第2章信息编码技术概述

1、第第2章章 信息编码技术概述信息编码技术概述本章主要内容本章主要内容p 进制及其相互转换p 信息单位及信息编码2.1 进制及其相互转换进制及其相互转换42.1 2.1 进制及其相互转换进制及其相互转换 数值 十二进制转换 西文 ASCII 码 汉字 输入码机内码转换 声音、图像 模数转换 二十进制转换 西文字形码 汉字字形码 数模转换 内存 输入设备 输出设备 数值 西文 汉字 声音、图像 o 计算机内部所有的数据都采用二进制编码。 原因：容易实现，运算规则简单。52.1.1 2.1.1 进进制的概念制的概念 如果用如果用R个基本符号（例如个基本符号（例如0，1，2，r- -1）来表示数目，则

2、称）来表示数目，则称其为其为R R进制。进制。R R称为该数制的称为该数制的基数基数，R Ri i称为权。称为权。67834 6 107 108 103 104 1021012. 基数权数码6进制规则基数数符权二进制逢2进120，12i八进制逢8进180，1，2，3，4，5，6，78i十进制逢10进1100，1，2，3，4，5，6，7，8，910i十六进制逢16进1160，1，9，A，B，C，D，E，F16i常见进制特点对比常见进制特点对比7十进制二进制八进制十六进制0000112231133445101556110667111771089100111910101012A15111117F16

3、2010常见进制数的对比常见进制数的对比练习练习：利用：利用8421法则，法则，求与二进制数11011101、11101110、10111011相等的十进制数？82.1.2 2.1.2 进制的相互转换进制的相互转换进制表示符号进制表示符号B 二进制二进制O 八进制八进制D 十进制十进制H 十六进制十六进制1. r 进制转化成十进制方法：各位按权展开相加。例：10101B B=24+22+1=21D D101.11B B=22+1+2-1+2-2=5.75D D101O O=82+1=65D D71O O=78+1=57D D101AH H=163+16+104122D D练习：练习：求与二进制

4、数110110.101110110.101相等的十进制数？9100D=144O=64H例例 100.345D=1100100.01011B2 1.040.690 0.7601.3800.3452 2 21.520 2 八进制八进制100408128184101001664616十六进制十六进制1002502252122623210001001122. 十进制转化成 r 进制n整数部分：连续除以基数 r倒取余数，直到商为0为止。n小数部分：连续乘以基数 r顺取整数，直到积为整数为止。2.1.2 2.1.2 进进制的相互转换制的相互转换练习：练习：求与十进制数52.7552.75相等的二进制数、八

5、进制数、十六进制数？102.1.2 2.1.2 进进制的相互转换制的相互转换3. 八进制、十六进制转化成二进制数n一位八进制数对应三位三位二进制数，不足添064H=0110 0100B 6 4144O=001 100 100B 1 4 4001 101 101 110.110 101B= 1556.65O 1 5 5 6 6 50011 0110 1110.1101 0100B=36E.D4H 3 6 E D 4练习：练习：求与二进制数110110.11110110.11相等的八进数、十六进制数？4. 二进制转化成八(十六)进制n从小数点开始，整数部分从右向左，小数部分从左向右，按三三( (四

6、四) )位进行分组，不足补零n一位十六进制数对应四位四位二进制数, ，不足添0112.22.2 信息单位及信息编码信息单位及信息编码2.2.1 2.2.1 信息单位信息单位o 最小的数据单位：位位（bit)o 最基本的存储容量单位：字节字节（Byte)o 其它存储容量单位：KBKB、MBMB、GBGB、TBTB1B=8bit1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB字节（字节（ByteByte）7 6 5 4 3 2 1 0位（位（BitBit）o 字长：字长是指CPU在一次操作中能够处理的最大二进制位数122.2.2 2.2.2 数值信息数值信息的处理的处

7、理o 符号数的表示：用最高位表示数的符号，其中：“0 0”表示正，“1 1”表示负，其它各位表示数的大小。o 定点整数定点整数n正整数：以原码（即本身的二进制代码）形式存储。n负整数：以补码形式存储。 o 符号数-44的原码： +44的原码：符号位 “0”表示正 、 “1”表示负10101100符号位00101100132.2.2 2.2.2 数值信息数值信息的处理的处理o 补码的求法补码的求法n负整数负整数先将负整数转换成二进制符号数（原码）再将原码中除符号位外的其他位按位取反，得到反码将反码加1 。 如：-01000 0000（原码）1111 1111（反码）1111 1111+10000

8、 0000（补码）。 如：+00000 0000（原码）n正整数的补码与原码相同。o 使用补码的好处：n解决+0和-0编码的唯一。n将减法运算变成了加法运算，符号位也参与运算。练习：练习：求十进制数-12-12的原码、反码、补码？练习：练习：求十进制数-127-127的原码、反码、补码？142. 定点数定点数（表示数的范围较小，精度较高）（表示数的范围较小，精度较高）（1）定点整数）定点整数S小数点无符号位2.2.2 2.2.2 数值信息数值信息的处理的处理S小数点（2）定点小数）定点小数 15110.011 B=0.1100112+11阶码尾符阶符尾数1100110011N= 尾数2阶码尾数

9、尾数的位数决定数的精度数的精度，一般用定点小数表示，一般用定点小数表示阶码阶码的位数决定数的范围数的范围 ，一般用定点整数表示一般用定点整数表示尾数的绝对值大于等于0.1并且小于1，从而惟一地规定了小数点的位置。 2. 浮点数浮点数（以（以指数指数形式存储，表示数的范围较大）形式存储，表示数的范围较大）2.2.2 2.2.2 数值信息数值信息的处理的处理162.2.3 2.2.3 非数值信息非数值信息的处理的处理1. 1. 西文字符编码（西文字符编码（ASCIIASCII码码）n采用1个字节（8位）中的前7位编码（最高位为0），来表示一个西文字符，可表示128（ 0-127）个字符。例如：“a

10、”字符的编码为1100001，对应的十进制数是97。n控制字符3434个：032，127n普通字符9494个n常用字符的ASCII码值o空格空格 20H20H 3232o 0 09 9 30H30H39H 39H 48485757o A AZ 41HZ 41H5AH 5AH 65659090o a az 61Hz 61H7AH 7AH 9797122122172.2.3 2.2.3 非数值信息非数值信息的处理的处理2. 2. 中文字符（汉字）编码中文字符（汉字）编码n汉字国标码汉字国标码GB2312GB23128080o 用2 2个字节个字节表示一个汉字；每个字节采用7 7位位编码，最高位为0

11、；o 每个字节的7位编码中，去掉与ASCII码中34个控制字符相同的编码，剩下94个编码。前一个字节表示汉字分为94个区，前一个字节表示每个区有94个汉字。o 国标码中包括6763个汉字，其中一级汉字3755个，二级汉字3008个。o 汉字输入中的十进制区位码与国标码之间的相互转换： 区位码转换区位码转换成成1616进制进制数数+ +20H20H国际码国际码182.2.3 2.2.3 非数值信息非数值信息的处理的处理2. 2. 中文字符（汉字）编码中文字符（汉字）编码n汉字内码汉字内码o 汉字内码是计算机中真正使用的汉字编码。因为国标码中规定的编码原则与ASCII码相同，计算机容易混淆。o 汉

12、字机内码汉字机内码将汉字国标码两个字节的最高位最高位设为1 1nGBKGBK码码又称GB扩展编码或GB13000o GBK码中不再要求汉字低字节一定是大于127的内码，只要求第一个字节大于127。o GBK码兼容GB2312-80，共收录汉字21003个，符号883个，并提供1894个造字码位，将简、繁体字融于一库。o GBK码中加入几千个少数民族的字，又扩展成为GB18030GB18030。192.2.3 2.2.3 非数值信息非数值信息的处理的处理n汉字输入码汉字输入码o 微软拼音、智能ABC、 五笔字型输入法等 。n汉字字形码汉字字形码o一般采用点阵点阵方案来表示汉字的字形。o常用的汉字

13、点阵有：1616、2424、 3232、4848点阵等。o存储一个汉字的字形需要的字节数=点阵乘积/8 o所有汉字的字形码就构成了汉字库。202.2.3 2.2.3 非数值信息非数值信息的处理的处理2. 2. 中文字符（汉字）编码中文字符（汉字）编码n汉字地址码汉字地址码o 每个汉字字形码在汉字字库中的相对位移地址。o 地址码和机内码之间有简明的对应转换关系。 汉字编码之间的关系 输入码 国标码 字形码 机内码 地址码 汉字输出 汉字输入 212.2.3 2.2.3 非数值信息非数值信息的处理的处理3. 其它编码nBIG5编码 BIG5码是中国台湾计算机界实行的汉字编码字符集。它包含了420个图形符号和13070个汉字，但不包括简化汉字。 nUnicode码 Unicode码是统一编码组织于上世纪90年代制定的一种16位字符编码标准，它以两个字节两个字节表示1个字符，几乎世界上所有的书面语言都可以这种编码来惟一表示，其中也包括中文。nUTF-8UTF-8UTF-8是互联网上广泛使用的一种Unicode的实现方式。UTF-8是一种变长的编码，它可