计算机中的信息表示与存储原理

"信息的表示和存储-东南大学C++何洁月" 在计算机科学中，信息的表示和存储是至关重要的基础知识，特别是在编程语言如C++中。本课程主要涵盖以下几个核心知识点： 1. **信息的分类**：信息可以分为数值信息、非数值信息（如文本、图像、声音等）和控制信息（如指令、状态信息）。理解信息的不同类别有助于我们选择合适的存储方式和处理方法。 2. **计算机的数字系统**：计算机基于二进制数字系统运行，即使用0和1来表示所有数据。这是因为二进制系统在电子设备中容易实现，具有计算效率高和逻辑操作简单的优点。 3. **程序设计中常用的数制**：除了二进制，程序员还需要了解十进制、八进制和十六进制等数制，并能进行不同进位计数制之间的转换。例如，在C++中，使用`0x`前缀表示十六进制数，`0`前缀表示八进制数。 4. **信息的存储单位**：计算机存储信息的基本单位是字节（Byte），由8个二进制位组成。更小的单位有比特（Bit）、字（Word）等。常用的信息存储单位还包括KB（千字节）、MB（兆字节）、GB（吉字节）等。 5. **二进制数的编码表示**：二进制数不仅可以表示数值，还可以用来编码字符（如ASCII码、Unicode）、颜色（RGB）、图像（像素）等。在C++中，二进制操作可以用于位移、按位与、按位或、按位异或等操作。 6. **小数的表示方法**：计算机中的浮点数通常使用IEEE 754标准来存储，包括单精度（32位）和双精度（64位）两种格式，涉及指数部分和尾数部分的二进制表示。 7. **非数值信息的表示**：对于非数值信息，如字符和字符串，C++使用字符数组（char数组）和字符串类（如std::string）来表示。字符串在内存中以字符数组的形式存储，末尾通常有一个特殊的结束符'\0'。 课程中还提到了C++编程的一些基本结构，如： - **分支结构**：包括if语句和switch语句，用于根据条件执行不同的代码路径。 - **循环结构**：如for、while和do-while循环，用于重复执行一段代码直到满足特定条件。 此外，课程中还讨论了函数、类和对象的概念，这些都是C++面向对象编程的基础： - **函数**：函数是一组完成特定任务的语句，可以通过函数调用来执行。函数可以有返回值，也可以没有返回值。在C++中，可以使用内联函数（inline）提高效率，或通过引用参数（reference）改变函数内部的值。 - **类和对象**：类是C++中定义数据结构和操作的蓝图，而对象是类的实例。类包含数据成员（属性）和成员函数（方法）。构造函数用于初始化对象，析构函数则用于在对象生命周期结束时进行清理工作。 最后，课程提到了面向对象编程的一些关键概念，如封装、继承和多态性，这些都是理解和编写高效、可维护的C++代码的基础。 在学习过程中，结合教材中的例子（如9-1.c至9-5.c）进行实践，将有助于更好地理解和掌握这些概念。同时，了解和运用这些知识可以让你在编写C++程序时更加得心应手，解决实际问题。