信息在计算机内的表.ppt

第二章 信息在计算机内的表示,2.1 数据和信息 2.2 二进制 2.3 数值信息在计算机内的表示 2.4 西文信息在计算机内的表示 2.5 中文信息在计算机内的表示 2.6 图形信息在计算机内的表示,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,2.1.1 数据 P8,ISO的定义:数据是对事实、概念或指令的一种特殊表达形式，这种特殊表达形式可以用人工的方式或者用自动化的装置进行通信、翻译转换或者进行加工处理。 一般的数字、文字、图画、声音、活动图像都是数据，计算机通过二进制编码形式对其进行处理。 计算机内部把数据区分为数值型和非数值型。,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,2.1.2 信息 P8,信息是有用的数据。 计算机信息处理的本质就是进行数据处理。 数据处理的目标是获得有用信息。 注意“信息系统”的用法。 常将信息系统称为：管理信息系统MIS（Management Information System) 或数据处理系统DPS（Data Processing System),Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,2.2 二进制 P9,什么是二进制 何谓十进制？ s=knkn-1.k0k-1k-2.k-m 特点：基数为十，逢十进一。 二进制特点：基数为二，逢二进一 二进制优点： 0，1两个状态易物理实现； 运算规则简单。,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,二进制与十进制对照表（记忆）,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,二进制数的运算 P10,算术运算：加法、减法。 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10 0 -0=0 0- 1=1 1- 0=1 1- 1=0 逻辑运算：或（） 、与（）、取反。 00=0 01=1 10=1 11=1大口朝上 谁大听谁的 00=0 01=0 10=0 11=1小口朝上 谁小听谁的 0 取反为1 1取反为0 注意：算术运算会发生进位、借位，逻辑运算则按位独立进行，不发生位与位之间的关系。,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,2.2.3不同进制间的转换,二进制,八进制,十进制,十六进制,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,二、八、十六进制化为十进制,规则：按“权”展开 例： (1999.8)10=1103+9 102+9 101+9 100+8 10-1 “权”,(1101.1)2=123+1 22+0 21+1 20+1 2-1,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,二、八、十六进制化为十进制 P11,例1:将二进制数101.01转换成十进制数。 (101.1)2=1 22+0 21+1 20+1 2-1 =（5.5)10,例2:将八进制数34. 6转换成十进制数。 (34.6)8=3 81+4 80+6 8-1 =（28.75)10,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,例3:将十六进制数2AB. 6转换成十进制数 (2AB.6)8=2 162+10 161+11 160 +6 16-1 =（683.375)10,二、八、十六进制化为十进制 P11,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,十进制化为二进制 P11,十进制整数化为二进制整数 规则：除二取余，直到商为零为止，倒排 例：将十进制数86转化为二进制 2 | 86 0 2 | 43 1 2 | 21 1 2 | 10 0 2 | 5 1 2 | 2 0 2 | 1 1 所以,(86)10=(1010110)2 0,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,十进制化为二进制 P11,十进制小数化为二进制小数 规则：乘二取整，直到小数部分为零或给定 的精度为止，顺排 例：将十进制数0.875转化为二进制数 0.875 2 1.75 0.75 2 1.5 0.5 2 1.0 所以(0.875)10=(0.111)2,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,八进制化为二进制 P12,规则：每一个八进制数改写成等值的三 位二进制数，次序不变 例： （17.36)8 = (001 111 .011 110)2 = (1111.01111)2,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,十六进制化为二进制 P12,规则：每一个位十六进制数改写成等值 的四位二进制数，次序不变 例： （3A8C.D6)16 = (0011 1010 1000 1100.1101 0110)2 = (11101010001100.1101011)2,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,二进制化为八进制 P12,规则：每三位二进制数改写成等值的一 位八进制数，次序不变 例： (11001111.01111)2 = (11 001 111 .011 110)2 =（317.36)8,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,二进制化为十六进制 P12,规则：每四位二进制数改写成等值的一 位十六进制数，次序不变 例： (11001111.01111)2 = (1100 1111 .0111 1000)2 = (CF.78)16,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,二进制计量单位 P13,比特：bit，或称位元，简称位，0或1；以“b”表示，最小单位。 字节：byte，位组，8个bit；以“B”表示，一个字符用一个字节表示。 字：word，表示方法不统一。 1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB；1TB=1024GB 速率：波特，b/s，bps；2400b/s，56kb/s。,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,2.3 数值信息在计算机内的表示 P13,正整数(不带符号的整数) 8位：0255，16位：065535 带符号整数 符号位（0：正；1：负） 最高位为符号位（原码表示法） 8位：-127127，16位：-32767+32767,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,原码、反码、补码 P14,原码：将整数化为二进制数，符号位置0（正数）或1（负数） 反码：负数的反码：符号位为1，绝对值部分与原码相反。 负数的补码表示：符号位也是“1”，其余为反码的最低位加“1”。,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,原码、反码、补码 P14,注意： -0与+0在补码表示法中相同，而在原码、反码表示却不同。 相同位数的二进制补码，表示的范围比原码、反码多一个（why？）。 正数的原码、反码、补码都相等，即表示方法只有一种,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,实 数 P14,浮点表示法（浮点数）：用指数（整数）和尾数（纯小数）来表示实数的方法。 浮点数的表示方法不唯一，长度越长，范围越大，精度越高。 IEEE的浮点数标准。 PC中有：16位整数、短整数（32位）、长整数（64位），单精度（32位）、双精度（64位）和扩充精度（80位）浮点数。,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,2.4 西文信息在计算机内的表示 P15,字符包括：字母、数字、标点符号等。 字符集：每一字符各有一个代码，构成代码表。 ASCII码：一个字节的编码对应一个字符，最高位一般为0，是7位编码，可表示128个，如0110001为1、1000101为E等。 EBCDIC码：8位编码，可表示256个字符。,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,2.5 中文信息在计算机内的表示 P16,汉字字符集与编码 1981年，GB2312-80国家标准，其中有6763个汉字和682个非汉字字符，其字符及编码称为国标码又叫国际交换码。 GB2312字符集的构成： 一级常用汉字3755个，按汉语拼音排列 二级常用汉字3008个，按偏旁部首排列 非汉字字符682个,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,汉字字符集与编码 P16,GB2312构成两维平面（区位码），94*94，行号为区号，列号为位号，各占一个字节，取其7位表示。 例：“大”的区号是20，位号是83，则其区位码为： 2083。（00010100 01010011 ） 区位码+32=国标码； 00110100 01110011 汉字以双字节表示，各字节的最高位为1的汉字编码叫“机内码”，或“内码”。 例：“大”的区号是20，位号是83，则其机内码为： 10110100 11110011,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,汉字字符集与编码 P17,内码的表示方法可以不同。 BIG5-台湾，420个图形符号，13070个汉字，繁体。 ISO/IEC 10646，即UCS（国际），中国标准为GB13000，其编码空间大，缺点是效率低；其简化方案为UCS-2，Unicode编码，长度为16位，CJK编码为此方案的大中国区的统一编码。,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,汉字字符集与编码 P17,Windows支持Unicode编码，但其空间仍不足，且与ASCII不兼容。 新的编码为GBK：与GB2312-80完全兼容，支持GB13000的CJK汉字和BIG5中的非汉字符号。,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,2.5.2 汉字的输入 P18,方法：手写汉字联机识别、扫描输入识别、键盘输入。 输入编码要求：易学、易记、效率高、重码少、容量大。 输入编码分类：数字编码（如：区位码、电报码，难记）、字音编码（简单，但重码多）、字形编码（如：五笔字形、表形码，重码少，规则难）、形音编码（规则简单、重码少，学习不易）。,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,汉字字符集与编码 P18,注意：汉字输入编码、内码和交换码概念不同，同一个汉字的内码、交换码是一样的，但其可以用不同的输入编码方法输入计算机。,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,2.5.3 汉字的输出 P18,字库(font)：汉字字符的形状描述信息集合，不同的字体对应不同的字库。 字形描述方法： 点阵字形（“1”表示对应位置是黑点、“0”表示是空白） 轮廓字形（用曲线描述，精度高、字形可变，如：Windows中的TrueType）,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,2.6 图形信息在计算机内的表示 P19,图像(Image)：把画面离散成mxn个像素点所组成的矩阵，黑白画面像素点用一个二进制位来表示亮度，彩色画面用三个分量表示（R、G、B）。 图形（Graphics）：利用几何要素进行描述。,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,练习,1. 将二进制数(101101)2转换为十进制数，结果为: A. 45.1 B. 46 C. 45 D. 54 2. 下面四个数，最大的是 A. (CA)16 B. (310)8 C. (201)10 D. (11001011)2 3. 在一个非零的无符号二进制整数的右边加两个0，形成一个新的二进制数，其值是原数的_倍。,Nanjing Normal Univ. Dept. of Computer Science,练习,4. 字节是计算机中表示_的最小单位。 5. 字是计算机进行数据处理的最小的_单位。 6.