第二章信息表示与数字化《计算机应用基础》.ppt

本章要点,二进制及其运算数值在计算机中的表示文本信息在计算机中的表示多媒体信息的数字化,思考题,信息的表示与数字化,计算机的基本功能是对数据进行运算和加工处理。,数据有两种：数值数据，如3.1416、-2.81；非数值数据（信息），如A，b，。,数据在计算机中都是用二进制数码表示的。数值处理采用二进制运算；非数值处理采用二进制编码。,一种进位计数制包含一组数码符号和两个基本因素：,第一节二进制及其运算进位计数制,数码：一组用来表示某种数制的符号。如：1、2、3、A、B。,基数：数制所用数码个数。用R表示，称R进制，“逢R进一”。如：十进制的基数是10，逢10进1。,位权：数码在不同位置上的权值Rn。如：十进制的个位的位权是“1”，百位位权是“100”。,十进制基数为10，逢10进1用10个符号0、1、8、9来表示(数码）权为10n十进制数按“权”展开的多项式,第一节二进制及其运算进位计数制,二进制基数为2，逢2进1用0和1来表示(数码）权为2n二进制数按“权”展开的多项式。,234.56210231014100510-1+610-2,110.01=12212102002-112-2,八进制基数为8，逢8进1用8个符号0、1、6、7来表示（数码）权为8n,第一节二进制及其运算进位计数制,十六进制基数为16，逢16进1用16个符号0、1、9、A、B、C、D、E、F来表示（数码）权为16n,书写格式：11101101（2），331（8），35.81（10），FA5（16）10110.011）2，（755）8，(139）10，（AD6）1610101001B，789O，3762D，2CE6H,第一节二进制及其运算进位计数制,B、O、D、H分别表示二进制、八进制、十进制、十六进制。,1、二进制数、八进制数、十六进制数转换为十进制数,第一节二进制及其运算数制之间的转换,方法：各种r进制的数按权展开后求得结果即为十进制数。,（1011.101）2,（2576）8283+582781680（1406）10,（3D）16316113160（61）10（F.B）16151601116-11511/16（15.6875）10,=123+022+121+120+12-1+02-2+12-3=8+0+2+1+1/2+0+1/8=11.625D,十进制数转换为r进制数,第一节二进制及其运算数制之间的转换,整数部分：除以r取余数，直到商为0，余数从右到左排列。小数部分：乘以r取整数，整数从左到右排列。,注意：一个有限的十进制小数并非一定能够转换成一个有限的R进制小数，即上述过程中乘积的小数部分可能永远不等于，可按要求进行到某一精确度为止。如果一个十进制数既有整数部分，又有小数部分，则可将整数部分和小数部分分别进行转换，然后再把两部分结果合并起来。,第一节二进制及其运算数制之间的转换,1二进制转化成八进制和十六进制整数部分：从右向左进行分组。小数部分：从左向右进行分组。转化成八进制三位一组。转化成十六进制四位一组，不足补零。,后面补2个0，变成0100,第一节二进制及其运算数制之间的转换,二进制数与八进制、十六进制数的互相转换,1101101110.110101(B)=36F.D4(H)36FD4,例如：1101101110.110101(B)=1556.65(O)155665,例如：2C1D(H)=0010110000011101(B)2C1D7123(O)=111001010011(B)7123,八进制、十六进制数数转换成二进制数,每一个八进制数对应二进制的三位。每一个十六进制数对应二进制的四位。,第一节二进制及其运算数制之间的转换,注：八进制与十六进制的直接转换比较麻烦。可以先将八进制（十六进制）转换为二进制，再转换为十六进制（八进制）。,算术运算：加法：00=010=01=111=10减法：00=010=111=0101=1乘法：00=010=01=011=1除法：01=011=1,第一节二进制及其运算二进制数的运算,逻辑运算：或运算（、）00=010=101=111=1与运算（、）00=010=001=011=1非运算（、！）!0=1!1=0异或运算00=010=101=111=0,信息：数值、文字、语音、图形和图象。信息必须数字化编码，才能传送、存储和处理。编码：采用少量的基本符号，按一定的组合原则，以表示大量复杂多样的信息。,非数值信息的表示,ASCII码(美国信息交换标准代码)ASCII码占一个字节，有7位标准ASCII码和8位扩充ASCII码。说明：7位二进制数给出了128个不同的组合，表示了128个不同的字符。其中95个字符可以显示。包括大小写英文字母、数字、运算符号、标点符号等。另外的33个字符，是不可显示的，它们是控制码，编码值为031和127。,文本信息的表示西文字符的编码,ASCII标准码编码表,文本信息的表示西文字符的编码,汉字编码,文本信息的表示汉字编码,国标码：1981年我国按国际标准规定了每个汉字的编码。GB2312-80(信息交换用汉字编码字符集基本集,文本信息的表示汉字编码,国标码首字节=区号+20H国标码尾字节=位号+20H,国标码中共规定了6763个汉字的代码，其中3755个为最常用汉字；3008个为较常用汉字。规定用二个字节中的后7位来表示，其最高位为0，第一字节称为区（共94个区），第二字节称为位（共94个位）。每个汉字和符号都有唯一的区号和位号，将区号和位号放在一起就形成了汉字或符号的区位码。,国标码的二义性：如：汉字啊的区是30H，位是21H，而西文字符0，！的ASCII码也是30H，21H，由此产生了二义性。,机内码为了避免二义性，汉字编码规定用二个字节中的后7位来表示，其最高位为1，第一字节称为区（共94个区），第二字节称为位（共94个位）,机内码首字节=国标码首字节+80H机内码尾字节=国标码尾字节+80H,汉字大小的比较汉字大小的比较根据汉字的机内码的大小进行比较。,文本信息的表示汉字编码,汉字字库,构造汉字字形的方法：向量（矢量）法和点阵法向量法：将汉字分解成笔画，每种笔画是用一段直线近似的表示，这样每个字形都可以变成一连串的向量。,文本信息的表示汉字编码,点阵法（字模点阵码）：每个汉字以点阵法存储在记录介质上。汉字字形码是指确定一个汉字字形点阵的代码。所有汉字字形码的集合总称为汉字字形库，或叫汉字字库。,文本信息的表示汉字编码,点阵：1616、2424、3232、4848等。一个1616点阵的汉字的字形码占:1616=256位32个字节,计算机中的数字图像分成两类：从现实世界中通过数字化设备获取的图像（取样图像、点阵图像和位图图像）。计算机合成的图像（矢量图像）。,图像与图形信息处理技术,图像的数据量图像的水平分辨率图像的垂直分辨率像素深度/8象素深度：每个采样点的数据位数,图像与图形信息处理技术图像的数字化,例：一幅640480分辨率的图像若分成红、绿、蓝3色，每种颜色的亮度用8位二进制数来表示，则该图象的数据量为多少？,640480（888）/8=900KB,图像与图形信息处理技术图像的数字化,无损压缩：行程长度编码，哈夫曼编码有损压缩：变换编码、矢量编码不同系统间交换图像数据，制定了一些国际标准和工业标准。JPEG:一个静止图像数据压缩编码国际标准。,图像与图形信息处理技术图像压缩,对景物的结构、形状与外貌使用计算机进行描述，需要显示图像时，生成该景物的图像。,图像与图形信息处理技术计算机图形,声音信息的处理技术,1、模拟音频和数字音频时间和幅度都连续的信号称为模拟信号。时间和幅度都用离散的数字表示信号称为数字信号。,2、声音信息的数字化声音能被计算机处理首先必须数字化，数字化实际上就是采样和量化。采样频率：每秒钟需采集多少声音样本。量化精度：每个声音样本的位数。存储量（采样频率量化位数声道数）/8(B),3、声音的压缩编码,全频带声音的压缩编码：PCM(脉编码调制）编码（CD)MPEG-1(Layer1，Layer2，Layer3），MPEG-2(MP3)流媒体数字音频(RA,WMA)数字语音的压缩编码：PCM,ADPCM（固定电话，多媒体课件讲解）参数编码或模型编码（保密通信）混合编码（移动通信，IP电话）,声音信息的处理技术,4、MIDI音乐MIDI文件通常比声音文件小很多，只有十几KB或几十KB,只有波形文件的1/1000.,声音信息的处理技术,视频是指内容随时间序列变化的一个图象序列，也成为活动图像。,视频信息的处理技术,1、视频信号的数字化以一帧帧的