計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論-基于計(jì)算思維的思想與方法（第4版） 課件【ch04】數(shù)據(jù)表示的基本思維

計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論基于計(jì)算思維的思想與方法數(shù)據(jù)表示的基本思維第四章新工科建設(shè)之路·計(jì)算機(jī)類系列教材01數(shù)制及其轉(zhuǎn)換——“人機(jī)兼容”的基本思維數(shù)制及其轉(zhuǎn)換——“人機(jī)兼容”的基本思維011.數(shù)的位置表示法人們對各種進(jìn)位計(jì)數(shù)制的常用表示方法實(shí)際上是一種位置表示法。所謂位置表示法，就是當(dāng)用一組數(shù)碼(或字符)表示數(shù)值大小時(shí)，每個(gè)數(shù)碼代表的數(shù)值大小不但取決于數(shù)碼本身，而且與它在一個(gè)數(shù)中所處的相對位置有關(guān)。一、進(jìn)位計(jì)數(shù)制數(shù)制及其轉(zhuǎn)換——“人機(jī)兼容”的基本思維012.常用進(jìn)位計(jì)數(shù)制根據(jù)基數(shù)r的取值不同，可得到不同進(jìn)位計(jì)數(shù)制的表達(dá)式，并且可用不同的下標(biāo)來表示。(1)當(dāng)r=10時(shí)，十進(jìn)制計(jì)數(shù)的表達(dá)式為(2)當(dāng)r=2時(shí)，二進(jìn)制計(jì)數(shù)的表達(dá)式為一、進(jìn)位計(jì)數(shù)制數(shù)制及其轉(zhuǎn)換——“人機(jī)兼容”的基本思維012.常用進(jìn)位計(jì)數(shù)制根據(jù)基數(shù)r的取值不同，可得到不同進(jìn)位計(jì)數(shù)制的表達(dá)式，并且可用不同的下標(biāo)來表示。(3)當(dāng)r=8時(shí)，八進(jìn)制計(jì)數(shù)的表達(dá)式為(4)當(dāng)r=16時(shí)，十六進(jìn)制計(jì)數(shù)的表達(dá)式為一、進(jìn)位計(jì)數(shù)制數(shù)制及其轉(zhuǎn)換——“人機(jī)兼容”的基本思維013.常用進(jìn)位制的比較對于各種進(jìn)位計(jì)數(shù)制，除了使用下標(biāo)法，還可以在數(shù)的末尾加一個(gè)英文字母以示區(qū)別。為了便于對照，表4-1中列出了4種計(jì)數(shù)制的表示方法。一、進(jìn)位計(jì)數(shù)制數(shù)制及其轉(zhuǎn)換——“人機(jī)兼容”的基本思維01二、數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換1.r進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制將r進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，是指將一進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制的數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制的數(shù)。事實(shí)上，任一個(gè)用r進(jìn)制表示的數(shù)都可用通式

轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，通常使用的轉(zhuǎn)換方法是按“權(quán)”相加法。轉(zhuǎn)換時(shí)，先把各位數(shù)碼與它們的權(quán)相乘，再把乘積相加，便得到了一個(gè)十進(jìn)制數(shù)，這種方法稱為按權(quán)展開相加法。數(shù)制及其轉(zhuǎn)換——“人機(jī)兼容”的基本思維01二、數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換2.十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為r進(jìn)制(1)除基取余法：整數(shù)部分用基值重復(fù)相除的方法，即除基值取余數(shù)。(2)乘基取整法：用基數(shù)2去乘十進(jìn)制純小數(shù)，如整數(shù)部分為1，

則先得到所求+進(jìn)制小數(shù)的最高位，然后去掉乘積的整數(shù)部分，再用2去乘余下的純小數(shù)部分，如此繼續(xù)，直到乘積全部為整數(shù)或已滿足要求的精度，所得各整數(shù)就是所求二進(jìn)制小數(shù)的各位值。數(shù)制及其轉(zhuǎn)換——“人機(jī)兼容”的基本思維01二、數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換3.二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換(1)二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換：通常采用“分組法”，當(dāng)把二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)時(shí)，以小數(shù)點(diǎn)為界，將整數(shù)部分從低向高每3位為一組

；小數(shù)部分從高向低每3位為一組。將各組的3位二進(jìn)制數(shù)按22、21、20權(quán)展開后相加，得到1位8進(jìn)制數(shù)，由此便完成了轉(zhuǎn)換。(2)二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換：二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換方法與二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換方法相似，但它是按4位分組，整數(shù)不足在高位添0，湊足4位；小數(shù)不足在低位添0，湊足4位。數(shù)制及其轉(zhuǎn)換——“人機(jī)兼容”的基本思維01二、數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換4.十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制編碼在計(jì)算機(jī)輸入和輸出數(shù)據(jù)時(shí)，必須進(jìn)行十進(jìn)制→二進(jìn)制和二進(jìn)制→十進(jìn)制的進(jìn)制轉(zhuǎn)換處理。當(dāng)然，數(shù)碼轉(zhuǎn)換工作是由計(jì)算機(jī)輸入/輸出系統(tǒng)自動(dòng)完成的，即在鍵盤上輸入各種數(shù)字(或字符)時(shí)，鍵盤中的電路便按ASCCII值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，把輸入的十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼形式。這種以二進(jìn)制數(shù)形式來表示十進(jìn)制數(shù)的編碼稱為十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制編碼。02數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼表示——“語義符號數(shù)值化’”的基本思維數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼表示——“語義符號數(shù)值化’”的基本思維021.機(jī)器數(shù)與真值我們把由數(shù)值和符號兩者合在一起構(gòu)成數(shù)的機(jī)內(nèi)表示形式稱為機(jī)器數(shù)(也稱為機(jī)器碼)，把所表示的真正數(shù)值稱為這個(gè)機(jī)器數(shù)的真值。因此我們總希望機(jī)器數(shù)盡可能滿足如下要求：(1)機(jī)器數(shù)與真值之間的轉(zhuǎn)換既要簡單，又要直觀；(2)機(jī)器數(shù)必須能為計(jì)算機(jī)所表示；(3)機(jī)器數(shù)的運(yùn)算規(guī)則要簡單，即計(jì)算機(jī)只表示不帶“十”“-”符號的正數(shù)。一、整型數(shù)的編碼表示數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼表示——“語義符號數(shù)值化’”的基本思維022.原碼(TrueForm)表示法原碼表示法實(shí)際上是機(jī)器數(shù)表示法，即用符號位和數(shù)值位兩部分共同表示一個(gè)帶符號數(shù)。原碼表示法規(guī)定：設(shè)字長為n位，最高位為符號位，正數(shù)的符號位用“0”表示，負(fù)數(shù)的符號位用“1”表示，其余n-1位為數(shù)值位。一、整型數(shù)的編碼表示數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼表示——“語義符號數(shù)值化’”的基本思維02原碼表示法簡單直觀，也便于直接進(jìn)行乘除運(yùn)算，原碼表示法具有如下性質(zhì)：(1)在原碼表示法中，機(jī)器數(shù)的最高位是符號位，且用“0”代表“+”，用“1”代表后面各位是數(shù)的絕對值，即X原=符號位+|X|。(2)在原碼表示法中，零的表示不是唯一的，有兩種編碼表示，對于8位字長，可以有：(3)在原碼表示法中，不能用它直接對兩個(gè)異號數(shù)原碼相加或兩個(gè)同號數(shù)原碼相減。一、整型數(shù)的編碼表示數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼表示——“語義符號數(shù)值化’”的基本思維023.反碼(One'sComplement)表示法反碼是一種過渡編碼，其目的是獲取補(bǔ)碼。反碼表示法的特點(diǎn)是電路實(shí)現(xiàn)和運(yùn)算都很簡單。反碼表示法規(guī)定：正數(shù)的反碼與原碼相同，負(fù)數(shù)的反碼是原碼符號位不變，數(shù)值位“0”變“1”，“1”變“0”。一、整型數(shù)的編碼表示數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼表示——“語義符號數(shù)值化’”的基本思維023.反碼(One'sComplement)表示法反碼表示法簡單直觀，并具有如下性質(zhì)：(1)在反碼表示法中，零的表示不是唯一的，也有兩種編碼表示，對于8位字長而言：(2)在反碼表示法中，兩數(shù)“和”的反碼等于兩數(shù)反碼之“和”，即[X+Y]反=[X]反+[Y]反。并且在用反碼進(jìn)行兩數(shù)相加時(shí)，若最高位有進(jìn)位，必須把該進(jìn)位值加到結(jié)果的最低位才能得到真正的結(jié)果，稱為“循環(huán)進(jìn)位”。循環(huán)進(jìn)位相當(dāng)于又一次加法運(yùn)算，因而會影響運(yùn)算器的速度。一、整型數(shù)的編碼表示數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼表示——“語義符號數(shù)值化’”的基本思維024.補(bǔ)碼(Two'sComplement)表示法補(bǔ)碼表示法規(guī)定：正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼相同，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是原碼符號位不變，數(shù)值位取反，然后在末位加1。補(bǔ)碼表示法具有如下性質(zhì)：(1)在補(bǔ)碼表示法中，正數(shù)的補(bǔ)碼是原碼，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼為反碼的最低位加“1”，[X]補(bǔ)=[X]反+1。(2)在補(bǔ)碼表示法中，在由反碼轉(zhuǎn)換為補(bǔ)碼時(shí)，如果符號位有進(jìn)位，則按位取模，丟掉該進(jìn)位。一、整型數(shù)的編碼表示數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼表示——“語義符號數(shù)值化’”的基本思維024.補(bǔ)碼(Two'sComplement)表示法(3)兩數(shù)“和”的補(bǔ)碼或兩數(shù)“差”的補(bǔ)碼等于兩數(shù)的補(bǔ)碼之“和”，并且在進(jìn)行加法運(yùn)算時(shí)，可以把符號位與數(shù)值位同等處理(符號位也參與運(yùn)算)。其運(yùn)算表達(dá)式為(4)補(bǔ)碼運(yùn)算結(jié)果與機(jī)器字長有關(guān)。因?yàn)榉栁慌c普通數(shù)位一樣參加運(yùn)算，產(chǎn)生進(jìn)位。如果運(yùn)算的結(jié)果超出了數(shù)的表示范圍，則有可能使兩個(gè)正數(shù)相加或兩個(gè)負(fù)數(shù)相加的結(jié)果為負(fù)數(shù)。一、整型數(shù)的編碼表示數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼表示——“語義符號數(shù)值化’”的基本思維025.原碼、反碼和補(bǔ)碼的比較采用原碼、反碼和補(bǔ)碼來描述數(shù)據(jù)的目的是便于負(fù)數(shù)的運(yùn)算處理，對原碼求反碼是為了求取補(bǔ)碼，即[X]補(bǔ)=[X]反+1。原碼、反碼和補(bǔ)碼表示的比較如圖4-7所示。一、整型數(shù)的編碼表示數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼表示——“語義符號數(shù)值化’”的基本思維02二、實(shí)型數(shù)的編碼表示定點(diǎn)(FixedPoint)表示法是指在計(jì)算機(jī)中約定小數(shù)點(diǎn)在數(shù)據(jù)字中的位置是固定不變的，用定點(diǎn)表示法表示的數(shù)據(jù)稱為定點(diǎn)數(shù)。定點(diǎn)數(shù)規(guī)定，參與運(yùn)算的各數(shù)的階碼是恒定的，即小數(shù)點(diǎn)位置是固定不變的。定點(diǎn)數(shù)的格式有以下兩種形式：(1)定點(diǎn)小數(shù)：指小數(shù)點(diǎn)的位置隱含固定在符號位之后，最高有效位之前。(2)定點(diǎn)整數(shù)：指小數(shù)點(diǎn)的位置隱含固定在最低有效位之后，顯然，這是一個(gè)純整數(shù)。1.定點(diǎn)表示法數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼表示——“語義符號數(shù)值化’”的基本思維02二、實(shí)型數(shù)的編碼表示浮點(diǎn)(FloatingPoint)表示法是指在計(jì)算機(jī)中約定小數(shù)點(diǎn)在數(shù)據(jù)字中的位置是浮動(dòng)的，用浮點(diǎn)表示法表示的數(shù)據(jù)稱為浮點(diǎn)數(shù)。浮點(diǎn)數(shù)規(guī)定，參與運(yùn)算的各個(gè)數(shù)的階碼E(小數(shù)的位置)是可變動(dòng)的。我們把小數(shù)點(diǎn)的位置規(guī)定在尾數(shù)最高位之前的數(shù)稱為浮點(diǎn)小數(shù)，而把小數(shù)點(diǎn)的位置規(guī)定在尾數(shù)最低位之后的數(shù)稱為浮點(diǎn)整數(shù)。2.浮點(diǎn)表示法數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼表示——“語義符號數(shù)值化’”的基本思維02二、實(shí)型數(shù)的編碼表示(1)浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍比定點(diǎn)數(shù)大，定點(diǎn)整數(shù)比浮點(diǎn)整數(shù)表示范圍大。(2)定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算簡單，并且比浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算精度高。3.定點(diǎn)表示與浮點(diǎn)表示的比較數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼表示——“語義符號數(shù)值化’”的基本思維02二、實(shí)型數(shù)的編碼表示當(dāng)計(jì)算機(jī)中參與運(yùn)算的數(shù)超出了計(jì)算機(jī)所能表示的數(shù)據(jù)范圍時(shí)便稱為溢出。一般規(guī)定：如果一個(gè)數(shù)的階碼大于計(jì)算機(jī)所能表示的最大階碼，則稱為上溢；如果一個(gè)數(shù)的階碼小于計(jì)算機(jī)所能表示的最小階碼，則稱為下溢。上溢時(shí)，計(jì)算機(jī)將停止運(yùn)算，轉(zhuǎn)溢出中斷理處理程序進(jìn)行溢出處理；而下溢時(shí)，通常把浮點(diǎn)數(shù)的各位強(qiáng)迫置零，以便繼續(xù)運(yùn)算。4.關(guān)于溢出問題03字符數(shù)據(jù)的編碼表示——“字符信息數(shù)字化”的基本思維字符數(shù)據(jù)的編碼表示——“字符信息數(shù)字化“的基本思維03一、西文字符的編碼表示1.ASCII編碼ASCII編碼是目前計(jì)算機(jī)中廣泛使用的編碼，它是美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼(AmericanStandardCodeofInformationInterchange，ASCII)，被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(IntemationalStandardsOrganization，ISO)采納而成為國際通用的信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼。ASCII編碼采用7位二進(jìn)制編碼，具有如下兩項(xiàng)基本規(guī)律。(1)高低位規(guī)律(2)排序規(guī)律字符數(shù)據(jù)的編碼表示——“字符信息數(shù)字化“的基本思維03一、西文字符的編碼表示2.EBCDIC編碼由7位二進(jìn)制編碼構(gòu)成的ASCII基本字符集只能表示128個(gè)字符，不能滿足信息處理的需要，為此IBM公司對ASCII字符集進(jìn)行了擴(kuò)充，稱為擴(kuò)展二一十進(jìn)制交換碼(ExtendedBinaryCodedDecimalInterchangeCode，EBCDIC)，簡稱擴(kuò)展碼。EBCDIC編碼采用8個(gè)二進(jìn)制位表示字符，因而有256個(gè)編碼狀態(tài)，編碼范圍為0000000~111111，即可表示256個(gè)字符和圖形符號。擴(kuò)展碼中的前128個(gè)字符的編碼與標(biāo)準(zhǔn)ASCII字符集相同，主要用于大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。字符數(shù)據(jù)的編碼表示——“字符信息數(shù)字化“的基本思維03一、西文字符的編碼表示3.Unicode編碼ISO于20世紀(jì)90年代初制定了各國文字、符號的統(tǒng)一性編碼一Unicode編碼，由Unicode公司開發(fā)而得名。該編碼采用16位編碼體系，可容納65536(2l6)個(gè)字符編碼，因此幾乎能夠表達(dá)世界上所有文字中的不同符號。Unicode編碼主要用來解決大多數(shù)語種的實(shí)時(shí)、無障礙的信息交換，允許交換、處理和顯示多語言文本以及公用的專業(yè)符號和數(shù)學(xué)符號，成為當(dāng)今最為重要的交換和顯示的通用字符編碼標(biāo)準(zhǔn)。字符數(shù)據(jù)的編碼表示——“字符信息數(shù)字化“的基本思維03二、漢字字符的編碼表示1.漢字輸入碼漢字輸，入碼又稱為外碼，是指為了能夠直接使用西文標(biāo)準(zhǔn)鍵盤把漢字輸入到計(jì)算機(jī)中而設(shè)計(jì)的代碼。漢子輸入碼的設(shè)計(jì)方案及其編碼方式可分為以下4種。(1)漢字?jǐn)?shù)字碼(2)漢字拼音碼(3)漢字字形碼(4)漢字音形碼字符數(shù)據(jù)的編碼表示——“字符信息數(shù)字化“的基本思維03二、漢字字符的編碼表示2.漢字交換碼(ChineseExchangeCode)漢字交換碼又稱為國標(biāo)碼，是指用于漢字信息處理系統(tǒng)之間或通信系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交換的漢字國標(biāo)碼，以使系統(tǒng)、設(shè)備之間信息交換時(shí)采用統(tǒng)一的編碼形式。字符數(shù)據(jù)的編碼表示——“字符信息數(shù)字化“的基本思維03二、漢字字符的編碼表示2.漢字交換碼(ChineseExchangeCode)(1)漢字與符號的分級：國標(biāo)碼規(guī)定了進(jìn)行一般漢字信息處理時(shí)所用的7445個(gè)字符編碼，其中682個(gè)非漢字圖形字符(如序號、數(shù)字、羅馬數(shù)字、英文字母、日文假名、俄文字母、漢語注音等)和6763個(gè)漢字的代碼。(2)國標(biāo)碼的表示：由于1字節(jié)只能表示256種編碼，顯然1字節(jié)不可能表示漢字的國標(biāo)碼，因此一個(gè)國標(biāo)碼必須用2字節(jié)來表示。(3)國標(biāo)碼的編碼范圍：為了中英文兼容，GB2312-1980規(guī)定，國標(biāo)碼中的所有漢字和字符的每字節(jié)的編碼范圍與ASCII表中的94個(gè)字符編碼相一致。字符數(shù)據(jù)的編碼表示——“字符信息數(shù)字化“的基本思維03二、漢字字符的編碼表示3.漢字機(jī)內(nèi)碼漢字機(jī)內(nèi)碼又稱為漢字內(nèi)碼，是指漢字信息處理系統(tǒng)內(nèi)部存儲、交換、檢索等操作統(tǒng)一使用的二進(jìn)制編碼。漢字的區(qū)位碼、國標(biāo)碼與機(jī)內(nèi)碼之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖4-15所示。字符數(shù)據(jù)的編碼表示——“字符信息數(shù)字化“的基本思維03二、漢字字符的編碼表示4.漢字字形碼漢字字形碼又稱為字模碼，是指漢字庫中用點(diǎn)陣表示的漢字字模代碼。由于該編碼是用來顯示和打印漢字，因而又稱為漢字輸出碼，并且分為點(diǎn)陣表示法和矢量表示法。(1)點(diǎn)陣表示法：英文字符由8*8=64個(gè)小點(diǎn)(橫向和縱向都用8個(gè)小點(diǎn))就可以顯示。(2)矢量表示法：是對漢字輪廓特征的描述，即輸出漢字時(shí)通過數(shù)學(xué)計(jì)算，由漢字字形描述生成漢字所需大小和形狀，與顯示文字的大小和分辨率無關(guān)。字符數(shù)據(jù)的編碼表示——“字符信息數(shù)字化“的基本思維03二、漢字字符的編碼表示5.漢字地址碼漢字地址碼是指漢字庫中存儲漢字字形信息的邏輯地址碼。漢字庫中字型信息是按一定順序(按漢字交換碼中的排序)連續(xù)存放在存儲介質(zhì)上的，所以漢字地址碼大多是連續(xù)有序的，而且與漢字內(nèi)碼間有著簡單的對應(yīng)關(guān)系，以簡化漢字內(nèi)碼到漢字地址碼的轉(zhuǎn)換。字符數(shù)據(jù)的編碼表示——“字符信息數(shù)字化“的基本思維03二、漢字字符的編碼表示6.漢字代碼之間的關(guān)系漢字的輸入、處理和輸出的過程是各種代碼之間的轉(zhuǎn)換過程，即漢字代碼在系統(tǒng)有關(guān)部件之間流動(dòng)的過程。漢字處理系統(tǒng)的工作過程如圖4-17所示，漢字代碼轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖4-18所示。04邏輯數(shù)據(jù)的編碼表示——“邏輯符號數(shù)字化”的基本思維邏輯數(shù)據(jù)的編碼表示——“邏輯符號數(shù)字化”的基本思維04一、邏輯代數(shù)概念1.邏輯變量和邏輯函數(shù)邏輯變量和邏輯函數(shù)用來描述輸入和輸出之間的邏輯關(guān)系，描述“真”和“假”的變量稱為邏輯變量，把描述邏輯變量關(guān)系的函數(shù)稱為邏輯函數(shù)，實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的電路稱為邏輯電路，實(shí)現(xiàn)邏輯變量之間的運(yùn)算稱為邏輯運(yùn)算，由基本邏輯電路組成的部件稱為邏輯部件。邏輯變量和邏輯函數(shù)只有“真”和“假”，對應(yīng)“1”和“0”兩種狀態(tài)。邏輯數(shù)據(jù)的編碼表示——“邏輯符號數(shù)字化”的基本思維04一、邏輯代數(shù)概念2.邏輯數(shù)據(jù)和邏輯代數(shù)我們把用來描述邏輯關(guān)系的數(shù)據(jù)稱為邏輯數(shù)據(jù)，它是用來表示二值邏輯中的“是”與“否”或“真”與“假”兩個(gè)狀態(tài)?；?碼的“1”和“0”兩個(gè)狀態(tài)恰好能表示邏輯數(shù)據(jù)的兩個(gè)狀態(tài)，我們把由邏輯轉(zhuǎn)態(tài)組合而成的數(shù)據(jù)稱為邏輯代數(shù)，并且常把邏輯數(shù)據(jù)運(yùn)算稱為邏輯(代數(shù))運(yùn)算。邏輯數(shù)據(jù)的編碼表示——“邏輯符號數(shù)字化”的基本思維04二、邏輯代數(shù)運(yùn)算1.邏輯“與”運(yùn)算邏輯“與”(AND)運(yùn)算產(chǎn)生兩個(gè)邏輯變量的邏輯積。僅當(dāng)兩個(gè)參加“與”運(yùn)算的邏輯變量都為“1”時(shí)，邏輯積才為“1”，否則為“0”。“與”運(yùn)算用符號“∧”表示。邏輯“與”運(yùn)算的邏輯電路如圖4-21所示，邏輯“與”運(yùn)算的真值表如表4-4所示。邏輯數(shù)據(jù)的編碼表示——“邏輯符號數(shù)字化”的基本思維04二、邏輯代數(shù)運(yùn)算2.邏輯“或“運(yùn)算邏輯“或”(OR)運(yùn)算產(chǎn)生兩個(gè)邏輯變量的邏輯和。僅當(dāng)兩個(gè)參加“或”運(yùn)算的邏輯變量都為“0”時(shí)，邏輯和才為“0”，否則為“1”。“或”運(yùn)算用符號“V”表示。邏輯“或”運(yùn)算的邏輯電路如圖4-22所示，邏輯“或”運(yùn)算的真值表如表4-5所示。邏輯數(shù)據(jù)的編碼表示——“邏輯符號數(shù)字化”的基本思維04二、邏輯代數(shù)運(yùn)算3.邏輯“非”運(yùn)算邏輯“非”(NOT)運(yùn)算是對單一的邏輯變量進(jìn)行求反運(yùn)算。當(dāng)邏輯變量為“1”時(shí)，“非”運(yùn)算的結(jié)果為“0”；當(dāng)邏輯變量為“0”時(shí)，“非”運(yùn)算的結(jié)果為“1”?！胺恰边\(yùn)算是在邏輯變量上加上劃線“一”或符號“”表示。邏輯“非”運(yùn)算的邏輯電路如圖4-23所示，邏輯“非”運(yùn)算的真值表如表4-6所示。邏輯數(shù)據(jù)的編碼表示——“邏輯符號數(shù)字化”的基本思維04二、邏輯代數(shù)運(yùn)算4.邏輯“異或”運(yùn)算邏輯“異或”(XOR)運(yùn)算用于兩個(gè)邏輯變量之間不相等的邏輯測試，如果兩個(gè)邏輯變量相等，則“異或”運(yùn)算結(jié)果為“0”，否則為“1”。異或運(yùn)算用“”表示。邏輯“異或”運(yùn)算的邏輯電路如圖4-24所示，邏輯“異或”運(yùn)算的真值表如表4-7所示。05多媒體數(shù)據(jù)的編碼表示——“動(dòng)態(tài)信息數(shù)值化”的基本思維多媒體數(shù)據(jù)的編碼表示——“動(dòng)態(tài)信息數(shù)值化”的基本思維05一、多媒體基本概念1.多媒體的基本元素多媒體包含多種媒體元素，是單媒體的集合，多媒體的構(gòu)成如圖4-25所示。多媒體數(shù)據(jù)的編碼表示——“動(dòng)態(tài)信息數(shù)值化”的基本思維05一、多媒體基本概念2.多媒體的基本類型“媒體(Medium)”在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中有兩種含義：

一種是指用以存儲信息的實(shí)體，如磁盤、磁帶、光盤等；另一種是指信息的載體，如文字、聲音、圖像等。國際電話與電報(bào)咨詢委員會制定了媒體分類標(biāo)準(zhǔn)，將其為5種類型。(1)感覺媒體；(2)表示媒體；(3)表現(xiàn)媒體；(4)存儲媒體；(5)傳輸媒體。多媒體數(shù)據(jù)的編碼表示——“動(dòng)態(tài)信息數(shù)值化”的基本思維05二、音頻數(shù)字化的編碼表示2.聲音信息數(shù)字化聲音信息數(shù)字化就是把模擬信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，通過對聲音信息采樣、量化和編碼來實(shí)現(xiàn)。(1)采樣：指將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號時(shí)，在時(shí)間軸上每隔一個(gè)固定的時(shí)間間隔對聲音波形曲線的振幅進(jìn)行一次取值。(2)量化：指將采樣所得到的值(反映某一瞬間聲波幅度的電壓值)加以數(shù)字化。(3)編碼：指將量化的數(shù)字用二進(jìn)制數(shù)來表示。多媒體數(shù)據(jù)的編碼表示——“動(dòng)態(tài)信息數(shù)值化”的基本思維05三、圖像數(shù)字化的編碼表示1.圖像和圖形的基本概念(1)圖形：用一組命令來描述，圖形畫面由直線、矩形、圓、圓弧、曲線等的形狀、位置、顏色等屬性和參數(shù)構(gòu)成。(2)圖像：指在空間和亮度上已經(jīng)離散化的圖片，通常是用掃描儀掃描圖形、照片、圖像，并用圖像編輯軟件進(jìn)行加工而成。多媒體數(shù)據(jù)的編碼表示——“動(dòng)態(tài)信息數(shù)值化”的基本思維05三、圖像數(shù)字化的編碼表示1.圖像和圖形的基本概念(3)圖形與圖像的區(qū)別：圖形與圖像的區(qū)別除了在構(gòu)成原理上的區(qū)別，還有以下區(qū)別。①圖形的顏色作為繪制圖元的參數(shù)在指令中給出，所以圖形的顏色數(shù)目