基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和多媒體技術(shù)基礎(chǔ)。其中第3~6章的內(nèi)容是全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試二級(jí)公共基礎(chǔ)知識(shí)部分。本書(shū)具有內(nèi)容豐富、層次清晰、通俗易懂、圖文并茂、易教易學(xué)的特色,旨在拓展學(xué)生的視野,使他們?cè)诟髯缘膶I(yè)中能夠有意識(shí)地借鑒、引入計(jì)算機(jī)科學(xué)中的一些理念、技術(shù)和方法,提高大學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用能力,同時(shí)書(shū)中部分內(nèi)容也是全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的公共基礎(chǔ)知識(shí)部分,通過(guò)學(xué)習(xí),可以提高計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的通過(guò)率,為學(xué)生就業(yè)提供條件。
適讀人群 :本書(shū)適合作為普通本科院校、獨(dú)立學(xué)院、高職高專等學(xué)校非計(jì)算機(jī)專業(yè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教材,也可以作為準(zhǔn)備參加全國(guó)計(jì)算機(jī)二級(jí)考試和江蘇省計(jì)算機(jī)二級(jí)考試人員的參考書(shū)。
《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教程》是為非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)而編寫(xiě)的教材。本書(shū)系統(tǒng)、全面地介紹了計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的概念和發(fā)展,結(jié)構(gòu)合理、內(nèi)容豐富而實(shí)用,各章既具獨(dú)立性又有連貫性,從頭到尾貫穿了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)內(nèi)容。讀者不僅能從中了解計(jì)算機(jī)的基本內(nèi)容,而且還能掌握計(jì)算機(jī)的基本原理、基本知識(shí)和基本方法,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。本書(shū)的特點(diǎn)是緊貼非計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)需求,圖文并茂,突出基本原理和基本概念的闡述,同時(shí)兼顧了全國(guó)計(jì)算機(jī)二級(jí)考試和江蘇省計(jì)算機(jī)二級(jí)考試中的公共基礎(chǔ)部分。
本書(shū)是一本計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教材,包含了計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本操作方法。本書(shū)不僅與江蘇省計(jì)算機(jī)等級(jí)考試(二級(jí))中的公共基礎(chǔ)部分緊密銜接,還加入了全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試(二級(jí))公共基礎(chǔ)部分,可作為高等院校非計(jì)算機(jī)專業(yè)計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課程教材,也可供自學(xué)者或相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)、參考。本書(shū)是由從事多年高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的專職教師,根據(jù)豐富的理論知識(shí)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)歷年考試真題的潛心研究,依據(jù)最新計(jì)算機(jī)等級(jí)考試大綱編寫(xiě)而成的。本書(shū)內(nèi)容豐富、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、語(yǔ)言簡(jiǎn)明扼要、通俗易懂,具有很強(qiáng)的專業(yè)性、可操作性和實(shí)用性。全書(shū)共7章,內(nèi)容主要包括信息技術(shù)概述、信息在計(jì)算機(jī)中的表示、計(jì)算機(jī)硬件、計(jì)算機(jī)軟件、軟件工程基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等。本書(shū)由江蘇科技大學(xué)教師劉廣峰、黃霞擔(dān)任主編,由江蘇科技大學(xué)汪燕、孫娜、李佳、王紅梅、劉書(shū)一、杜曉明擔(dān)任副主編。其中,第1章由汪燕和劉書(shū)一編寫(xiě),第2章由劉廣峰和王紅梅編寫(xiě),第3章由黃霞編寫(xiě),第4章由孫娜編寫(xiě),第5章由汪燕和李佳編寫(xiě),第6章由劉廣峰和汪燕編寫(xiě),第7章由劉廣峰和杜曉明編寫(xiě)。所有章節(jié)由劉廣峰和黃霞統(tǒng)稿。另外,在審稿過(guò)程中,非常感謝江蘇科技大學(xué)張家港校區(qū)2015級(jí)機(jī)械電子工程專業(yè)胡蓉、成輝,張金同學(xué),機(jī)械設(shè)計(jì)及制作專業(yè)王雪、宋海升、李飄逸、高峰同學(xué),江蘇科技大學(xué)蘇州理工學(xué)院2015級(jí)通信工程專業(yè)張風(fēng)同學(xué)、江蘇科技大學(xué)蘇州理工學(xué)院2015級(jí)電氣工程專業(yè)薛鵬同學(xué)的參與。由于作者水平有限,編寫(xiě)時(shí)間倉(cāng)促,書(shū)中難免存在疏漏、不當(dāng)之處,敬請(qǐng)專家和讀者批評(píng)指正。為了方便教學(xué),本書(shū)還配有電子課件等教學(xué)資源包,任課教師和學(xué)生可以登錄“我們愛(ài)讀書(shū)”網(wǎng)(www.ibook4us.com)免費(fèi)注冊(cè)并瀏覽,或者發(fā)郵件至hustpeiit@163.com或levin0811@outlook.com免費(fèi)索取。
第1章信息技術(shù)概述()
1.1信息與信息技術(shù)()
1.1.1信息與信息處理()
1.1.2信息技術(shù)()
1.1.3信息處理系統(tǒng)()
1.1.4信息產(chǎn)業(yè)和信息化()
1.2微電子技術(shù)與集成電路()
1.2.1微電子技術(shù)()
1.2.2集成電路()
1.3計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)()
1.3.1計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的基本知識(shí)()
1.3.2信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)()
1.3.3信息系統(tǒng)的類型()
1.3.4常見(jiàn)信息系統(tǒng)()
習(xí)題()
第2章信息在計(jì)算機(jī)中的表示()
2.1數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)()
2.1.1信息的基本單位()
2.1.2不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換()
2.2信息在計(jì)算機(jī)中的表示()
2.2.1數(shù)值信息在計(jì)算機(jī)中的表示()
2.2.2文字在計(jì)算機(jī)中的表示()
2.2.3圖像在計(jì)算機(jī)中的表示()
2.2.4聲音在計(jì)算機(jī)中的表示()
2.2.5視頻在計(jì)算機(jī)中的表示()
習(xí)題()
第3章計(jì)算機(jī)硬件()
3.1計(jì)算機(jī)概述()
3.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展()
3.1.2計(jì)算機(jī)的邏輯組成()
3.1.3計(jì)算機(jī)的分類()
3.1.4計(jì)算機(jī)的應(yīng)用()
3.2CPU()
3.2.1CPU的結(jié)構(gòu)()
3.2.2指令()
3.2.3CPU的性能指標(biāo)()
3.2.4CPU系列型號(hào)()
3.3主板()
3.3.1主板的結(jié)構(gòu)類型()
3.3.2主板上的插槽和接口()
3.3.3主板上的芯片()
3.3.4主板選購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)及品牌()
3.4內(nèi)存儲(chǔ)器()
3.4.1存儲(chǔ)器的分類()
3.4.2內(nèi)存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)的存取()
3.4.3隨機(jī)存儲(chǔ)器()
3.4.4只讀存儲(chǔ)器()
3.4.5內(nèi)存的發(fā)展與性能指標(biāo)()
3.5外存儲(chǔ)器()
3.5.1硬盤(pán)()
3.5.2移動(dòng)硬盤(pán)()
3.5.3固態(tài)硬盤(pán)()
3.5.4U盤(pán)、存儲(chǔ)卡()
3.5.5光盤(pán)存儲(chǔ)器()
3.5.6硬盤(pán)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)()
3.6常用輸入/輸出設(shè)備()
3.6.1I/O相關(guān)概念()
3.6.2常用輸入設(shè)備()
3.6.3常用輸出設(shè)備()
3.6.4設(shè)備與設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的關(guān)系()
習(xí)題()
第4章計(jì)算機(jī)軟件()
4.1軟件的概念及分類()
4.1.1軟件的概念()
4.1.2軟件的分類()
4.1.3操作系統(tǒng)()
4.2算法()
4.2.1算法的概念()
4.2.2常用算法()
4.3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)()
4.3.1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念()
4.3.2線性表()
4.3.3棧和隊(duì)列()
4.3.4樹(shù)和二叉樹(shù)()
習(xí)題()
第5章軟件工程基礎(chǔ)()
5.1軟件工程與軟件生命周期()
5.1.1軟件危機(jī)與軟件工程()
5.1.2軟件工程過(guò)程與軟件生命周期()
5.1.3軟件工程的目標(biāo)與原則()
5.2軟件開(kāi)發(fā)方法()
5.2.1結(jié)構(gòu)化開(kāi)發(fā)方法()
5.2.2模塊化開(kāi)發(fā)方法()
5.2.3面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)方法()
5.3需求分析()
5.3.1需求分析與需求分析方法()
5.3.2結(jié)構(gòu)化分析方法()
5.3.3軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)()
5.4軟件設(shè)計(jì)()
5.4.1軟件設(shè)計(jì)概念()
5.4.2概要設(shè)計(jì)()
5.4.3詳細(xì)設(shè)計(jì)()
5.5軟件測(cè)試()
5.5.1軟件測(cè)試概念()
5.5.2軟件測(cè)試方法()
5.6軟件調(diào)試()
5.6.1程序調(diào)試()
5.6.2軟件調(diào)試()
5.7軟件維護(hù)()
5.7.1軟件維護(hù)概念()
5.7.2軟件維護(hù)分類()
習(xí)題()
第6章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)()
6.1數(shù)字通信技術(shù)()
6.1.1概述()
6.1.2傳輸介質(zhì)()
6.1.3移動(dòng)通信()
6.1.4調(diào)制解調(diào)技術(shù)()
6.1.5多路復(fù)用技術(shù)()
6.1.6交換技術(shù)()
6.2網(wǎng)絡(luò)的基本概念()
6.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本知識(shí)()
6.2.2網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與網(wǎng)絡(luò)軟件()
6.2.3網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)()
6.3計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)()
6.3.1局域網(wǎng)的特點(diǎn)與組成()
6.3.2常用局域網(wǎng)簡(jiǎn)介()
6.4互聯(lián)網(wǎng)()
6.4.1TCP/IP協(xié)議()
6.4.2IP地址及類型()
6.4.3互聯(lián)網(wǎng)的接入技術(shù)()
6.5互聯(lián)網(wǎng)提供的服務(wù)()
6.5.1電子郵件()
6.5.2文件傳輸()
6.5.3遠(yuǎn)程登錄()
6.5.4WWW信息服務(wù)()
6.6網(wǎng)絡(luò)信息安全()
6.6.1概述()
6.6.2數(shù)據(jù)加密()
6.6.3數(shù)字簽名()
6.6.4身份鑒別與訪問(wèn)控制()
6.6.5防火墻()
6.6.6計(jì)算機(jī)病毒防范()
習(xí)題()
第7章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)()
7.1數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念()
7.1.1數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)的發(fā)展階段()
7.1.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)()
7.1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式和兩級(jí)映射()
7.2數(shù)據(jù)模型()
7.2.1數(shù)據(jù)模型定義及分類()
7.2.2ER圖()
7.3關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)()
7.3.1關(guān)系數(shù)據(jù)模型()
7.3.2關(guān)系的操作()
7.3.3關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言SQL()
習(xí)題()
習(xí)題答案()
參考文獻(xiàn)()
第2章信息在計(jì)算機(jī)中的表示第2章信息在計(jì)算機(jī)中的表示
信息表示是計(jì)算機(jī)科學(xué)中的基礎(chǔ)理論,通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí),我們可以了解到計(jì)算機(jī)科學(xué)中的常用數(shù)制及其相互之間的轉(zhuǎn)換,以及字符、數(shù)字、圖像、聲音等各種豐富多彩的外部信息在計(jì)算機(jī)中的表示方法。2.1數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字技術(shù)是采用0和1兩個(gè)數(shù)字來(lái)表示、處理、存儲(chǔ)和傳輸信息的技術(shù)。采用數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng),這是電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。2.1.1信息的基本單位1. 比特比特是計(jì)算機(jī)和其他數(shù)字系統(tǒng)處理、存儲(chǔ)和傳輸信息的最小單位,一般用小寫(xiě)字母b表示。其英文為bit,是binary digit的縮寫(xiě),中文譯為二進(jìn)位數(shù)字或二進(jìn)制,簡(jiǎn)稱“位”。比特只有數(shù)字0或者數(shù)字1兩種取值狀態(tài)。字節(jié)用大寫(xiě)字母B來(lái)表示,每字節(jié)包含8比特。比特在不同的場(chǎng)合有不同的含義:有時(shí)候用它來(lái)表示數(shù)值,有時(shí)候用它來(lái)表示文字和符號(hào),有時(shí)候用它來(lái)表示圖像,有時(shí)候用它來(lái)表示聲音。2. 比特的存儲(chǔ)存儲(chǔ)1比特需要使用具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的設(shè)備,例如開(kāi)關(guān)、繼電器、燈泡等。在計(jì)算機(jī)數(shù)字系統(tǒng)中,比特的存儲(chǔ)經(jīng)常使用一種稱為觸發(fā)器的雙穩(wěn)態(tài)電路來(lái)完成。觸發(fā)器有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài),可分別用來(lái)表示0和1,在輸入信號(hào)的作用下,它可以記錄1比特。在計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)中,使用各種不同類型的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)二進(jìn)制信息時(shí),存儲(chǔ)容量的度量單位要比字節(jié)大得多,經(jīng)常使用的單位有以下幾個(gè)。(1) 在計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)器中使用2的n次冪來(lái)計(jì)算。千字節(jié)(KB),1 KB=210 B=1024 B兆字節(jié)(MB),1 MB=220 B=1024 KB吉字節(jié)(GB),1 GB=230 B=1024 MB太字節(jié)(TB),1 TB=240 B=1024 GB(2) 計(jì)算機(jī)外存儲(chǔ)器容量經(jīng)常使用10的n次冪來(lái)計(jì)算。1 MB=103 KB=1 000 KB1 GB=106 KB=1 000 000 KB1 TB=109 KB=1 000 000 000 KB3. 比特的傳輸在數(shù)據(jù)通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中傳輸二進(jìn)位信息時(shí),是一位一位串行傳輸?shù),傳輸單位是比?秒。經(jīng)常使用的傳輸速率單位有比特/秒(b/s,也寫(xiě)為bps)、千比特/秒(Kb/s)、兆比特/秒(Mb/s)、吉比特/秒(Gb/s)、太比特/秒(Tb/s)。4. 進(jìn)位計(jì)數(shù)制數(shù)制也稱進(jìn)位計(jì)數(shù)制,是指用一組固定的符號(hào)和統(tǒng)一的規(guī)則來(lái)表示數(shù)制的方法。在日常生活中,我們習(xí)慣使用十進(jìn)制數(shù),但是計(jì)算機(jī)在存儲(chǔ)、處理和傳輸數(shù)據(jù)時(shí)使用的是二進(jìn)制數(shù),程序員還習(xí)慣使用八進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù),這些數(shù)制的特點(diǎn)很相似,都是按進(jìn)位的方式進(jìn)行計(jì)數(shù),不同位上的數(shù)碼表示不同的值。某數(shù)制的基數(shù)是指該數(shù)制中允許選用的基本數(shù)碼的個(gè)數(shù)。權(quán)值是指一個(gè)數(shù)碼處在數(shù)的不同位置時(shí),它所代表的數(shù)值是不同的。每個(gè)數(shù)碼所表示的數(shù)值等于該數(shù)碼乘以一個(gè)與數(shù)碼所在位置有關(guān)的常數(shù)(即權(quán)值)。對(duì)于任何一種進(jìn)制數(shù)都可以寫(xiě)成按其權(quán)展開(kāi)的多項(xiàng)式之和,即任何一個(gè)有n位整數(shù)m位小數(shù)的r進(jìn)制數(shù)N可表示為:N=an-1×rn-1+an-2×rn-2+…+a1×r1+a0×r0+a-1×r-1+…+a-m×r-m
=∑n-1i=-mairi
其中,ai是數(shù)碼,r是基數(shù),ri是權(quán)值。十進(jìn)制數(shù),基數(shù)是10,有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十個(gè)數(shù)碼,進(jìn)位方式為逢十進(jìn)一,權(quán)值為10i。標(biāo)志:尾部加D或缺省!纠2.1】把3568.475D寫(xiě)成按其權(quán)值展開(kāi)的多項(xiàng)式之和。 3568.475D=3×103+5×102+6×101+8×100+4×10-1+7×10-2+5×10-3二進(jìn)制數(shù),基數(shù)是2,有0和1兩個(gè)數(shù)碼,進(jìn)位方式為逢二進(jìn)一,基數(shù)是2,權(quán)值是2i。標(biāo)志:尾部加B。【例2.2】把101010110.11B寫(xiě)成按其權(quán)展開(kāi)的多項(xiàng)式之和。101010110.11B=1×28+0×27+1×26+0×25+1×24+0×23
+1×22+1×21+0×20+1×2-1+1×2-2八進(jìn)制數(shù),基數(shù)是8,有0、1、2、3、4、5、6、7八個(gè)數(shù)碼,進(jìn)位方式為逢八進(jìn)一,權(quán)值為8i。標(biāo)志:尾部加Q!纠2.3】把3561.475Q寫(xiě)成按其權(quán)展開(kāi)的多項(xiàng)式之和。3561.475Q=3×83+5×82+6×81+1×80+4×8-1+7×8-2+5×8-3十六進(jìn)制數(shù),基數(shù)是16,有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F十六個(gè)數(shù)碼,進(jìn)位方式為逢十六進(jìn)一,權(quán)值為16i。標(biāo)志:尾部加H!纠2.4】把A6D.4E5H寫(xiě)成按其權(quán)展開(kāi)的多項(xiàng)式之和。A6D.4E5H=10×162+6×161+13×160+4×16-1+14×16-2+5×16-35. 二進(jìn)制的運(yùn)算1) 算術(shù)運(yùn)算(1) 加法,對(duì)于多位二進(jìn)制數(shù),加法運(yùn)算是對(duì)每一位進(jìn)行加法運(yùn)算。一位二進(jìn)制數(shù)加法運(yùn)算規(guī)則如表21所示。
表21加法運(yùn)算規(guī)則
被加數(shù)加數(shù)進(jìn)位和0000010110011110【例2.5】求1011111.1B+1001.1101B。解1011111.1000B+1001.1101B 1101001.0101B所以,1011111.1B+1001.1101B=1101001.0101B(2) 減法,對(duì)于多位二進(jìn)制數(shù),減法運(yùn)算是對(duì)每一位進(jìn)行 減法運(yùn)算。一位二進(jìn)制數(shù)減法運(yùn)算規(guī)則如表22所示。
表22減法運(yùn)算規(guī)則
被減數(shù)減數(shù)借位差0000011110011100【例2.6】求1011.101B-0101.111B。解1011.101 B-0101.111 B 0101.110 B所以,1011.101B-0101.111B=0101.110B(3) 乘法,對(duì)于多位二進(jìn)制數(shù),乘法運(yùn)算是對(duì)每一位進(jìn)行乘法運(yùn)算。一位二進(jìn)制數(shù)乘法運(yùn)算規(guī)則如表23所示。
表23乘法運(yùn)算規(guī)則
被乘數(shù)乘數(shù)積000010100111【例2.7】求110 B×101 B。解110 B ×101 B 110 B 000 B+110 B 11110 B所以,110 B×101 B=11110 B2) 基本邏輯運(yùn)算在計(jì)算機(jī)中,除了有能表示正負(fù)、大小的“數(shù)量數(shù)”及相應(yīng)的加、減、乘、除等基本算術(shù)運(yùn)算外,還有用于表示事物邏輯判斷即“真”與“假”、“是”與“非”等的“邏輯數(shù)”,并把能表示這種數(shù)的變量稱為邏輯變量。相應(yīng)的有邏輯加(“或”運(yùn)算)、邏輯乘(“與”運(yùn)算)和邏輯非(“非”運(yùn)算)等基本邏輯運(yùn)算。(1) 邏輯與運(yùn)算邏輯與運(yùn)算符為“∧”或“· ”。對(duì)于多位二進(jìn)制數(shù),其邏輯與運(yùn)算即對(duì)每一位求邏輯與。1位二進(jìn)制數(shù)的邏輯與運(yùn)算規(guī)則如表24所示。
表24邏輯與運(yùn)算規(guī)則
ABA∧B000010100111【例2.9】設(shè)A=11100111 B,B=10110110 B,求A∧B。解11100111 B∧10110110 B 10100110 B(2) 邏輯或運(yùn)算邏輯或運(yùn)算符為“∨”或“+”。對(duì)于多位二進(jìn)制數(shù),其邏輯或運(yùn)算即對(duì)每一位求邏輯或。1位二進(jìn)制數(shù)的邏輯或運(yùn)算規(guī)則如表25所示。
表25邏輯或運(yùn)算規(guī)則
ABA∨B000011101111【例2.10】設(shè)A=10110101 B,B=01110011 B,求A∨B。解10110101 B∨01110011 B 11110111 B(3) 邏輯非運(yùn)算對(duì)于多位二進(jìn)制數(shù),其邏輯非運(yùn)算即對(duì)每一位求邏輯非。1位二進(jìn)制數(shù)的邏輯非運(yùn)算規(guī)則如表26所示。
表26邏輯非運(yùn)算規(guī)則
AA0110【例2.11】設(shè)A=1010101 B,B=010011 B,求A-、B-。解答案分別是:0101010 B與101100 B。3) 移位運(yùn)算(1) 對(duì)于無(wú)符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)的移位運(yùn)算。向左邊移1位,最右邊補(bǔ)0。效果相當(dāng)于乘以2。如:00000001B,向左移1位,最左邊移出去,最右邊補(bǔ)充0,變成00000010B,即它由1變成了2。向右邊移1位,最右邊移出去,最左邊補(bǔ)0,效果相當(dāng)于除以2取整。如:00000011B,向右移1位,最右邊移出去,最左邊補(bǔ)充0,變成00000001B,即它由3變成了1。(2) 對(duì)于有符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)的移位運(yùn)算。向左邊移1位(最左邊符號(hào)位移出去了),最右邊補(bǔ)0。效果相當(dāng)于乘以2。如:00000001B,向左移1位,最左邊移出去,最右邊補(bǔ)充0,變成00000010B,即它由1變成了2。向右邊移1位,最右邊移出去,最左邊補(bǔ)原來(lái)的符號(hào)位,效果相當(dāng)于除以2取整。如:00000011B,向右移1位,最右邊移出去,最左邊補(bǔ)充0,變成00000001B,即它由3變成了1。又如:11111100B,向右移1位,最右邊移出去,最左邊補(bǔ)充1,變成11111110B,即它由-4變成了-2。2.1.2不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換1. r進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換1) r進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)采用位權(quán)展開(kāi)法,將r進(jìn)制數(shù)的每一位乘以其對(duì)應(yīng)的權(quán)值后累加!纠2.12】分別將101010110.11B、561.7Q、A6D.5H各進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。101010110.11B=1×28+0×27+1×26+0×25+1×24+0×23+1×22
+1×21+0×20+1×2-1+1×2-2
=211.75561.7Q=5×82+6×81+1×80+7×8-1=369.875A6D.5H=10×162+6×161+13×160+5×16-1=2 669.312 52) 十進(jìn) 制數(shù)轉(zhuǎn)換為r進(jìn)制數(shù)的規(guī)則(1) 整數(shù)部分,除以r,逆序取余法。(2) 小數(shù)部分,乘以r,順序取整法。【例2.13】把十進(jìn)制數(shù)28.75轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。28.75D=11100.11B
需要注意的是,十進(jìn)制小數(shù)(如0.33)在轉(zhuǎn)換時(shí)有可能會(huì)出現(xiàn)二進(jìn)制無(wú)窮小數(shù),這時(shí)只能取近似值。2. 八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換各進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表27所示。
表27各進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系
十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制 00000001000111200102230011334010044501015560110667011177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F從表27可知,1位八進(jìn)制數(shù)相當(dāng)于3位二進(jìn)制數(shù)。1) 八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)的規(guī)則:將每位八進(jìn)制數(shù)用相應(yīng)的3位二進(jìn)制數(shù)取代,且保持高低位次序不變!纠2.14】把八進(jìn)制數(shù)2467.32Q轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。2467.32Q→010 100 110 111.011 010B2) 二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)的規(guī)則為:整數(shù)部分從低位向高位方向每3位用一個(gè)等值的八進(jìn)制數(shù)來(lái)替換,最后不足3位時(shí)在高位補(bǔ)0湊足3位;小數(shù)部分從高位向低位方向每3位用一個(gè)等值的八進(jìn)制數(shù)來(lái)替換,最后不足3位時(shí)在低位補(bǔ)0湊足3位!纠2.15】把二進(jìn)制數(shù)1101001110.11001轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)。1101001110.11001B=001 101 001 110.110 010B=1516.62Q同理從表27可知,1位十六進(jìn)制數(shù)相當(dāng)于4位二進(jìn)制數(shù)。3) 十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)的規(guī)則:將每位十六進(jìn)制數(shù)用相應(yīng)的4位二進(jìn)制數(shù)取代,且保持高低位次序不變!纠2.16】把十六進(jìn)制數(shù)35A2.CFH轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。35A2.CFH→0011 0101 1010 0010.1100 1111B4) 二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)的規(guī)則為:整數(shù)部分從低位向高位方向每4位用一個(gè)等值的十六進(jìn)制數(shù)來(lái)替換,最后不足4位時(shí)在高位補(bǔ)0湊足4位;小數(shù)部分從高位向低位方向每4位用一個(gè)等值的十六進(jìn)制數(shù)來(lái)替換,最后不足4位時(shí)在低位補(bǔ)0湊足4位!纠2.17】把二進(jìn)制數(shù)1101001110.1100111B轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)。1101001110.1100111B→0011 0100 1110.1100 1110B→34E.CEH2.2信息在計(jì)算機(jī)中的表示計(jì)算機(jī)可以處理各種各樣的信息,包括數(shù)值、文字、圖像、圖形、聲音、視頻等。這些信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)部都是采用二進(jìn)位來(lái)表示的。2.2.1數(shù)值信息在計(jì)算機(jī)中的表示數(shù)值信息指的是數(shù)學(xué)中的代數(shù)值,具有量的含義,且有正負(fù)、整數(shù)和小數(shù)之分。計(jì)算機(jī)中的數(shù)值信息分成整數(shù)和實(shí)數(shù)兩大類。它們都是用二進(jìn)制表示的,但表示方法有很大差別。1. 整數(shù)的表示整數(shù)也稱定點(diǎn)數(shù),不使用小數(shù)點(diǎn),或者說(shuō)小數(shù)點(diǎn)始終隱含在個(gè)位數(shù)的右邊,所以整數(shù)也稱為定點(diǎn)數(shù)。整數(shù)又可以分為兩類:不帶符號(hào)的整數(shù)(unsigned integer,也稱無(wú)符號(hào)整數(shù)),這類整數(shù)一定是正整數(shù);帶符號(hào)的整數(shù)(signed integer),既可表示正整數(shù),又可表示負(fù)整數(shù)。1) 無(wú)符號(hào)整數(shù)這類整數(shù)常用于表示地址、索引等,它們可以是1字節(jié)、2字節(jié)、4字節(jié)、8字節(jié)甚至更多。1字節(jié)表示的無(wú)符號(hào)整數(shù)的取值范圍為0~255(即28-1),2字節(jié)表示的無(wú)符號(hào)整數(shù)其取值范圍為0~65 535(即216-1)。2) 帶符號(hào)整數(shù)在計(jì)算機(jī)中,用最高位(最左邊一位)來(lái)表示符號(hào)位,用0表示正號(hào),用1表示負(fù)號(hào),其余各位表示數(shù)值。帶符號(hào)整數(shù)的數(shù)值部分在計(jì)算機(jī)中有以下三種表示方法。(1) 原碼表示法,最高位為符號(hào)位,其余位表示數(shù)值的大小,這種表示方法與日常使用的十進(jìn)制表示方法一致,比較簡(jiǎn)單、直觀;但是對(duì)于減法來(lái)說(shuō)運(yùn)算比較煩瑣,不便于CPU的運(yùn)算處理,而且0有+0(00000000)和-0(10000000)。(2) 反碼表示法,規(guī)定正整數(shù)的反碼與其原碼相同;負(fù)整數(shù)的反碼是除了符號(hào)位,其他數(shù)值部分由原碼的每一位取反而形成。在一個(gè)字節(jié)中帶符號(hào)的整數(shù)用原碼或反碼來(lái)表示,其取值范圍為-127(即-27+1)至127(即27-1)。(3) 補(bǔ)碼表示法,規(guī)定正整數(shù)的補(bǔ)碼與其原碼相同;負(fù)整數(shù)的補(bǔ)碼是在其反碼的末位加1。使用補(bǔ)碼表示法來(lái)表示數(shù)據(jù)能夠統(tǒng)一加法與減法的運(yùn)算規(guī)則,而且用補(bǔ)碼來(lái)表示帶符號(hào)整數(shù)時(shí),只有一個(gè)0,所以補(bǔ)碼比原碼或反碼能多表示一個(gè)數(shù)值。在一個(gè)字節(jié)中帶符號(hào)整數(shù)用補(bǔ)碼來(lái)表示,其取值范圍為 -128(即-27)至127(即27-1)。目前計(jì)算機(jī)內(nèi)一般采用補(bǔ)碼的形式來(lái)表示整數(shù)。【例2.18】+56和-56在一個(gè)字節(jié)中分別用原碼、反碼、補(bǔ)碼來(lái)表示,如表28所示。
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