计算机科学技术导论.ppt

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1、计算机科学技术导论w共118页w献给给位朋友第第 1 1 章章计算机科学技术的基础知识计算机科学技术的基础知识 本章学习目标本章学习目标 本本章章主主要要讲讲解解计计算算机机的的发发展展简简史史、特特点点、用用途途、系系统统组组成成、基基本本结结构构和和工工作作原原理理、计计算算机机中中数数据据的的表表示示方方法法数数制制与与码码制制、程程序序设设计计基基础础知知识识等等内内容容 。通过本章的学习，主要掌握以下内容：。通过本章的学习，主要掌握以下内容：计算机的基本概念、特点、用途及发展计算机的基本概念、特点、用途及发展 数制及数制间的相互转换方法数制及数制间的相互转换方法 计算机中数的表示方法

2、、计算机中数的表示方法、ASCIIASCII码和汉字编码码和汉字编码 计算机基本结构和工作原理计算机基本结构和工作原理 程序设计语言、程序设计方法程序设计语言、程序设计方法 算法与数据结构算法与数据结构第第1 1章章 计算机科学技术的基础知识计算机科学技术的基础知识w1.1 1.1 计算机概述计算机概述w1.2 1.2 计算机科学与技术专业的知识结构计算机科学与技术专业的知识结构w1.3 1.3 计算机的运算基础计算机的运算基础w1.4 1.4 逻辑代数与逻辑电路基础逻辑代数与逻辑电路基础w1.5 1.5 计算机的基本结构和工作原理计算机的基本结构和工作原理 w1.6 1.6 程序设计基础程序

3、设计基础1.1 1.1 计算机概述计算机概述w1.1.1 1.1.1 计算机的基本概念计算机的基本概念w1.1.2 1.1.2 计算机系统的组成计算机系统的组成w1.1.3 1.1.3 计算机的发展计算机的发展w1.1.4 1.1.4 计算机的分类计算机的分类w1.1.5 1.1.5 计算机的特点计算机的特点w1.1.6 1.1.6 计算机的用途计算机的用途返回返回返回返回 1.1.1 1.1.1 计算机的基本概念计算机的基本概念 “计算机计算机”顾名思义是一种计算的机器，它是由一顾名思义是一种计算的机器，它是由一系列电子器件组成系列电子器件组成英语名称为英语名称为ComputerComput

4、er。计算机可以对计算机可以对数字、文字、颜色、声音、图形、图数字、文字、颜色、声音、图形、图像像等各种形式的数据进行加工处理。等各种形式的数据进行加工处理。计算机具有各种计算的能力。计算机具有各种计算的能力。当用计算机进行数据当用计算机进行数据处理时，首先把要解决的实际问题，用计算机语言编写处理时，首先把要解决的实际问题，用计算机语言编写成计算机程序，然后将待处理的数据和程序输入到计算成计算机程序，然后将待处理的数据和程序输入到计算机中，计算机按程序的要求，一步一步地进行各种运算，机中，计算机按程序的要求，一步一步地进行各种运算，直到存入的整个程序执行完毕为止。直到存入的整个程序执行完毕为止

5、。计算机具有各种计算的能力。计算机具有各种计算的能力。在数据处理过程中，在数据处理过程中，计算机不仅能进行加、减、乘、除等算术运算，而且还计算机不仅能进行加、减、乘、除等算术运算，而且还能进行逻辑运算并对运算结果进行判断，从而决定以后能进行逻辑运算并对运算结果进行判断，从而决定以后执行什么操作。执行什么操作。计计算算机机具具有有信信息息处处理理能能力力。在在当当今今的的信信息息社社会会里里，各各行行各各业业，随随时时随随处处产产生生大大量量的的信信息息，人人们们为为了了高高效效地地获获取取、传传送送、检检索索信信息息及及从从信信息息中中产产生生各各种种报报表表数数据据，必必须须将将信信息息在在

6、计计算算机机的的控控制制下下进进行行有有效的组织和管理效的组织和管理 。综上所述，可以给计算机下一个定义：综上所述，可以给计算机下一个定义：计计算算机机是是一一种种能能按按照照事事先先存存储储的的程程序序，自自动动、高高速速地地进进行行大大量量数数值值计计算算和和各种信息处理的现代化智能电子设备。各种信息处理的现代化智能电子设备。返回返回返回返回 1.1.2 1.1.2计算机系统的组成计算机系统的组成计算机系统由计算机硬件和计算机软件两大部分计算机系统由计算机硬件和计算机软件两大部分组成。组成。w硬件（硬件（Computer hardware)Computer hardware)主要由主要由C

7、PUCPU、存储器、输入输出控存储器、输入输出控制系统和各种输入输出设备等功能部件制系统和各种输入输出设备等功能部件组成。组成。w软件（软件（Computer software)Computer software)它包括计算机运行所需的各种程序、它包括计算机运行所需的各种程序、数据及相关文档资料。数据及相关文档资料。w裸机裸机 脱离软件的计算机硬件称脱离软件的计算机硬件称“裸机裸机”。硬件是软件赖以运行的物质硬件是软件赖以运行的物质基础，软件是人与硬件之间的界基础，软件是人与硬件之间的界面。面。操作员（人）操作员（人）应用软件应用软件支撑软件支撑软件系编译程序系编译程序统统.软软件件操作系统操

8、作系统计算机硬件计算机硬件计算机计算机软件软件计算机系统的层次结构计算机系统的层次结构返回返回返回返回 1.1.3 1.1.3 计算机的发展计算机的发展 自自19461946年年美国宾西法尼亚大学研制出世美国宾西法尼亚大学研制出世界上第一台电子数字计算机界上第一台电子数字计算机ENIACENIAC（电子数电子数字积分计算机的英文缩写）至今，短短五十字积分计算机的英文缩写）至今，短短五十多年的时间内，计算机系统和计算机应用得多年的时间内，计算机系统和计算机应用得到了飞速发展。元件制作工艺水平的不断提到了飞速发展。元件制作工艺水平的不断提高是计算机发展的物质基础，因此以高是计算机发展的物质基础，因

9、此以计算机计算机元器件元器件的变革作为标志，计算机的发展已经的变革作为标志，计算机的发展已经历了四代，并正在研制第五代历了四代，并正在研制第五代。1 1第一代计算机第一代计算机电子管计算机（电子管计算机（1946194619571957年）年）其主要特征是采用电子管作为主要元器件。其主要特征是采用电子管作为主要元器件。ENIAENIA。2 2第二代计算机第二代计算机晶体管计算机（晶体管计算机（1958195819641964年）年）其主要特征是由电子管改为晶体管。其主要特征是由电子管改为晶体管。3 3第三代计算机第三代计算机集成电路计算机（集成电路计算机（1965196519711971年）年

10、）其主要特征是用半导体中小规模集成电路代替分立其主要特征是用半导体中小规模集成电路代替分立元件的晶体管。元件的晶体管。4 4 第第 四四 代代 计计 算算 机机 大大 规规 模模 与与 超超 大大 规规 模模 集集 成成 电电 路路 计计 算算 机机 （19721972年至今）年至今）其主要特征是以大规模和超大规模集成电路为计算其主要特征是以大规模和超大规模集成电路为计算机的主要功能部件。机的主要功能部件。5 5新一代计算机新一代计算机智能计算机智能计算机 新新一一代代计计算算机机正正在在研研制制之之中中，主主要要特特征征是是人人工工智智能能，它它将将具具有有自自然然语语言言理理解解能能力力、

11、模模式式识识别别能能力力和和推推理理判判断断能能力力等等，突突破破冯冯.诺诺依依曼曼体体系系结结构构的的限限制制，提提出出非非冯冯.诺依曼的体系结构，如神经网络计算机。诺依曼的体系结构，如神经网络计算机。6 6微型计算机的发展概况微型计算机的发展概况 微微型型计计算算机机（简简称称微微机机）诞诞生生于于19711971年年，属属于于第第四四代代计计算算机机，微微型型计计算算机机的的诞诞生生和和迅迅速速普普及及是是计计算算机机发发展展史史中中最最重重大大的的事事件件。微微型型计计算算机机具具有有体体积积小小、重重量量轻轻、功功耗耗小小、可可靠靠性性高高、使使用用环环境境要要求求不不严严格格、价价

12、格低廉、易于成批生产等特点。格低廉、易于成批生产等特点。世世界界上上第第一一台台微微机机是是由由美美国国IntelIntel公公司司年年轻轻的的工工程程师马西安师马西安.霍夫（霍夫（M.E.HoffM.E.Hoff）于于19711971年研制成功的。年研制成功的。他他大大胆胆地地提提出出了了一一个个设设想想，把把计计算算机机的的全全部部电电路路做做在在四四个个芯芯片片上上，即即一一片片4 4位位微微处处理理器器Intel4004Intel4004、一一片片320320位位的的随随机机存存取取存存储储器器、一一片片256256字字节节的的只只读读存存储储器器和和一一片片1010位位的的寄寄存存器

13、器，它它们们通通过过总总线线连连接接起起来来就就组组成了世界第一台成了世界第一台4 4位微型计算机位微型计算机MCS-4MCS-4。微微型型计计算算机机的的核核心心部部件件是是微微处处理理器器（MPUMPU），根根据据微微处处理理器器集集成成规规模模和和功功能能，形形成成了了微微型型计计算算机机的的不不同同发展阶段。发展阶段。1 1第一代微型计算机第一代微型计算机 1972 1972年年IntelIntel公司研制成功公司研制成功8 8位微处理器位微处理器Intel8008Intel8008，它主要采它主要采用工艺简单、速度较低的用工艺简单、速度较低的P P沟道沟道MOSMOS电路。由它装备起

14、来的计算机电路。由它装备起来的计算机MCS-8MCS-8称为第一代微型计算机。称为第一代微型计算机。2 2第二代微型计算机第二代微型计算机 第二代微处理器是在第二代微处理器是在19731973年研制成功的，主要采用速度较快年研制成功的，主要采用速度较快的的N N沟道沟道MOSMOS技术的技术的8 8位微处理器。具有代表性的产品有位微处理器。具有代表性的产品有IntelIntel公司公司的的Intel8085Intel8085、MotorolaMotorola公司的公司的M6800M6800、ZilogZilog公司的公司的Z80Z80等。由它等。由它装备起来的计算机称为第二代微型计算机。装备起

15、来的计算机称为第二代微型计算机。3 3第三代微型计算机第三代微型计算机 第三代微处理器是在第三代微处理器是在19781978年研制成功的，主要采用年研制成功的，主要采用H-MOSH-MOS新工新工艺的艺的1616位微处理器。其典型产品是位微处理器。其典型产品是IntelIntel公司的公司的Intel8086Intel8086。由第由第三代微处理器装备起来的计算机称为第三代微型计算机。三代微处理器装备起来的计算机称为第三代微型计算机。4 4第四代微型计算机第四代微型计算机 从从19851985年起采用超大规模集成电路的年起采用超大规模集成电路的3232位微处理器，标志着位微处理器，标志着第四代

16、微处理器的诞生。典型产品有第四代微处理器的诞生。典型产品有IntelIntel公司的公司的Intel80386Intel80386。由。由第四代微处理器装备起来的计算机称为第四代微型计算机。第四代微处理器装备起来的计算机称为第四代微型计算机。返回返回返回返回 1.1.4 1.1.4 计算机计算机的分类的分类 计算机科学技术的发展日新月异，它已成为一个庞大的家族。计算机科学技术的发展日新月异，它已成为一个庞大的家族。计算机的种类很多，从不同角度对计算机有不同的分类方法。计算机的种类很多，从不同角度对计算机有不同的分类方法。1 1按计算机处理数据的方式分类按计算机处理数据的方式分类可以分为数字计算

17、机可以分为数字计算机、模拟计算机和数字模拟混合计算机三类。模拟计算机和数字模拟混合计算机三类。2 2按计算机的用途分类按计算机的用途分类可分为通用计算机和专用计算机两类。可分为通用计算机和专用计算机两类。3 3按计算机的规模和处理能力分类按计算机的规模和处理能力分类 规规模模和和处处理理能能力力主主要要是是指指计计算算机机的的体体积积、字字长长、运运算算速速度度、存存储储容容量量、外外设设的的配配置置、输输入入输输出出能能力力等等主主要要技技术术指指标标，按按其其分分类类大大体体可可分分为为巨巨型型计计算算机机、大大/中中型型计计算算机机、小小型型计计算算机机、微微型型计计算算机机、工作站工作

18、站、服务器以及网络计算机等种类。服务器以及网络计算机等种类。总总之之，目目前前微微型型计计算算机机与与工工作作站站、小小型型计计算算机机乃乃至至中中大大型型计计算算机机之之间间的的界界限限已已经经越越来来越越模模糊糊。无无论论按按哪哪一一种种方方法法分分类类，各各类类计计算算机机之之间间的的主主要要区区别别是是运运算算速速度度、存储容量及机器体积等。存储容量及机器体积等。返回返回返回返回 1.1.5 1.1.5 计算机计算机的特点的特点 计计算算机机作作为为一一种种通通用用的的信信息息处处理理工工具具，它它具具有有极极高高的的处处理理速速度度，很很强强的的存存储储能能力力，精精确确的的计计算算

19、能能力力和和逻逻辑辑判判断断能能力力。虽虽然然各各类类计计算算机机在在性性能能上、用途上、规模结构上有所不同，但它们都具备以下一些特点。上、用途上、规模结构上有所不同，但它们都具备以下一些特点。1 1运算速度快运算速度快 由由于于计计算算机机是是采采用用高高速速电电子子器器件件组组成成，因因此此能能以以极极高高的的速速度度工工作作。目目前前的的巨巨型型机机运运算算速速度度已已达达到到每每秒秒几几百百亿亿次次运运算算，微微机机也也可可达达到到每每秒秒亿亿次次以以上上 。2 2计算精度高计算精度高由由于于计计算算机机采采用用二二进进制制表表示示数数据据，因因此此它它的的精精度度主主要要取取决决于于

20、表表示示数数据据的位数，即机器字长。字长越长，其精度越高的位数，即机器字长。字长越长，其精度越高 。3 3具有记忆能力具有记忆能力存存储储器器是是计计算算机机的的记记忆忆部部件件，计计算算机机把把大大量量的的数数据据和和程程序序存存入入存存储储器器，并并把把处处理理或或计计算算的的结结果果保保存存在在存存储储器器中中。计计算算机机存存储储器器有有内内存存和和外外存存之之分分，目目前前，微微型型计计算算机机的的内内存存容容量量一一般般可可以以达达到到512512MBMB且且可可以以进进一一步步扩扩展展，外外存（如硬盘）容量可以达到十存（如硬盘）容量可以达到十GBGB甚至上百甚至上百GBGB。4

21、4具有逻辑判断能力具有逻辑判断能力计计算算机机不不仅仅具具有有运运算算能能力力，还还可可以以进进行行各各种种逻逻辑辑判判断断，并并根根据据判判断断的的结果自动决定下一步应该执行的指令。结果自动决定下一步应该执行的指令。5 5具有自动控制能力具有自动控制能力计计算算机机内内可可以以存存储储程程序序，计计算算机机可可以以在在人人们们事事先先编编制制好好的的程程序序的的控控制制下自动地完成各种操作，无需人工干预。下自动地完成各种操作，无需人工干预。返回返回返回返回1.1.6 1.1.6 计算机计算机的用途的用途计计算算机机在在科科学学技技术术、国国民民经经济济、社社会会生生活活等等各各个个方方面面都

22、都得得到到了了广广泛泛的的应应用用。按按照照应应用用的的领领域域计计算算机机的的用用途途归归纳纳起起来来可可分分为为以以下下几几个个方方面面。1 1科科学计算学计算科科学学计计算算又又称称为为数数值值计计算算，是是指指使使用用计计算算机机来来完完成成科科学学研研究究和和工工程程技技术中提出的数学问题计算。如人造卫星轨迹的计算。术中提出的数学问题计算。如人造卫星轨迹的计算。2 2数据处理数据处理数数据据处处理理是是指指用用计计算算机机对对数数据据进进行行输输入入、分分类类、加加工工、统统计计、排排序序、传传输输、检检索索、存存储储、制制表表等等操操作作，形形成成有有用用的的信信息息。据据统统计计

23、，全全世世界界计计算算机用于数据处理的工作量占全部计算机应用的机用于数据处理的工作量占全部计算机应用的80%80%以上。以上。3 3过程控制过程控制过过程程控控制制又又称称为为实实时时控控制制、自自动动控控制制，所所谓谓过过程程控控制制是是指指用用计计算算机机及及时时采采集集数数据据，将将数数据据检检测测、处处理理后后，按按最最佳佳值值迅迅速速对对控控制制对对象象进进行行自自动动控控制或自动调节。目前广泛应用于钢铁工业、石油工业、医药工业等。制或自动调节。目前广泛应用于钢铁工业、石油工业、医药工业等。4 4计算机辅助系统计算机辅助系统计计算算机机辅辅助助系系统统主主要要包包括括计计算算机机辅辅

24、助助设设计计、计计算算机机辅辅助助制制造造、计计算算机机辅助教育等。辅助教育等。5 5人工智能人工智能人人工工智智能能是是用用计计算算机机模模拟拟或或部部分分模模拟拟人人类类的的智智能能，一一般般是是指指模模拟拟人人脑脑进行演绎推理和采取决策的思维过程。进行演绎推理和采取决策的思维过程。6 6电子商务电子商务电子商务是指通过计算机和网络进行商务活动。电子商务是指通过计算机和网络进行商务活动。返回返回返回返回1.2 1.2 计算机科学与技术计算机科学与技术专业的知识结构专业的知识结构 计计算算机机科科学学技技术术学学科科经经历历半半个个多多世世纪纪的的迅迅猛猛发发展展，已已成成为为比比较较完完备

25、备的的学学科科体体系系，衍衍生生了了许许多多相相对对独独立立的的方方向向和和分分支支。从从学学科科体体系系的的角角度度，可可将将计计算算机机科科学学与与技技术术学学科科的的内内容容划划分分为为三三个个层层面面：应用层、专业基础层和专业基础的理论基础层。应用层、专业基础层和专业基础的理论基础层。1 1应用层应用层应应用用层层是是与与计计算算机机应应用用领领域域或或用用户户最最接接近近的的层层面面，它它包包括括人人工工智智能能应应用用与与系系统统，信信息息、管管理理与与决决策策系系统统，计计算算可可视视化化，科科学学计算等计算机应用的各个方向。计算等计算机应用的各个方向。2 2专业基础层专业基础层

26、专专业业基基础础层层为为应应用用层层提提供供理理论论和和方方法法指指导导及及环环境境。它它包包括括软软件件开开发发方方法法学学、计计算算机机网网络络与与通通信信技技术术、程程序序设设计计科科学学、计计算算机机体系结构、电子计算机系统基础。体系结构、电子计算机系统基础。3 3专业基础的理论基础层专业基础的理论基础层专专业业基基础础的的理理论论基基础础层层是是为为计计算算机机专专业业基基础础提提供供理理论论指指导导或或依依据据的的更更低低层层的的理理论论层层面面，包包含含了了计计算算机机科科学学的的最最核核心心和和最最基基础础的理论。它主要包括计算理论和高等逻辑等内容的理论。它主要包括计算理论和高

27、等逻辑等内容。返回返回返回返回1.3 1.3 计算机的运算基础基础计算机的运算基础基础w1.3.11.3.1数制数制w1.3.2 1.3.2 码制码制w1.3.3 1.3.3 定点数与浮点数定点数与浮点数w1.3.4 1.3.4 信息编码信息编码返回返回返回返回 1.3.1 1.3.1 数制数制关于数，大家并不陌生，数是各种运算的基础。计关于数，大家并不陌生，数是各种运算的基础。计算机处理的对象就是数据，在计算机中数值，字符、声算机处理的对象就是数据，在计算机中数值，字符、声音、图形、图像等都是数据，那么数据在计算机中是如音、图形、图像等都是数据，那么数据在计算机中是如何表示的？有哪些要求？何

28、表示的？有哪些要求？1 1数制的概念数制的概念按进位的原则进行计数叫进位计数制，简称按进位的原则进行计数叫进位计数制，简称数制数制。人们熟悉十进制数，但除以之外，还有十六进制、十二人们熟悉十进制数，但除以之外，还有十六进制、十二进制等等。进制等等。基数：基数：所谓某数制的基数是指该数制中允许选用的基所谓某数制的基数是指该数制中允许选用的基 本数码的个数。如十进制的基数是本数码的个数。如十进制的基数是1010。位权：位权：一个数码处在数的不同位置时，它所代表的数一个数码处在数的不同位置时，它所代表的数 值是不同的。每个数码所表示的数值等于该数值是不同的。每个数码所表示的数值等于该数 码乘以一个与

29、数码所在位置有关的常数，这个码乘以一个与数码所在位置有关的常数，这个 常数叫位权。常数叫位权。位位权权的的大大小小是是以以基基数数为为底底，数数码码所所在在位位置置的的序序号号为为指数的整数次幂。指数的整数次幂。例例如如，十十进进制制数数个个位位数数位位置置上上的的位位权权为为10100 0，千千位位数数位置上的位权为位置上的位权为10103 3，小数后第，小数后第3 3位的位权为位的位权为1010-3-3。例如，十进制数例如，十进制数1548.36871548.3687可以表示成：可以表示成：1548.3687=110 1548.3687=1103 3+510+5102 2+410+4101

30、 1+810+8100 0+310 310-1-1+610+610-2-2+810+810-3-3+710+710-4-4 计计算算机机的的运运算算基基础础是是二二进进制制，计计算算机机中中采采用用二二进进制制，而不采用十进制，这是因为：而不采用十进制，这是因为：（1 1）二进制的数码）二进制的数码0 0和和1 1，用电子器件极易实现。，用电子器件极易实现。（2 2）二进制数的运算规则简单。）二进制数的运算规则简单。（3 3）二进制数只有两个状态，数字的传输和处理不容易）二进制数只有两个状态，数字的传输和处理不容易 出错，计算机工作的可靠性高。出错，计算机工作的可靠性高。（4 4）二二进进制制

31、码码的的两两个个符符号号“0”“0”和和“1”“1”正正好好与与逻逻辑辑命命题题的两的两 个个值值“真真”和和“假假”相相对对应应，为为计计算算机机实实现现逻逻辑辑运运算和算和 程序中逻辑判断提供了便利条件。程序中逻辑判断提供了便利条件。2 2常用的数制常用的数制 在计算机科学技术中常用的数制有：在计算机科学技术中常用的数制有：十进制、十进制、二进制、八进制和十六进制。二进制、八进制和十六进制。在在计计算算机机内内部部一一切切数数据据的的存存储储、处处理理和和传传送送均均采采用用二进制二进制形式。形式。二二进进制制不不便便于于书书写写，通通常常用用八八进进制制或或十十六六进进制制来来书写，因此

32、计算机学科引入了书写，因此计算机学科引入了八进制和十六进制八进制和十六进制。为为了了适适应应人人的的习习惯惯，数数值值型型数数据据在在输输入入输输出出设设备备上则采用人们十分熟悉的上则采用人们十分熟悉的十进制十进制。无无论论是是哪哪一一种种数数制制，采采用用位位权权表表示示法法的的数数制制有有四四个重要的特征：个重要的特征：逢逢R R进一（进一（R R为基数）。如十进制数逢十进一。为基数）。如十进制数逢十进一。数字的总个数等于基数。如十进制数数字的总个数等于基数。如十进制数0909。最大的数字比基数小最大的数字比基数小1 1。如十进制中最大数字为。如十进制中最大数字为9 9。每每个个数数字字都

33、都要要乘乘以以基基数数的的幂幂次次，该该幂幂次次由由每每个个数数字所在的位置决定。字所在的位置决定。一一般般地地，对对于于R R进进制制而而言言，其其基基数数为为R R，使使用用R R个个数数字字表表示示数数值值，其其中中最最大大的的数数字字为为R-1R-1，任任何何一一个个R R进进制制数数N N：N=a N=an n a an-1 n-1.a.a1 1 a a0 0 a a-1-1aa-m-m 均可表示为如下按权展开式形式：均可表示为如下按权展开式形式：N=a N=an n a an-1 n-1.a.a1 1 a a0 0 a a-1-1aa-m-m =a=an n R Rn n+a an

34、-1 n-1 R Rn n-1-1+a+a1 1 R R1 1+a a0 0 R R0 0+a a-1 -1 R R-1-1+a+a-m -m R R-m-m （1 1）十进制（简记符为）十进制（简记符为D D）十十进进制制用用0 0，1 1，2 2，3 3，4 4，5 5，6 6，7 7，8 8，9 9十十个个数数码码表表示示数数值值，采采用用“逢逢十十进进一一”计计数数原原则则。基基数数为为1010，位权为，位权为1010 i i。例如，十进制数例如，十进制数5246.3765246.376可表示成：可表示成：5246.376=510 5246.376=5103 3+210+2102 2+

35、410+4101 1+610+6100 0+310 310-1-1+710+710-2-2+610+610-3-3 （2 2）二进制（简记符为）二进制（简记符为B B）二二进进制制用用数数字字0 0和和1 1表表示示数数值值，采采用用“逢逢二二进进一一”计数原则。基数为计数原则。基数为2 2，位权为，位权为2 2 i i。例如，例如，二进制数二进制数1011.1011011.101可表示成：可表示成：1011.101=12 1011.101=123 3+02+022 2+12+121 1+12+120 0 +12+12-1-1+02+02-2-2+12+12-3-3 二二进进制制计计数数方方式

36、式最最本本质质的的东东西西是是每每位位数数计计满满2 2时时，向高一位进一，即向高一位进一，即“逢二进一逢二进一”。对对于于二二进进制制数数，小小数数点点向向右右移移一一位位，数数值值就就扩扩大大2 2倍倍，例例如如：11011.101=10(1101.1101)11011.101=10(1101.1101)；反反之之，小小数数点向左移一位，数值就缩小点向左移一位，数值就缩小2 2倍。倍。例如：例如：11011.101=1/10(110111.01)11011.101=1/10(110111.01)。另另外外，若若个个位位数数是是1 1，则则此此二二进进制制数数就就是是奇奇数数，如如 1111

37、，1110111101，110001110001等等都都是是奇奇数数，若若个个位位数数是是0 0，则则此此数就是偶数，如数就是偶数，如 110 110，111010111010，1100011000等都是偶数。等都是偶数。二进制数的加法和乘法的运算规则如下：二进制数的加法和乘法的运算规则如下：加法运算规则：加法运算规则：乘法运算规则：乘法运算规则：0+0=0 0 0=0 0+0=0 0 0=0 0+1=1 0 1=0 0+1=1 0 1=0 1+0=1 1 0=0 1+0=1 1 0=0 1+1=10 1 1=1 1+1=10 1 1=1 例例1.1 1.1 （10111011）2 2+（11

38、01111011）2 2=？1 0 1 1 1 0 1 1 +1 1 0 1 1 +1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 即：即：1011+11011=1001101011+11011=100110 相当于十进制数相当于十进制数11+27=3811+27=38。例例1.2 1.2 （10011001）2 2（110110）2 2=？1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 +1 0 0 1 +1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 即：（即：（10011001）2 2（110110）2 2=（1

39、10110110110）2 2 相当于十进制数相当于十进制数96=5496=54。（3 3）八进制（简记符为）八进制（简记符为Q Q）八八进进制制用用0 0，1 1，2 2，3 3，4 4，5 5，6 6，7 7八八个个数数码码表表示示数数值，采用值，采用“逢八进一逢八进一”计数原则。基数为计数原则。基数为8 8，位权为，位权为8 8 i i。例如：例如：（473.25473.25）8 8=4 8=4 82 2+7 8+7 81 1+3 +3 8 80 0+2 8+2 8-1-1+5 8+5 8-2-2 （4 4）十六进制（简记符为）十六进制（简记符为H H）十十六六进进制制用用0 0，1 1

40、，2 2，3 3，4 4，5 5，6 6，7 7，8 8，9 9，A A，B B，C C，D D，E E，F F十十六六个个数数码码表表示示数数值值，采采用用“逢逢十十六进一六进一”计数原则。基数为计数原则。基数为1616，位权为，位权为1616 i i。例如：例如：（4 4AF8.94BAF8.94B）1616=416=4163 3+A16+A162 2+F16+F161 1+816+8160 0 +916 +916-1-1+416+416-2-2+B16+B16-3-3 综综上上所所述述可可见见，各各种种进进位位计计数数制制的的基基本本道道理理是是相相同同的的，只只是是在在日日常常生生活活

41、中中不不经经常常用用到到二二进进制制、八八进进制制和和十十六六进进制制，对对它它们们不不十十分分熟熟悉悉而而已已，但但它它们们之之间间存存有内在的联系，它们之间可以相互转换。有内在的联系，它们之间可以相互转换。3 3各种数制间的相互转换各种数制间的相互转换 将将数数由由一一种种数数制制转转换换成成另另一一种种数数制制称称为为数数制制间间的的转换。转换。（1 1）非十进制转换成十进制）非十进制转换成十进制 非非十十进进制制数数转转换换成成十十进进制制数数采采用用“位位权权法法”，即即把把非非十十进进制制数数写写成成各各自自的的按按权权展展开开式式，然然后后按按十十进进制制运算原则求和，其和值就是

42、转换后对应的十进制数。运算原则求和，其和值就是转换后对应的十进制数。例例1.3 1.3 将二进制数将二进制数1011101.10011011101.1001转换成十进制数。转换成十进制数。（1011101.10011011101.1001）2 2=12=126 6+02+025 5+12+124 4 +12 +123 3+12+122 2+02+021 1 +12 +120 0+12+12-1-1+02+02-2-2 +02 +02-3-3+12+12-4-4 =64+16+8+4+1+0.5+0.0625 =64+16+8+4+1+0.5+0.0625 =（93.562593.5625）10

43、10 例例1.4 1.4 将八进制数将八进制数763.24763.24转换成十进制数。转换成十进制数。（763.24763.24）2 2=78=782 2+68+681 1+38+380 0+28+28-1-1 +48 +48-2-2 =448+48+3+0.25+0.0625 =448+48+3+0.25+0.0625 =（499.3125499.3125）1010 例例1.5 1.5 将十六进制数将十六进制数B2FB2F转换成十进制数。转换成十进制数。（B2FB2F）16 16=B16=B162 2+216+2161 1+F16+F160 0 =1116 =11162 2+216+2161

44、 1+1516+15160 0 =2816+32+15=2816+32+15=（28632863）1010（2 2）十进制数转换成非十进制数）十进制数转换成非十进制数将将十十进进制制数数转转换换成成二二进进制制、八八进进制制或或十十六六进进制制等等非非十十进进制制数数的的方方法法是是相相似似的的，十十进进制制数数转转换换非非十十进进制制数数时时，整整数数部部分分和和小小数数部部分分分分别别进进行行转转换换，将将两两个个转转换结果结合起来就可以得到对应的非十进制数。换结果结合起来就可以得到对应的非十进制数。十进制整数转换成非十进制整数十进制整数转换成非十进制整数将将十十进进制制整整数数转转换换为

45、为非非十十进进制制整整数数采采用用“除除基基取取余余法法”。即即：将将十十进进制制整整数数及及此此期期间间产产生生的的商商逐逐次次除除以以需需转转换换为为数数制制的的基基数数，直直到到商商为为零零为为止止，并并记记下下每每一一次次相相除除所所得得到到的的余余数数，按按从从后后往往前前的的次次序序将将各各余余数数记记作作K K n n K K n n-1-1K K n-2n-2K K 0 0 ，从从而而构构成成转转换换后后对对应应的的非非十进制整数。十进制整数。例例 1.6 1.6 将将 十十 进进 制制 整整 数数 125125转转 换换 成成 对对 应应 的的 二二 进进 制制 整数。整数。

46、2 125 2 125 余数余数 2 62 1 2 62 1 2 31 0 2 31 0 2 15 1 2 15 1 2 7 1 2 7 1 2 3 1 2 3 1 2 1 1 2 1 1 0 1 0 1 则得：（则得：（125125）1010=（11111011111101）2 2 例例 1.7 1.7 将将 十十 进进 制制 整整 数数 125125转转 换换 成成 对对 应应 的的 十十 六六 进进 制制 整数。整数。16 125 16 125 余数余数 16 7 13 16 7 13（D D）0 7 0 7 则得：（则得：（125125）1010=（7 7D D）1616 例例 1.8

47、 1.8 将将 十十 进进 制制 整整 数数 125125转转 换换 成成 对对 应应 的的 八八 进进 制制 整整 数。数。8 125 8 125 余数余数 8 15 5 8 15 5 8 1 7 8 1 7 0 1 0 1 则得：（则得：（125125）1010=（175175）8 8 十进制小数转换成非十进制小数十进制小数转换成非十进制小数 将将十十进进制制小小数数转转换换为为非非十十进进制制小小数数采采用用“乘乘基基取取整整法法”。即即：将将十十进进制制小小数数及及此此期期间间产产生生的的积积小小数数部部分分逐逐次次乘乘以以需需转转换换为为数数制制的的基基数数，直直到到积积的的小小数数

48、部部分分为为零零为为止止或或达达到到一一定定精精度度为为止止，并并记记下下每每一一次次相相乘乘所所得得到到的的整整数数部部分分，按按照照从从前前往往后后的的次次序序，将将各各整整数数部部分分记记作作k k1 1 k k-2-2k k-m-m ，从从而而构构成成转转换换后后对对应应的的非非十十进进制小数。制小数。例例1.9 1.9 将十进制小数将十进制小数0.6250.625转换成对应的十六转换成对应的十六 进制小数。进制小数。0.625 0.625 整数部分整数部分 16 16 3750 3750 +625 +625 10.000 10(10.000 10(A)A)则得：（则得：（0.6250

49、.625）1010=（0.0.A A）1616 例例1.10 1.10 将十进制小数将十进制小数0.6250.625转换成对应的二进制小数。转换成对应的二进制小数。0.6250.625整数部分整数部分 2 21.250 11.250 10.250.25 2 20.5 00.5 0 2 2 1.0 1.0 1 1则得：（则得：（0.6250.625）1010=（0.1010.101）2 2 例例1.11 1.11 将十进制小数将十进制小数0.6250.625转换成对应的八进制转换成对应的八进制小数小数0.625 0.625 整数部分整数部分 8 85.000 55.000 5则得：（则得：（0.

50、6250.625）1010=（0.5 0.5）8 8 例例1.12 1.12 将十进制小数将十进制小数0.4670.467转换成对应的二进制数转换成对应的二进制数0.467整数部分整数部分 20.934021.86810.86821.73610.73621.4721.则得：（则得：（0.4670.467）1010=（0.0111.0.0111.）2 2 如果一个十进制数既有整数部分，又有小数部分，如果一个十进制数既有整数部分，又有小数部分，则应将整数部分和小数部分分别进行转换，然后把两者则应将整数部分和小数部分分别进行转换，然后把两者相加便得到结果。相加便得到结果。例例1.13 1.13 将十