大学计算机信息技术+第三章.ppt

第3章数字媒体及应用,学习目标与要求：（p74）回顾：计算机的一般定义；我们要研究处理的对象:数据的表示与应用,3.1数值信息与数值计算,一.二进制1.二.八.十六及各种进制.进制的本质?为什么要用二(八.十六)进制？2.各种进制之间的转换(2,8,16,x)进制转换为10进制10进制转换为(2,8,16,x)进制2进制与8进制与16进制之间转换,做习题：p83（1）,P83第1题,10011B=()Q=()H=()D111101.1101=()Q=()H=()D,126.6=()B=()Q=()H,2.二进制运算：,数值运算.加,减,乘,除(举例)逻辑运算.与(举例)或(举例)非(举例),由CPU的ALU完成,Pentium处理器的结构,ALU,3.计量单位,bitByte（基本单位）容量单位：B-KB-MB-GB-TB（1024）传输速率单位：bps-Kbps-Mbps-Gbps-Tbps（1000）字(word):另一个角度的描述,如何描述数值数据与非数值数据,二.数值信息表示：（二进制）,原则：便于实现，便于运算，便于传输数值数据：整数.实数1.整数（定点数）定点：小数点(隐含)位置固定不带符号表示：(以1B为例)00000000到11111111范围：0到2n-1（为什么）下面讨论带符号表示（难）,unsigned,关键：符号数字化（最左边一位：0为正；1为负）原码：范围？-(2n-1-1)+(2n-1-1)注意：0有两种形式表示（+0与-0）反码：正数：同原码.负数的反码形式：符号位不变.其余求反加1.补码：正数：同原码；负数：取反加1注意：0唯一表示；负数方向多1，形式为10000000范围：-(2n-1)+(2n-1-1)补码的作用：减变加（连同符号位一起运算）,带符号表示,原,反,补码各自的特点,功能及其关系,特殊的BCD码,这是一种规定;用四位二进制表示一位十进制;例：（-43）=101000011p29表3-2.真实的Pentium数据表示习题p83（2）,特殊的移码,2.实数（浮点数）表示,实数的组成：尾数（定点小数/纯小数）+阶码（用移码）（小数点浮动的）举例IEEE(美国电气与电子工程师协会)制定标准：IEEE754（32bit）,三部分：数符，阶码E，尾数移码:E-127（便于对阶）尾数:定点小数原码表示。默认：1.xxx见表：3-3（p81）（简单介绍）做习题p83(4),根据浮点数的长度：单精度32b;双精度64bPentium:单32b,双64b,扩充80bP4用到128b;P81表3-3是以32b为例(debug)思考：1.浮点数的长度越长：范围？精度？开销？2.定点数与浮点数的区别？3.同样长度的定点数与浮点数，范围？精度？,浮点数类型,对数值数据的应用？,h,回顾,数值与非数值数据在计算机的表示(3个原则)数值整数:不带符号数;带符号数(原码,反码,补码)浮点数(尾数+阶码)IEEE754与Pentium规定例:(389.625)d=(110000101.101)b=1.1000010110128尾数:(10000101101)b=(42D)h;阶码?公式8=e-127;e=8+127阶码=00001000+01111111=(10000111)b=(87)h,对数值数据的应用？,三.数值计算,1.数学建模算法编程运行结果.(举例)2.开发工具（二次开发）：FORTRAN语言；C系列语言；VB；V-ForMATLIB专业计算软件（水资源应用计算程序包;SAP5；PKPM）可视化计算技术的应用,非数值数据？（文字符号、声音、图形/像）二进制！关键：如何全球统一编码？兼容旧码？,文本按一定格式组织起来的、具有相关性的字符流。字符:是文本的细胞，计算机中用二进制表示。字符集与其编码：计算机信息处理的基础。,计算机对文本的处理流程图,3.2文本与文本处理,以下是一个没有安装GBK和GB18030系统的例子,缺字,一、编码字符集,字符(character)记录语言的符号，它适用于一种或多种书面语言。编码字符集(codedcharacterset)按某种规则编码的字符的有序集合。每个编码字符集有两个最重要的属性：字汇(repertoire)：编码字符集中有哪些字符编码规则：如何确定每个字符的代码码长:字符代码的长度。它决定了代码空间的大小定长码：7位，8位，双字节，4字节可变长码：单双4字节码,1、稳定的西文字符编码,ASCII编码：P84用7b表示,存放1B；128(96+32)字符A=41H;a=61H;0=30H字母排序ISO2022标准：用8b表示；ASCII+扩展部分（128-255）广泛使用,各地计算机公司支持,2、多变的汉字编码(全球统一编码),GB231280共6763个汉字+682其他字符3部分组成:字母等符号682个一级汉字(按照拼音排序)3755个二级汉字(按照偏旁部首)3008个字符集是个二维平面(9494)计算机用2个字节表示为区位码（10进制）例“大”(20)d(83)d问题：通信？ISO2022规定：国标交换码=区位码+32/(20)h例“大”的交换码:(3473)h问题:与ASCII？方法之一:机内码=交换码+80h“大”:(B4F3)h,GB2312字符集及其码位分布,大,位号:83,区号:20,双字节代码空间中GB2312汉字内码的码位分布,GBK汉字内码,问题的提出:GB2312-80的不足我国1995年发布汉字内码扩展规范共收入21003个汉字和883图形符号双字节编码，第1字节的最高位必为“1”，第2字节不一定是“1”；简体和繁体在同一字符集中；包含了CJK汉字与GB2312-80保持向下兼容；GBK的应用：P86,GBK字符集及其码位分布,CJK汉字,增补汉字,UCS/Unicode字符集与编码,问题的提出：全世界6800种语言文字.ISO制定：ISO/IEC10646标准通用多8位编码字符集，UniversalMultiple-OctetCodedCharacterSet工业标准Unicode(统一码/联合码)历程:UCS-4码长4B,编码空间大,浪费UCS-2码长2B,含各国常用文字(如CJK)如何保持与ASCII兼容?采用UTF-8可变长码.P88UCS/Unicode提供统一编码方案;采用UTF-8实现,UCS-2编码到UTF-8编码的转换规则（部分）UTF:UCSTransformationForm-8,问题:UCS/Unicode与GB2312,GBK不兼容,GB18030-2000的编码,采用单字节、双字节和四字节三种方式对字符编码。单字节部分使用0 x00至0 x80码位。双字节表示一个字符,其首字节码位从0 x81至0 xFE，尾字节码位分别是0 x40至0 x7E和0 x80至0 xFE。四字节部分采用GB11383未采用的0 x30到0 x39作为对双字节编码扩充的后缀，这样扩充的四字节编码，其范围为0 x81308130到0 xFE39FE39。,GB18030双字节汉字的代码空间,GB18030四字节汉字的代码空间,GBK和GB18030的应用,条件：输入显示与打印处理：排序、检索、分词.举例：扩充的汉字：朱鎔基，冃冄円冇冊冋冎冏冐冑冓冔冘冚冝冞繁體字：南京大學計算機係，今天天氣很好。,汉字编码小结1,汉字是记录汉语（国语，华语）的文字，属于表意文字，它用符号直接表达词或词素。汉字的特点：数量大（我国汉字自古至今累计已超过7万字,国家语委颁布的“现代汉语通用字表”包含7000汉字）多个国家和地区使用：港台地区，日、韩、朝、新、马等字形复杂，同音字多，异体