任务1.3 计算机中的信息表示（课件）-《信息技术》同步教学（电子工业出版社）

项目一 计算机基础知识 1 1 2 3 任务 计算机的发展及特点 计算机系统的组成 计算机中的信息表示 2 项目描述 21 世纪以来，计算机得到高速发展和普及，广泛应用于国防、航天、工业、教育、娱乐等各个领域，显然计算机已经成为我们生活的亲密助手，为了更好地使用计算机，我们应该花点时间来了解计算机。 本项目通过典型任务，主要介绍了计算机的发展史、计算机的特点、计算机的未来发展、计算机中的数据表示、计算机的组成及配置。通过学习，应了解计算机的发展历程、未来计算机的发展趋势；了解计算机中数据是如何表示的以及数制的转换；掌握计算机的基本组成以及如何选配一台个人计算机。 3 知识目标 计算机的发展及特点 1 计算机中的信息表示（重点/难点） 2 计算机系统的组成 （重点） 3 4 了解 掌握 掌握 能力目标 能知晓计算机解决身边的实际问题，能根据自身需要选择合适的计算机软硬件，通过学习信息表示能更好地管理计算机数据。 5 任务1.3 计算机中的信息表示 任务描述 知识拓展 任务要点 任务实施 能力拓展 张晓雁配置了个人计算机，非常好奇计算机中的数据是如何表示的，通过本任务的学习，可以提高对计算机中的数据的管理能力。 操作要点 任务实施 任务小结 拓展训练 任务描述 6 任务1.3 计算机中的信息表示 任务要点 知识拓展 任务描述 任务实施 能力拓展 1. 了解计算机中数据的表示。 2. 掌握二进制、八进制、十进制和十六进制的基本概念及相互转换方法。 3. 掌握位、字节、字和字长的概念及信息单位的换算方法。 4. 了解计算机中字符的表示编码。 操作 任务实施 任务小结 拓展训练 任务描述 操作要点 7 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.1 数制 数制是用一组固定的数字符号和一套统一的规则来表示数目的方法。例如二进制的基数为2，数符有2个；十进制的基数为10，数符有10个。 进位计数制中有两个重要的概念：基数和位权。 基数：用来表示数据数码的个数，超过(等于)此数后就要向相邻高位进一，所以十进制、二进制的基数分别为10和2。 位权：例如，128.7=1×102＋2×101＋8×100＋7×10-1。即“128.7”这个数值中的“1”的权值是102，“7”的权值就是10-1。 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 8 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.1 数制 为了区别不同进制的数据，可在数的右下角标注。 （1）B（Binary）或2表示二进制数； （2）O（Octal）或8表示八进制数； （3）H（Hexadecimal）或16表示十六进制数； （4）D（Decimal）或10表示十进制。如果省略进制字母，则默认为十进制数。 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 9 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.1 数制 1. 二进制数 二进制：用 0 和 1 两个数字表示。逢二进一，其运算规则如表 1-3 所示。 加法 乘法 0+0=0 0×0=0 0+1=1 0×1=0 1+0=1 1×0=0 1+1=10 1×1=1 表 1-3 二进制数运算规则 表示方法: 或11011B 权表示法: 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 10 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.1 数制 课堂练习：计算（11011）2 ＋ （10010）2的结果 计算（11010）2 － （10110）2的结果 计算（11010）2 X （10110）2的结果 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 11 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.1 数制 2.八进制数 八进制（Octal notation）：用“0、1、2、3、4、5、6、7”八个数字表示，逢八进一。 表示方法：或4127O 权表示法： 3.十进制数 十进制（Decimal notation）：用“0、1、2、3、4、5、6、7、8、9”十个数字表示，逢十进一。 表示方法： 或4927D 权表示法： 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 12 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.1 数制 4.十六进制数 十六进制（Hexdecimal notation）：用“0、1、……9、A、B、C、D、E、F”十六个数字表示，逢十六进一。 表示方法：或5A0D8H 权表示法： 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 13 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.2 数制之间的转换 1.二进制、八进制、十六进制之间的转换 ①二进制数转换为八进制、十六进制数 由于81=23（八进制数的一位等于二进制数的三位）、161=24（十六进制数的一位等于二进制数的四位）的关系。其转换规则是以小数点为中心，左右“按位组合”前后不够补0。即八进制是按三位组合，十六进制是按四位组合 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 14 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.2 数制之间的转换 【例1.1】 把二进制（11111110.01111）2转换为八进制数、十六进制数。 （11111110.01111）2=（011, 111,110.011,110）2=（376. 36）8 （11111110.01111）2=（1111, 1110.0111,1000）2=（FE. 78）16 课堂练习： 把二进制（10110110）2转换为八进制数、十六进制数。 把二进制，转换为八进制数和十六进制数。 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 15 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.2 数制之间的转换 1.二进制、八进制、十六进制之间的转换 ②八进制数、十六进制数转换为二进制数 转换规则：以小数点为中心，“按位展开”（八进制数的一位等于二进制数的三位、十六进制数的一位等于二进制数的四位），最后去掉前后的0。 【例1.2】把（376.36）8、（FE.78）16 转换为二进制数。 （376.36）8=（011, 111,110.011,110）2=（11111110.01111）2 （FE. 78）16=（1111, 1110.0111,1000）2=（11111110.01111）2 课堂练习：把、转换为二进制数。 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 16 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.2 数制之间的转换 2.二进制、八进制、十六进制与十进制之间的转换 ① 二进制数、八进制数、十六进制数转换为十进制数 二进制数、八进制数、十六进制数转换为十进制数，其转换规则相同，是“按权展开相加”。同十进制的展开一样，只是其权位不同而已。 【例1.3】把（101.01）2、（257）8、（32CF.4）16转换为十进制数。 （101.01）2=1×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2=（5.25）10=5.25 （257）8=2×82+5×81+7×80=（175） 10 =175 （32CF.4）16=3×163+2×162+12×161+15×160+4×16 -1=（13007.25） 10 =13007.25 课堂练习：把、、转换为十进制数 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 17 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.2 数制之间的转换 2.二进制、八进制、十六进制与十进制之间的转换 ② 十进制数转换为二进制数、八进制数、十六进制数 当将十进制转换成八、十六进制时，我们可以将二进制作为一个桥梁，这里只介绍十进制数转换成二进制数。 十进制数转换成二进制数分两种情况进行，整数部分和小数部分，具体规则: 整数部分：除2取余倒排。即采用除2取余，直到商为0，先得的余数排在低位，后得的余数排在高位。 小数部分：乘2取整顺排。即采用乘2取整数，直到值为0或达到精度要求，先得的整数排在高位，后得的整数排在低。 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 18 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.2 数制之间的转换 2.二进制、八进制、十六进制与十进制之间的转换 【例1.4】将（2 05.375）10转换成二进制数。 课堂练习：将转换成二进制数 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 19 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.3 位、字节、字和字长 计算机中的信息是用二进制表示，那么反映二进制信息的量有位、字节、字和字长等指标。 1.位或比特（bit）。 计算机中的存贮信息是由许多个电子线路单元组成，每一个单元称为一个“位”（bit），它有两个稳定的工作状态，分别以“0”和“1”表示。它是计算机中最小的数据单位。 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 20 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.3 位、字节、字和字长 2.字节（byte） 在计算机中，8位二进制数称为一个“字节”（byte，简写B），构成一个字节的8个位被看做一个整体。 它是计算机存储信息的基本单位，同时它也是计算机存储空间大小的最基本容量单位。字节又是衡量计算机存储二进制信息量的单位，它有千字节（KB）、兆字节（MB）、吉字节（GB）、太字节（TB） 换算关系： 1KB=1024B=210B 1MB=1024KB=2 20 B 1GB=1024MB= 230 B 1TB=1024GB=2 40 B 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 21 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.3 位、字节、字和字长 课堂练习 1.在微机中，1MB准确等于 。 A、1024×1024个字 B、1000×1000个字 C、1024×1024个字节 D、1000×1000个字节 2.计算机存储器中，一个字节由 个二进制位组成。 A、4 B、8 C、16 D、32 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 22 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.3 位、字节、字和字长 3.字（word） 由若干个字节组成一个“字”（word）。一个“字”可以存放一条计算机指令或一个数据。 4.字长 CPU内每个字可包含的二进制的长度称为“字长”。字长越长，计算机运算速度更快、精度越高、寻址空间越大、内存储器容量更大、计算机系统支持的指令数量越丰富。 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 23 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.4 字符的二进制编码 在计算机中对非数值信息（如文字、符号、图形、图像、语音、音乐等）进行处理时，先要对这些非数值信息进行数值化处理。 西文是由拉丁字母、数字、标点符号以及一些特殊符号所组成的，它们统称为字符，所有字符的集合叫做字符集。目前计算机中使用的最广泛的西文字符集及其编码是美国标准信息交换代码简称ASCII码。 汉字也是字符，与西文字符相比，汉字数量大，字型复杂，同音字多，这就给汉字在计算机中的输入、输出、存储和传输带来一系列的问题。为了能直接使用西文标准键盘输入汉字，必须为汉字设计相应的编码。 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 24 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.5 汉字编码 1.汉字字符集 常用的汉字字符集有以下几种。 ① GB 2312—1980编码。GB 2312—1980编码的全称为《信息交换用汉字编码字符集--基本集》，简称国际码或交换码。 ② GBK 编码。GBK 编码的全称是“汉字内码扩展规范”，由全国信息技术标准化技术委员会制定。 ③ CJK 编码。CJK的含义是中日韩统一表意文字。 GB2312编码、BIG5编码、GBK编码、GB18030编码、Unicode编码 Unicode字符集有多个编码方式，分别是UTF-8，UTF-16，UTF-32和UTF-7编码。 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 25 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.5 汉字编码 2.汉字编码 ① 汉字输入码 将汉字通过键盘输入计算机而设计的代码称为汉字输入码。 ②汉字区位码 将GB2312字符集放置在一个94行、94列的方阵中，方阵的每一行称为汉字的一个“区”，区号范围是1～94，方阵的每一列称为汉字的一个“位”，位号范围是1～94。 汉字在方阵中的位置可以用它的区号和位号来确定，将区号和位号组合起来就得到该汉字的区位码。 区位码用4位数字编码，前两位是区号，后两位是位号。例如，汉字“啊”在16区01位，其区位码就是1601（十进制数）。 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 26 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.5 汉字编码 2.汉字编码 ③汉字国标码 每一个汉字和字符与区位码是一一对应的，而两个字节均从21H开始的编码称为汉字信息交换码，简称国标码，这样就存在区位码和国标码之间的转换，具体是：将一个汉字的十进制区号和十进制位号分别转换成十六进制数；然后再分别加上20H，就成为此汉字的国标码， 即字符的国标码 国标码＝字符的区位码＋2020H。 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 27 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.5 汉字编码 2.汉字编码 ③汉字国标码 例如：汉字“啊”其区位码为1601，转换成十六进制为1001H，则国标码＝1001H＋2020H=3021H。 课堂练习：汉字“宝”其区位码为1706， 国标码＝？ 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 28 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.5 汉字编码 2.汉字编码 ④汉字机内码 为解决在计算机内部如何来表示汉字与西文的问题，引进了汉字机内码。 目前计算机采用的汉字内码绝大部分采用“高位为1的两字节码”，即把某汉字的国标码的第一、二字节的最高位均置1，即 机内码＝汉字国标码＋8080H 例如，汉字“啊”，其国标码为3021H，则其机内码为： 3021H＋8080H＝B0A1H。 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 29 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.5 汉字编码 2.汉字编码 ④汉字机内码 综上所述，汉字区位码、国标码和机内码之间的关系为： 国标码=区位码+2020H 机内码＝国标码＋8080H 课堂练习：已知汉字“中”的区位码5448，计算国标码和机内码各是多少。 ⑤汉字字形码 汉字字型码用在显示或打印输出汉字时产生的字型，通过点阵形式产生的。每个点由“0”和“1”表示“白”和“黑”两种颜色。 标准 ASCII 码字符编码，如表 1-4 所示。 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 30 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.3.5 汉字编码 2.汉字编码 ⑤汉字字形码 汉字字型码用在显示或打印输出汉字时产生的字型，通过点阵形式产生的。每个点由“0”和“1”表示“白”和“黑”两种颜色。 标准 ASCII 码字符编码，如表 1-4 所示。 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 31 1.3.6 标准 ASCII 码字符编码 知识拓展 任务实施 任务描述 任务要点 能力拓展 表 1-4 标准 ASCII 码字符编码表 ASCII 值 控制字符 ASCII 值 控制字符 ASCII 值 控制字符 ASCII 值 控制字符 0 NUT 32 （space） 64 @ 96 、 1 SOH 33 ! 65 A 97 a 2 STX 34 ＂ 66 B 98 b 3 ETX 35 # 67 C 99 c 4 EOT 36 $ 68 D 100 d 5 ENQ 37 % 69 E 101 e 6 ACK 38 & 70 F 102 f 7 BEL 39 ， 71 G 103 g 8 BS 40 （ 72 H 104 h 9 HT 41 ） 73 I 105 i 10 LF 42 * 74 J 106 j 11 VT 43 + 75 K 107 k 12 FF 44 ， 76 L 108 l 13 CR 45 - 77 M 109 m 14 SO 46 . 78 N 110 n 15 SI 47 / 79 O 111 o 16 DLE 48 0 80 P 112 p 17 DCI 49 1 81 Q 113 q 18 DC2 50 2 82 R 114 r 19 DC3 51 3 83 S 115 s 20 DC4 52 4 84 T 116 t 21 NAK 53 5 85 U 117 u 22 SYN 54 6 86 V 118 v 23 TB 55 7 87 W 119 w 24 CAN 56 8 88 X 120 x 25 EM 57 9 89 Y 121 y 26 SUB 58 ： 90 Z 122 z 27 ESC 59 ； 91 [ 123 { 28 FS 60 <  92 / 124 | 29 GS 61 = 93 ] 125 } 30 RS 62 >  94 ^ 126 ` 31 US 63 ? 95 _ 127 DEL 标准 ASCII 码字符编码，如表 1-4 所示。 教学整体设计 学生学习效果 特色与创新 反思与改进 教学实施过程 32 能力拓展 任务实施 任务描述 任务要点 知识拓展 任务1.3 计算机中的信息表示 1. 把二进制 (11111000.101)2转换为八进制数、十进制数和十六进制数。 2. 把 (258)10、 (254.24)2 、 (A7.68)2 转换为二进制数。 3. 把 1.2G 转换成字节的数据。 4. 已知某汉字的区位码是 3565，试求出其国标码和机内码。 学生学习效果 特色与创新 教学整体设计 教学实施过程 反思与改进 33 $$