程式运作原理-tpedutw.ppt

講在程式運作之前…資料在電腦內部的表示法 Anny　綠園　 電腦的硬體(Hardware) 計算機程式的運作方式 Fetch(擷取) Decode(解碼) Excute(執行) Store(儲存) 此過程稱為： Machine Cycle(機器循環週期) CPU（中央處理單元） 資料的表示與儲存 電腦利用電子裝置來處理資料，而這些電子裝置上的電路只有”通電”與”斷電”兩種狀態，通常我們以1表示開，0表示關。因此，在電腦科學中，便以二進位制做為電腦儲存資料的方式。 資料表示法 電腦中的資料分為： 數值資料 正整數 負整數：符號位元表示法、1的補數法、2的補數法 浮點數 字元資料 ASCII EBCDIC BIG-5 Unicode 二進位整數表達法 二進位正整數觀念 十進位: 1234 = 1*103 + 2*102 + 3*101 + 4*100 二進位: 1010(2) = 1*23 + 0*22 + 1*21 + 0*20 = 10(10) 負整數 符號位元法 (sign-magnitude) 一的補數法 (1’s complement) 二的補數法 (2’s complement) ? 最常用表示法 符號位元表示法(sign-magnitude) 使用最左位元表示正負號。 最左位元為０時，表示正數；最左位元為１時，表示為負數。 缺點：0000 與1000皆可用來表示０，造成運算及電路設計的困擾。 1的補數法（1’s complement） 將每個數的每一位元取其反相（即1變0，0變1)，即是該數的相反數。 2的補數法(2’s complement) 2的補數法可以改良上述兩種表示法的缺點。 以2的補數來表示負數，可以做到(某數N)2+(N的負數)2=0 運算：(N的負數)2＝0-(某數N)2 練習一下： 以8bits表示資料： 1010=2 -1010=( )2 想一想… 再練習一下： 以8bits表示資料： 12310 = ______________2 -12310= ______________2 110010012= _________10 二進位加減 A-B=A+(-B) 想一想，電腦會如何算這一題呢? ： 23-15＝___________ 二進位算術 加法 減法：加法反運算 n1 – n2 = n1 + (-n2) ? n1, n2 ? N 在硬體上，可用 XOR gate 來節省電路 乘法：加法的連續運算 除法：減法的連續運算 十進位、二進位、十六進位 為了方便記錄和敘述，且 24 = 16，所以我們常用十六進位 (0,1,2,3…9,A,B,C,D,E,F)來表達二進位的資料 字元資料表示法 當使用者從鍵盤上輸入字元資料時，電腦也會將其轉換成相對應的二進位碼儲存。 這種將字元資料轉換成二進位碼的系統稱為編碼系統。 電腦的編碼系統有很多種：ASCII、EBCDIC、Unicode以及用在中文電腦中的Big-5碼。 ASCII (American Standard Code for Information Interchange) 早期各廠牌電腦的編碼方式不一，為了使不同廠牌電腦的資料能互相交換使用，美國國家標準局特別制定一套資訊交換碼，稱為ASCII。 ASCII是以８個bits(字元)表示一個字元。因為最後一位是檢查碼，所以，以7個bits來表示英文大小寫字母、阿拉伯數字、以及各種符號，最多可以表示128個字元。 ASCII表 ASCII字元分類 可見字元（３２～１２６） 大小寫英文字母、阿拉伯數字、符號（！、@、＃、＄、空格…）等，可以在螢幕或印表機印出來的字元，稱為可見字元。 例如，大寫A，在ASCII編碼表中是６５。以二進位表示即 不可見字元（０－３１） 凡是無法在螢幕上顯示字形的字元，稱為不可見字元，主要用途是控制電腦設備的運作，所以又稱為控制字元。 例如：ASCII編碼７，是用來控制電腦喇叭，使其發聲的不可見字元。 EBCDIC(Extended Binary-Coded Decimal Interchange Code) EBCDIC是美國IBM公司所制定的一種編碼方式。 也是以８bits來表示一個字元。 最多可表示２８＝２５６種字元或符號。 主要用在IBM廠牌的大型電腦。 BIG-5碼 1984年，由台灣資訊工業策進會（資策會）所制定的一套中文編碼系統） 以2bytes(16bits)來表示。最多可表示65536個字元。 目前已制定13053個中文字。 其他常見中文碼－－倚天碼、GB碼（中文簡體字）…等。 Unicode 1991年，美國IBM、DEC、Su