计算机工作原理_二进制(c).pptVIP

* * * 计算机又称为“电脑” * * * 计算机的运算速度： 巨型计算机：万亿次运算/秒 个人计算机：亿次运算/秒 * * 数，多音字，所以就有多种解释。当读作shù时，多为名词，如数学、数字等；当读作shǔ时，多为动词，如数星星等；当读作shuò时，常用于古文中，多为副词，如数见不鲜等。 * * 十进制计数是由印度教教徒在1500年前发明的，有阿拉伯人传承至11世纪。 * * * * * * * * * * * * * * * (1)无符号整数的表示 特点：没有符号位，仅能表示正整数 N位范围：00…0～11…1 (真值：0～2n-1) 计算步骤 转换为二进制 高位补足0 举例：用八位不带符号整数表示(43)10 第一步： 101011 第二步* (2)有符号整数的表示——原码 规则 第一位为符号位，正整数符号位为0，负整数符号为1； 第二位开始为绝对值，表示法与无符号整数相同 N位范围：11…1～01…1 (真值： -(2n-1-1) ～2n-1-1) 计算步骤 将绝对值表示成二进制 设置符号位，除符号位外高位补足0 举例 [+43]的8位原码为： [- 43]的8位原码为： * (2)有符号整数的表示——原码 讨论 范围：-(2n-1-1)～+(2n-1-1)，只有2n-1个数 缺点：整数0的表示重复 00…0(真值：0) 10…0(真值：0) 0的重复表示不仅仅是浪费问题，给信息处理带来很大问题 如何应对 补码：(x)补+(-x)补=2n * (3)有符号整数的机器内表示——补码 定义：X补+(-X)补=2n 方法一：直接根据定义进行求解 硬件处理麻烦 方法二 转换规则 第一位为符号位：正整数符号位为0；负整数符号为1 正的直接使用绝对值的原码；负的从第二位开始，将绝对值的原码的每一位取反，再在末尾加1 计算步骤 将绝对值表示成二进制 根据整数符号 正：设置符号位为0，高位补足0 负：第2位向左每位取反，末尾加1，设置符号位1 * (3)有符号整数的机器内表示——补码 例1: [- 43]用8位补码表示 所以： [- 43] 的8位补码为例2： [- 64]用8位补码表示 所以： [- 64] 的8位补码为 讨论 整数0表示唯一范围： -2n-1～2n-1-1 43 = 0101011（7位） 取反： 1010100 加1： 1010101 64 = 1000000 取反： 0111111 加1： 1000000 补码如何转换成10进制数 除符号位外其余各位取反加1，得到该负数的原码 例如 -1 带符号整数表示方法的优缺点分析： 原码表示法 优点：与日常使用的十进制表示方法一致，简单直观 缺点：加法与减法运算规则不统一，增加了成本；整数0 有和两种表示形式，不方便 补码表示法 优点：加法与减法运算规则统一,全部采用加法运算，没有“-0”,可表示的数比原码多一个 缺点：不直观，人使用不方便 结论：带符号整数在计算机内不采用“原码”而采用“补码”的形式表示！ 补码取消了减法运算 (M-n)补码=m补码+(-n)补码 例如： （3-4）补=3补+（-4）补 3补（-4）补3补+（-4）补（3-4）补=（-1）补 * 整数的机器内表示 整数表示举例(难点)（相同的二进制采用不同的方法解析，得到的数值不同） 整数的值(十进制) 8位二进制代码 无符号 带符号(补码) 0000 0000 0 ＋0 0000 0001 1 ＋1 。。。 0111 1111 127 ＋127 1000 0000 128 －128 1000 0001 129 －127 。。。 1111 1111 255 －1 计算机工作原理_二进制(c)教材 谢谢 * * 1 性能提高的表现： 计算速度： 80386 = 百万次/秒； Pentium II = 千万次/秒； Pentium 4 = 亿万次/秒 存储容量： 2 性价比的变化：现在用$1,000购买的PC，比25年前花费$1,000,000购买的大型机速度更快、容量更大、更稳定可靠，估计平均每年提高70％ 3 装机数量的增加： * * * 当前我们使用的计算机是第几代？ 1 第1代～第4代计算机的说法是20年以前的提法，自20世纪80年代日本的第5