考点7 数的编码及字符编码《计算机基础及应用》河北省（对口招生）计算机类 知识点讲解

河北省（计算机类）对口招生《计算机基础及应用》 复习讲义 模块 1 计算机基础知识 考点7 数的编码及字符编码 【考纲要求】 1.掌握字符编码ASCII 及汉字编码，掌握区位码、国标码、机内码及其转换； 2.掌握数的编码，掌握机器数、原码、反码和补码； 【知识网络】 【知识和技能要点】 一、 数的编码 1.机器数与真值 （1）机器数 ✦定义：将数值的正负符号数字化、连同数值本身，一起存入计算机的二进制编码，称为机器数。 ✦编码规则： ① 二进制数的最高位为符号位； ② 符号位为 0 表示正数； ③ 符号位为 1 表示负数； ④ 剩余低位为数值的有效数值位。 ✦特点： ①机器数是计算机内部实际存储、运算的二进制形式； ②自带符号编码，只有 0、1 组成，无正负号； ③受字长限制，表示数值范围有限。 （2） 真值 ✦定义：机器数对应的实际十进制数值（带有正负号的真实数值），称为真值。 ✦特点： ①真值是人类直观理解的真实数值，带有“+、-”符号； ②真值不能直接存入计算机，必须转换为机器数才可运算存储； ③机器数和真值一一对应，机器数是存储形式，真值是真实数值。 2.数的定点与浮点表示 计算机存储小数时，根据小数点位置是否固定，分为定点数和浮点数两类，是计算机小数存储的两种标准方式。 （1）定点数 ✦定义：小数点位置在二进制数中固定不变的数值，称为定点数。 ✦分类（两种固定格式）： ① 定点整数：小数点固定在最低位右侧，只存储整数，无小数部分； ② 定点小数：小数点固定在符号位之后、数值最高位之前，只能表示小于1的纯小数。 （2）浮点数 ✦定义：小数点位置不固定、可浮动变化的二进制数，称为浮点数，对应数学中的科学记数法。 ✦浮点数标准结构： 浮点数 = 符号位 + 阶码（指数） + 尾数（有效数字） ① 符号位：表示数的正负； ② 阶码：决定小数点浮动位置，决定数值表示范围； ③ 尾数：保存有效数字，决定数值精度。 二、原码、反码和补码 1.原码 （1）定义：符号位+真值绝对值的二进制形式，是最直观、最贴近真实数值的机器编码。 （2）编码规则： ① 正数原码：符号位为0，数值位直接书写真值二进制； ② 负数原码：符号位为1，数值位书写真值绝对值的二进制。 （3）特点 ① 表示简单、直观，方便读取真值； ② 0有两种原码形式：正0、负0，编码不唯一； ③ 正负数加减运算规则复杂，计算机不使用原码运算。 2.反码 （1）定义：介于原码和补码之间的过渡编码，主要用于求取补码。 （2）编码规则： ①正数反码：与自身原码完全相同； ②负数反码：符号位保持1不变，数值位全部按位取反（0变1，1变0）。 （3）特点： ① 仅作为求补码的中间步骤，不单独存储、不单独运算； ② 0同样存在两种反码，编码不唯一。 3.补码 （1）定义：计算机系统唯一用于存储、加减运算的标准编码，是考试核心重难点。 （2）编码规则： ① 正数补码：补码 = 原码 = 反码（三码合一）； ② 负数补码：在负数反码的基础上末位加1。 （3）特点： ① 0的补码唯一，彻底解决原码、反码零不唯一的漏洞； ② 可将减法统一转换为加法运算，简化硬件电路； ③ 计算机所有带符号数运算，一律使用补码计算。 4.机器数和真值间的转换 （1）原码转换为真值 转换规则： ① 判断符号位：0为正、1为负； ② 数值位直接按权展开转为十进制，加上对应正负号，即为真值。 （2）补码转换为真值 转换规则： ① 若补码符号位为0（正数）：直接按权展开得真值； ② 若补码符号位为1（负数）：需先对补码求补（整体取反加1）得到原码，再转换为对应负真值。 （3）补码的加减运算 ✦运算规则： ①计算机没有减法运算，所有减法全部转换为补码加法； ②运算时符号位参与统一运算，与数值位同等计算； ③ 超出字长的最高进位直接舍弃； ④ 最终运算结果仍为补码，需转回真值得到最终答案。 ✦运算步骤标准流程： ① 先求出参与运算所有数的补码； ② 按照二进制加法规则相加（符号位一同加）； ③ 舍去溢出进位，得到结果补码； ④ 将结果补码转换为真值。 三、字符编码 1.西文字符编码 （1）基本ASCII码 ①编码规则：采用7位二进制进行编码，计算机存储时占用1个字节（8位），字节最高位固定补0，仅低7位有效。 ②容量范围：7位二进制可表示 2^7=128 个字符，编号范围0～127。 ③字符分类：包含控制字符、数字字符、大写英文字母、小写英文字母、常规标点符号。 ④字符排序规则：控制字符 < 数字字符（0–9) < 大写字母（A–Z) < 小写字母（a–z）。 固定基准码值：数字0=48、大写A=65、小写a=97，所有字符码值可通过基准值推导。 （3） 扩展ASCII码 ①编码规则：采用8位二进制完整编码，占用1个字节，最高位不再固定为0，8位全部参与编码。 ②容量范围：8位二进制可表示2^8个字符，编号范围0～255。 ③字符组成：兼容128个基本ASCII字符（0～127），额外新增128个特殊符号、图形符号、外文符号（128～255）。 ④特点：兼容标准ASCII码，拓展了字符范围，但通用性低于基本ASCII码，多用于特殊文本、图形界面显示。 2.汉字代码 （1）汉字输入码 ①定义：用户通过键盘输入汉字时使用的专用编码，是人向计算机录入汉字的媒介编码。 ②常见类型：拼音码、五笔字形码、区位码、自然码等。 ③核心考点：编码不唯一，存在一字多码、一码多字现象，不同输入法输入码不同；仅用于汉字输入，不参与存储、运算、显示。 （2） 汉字交换码——国标码 ①定义：我国国家标准汉字信息交换编码（GB2312-80），用于不同计算机设备、系统之间传输、交换汉字数据。 ②编码规则：采用双字节编码，两个字节的最高位均为0，区别于机内码。 ③收录范围：包含6763个常用汉字、682个图形符号，满足日常计算机汉字使用需求。 ④核心特点：编码唯一，仅用于数据交换，不用于计算机内部存储。 （3） 汉字机内码 ①定义：计算机系统内部存储、识别、运算、处理汉字的唯一编码，是汉字在计算机中的真实存储形式。 ②编码换算公式：汉字机内码 = 汉字国标码每个字节 + 80H ③编码特点：双字节编码，两个字节最高位均改为1；可彻底区分ASCII西文字符（最高位0）和汉字字符，避免编码混淆。 ④核心考点：编码唯一，计算机识别汉字仅识别机内码，是汉字处理的核心编码。 （4） 汉字字形码 ①定义：用于显示器显示、打印机打印输出汉字的点阵图形编码，决定汉字的显示样式。 ②常见点阵规格：16×16、24×24、32×32、48×48点阵，点阵越大，汉字清晰度越高、占用存储空间越大。 ③计算公式：单个汉字存储字节数 = 点阵行数 × 列数 ÷ 8 示例：16×16点阵汉字占用字节=16×16÷8=32字节。 ④核心特点：仅用于汉字输出显示，不参与计算机内部运算和存储。 【练习题】 1、 填空题 1. 计算机网络传输汉字文件时，会将机内码转换为____完成数据交互。 2. 浮点数中，____决定取值范围，尾数决定精度。 3. 扩展 ASCII 采用____位完整编码，总计 256 个字符。 4. 8 位字长十进制 -5 原码：10000101，反码：____。 5. 键盘敲击拼音打出汉字产生的编码叫作输入码，也称为________。 6. 打印机、显示器渲染显示汉字需要调用________点阵码。 7. 正数存储时，原码、反码、补码三者________。 8. 设备之间远距离传输汉字文件使用________码。 9. 24×24 点阵的宋体汉字库，单个汉字占用存储空间为____字节。 10. 8 位二进制补码能够表示的最小十进制负数数值是____。 二、选择题 1.机器数符号位规定正确的是（ ） A. 最高位 0 负、1 正 B. 最高位 0 正、1 负 C. 最低位区分正负 D. 无专门符号位 2.真值与机器数的关系描述错误的是（ ） A. 真值带正负符号，无法直接存入计算机 B. 机器数是二进制编码形式，不含 +- 符号 C. 二者一一对应 D. 机器数就是十进制真值本身 3.浮点数结构中，决定数值表示范围大小的是（ ） A. 符号位 B. 阶码 C. 尾数 D. 小数点 4.8 位补码符号位为 1 时，转回真值需要（ ） A. 直接展开计算 B. 对补码再次求补（取反加 1）得到原码，再换算真值 C. 数值位直接取负 D. 无需转换 5.标准基本 ASCII 码采用二进制位数与存储字节数分别是（ ） A.7 位、1 字节 B.8 位、1 字节 C.7 位、2 字节 D.8 位、2 字节 5. ASCII 码中字符 '0'、'A'、'a' 对应十进制码值依次是（ ） A.48、65、97 B.47、66、96 C.49、64、98 D.50、65、99 6. 国标码存储字节数以及两个字节最高位状态是（） A.1 字节，最高位均为 0 B.2 字节，最高位均为 0 C.2 字节，最高位均为 1 D.1 字节，最高位均为 1 7.16×16 点阵单个汉字占用存储空间大小为（ ） A.16 字节 B.32 字节 C.64 字节 D.128 字节 8.两台电脑通过局域网传输文档里的汉字数据，传输过程中使用的编码是（ ） A. 输入码 B. 国标交换码 C. 字形码 D.ASCII 码 9.Word 软件打开文档后，电脑内存中存储汉字使用的编码是（ ） A. 拼音码 B. 机内码 C. 字形码 D. 国标码 3、 判断题 1. 浮点数由符号位、阶码、尾数三部分构成。（ ） 2. 正数的原码、反码、补码三者完全相同。（ ） 3. 原码和反码中数字 0 都有两种编码形式。（ ） 4. 标准 ASCII 码有效编码 7 位，占用 1 字节存储空间。（ ） 5. 扩展 ASCII 码最高位不再固定为 0。（ ） 6. 设置机内码最高位为 1 是为了区分 ASCII 西文字符。（ ） 7. 点阵规格越大，汉字清晰度越高，占用空间越大。（ ） 8. 浮点数运算速度比定点数慢，硬件更复杂。（ ） 9. 字形码属于点阵图形编码，用于屏幕和打印输出。（ ） 10. 国标码（交换码）用于计算机之间汉字数据传输交换。（ ） 【答案】 一、填空题 1. 国标码 2. 阶码 3.8 4. 11111010 5.外码 6. 字形 7.相等 8. 国标交换 9. 72 10. -128 二、选择题 1. B 2. D 3.B 4.B 5. A 6. A 7.B 8. B 9.B 10. B 三、判断题 1.√ 2.√ 3. √ 4. √ 5.√ 6. √ 7.√ 8. √ 9. √ 10. √ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $