数制与码制：（附清华大学课程视频及PPT课件件）

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我是靠谱客的博主正直龙猫，最近开发中收集的这篇文章主要介绍数制与码制：（附清华大学课程视频及PPT课件件），觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

数制与码制：（附清华大学课程视频及PPT课件）

1.为什么称之为电子技术
2.电子技术发展里程碑
3.电子电路的作用
4.数制与码制
5.真值与字长
6.原码，补码，反码，移码
7.等长编码，变长编码
8.几种常见的编码

1.为什么称之为电子技术

这是一门研究电子器件及其电子器件应用的一门科学，本质是通过控制器件中电子的运动来进行工作

2.电子技术发展里程碑

1947年，美国贝尔实验室的约翰•巴丁、布拉顿、肖克莱三人发明了晶体管，替代了之前体积大，功耗大，结构脆弱的电子管，这是微电子技术发展中第一个里程碑。仙童公司Robert Noyce与德仪公司基尔比间隔数月分别发明了集成电路，开创了世界微电子学的历史；紧接着，杰克·基尔比（Jack Kilby）和罗伯特·诺伊斯（Robert Noyce）在1958~1959期间分别发明了锗集成电路和硅集成电路。1964年，Intel摩尔提出摩尔定律，预测晶体管集成度将会每18个月增加1倍，随着后面制作工艺的改进，集成度也越来越高。更多细节详见：http://www.softic.com.cn/special/1506/index.html

3.电子电路的作用

信息处理（常见于数字电路）与能量转换（常见于模拟电路）
数字电路：用一个离散的电压序列来表示信息
模拟电路：用连续的模拟电压/电流值来表示信息

4.数制与码制

数制：表示数量的规则，每一位的构成及进位规则，如二进制，十进制，十二进制等
码制：表示事物的规则，encode,用编码的方式表示信息，如BCD码，格雷码等
不同数制在进行转化的时候注意每位的权以及小数点

5.真值与字长

真值：
计算机中使用二进制数的第一位表示正负，比如第一位是1表示-，0表示正，则1111的真值为-7，0111的真值为7
字长：
字长表示的是计算机能够一次处理的二进制数值码的长度，是计算机存储和运算处理的运算单位
比如通常说的32位处理器字长为32
通常认为16位为一个字，32位是一个双字，64位是两个双字
8位字长的处理器可处理数据的范围是（-127 - -0，+0 - 127）共256位数（其中+0和-0的二进制表示并不一样）

6.原码，补码，反码，移码

（1）原码：注意符号位
（2）补码（利用了模的思想，在时钟当中，-10 = 2）
补码的出现是为了解决原码存在的异号相加减会出现的问题以及原码的0具有二义性的问题
比如101 + 001 = 110 = -2（D）这样的问题
补码的计算方式：
正数的补码就是本身，负数的补码是先把除了符号位以外的所有位数取反，再在末位+1获得
比如101的补码就是110+001=111，001的补码就是001，于是101+001=111+001=000为0
（3）反码（除符号位以外取反即可，反码是原码向补码进化的过渡，事实证明不能完好解决原码存在的问题）
（4）移码
真值部分与补码相同，符号部分与补码相反
求解方法：先求出反码，再把符号位取反即可
（5）补码运算
加法：两数和的补码=两数补码之和
减法：两数差的补码=被减数的补码+减数负值的补码
减数的负值计算方式：全部位（包含符号位）取反再加1
负数补码的快速求解方法：一般步骤是原码（带符号位）>反码>补码，比如：-10的原码为11010，反码为10101，补码为10110.可以发现这个过程虽然不容易出错，但过程繁琐，下面我们可以尝试一种新的方法：10介于8~16之间，故需要5位二进制数，-10=-16+6，可以直接写补码为10110，解释：从左向右权依次为16,8,4,2,1.第一位直接上1（负数的缘故），这样得到一个-16，还需要一个+6才能得到-10，所以在权位为4,2的位置写上1，其他位置为0，这样就可以一步到位
使用补码来进行计算的时候，至少多取一位，防止运算结果有进位or借位情况不能直观的给出；正数补码前面加0，负数补码前面加1。比如-10的补码为10110，把五位扩展到八位，前面填补1，即11110110，计算11110110=-128+64+32+16+4+2=-10