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1、第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示第第第第2 2章章章章 计算机中信息的表示计算机中信息的表示计算机中信息的表示计算机中信息的表示第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示本章前序本章前序本章前序本章前序计算机本质上是对信息加工处理的设备计算机本质上是对信息加工处理的设备,那么那么信息在计算机中如何表示信息在计算机中如何表示?计算机中使用什么样的数计算机中使用什么样的数?计算机中为什么使用二进制数计算机中为什么使用二进制数?信息在电路、磁盘以及光盘中是如何表示的信息在电路、磁盘以及光盘中是如何表示的?信息在计算机中如何加工处理信息在计算机中如何加工处理?计算机中是如何表
2、示汉字、图形、图像以及声音的计算机中是如何表示汉字、图形、图像以及声音的?你知道吗?你知道吗?第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示本章主要内容本章主要内容本章主要内容本章主要内容进位记数制进位记数制二进制数二进制数各种进位制数之间的转换各种进位制数之间的转换各种信息的表示各种信息的表示本章小结本章小结本章作业和任务本章作业和任务这些重要概念将会使你受用终生.这些重要概念将会使你受用终生.第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示2.1 进位记数制进位记数制进位记数制用进位记数制用“数码数码”和和“位权位权”表示任何一个数表示任何一个数,形式如下：形式如下：N=(dn-1r
3、n-1+d1r1+d0r0+d-1r-1+d-2r-2d-mr-m)其中：其中：di为系数为系数r为基数为基数n和和m均为无符号正整数均为无符号正整数,分别代表整数位数和小数位数分别代表整数位数和小数位数基数基数r决定了该进制数使用的数码个数决定了该进制数使用的数码个数di的取值范围为的取值范围为0,1,r-1对于任何一个对于任何一个diri当当i0时时,表示整数部分表示整数部分当当i 第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示(1) 二进制数的算术运算二进制数的算术运算运算规则运算规则加法运算规则加法运算规则: 0 + 0=0, 0 +1=1, 1+0=1, 1+1=0减法运算规则减
4、法运算规则: 0 - 0=0, 0 - 1=1, 1 - 0=1, 1 - 1=0 乘法运算规则乘法运算规则: 00=0, 01=0, 10=0, 11=1 除法运算规则除法运算规则: 01=0, 11=1 2.2 二进制数二进制数(Cont.)例例: 1011110011=10101010111 +) 10011 101010 例例: 1011110011=10010111 -) 10011 100 第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示2.2 二进制数二进制数(Cont.)例:例: 1011110011=11011010110111 ) 10011 10111101110000
5、00000010111110110101例:例: 1010111=11111111 10101 11 1001111110 第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示逻辑逻辑“与与”运算运算AND有两个或两个以上输入端有两个或两个以上输入端,一个输出端一个输出端.逻辑表达式逻辑表达式: FA B或或F=A AND B运算规则运算规则: 0 AND 0=0; 0 AND 1=0;1 AND 0=0; 1 AND 1=1“与与”门门ABF2.2 二进制数二进制数(Cont.)(2)二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算逻辑逻辑“与与”运算的真值表运算的真值表010111001000FBA逻辑
6、电路逻辑电路第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示逻辑逻辑“或或”运算运算OR两个或两个以上的输入端两个或两个以上的输入端,一个输出端一个输出端.逻辑表达式逻辑表达式: FA+B或或F=A OR B运算规则运算规则: 0 OR 0=0; 0 OR 1=1;1 OR 0=1; 1 OR 1=1ABF“或或”门门2.2 二进制数二进制数(Cont.)逻辑逻辑“或或”运算的真值表运算的真值表110111101000FBA逻辑电路逻辑电路第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示逻辑逻辑“非非”运算运算NOT只有一 个输入端只有一 个输入端, 一个输出端一个输出端.逻辑表达式逻辑表
7、达式: F=A 或或F= NOT A运算规则运算规则: NOT 0=1; NOT 1=02.2 二进制数二进制数(Cont.)逻辑逻辑“非非”运算的真值表运算的真值表AA“非非”门门逻辑电路逻辑电路0110FA第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示2.2 二进制数二进制数(Cont.)逻辑逻辑“异或异或”运算运算XOR逻辑表达式逻辑表达式: 或或F=A XOR B运算规则运算规则: 0 XOR 0=0; 0 XOR 1=1; 1 XOR 0=1; 1 XOR 1=0F=A B=AB+ABFABAB“异或异或”门门逻辑电路逻辑电路逻辑逻辑“异或异或”运算的真值表运算的真值表11001
8、1101000FBA第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示例例:X=11001,Y=10011,分别计算分别计算X AND Y,X OR Y,X XOR YX AND Y=11001 AND 10011=?X OR Y=11001 OR 10011=?X XOR Y=11001 XOR 10011=?1 11011101110010001010 0101010102.2 二进制数二进制数(Cont.)11001 AND) 10011 1000111001 OR) 10011 1101111001 XOR) 10011 01010第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示各种
9、进制数的关系各种进制数的关系23=824=16二进制数与八进制数之间的转换二进制数与八进制数之间的转换, 二进制数与十六进制数之间的转换方便二进制数与十六进制数之间的转换方便.八进制数和十六进制数记忆和表示方便八进制数和十六进制数记忆和表示方便. 十进制数十进制数二进制数二进制数八进制数八进制数十六进制数十六进制数0 00 00 00 01 11 11 11 12 210102 22 23 311113 33 34 41001004 44 45 51011015 55 56 61101106 66 67 71111117 77 78 81000100010108 89 910011001111
10、19 91010101010101212A A1111101110111313B B1212110011001414C C1313110111011515D D1414111011101616E E1515111111111717F F16161000010000202010102.3 各种进位制数之间的转换各种进位制数之间的转换第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示1. 十进制数转换成十进制数转换成r进制数进制数转换规则转换规则整数除整数除r取余取余,小数乘小数乘r取整取整例例: (23)10=(27)8除数 被除数 余数除数 被除数 余数8 238 2 70 2例例: (23)
11、10=(10111)2除数 被除数余数除数 被除数余数2 232 11 12 5 12 2 12 1 00 1 2.3 各种进位制数之间的转换各种进位制数之间的转换(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示(23.6875)10=(10111.1011)2( 23.6875)10=(27.54)8例例: (0.6875)10=(0.54)8进位进位0.6875）85 0.5000 ）84 0.0000 例例: (0.6875)10=(0.1011)2进位进位0.6875）21 0.3750 ）20 0.7500 ）21 0.5000 ）21 0.0000 若被乘数永远不为
12、零怎么办？若被乘数永远不为零怎么办？保留指定位数的小数保留指定位数的小数.2.3 各种进位制数之间的转换各种进位制数之间的转换(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示2. r进制数转换成十进制数进制数转换成十进制数转换规则转换规则按位加权按位加权例例: (10111.1011)2=(23.6875)10(10111.1011)2=124+023+122+121+120+12-1+ 02-2+12-3+ 12-4=116+08+14+12+11+10.5+00.25+10.125+10.0625=16+4+2+1+0.5+0.125+0.0625 =(23.6875)10
13、例例: (27.54)8=(23.6875)10(27.54)8=281+780+58-1+48-2=28+71+50.125+40.015625=16+7+0.625+0.0625=(23.6875)10是否麻烦？有简便的方法吗？是否麻烦？有简便的方法吗？2.3 各种进位制数之间的转换各种进位制数之间的转换(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示3. 二进制数与八进制数的转换二进制数与八进制数的转换二进制数转换成八进制数二进制数转换成八进制数整数整数: 从右向左从右向左,每每3位分一组位分一组.小数小数: 从左向右从左向右,每每3位分一组位分一组,最后一组若不足最后一
14、组若不足3位位,在该组后面补相应数量的在该组后面补相应数量的0,凑成凑成3位位.再将每组按二进制数向十进制数转换的方法进行转换再将每组按二进制数向十进制数转换的方法进行转换.例例: (10110101.1011)2=(265.54)8分组为分组为10,110,101.101,100,转换结果为转换结果为(265.54)8八进制数转换成二进制数八进制数转换成二进制数分别将每一位八进制数转换成分别将每一位八进制数转换成3位二进制数位二进制数.例例: (265.54)8=(10110101.101100)22.3 各种进位制数之间的转换各种进位制数之间的转换(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示
15、章 计算机中信息的表示4. 二进制数与十六进制数的转换二进制数与十六进制数的转换二进制数转换成十六进制数二进制数转换成十六进制数整数整数: 先将二进制整数从右向左每隔先将二进制整数从右向左每隔4位分一组位分一组.小数小数: 先将二进制小数从左向右每隔先将二进制小数从左向右每隔4位分一组位分一组,最后一组若不足最后一组若不足4位位,在该组后面补相应数量的在该组后面补相应数量的0,凑成凑成4位位.将每组转换成十六进制数将每组转换成十六进制数.例例: (10110101.1101101)2=(B5.DA)16先将先将10110101.1101101分组为分组为1011,010.1101,1010转换
16、结果为转换结果为(B5.DA)16十六进制数转换成二进制数十六进制数转换成二进制数分别将每一位十六进制数转换成分别将每一位十六进制数转换成4位二进制数位二进制数.例例: (B5.DA)16=(10110101.11011010)22.3 各种进位制数之间的转换各种进位制数之间的转换(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示5. 八进制数与十六进制数的转换八进制数与十六进制数的转换八进制数转换成十六进制数八进制数转换成十六进制数将每一位八进制数转换成将每一位八进制数转换成3位二进制数位二进制数;再按二进制数向十六进制数转换方法转换再按二进制数向十六进制数转换方法转换.十六进
17、制数转换成八进制数十六进制数转换成八进制数将每一位十六进制数转换成将每一位十六进制数转换成4位二进制数位二进制数;再按二进制数向八进制数转换方法转换再按二进制数向八进制数转换方法转换.2.3 各种进位制数之间的转换各种进位制数之间的转换(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示1. 编码的概念编码的概念(1) 什么是编码什么是编码?各种文字、符号、图形、图像、声音等信息在计算机中怎样表示的？各种文字、符号、图形、图像、声音等信息在计算机中怎样表示的？采用基于二进制的进位记数制采用基于二进制的进位记数制基于基于0、1不同组合的编码技术不同组合的编码技术日常生活中编码的例子日
18、常生活中编码的例子旗语、灯语、学号、电报码、联络暗号、车牌号、电话号码等等旗语、灯语、学号、电报码、联络暗号、车牌号、电话号码等等.灯语编码灯语编码: 由亮、灭、长、短等组成不同的排列由亮、灭、长、短等组成不同的排列.联络暗号编码联络暗号编码: 敲三下门敲三下门,当当当、啪啪啪、咚咚咚、哐哐哐当当当、啪啪啪、咚咚咚、哐哐哐2.4 各种信息的表示各种信息的表示第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示(2) 编码的例子编码的例子身份证号编码身份证号编码省省2位位,市市2位位,区区(县县)2位位,出生年月日出生年月日8位位,识别码识别码4位位例例: 230103198805180231汽车
19、牌号编码汽车牌号编码省省1个汉字个汉字,市市1位字母位字母,空一格空一格,车号车号5位字母数字位字母数字例例: 黑黑A T1234哈工大本科生学号编码哈工大本科生学号编码10 8 3 7 1 0 1 0 1学生类别学生类别学生类别学生类别:1-本科本科08年入学年入学37系系1专业专业01班班0101号号号号2.4 各种信息的表示各种信息的表示(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示(3) 编码的分类编码的分类数值型数据编码数值型数据编码原码原码,反码反码,补码补码定点数定点数,浮点数浮点数BCD码码,8421码等码等非数值型数据用编码表示非数值型数据用编码表示ASCI
20、I码码汉字编码汉字编码图形编码图形编码图像编码图像编码语音编码语音编码(4) 编码的特点编码的特点唯一性唯一性公共性公共性规律性规律性记忆性记忆性2.4 各种信息的表示各种信息的表示(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示(5) 二进制编码二进制编码ASCII(American Standard Code for Information Interchange)码码美国国家标准化协会制定的美国国家标准化协会制定的“美国信息交换标准代码美国信息交换标准代码”.每个编码用一个字节表示每个编码用一个字节表示由于一个字节最多有由于一个字节最多有256种编码种编码,而而ASCII
21、码只有码只有128个代码个代码,故将故将ASCII码中的最高位码中的最高位b7设置为设置为0.ASCII码的编码可以分为两类码的编码可以分为两类可显示字符编码共可显示字符编码共95个个(ASCII值从值从32到到126)控制码共控制码共33个个(ASCII值从值从0到到31和和127) b1b0b3b2b4b5b6b72.4 各种信息的表示各种信息的表示(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示b6 b5 b4 000 001 010 011 100 101 110 111b3 b2 b1 b00000 NUL DLE SP 0 P , p 0001 SOH DC1 !
22、1 A Q a q0010 STX DC2 “2 B R b r0011 ETX DC3 # 3 C S c s0100 EOT DC4 $ 4 D T d t0101 ENQ NAK % 5 E U e u0110 ACK SYN & 6 F V f v0111 BEL ETB 7 G W g w1000 BS CAN ( 8 H X h x1001 HT EM ) 9 I Y i y1010 LF SUB * : J Z j z1011 VT ESC + ; K k 1100 FF FS , N n 1111 SI US / ? O _ o 字母字母“A”的的ASCII值为十进制数值为十进
23、制数65,而而“a”为为97.2.4 各种信息的表示各种信息的表示(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示BCD(Binary Coded Decimal)码码也叫二也叫二-十进制编码十进制编码,是用二进制形式来表示十进制数的一种编码是用二进制形式来表示十进制数的一种编码.这种编码仅限于数字的编码这种编码仅限于数字的编码在在BCD码中每位十进制数用四位二进制数表示码中每位十进制数用四位二进制数表示,一个字节可以存放两个一个字节可以存放两个BCD码码.十进制数十进制数01234BCD码码00000001001000110100十进制数十进制数56789BCD码码01010
24、110011110001001例例: 十进制数十进制数5328的的BCD码为码为0101 0011 0010 10002.4 各种信息的表示各种信息的表示(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示(6) 计算机中的信息单位及其换算计算机中的信息单位及其换算Bit(位位): 1位二进制数位二进制数Byte(字节字节): 8位二进制数位二进制数Word(字字): 由若干个字节组成由若干个字节组成,一般指硬件能直接处理的二进制位数一般指硬件能直接处理的二进制位数KB(Kilo Byte): 210ByteMB(Mega Byte): 210KBGB(Giga Byte): 21
25、0MBTB(Trillion Byte): 210GB2.4 各种信息的表示各种信息的表示(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示2. 数值的编码数值的编码用用BCD码、码、ASCII表示数值编码的问题表示数值编码的问题BCD码与数值的转换码与数值的转换编码长度编码长度负数表示负数表示小数点表示小数点表示数值型数据的编码数值型数据的编码直接用二进制数表示直接用二进制数表示符号位表示符号位表示: 1表示负数表示负数,0表示正数表示正数小数点表示小数点表示: 定点数定点数,浮点数浮点数2.4 各种信息的表示各种信息的表示(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中
26、信息的表示(1) 符号位表示符号位表示单字节无符号数单字节无符号数:27-1(0255)b1b0b3b2b4b5b6b7例例: 73和和-73的有符号二进制表示的有符号二进制表示0100100111001001b1b0b3b2b4b5b6b7符号位符号位符号位符号位单字节有符号数单字节有符号数:-128+127数字位数字位数字位数字位2.4 各种信息的表示各种信息的表示(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示尾数尾数数符数符指数指数阶符阶符(2) 定点数定点数小数点位置固定小数点位置固定纯小数定点数纯小数定点数纯整数定点数纯整数定点数(3) 浮点数浮点数小数点是浮动的小
27、数点是浮动的例例: 设一个浮点数的字长为设一个浮点数的字长为16位位,其中阶符取其中阶符取1位位,指数取指数取3位位,数符取数符取1位位,尾数取尾数取11位位.0010111101000000表示表示-0.111010000002+010012.4 各种信息的表示各种信息的表示(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示(4) 二进制数的原码二进制数的原码表示规则表示规则正数正数符号位为符号位为0,数值位不变数值位不变.负数负数符号位为符号位为1,数值位不变数值位不变.例例: 47的原码表示的原码表示.47原原=00101111原原例例: - 47的原码表示的原码表示.-
28、47原原=10101111原原(5) 二进制数的反码二进制数的反码表示规则表示规则正数正数符号位为符号位为0,数值位不变数值位不变.负数负数符号位为符号位为1,数值位取反数值位取反.例例: 47的反码表示的反码表示.47反反=00101111反反例例: - 47的反码表示的反码表示.- 47反反=11010000反反2.4 各种信息的表示各种信息的表示(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示(6) 二进制数的补码二进制数的补码表示规则表示规则正数正数符号位为符号位为0,数值位不变数值位不变.负数负数符号位为符号位为1,数值位取反加数值位取反加1.例例: 47的补码表示的
29、补码表示.47补补=00101111补补例例: - 47的补码表示的补码表示.- 47补补=11010001补补(7) 有符号二进制数的运算有符号二进制数的运算*加减法运算加减法运算采用补码运算采用补码运算:减去一个数等于加上这个数的相反数减去一个数等于加上这个数的相反数.符号位参加运算符号位参加运算.乘除法运算乘除法运算符号位用异或符号位用异或(XOR)运算运算.同号运算取正号同号运算取正号,异号运算取负号异号运算取负号.2.4 各种信息的表示各种信息的表示(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示例：例：利用补码计算利用补码计算47-21.计算原理计算原理47-21=
30、47+(-21)47补补=00101111补补-21补补=11101011补补计算计算00101111 补补+ 11101011 补补=00011010补补=00011010补补=2600101111+) 11101011 000110102.4 各种信息的表示各种信息的表示(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示3. 汉字编码及汉字信息处理汉字编码及汉字信息处理西文与汉字的区别西文与汉字的区别西文是拼音文字西文是拼音文字,字符数量较少字符数量较少,用计算机处理进来难度较低用计算机处理进来难度较低.中国使用的汉字数量多中国使用的汉字数量多,笔画复杂多变笔画复杂多变,计算
31、机处理比西文难度要大得多计算机处理比西文难度要大得多.汉字信息处理涉及到汉字的编码、输入、存储、显示、打印及传输等方面的问题汉字信息处理涉及到汉字的编码、输入、存储、显示、打印及传输等方面的问题.汉字的编码汉字的编码国标码国标码输入码输入码(外码外码)机内码(内码)机内码(内码)字模点阵码字模点阵码2.4 各种信息的表示各种信息的表示(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示国标码国标码(交换码交换码)计算机系统在处理汉字信息时使用的代码标准计算机系统在处理汉字信息时使用的代码标准.中国国家标准汉字交换码是根据中国国家标准汉字交换码是根据ISO2022(七位代码扩充方法的
32、国际标准七位代码扩充方法的国际标准)扩充而来扩充而来,用两个用两个ASCII码联合起来表示一个汉字码联合起来表示一个汉字.每个字节的最高位都置每个字节的最高位都置0.GB2312码码: 中国大陆使用的汉字交换码中国大陆使用的汉字交换码BIG5码码: 中国台湾地区使用的汉字交换码中国台湾地区使用的汉字交换码高字节低字节高字节低字节B3B2B1b0b4b5b60B3B2B1b0b4b5b602.4 各种信息的表示各种信息的表示(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示输入码输入码(外码外码)操作人员为输入汉字从键盘上输入的代表汉字的编码操作人员为输入汉字从键盘上输入的代表汉字
33、的编码.音码音码: 全拼全拼,双拼双拼,智能智能ABC,微软拼音微软拼音等等形码形码: 五笔字型五笔字型,二笔型二笔型,四角号码等四角号码等音型码音型码,区位码等区位码等机内码机内码(内码内码)计算机内部存储、处理加工和传输汉字时所用的代码计算机内部存储、处理加工和传输汉字时所用的代码.输入码被接受后输入码被接受后,由汉字操作系统的由汉字操作系统的“输入码转换模块输入码转换模块”转换为机内码转换为机内码.高字节低字节高字节低字节B3B2B1b0b4b5b61B3B2B1b0b4b5b612.4 各种信息的表示各种信息的表示(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示字模点阵
34、码字模点阵码(字形存储码字形存储码)存放在字库中的汉字字形点阵码存放在字库中的汉字字形点阵码.1616(占占32字节字节)2424(占占72字节字节)4848点阵点阵(占占288字节字节)点阵的点数越多,汉字的表达质量也就越高、越美观点阵的点数越多,汉字的表达质量也就越高、越美观0000000110000000001000011000000000000001100000000000000110000000000000011000000000000001110000000000000110000000000000011000000000000001100000001111111111111111
35、0000010000110000000000100110000011001100011000110001000000000000000000000001100110011001100010001616点阵的点阵的”大大”2.4 各种信息的表示各种信息的表示(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示字体、字型与修饰字体、字型与修饰字体字体: 宋体宋体,黑体黑体,仿宋体仿宋体,楷体楷体,幼圆幼圆,行楷行楷,字型字型: 标准型标准型,长型长型,扁型扁型字的修饰字的修饰: 粗体粗体,斜体斜体矢量汉字矢量汉字经过矢量法把基本点阵字模进行压缩后得到的汉字经过矢量法把基本点阵字模进行压
36、缩后得到的汉字.把这样的字形信息存放在矢量字库把这样的字形信息存放在矢量字库,压缩比大压缩比大,字形美观字形美观,但用于显示或打印时但用于显示或打印时,要经过相应的转换程序还原和变换要经过相应的转换程序还原和变换,所以处理速度较慢所以处理速度较慢.2.4 各种信息的表示各种信息的表示(Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示国标汉字编码字符集国标汉字编码字符集GB2312-80信息交换用汉字编码字符集信息交换用汉字编码字符集基本集基本集收录收录7445个汉字和字符个汉字和字符图形符号图形符号682个个汉字汉字6763个个一级汉字一级汉字(常用字常用字):3755个个(按汉
37、语拼音顺序排列按汉语拼音顺序排列)二级汉字二级汉字(次常用字次常用字):3008个个(按偏旁部首及笔画多少排列按偏旁部首及笔画多少排列) 每个字符的编码用每个字符的编码用2个字节个字节区码区码(0194)位码位码(0194)2.4 2.4 各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示( (Cont.)Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示878804050607080910091015埃阿啊埃阿啊165556940194030201图形符号一级汉字二级汉字图形符号扩充汉字扩充图形符号一级汉字二级汉字图形符号扩充汉字扩充“ “啊啊啊啊” ”的编码为的编码为的编
38、码为的编码为16011601160116012.4 2.4 各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示( (Cont.)Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示区号排列区号排列01-09区区:图形符号区图形符号区01区区:特殊符号（特殊符号（0132: , 0138: )02区区:数字符号数字符号(0257:, 0237:)03区区:ASCII符号符号04-05区区:日文平假名和片假名日文平假名和片假名10-15区区:图形符号扩充区图形符号扩充区16-55区区:一级汉字一级汉字56-87区区:二级汉字二级汉字88-94区区:汉字扩充区汉字扩充区06区区:希腊
39、字母希腊字母07区区:俄文俄文08区区:汉语拼音汉语拼音09区区:制表符制表符2.4 2.4 各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示( (Cont.)Cont.)请看GB2312字符集!请看GB2312字符集!第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示GB18030编码编码2000年年3月我国发布了月我国发布了GB18030收录了收录了27484个汉字个汉字;每个汉字用每个汉字用4个字节编码总编码空间超过个字节编码总编码空间超过150万个码位万个码位;为解决人名、地名用字问题提供了方案为解决人名、地名用字问题提供了方案;为汉字研究、古籍整理等领域提供了统一的信息平台基
40、础为汉字研究、古籍整理等领域提供了统一的信息平台基础.2.4 2.4 各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示( (Cont.)Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示“大”计算机内部由外到内由内到外计算机内部由外到内由内到外da1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1汉字编码的处理过程汉字编码的处理过程oooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11ooooo1oo1111111111111111oooooo11oooooooooooooo11ooooooooooooo
41、o11oooooooooooooo11oooooooooooooo111oooooooooooo11oo1oooooooooo11oooo1oooooooo11ooooo11ooooooo1ooooooo11ooooo1ooooooooo111o 11ooooooooooo1oo2.4 2.4 各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示( (Cont.)Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示4.图像编码图像编码图象的两种编码方法图象的两种编码方法位图方法：位图图像位图方法：位图图像矢量方法：矢量图像矢量方法：矢量图像图像的质量、图像存储空间的大小、图像传送
42、的时间和图像修改的难易程度等方面存在很大差别。图像的质量、图像存储空间的大小、图像传送的时间和图像修改的难易程度等方面存在很大差别。(1) 位图图像位图图像将图像划分成均匀的网格将图像划分成均匀的网格,每个单元格称为像素每个单元格称为像素,图像即可视为这些像素的集合图像即可视为这些像素的集合,对每个像素进行编码对每个像素进行编码,即可得到整个图像的编码即可得到整个图像的编码.2.4 2.4 各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示( (Cont.)Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示单色图像单色图像像素的颜色只有两种：黑色和白色像素的颜色只有两种：黑色
43、和白色用用1表示白色表示白色,用用0表示黑色表示黑色每个像素的编码只用一位二进制数每个像素的编码只用一位二进制数灰度图像灰度图像像素的颜色从黑到白及介于二者之间的不同程度的灰色像素的颜色从黑到白及介于二者之间的不同程度的灰色,通常用通常用256级灰度来显示灰度图像级灰度来显示灰度图像白色白色: 11111111,黑色黑色:00000000表示表示,按灰度由深到浅，依次用按灰度由深到浅，依次用0000000111111110来表示其余来表示其余254种颜色种颜色每个灰度图像像素的编码用每个灰度图像像素的编码用8位位(1B)2.4 2.4 各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示(
44、 (Cont.)Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示彩色图像彩色图像彩色图像像素的颜色更加丰富彩色图像像素的颜色更加丰富常用的显示方法有常用的显示方法有16色、色、256色、色、24位真彩色位真彩色.16色色: 以红、绿、蓝三种主色调合成以红、绿、蓝三种主色调合成16种种, 4位像素编码位像素编码.256色色: 以红、绿、蓝三种主色调合成以红、绿、蓝三种主色调合成256种颜色种颜色,256位像素编码位像素编码.24位真彩色位真彩色:每个像素使用每个像素使用3个字节编码个字节编码,每个字节的值分别代表像素中红、绿、蓝颜色的强度每个字节的值分别代表像素中红、绿、蓝颜色的强
45、度.24位编码可表达位编码可表达22416777216种颜色之多种颜色之多,人的肉眼无法识别临近颜色的差别人的肉眼无法识别临近颜色的差别,故称真彩色故称真彩色.32位真彩色位真彩色32位颜色编码位颜色编码,每个像素可达每个像素可达232种颜色种颜色.2.4 2.4 各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示( (Cont.)Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示(2)矢量图像矢量图像把图像分解为曲线和直线的组合把图像分解为曲线和直线的组合,用数学公式定义这些曲线和直线用数学公式定义这些曲线和直线. 这些数学公式是重构图像的指令这些数学公式是重构图像的指令,
46、计算机存储这些指令计算机存储这些指令,需要生成图像的时候需要生成图像的时候,只要输入图像的尺寸只要输入图像的尺寸,计算机就按照这些指令计算机就按照这些指令,根据新的尺寸形成图像根据新的尺寸形成图像.(3)两种图像的比较两种图像的比较位图图象位图图象图像质量高图像质量高;占用存储空间大占用存储空间大,放缩时失真放缩时失真,图像变模糊图像变模糊.矢量图像矢量图像看起来没有位图图像真实看起来没有位图图像真实,放缩能够保持原来的清晰度不失真放缩能够保持原来的清晰度不失真,占用存储空间小占用存储空间小.2.4 2.4 各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示( (Cont.)Cont.)
47、第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示2.4 2.4 各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示( (Cont.)Cont.)矢量图像矢量图像位图图像位图图像第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示(4)图像文件格式图像文件格式图像质量和图像大小的关系图像质量和图像大小的关系Windows中常用的位图图像文件格式中常用的位图图像文件格式BMP(BitMap): 基本图像文件格式基本图像文件格式,使用使用256种调色板颜色种调色板颜色.JPEG(Joint Photographic Expert Group): 通常写为通常写为JPG,可用较小的空间存储彩色图
48、像可用较小的空间存储彩色图像,普遍用于普遍用于WWW页面以及照片和其他高分辨率页面以及照片和其他高分辨率(24位或数百万种颜色）的图像位或数百万种颜色）的图像,GIF(Graphic Interchange Format):使用使用256种或更少的颜色种或更少的颜色,多用于多用于WWW页面页面.TIFF(Tagged Image File Format):也写为也写为TIF,多用于图像印刷或打印多用于图像印刷或打印.除了除了BMP之外之外,每一种格式都对应一种数据压缩技术每一种格式都对应一种数据压缩技术.2.4 2.4 各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示( (Cont.)
49、Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示5.声音编码声音编码声音就是声波声音就是声波.声波是连续的声波是连续的.按照固定的时间间隔对声波的振幅进行采样按照固定的时间间隔对声波的振幅进行采样,记录所得到的值序列记录所得到的值序列,把这些值序列转化成二进制序列把这些值序列转化成二进制序列,便得到了声波的数字化表示便得到了声波的数字化表示.采样时间间隔越小采样时间间隔越小,或者采样频率越高或者采样频率越高,采样的质量就越高采样的质量就越高,数字化表示就越接近连续的声波数字化表示就越接近连续的声波.音乐音乐CD中的采样频率为每秒中的采样频率为每秒44100次次,这样的声音已经很逼
50、真了这样的声音已经很逼真了.声音文件的格式有声音文件的格式有WAV、AU、AIFF、VQF和和MP3.MP3(MPEG-2 audio layer 3)是国际标准化组织运动图像专家组（是国际标准化组织运动图像专家组（Moving Picture Experts Group）制定的标准格式）制定的标准格式.MP3格式首先将声音的采样分析频率展开格式首先将声音的采样分析频率展开,与人类心理声学的数学模型进行比较与人类心理声学的数学模型进行比较,然后舍弃那些人类听不到的信息然后舍弃那些人类听不到的信息,再采用数据压缩技术做进一步处理再采用数据压缩技术做进一步处理,从而达到用较小的空间存储高质量的声音
51、从而达到用较小的空间存储高质量的声音.2.4 2.4 各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示各种信息的表示( (Cont.)Cont.)第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示本章小结本章小结本章小结本章小结进位计数制进位计数制十十,二二,八八,十六进制数十六进制数计算机内部信息的表示计算机内部信息的表示电路电路,磁盘磁盘,光盘光盘二进制数的特点及运算二进制数的特点及运算算术运算算术运算,逻辑运算逻辑运算各种进位制数的转换各种进位制数的转换信息表示的单位信息表示的单位编码编码数值的编码数值的编码,符号位的表示符号位的表示,定点数定点数,浮点数浮点数,原码原码,反码反码,补码补码讲
52、了这么多讲了这么多讲了这么多讲了这么多内容内容内容内容, ,是该总是该总是该总是该总结一下了！结一下了！结一下了！结一下了！第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示本章小结本章小结本章小结本章小结(Cont.)(Cont.)编码编码(Cont.)BCD码码,ASCII码码汉字编码汉字编码:国标码国标码,内码内码,输入码输入码,字模码字模码图像的编码图像的编码声音的编码声音的编码第第2章 计算机中信息的表示章 计算机中信息的表示作业和任务作业和任务提交部分作业提交部分作业 (1)将十进制数将十进制数47.638分别转换成二进制数分别转换成二进制数(保留保留4位小数）、八进制数、十六进制数和位小数）、八进制数、十六进制数和BCD码码. (2)将十六进制数将十六进制数3DF5.2B分别转换成八进制数、二进制数和十六进制数。分别转换成八进制数、二进制数和十六进制数。 (3)写出十进制数写出十进制数47的原码、反码和补码表示的原码、反码和补码表示.别忘记按时别忘记按时别忘记按时别忘记按时完成作业完成作业完成作业完成作业! !
