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第2章计算机中信息的表示方法
2.1概述
计算机要对各种信息或数据进行处理,首先遇到的第一问题是必须将各种信息以计算机可以识别的方式表示,并且以一定的形式存储在计算机(存储器)中。现代计算机大都是以二进制表示的数字计算机。
采用二进制,这是因为二进制数只有“0”和“1”两个不同的数字符号,易于用物理器件实现,如晶体管的“截止/导通”、电容的“有电荷/无电荷”、平面的“有反射光/无反射光”。只要规定一个状态表示“1”另一状态表示“0”即可。
同时,二进制数的运算规则简单:
0+0=0;1+0=1;0+1=1;1+1=0并向高位进1;
0-0=0,1-1=0;1-0=1;0-1=1从高位借1;
1×1=1;1×0=0;0×1=0;0×0=0),运算器易于用电子元件实现。
本章主要内容包括:
①数据的定义及分类;
②不同进制数值数据之间的相互转换方法;
③什么是机器数?数值数据的符号及小数点如何用“0”和“1”表示成机器数。
④原码、补码、反码的定义、求法、特点、所表示的真值数的范围。
⑤定点数与浮点数的概念。
⑥非数值数据(字符、文字、图形、图像、声音)机器数表示方法。
数据表示研究的是计算机硬件能够直接识别,可以被指令系统直接调用的数据类型。国际标准化组织(ISO)对数据和信息都进行了专门定义:
其中数据定义是:“数据是对事实、概念或指令的一种特殊表达形式,这种特殊表达形式可以用人工的方式或自动化装置进行通信、翻译转换或者进行加工处理”。
数字、文字、符号、图形、图像、声音都包括在数据范畴中。数据的概念要比人们日常生活中理解的“可以比较其大小的数值”广泛的多。
信息的定义是:“信息是对人有用的数据,可能影响人们的行为和决策的数据”。
计算机对信息进行处理,实质上是由计算机对数据进行加工处理得到对人类有用的信息过程,不同的部门根据得到的信息产生的决策和行动也往往不同。
在很多场合,数据和信息往往并不严格加以区别。
数据
数值数据
非数值数据
文字、字符
图形、图像
声音
数据类型
无符号数
有符号数
2.2数据信息的机内表示方法
2.2.1数值数据在机内的表示
数值数据是计算机进行算术运算所使用的操作数,它有大小,可以在数轴上表示出来。
数值数据又分有符号数和无符号数,无符号数常用来表示存储单元的物理地址。
表示一个数值数据有三个基本的要素:
①进位计数制;
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