Python数据存储

2022-09-08 11:54:29 浏览数 (1)

一、对于数据存储的思考

  • 为什么使用计算机? 为了存储、处理数据
  • 数据存在哪里? 数据存储在内存中
  • 内存是怎么存储数据的? 首先要弄清楚怎么存储数字

二、内存

  • 概念 内存是计算机中重要的部件之一,它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的,因此内存的性能对计算机的影响非常大。内存(Memory)也被称为内存储器,其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中,CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算,当运算完成后CPU再将结果传送出来,内存的运行也决定了计算机的稳定运行
  • 抽象 一个开关,有两种状态,开启和关闭,一种对应1,另一种对应0。把八个开关放到一间房子里,可以称这间房子为“一个字节”,一个开关代表“一位”。每个房间都有门牌号,看做“地址”。把无数个房间叠起来组成摩天大厦,可以把摩天大厦看成内存
  • 单位
  • 说明 内存中以二进制形式存储数据

三、进制

  • 十进制 特性:逢十进一 数字:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 计算:1 9 = 10
  • 二进制 特性:逢二进一 数字:0 1 计算:1 1 = 10
  • 八进制 特性:逢八进一 数字:0 1 2 3 4 5 6 7 计算:1 7 = 10
  • 十六进制 特性:逢十六进一 数字:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f 计算:1 f = 10

四、进制转换

  • 十进制转二进制 公式:倒除法,余数逆序 转换:10(10) --> 1010 (2)
  • 二进制转十进制 公式:计算每一位的2的位数次方,再相加 转换:1010(2) --> 0 x 2^0 1 x 2^1 0 x 2^2 1 x 2^3 = 0 2 0 8 = 10(10)
  • 二进制转八进制 公式:【三位一取】从低位开始,每三位得到一个八进制数字,最后高位不足则补0 转换:010110011(2) --> 263 (8)
  • 二进制转十六进制 公式:【四位一取】从低位开始,每四位得到一个十六进制数字,最后高位不足则补0 转换:100101100(2) --> 12C (16)
  • 八进制转二进制 公式:【一转3位】八进制的一位相当于二进制的3三位,计算时按照十进制数字转换 转换:263(8) --> 010110011(2) (2)
  • 十六进制转二进制 公式:【一转4位】十六进制的一位相当于二进制的4位,计算时按照十进制数字转换 转换:12C(16) --> 100101100 (2)

五、存储数据

  • 数据存储过程 a、计算机存储数据,先开辟空间,再存储数据,计算机开辟内存空间最小单位是字节 b、在存储数据时,用最高位表示符号位,用0表示正数1表示负数,其他的表示数据
  • 原码 概念:规定了字节数,写明了符号位,得到数据的原码 示例: ​ 数字正1的原码: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 ​ 数字负1的原码: 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 思考:计算机是如何用二进制存储数据的,是不是用的原码的形式? 验证:

结论:计算机不以原码的形式存储数据

  • 反码 概念:正数的反码就是其原码,负数的反码是其符号位不动,其他为取反 示例: ​ 数字正1的反码: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 ​ 数字负1的反码: 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 思考:计算机是如何用二进制存储数据的,是不是用的反码的形式?

结论:计算机不以反码的形式存储数据

  • 补码 概念:正数的补码是其反码,正数三码合一,负数的补码是其反码加1 示例: ​ 数字正1的补码: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 ​ 数字负1的补码: 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 思考:计算机是如何用二进制存储数据的,是不是用的补码的形式? 验证:

说明:高位溢出 结论:计算机以补码的形式存储数据

  • 知道补码求取真实数据 原理:看成原码,求其补码,得到的补码就是数据的原码 a、内存数据:1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101 b、看成原码:1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101 c、求其反码:1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 d、求其补码:1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 e、数据原码:1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 f、真实数据:-3

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