计算机信息编码ppt课件

大学计算机基础 2 1信息编码基本概念 2 2数值信息编码 2 3非数值信息编码 内容简介与提要 Chp 2计算机中信息的表示及编码 Chp2计算机中信息表示及编码 掌握二进制与不同进制数之间的转换算法 二进制数在计算机内的表示 常用的文字信息编码如ACCII码和汉字编码 基本要求 信息各种事物的变化和特征的反映 数据信息的载体 例如 数值 文字 语言 图形 图像等 编码 码 按照一定的规则排列起来的二进制符号序列 编码 把特定意义的信息转换为代码的过程 2 1信息编码基本概念 2 1信息编码基本概念 2 2数值信息编码 2 2 1数值信息编码 数制 数制的概念 人们在生产实践和日常生活中 创建了各种表示数的方法 这种数的表示系统称为数制 定义 用一组固定的数字 数码符号 和一套统一的规则来表示数值的方法 计数制 进位计数制 按进位的原则进行计数的数制 非进位计数制 不按进位的原则进行计数的数制 2 2 1数值信息编码 数制 进位计数制三要素 基数 Radix 若一种数制由R个基本字符组成 则基数为R 位权 Weight 固定的数值大小 不同位上所代表的数值的大小 基数 位序 1 位权是指一个固定值 是指在某种进位计数制中 每个数位上的数码所代表的数值的大小 等于在这个数位上的数码乘上一个固定的数值 这个固定的数值就是这种进位计数制中该数位上的位权 数码所处的位置不同 代表数的大小也不同 数位 数字在该数目中所处的位置 2 2 1数值信息编码 数制 常用进制 规则 逢N进一 借一当N 2 2 1数值信息编码 数制 例 1011B为二进制数1011 也记为 1011 2 1357Q为八进制数1357 也记为 1357 8 2049D为十进制数2049 也记为 2049 10 3FB9H为十六进制数3FB9 也记为 3FB9 16 2 2 2数值信息编码 数制 1 数的多项式表示一个数值各位数字 数码 表示的值不仅与该数字有关 且与所在位置有关 可以表示成一个有规则的序列 例 数32343 43可以分解为 3 104 2 103 3 102 4 101 3 100 4 10 1 3 10 2 依此类推 对于一个R进制的数可表示为 L mN 1RN 1 mN 2RN 2 m0R0 m 1R 1 m 2R 2 其中 R为基数 m只能是0 R 1的数字 在十进制数中R为10 在二进制 八进制和十六进制中 它们的R值分别为2 8 16 N分别为该数的整数部分的位数 从0开始 2 2 2数值信息编码 数制 例如 1101 01 2 1 23 1 22 0 21 1 20 0 2 1 1 2 2 1111101 2 1 26 1 25 1 24 1 23 1 22 0 21 1 20 3703 8 3 83 7 82 0 81 3 80 7A3 16 7 162 10 161 3 160 2 2 2数值信息编码 数制转换 从上面的例子可以看到 不管是什么进制 只要按公式代入 按加法求和 所得的结果就是十进制数 例如 10110101 2 1 27 0 26 1 25 1 24 0 23 1 22 0 21 1 20 181 10 265 8 2 82 6 81 5 80 181 10 B5 16 11 161 5 160 181 10 2 2 1数值信息编码 数制 二 八 十六 十进制对照表 2 2 2数值信息编码 数制转换 十进制数 非十进制数 非十进制数 十进制数 二 八 十六进制之间的转换 2 2 2数值信息编码 数制转换 将十进制数转化为任意进制数需对整数部分和小数部分分别进行转化 小数部分的转换采用 乘基数取整法 即用基数多次乘被转换的十进制数的小数部分 当小数为0或达到所要求的精度时 所得乘积的整数部分按正序排列就是对应的二进制数 采用 除基数取余法 即用基数多次除被转换的十进制数 直到商为0 每次相除所得的余数 按逆序排列便是对应的进制数 除R取余 逆排法 乘R取整 顺排法 735 367 183 91 45 22 11 5 2 1 0 余数 73510 2 2 2 2数值信息编码 数制转换 整数部份 除以2取余数 直到商为0 余数从自下而上排列 73510 1011011111 2 2 2 2数值信息编码 数制转换 将十进制数转化为任意进制数需对整数部分和小数部分分别进行转化 小数部分的转换采用 乘基数取整法 即用基数多次乘被转换的十进制数的小数部分 当小数为0或达到所要求的精度时 所得乘积的整数部分按正序排列就是对应的二进制数 采用 除基数取余法 即用基数多次除被转换的十进制数 直到商为0 每次相除所得的余数 按逆序排列便是对应的进制数 除R取余 逆排法 乘R取整 顺排法 0 8125 2 1 6250 2 1 2500 2 0 5000 2 1 0000 0 8125 10 2 2 2 2数值信息编码 数制转换 小数部分 用十进制小数乘基数 当小数为0或达到所要求的精度时 将整数部分由上而下排列 整数 0 8125 10 0 1101 2 2 2 2数值信息编码 数制转换 735 8125 10 2 73510 1011011111 2 0 8125 10 0 1101 2 735 8125 10 1011011111 1101 2 2 2 2数值信息编码 十进制转换八进制 185 10 8 185 10 271 8 8 2 7 8 0 2 185 8 23 1 余数 2 2 2数值信息编码 十进制转换十六进制 3981 10 16 3981 10 F8D 16 2 2 2数值信息编码 八 十六进制转换为二进制 二进制数和八进制 十六进制数之间分别存在着一种特殊关系 即24 16 23 8 于是 1位十六进制数可以用4位二进制数表示 1位八进制数可以用3位二进制数表示 二 八 十六进制之间的转换 2 2 2数值信息编码 二 八进制转换 二进制八进制 二 八进制之间的转换 整数从右向左小数从左向右 100110110111 010100 4667 24 8 2 2 2数值信息编码 二 十六进制转换 000110110111 0100 1B7 4 16 整数从右向左小数从左向右 二进制十六进制 二 十六进制之间的转换 2 2 3数值信息编码 二进制数的运算 算术运算P43 2 2 3数值信息编码 二进制数的运算 逻辑运算 与 用符号 或 表示 含义为 当且仅当全1为1 其它均0 或 用符号 或 表示 含义为 当且仅当全0为0 其它均1 非 在逻辑量上加一横表示 含义为 1的非为0 0的非为1 异或 用符号表示 含义为 相异为1 相同为0 2 2 3数值信息编码 二进制数的运算 注意逻辑运算 按位独立进行 位与位之间不发生进位或借位 算术运算 会发生进位和借位处理 例如 算术加 10011B 10101B B 101000 或运算 10011B 10101B B 10111 与运算 10011B 10101B B 10001 非运算 10011B B 01100 2 2 4数值信息编码 计算机中信息 用二进制表示 二进制所具有的特点 易于物理实现 运算规则简单 可靠性高 适合于逻辑运算 2 2 4数值信息编码 计量单位 K字节 1K 1024byte M 兆 字节 1M 1024KG 吉 字节 1G 1024M T 呔 字节 1T 1024GP 啪 字节 1P 1024T b7b6b5b4b3b2b1b0 10010101 27 24 22 20 149 字 二进制位串 是一个独立的信息单位 由若干字节组成 字长 指组成一个字的二进制位数 代表了计算机处理数据的范围 2 2 5数值信息编码 整数的表示法 计算机中的整数分为正整数 不带符号的整数 和整数 带符号的整数 1 不带符号的整数 所有二进制位全用来表示数的大小 例如 无符号二进制数10110110在机器内的表示为 1 0 1 1 0 1 1 0 表示范围 8个二进制位 0 28 1 16个二进制位 0 216 1 32个二进制位 0 232 1 64个二进制位 0 264 1 2 2 5数值信息编码 整数的表示法 2 带符号的整数表示法最高位为符号为 用0和1区分正负 其他位表示数的大小 将机器内存放的正负号数码化的数据成为机器数 1 1 0 1 1 0 1 1 91D 0 1 0 1 1 0 1 1 91D 机器数 符号位 真值 2 2 5数值信息编码 整数的表示法 带符号的整数表示范围 8个二进制位 27 27 1 16个二进制位 215 215 1 32个二进制位 231 231 1 64个二进制位 263 263 1 2 3非数值型数据在计算机中的表示 2 3非数值信息编码 计算机是美国人发明的 因此计算机的字符集中自然包含了英文的26个字母 计算机要在全世界通用 必须采用公认的标准格式对字符 符号进行编码 常用的字符编码有ASCII码 BCD码 汉字编码 2 3 2非数值信息编码 BCD码 BCD码 Binary CodedDecimal 是每位十进制数用四位二进制数来表示的编码 压缩BCD码 而扩展BCD码用8位二进制码来表示 例如 十进制数2005 其二进制编码为 0010000000000101 其等值二进制数 11111010101 2 3 1非数值信息编码 ASCII码 ASCII码是美国信息交换标准代码 AmericanStandardCodeforInformationInterchange 编码从0到127 控制字符 0 31 127 共33个 普通字符 32 126 共95个 每个字符占一个字节 用7位 最高位为0 P48 2 3 1非数值信息编码 ASCII码 2 3 1非数值信息编码 ASCII码 COMPUTER 0100001101001111010011010101000001010101010101000100010101010010 computer 0110001101101111011011010111000001110101011101000110010101110010 2 3 3非数值信息编码 汉字编码 汉字的特点图形文字 常用汉字多 形状和笔画差异很大 决定了汉字字符的编码方案必须完全不同于西文的编码方案 必须解决汉字的输入编码 存储编码 显示和打印字符的编码问题 2 3 3汉字编码 汉字处理转换示意图 西 汉字输入码 Xi 汉字字形码 汉字机内码 CEF7 汉字国标码 4E77 输入设备 输入管理模块 汉字库 输出设备 2 3 3汉字编码 汉字输入码 1 输入码 外码输入码是解决汉字输入采用的编码 如 全拼 双拼 五笔 智能ABC 等输入编码 虽然每一种输入法对统一汉字的编码各不相同 但经过转换后 存放在计算机内的编码都是汉字机内码 哪种输入码最好 回答是 你熟练掌握的那种输入码就是最好的 数字码拼音码字形码 2 3 3汉字编码 国标码 2 国标码 我国在1981年制定了 信息交换用汉字编码字符集 基本集 作为国家标准GB2312 80编码字符集 称为国标码国标码是用于汉字信息处理系统之间或者与通信系统之间进行信息交换的代码 它是为使系统 设备之间信息交换式采用统一的形式而制定的 每个汉字采用双字节表示 每个字节只用ASCII码中的低7位 最高位为0 GB2312 80规定 所有的国标汉字和符号组成一个94 94的矩阵 该矩阵中的每一行称为一个 区 每一列称为一个 位 2 3 3汉字编码 国标码 汉字的区位码 区号 行 位号 列 国标码 区号和位号加上十进制数32后得到的结果对应的二进制代码为其国标码 例如 啊 的区位码 16 01 48 33 3 0 2 1 二进制 十六进制 啊 的国标码 3021 16 2 3 3汉字编码 机内码 3 机内码 计算机系统内部存储 处理和传输汉字所使用的代码 将汉字国标码前后两个字节的最高位置1 即为机内码 二进制 例如 啊 的国标码 3021 16 机内码 啊 的机内码 B0A1 16 2 3 3汉字编码 汉字字形码 4 汉字字形码 字形码 是汉字笔画构成的图形