第二章信息表示與數(shù)字化《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》

1、第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出本章要點(diǎn)二進(jìn)制及其運(yùn)算數(shù)值在計(jì)算機(jī)中的表示文本信息在計(jì)算機(jī)中的表示多媒體信息的數(shù)字化思考題第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化計(jì)算機(jī)的基本功能是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和加工處理。數(shù)據(jù)有兩種： 數(shù)值數(shù)據(jù)，如3.1416、-2.81； 非數(shù)值數(shù)據(jù)（信息），如A，b，。數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中都是用二進(jìn)制數(shù)碼表示的。 數(shù)值處理采用二進(jìn)制運(yùn)算； 非數(shù)值處理采用二進(jìn)制編碼。第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出一種進(jìn)位計(jì)數(shù)制包含一組數(shù)碼符號(hào)

2、和兩個(gè)基本因素：第一節(jié)第一節(jié) 二進(jìn)制及其運(yùn)算二進(jìn)制及其運(yùn)算 進(jìn)位計(jì)數(shù)制數(shù)碼：一組用來(lái)表示某種數(shù)制的符號(hào)。 如：1、2、3、A、B。 基數(shù)：數(shù)制所用數(shù)碼個(gè)數(shù)。 用R表示，稱R進(jìn)制，“逢R進(jìn)一”。如：十進(jìn)制的基 數(shù)是10，逢10進(jìn)1。 位權(quán)：數(shù)碼在不同位置上的權(quán)值Rn 。 如：十進(jìn)制的個(gè)位的位權(quán)是“1”，百位位權(quán)是 “100”。第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出十進(jìn)制十進(jìn)制基數(shù)為10，逢10進(jìn)1 用10個(gè)符號(hào)0、1、8、9來(lái)表示 (數(shù)碼）權(quán)為10n十進(jìn)制數(shù)按“權(quán)”展開(kāi)的多項(xiàng)式 第一節(jié)第一節(jié) 二進(jìn)制及其運(yùn)算二進(jìn)制及其運(yùn)算 進(jìn)位計(jì)數(shù)制二進(jìn)制二進(jìn)制基數(shù)為2，逢2進(jìn)

3、1 用0和1來(lái)表示 (數(shù)碼）權(quán)為2n 二進(jìn)制數(shù)按“權(quán)”展開(kāi)的多項(xiàng)式。 234.56210231014100510-1+610-2110.01=12212102002-112-2第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出八進(jìn)制八進(jìn)制基數(shù)為8，逢8進(jìn)1 用8個(gè)符號(hào)0、1、 6、7來(lái)表示（數(shù)碼） 權(quán)為8n 第一節(jié)第一節(jié) 二進(jìn)制及其運(yùn)算二進(jìn)制及其運(yùn)算 進(jìn)位計(jì)數(shù)制十六進(jìn)制十六進(jìn)制基數(shù)為16，逢16進(jìn)1 用16個(gè)符號(hào)0、1、 9、A、B、C、D、E、F來(lái)表示 （數(shù)碼） 權(quán)為16n第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出書(shū)寫(xiě)格式：書(shū)寫(xiě)格式：

4、11101101（2）， 331（8），35.81（10），F(xiàn)A5（16） 10110.011）2， （755）8，(139）10，（AD6）16 10101001B ， 789O ， 3762D ， 2CE6H 第一節(jié)第一節(jié) 二進(jìn)制及其運(yùn)算二進(jìn)制及其運(yùn)算 進(jìn)位計(jì)數(shù)制B、O、D、H分別表示二進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制。第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出1 1、二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)、二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù) 第一節(jié)第一節(jié) 二進(jìn)制及其運(yùn)算二進(jìn)制及其運(yùn)算 數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換方法：各種r進(jìn)制的數(shù)按權(quán)展開(kāi)后求得結(jié)果即為十

5、進(jìn)制數(shù)。（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 第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為 r r 進(jìn)制數(shù)進(jìn)制數(shù)第一節(jié)第一節(jié) 二進(jìn)制及其運(yùn)算二進(jìn)制及其運(yùn)算 數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換整數(shù)部分：除以 r 取余數(shù)，直到商為0，余數(shù)從右到左排列。小數(shù)部分：

6、乘以 r 取整數(shù)，整數(shù)從左到右排列。第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出注意：注意：v一個(gè)有限的十進(jìn)制小數(shù)并非一定能夠轉(zhuǎn)換成一個(gè)有限的R 進(jìn)制小數(shù)，即上述過(guò)程中乘積的小數(shù)部分可能永遠(yuǎn)不等于 ，可按要求進(jìn)行到某一精確度為止。 v如果一個(gè)十進(jìn)制數(shù)既有整數(shù)部分，又有小數(shù)部分，則可 將整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后再把兩部分結(jié) 果合并起來(lái)。第一節(jié)第一節(jié) 二進(jìn)制及其運(yùn)算二進(jìn)制及其運(yùn)算 數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出1 1二進(jìn)制轉(zhuǎn)化成八進(jìn)制和十六進(jìn)制二進(jìn)制轉(zhuǎn)化成八進(jìn)制和十六進(jìn)制 整數(shù)部分：從右向左進(jìn)行分組

7、。 小數(shù)部分：從左向右進(jìn)行分組。 轉(zhuǎn)化成八進(jìn)制三位一組。 轉(zhuǎn)化成十六進(jìn)制四位一組，不足補(bǔ)零。 后面補(bǔ)后面補(bǔ)2個(gè)個(gè)0，變，變成成0100第一節(jié)第一節(jié) 二進(jìn)制及其運(yùn)算二進(jìn)制及其運(yùn)算 數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)的互相轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)的互相轉(zhuǎn)換11 0110 1110.1101 01(B)=36F.D4(H) 3 6 F D 4例如：例如： 1 101 101 110.110 101(B)= 1556.65(O) 1 5 5 6 6 5第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出 例如：例如： 2C1D(H)=0010 1100 0001

8、1101(B) 2 C 1 D 7123(O)=111 001 010 011(B) 7 1 2 3 八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)每一個(gè)八進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)二進(jìn)制的三位。每一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)二進(jìn)制的四位。第一節(jié)第一節(jié) 二進(jìn)制及其運(yùn)算二進(jìn)制及其運(yùn)算 數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出注：注：八進(jìn)制與十六進(jìn)制的直接轉(zhuǎn)換比較麻煩。 可以先將八進(jìn)制（十六進(jìn)制）轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，再轉(zhuǎn)換為 十六進(jìn)制（八進(jìn)制）。 第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出算術(shù)運(yùn)算：算術(shù)運(yùn)算： 加法：00 = 0

9、 10 = 01 = 1 11 = 10 減法：00 = 0 10 = 1 11 = 0 101 = 1 乘法：00 = 0 10 = 01 = 0 11 = 1 除法：01 = 0 11 = 1第一節(jié)第一節(jié) 二進(jìn)制及其運(yùn)算二進(jìn)制及其運(yùn)算 二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算邏輯運(yùn)算：邏輯運(yùn)算：或運(yùn)算 （、） 00 =0 10 =1 01 =1 11 =1 與運(yùn)算 （ 、） 0 0 =0 1 0 = 0 0 1 = 0 1 1 = 1 非運(yùn)算 （、?。?!0 = 1 !1 = 0 異或運(yùn)算 00 = 0 10 =1 01 =1 11 = 0第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出信

10、息：信息： 數(shù)值、文字、語(yǔ)音、圖形和圖象。 信息必須數(shù)字化編碼，才能傳送、存儲(chǔ)和處理。 編碼：編碼： 采用少量的基本符號(hào)，按一定的組合原則，以表示大量復(fù)雜多樣的信息。非數(shù)值信息的表示非數(shù)值信息的表示第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出ASCII碼(美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼)ASCII碼占一個(gè)字節(jié)，有7位標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼和8位擴(kuò)充ASCII碼。說(shuō)明：7位二進(jìn)制數(shù)給出了128個(gè)不同的組合，表示了128個(gè)不同的字符。其中95個(gè)字符可以顯示。包括大小寫(xiě)英文字母、數(shù)字、運(yùn)算符號(hào)、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等。另外的33個(gè)字符，是不可顯示的，它們是控制碼，編碼值為031和127。文本信息的

11、表示文本信息的表示 西文字符的編碼西文字符的編碼第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出ASCIIASCII標(biāo)準(zhǔn)碼編碼表標(biāo)準(zhǔn)碼編碼表文本信息的表示文本信息的表示 西文字符的編碼西文字符的編碼第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出漢字編碼文本信息的表示文本信息的表示 漢字編碼漢字編碼第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出國(guó)標(biāo)碼：1981年我國(guó)按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了每個(gè)漢字的編碼。 GB2312-80(信息交換用漢字編碼字符集基本集文本信息的表示文本信息的表示 漢字編碼漢字編碼國(guó)標(biāo)碼首字節(jié)=區(qū)號(hào)+2

12、0H國(guó)標(biāo)碼尾字節(jié)=位號(hào)+20Hv國(guó)標(biāo)碼中共規(guī)定了6763個(gè)漢字的代碼，其中3755個(gè)為最 常用漢字；3008個(gè)為較常用漢字。v規(guī)定用二個(gè)字節(jié)中的后7位來(lái)表示，其最高位為0，第一 字節(jié)稱為區(qū)（共94個(gè)區(qū)），第二字節(jié)稱為位（共94個(gè) 位）。每個(gè)漢字和符號(hào)都有唯一的區(qū)號(hào)和位號(hào)，將區(qū)號(hào) 和位號(hào)放在一起就形成了漢字或符號(hào)的區(qū)位碼。第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出國(guó)標(biāo)碼的二義性：國(guó)標(biāo)碼的二義性：如：漢字啊的區(qū)是30H，位是21H，而西文字符0，！的ASCII碼也是30H，21H，由此產(chǎn)生了二義性。機(jī)內(nèi)碼機(jī)內(nèi)碼為了避免二義性，漢字編碼規(guī)定用二個(gè)字節(jié)中的后7位來(lái)表示，

13、其最高位為1，第一字節(jié)稱為區(qū)（共94個(gè)區(qū)），第二字節(jié)稱為位（共94個(gè)位）機(jī)內(nèi)碼首字節(jié)=國(guó)標(biāo)碼首字節(jié)+80H機(jī)內(nèi)碼尾字節(jié)=國(guó)標(biāo)碼尾字節(jié)+80H漢字大小的比較漢字大小的比較漢字大小的比較根據(jù)漢字的機(jī)內(nèi)碼的大小進(jìn)行比較。文本信息的表示文本信息的表示 漢字編碼漢字編碼第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出漢字字庫(kù)漢字字庫(kù)構(gòu)造漢字字形的方法：向量（矢量）法和點(diǎn)陣法向量法：將漢字分解成筆畫(huà)，每種筆畫(huà)是用一段直線近似的表示，這樣每個(gè)字形都可以變成一連串的向量。文本信息的表示文本信息的表示 漢字編碼漢字編碼第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)

14、退 出點(diǎn)陣法（字模點(diǎn)陣碼）：每個(gè)漢字以點(diǎn)陣法存儲(chǔ)在記錄介質(zhì)上。漢字字形碼是指確定一個(gè)漢字字形點(diǎn)陣的代碼。所有漢字字形碼的集合總稱為漢字字形庫(kù)，或叫漢字字庫(kù)。文本信息的表示文本信息的表示 漢字編碼漢字編碼點(diǎn)陣：1616、2424、3232、4848等。 一個(gè)1616點(diǎn)陣的漢字的字形碼占: 1616=256位32個(gè)字節(jié)第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出計(jì)算機(jī)中的數(shù)字圖像分成兩類：v從現(xiàn)實(shí)世界中通過(guò)數(shù)字化設(shè)備獲取的圖像（取樣圖像、點(diǎn) 陣圖像和位圖圖像）。v計(jì)算機(jī)合成的圖像（矢量圖像）。圖像與圖形信息處理技術(shù)圖像與圖形信息處理技術(shù)第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化

15、信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出圖像的數(shù)據(jù)量圖像的水平分辨率圖像的垂直分辨率 像素深度/8象素深度：每個(gè)采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)位數(shù)圖像與圖形信息處理技術(shù)圖像與圖形信息處理技術(shù) 圖像的數(shù)字化第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出例：一幅640480分辨率的圖像若分成紅、綠、藍(lán)3色，每種顏色的亮度用8位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示，則該圖象的數(shù)據(jù)量為多少？640480（888）/8=900KB圖像與圖形信息處理技術(shù)圖像與圖形信息處理技術(shù) 圖像的數(shù)字化第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出無(wú)損壓縮：行程長(zhǎng)度編碼，哈夫曼編碼有損壓縮：變換編碼、

16、矢量編碼不同系統(tǒng)間交換圖像數(shù)據(jù)，制定了一些國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。JPEG:一個(gè)靜止圖像數(shù)據(jù)壓縮編碼國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。圖像與圖形信息處理技術(shù)圖像與圖形信息處理技術(shù) 圖像壓縮圖像壓縮第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出對(duì)景物的結(jié)構(gòu)、形狀與外貌使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行描述，需要顯示圖像時(shí)，生成該景物的圖像。圖像與圖形信息處理技術(shù)圖像與圖形信息處理技術(shù) 計(jì)算機(jī)圖形計(jì)算機(jī)圖形第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出聲音信息的處理技術(shù)聲音信息的處理技術(shù)1、模擬音頻和數(shù)字音頻 時(shí)間和幅度都連續(xù)的信號(hào)稱為模擬信號(hào)。 時(shí)間和幅度都用離散的數(shù)字表示信號(hào)稱為數(shù)字信

17、號(hào)。2、聲音信息的數(shù)字化 聲音能被計(jì)算機(jī)處理首先必須數(shù)字化，數(shù)字化實(shí)際上 就是采樣和量化。 采樣頻率：每秒鐘需采集多少聲音樣本。 量化精度：每個(gè)聲音樣本的位數(shù)。 存儲(chǔ)量（采樣頻率量化位數(shù)聲道數(shù)）/8 (B)第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出3、聲音的壓縮編碼全頻帶聲音的壓縮編碼： PCM(脈編碼調(diào)制）編碼 （CD) MPEG-1(Layer1，Layer2，Layer3），MPEG-2 (MP3) 流媒體數(shù)字音頻 (RA,WMA)數(shù)字語(yǔ)音的壓縮編碼： PCM,ADPCM （固定電話，多媒體課件講解） 參數(shù)編碼或模型編碼 （保密通信） 混合編碼 （移動(dòng)通信，IP電話）聲音信息的處理技術(shù)聲音信息的處理技術(shù)第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出4、MIDI音樂(lè)MIDI文件通常比聲音文件小很多，只有十幾KB或幾十KB,只有波形文件的1/1000.聲音信息的處理技術(shù)聲音信息的處理技術(shù)第二章第二章 信息的表示與數(shù)字化信息的表示與數(shù)字化目 錄上一頁(yè)下一頁(yè)退 出視頻是指內(nèi)容隨時(shí)間序列變化的一個(gè)圖