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大大学学计计算算机机主讲教师:陈良银基个人主页：基础http://cs.scu.edu.cn/~chenliangyin础cly6@163.com197348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n大大学教材：《大学计算机基础》学计计算李志蜀主编算机高等教育出版社机2004.10出版基基础础297348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n本书内容第1章计算机系统基础大第2章信息的表示与计算机的运算基础大学第3章操作系统基础学计第4章计算机网络基础计算第5章数据库及信息管理技术基础算机第6章程序设计与软件开发基础机第7章多媒体技术基础基基第8章信息系统安全与防范技术础础实验（待安排）。397348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n提纲第一章信息的表示和计算机的运算基础1信息与信息处理大大2信息编码的基本概念学学计3进位计数制计算算0x1CFIQ4不同计数制之间的转换机0x18IRQ机0x14(Reserved)5数值信息的机内表示基0x10DataAbort基0x0CPrefetchAbort础0x08SoftwareInterrupt6二进制数的运算础0x04UndefinedInstruction0x00Reset7文字信息的机内表示ARMVectorTable497348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.1信息与信息与信息处理信息处理•信息社会以大量采集、存储、加工、生产、传播大和利用信息为主要特征。大学•信息处理又称数据处理。学计•计算机内信息的表示是二进制数字编码。计算•二进制是计算机的运算基础。算机机基基础础597348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.2信息编码信息编码的基本概念的基本概念•信息编码的基本概念是指采用约定的基本符号、大按照一定组合规则、表示出复杂多样的信息，从大而建立起信息与编码之间的对应关系。学学•数字化信息编码——采用数字作为基本符号，按计计照一定的组合规则得到的编码。算算•为何采用二进制？机机•1、容易表示。基基•2、运算简单。础础697348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.3进位计进位计数制数制1．十进制大日常生活中最常见的是十进制数，用十个不同的符号大来表示：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，称为代学学码。计计2．二进制算算二进制数只有两个代码“0”和“1”，所有的数据都由它机们的组合来实现。二进制数据在进行运算时，遵守“逢机二进一，借一当二”的原则。基基3．十六进制础础十六进制数采用0~9和A、B、C、D、E、F六个英文字母一起构成十六个代码。797348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.3进位计数制的概念数制“逢RR进一一，借一一当RR”大大十进制R=10，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9学学二进制R=2，可使用0,1计计算八进制R=8，可使用0,1,2,3,4,5,6,7算机十六进制R=16，可使用0,……,9,A,B,C,D,E,F机基在采用进位计数的数字系统中，如果只用r个基础基本符号（例如0，1，2，…，r-1）表示数础值，则称其为基r数制（Radix-rNumberSystem），r称为该数制的基（Radix）。897348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.3进位计对于R进制数的特点数制大1、每一种计数2、它是逢R进大学制都有一个固定的位。因此，它的每一学基数R，它的每一个数位i，对应一个固定的值Ri，Ri就计位可能取R个不同计称为该位的“权”，小算的数值。数点左面各位的权依算次是基数R的正次幂，机而小数点右面各位的机权依次是基数R的负次基幂。基础础997348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.3进位计位权及其性质数制大大(1999)=1×103+9×102+9×101+9×10010学学计计算算机基数位权机基基础(101.11)=1×22+0×21+1×20+1×2-1+1×2-2础21097348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.3进位计位权及其性质数制大任意R计数制的数可以按其位权方式展开大学若L有N位整数M位小数其各位数为学计计算（Kn-1Kn-2…K2K1K0.K-1…K-m)算机n-1机in-1n-210-1-mL=åKiR=Kn-1R+Kn-2R++K1R+K0R+K-1R++K-mR基i=-m基础与位置有关础1197348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.3进位计常用进位计数制表示方法数制常用计数制的基数和数字符号大大学进位制二进制八进制十进制十六进制学计计规则逢二进一逢八进一逢十进一逢十六进一算算机基数281016机基数字符号0,10~70~90~9,A,B,C,D,E,F基iiii础权281016础形式表示BODH1297348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.4不同计数制计算机中的各种数制之间的转换q在计算机内部，信息广泛采用二进制形式表示，有时大还会使用十进制、八进制、十六进制。大q十进制使用广泛，它主要用在计算机外部。特点：一学是十进制由十个不同的数符组成：0、1、2、3、4、学计5、6、7、8、9，即基数为“10”；二是十进制遵循每相计邻两位“逢十进一”的原则。算算q二进制是用于计算机内部描述各种信息的一种数制。机特点：一是二进制由“0”和“1”两个符号构成，即基数机为2；二是每相邻两位遵循“逢二进一”的原则。基q八进制和十六进制是为了弥补二进制数字长过长而出基础现在计算机中的，它们主要用来描述存储单元的地础址。1397348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.4不同计数制非十进制数，十进制数—权展开式之间的转换位权法：把各非十进制数按权展开求和大大转换公式：(F)x=an-1×xn-1+an-2×xn-2+...+学学计a1×x1+a0×x0+a-1×x-1+...计算示例：算机(1011.1)2=1×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1机基=8+0+2+1+0.5基础=(11.5)础101497348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.4不同计数制进制的表示之间的转换示例：RR进制进制中中的的nn位位为多为多少少??大大学十进制99=9×101+9×100学计二进制01100011=0×27+1×26+1×25计算+0×24+0×23+0×22算机+1×21+1×20=99机八进制143=1×82+4×81+3×80=99基基础十六进制63=6×161+3×160=99础(01100011)=(143)=(63)=(99)2816101597348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.4不同计数制十进制数转换为非十进制数整数之间的转换大大学余数法：除基数取余数、由下而上排列。学计示例1：十进制转换为八进制计最低位算算机8753(75)10=(311)8机基891基础811础0最高位1697348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.4不同计数制十进制数转换为非十进制数之间的转换大大最低位学示例2:2751学计2371计2180(75)10=(1001011)2算算291机机240基220基础211础0最高位1797348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.4不同计数制十进制数转化为非十进制数小数之间的转换进位法：用十进制小数乘基数，当积为0或大大达到所要求的精度时，将整数部分由上而学下排列。学计示例：0.3125计×2算算0.62500最高位机×2机基1.25001(0.3125)10=(0.0101)2基×2础0.50000础×21最低位1.00001897348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.4不同计数制十进制转换为二进制之间的转换大大例：将十进制数35.625转换为二进制数学学计2351最低位计转算2171算换机整280机基数240(35)10=(100011)2基部础分220础2110最高位1997348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.4不同计数制十进制转换为二进制之间的转换大大0.625学最高位×2学转计换1.250计算小×2(.625)=(.101)算102机数0.500机部×2基分基础1.000础最低位(35.625)=(100011.101)1022097348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.4不同计数制八与十六进制之间的转换之间的转换大整数从右向左小数从左向右大学学三位并一位计计算二进制八进制算机一位拆三位机基四位并一位基础二进制十六进制础一位拆四位2197348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.4不同计数制示例：之间的转换大100110110111.010100大学学计(4667.24)计8算算机机000110110111.0100基基础础(1B7.4)162297348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.4不同计数制十进制数转换为Ｒ进制数之间的转换n-1n-210L=KR+KR++KR+KR大n-1n-210大除R余K学0学计计整整数数：：除Ｒ除Ｒ取取余法余法((先先得得最最低低位位，，后后得得最最高高位）位）算算机-1-2-m机L=KR+KR++KR-1-2-m基基乘R础取整K-1础小小数数：：乘Ｒ乘Ｒ取整取整法法((先先得得最最高高位位，，后后得得最最低低位）位）2397348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n位1位变3变1位二进制4位大大3位变1位4位变1位学学计八进制二～八进制和二～十六十六进制计进制的转换表见下页算算机０１０１０１１０１●１０１B机二进制数表示==2５５●５Q基基八进制数表示础１０１０１１０１●１０１０B础==ＡＤ●ＡH十六进制数表示2497348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.4不同计数制二、八、十、十六进制数的对照表之间的转换大大十0123456789学学计二0000000100100011010001010110011110001001计算算八00000001001000110100010101100111机机十0000000100100011010001010110011110001001基基六101010111100110111101111础础ABCDEF2597348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.4不同计数制进制数的互相转换之间的转换例题：将十进制数23分别用二、八、十六进制数表大大示；学学可以先求出23的二进数的表示，再根据二进制数计计与八、十六进制数的关系写出其相应的表示算算2123机求23的二进数的表示：机用除2取余法2111基5基21础23D=10111B220础21126970348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.4不同计数制进制数的互相转换之间的转换例题：将十进制数23分别用二、八、十六进制数表大示；大学学根据二进制数与八、十六进制数的关系写出其相应计的表示(注意从低位划分组，不足在高位补助0）计算算010111B00010111B机机27Q17H基基础础23D=10111B=27Q=17H2797348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.4不同计数制进制数的互相转换之间的转换例题：将（00100011）BCD分别用二、八、十六进制数表示大大学（00100011）BCD不是二进制数。则先转换为学计十进制数，利用十进制数再转换为二、八、十六计进制数算算机00100011机基23基础（00100011）BCD=(23)10础……2897348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.5数值信息信息的分类的机内表示大大学控制信息指令学计信定点数计数数值信息算息浮点数算机据机信字符数据基基非数值信息逻辑数据础息础其他形式数据2997348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.5数值信息的机内表示定点数定点整数－９９＝１１１０００１１大大学学默认小数点在最低位之后计计算算定点小数－０．９９＝１１１１１１１１机机基默认小数点在最高位之前符号位之后基础定点小数都是绝对值小于１的纯小数础3097348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.5数值信息二字节浮点数的存储格式的机内表示阶符阶码大大学任意的二进制数N＝２±ｉ×(±Ｓ)学计位（ｂｉｔ）号基数数符尾数计算算1514——121110————————————0机机阶符阶码数符尾数基基础1.阶码为整数，反映数的大小；础2.尾数为纯小数，反映数的精度，必须规格化；3.基数R=2是隐含的。3197348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.5数值信息的机内表示N＝－123.625＝－1111011.101B＝－0.1111011101×2111大大０１１１１１１１１０１１１０１０学学计i=111指明计指明其有效位数小数点在此算算机π＝3.1416＝11.00100100001B机＝0.11001001000×210基基础００１００１１００１００１０００础指明其有效位数i=010指明小数点在此3297348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.5数值信息的机内表示机器数—数值型数据的表示方法数的真值±９９Ｄ＝±１１０００１１Ｂ大大学机器数+99０１１０００１１学计-99１１１０００１１计算特点：１、用二进制表示;算机机２、正负号数值化：０——＋；１——－;基基础3、规定小数点的位置;础4、表示的数值范围总是有限的。3397348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.5数值信息原码、反码和补码(1)的机内表示大大学学原码——数值化的符号位加上数的绝对值计计算X=+91=+1011011,[X]原=01011011算机X=-91=-1011011,[X]原=11011011机基基一字节(8bit)原码表示的整数范围是－127～+127础础［正数］原==［正数］反==［正数］补3497348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.5数值信息原码、反码和补码(2)的机内表示大负数的反码规定为:把负数的原码除符号位之大外的其它各位按位取反学学计[X]原=11011011计算[X]反=10100100算机负数的补码规定为:先求负数的反码,再把反机码的最低位加1基基础[X]原=11011011础[X]反=10100100[X]补=101001013597348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.5数值信息的机内表示补码的用途——变减法为加法10-4=6倒拔大大学10+8=6顺拔学计计10+8=12+6算算机机模基基础础8与-4对模12互为补数3697348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.5数值信息变减法为加法的机内表示例如，在四位加法器中实现12－7的运算：大大∵[－7]原＝１１１１[－7]补＝１００１学学[12]补＝１１００计计[－7]补＝１００１（＋算算丢失１０１０１机机基基∴12－7＝12＋9＝5（丢失模16）础础3797348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.5数值信息机器数——真值的机内表示大+77+7701001101大学学计符号符号位位真真值值计算算机机机机器器数数基基础础即：+77010011013897348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.5数值信息带符号的机器数的机内表示大11001101大-77-77原码原码学学计反码反码10110010计算算补码补码10110011机机原原基基反反码码础码码础补补码码3997348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.5数值信息定点数的机内表示定点小数：01000000大大学学符号位隐含小数位（+0.5)计计算算机定点整数：10000011机基基础础符号位隐含小数位（-3)4097348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.5数值信息的机内表示浮点数大大31302423220学学……计计算算阶符阶码数符尾数机机阶码部分尾数部分基基础础如：如：0.0.227E7E--22→→+0+0..2727**1010-2-24197348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.6二进制数的运算二进制的算术运算•二进制的运算包括算术运算和逻辑运算。大•算术运算——加、减、剩、除。大学学•加法：逢二进一。110111(被加数）计计101110（加数）算算+)11111（进位）机机1100101（和数）基基础础4297348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.6二进制数的运算二进制的逻辑运算•二进制的运算包括算术运算和逻辑运算。大•逻辑运算——与、或、非。大学学•逻辑常量vs逻辑变量计计•与运算（逻辑剩法）：全真才真，一假即假。算算•或运算（逻辑加法）：一真即真，全假才假。机机•非运算（逻辑否定）：真得假，假得真。基基础础4397348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.6二进制数的运算二进制的逻辑运算与运算或运算大大学ABCABC学计计000000算算010011机机基100101基础础1111114497348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.6二进制数的运算二进制的逻辑运算大非运算大学学AC计计算10算机01机基基础础4597348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.7文字信息的机内表示编码的概念所谓编码，就是采用少量的基本符号，大大选用一定的组合原则，以表示大量复杂学多样的信息。学计计算算机机基基础我们都是编码础4697348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.7文字信息的机内表示二进制码在计算机中，广泛采用的是只用“0”大大和“1”两个基本符号组成的基2码，或学学称为二进制码。计计算算10011机机基基是否础逻辑础10命题真假4797348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.7文字信息的机内表示二进制概念大大学学128瓦64瓦32瓦16瓦8瓦4瓦2瓦1瓦计计算11101010算机信息复制的精确性机基运算规则简单（R(R+1)/2）基础电子线路制造计算机成为可能础我认识她已有1111年了。4897348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.7文字信息的机内表示常用的信息编码大大学ASCII码二二进制进制编码编码学字符编码字符编码计的的十十进进制数制数计算算机机国汉汉字编码字编码基基标BCD码础础码（余三码/8421码）（7445）4997348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.7文字信息二—十进制编码——BCD码的机内表示二进制数与十进制数转换表大258大H01234567学B00000001001000110100010101100111学001001011000计H89ABCDEF计B10001001101010111100110111101111算算机1.BCD数形式上是二进制数,实质上是十进制机数,即将一位十进制数字用四位二进制数来表示;(也称为基基二进制编码的十进制数,BCD)础础2.各位的权根据编码方案的不同分别有8421、5421码、2421码、格雷码等。应用得最多的一种为8421，即每位的权分别为8-4-2-1。5097348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.7文字信息ASCII码表的机内表示高3位01234567低4位000001010011100101110111大00000NULDLESP０@P/p大10001SOHDC1！１AQaq学20010STXDC2”２BRbr学30011ETXDC3＃３CScs计40100EOTDC4＄４DTdt计算50101ENQNAK％５EUeu算60110ACKSYN＆６FVfv机70111BELETB‘７GWgw机81000BSCAN(８HXhx基91001HTEM)９IYiy基A1010LFSUB＊：JZjz础B1011VTESC＋;K[k{础C1100FFFS’＜L\l|D1101CRGS－＝M]m}E1110SORS·＞N^n~F1111STUS/？O51_97o34DEL8:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.7文字信息的机内表示关于ASCII码表1.表中00H～1FH段的32个代码是对控制符的编码。一大个控制符代表一种操作。例如，“CR”代表“回车”操大作，在键盘上击回车键，将代码0DH送入主机。学学计2.20H是对“空格”的编码，“空格”是字符，而且在文计字之间是可见的字符。算算机3.0～9十个数字的编码是30H～39H。机基基4.英文大写字母的编码是41H～5AH，小写字母的础编码是61H～7AH。主机在存储、处理大写字母A和础小写字母a时按不同的代码区别对待。5297348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.7文字信息汉字编码的机内表示大ü汉字是象形文字大学学计ü汉字的字型结构复杂计算算ü汉字重音字多机机基ü汉字的多音字多基础础5397348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.7文字信息的机内表示汉字的字型表示大大点阵类型点阵字节数学学简易型16×1632计计算普及型24×2472算机机提高型32×32128基基础精密型48×48288础占用字节数==点阵列数／8×行数5497348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.7文字信息00行的机内表示汉字显示码举例大大学64*64点阵，共学占512字节计计算算机机000700基基E00700础0C00础其中的第32行用字节保存后如上所示63行5597348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.7文字信息的机内表示系统代码交换流程各种输入码大大学交换码（国标码）学计计算内码算机机字形码基基础础显示汉字打印汉字5697348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.7文字信息汉字信息的数字化的机内表示字符代码化（输入码）大大学学输入码向机内码转换数字码计计拼音码算字形码算内部数据处理机内码机机基基机内码向字形码转换础础显示输出打印输出5797348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.7文字信息汉字信息的数字化的机内表示国标码：国家标准信息交换用汉字编码。大国标码采用双字节的编码方式。大学国标码采用ASCII码表中的可显示字符的代码学计21H～7EH作为汉字的区码和位码，构成94×94的计矩阵，对收入的6763个汉字、682个西文字符和算算图符进行编码。矩阵的每一行称为“区”，每一列称机为“位”——国标区位码。可以作为汉字输入码。机基基机内码:为区别ASCII码而将字节的最高位置1础础1国标码第一字节1国标码第二字节机内码是计算机内部存储和处理信息的二进制代码5897348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.7文字信息汉字国标码与机内码的机内表示大第一字节第二字节大学b7b6b5b4b3b2b1b0b7b6b5b4b3b2b1b学0计１00110000１00100001计算算““啊啊””的机的国标内码码B300A21H1H““机机所以基基础国标码3021H+8080H础==机内码B0A1H5997348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.7文字信息的机内表示汉字区位码与机内码大第一字节第二字节大学b7b6b5b4b3b2b1b0b7b6b5b4b3b2b1b学0计１00１010000１00１000001计算算“啊”““的啊啊区””的的机位码国标内16码码01D3B0021H=A1H10“0“1H“机机基所以，区位码1601D=1001H基础+2020H础==国标码3021H+8080H==机内码B0A1H6097348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.7文字信息汉字输入码的机内表示汉字输入码是用来完成汉字的输入的大汉字编码，也称之为汉字的外码。一大般汉字输入码可分为以下四类：学学计计算•流水码（如电报码，区位码，国标码算等）机机•音码（如全拼码，简拼码，双拼码等）基基•形码（如五笔字型，大众码，仓吉码础础等）•音形码（如自然码，首尾码等）6197348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.7文字信息的机内表示汉字交换码•1981年国家标准总局颁布了GB2312-80《通大大讯用汉字字符集（基本集）及其交换标学准》，通称标准码或交换码。学计•在此标准中，收录了7445个汉字和符号，其计中汉字67631个（一级汉字3755个，二级汉算算字3008个）。机机•所有汉字字符共分为95个区（00-94区），每基个区分为95个位（00-95位），汉字所在的基区号和位号共同组合成该汉字的区位码，即础础标准码（或称交换码）。6297348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.7文字信息汉字交换码举例的机内表示大汉汉在26区的26位，它的交换码为2626大学字字学在56区的54位，它的交换码为5654计计算编编在17区的64位，它的交换码为1764算机码码机在34区的77位，它的交换码为3477基基础☆☆在01区的78位，它的交换码为0178础6397348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.7文字信息汉字的内码的机内表示•计算机处理信息时所用的汉字编码，也大大称为机内码。汉字的内码用两个字节来学保存，前一字节保存高位内码，后一字学计节保存低位内码。机内码与交换码有以计下换算关系：算算机机•高位内码=A0H+区码=160D+区码基基•低位内码=A0H+位码=160D+位码础础6497348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n2.7文字信息的机内表示汉字的字形码大•字形码是指字形的点阵信息的数字代大学码。学计•存放在汉字库中。计算算•字型码有显示字形码和打印字形码两机种。机基•根据输出的去向将汉字输出在显示器上基础或打印机上。础6597348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银\n大Thanks!大学学计计算算机机基基础础6697348:2005-10-18四川大学计算机学院陈良银