第1章计算机与社会信息化

课程性质：计算机公共基础课，必修了解计算机的组成及原理；了解操作系统的概念；了解和掌握计算机网络、数据库、程序设计、

数据结构、多媒体和软件的基本概念和相关技术；掌握计算机基本应用技能。

任务目的

在专业中借鉴、引入计算机科学中的一些理念、技术和方法，解决专业问题。认识并处理计算机应用中出现的问题。拓展视野，为后续学习准备必要知识。基本内容

第一章计算机与社会信息化第六章算法与数据结构基础第二章微型计算机的组成及应用第七章数据库技术基础第三章操作系统基础知识第四章计算机网络技术基础第五章信息安全技术基础

第八章多媒体技术基础第九章VisualBasic程序设计入门第十章软件设计基础授课对象：

本科生课堂：

主教材，48

学时，16周实验：实验指导与自测，自学及实验（习题答案），计划内16

学时+课外30学时学分：

4考核形式：

平时15+实验15+无纸化考试70考试时间：

预计第17周授课教师：

宋长龙，scl@第一章计算机与社会信息化5学时本章主要内容计算机的发展计算机分类及应用信息技术概述计算机系统组成计算机硬件系统计算机软件分类计算的主要性能指标数制及其转换数值型数据的存储计算机的算术与逻辑运算文字信息编码形式一种可以接受输入、处理数据、存储数据、可编程并能产生输出的一种电子装置。计主要特点：计算精度高、处理速度快、存储容量大、自动化程度高、适用范围广和通用性强。算机2)1936年英科学家图灵，首次提出逻辑机模型-图灵机，誉为计算机之父。1.

计算机理论奠基人图灵的主要贡献建立图灵机模型，奠定可计算理论基础；提出图灵测试，阐述机器智能概念。图灵奖，计算机最高奖项，创于1966，每年由美计算机学会颁发。1)19世纪50年代，英数学家乔治·布尔创立逻辑代数，奠定电子计算机的理论基础。1.1

计算机的发展历程被测对象有人和机器。测试人用一些装置向被测试对象提问，若测试人区分不出机器和人的回答，则机器通过了图灵测试，即机器有智能。3)比尔·盖茨，美国计算机商人、亿万富豪，微软创始人，世界首富。比世界最贫穷人口50%的财富还多。1955年10月28日生于美国上层家庭，出色的学生，极端个人主义者；曾断言25岁成为亿万富翁。70年代，参与设计BASIC语言。与夫人创办了慈善基金会，为贫穷学生提供奖学金，在艾滋病防治方面有很大贡献。1946年2月诞生于美国宾州大学，电子数值积分计算机，ENIAC—ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator）。2.

第一台计算机的诞生5000次加法/秒体重28吨占地170m218800只电子管1500个继电器功率150KW缺点：存储容量很小；采用外接线路的方法设计程序。1948年8月，美籍匈牙利数学家冯·诺依曼提出EDVAC

(ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer，离散变量自动电子计算机)计算机基本体系结构。3.冯·诺依曼计算机体系结构1)

硬件结构：运算器、控制器、存储器、输入和输出设备。2)采用二进制数：便于硬件实现，运算规则简单。3)存储程序控制：程序实现自动计算。11010011001100001010011010104.计算机发展的4个阶段一代：电子管计算机二代：晶体管计算机三代：中小规模集成电路计算机四代：大规模、超大规模集成电路计算机

1946～1958体积大;运算速度：1万次；内存容量：2KB；程序设计：机器语言。

1958～1964晶体管、磁芯存储器，内存容量可达32KB；运算速度：数百万次；程序设计语言：汇编、FORTRAN等。1971年至今大规模、超大规模集成电路、半导体存储器、磁盘、磁带、光盘和微处理器。内存容量可达GB级；运算速度：亿亿次；软件增加专家系统、面向对象开发工具等。

1964～1970小规模集成电路、半导体、磁盘，内存容量可达数百MB；运算速度：数亿次；软件：操作系统、结构化程序设计语言、数据库等。•

计算机网络技术更加完善

×1.1.2计算机的发展趋势

一些简单的自动装置(如机械手)将得到广泛应用。它们用微电脑内核，带有“眼睛”(摄像机)，甚至用自然语言与人类进行交流，完成特定的使命。•

人工智能进一步发展

计算机与通信网络相互协调、相互补充，融于一体；世界范围内的高速宽带网即将建成。

将由磁、光或DNA来制造，即所谓磁计算机、光子计算机、生物计算机和量子计算机。

•

未来新型计算机

采用磁场来控制晶体管,能使每平方厘米所容纳的晶体管数量增加近千倍。磁计算机

利用光的高速和无干扰性，使用光学元件(光触发器)构成处理器。光子计算机

以生物工程技术产生的蛋白分子为主要原料，信息以波的形式传输；有巨大的存储能力。

生物计算机

利用处于多现实态下的原子进行运算的计算机。

量子计算机

1.2.1计算机分类按运算速度、字长、存储容量、软件配置及用途等多项性能指标分为：高性能、微型、工作站、服务器和嵌入式等计算机。

1)

高性能计算机指运算速度最快、处理能力最强的计算机，称为超级、巨型或大型计算机，目前运算速度已达千万亿次，如天河二号运算速度为5.49亿亿次。1.2

计算机分类及应用配有整数和浮点运算部件，有很大的虚拟存储空间、人机交互图形接口和网络通信接口，可多达20个CPU。比台式微型计算机的数据处理、图形图像处理和网络连接能力更强。3)

工作站2)微型计算机发展速度较快，性能/价格比高，应用广泛。也称个人计算机(PC—PersonalComputer)。主频已达数GHz，运行速度数百亿次，内存容量数GB，硬盘容量TB级。有台式、笔记本和掌上电脑等。用于网络管理、运行应用程序、处理网络工作站成员信息请求的高性能计算机。分为文件服务器、应用程序服务器和数据库服务器等。

4)

服务器服务器计算机作为一个部件嵌入到其他设备中，使其成为智能化和自动化程度更高的设备。软件固化到计算机内部，用户不可修改。

5)

嵌入式计算机目前计算机技术正朝着高性能、网络化、智能化和微型化方向发展。应用于军事、医疗设备、汽车和家用电器中。1.2.2计算机的主要应用

指信息收集、转换、分类、统计、存储和输出等，从中筛选出有价值数据。也称非数值计算，虽然数据量大，但计算方法简单。主要解决科学研究和工程中数值计算问题。

1.

科学计算

2.

数据处理

即实时控制，利用计算机的高速和善判断特点，实时采集和分析处理数据，计算和判断，直接干预生产过程，校正偏差，进行调整，实现对生产过程的自动控制。3.过程控制如：aX2+X+C=0 求解。如：财务、人事档案、学籍、银行储蓄等业务管理。如：车床、无人驾驶、卫星、宇宙飞船等信息接收和控制。含计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)和计算机辅助教学(CAI)等。4.计算机辅助系统

1)CAD：以计算机为工具，对产品或工程进行绘图、分析和编写技术文档等。3)CAI：是借助课件系统完成教学的方法，课件系统是用专门语言或工具开发的教学软件。2)CAM：用计算机代替人控制和操作设备(如车床)进行生产或加工产品(如零件)。输入可能是产品工艺图或控制开关信号；输出是设备的控制信号。将人脑演绎推理的思维过程、规则、策略和技巧等编成计算机程序；存储一些公理和推理规则，计算机自动解决问题和推导结论。5.

人工智能1)

机器人：一种自动化机器，具备某些与人或生物相似的智能，如感知、规划、动作和协同等能力。2)

专家系统：是模拟专家智能的软件。总结人的知识和经验存入计算机，配上相应软件。3)

模式识别：重点研究图形(含符号和图像)识别和语言识别。如：疾病诊断、地矿勘探、股市行情分析等。如：指纹(面部)识别、声音识别、导盲预警。用计算机及相关设备合成的世界。使人与现实或虚幻世界直接交互。应用于工业、建筑设计，教育培训，文化娱乐，实战演练等。计算机及辅助设备用通信线连接起来，配备网络操作系统，形成规模大、功能强的网络，实现资源共享及相互通信。6.信息高速公路

7.虚拟现实

集声音、图像和文字于一体，集电视、录像、光盘存储、电子印刷和计算机通信技术之大成，将计算机应用引入无所不能的广阔领域。8.

多媒体技术1.3信息技术概述信息：是社会赖以构造和协调的纽带，是合理配置、正确调度的依据。信息技术的核心：计算机、通信和控制技术。信息技术的基本内容：采集、传播、存储、加工处理和利用。信息技术对社会的影响：影响经济和社会发展，是衡量社会进步的重要标志。信息技术对个人的影响：获取、加工和应用信息的能力是衡量人才素质的一个重要指标。时效性2.

信息的基本特征普遍性寄载性共享性可识别性可加工性

只要有事物存在或变化，就存在信息。

信息寄载于事物，不能独立于事物之外

信息是一种资源，可为人类所共享。价值因时间或地点不同而发生变化。

通过眼、耳和鼻等直接或间接识别。

从中提炼出有价值的信息。客观事物及其运动状态的表征。1.

信息：1.3.1信息与数据

3.

数据：是信息的载体，信息的具体表示形式。包括数值、字符(如字母、汉字、标点符号和运算符等)、图形、图像和声音等数据。在计算机内，都用二进制数表示。

数据处理：指数据采集、存储、传送、转换、分类、排序、计算和输出等操作。4.信息数字化：对事物的信息抽象、提取和规范化，成为计算机能处理的数据。如：3.14计算机ABC110100110011000010100110数据是信息的载体和表示形式，表达具体事物；信息是数据表达的内涵或解释，表达抽象事物。在很多场合，不区分信息与数据。5.

信息与数据的区别学生信息

学号姓名性别民族出生日期年级状态21030102张晓伟男汉族1984年6月18日具体学生数据二年闲谈听课高速度、网络化多媒体化多学科结合智能化1.3.2现代信息技术

信息技术是利用信息科学原理和方法，研究产生、获取、变换、传输、存储、处理和利用信息的技术，又称信息工程。×1.3.3

信息技术的发展趋势1.3.4

信息化社会

是以信息活动为社会发展的基本活动。操作系统硬件系统软件系统外存储器运算器控制器应用软件内存储器输出设备主机外设中央处理器(cpu)ROMRAM系统软件输入设备硬磁盘U盘光盘键盘鼠标显示器打印机绘图仪编辑程序连接程序调试程序、故障检查程序汇编程序编译程序解释程序扫描仪1.4

计算机系统组成由硬件和软件两个子系统组成。

按电、磁、光和机械等原理构造的各种物理部件，是物质基础(实体)。

为运行、管理和维护计算机而编制的各种程序、数据和文档的总称，是对硬件性能的扩充和完善。

数据库应用程序如：UNIX、Linux语言处理程序监控程序、诊断程序各种软件包计算机硬件(Hardware)系统：是构成计算机系统的全部硬件。1.5

计算机硬件系统基本功能：在程序控制下，完成数据输入、存储、处理和输出。硬件组成：控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备5大部件。运行过程就是不断地接收数据、执行指令和输出结果。12312345612346541.5.1计算机工作过程向控制器提出输入请求，控制器执行输入指令，根据指令中的内存地址，将数据存储到内存。控制器向内存发出地址码，从内存单元读取指令，向运算器发出运算指令，从内存取操作数运算，将结果保存回内存，向控制器发送反馈信号。向控制器发出输出请求，控制器执行输出指令，根据指令中的内存地址，数据发送给输出设备。

1.5.2中央处理器

控制器和运算器合在一起称为中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)。主要性能取决于CPU，是硬件系统的核心。执行一条指令分取指令、分析指令、执行指令和调整程序计数器的值4步骤。

负责取出、翻译和分析指令，发出控制信号(指令)，控制、协调计算机各组件自动、连续地执行指令，指挥整个计算机有条不紊地工作。

1.控制器指令寄存器(IR)指令译码器(ID)操作控制器(OC)通用寄存器组(GR)程序计数器(PC)……

控制总线(CB)存放CPU正在执行的指令。一组内部存储单元，个数和位数由机型确定；每个寄存器能存储二进制位数与计算机字长一致。用于存储待使用的操作数或中间结果，可避免频繁访问内存储器。10110010101100101011001111110010分析指令寄存器中的指令,根据指令的功能,将指令分解成一系列操作控制信号

存储下一条指令的内存地址，为执行下一条指令做好准备。

将指令译码器分析出的各种控制信号发送给相关部件，使其完成要求的操作，这一过程称为执行指令。

在控制器的控制下执行程序中的运算型指令，完成各种算术和逻辑运算。

2.运算器累加器(A)暂存寄存器标志寄存器(FR)算术逻辑单元(ALU)用于存储算术逻辑单元运算的另一个操作数，但不用于保存运算结果。记载算术逻辑单元运算结果的状态，如进位、溢出等，为进一步处理累加器A中的数据提供依据。专用寄存器，用于存储算术逻辑单元运算的两个操作数之一，并且保存当前运算结果。执行算术和逻辑运算，核心是加法器。

1.5.3存储器对每个存储单元进行编号，将其称为存储单元的物理地址。1.存储操作1)

读操作：从存储器中取出内容，原内容不变。2)

写操作：指定内容存入存储器，覆盖原内容。是存储程序和数据的部件。由若干个存储单元组成，每个存储单元存放8位(1个字节)二进制信息，存储单元总数是存储容量。

10000000100000010100001110010101………………00000001......FFFF100111110101111010000001字节(Byte)：一个字节由8位二进制数组成，简写B。是信息组织和存储的基本单位。比特(bit)：1位二进制数，简写b，是度量数据的最小单位。10110001位(bit)字节Byte2.存储单位KB(千字节)、MB(兆字节)GB(千兆字节)、TB(百万兆字节)其他单位：1B=8b

1GB=1024MB

1MB=1024KB1KB=1024B换算关系：=210B=220

B=230

B

1TB=1024GB=240

B半导体材料访问速度快暂时性价高光、磁材料访问速度慢永久性价低3.存储器分类1)主存储器(内存)

2)

辅助存储器(外存)内存条BiosCMOS4.主存储器(内存)用于存放正在执行的程序指令和数据，可直接与CPU交换信息。1)

随机存储器(RAM)：存正执行的程序和数据，临时存储，断电丢失信息。2)

只读存储器(ROM)：由厂家写入系统初始化、引导及各种硬件驱动等程序，并固化。用户只能读，不能写，断电信息不丢。Bios内存条CMOS3)

主机：中央处理器(CPU)和内存的总称。5)裸机：仅含硬件的计算机系统，即硬件子系统。＋Bios内存条CMOS4)外部设备(外设)：硬件系统中不属于主机的设备。×5.辅助存储器(外存)永久性存储信息，断电后信息不丢。1)磁盘存储器正面背面电源口信息口打开磁头主轴盘面柱面扇区磁道主轴盘片每个盘片双面都划若干条同心圆的磁道，是磁头读写的路径。最外层是0道，每个磁道数据容量相同，内圈记录密度高于外圈。一个硬盘由若干个盘片组成，每个盘片有相同数目的磁道。所有盘片上相同半径的磁道组合在一起，称为一个柱面。每个磁道分若干个小段，一个小区段称一个扇区。各个磁道扇区数相同，每个扇区的容量一致(512B)。主轴旋转速度决定硬盘内部数据的传输率，主轴转速越快，硬盘寻找文件和存储信息的速度越高。硬盘转速以每分钟多少转表示（RPM）。硬盘总容量：磁头(盘面)数×柱面(磁道)数×扇区数×扇区容量由基底层、记录层和保护层组成。

只读光盘(CD-ROM)追记只读光盘(CD-R)可擦写光盘(CD-RW)数字化视频光盘(DVD)2)光盘存储器盘中内容在生产时确定，一旦制成，内容不可修改，只能读取。

通过刻录机可写入和删除数据，普通光盘驱动器只能读取数据。也称闪存，半导体移动存储器，插入USB口即可。

3)优(U)盘与CD相似，但容量更大，一般为4.7GB，双面可达8.5GB。用刻录机可多次写入，写操作用追加方式，已写入的内容不可修改删除。容量可达700MB

1.5.4输入输出设备输入输出(Input/Output，I/O)系统主要对外部设备进行输入输出操作。1)输入设备：向主机输入程序、原始数据和操作命令等，常用输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。2)输出设备：将计算机处理后的信息转换成人们能识别的形式。常用输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。软件分类：系统软件和应用软件。软件：运行、管理和维护计算机所编制的程序和文档的总和。程序：一系列指令(语句)的有序集合。数据及相关文档+1.6

计算机软件分类

1.6.1系统软件用于计算机系统内部管理、维护、控制和运行；计算机程序编辑、翻译、装入、控制和运行等。

操作系统(OS)操作系统其他软件DOS硬件分配、管理计算机系统资源，指挥计算机系统自动协调地运行，高效率地工作，是用户与计算机之间的接口。

语言处理系统数据库管理系统服务程序通过计算机语言可编写程序，控制计算机完成预定任务。计算机语言分为机器语言、汇编语言和高级语言。如C语言、VB和VC等。管理数据库的软件，主要面向解决数据处理的非数值计算问题。反病毒程序文件压缩程序备份程序诊断程序卸载程序

完成一些与管理计算机系统资源及文件有关的任务。1.6.2应用软件针对某一应用目的而开发的软件。通用应用软件专用应用软件支持最基本的应用，广泛地应用于几乎所有专业领域。如：PhotoShop、AuthorWare等。专用于某专业领域，如：应用于医院、金融、铁路、无纸化考试、选课和成绩管理等。4.

硬件扩充能力性能指标决定计算机的运算能力、程序执行速度、数据存储容量和硬件扩充能力等。1.7

计算机的主要性能指标1.

字长标志着计算机的计算能力和精度。字越长，一次能运算的位数越多，计算精度越高。2.

主存储器3.

外存储器常指硬盘(包括内置硬盘和移动硬盘)，容量体现存储信息的能力。

允许配接哪种类型设备，可配接多少设备，是否允许扩充或更换部件等。计算机字：一次能处理的二进制数。字长：一个字中二进制的位数，也指一次定点运算的二进制位数，一般是8的倍数。1111001010110011CPU直接访问的存储器，容量反映即时存储信息能力，存取时间影响程序的运行速度。容量大，减少主存与外存信息交换次数、增加CPU工作效率。内存条Cache1.7

计算机的主要性能指标5.运算速度：用CPU频率或执行指令条数/秒衡量运算速度。1)

CPU频率2)每秒执行指令条数CPU主频率：是CPU的时钟频率，反映CPU的操作速度，单位是兆赫兹(MHz)，如：微型机已达GHz。CPU外频率：与周边部件(内存和芯片组)之间传输数据频率。主频率=外频率×系数也称倍频。一条指令分解成若干操作步，CPU工作时时钟不断发出脉冲，一个脉冲完成一步操作步。估算值，多数计算机依据每秒执行定点或浮点数加法指令的次数。如：超级计算机已达千万亿次。110111011

现行计算机系统采用二进制存储、处理和传输。为书写和表示方便，引进八进制和十六进制。1.8.1进位计数制位权是按所采用的基数和对应数位来表示一个固定数。

数码基数位权基数是指在某种进位计数制中所使用的数码个数。

1.8

数制及其转换十进制数的基数是10。数码有0、1、2、3、4、5、6、7、8和9共10个数字符号。数码位置不同代表不同数值。1.十进制计数制3×102＋0×101＋1×100＋3×10－1＋8×10－2＋7×10－3＋6×10－4

如：301.3876称权展开表达式＝1.8.1进位计数制

任意R进制计数制有基数R、位权Ri和权展开表达式。R可以是任意正整数。

用基数R的i次幂Ri表示。数码基数位权基本符号的个数，逢R进一，借一顶R。an-1×Rn-1+an-2×Rn-2+……+a1×R1+a0

+(an-1an-2……a1a0.a-1a-2……a-m)R

=2.R进制计数制a-1×R-1+a-2×R-2+……+a-m×R-m0，1，……，R-1。进位制二进制

八进制十进制十六进制规则

逢二进一逢八进一逢十进一逢十六进一基数

R=2 R=8R=10R=16数符

0，10,1,…,70,1,…,90,1,…,9,A,B,C,D,E,F位权

2i8i10i16i表示符号

BODH常用进制数例：(10100101)B(245)O(165)D(A5)H(101.11)B如：(23.68)D(E3.F)H(756.7)O=101+3×100+6×10-1+8×10-2=1×22+0×21+1×20＋1×2－1＋1×2－2=7×82+5×81+6×80＋7×8－1=14×161+3×160+15×16－1进位计数制的共同特点：都有固定的基本符号(数码)；不同位置的数码代表不同值，与权值有关。

用权展开法转换1.8.2各进制间数的转换＝(301.6875)D【例1】二进制数转十进制数。＝(13.6875)D(1101.1011)B＝1×23＋1×22＋0×21＋1×20＋1×2－1＋0×2－2

+1×2－3＋1×2－4【例2】八进制数转十进制数。＝4×82＋5×81＋5×80＋5×8-1＋4×8-2(455.54)O＝(301.6875)D

＝256＋40＋5＋0.625＋0.0625【例3】十六进制数转十进制数。(12D.B)H＝1×162＋2×161＋13×160＋11×16－1思考：n个1组成的二进制数对应十进制数是几？1.R进制数转换为十进制数2|2|2.十进制数转换为R进制数整数与小数分别转换，再用小数点连接。1)

整数部分转换方法：除R取余。例

(301)D

转换成二进制数2|301

150……1余数

75……0

37……12|

18……12|

9……02|

4……12|

2……02|

1……02|

0……1最低位最高位(100101101)B整数商(301)D

=

(100101101)B(301.6876)D≈

(100101101.1011)B(0.6876)D

≈

(0.1011)B2)

小数部分转换方法：乘R取整例

(0.6876)D

转成二进制数(保留小数点后4位)。纯小数0.6876×2＝1.3752×2＝0.7504×2＝1.5008×2＝1.0016最高位最低位（301.6876）D

≈

(100101101.1011)B(0.1011)B乘积计算到小数5位；＜R/2舍去，≥R/2进位。×2＝0.0032注：十进制整数都能精确地转成R进制数；某些十进制小数不能精确地转成R进制数。

0.37520.75040.50080.00163.二、八、十六进制数间的相互转换8-1＝23-1，即一位八进制数对3位二进制数;16-1＝24-1，一位十六进制对4位二进制数。二进制八进制二进制十六进制二进制十六进制00000000010008001100011100190102001021010

A0113001131011

B1004010041100

C1015010151101

D1106011061110

E1117011171111

F例1

二进制数100101101.1011转成十六进制数(000100101101.1011)BD21B＝(12D.B)H例2

二进制数100101101.1011转成八进制数(100101101.101100)B55454＝(455.54)O例3

十六(八)进制数转成二进制数＝()B(2C1D.A1)H00010010110000011101.1010(7123.14)O＝()B111001010011.0011001.9.1机器数的概念机器数：机器内存储的带符号数。计算机内信息只有0和1。最高位为符号位，0表示＋号；1表示－号，称数符;其余位表示数值。

如：十进制数-193的机器数表示：(-193)D＝(-11000001)B数符1数值部分1100000100000001.9

数值型数据的存储真值数：由+、-号加绝对值表示实际数。真值数机器内部隐含小数点，位置可固定(定点数)，也可变动(浮点数)。1)定点整数：小数点位置固定在数值最低位后面,表示整数。2)定点小数：小数点位置定在数值最高位前面,表示纯小数。（193）D

＝（11000001）B数符0数值部分110000010000000小数点位置数符1数值部分小数点位置(－0.6875)D

=(－0.1011)B1011000000000001.9.2定点数表示方法1.

定点数思考题：一个字节分别存储无符号和有符号数，各自最大和最小十进制数是多少？用M位二进制数存储数据定点整数N取值范围：-(2M-1-1)≤N≤(2M-1-1)定点小数N取值范围：-(1-2-(M-1))≤N≤(1-2-(M-1))2.定点数范围和精度存储无符号整数时，不留符号位，数位都用于存储数值。3.无符号整数：省略符号位的正整数。111111112552个字节(16位)存储定点整数N的范围：

-(215-1)≤N≤(215-1)，即-32767≤N≤32767用2个字节(16位)存储定点小数N的范围：-(1-2-15)≤N≤(1-2-15)，即-0.999969482421875≤N≤0.999969482421875用2个字节(16位)存储无符号整数N的范围：0≤N≤(216-1)，

即0≤N≤65535任何R进制数都可表示成：N＝±S×R±j阶码尾数数符阶符如：十进制数356.21=＋0.35621×10＋3二进制数－0.0011001=－0.11001×2－10=－11001×2－111=＋35621×10－2阶符阶码数符尾数(－110.11)B

=(－0.11011×2+11)B0111110111.9.3浮点数表示方法规范化形式：尾数值的最高位为1=－1.1001×2－11与机器字长有关1)

原码：最高位存放数的符号(0为正,1为负),其余位以二进制形式存储数值部分。如：X=+1010011【X】原＝01010011Y=-1010011【Y】原＝110100112)

反码：正数的反码是原码；负数的反码为:原码按位(除符号位外)取反。【X】反＝01010011【Y】反＝101011003)

补码：正数的补码与原码相同；负数的补码等于其反码加1(在最低位加1)。

【X】补＝0101001110101100

+1＝101011011.9.4原码、反码和补码【Y】补＝(1010)B+(1101)B=(10111)B1.10.1二进制算术运算1.10计算机的算术与逻辑运算1)加法0＋0＝01＋1＝010＋1＝110101101+11101(11)B(1101)B-(1010)B=2)减法0-0＝1-1=01-0＝10-11＝110011010－11100(1101)B×(1010)B=(10000010)B3)乘法0×0＝0×1=1×0=01×1=111011010×000011010000110110000010+(10111)B÷(11)B≈(1000)B4)除法0÷0和1÷0无意义1÷

1＝10÷

1＝01110111011111111011111100.11110001

两个二进制数之和(差)的补码等于这两个数的补码之和(差)，即：[X±Y]补=[X]补±[Y]补。1.10.2补码运算加法：(+20)+(-10)1.补码运算规则+0001010011110110[+20]补[-10]补[+10]补000010101进位，自然丢掉减法：(+20)－(-10)－0001010011110110[+20]补[-10]补[+30]补000111101借位，自然丢掉2.用加法实现其他算术运算

[X-Y]补=[X+(-Y)]补=[X]补+[-Y]补进位，自然丢掉设X=-20，Y=15，用加法进行X-Y运算。[X]补=11101100[Y]补=00001111[-Y]补=1111000111101100[-20]补+[-35]补[-15]补1111000111101110110100011原码-100011真值对补码再次求补码运算，得原码或真值。1)

用加法实现减法2)加法实现乘法(X×Y)

3)加减法实现除法(X÷Y)

X×Y=X+X+……+XY次X÷Y=n：X－Y－Y……－Y≥0n次3.对补码进行加法运算的特点数符同数字一样参与运算，结果符号位仍然有效(符号)。用加法实现减、乘和除法运算，简化运算器的内部结构，使普通计算机的运算器中只有加法器。逻辑值用于判断某个条件成立与否，成立为1(真)，反之为0(假)。逻辑与运算逻辑或运算逻辑非运算用×、∧或and表示用+、∨或or表示用―或not表示

1.10.3逻辑运算1.11

文字信息编码形式采用ASCII码