基1_Matlab背景基础之一 计算机结构及二进制编码.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,李文东,中国,海洋,大学,物理学,2013.03.17,计算机结构及二进制编码,Matlab,背景基础之一,硬件,(,冯,诺依曼结构,),输入设备,输出设备,中央处理器,(CPU,）,运算器,控制器,内存,外存,O,（只读存储器）,A,（随机读写存储器）,：硬盘、软盘、光盘等,：将各种信息传送到计算机中去。,常见的有：键盘、鼠标、光笔、扫描仪、话筒等。,：将计算机处理后的结果传送给使用者。,常见的有：显示器、打印机、绘图仪、音箱等。,存储器,计算机物理结构,计算机工作原理,(,内,),存储器,(,外,),存储器,输入设备,中央处理器,(CPU),运算器,控制器,数据流,地 址,控制流,计算机工作原理,(,内,),存储器,(,外,),存储器,中央处理器,(CPU),运算器,控制器,输出,设备,数据流,地 址,控制流,输入设备,(,内,),存储器,(,外,),存储器,中央处理器,(CPU),运算器,控制器,输出,设备,输入设备,Workspace,Current Directory,信息与编码,二进制数,二进制的由来,（,Gottfriend Wilhelm von Leibniz,，,1646.7.1.1716.11.14.,）莱布尼兹,德国最重要的自然科学家、数学家、物理学家、历史学家和哲学家，一个举世罕见的科学天才，和牛顿同为微积分的创建人。,在数学史上，他应该是第一个明确提出二进制数这个概念的科学家。,拓展知识,计算机设计中二进制概念的引入,20,世纪,30,年代中期，数学家冯,.,诺依曼大胆提出采用二进制作为数字计算机的数制基础。,目前计算机内部处理信息都是用二进制表示的。,约翰,冯,诺依曼（,John Von Nouma,，,1903,1957,），美藉匈牙利人。,20,世纪最杰出的数学家之一，“计算机之父”、“博弈论之父”，是上世纪最伟大的全才之一。,拓展知识,二态逻辑和二进制数,“,好人”“坏人”,“高电平”“低电平”,“赞成”“反对”,“正”“反”,“有”“无”,1 0,二进制特点,只有“,0”,和“,1”,两个数码,对计算机而言，形象鲜明，易于区分，识别可靠性高。,运算规则简单,二进制中的“,0”,和“,1”,，与逻辑命题中的“假”和“真”相对应，为计算机实现逻辑运算和程序中的逻辑判断创造了有利条件，具有良好的逻辑性。,计算机中的存储单位,一位二进制数,=1 bit,（位）,8 bit=1Byte=1 B,（字节）,：,字节是计算机存储容量的基本单位,1 KB=1024 B=2,10,B,1 MB=1024 KB=2,10,KB=2,20,B,1 GB=1024 MB=2,10,MB=2,30,B,1 TB=1024 GB=2,10,GB=2,40,B,a,的二进制码：,0 1 1 0 0 0 0 1,信息和编码,位（比特，,bit,），存储信息的最小单位,0 1 1 0 0 0 0 1,8,个位组成一个字节（,Byte,，缩写为,B,），字节是存储信息的基本单位,存储单位换算,1,字节（,B,）,8,位（,bit,）,1KB,1024B 1MB,1024KB,1GB,1024MB 1TB,1024GB,英文等字符的编码,英文数字等字符的编码,:,ASCII,码,(,美国信息交换标准码,),ASCII,码采用,7,个二进制位来编码,因此它能表示多少个字符,?,128=2,7,总结,:,N,个二进制位能表示出,2,n,种信息,.,汉字编码,GB2312,码,:,用,2,个字节来编码,共收录,6763,个,简体汉字,.,除了二进制和十进制，生活中还有哪些进制？,信息和编码,进制,二进制,八进制,十进制,十六进制,标识,B,O,D,H,例如：,1011B,、,1011O,、,1011D,、,1011H,。,（,1011,）,2,、（,1011,）,8,、,1011,、（,1011,）,16,计算机中的所有信息都采用,“,二进制,”,来表示,.,十进制：,(D),有,10,个基数：,0 9,，,逢十进一,二进制：,(B),有,2,个基数：,0 1,，,逢二进一,八进制,：,(O),有,8,个基数：,0 7,，,逢八进一,十六进制：,(H),有,16,个基数：,0 9,，,A,，,B,，,C,，,D,，,E,，,F,，,逢十六进一,进位计数制,基数：进位计数制所使用的数码个数,位权：对于多位数，处在某一位上的“,1”,所表示的数值的大小，称为该位的位权。,对于,N,进制数，整数部分第,i,位的位权为,N,i,，而小数部分第,j,位的位权为,N,-j,。,例如：十进制第,2,位的位权为,10,，第,3,位的位权为,100,；而二进制第,2,位的位权为,2,，第,3,位的位权为,4,位权：数码在不同位置上的倍率值,进制的标识,方法一、用一个下标来表明,例如：（,10,）,10,（,10,）,2,（,10,）,16,十进制 二进制 十六进制,方法二、用数值后面加上特定的字母来区分,例如：,10 D 10B 10H,十进制 二进制 十六进制,(D,可以省略）,D,B,H,D,B,H,0,0,0,8,1000,8,1,1,1,9,1001,9,2,10,2,10,1010,A,3,11,3,11,1011,B,4,100,4,12,1100,C,5,101,5,13,1101,D,6,110,6,14,1110,E,7,111,7,15,1111,F,对于任意一个二进制数,a,n,a,n-1,a,1,a,0,，可以表示为一般式：,a,n,*2,n,+a,n-1,*2,n-1,+a,1,*2,1,+a,0,*2,0,二进制数转换为十进制数,例：（,11010,）,2,？,题：,(1101),2,=?,十进制整数转换为二进制数,方法,:,整数,部分：除以二取余法,小数,部分：乘以二取整法,例,:,将,十进制,23.75,转换为二进制,答案,:,10111.11B,题,:,11=(?),2,参考文献：,1.,二进制数存储单位,.ppt,，,计算机硬件,.ppt,