1.5信息在计算机中的表示（课件）-高一《计算机应用基础》同步教学（知识出版社）

1.5信息在计算机中的表示 信息与数据 计算机常用信息编码 信息是现实世界在人脑中的反映。 数据是表示信息的物理符号。 数据是信息的载体。 数据是计算机加工和处理的对象；处理的结果也称为信息，它是决策的依据；数据的表示或结构直接影响计算机的结构和性能。 1.5.1 数值在计算机中的表示 基本概念 （1）最小数据单位 位(Bit):一个二进制位，常用b表示。 （2）计算机中基本数据单位 字节(Byte):１Byte＝８bit为一个字节， 常用B表示。 （3）其他单位 字长：计算机一次所能处理的二进制的位数，32位、64位。 存储单元：一个单元存放一个数据，可以是一个字节、半字、字或双字。 （4）存储容量的常用单位及其转换 210B = 1024B =1KB 220B = 1024×1024B =1024KB =1MB 230B = 1024×1024×1024B =1024MB =1GB 240B = 1024×1024×1024×1024B =1024GB =1TB 1.5.1 数值在计算机中的表示 存储器能容纳的字节总数，就是存储器的容量。 信息的存储 用二进制“0”或“1”。 存储器按字节顺序地编号。每个字节有一个编号，称为字节地址（Address）；一个字节为二进制8位。 每个存储单元的首字节地址，称为单元地址。地址在计算机中也用二进制编号表示。 1.5.1 数值在计算机中的表示 …… 1 2 3 4 5 字节 信息有不同的类型，譬如： 1.5.1 数值在计算机中的表示 二进制 编码 学生 学生信息 信息数字化 姓名：文字 年龄：数值 成绩：数值 照片：图像 录像：视频 语音：声音 数值型数据在计算机中的表示 （1）在计算机中，有符号数的“正负号”也用数字表示，第一位为“0”表示正，“1”表示负。 （2）不管用哪种结构的单元表示数据，计算机存储单元的长度总是一定的。 由于数据单元的长度有限，其高位超出的部分就被丢掉（溢出）；如果数据的低位超过了单元的长度，其超出的部分会被舍入。所以，要注意—— 数值范围：数据单元能表示的最大值和最小值。 数据精度：有效数字的位数——非舍入的保留位数。 1.5.1 数值在计算机中的表示 定点数与浮点数 1.5.1 数值在计算机中的表示 定点小数一般把小数点固定在数据最高位的左边，小数点前面设一符个号位NS。任何一个小数N都可以写成： 定点整数的小数点固定在最低位的右边。 浮点数由三部分构成：尾数R、指数E（又称阶码）和基数R，任意一个浮点数N可以表示成下列形式： 例如：1.234×10-6 阶符 阶码E 数符 尾数M 浮点数的存储： 整数部分为0，尾数的最高数据位为非0的数值，称为规格化表示。 对于规格化二进制尾数，其范围为：1/2≤|M|＜1。通过左右移动小数点，增减阶码的值进行规格化处理。 例如：(234.5)10 =(0.2345×103)10 (1011.011)2 =(0.1011011×2100)2 可见，对于浮点数尾数M为小于1的小数，其尾数的长度影响数据的精度；阶码E相当于数学中的指数，其阶码的大小影响数据的范围。 浮点数的规格化： 1.5.1 数值在计算机中的表示 二进制的100即4 1.5.1 数值在计算机中的表示 在计算机中，正数用原码，负数用补码表示与存放。 原码：二进制数本身。 如：11001的原码为11001 反码：对于原码，除符号位外，逐位变反。 如：11001的反码为10110 补码：对于原码，除符号位外，逐位变反，再加1。 如：11001的补码为10111 数的原码、补吗和反码表示： 符号位为“1”：表示负号。 9 1.5.1 数值在计算机中的表示 课堂讨论 在计算机中，负数为什么用补码表示与存放？ 出于CPU成本和体积的考虑，将减法运算转换为加法运算，求补运算就被提了出来。 在做算术运算时，最基本的电路只要有加法器，减法就可借助补数的加法解决。 10 1.5.1 数值在计算机中的表示 二进制码 有符号整数 原码 反码 补码 原码 反码 补码 00000000 00000000 00000000 +0 +0 +0 00000001 00000001 00000001 +1 +1 +1 00000010 00000010 00000010 +2 +2 +2 … … … … … … 01111110 01111110 01111110 +126 +126 +126 01