計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論第三章_數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

1、12q 列出計(jì)算機(jī)中使用的五種數(shù)據(jù)類型列出計(jì)算機(jī)中使用的五種數(shù)據(jù)類型.q 描述不同的數(shù)據(jù)如何以位模式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中描述不同的數(shù)據(jù)如何以位模式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中.q 描述整數(shù)如何以無(wú)符號(hào)格式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中描述整數(shù)如何以無(wú)符號(hào)格式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中.q 描述整數(shù)如何以符號(hào)加絕對(duì)值格式存儲(chǔ)描述整數(shù)如何以符號(hào)加絕對(duì)值格式存儲(chǔ).q 描述整數(shù)如何以二進(jìn)制補(bǔ)碼格式存儲(chǔ)描述整數(shù)如何以二進(jìn)制補(bǔ)碼格式存儲(chǔ).q 描述實(shí)數(shù)如何以浮點(diǎn)格式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中描述實(shí)數(shù)如何以浮點(diǎn)格式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中.q 描述文本如何通過(guò)各種不同的編碼系統(tǒng)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中描述文本如何通過(guò)各種不同的編碼系統(tǒng)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中.q 描述音頻如何通過(guò)采樣、量化和編碼存

2、儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中描述音頻如何通過(guò)采樣、量化和編碼存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中.q 描述圖像如何通過(guò)光柵和矢量圖模式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中描述圖像如何通過(guò)光柵和矢量圖模式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中.q 描述視頻如何以圖像隨時(shí)間變化的表示來(lái)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中描述視頻如何以圖像隨時(shí)間變化的表示來(lái)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中.3如今，數(shù)據(jù)以不同的形式出現(xiàn)，如今，數(shù)據(jù)以不同的形式出現(xiàn)，如：數(shù)字、文本、音頻、圖像和視頻如：數(shù)字、文本、音頻、圖像和視頻 (Figure 3.1).Figure 3.1 不同類型的數(shù)據(jù)不同類型的數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)中使用術(shù)語(yǔ)計(jì)算機(jī)中使用術(shù)語(yǔ)“多媒體多媒體”來(lái)定義包含數(shù)字、文本、圖像、音頻和視頻的信息來(lái)定義包含數(shù)字、文本、圖像、音頻和視頻的信息

3、. i4計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)Data inside the computer 所有計(jì)算機(jī)外部的數(shù)據(jù)都采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)表示法轉(zhuǎn)換后存入計(jì)算機(jī)中，當(dāng)數(shù)所有計(jì)算機(jī)外部的數(shù)據(jù)都采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)表示法轉(zhuǎn)換后存入計(jì)算機(jī)中，當(dāng)數(shù)據(jù)從計(jì)算機(jī)輸出時(shí)再還原回來(lái)。這種通用的格式稱為位模式據(jù)從計(jì)算機(jī)輸出時(shí)再還原回來(lái)。這種通用的格式稱為位模式. Figure 3.2 位模式位模式 位（位（bit）是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的最小單位，）是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的最小單位，0或或1.為了表示數(shù)據(jù)的不同類型，采用位模式，一個(gè)序列為了表示數(shù)據(jù)的不同類型，采用位模式，一個(gè)序列長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為8的位模式稱為的位模式稱為1個(gè)字節(jié)（個(gè)字節(jié)（byt

4、e）.書書P29圖圖3.2錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，16個(gè)位個(gè)位 5 Figure 3.3 不同數(shù)據(jù)類型的存儲(chǔ)不同數(shù)據(jù)類型的存儲(chǔ) 6數(shù)據(jù)壓縮數(shù)據(jù)壓縮Data compression數(shù)據(jù)壓縮將在第數(shù)據(jù)壓縮將在第15章討論章討論. i更小的空間存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)更小的空間存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)更短的時(shí)間下載更多的數(shù)據(jù)更短的時(shí)間下載更多的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或發(fā)送更少的位數(shù)（數(shù)據(jù)）存儲(chǔ)或發(fā)送更少的位數(shù)（數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)壓縮數(shù)據(jù)壓縮7在存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)內(nèi)存中之前，數(shù)字被轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制系統(tǒng)在存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)內(nèi)存中之前，數(shù)字被轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制系統(tǒng), 如第二章如第二章所述所述. 但是，這里還有兩個(gè)問(wèn)題需要解決但是，這里還有兩個(gè)問(wèn)題需要解決:如何存儲(chǔ)數(shù)字的符號(hào)如何存

5、儲(chǔ)數(shù)字的符號(hào).如何顯示十進(jìn)制小數(shù)點(diǎn)如何顯示十進(jìn)制小數(shù)點(diǎn). 8存儲(chǔ)整數(shù)存儲(chǔ)整數(shù)Storing integers整數(shù)是完整的數(shù)字整數(shù)是完整的數(shù)字 (即沒(méi)有小數(shù)部分即沒(méi)有小數(shù)部分). 如如134和和125是整數(shù)是整數(shù), 而而134.23 和和 0.235 則不是則不是. 整數(shù)可被當(dāng)作小數(shù)點(diǎn)位置固定整數(shù)可被當(dāng)作小數(shù)點(diǎn)位置固定: 小數(shù)點(diǎn)固定在最右邊小數(shù)點(diǎn)固定在最右邊. 因此，定點(diǎn)表示法用于存儲(chǔ)整數(shù)，如圖因此，定點(diǎn)表示法用于存儲(chǔ)整數(shù)，如圖3.4所示所示. 在這種假設(shè)中，小數(shù)點(diǎn)是假設(shè)的，但是并不存儲(chǔ)在這種假設(shè)中，小數(shù)點(diǎn)是假設(shè)的，但是并不存儲(chǔ).Figure 3.4 整數(shù)的定點(diǎn)表示法整數(shù)的定點(diǎn)表示法 整數(shù)通常使

6、用定點(diǎn)表示法存儲(chǔ)在內(nèi)存中整數(shù)通常使用定點(diǎn)表示法存儲(chǔ)在內(nèi)存中. i9無(wú)符號(hào)表示法無(wú)符號(hào)表示法Unsigned representation無(wú)符號(hào)整數(shù)就是沒(méi)有符號(hào)的整數(shù)，范圍介于無(wú)符號(hào)整數(shù)就是沒(méi)有符號(hào)的整數(shù)，范圍介于0到無(wú)窮大到無(wú)窮大. 在在n位存儲(chǔ)單元中，可以存儲(chǔ)的位存儲(chǔ)單元中，可以存儲(chǔ)的無(wú)符號(hào)整數(shù)為無(wú)符號(hào)整數(shù)為02n1存儲(chǔ)無(wú)符號(hào)整數(shù)的步驟存儲(chǔ)無(wú)符號(hào)整數(shù)的步驟:首先，將整數(shù)變成二進(jìn)制數(shù)首先，將整數(shù)變成二進(jìn)制數(shù).如果二進(jìn)制位數(shù)不足如果二進(jìn)制位數(shù)不足n位，則在二進(jìn)制整數(shù)的左邊補(bǔ)位，則在二進(jìn)制整數(shù)的左邊補(bǔ)0，使它的總位數(shù)為，使它的總位數(shù)為n位位. 如果位數(shù)大于如果位數(shù)大于n位，則無(wú)法存儲(chǔ)，導(dǎo)致溢出。位

7、，則無(wú)法存儲(chǔ)，導(dǎo)致溢出。10Example 3.1將將7存儲(chǔ)在存儲(chǔ)在8位存儲(chǔ)單元中位存儲(chǔ)單元中.解：首先將整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)解：首先將整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù) (111)2. 左邊加左邊加5個(gè)個(gè)0使總位數(shù)為使總位數(shù)為8位，即位，即(00000111)2. 再將該整數(shù)保存在存儲(chǔ)單元中再將該整數(shù)保存在存儲(chǔ)單元中. 注意：右下角的注意：右下角的2用于強(qiáng)調(diào)該整數(shù)是二進(jìn)制的用于強(qiáng)調(diào)該整數(shù)是二進(jìn)制的, 并不存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中并不存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中.11Example 3.2將將258存儲(chǔ)在存儲(chǔ)在16位存儲(chǔ)單元中位存儲(chǔ)單元中.解：首先將整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制解：首先將整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制 (100000010)2. 左邊加左邊加7

8、個(gè)個(gè)0使總位數(shù)滿足使總位數(shù)滿足16位，位， 即即 (0000000100000010)2. 再將該整數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中再將該整數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中.12Example 3.3當(dāng)譯解作為無(wú)符號(hào)整數(shù)保存在內(nèi)存中的位串當(dāng)譯解作為無(wú)符號(hào)整數(shù)保存在內(nèi)存中的位串00101011時(shí)，從輸出設(shè)備時(shí)，從輸出設(shè)備返回什么返回什么?解：使用第解：使用第2章的解題過(guò)程，章的解題過(guò)程，二進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制無(wú)符號(hào)整數(shù)二進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制無(wú)符號(hào)整數(shù)43.32+8+2+1=4313假如存儲(chǔ)大于假如存儲(chǔ)大于 24 1 = 15 的整數(shù)到僅為的整數(shù)到僅為4位的內(nèi)存中，會(huì)發(fā)生溢出的情位的內(nèi)存中，會(huì)發(fā)生溢出的情況況. Figure

9、 3.5 無(wú)符號(hào)整數(shù)的溢出無(wú)符號(hào)整數(shù)的溢出 14無(wú)符號(hào)表示法的優(yōu)勢(shì)無(wú)符號(hào)表示法的優(yōu)勢(shì)因?yàn)椴槐卮鎯?chǔ)整數(shù)的符號(hào)，無(wú)符號(hào)整數(shù)可以提高存儲(chǔ)效率，因?yàn)椴槐卮鎯?chǔ)整數(shù)的符號(hào)，無(wú)符號(hào)整數(shù)可以提高存儲(chǔ)效率，所有分配的位單元都可以用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)字。所有分配的位單元都可以用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)字。只要用不到負(fù)整數(shù)，都可以用無(wú)符號(hào)整數(shù)表示法。只要用不到負(fù)整數(shù)，都可以用無(wú)符號(hào)整數(shù)表示法。15無(wú)符號(hào)整數(shù)的應(yīng)用無(wú)符號(hào)整數(shù)的應(yīng)用u計(jì)數(shù)：可以從計(jì)數(shù)：可以從0或或1開始增加開始增加u尋址：地址是從尋址：地址是從0（存儲(chǔ)器的第一個(gè)字節(jié)）開始到整個(gè)存儲(chǔ)器的總字（存儲(chǔ)器的第一個(gè)字節(jié)）開始到整個(gè)存儲(chǔ)器的總字節(jié)數(shù)的正數(shù)。節(jié)數(shù)的正數(shù)。u為其他數(shù)據(jù)類型排序：

10、其他數(shù)據(jù)類型（文本、圖像、音頻、視頻）等為其他數(shù)據(jù)類型排序：其他數(shù)據(jù)類型（文本、圖像、音頻、視頻）等是以位模式存儲(chǔ)的，可以翻譯為無(wú)符號(hào)整數(shù)。是以位模式存儲(chǔ)的，可以翻譯為無(wú)符號(hào)整數(shù)。16符號(hào)加絕對(duì)值表示法符號(hào)加絕對(duì)值表示法Sign-and-magnitude representation 在這種方法中，用于無(wú)符號(hào)整數(shù)的有效范圍在這種方法中，用于無(wú)符號(hào)整數(shù)的有效范圍 (0 to 2n 1) 被分成被分成2個(gè)相等的子范圍個(gè)相等的子范圍. 前半部分表示正整數(shù)，后半部分表示負(fù)整數(shù)前半部分表示正整數(shù)，后半部分表示負(fù)整數(shù).Figure 3.6 符號(hào)加絕對(duì)值的表示法符號(hào)加絕對(duì)值的表示法 符號(hào)加絕對(duì)值表示法中，

11、最左位定義整數(shù)的符號(hào)。符號(hào)加絕對(duì)值表示法中，最左位定義整數(shù)的符號(hào)。0表示正整數(shù)，表示正整數(shù)，1表示負(fù)整數(shù)表示負(fù)整數(shù). i17u在一個(gè)在一個(gè)8位存儲(chǔ)單元中，可以僅用位存儲(chǔ)單元中，可以僅用7位表示數(shù)字的絕對(duì)值（不帶符號(hào)）位表示數(shù)字的絕對(duì)值（不帶符號(hào)）u最大的整數(shù)值，僅是無(wú)符號(hào)最大數(shù)的一半。最大的整數(shù)值，僅是無(wú)符號(hào)最大數(shù)的一半。u在在n位單元中，可存儲(chǔ)的數(shù)字范圍是：位單元中，可存儲(chǔ)的數(shù)字范圍是： （2n11） （2n11） 符號(hào)加絕對(duì)值表示法符號(hào)加絕對(duì)值表示法Sign-and-magnitude representation 18Example 3.4用符號(hào)加絕對(duì)值格式表示法將用符號(hào)加絕對(duì)值格式表示

12、法將 +28 存儲(chǔ)在存儲(chǔ)在8位存儲(chǔ)單元中位存儲(chǔ)單元中.解：先把該整數(shù)轉(zhuǎn)換成解：先把該整數(shù)轉(zhuǎn)換成7位的二進(jìn)制數(shù)位的二進(jìn)制數(shù). 最左邊位置為最左邊位置為0，即存儲(chǔ)為，即存儲(chǔ)為8位數(shù)位數(shù).19Example 3.5用符號(hào)加絕對(duì)值格式表示法將用符號(hào)加絕對(duì)值格式表示法將 -28存儲(chǔ)在存儲(chǔ)在8位存儲(chǔ)單元中位存儲(chǔ)單元中.解：先把該整數(shù)轉(zhuǎn)換成解：先把該整數(shù)轉(zhuǎn)換成7位的二進(jìn)制數(shù)。位的二進(jìn)制數(shù)。最左邊位置為最左邊位置為1，即存儲(chǔ)為，即存儲(chǔ)為8位數(shù)位數(shù). 20Example 3.6將用符號(hào)加絕對(duì)值格式表示法存儲(chǔ)的將用符號(hào)加絕對(duì)值格式表示法存儲(chǔ)的01001101 復(fù)原成整數(shù)復(fù)原成整數(shù).解：解：因?yàn)樽钭笪皇且驗(yàn)樽钭笪皇?/p>

13、0，符號(hào)為正。，符號(hào)為正。其余位其余位 (1001101) 轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)64+8+4+1=77 加上符號(hào)后，該整數(shù)是加上符號(hào)后，該整數(shù)是 +77.21Example 3.7將用符號(hào)加絕對(duì)值格式表示法存儲(chǔ)的將用符號(hào)加絕對(duì)值格式表示法存儲(chǔ)的10100001復(fù)原成整數(shù)復(fù)原成整數(shù)解：解：因?yàn)樽钭笪皇且驗(yàn)樽钭笪皇?，符號(hào)為負(fù)。，符號(hào)為負(fù)。其余位其余位 (0100001) 轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù) 32+1=33加上符號(hào)后，該整數(shù)是加上符號(hào)后，該整數(shù)是33.錯(cuò)誤：錯(cuò)誤：p32 （書（書17）22符號(hào)加絕對(duì)值表示法的應(yīng)用符號(hào)加絕對(duì)值表示法的應(yīng)用u符號(hào)加絕對(duì)值表示法不用于存儲(chǔ)整數(shù)，而用于存

14、儲(chǔ)部分實(shí)符號(hào)加絕對(duì)值表示法不用于存儲(chǔ)整數(shù)，而用于存儲(chǔ)部分實(shí)數(shù)數(shù)u符號(hào)加絕對(duì)值表示法通常用于采樣模擬信號(hào)，如音頻。符號(hào)加絕對(duì)值表示法通常用于采樣模擬信號(hào)，如音頻。23二進(jìn)制補(bǔ)碼表示法二進(jìn)制補(bǔ)碼表示法 幾乎所有的計(jì)算機(jī)都使用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示法來(lái)存儲(chǔ)位于幾乎所有的計(jì)算機(jī)都使用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示法來(lái)存儲(chǔ)位于n位存儲(chǔ)單元中的有符位存儲(chǔ)單元中的有符號(hào)整數(shù)。號(hào)整數(shù)。在補(bǔ)碼表示法中，無(wú)符號(hào)整數(shù)的有效范圍在補(bǔ)碼表示法中，無(wú)符號(hào)整數(shù)的有效范圍 (02n1) 被分為被分為2個(gè)相等的子范圍。個(gè)相等的子范圍。第一個(gè)子范圍用來(lái)表示非負(fù)整數(shù)第一個(gè)子范圍用來(lái)表示非負(fù)整數(shù)(0和正和正) ，第二個(gè)子范圍用于表示負(fù)整數(shù)，第二個(gè)子范圍用于

15、表示負(fù)整數(shù). 若若n4，范圍是，范圍是00001111，分為兩半，分為兩半，00000111和和10001111，按左負(fù)右正的常規(guī)交換。按左負(fù)右正的常規(guī)交換。(錯(cuò)錯(cuò):書書P33)24Figure 3.8 二進(jìn)制補(bǔ)碼表示法二進(jìn)制補(bǔ)碼表示法 在二進(jìn)制補(bǔ)碼表示法中，最左位決定符號(hào)。在二進(jìn)制補(bǔ)碼表示法中，最左位決定符號(hào)。如果最左位是如果最左位是0，該整數(shù)為正，該整數(shù)為正如果最左位是如果最左位是1，該整數(shù)為負(fù)，該整數(shù)為負(fù) i賦值給負(fù)和非負(fù)整數(shù)的位模式如圖賦值給負(fù)和非負(fù)整數(shù)的位模式如圖3.8所示所示.25反碼反碼 在介紹補(bǔ)碼表示法之前，需要介紹兩種運(yùn)算在介紹補(bǔ)碼表示法之前，需要介紹兩種運(yùn)算 第一種稱為反碼

16、或取一個(gè)整數(shù)的反碼第一種稱為反碼或取一個(gè)整數(shù)的反碼. u該運(yùn)算可以應(yīng)用到任何整數(shù)，無(wú)論是正的還是負(fù)的該運(yùn)算可以應(yīng)用到任何整數(shù)，無(wú)論是正的還是負(fù)的.u該運(yùn)算簡(jiǎn)單反轉(zhuǎn)各個(gè)位該運(yùn)算簡(jiǎn)單反轉(zhuǎn)各個(gè)位. 即把即把0位變?yōu)槲蛔優(yōu)?位，把位，把1位變?yōu)槲蛔優(yōu)?位位26Example 3.8 如何取整數(shù)如何取整數(shù)00110110的反碼？的反碼？27Example 3.9進(jìn)行兩次反碼運(yùn)算，就可以得到原先的整數(shù)進(jìn)行兩次反碼運(yùn)算，就可以得到原先的整數(shù).28補(bǔ)碼補(bǔ)碼第二種運(yùn)算：第二種運(yùn)算：稱為二進(jìn)制中的補(bǔ)碼或取一個(gè)整數(shù)的補(bǔ)碼。稱為二進(jìn)制中的補(bǔ)碼或取一個(gè)整數(shù)的補(bǔ)碼。該運(yùn)算分為兩步：該運(yùn)算分為兩步：首先，從右邊復(fù)制位，直到

17、有首先，從右邊復(fù)制位，直到有1被復(fù)制，被復(fù)制，接著，反轉(zhuǎn)其余的位接著，反轉(zhuǎn)其余的位.29Example 3.10如何取整數(shù)如何取整數(shù)00110100的補(bǔ)碼？的補(bǔ)碼？30Example 3.11如果進(jìn)行如果進(jìn)行2次補(bǔ)碼運(yùn)算，就可以得到原先的整數(shù)次補(bǔ)碼運(yùn)算，就可以得到原先的整數(shù).另一種將一個(gè)整數(shù)進(jìn)行補(bǔ)碼運(yùn)算的方法是另一種將一個(gè)整數(shù)進(jìn)行補(bǔ)碼運(yùn)算的方法是,先對(duì)它進(jìn)行先對(duì)它進(jìn)行1次反碼運(yùn)算，再加上次反碼運(yùn)算，再加上1得到結(jié)果。得到結(jié)果。第第4章章 i31Example 3.12用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示法將用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示法將28存儲(chǔ)在存儲(chǔ)在8位存儲(chǔ)單元中位存儲(chǔ)單元中.解：解：該整數(shù)是正數(shù)該整數(shù)是正數(shù), 因此，把

18、該整數(shù)從十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制后不再需要其因此，把該整數(shù)從十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制后不再需要其他操作他操作. 注意，注意，3個(gè)多余的個(gè)多余的0加到該整數(shù)的左邊使其成為加到該整數(shù)的左邊使其成為8位位.(錯(cuò)錯(cuò):書書P34)32Example 3.13用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示法將整數(shù)用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示法將整數(shù)28存儲(chǔ)在存儲(chǔ)在8位存儲(chǔ)單元中位存儲(chǔ)單元中.解：解：該整數(shù)是負(fù)數(shù)，因此，在轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制后，該整數(shù)是負(fù)數(shù)，因此，在轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制后，計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行二進(jìn)制補(bǔ)碼運(yùn)算計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行二進(jìn)制補(bǔ)碼運(yùn)算.33Example 3.14用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示法將存儲(chǔ)在用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示法將存儲(chǔ)在8位存儲(chǔ)單元中的位存儲(chǔ)單元中的00001101還原

19、成整數(shù)還原成整數(shù).解：解：最左位是最左位是0，因此，符號(hào)為正，因此，符號(hào)為正. 該整數(shù)需要轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制并加上符號(hào)即可該整數(shù)需要轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制并加上符號(hào)即可.34Example 3.15用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示法將存儲(chǔ)在用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示法將存儲(chǔ)在8位存儲(chǔ)單元中的位存儲(chǔ)單元中的11100110還原成整數(shù)還原成整數(shù).解解:最左位是最左位是1，因此符號(hào)為負(fù)，因此符號(hào)為負(fù). 在整數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制前進(jìn)行補(bǔ)碼運(yùn)算在整數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制前進(jìn)行補(bǔ)碼運(yùn)算.35Figure 3.9 二進(jìn)制補(bǔ)碼表示法的溢出二進(jìn)制補(bǔ)碼表示法的溢出 二進(jìn)制補(bǔ)碼表示法僅有二進(jìn)制補(bǔ)碼表示法僅有1個(gè)個(gè)0. i36比較比較37存儲(chǔ)實(shí)數(shù)存儲(chǔ)實(shí)數(shù)Storing r

20、eals實(shí)數(shù)是帶有整數(shù)部分和小數(shù)部分的數(shù)字實(shí)數(shù)是帶有整數(shù)部分和小數(shù)部分的數(shù)字. 例：例：23.7是一個(gè)實(shí)數(shù)，整數(shù)部分是是一個(gè)實(shí)數(shù)，整數(shù)部分是23，小數(shù)部分是，小數(shù)部分是 0.7. 盡管固定小數(shù)點(diǎn)的表示法可以用于表示實(shí)數(shù)盡管固定小數(shù)點(diǎn)的表示法可以用于表示實(shí)數(shù), 但結(jié)果不一定精確或達(dá)不到需要的精度但結(jié)果不一定精確或達(dá)不到需要的精度.帶有很大的整數(shù)部分或者很小的小數(shù)部分的實(shí)數(shù)不應(yīng)該用定點(diǎn)表示法帶有很大的整數(shù)部分或者很小的小數(shù)部分的實(shí)數(shù)不應(yīng)該用定點(diǎn)表示法存儲(chǔ)存儲(chǔ). i38Example 3.16在十進(jìn)制系統(tǒng)中，假定用一種定點(diǎn)表示法，右邊在十進(jìn)制系統(tǒng)中，假定用一種定點(diǎn)表示法，右邊2個(gè)數(shù)碼，左邊個(gè)數(shù)碼，左

21、邊14個(gè)個(gè)數(shù)碼，總計(jì)數(shù)碼，總計(jì)16個(gè)數(shù)碼個(gè)數(shù)碼. 如何表示十進(jìn)制數(shù)如何表示十進(jìn)制數(shù)1.00234？該系統(tǒng)的實(shí)數(shù)精度就會(huì)受損，該系統(tǒng)把這個(gè)數(shù)字存儲(chǔ)為該系統(tǒng)的實(shí)數(shù)精度就會(huì)受損，該系統(tǒng)把這個(gè)數(shù)字存儲(chǔ)為 1.00.39Example 3.17在十進(jìn)制系統(tǒng)中在十進(jìn)制系統(tǒng)中, 假定用一種右邊假定用一種右邊6個(gè)數(shù)碼，左邊個(gè)數(shù)碼，左邊10個(gè)數(shù)碼，個(gè)數(shù)碼，總共總共16個(gè)數(shù)碼的定點(diǎn)表示法個(gè)數(shù)碼的定點(diǎn)表示法. 如何存儲(chǔ)十進(jìn)制數(shù)如何存儲(chǔ)十進(jìn)制數(shù) 236154302345.00？該系統(tǒng)的實(shí)數(shù)精度就會(huì)受損，該系統(tǒng)的實(shí)數(shù)精度就會(huì)受損，該系統(tǒng)把這個(gè)數(shù)字存儲(chǔ)為該系統(tǒng)把這個(gè)數(shù)字存儲(chǔ)為 6154302345.00整數(shù)部分比實(shí)際小了

22、很多整數(shù)部分比實(shí)際小了很多.40浮點(diǎn)表示法浮點(diǎn)表示法Floating-point representation用于維持正確度或精度的解決方法是使用浮點(diǎn)表示法用于維持正確度或精度的解決方法是使用浮點(diǎn)表示法. 浮點(diǎn)表示法允許小數(shù)點(diǎn)浮動(dòng)，小數(shù)點(diǎn)的左右可以有不同數(shù)量的數(shù)碼，增加了可存儲(chǔ)的浮點(diǎn)表示法允許小數(shù)點(diǎn)浮動(dòng)，小數(shù)點(diǎn)的左右可以有不同數(shù)量的數(shù)碼，增加了可存儲(chǔ)的實(shí)數(shù)范圍實(shí)數(shù)范圍.Figure 3.9 在浮點(diǎn)表示法中的三個(gè)部分在浮點(diǎn)表示法中的三個(gè)部分 浮點(diǎn)表示法由浮點(diǎn)表示法由3部分組成：符號(hào)、位移量、定點(diǎn)數(shù)部分組成：符號(hào)、位移量、定點(diǎn)數(shù) i41Example 3.18在科學(xué)計(jì)數(shù)法中，定點(diǎn)部分在小數(shù)點(diǎn)左邊只

23、有在科學(xué)計(jì)數(shù)法中，定點(diǎn)部分在小數(shù)點(diǎn)左邊只有1位，位移量是位，位移量是10的冪次。用科學(xué)的冪次。用科學(xué)計(jì)數(shù)法（浮點(diǎn)表示法）表示的十進(jìn)制數(shù)計(jì)數(shù)法（浮點(diǎn)表示法）表示的十進(jìn)制數(shù)7,425,000,000,000,000,000,000.00這三部分為：符號(hào)這三部分為：符號(hào) (+)，位移量，位移量 (21)，定點(diǎn)數(shù)，定點(diǎn)數(shù) (7.425). 注意：位移量就是指數(shù)注意：位移量就是指數(shù). 7.425E2142Example 3.19用科學(xué)計(jì)數(shù)法表示數(shù)字用科學(xué)計(jì)數(shù)法表示數(shù)字0.0000000000000232這三部分為：符號(hào)這三部分為：符號(hào) (-)、位移量、位移量 (-14) 、定點(diǎn)數(shù)、定點(diǎn)數(shù) (2.32)

24、注意：這里指數(shù)是負(fù)的注意：這里指數(shù)是負(fù)的. -2.32E-14解：解：將小數(shù)點(diǎn)移到數(shù)碼將小數(shù)點(diǎn)移到數(shù)碼2之后之后, 如下所示如下所示:43Example 3.20用浮點(diǎn)格式表示數(shù)字用浮點(diǎn)格式表示數(shù)字(101001000000000000000000000000000.00)2解：解：使用前例同樣的方法使用前例同樣的方法, 小數(shù)點(diǎn)前只保留一位數(shù)字小數(shù)點(diǎn)前只保留一位數(shù)字. 指數(shù)顯示為指數(shù)顯示為32，實(shí)際上以二進(jìn)制存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中。，實(shí)際上以二進(jìn)制存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中。44Example 3.21用浮點(diǎn)格式表示數(shù)字用浮點(diǎn)格式表示數(shù)字(0.00000000000000000000000101)2 解：解：小數(shù)

25、點(diǎn)左邊只留一個(gè)非零數(shù)碼小數(shù)點(diǎn)左邊只留一個(gè)非零數(shù)碼.45規(guī)范化規(guī)范化Normalization為了使表示法的固定部分統(tǒng)一為了使表示法的固定部分統(tǒng)一, 科學(xué)計(jì)數(shù)法科學(xué)計(jì)數(shù)法 (用于十進(jìn)制用于十進(jìn)制) 和浮點(diǎn)表示法和浮點(diǎn)表示法 (用于二進(jìn)制用于二進(jìn)制) 都在小數(shù)點(diǎn)左邊使用了唯一的非零數(shù)碼，這稱為規(guī)范化都在小數(shù)點(diǎn)左邊使用了唯一的非零數(shù)碼，這稱為規(guī)范化. 十進(jìn)制系統(tǒng)中該非零數(shù)碼可能是十進(jìn)制系統(tǒng)中該非零數(shù)碼可能是1到到9，二進(jìn)制系統(tǒng)中該非零數(shù)碼是二進(jìn)制系統(tǒng)中該非零數(shù)碼是1.在下面在下面, d 是非零數(shù)碼是非零數(shù)碼, x 是一個(gè)數(shù)碼是一個(gè)數(shù)碼, y 是是 0 或或 1.46二進(jìn)制數(shù)規(guī)范化之后，只存儲(chǔ)了該數(shù)的

26、三部分信息，二進(jìn)制數(shù)規(guī)范化之后，只存儲(chǔ)了該數(shù)的三部分信息，符號(hào)，指數(shù)，尾數(shù)。符號(hào)，指數(shù)，尾數(shù)。1000111.0101規(guī)范化后變?yōu)椋阂?guī)范化后變?yōu)椋?符號(hào)：用一個(gè)二進(jìn)制位來(lái)表示（符號(hào)：用一個(gè)二進(jìn)制位來(lái)表示（0或或1）指數(shù)：小數(shù)點(diǎn)移動(dòng)的位數(shù)，使用余碼表示法存儲(chǔ)指數(shù)位指數(shù)：小數(shù)點(diǎn)移動(dòng)的位數(shù)，使用余碼表示法存儲(chǔ)指數(shù)位尾數(shù)：小數(shù)點(diǎn)右邊的二進(jìn)制數(shù)，定義了該數(shù)的精度。尾數(shù)：小數(shù)點(diǎn)右邊的二進(jìn)制數(shù)，定義了該數(shù)的精度。注意：尾數(shù)不是整數(shù)，而是像整數(shù)那樣存儲(chǔ)的小數(shù)部分注意：尾數(shù)不是整數(shù)，而是像整數(shù)那樣存儲(chǔ)的小數(shù)部分在尾數(shù)中，如果在數(shù)字在尾數(shù)中，如果在數(shù)字左邊插入多余的左邊插入多余的0，值將會(huì)改變，值將會(huì)改變 而在真

27、正的整數(shù)中，左邊插入而在真正的整數(shù)中，左邊插入0，值不會(huì)改變，值不會(huì)改變書書P38錯(cuò)誤錯(cuò)誤47小數(shù)點(diǎn)和定點(diǎn)部分左邊的位小數(shù)點(diǎn)和定點(diǎn)部分左邊的位1并沒(méi)有存儲(chǔ)，并沒(méi)有存儲(chǔ)，它們是隱含的它們是隱含的. i48指數(shù)：是有符號(hào)的數(shù)，即顯示多少位小數(shù)點(diǎn)應(yīng)該左移或右移的冪次指數(shù)：是有符號(hào)的數(shù)，即顯示多少位小數(shù)點(diǎn)應(yīng)該左移或右移的冪次. 在余碼系統(tǒng)中在余碼系統(tǒng)中, 正整數(shù)和負(fù)整數(shù)都可以作為無(wú)符號(hào)數(shù)存儲(chǔ)正整數(shù)和負(fù)整數(shù)都可以作為無(wú)符號(hào)數(shù)存儲(chǔ).為了表示正整數(shù)或負(fù)整數(shù)為了表示正整數(shù)或負(fù)整數(shù), 將正整數(shù)將正整數(shù) (稱為一個(gè)偏移量稱為一個(gè)偏移量) 添加到每個(gè)添加到每個(gè)數(shù)字中，將它們統(tǒng)一移到非負(fù)的一邊數(shù)字中，將它們統(tǒng)一移到非

28、負(fù)的一邊.這個(gè)偏移量的值是這個(gè)偏移量的值是2m1 1, m是內(nèi)存單元存儲(chǔ)指數(shù)的大小是內(nèi)存單元存儲(chǔ)指數(shù)的大小.余碼系統(tǒng)余碼系統(tǒng)Excess System49Figure 3.11 余碼表示法中的移位余碼表示法中的移位 Example 3.22可以用可以用4位存儲(chǔ)單元在數(shù)字系統(tǒng)中表示位存儲(chǔ)單元在數(shù)字系統(tǒng)中表示16個(gè)整數(shù)個(gè)整數(shù). 在該范圍中增加在該范圍中增加7個(gè)單位到每個(gè)整數(shù)中個(gè)單位到每個(gè)整數(shù)中, 可以統(tǒng)一把所有整數(shù)向右移可以統(tǒng)一把所有整數(shù)向右移, 使其均為整使其均為整數(shù)，而無(wú)需改變這些整數(shù)的相對(duì)位置，避免了相互調(diào)整，如圖數(shù)，而無(wú)需改變這些整數(shù)的相對(duì)位置，避免了相互調(diào)整，如圖3-11所示所示. 新系

29、統(tǒng)稱為余新系統(tǒng)稱為余7碼碼, 或者偏移量為或者偏移量為7的偏移表示法的偏移表示法.50Figure 3.12 浮點(diǎn)表示法的浮點(diǎn)表示法的IEEE標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) IEEE 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)51IEEE標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范52Example 3.23寫出十進(jìn)制數(shù)寫出十進(jìn)制數(shù)5.75的余的余127碼碼 (單精度單精度) 表示法表示法.符號(hào)為正，所以符號(hào)為正，所以S= 0.十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制: 5.75 = (101.11)2.規(guī)范化規(guī)范化: (101.11)2 = (1.0111)2 22.E = 2 + 127 = 129 = (10000001)2, M = 0111. 需要在需要在M的右邊增

30、加的右邊增加19個(gè)個(gè)0使之成為使之成為23 位位. 該表示法如下所示該表示法如下所示: 書書P39錯(cuò)錯(cuò)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的數(shù)字是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的數(shù)字是01000000101110000000000000000000解：解：53Example 3.24寫出十進(jìn)制數(shù)寫出十進(jìn)制數(shù)161.875的余的余127碼（單精度）表示法碼（單精度）表示法.解：解：符號(hào)為負(fù)，所以符號(hào)為負(fù)，所以S = 1.十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制: 161.875= (10100001.111)2.規(guī)范化規(guī)范化: (10100001.111)2 = (1.0100001111)2 27.E = 7 + 127 = 134

31、= (10000110)2 ， 而而 M = (0100001111)2.該表示法如下所示該表示法如下所示:存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的數(shù)字是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的數(shù)字是 書書P40錯(cuò)錯(cuò) 1100001100100001111000000000000054Example 3.25寫出十進(jìn)制數(shù)寫出十進(jìn)制數(shù)0.0234375的余的余 127碼碼 (單精度單精度) 表示法表示法 S = 1 (該數(shù)為負(fù)該數(shù)為負(fù)).十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制: 0.0234375 = (0.0000011)2.規(guī)范化規(guī)范化: (0.0000011)2 = (1.1)2 26.E = 6 + 127 = 121 = (01111

32、001)2 and M = (1)2.該表示法如下所示該表示法如下所示:存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的數(shù)字是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的數(shù)字是 10111100110000000000000000000000解：解：55Example 3.26位模式位模式(11001010000000000111000100001111)2 以余以余127碼格式存儲(chǔ)于內(nèi)存中碼格式存儲(chǔ)于內(nèi)存中. 求該數(shù)字求該數(shù)字十進(jìn)制計(jì)數(shù)法的值十進(jìn)制計(jì)數(shù)法的值.首位表示首位表示S, 后后8位表示位表示E, 剩下剩下 23 位是位是 M.符號(hào)為負(fù)號(hào)符號(hào)為負(fù)號(hào).位移量位移量 = E 127 = 148 127 = 21.將將 (1.000000001110

33、00100001111)2 221去規(guī)范化去規(guī)范化.二進(jìn)制數(shù)是二進(jìn)制數(shù)是 (1000000001110001000011.11)2.絕對(duì)值是絕對(duì)值是2,104,378.75.該數(shù)字是該數(shù)字是2,104,378.75.解：解：56存儲(chǔ)存儲(chǔ)0Storing Zero帶有整數(shù)和小數(shù)部分的實(shí)數(shù)設(shè)置為帶有整數(shù)和小數(shù)部分的實(shí)數(shù)設(shè)置為0的時(shí)候是的時(shí)候是0.0, 無(wú)法用以上無(wú)法用以上討論的步驟存儲(chǔ)討論的步驟存儲(chǔ). 為了處理這個(gè)特例，約定在這種情況下，符號(hào)、指數(shù)、尾數(shù)為了處理這個(gè)特例，約定在這種情況下，符號(hào)、指數(shù)、尾數(shù)都設(shè)為都設(shè)為0.573-3 存儲(chǔ)文本存儲(chǔ)文本 STORING TEXT 在任何語(yǔ)言中，文本的片

34、段是用來(lái)表示該語(yǔ)言中某個(gè)意思的一系列的符號(hào)。在任何語(yǔ)言中，文本的片段是用來(lái)表示該語(yǔ)言中某個(gè)意思的一系列的符號(hào)。例如，英語(yǔ)中使用例如，英語(yǔ)中使用26個(gè)符號(hào)個(gè)符號(hào) (A, B, C, Z) 表示大寫字母表示大寫字母, 26個(gè)符號(hào)個(gè)符號(hào) (a, b, c, , z) 表示小寫字母表示小寫字母, 10個(gè)符號(hào)個(gè)符號(hào) (0, 1, 2, , 9)表示數(shù)字字符，以及符號(hào)表示數(shù)字字符，以及符號(hào)(., ?, :, ; , , !) 表示標(biāo)點(diǎn)表示標(biāo)點(diǎn). 書書P41錯(cuò)錯(cuò)另外一些符號(hào)（如空格另外一些符號(hào)（如空格blank、換行、換行newline、制表符、制表符tab ）被用于文本的對(duì)）被用于文本的對(duì)齊和可用性齊和可

35、用性.58Figure 3.14 利用位模式表示符號(hào)利用位模式表示符號(hào) 可以用位模式表示任何一個(gè)符號(hào)可以用位模式表示任何一個(gè)符號(hào). 換句話說(shuō)換句話說(shuō), 如四個(gè)符號(hào)組成的文本如四個(gè)符號(hào)組成的文本 “CATS”, 可以采用可以采用4個(gè)個(gè)n位模式（位模式（n-bit patterns）表示）表示, 任何一個(gè)模式定義一個(gè)單獨(dú)的符號(hào)任何一個(gè)模式定義一個(gè)單獨(dú)的符號(hào) (圖圖 3.14).5960代碼代碼Codesq ASCII：美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)：美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)ANSI開發(fā)了一個(gè)被稱為美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)了一個(gè)被稱為美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼碼ASCII的代碼，該代碼使用的代碼，該代碼使用7位表示每個(gè)符號(hào)。位表示每

36、個(gè)符號(hào)。q Unicode：硬件和軟件制造商聯(lián)合起來(lái)共同設(shè)計(jì)了一種名為：硬件和軟件制造商聯(lián)合起來(lái)共同設(shè)計(jì)了一種名為Unicode的代的代碼，這種代碼使用碼，這種代碼使用32位并能表示最大達(dá)位并能表示最大達(dá)232=4294967296個(gè)符號(hào)。個(gè)符號(hào)。q 其他編碼：最近幾十年來(lái)，其他編碼不斷發(fā)展，鑒于其他編碼：最近幾十年來(lái)，其他編碼不斷發(fā)展，鑒于Unicode的優(yōu)勢(shì)，的優(yōu)勢(shì)，這些編碼不太流行。這些編碼不太流行。見(jiàn)附錄見(jiàn)附錄 A613-4 存儲(chǔ)音頻存儲(chǔ)音頻 STORING AUDIO 音頻表示聲音或音樂(lè)音頻表示聲音或音樂(lè). 音頻本質(zhì)上與數(shù)字和文本是不同的音頻本質(zhì)上與數(shù)字和文本是不同的. 文本由可數(shù)的

37、實(shí)體文本由可數(shù)的實(shí)體(文字文字)組成組成: 可以數(shù)出文本中文字的數(shù)量可以數(shù)出文本中文字的數(shù)量. 文本是數(shù)字?jǐn)?shù)文本是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)據(jù)digital data的一個(gè)例子的一個(gè)例子. 相反相反, 音頻是不可數(shù)的音頻是不可數(shù)的.音頻是模擬數(shù)據(jù)音頻是模擬數(shù)據(jù)analog data的例子的例子. 即使能夠在一段時(shí)間內(nèi)度量所有的值，也不能把它全部存在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中即使能夠在一段時(shí)間內(nèi)度量所有的值，也不能把它全部存在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中, 因?yàn)榭赡苄枰獰o(wú)限數(shù)量的內(nèi)存單元因?yàn)榭赡苄枰獰o(wú)限數(shù)量的內(nèi)存單元. 62Figure 3.15 一個(gè)音頻信號(hào)一個(gè)音頻信號(hào) 圖圖3.15顯示了一個(gè)模擬音頻信號(hào)隨時(shí)間變化的本質(zhì)顯示了一個(gè)模擬音頻信

38、號(hào)隨時(shí)間變化的本質(zhì)63采樣采樣Sampling 如果不能記錄一段間隔的音頻信號(hào)的所有值，至少可以記錄其中的一些。如果不能記錄一段間隔的音頻信號(hào)的所有值，至少可以記錄其中的一些。采樣意味著在模擬信號(hào)上選擇數(shù)量有限的點(diǎn)，來(lái)度量它們的值，并記錄下采樣意味著在模擬信號(hào)上選擇數(shù)量有限的點(diǎn)，來(lái)度量它們的值，并記錄下來(lái)。來(lái)。 Figure 3.16 一個(gè)音頻信號(hào)的采樣一個(gè)音頻信號(hào)的采樣 64量化量化Quantization從每個(gè)樣本測(cè)量得到的值是真實(shí)的值從每個(gè)樣本測(cè)量得到的值是真實(shí)的值. 這意味著要為每秒的樣本存儲(chǔ)這意味著要為每秒的樣本存儲(chǔ)40000個(gè)真實(shí)值個(gè)真實(shí)值. 但是但是, 為每個(gè)樣本使用一為每個(gè)樣本

39、使用一個(gè)無(wú)符號(hào)的數(shù)（位模式）會(huì)更簡(jiǎn)便個(gè)無(wú)符號(hào)的數(shù)（位模式）會(huì)更簡(jiǎn)便. 量化指的是將樣本的值截取為最接近整數(shù)值的一種過(guò)程量化指的是將樣本的值截取為最接近整數(shù)值的一種過(guò)程.例如，如果實(shí)際的值為例如，如果實(shí)際的值為17.2，就可截取為，就可截取為17；如果實(shí)際的值為如果實(shí)際的值為 17.7，就可截取為，就可截取為18.65編碼編碼Encoding量化的樣本值需要被編碼成位模式量化的樣本值需要被編碼成位模式. 一些系統(tǒng)為樣本賦正值或負(fù)值，另一些僅僅移動(dòng)曲線到正的區(qū)間從而只一些系統(tǒng)為樣本賦正值或負(fù)值，另一些僅僅移動(dòng)曲線到正的區(qū)間從而只賦正值賦正值. 稱每樣本位的數(shù)量稱每樣本位的數(shù)量(位深度位深度bit

40、depth)為為B, 每秒樣本數(shù)為每秒樣本數(shù)為S, 則需要為每秒的則需要為每秒的音頻存儲(chǔ)音頻存儲(chǔ)SB位，該乘積稱為位率位，該乘積稱為位率R(bit rate). 例如，如果使用每秒例如，如果使用每秒40,000個(gè)樣本個(gè)樣本,每樣本每樣本16位位,位率是位率是 R = 40,000 16 = 640,000 bits per second 66聲音編碼標(biāo)準(zhǔn)聲音編碼標(biāo)準(zhǔn)Standards for sound encoding 當(dāng)今音頻編碼的主流標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)今音頻編碼的主流標(biāo)準(zhǔn)是MP3 (MPEG Layer 3的簡(jiǎn)寫的簡(jiǎn)寫).該標(biāo)準(zhǔn)是用于視頻壓縮方法的該標(biāo)準(zhǔn)是用于視頻壓縮方法的MPEG (Motion

41、 Picture Experts Group運(yùn)動(dòng)圖像專家組運(yùn)動(dòng)圖像專家組) 標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)修改版準(zhǔn)的一個(gè)修改版. 它采用每秒它采用每秒44100個(gè)樣本以及每樣本個(gè)樣本以及每樣本16位位. 結(jié)果信號(hào)達(dá)到結(jié)果信號(hào)達(dá)到705,600b/s(bits per second)的位率的位率再使用那些人耳無(wú)法識(shí)別的信息的壓縮方法進(jìn)行壓縮再使用那些人耳無(wú)法識(shí)別的信息的壓縮方法進(jìn)行壓縮. 這是一種有損壓縮，與無(wú)損壓縮相反，參見(jiàn)第這是一種有損壓縮，與無(wú)損壓縮相反，參見(jiàn)第15章章.673-5 存儲(chǔ)圖像存儲(chǔ)圖像 STORING IMAGES 存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的圖像使用兩種不同的技術(shù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的圖像使用兩種不同的技術(shù):

42、 光柵圖或矢量圖光柵圖或矢量圖.光柵圖光柵圖Raster graphics當(dāng)需要存儲(chǔ)模擬圖像如照片時(shí)，就用到了光柵圖或位圖當(dāng)需要存儲(chǔ)模擬圖像如照片時(shí)，就用到了光柵圖或位圖. 一張照片由模擬數(shù)據(jù)組成一張照片由模擬數(shù)據(jù)組成, 類似于音頻信息類似于音頻信息. 不同的是數(shù)據(jù)密度不同的是數(shù)據(jù)密度 (色彩色彩) 因空間變化，而不是因時(shí)間變化因空間變化，而不是因時(shí)間變化. 這意味著數(shù)據(jù)需要采樣這意味著數(shù)據(jù)需要采樣. 然而，這種情況下，采樣通常被稱作掃描然而，這種情況下，采樣通常被稱作掃描. 樣本稱為像素樣本稱為像素 (代表圖像的元素代表圖像的元素). 68解析度解析度Resolution 類似音頻采樣，在圖

43、像掃描中，要決定對(duì)每英寸的方塊或線條需要記錄多類似音頻采樣，在圖像掃描中，要決定對(duì)每英寸的方塊或線條需要記錄多少像素少像素. 在圖像處理中的掃描率稱為解析度在圖像處理中的掃描率稱為解析度. 若解析度足夠高，人眼不會(huì)看出在重現(xiàn)圖像中的不連續(xù)若解析度足夠高，人眼不會(huì)看出在重現(xiàn)圖像中的不連續(xù).69色彩深度色彩深度Color depth 用于表現(xiàn)像素的位的數(shù)量，即色彩深度用于表現(xiàn)像素的位的數(shù)量，即色彩深度, 依賴于像素的顏色是如何由不同的依賴于像素的顏色是如何由不同的編碼技術(shù)來(lái)處理的編碼技術(shù)來(lái)處理的. 對(duì)顏色的感覺(jué)是人眼如何對(duì)光線的響應(yīng)對(duì)顏色的感覺(jué)是人眼如何對(duì)光線的響應(yīng). 人眼有不同類型的感光細(xì)胞人眼有不同類型的感光細(xì)胞: 一些響應(yīng)紅、綠、藍(lán)三原色一些響應(yīng)紅、綠、藍(lán)三原色 (也叫也叫 RGB), 而另一些僅僅響應(yīng)光的密度而另一些僅僅響應(yīng)光的密度.70真彩色真彩色True-Color 用于像素編碼的技術(shù)之一稱為真彩色，使用用于像素編碼的技術(shù)之一稱為真彩色，使用24位