中华学生百科全书-第754章
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管组成的触发器）可以代表一位数字，“记忆”是它们本身的属性，不存在
“记不住”或“忘记”的问题。至于位数多，只要多排列一些记忆元件就解
决了，鉴于集成电路芯片上元件的集成度极高，在体积上不存在问题。对于
电子元、器件，0 和 1 两种状态的转换速度极快，因而运算速度是很高的。
二进制运算
1．算术运算
前面已经讲过，二进制算术运算规则非常简单，现举二例加以说明。
1110
＋1011
11001
即 1110B＋1011B＝11001B
1110
× 1011
1110
1110
0000
1110
10011010
即 1110B×1011B＝10011010B
2．逻辑运算
在计算机中还经常用二进制数进行逻辑运算。逻辑运算在二进制数位之
间进行，不存在进位或借位。在逻辑运算中，二进制数中的“1”表示“真”，
“0”表示“假”。
（1）或（OR）运算
或运算又称逻辑加，运算符为“∨”或者“＋”。运算规则是：
0∨0＝0
0∨1＝1
1∨0＝1
1∨1＝1
也就是说，参加运算的逻辑值只要有一个为 1，运算结果即为 1，否则为
0。
（2）与（AND）运算
与运算又称逻辑乘，运算符为“∧”或者“×”。运算规则是：
0∧0＝0
0∧1＝0
1∧0＝0
1∧1＝1
也就是说，当参加运算的逻辑值均为 1 时，运算结果才为 1，否则为 0。
（3）非（NOT）运算
非运算即对每个二进制位的逻辑值取反，运算符为在二进制数字上方加
一横线。运算规则是
0 =1
1= 0
（4）异或（XOR）运算
可以看出，如果参加运算的两个逻辑值相同，运算结果为 0，否则为 1。
下面举例说明二进制数的逻辑运算。
设 X＝10110101B Y＝11010110B
则 X∨Y＝11110111B
X∧Y＝10010100B
X＝01001010B Y＝00101001B
十进制数与二进制数的转换
我们在日常生活和工作中使用十进制数，在计算机中使用二进制数，因
此在计算机输入时要将十进制数转换为二进制数，在计算机输出时要将二进
制数转换为十进制数。这种转换过程，是由计算机自动完成的。为简便起见，
这里我们只介绍整数间的转换。
十进制数与二、八、十六进制数的转换参见表 1．1。
表 1．1
十进制 二进制 八进制 十六进制
0 0 0 0
1 1 1 1
2 10 2 2
3 11 3 3
4 100 4 4
5 101 5 5
6 110 6 6
7 111 7 7
十进制 二进制 八进制 十六进制
8 1000 10 8
9 1001 11 9
10 1010 12 A
11 1011 13 B
12 1100 14 C
13 1101 16 D
14 1110 16 E
15 1111 17 F
16 10000 20 10
17 10001 21 11
1．十进制数转换为二进制数
整数的转换，通常采用除 2 取余法。即将十进制数依次除以 2，再把每
次得到的余数从后向前依次排列就得到相应的二进制数。例如：
即 75＝1001011B
实际上，直接将十进制数用 2 的 n 次幂展开更为方便。例如：
75＝64＋8＋2＋1
＝26×1＋25×0×24×0＋23×1＋22×0＋21×1＋20×1
＝1001011B
2．二进制数转换为十进制数
将二进制数每一位的数值用十进制表达并相加即得到相应的十进制数。
例如：
11010010B＝27×1＋26×1＋25×0＋24×1＋23×0＋22
×0＋21×1＋20×1
＝128＋64＋16＋2
＝210
八进制与十六进制
二进制位数多，人们记忆和读写不方便，因此又引进与二进制密切相关
的八进制（Octal System）和十六进制（Hex…adecimal System），在书写
和输入计算机时可以使用。
1．八进制
八进制共有 O～7 共八个数字，逢八进一。鉴于 8＝23，二进制数的每 3
位（从小数点位置分别向左、右数，小数点后最后一组不足 3 位时要补 0）
对应与其等值的八进制数相应的位，因此八进制数与二进制数的相互转换十
分方便。例如：
10 110 101． 110 3 7．4
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
2 6 5． 6 011 111．100
即 10110101．11B＝265．60 37．40＝11111．1B
2．十六进制
十六进制共有十六个数字，除 0～9 外，又引入 A～F，分别相当于十进
制的 10～15，逢十六进一。鉴于 16＝24，二进制数的每 4 位（从小数点位置
分别向左、右数，小数点后最后一组不足 4 位时要补 0）对应与其值相等的
十六进制数相应的 1 位，因此十六进制数与二进制数的相互转换也是十分方
便的。例如：
1011 0101． 1100 4 A E
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
B 5． C 0100 1010 1110
即 10110101．11B＝B5．CH 4AEH＝
10010101110B
3．八、十六、十进制数的转换
八进制数、十六进制数转换为十进制数，可以分别采用除八取余，除十
六取余的方法。十进制数转换为八进制数，十六进制数，则可分别将其每一
位的数值用十进制表达并相加即可。这同二进制数与十进制数转换的方法是
类似的。也可以通过二进制数作为中间媒介进行转换，即
电脑中的信息编码
我们已经知道，计算机中的数值是以二进制的形式存储的。事实上，计
算机中其它各类数据也都以二进制的形式存储，或者说，是以“0”和“1”
编成二进制数码实现的。
存储单位
计算机存储信息的最小单位是一个二进制数位（Binarydigit），简称 bit
（比特，位）。最基本的存储单元由 8 个二进制位组成，称为 Byte（拜特，
字节）。一个字节可存放一个字符。在计算机中，字节是一个不可分割的基
本存储单元。
在实际应用中，还经常使用 KB（KiloBytes，千字节），MB（MegaBytes
兆字节），GB（GigaBytes，吉字节）作为存储信息容量的单位。其中 KB 表
示 210，即 1024 字节，MB 表示 220字节，即约 1 百万字节，GB 表示 230字节，
即约 10 亿字节。
ASCII 码
计算机中的字符，比如英文字母，阿拉伯数字和许多符号，国际上广泛
使用 ASCII 码（American Standard Code forInformation Interchange，即
美国标准信息交换码）表示，参见《第十五册附录》。它已被国际标准化组
织接收为国际标准，称为 ISO—646。目前常用的是 7 位 ASCII 码版本。它用
一个字节表示一个字符，每个字节的最高位为标识位，恒定为 0，其余 7 位
编成 27＝128 个代码，表示 128 个字符。其中包括大、小写英文字母、阿拉伯
数字和一些运算符号、标点符号和控制字符。
附录一中字符的排列顺序用十进制和十六进制两种形式的序号给出，其
中用十六进制数所表示的二进制数码是 ASCII 码的实际存储方式。
表中序号为 32 的字符为 SP（SpaceCharacter），表示一个空格。
序号由 0～31 的前 32 个字符和最后一个字符为控制字符，它们不代表可
显示和打印的字符，是对计算机及其外部设备起控制作用的字符。比如 CR
（Carriage ReturnCharacter）称为回车字符，是使显示和打印装置换行的
字符；BS（Back Spacecharacter）称为退格字符，是使显示和打印装置倒退
一个位置的控制字符；BEL（Bell Ckaracter）称为报警字符，它使发声装置
发出报警信号。
其它信息编码
1．汉字
英语是拼音文字，大、小写字母总共 52 个，都包括在 ASCII 码中。而汉
字是象形文字，是以字为单位的，总共有数万个，仅常用的字就有几千个。
要区别这么多的汉字，用一个字节编码就不行了。因此，我国国家标准 GB2312
—80“信息交换用汉字编码字符集”规定用两个字节对汉字进行编码。两个
字节的最高位均为 0，转换为相应的机内码后，最高位均为 1，以便与 ASCII
码相区别。这样，每个字节的其余 7 位共可表示 27×27＝16384 个不同的二制
代码，字符集使用其中一部分代码表示较常用的汉字及其它字符。
2．指令
指令（Instruction）是指控制计算机操作的命令，每一条指令对应计算
机的一种基本操作。某种型号计算机所能执行的全部指令，称为该型计算机
的指令系统。因为计算机只能识别二进制数码，所以计算机中的所有指令，
与数据一样，也都是以二进制编码的形式表示的。一个机器指令的二进制位
数，决定于该型计算机的字长。可见字长越长，可容纳的指令就越多，计算
机指令系统中的指令就越丰富，功能就越强。
此外，计算机中的其它信息，比如声音、图像，也都是用二进制数码的
形式表示出来的。
电脑系统的构成
计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。广义地说，还可
以包括它所存储和处理的数据，技术人员和管理人员，操作和管理规程。
硬件（Hardware）是由多种元、器件组成的计算机实体。包括主机及其
外部设备。
软件（Software）是能指挥计算机自动运行的程序系统、相关数据及其
文档。它是关于使用方法的技术，解决如何管理和使用机器的问题，起到充
分发挥硬件功能的作用。
这里说的程序系统，是指能完成一种相对完整的功能的一系列程序。所
谓程序（Program）是用计算机语言编写的能实现某种功能的有序指令集合。
而文档，则是指与程序系统配套的结构图、流程图、说明书等。
电脑的主要指标
衡量一种计算机的性能，主要使用下面一些技术指标。
运算速度
运算速度是指单位时间计算机所能执行指令的数目，单位是 MIPS（百万
条指令／秒）。由于执行不同的指令所需时间不同，过去通常是以加法定点运
算为标准推算的。现在则是根据计算机在一些典型题目运算中出现的多种指
令及其使用频度综合推算出它的平均运算速度。比如 10 亿次巨型机就是指其
运算速度为 1000MIPS，即每秒平均能执行 10 亿条指令。目前微型计算机的
运算速度一般在 2～200MIPS。
主频
主频是指计算机的时钟频率，是由计算机内的石英晶体振荡器产生的，
单位为 MHz（兆赫）。时钟频率的倒数为时钟周期，计算机指令都是按照时
钟�
