第1章1.2 数字技术基础.ppt

1.2数字技术基础 1.2.1比特 1.2.2比特与二进制数 1.2.3信息在计算机中的表示 1.2.4比特的运算 1.2.5小结1.2.1信息的基本单位

——比特(bit)什么是比特？比特（bit，binarydigit的缩写）中文翻译为“二进位数字”、“二进位”或简称为“位”,用小写字母b表示。比特只有2种取值：0和1，三无：无大小、无重量、无颜色。如同DNA是人体组织的最小单位、原子是物质的最小组成单位一样，比特是组成数字信息的最小单位。数值、文字、符号、图像、声音、命令······都是数据，都可以使用比特来表示比特在计算机中如何表示？在计算机中表示与存储二进位的方法：电路的高电平状态或低电平状态(CPU)电容的充电状态或放电状态(RAM)两种不同的磁化状态(磁盘)光盘面上的凹凸状态(光盘)具有两种不同稳定状态的物理器件即可存储一个比特。例1：CPU内部比特的表示CPU内部通常使用高电平表示1，低电平表示0磁盘表面微小区域中，磁性材料粒子的两种不同的磁化状态分别表示0和1例3：内存储器中比特的存储计算机存储器中用电容器存储二进位信息：当电容的两极被加上电压，它就被充电，电压去掉后，充电状态仍可保持一段时间，因而1个电容可用来存储1个比特存储容量的计量单位8个比特＝1个字节（byte，用大写B表示）计算机内存储器容量的计量单位：KB:1KB=210字节=1024B（千字节）MB:1MB=220字节=1024KB（兆字节）GB:1GB=230字节=1024MB（吉字节、千兆字节）TB:1TB=240字节=1024GB（太字节、兆兆字节）外存储器容量经常使用10的幂次来计算：1MB＝103KB＝1000KB1GB＝106KB＝1000000KB1TB＝109KB=1000000000KB记住：2^10=1024等及以下数值。记住：2^16=65536现象160GB的移动硬盘实际容量＝160,041,885,696字节原因:不同进位制前缀的使用场合内存、cache、半导体存储器芯片的容量均使用二进制前缀：512MB的内存条（1M＝220）256KB的cache（1K＝210）文件和文件夹的大小使用二进制前缀频率、传输速率等使用十进制前缀：主频1GHz（1G＝109）传输速率100Mbps（1M＝106）外存储器（硬盘、DVD光盘、U盘、存储卡等）容量：厂商标注的容量使用十进制前缀操作系统显示的容量使用二进制前缀解决方案：使用两种不同的前缀符号已经采用IEC建议符号的有：MozillaFirefox，BitTornado，Linux，以及其他一些GNU自由软件尚未采用IEC建议符号的有：微软公司等比特的传输信息是可以传输的，信息只有通过传输和交流才能发挥它的作用在数字通信技术中，信息的传输是通过比特的传输来实现的比特的传输速率传输速率表示每秒钟可传输的二进位数目，常用单位是：比特/秒(b/s)，也称“bps”。如2400bps(2400b/s)千比特/秒(kb/s)，1kb/s=103比特／秒=1000b/s兆比特/秒(Mb/s)，1Mb/s=106比特／秒=1000kb/s吉比特/秒(Gb/s)，1Gb/s=109比特／秒=1000Mb/s太比特/秒(Tb/s)，1Tb/s=1012比特／秒=1000Gb/s1.2.2比特与二进制数不同进位制数的表示和含义“数”是一种信息，它有大小（数值），可以进行四则运算“数”有不同的表示方法。日常生活中人们使用的是十进制数，但计算机使用的是二进制数，程序员还使用八进制和十六进制数，它们怎样表示？其数值如何计算？十进制数每一位可使用十个不同数字表示（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9）低位与高位的关系是：逢10进1各位的权值是10的整数次幂（基数是10）标志：尾部加“D”或缺省例：204.96=2×102＋0×101＋4×100＋9×10－1＋6×10－2二进制数每一位使用两个不同数字表示（0、1），即每一位使用1个“比特”表示低位与高位的关系是：逢2进1各位的权值是2的整数次幂（基数是2）标志：尾部加B例：101.01B=1×22＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1×2－2＝5.25练习：1*2^9+1*2^6+1*2^2+1*2^（-2）化成二进制数。八进制数每一位使用八个不同数字表示（0