大學計算機應用基礎 課件 第2章 信息技術基礎

2.1信息技術概述《大學計算機應用基礎》2.1.1信息技術的概念CONTENTS目錄2.1.2數(shù)據(jù)與信息2.1.3信息技術包含的內容2.1.4現(xiàn)代信息技術的特點2.1.1信息技術的概念

什么是信息技術（informationtechnology，IT）？一般認為，以電子計算機和現(xiàn)代通信技術為主要手段，實現(xiàn)信息的獲取、加工、傳遞和利用等功能的技術統(tǒng)稱為信息技術。也可以說信息技術是管理、開發(fā)和利用信息資源的有關方法、手段與操作程序的總稱。信息技術主要包括感測技術、通信技術、計算機技術和控制技術等。感測技術就是獲取信息的技術，通信技術就是傳遞信息的技術，計算機技術就是處理信息的技術，而控制技術就是利用信息的技術。一個信息技術應用系統(tǒng)主要是使用計算機技術和通信技術來設計、開發(fā)與實現(xiàn)的，因此信息技術也常被稱為信息和通信技術（informationandcommunicationstechnology，ICT）。2.1.2數(shù)據(jù)與信息

1.數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)（data）是反映客觀事物屬性的記錄，用于表示客觀事物未經(jīng)加工的符號表示。數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式可以是多種多樣的，例如可以是文字、字母、數(shù)字和符號，或者是它們的組合。數(shù)據(jù)可以是連續(xù)的值，例如聲音、圖像等；也可以是離散的值，例如符號、文字等。數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式?jīng)]有意義，只有通過解釋后數(shù)據(jù)才有意義，因此數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的解釋是不可分割的。例如單獨的86是一個數(shù)據(jù)，它可以表示某位同學某門課程的成績，也可以表示某個人的體重，還可以表示軟件工程技術專業(yè)全體學生的人數(shù)。2.1.2數(shù)據(jù)與信息

2.信息從廣義來說，信息泛指人類社會傳播的一切內容。由數(shù)學家香農(nóng)（Shannon）于1948年給出的“信息是用來消除隨機不定性的東西”作為經(jīng)典性定義在學術界被廣泛加以引用。在經(jīng)濟管理學家看來，“信息是提供決策的有效數(shù)據(jù)”這種說法卻更容易被人們理解。在計算機技術中，數(shù)據(jù)經(jīng)過加工處理之后就成為信息，所有信息被認為是能夠用于計算機處理的有意義的數(shù)據(jù)。信息與數(shù)據(jù)既有聯(lián)系，又有區(qū)別，具體歸納如下。（1）數(shù)據(jù)是信息的表現(xiàn)形式和載體，可以是符號、文字、數(shù)字、語音、圖像、視頻等。（2）信息是數(shù)據(jù)的內涵，它加載于數(shù)據(jù)之上，是對數(shù)據(jù)含義的解釋。（3）數(shù)據(jù)和信息是不可分離的，數(shù)據(jù)是信息的表現(xiàn)形式，信息是數(shù)據(jù)有意義的表示。數(shù)據(jù)本身沒有意義，數(shù)據(jù)只有對實體行為產(chǎn)生影響時才成為信息。2.1.3信息技術包含的內容

信息技術包含的內容非常廣泛，一般來說包含信息基礎技術、信息系統(tǒng)技術和信息應用技術三個層次的內容。1.?信息基礎技術信息基礎技術是指構成信息技術最基本、最重要的基礎器件的研發(fā)與制造技術，包括新材料、新器件、新工藝、新能源等的研究與生產(chǎn)技術。近幾十年來，發(fā)展最快、應用最廣泛、對信息技術乃至整個高科技領域的發(fā)展影響最大的是微電子技術和光電子技術。（1）微電子技術計算機主要由各種電子器件組成，電子器件的核心元件是晶體管（發(fā)明晶體管的三位科學家因此獲得了諾貝爾物理學獎），它是組成集成電路的基礎。集成電路是以半導體晶體材料為基片，經(jīng)過專門的工藝技術，把電路的器件和連線集成在基片上的微型化電路系統(tǒng)，集成電路常用硅材料做成，因此集成電路也叫做硅芯片或芯片。2.1.3信息技術包含的內容

微電子技術就是指制造并使用以集成電路為核心的微小型電子元件、器件和電路來實現(xiàn)電子系統(tǒng)功能的技術。微電子技術的核心是集成電路技術。微電子技術進步的標志有如下三個方面。①縮小芯片中器件結構的尺寸，即縮小加工線條的寬度。②增加芯片中所包含的元器件的數(shù)量，即擴大集成規(guī)模。③開發(fā)有針對性的設計應用，即專用芯片的設計。2.1.3信息技術包含的內容

（2）光電子技術光電子技術是由光子技術和電子技術相結合而形成的一門新技術，它是研究光與物質中的電子相互作用及其能量轉換相關的技術，涉及光通信、光電顯示、半導體照明、光存儲、激光器等多個應用領域，是信息和通信產(chǎn)業(yè)的核心技術。光電子技術是一個比較龐大的體系，它主要包括如下內容。①信息傳輸：如光纖通信、空間和海底光通信等。②信息處理：如計算機光互連、光計算、光交換等。③信息獲?。喝绻鈱W傳感和遙感、光纖傳感等。④信息存儲：如光盤、全息存儲技術等。⑤信息顯示：如大屏幕平板顯示、激光打印和印刷等。2.1.3信息技術包含的內容

2.信息系統(tǒng)技術信息系統(tǒng)技術是指有關信息的獲取、傳輸、處理、控制、存儲等的設備和系統(tǒng)的技術。它包括信息獲取技術、信息傳輸技術、信息處理技術、信息控制技術和信息存儲技術等。（1）信息獲取技術：主要有傳感技術、遙測技術和遙感技術等。（2）信息傳輸技術：即通信技術，其功能是使信息在大范圍內迅速、準確、有效地傳遞，包括光纖通信技術、衛(wèi)星通信技術、無線通信技術等。（3）信息處理技術：是指對獲取的信息進行識別、轉換、加工，使信息能安全地存儲與傳輸，并使人們能方便地檢索、再生、利用，或從中提煉知識、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的工作手段。2.1.3信息技術包含的內容

（4）信息控制技術：是指利用信息傳遞和信息反饋來實現(xiàn)使目標系統(tǒng)達成人們所期望結果的控制手段。（5）信息存儲技術：其目標是使收集的信息能夠在介質中較長時間或長期保存。信息存儲技術的發(fā)展非常迅速，目前有半導體存儲介質、光存儲介質、磁存儲介質等。3.?信息應用技術信息應用技術是通過信息技術構建一個在某領域解決某問題的應用系統(tǒng)，其目的是提高生產(chǎn)與工作效率、提升生活質量與品質、保障安全等。如智慧工廠、智慧辦公、智慧家庭和人工智能等。2.1.4現(xiàn)代信息技術的特點

在信息技術強大應用動力的推動下，信息技術將得到更深、更廣、更快的發(fā)展?，F(xiàn)代信息技術具有數(shù)字化、高速化、網(wǎng)絡化、多媒體化、智能化等特點。1.數(shù)字化在現(xiàn)代信息技術中，所有信息按數(shù)字化傳輸、存儲與處理是其最基本的特征。數(shù)字化就是將信息用電磁介質或半導體存儲器按二進制編碼的方法加以傳輸、存儲與處理。2.高速化高速化是指信息技術系統(tǒng)中計算機的處理速度要快，信息傳輸?shù)膸捯?。目前計算機的處理速度已經(jīng)達到每秒億億次，5G網(wǎng)絡其峰值理論傳輸速率可達20Gbps。2.1.4現(xiàn)代信息技術的特點

3.網(wǎng)絡化幾乎所有的信息技術設備都要具有網(wǎng)絡接入功能（如手機、智能手表、家用電器等），所有信息技術應用系統(tǒng)也要接入網(wǎng)絡（如智慧校園、智慧工廠等）。只有通過網(wǎng)絡，系統(tǒng)才能實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)傳輸、共享、儲存等功能。4.多媒體化隨著未來信息技術的發(fā)展，多媒體技術將文字、聲音、圖形、圖像、視頻等信息媒體與計算機集成在一起，使計算機的應用由單純的文字處理發(fā)展到多種信息媒體的集成處理。5.智能化在面向21世紀的技術變革中，信息技術發(fā)展的一個重要方向是智能化。智能化的應用體現(xiàn)在利用計算機模擬人的智能。感謝！THANKYOU2.2信息編碼技術《大學計算機應用基礎》142.2.1信息編碼技術基礎CONTENTS目錄2.2.2計算機編碼使用的

二進制數(shù)2.2.3數(shù)值編碼2.2.4英文編碼2.2.5漢字編碼152.2.1信息編碼技術基礎

1.

信息編碼的概念人們?yōu)榱吮阌谟洃洝鴮?、交流和處理，?jīng)常用字母、數(shù)字和符號等的組合來表示特定的信息，這就是所謂的編碼，有時也稱代號。信息編碼是將事物或概念（編碼對象）賦予有一定規(guī)律性的，易于計算機和人識別與處理的符號。信息編碼一般有等長碼和不等長碼兩種。等長碼是指信息編碼長度固定，如身份證用18位固定長度的編碼。在信息技術編碼中，為了便于存儲和處理一般用等長碼，但其編碼效率較低。有時為了壓縮信息存儲空間和節(jié)省信息傳輸時間，需要提高信息的編碼效率，可以采用不等長碼編碼方式。一個編碼由若干個區(qū)間組成，每一區(qū)間代表一個組，一個組碼中數(shù)字的值和位置都代表一定意義。162.2.1信息編碼技術基礎

2.

信息編碼的原則為了保證信息編碼科學、有效和便于計算機進行處理，信息編碼應遵循以下基本原則：（1）唯一性原則。即一種信息只能有一個信息編碼，不同的信息有不同的信息編碼，不同的信息編碼表示不同的信息。（2）正確性原則。即表示信息編碼應當科學、合理，既遵循信息編碼的基本原理，又符合組織的實際情況；既能滿足組織自身的需要，又能滿足組織合作伙伴的特殊要求；既要符合國家的標準或規(guī)定，又應該盡可能地遵守國際標準或慣例；信息編碼既不宜過長，也不宜過短。172.2.1信息編碼技術基礎

（3）分類性原則。分類是為了便于認識、描述和解析信息，該原則要求信息應該按照合理的規(guī)則劃分成不同的類別，使得同一類信息的編碼在某一方面具有相同或相近的性質，這樣便于信息系統(tǒng)的管理和使用。（4）擴展性原則。隨著組織的發(fā)展變化，組織中的管理信息也會隨之發(fā)生變化。信息編碼不能僅僅考慮組織當前的信息狀況，而且應該考慮組織未來的發(fā)展狀況和需要。（5）統(tǒng)一性原則。即一個組織機構中，信息無論是否采取統(tǒng)一的編碼體系，只要有了唯一性的編碼，那么組織中的所有部門都應該使用這種唯一性的編碼，不能出現(xiàn)各自為政、一碼多用的現(xiàn)象，同一種信息只能有一種信息編碼。182.2.1信息編碼技術基礎

3.

信息編碼的常用方法通常給信息進行編碼時，主要采用如下編碼方法：（1）順序編碼。順序編碼是一種用連續(xù)數(shù)字代表編碼對象的編碼方法。如某工廠01表示第一代產(chǎn)品，02表示第二代產(chǎn)品等。（2）區(qū)間編碼。區(qū)間編碼是編碼由若干個區(qū)間組成，每一區(qū)間代表一個組，一個組碼中數(shù)字的值和位置都代表一定意義。例如我國的郵政編碼采用四級六位數(shù)編碼結構，730060位于甘肅省蘭州市西固區(qū)。（3）助記符編碼。將編碼對象的名稱、規(guī)格等作為代碼的一部分或全部的編碼。例如用“TV-B-14”代碼表示14寸黑白電視機，用“TV-C-29”代碼表示29寸彩色電視機。在一個信息系統(tǒng)進行設計時，往往要將以上這些編碼方法進行組合應用。192.2.2計算機編碼使用的二進制數(shù)

1.計算機采用二進制數(shù)的原因（1）物理上易于實現(xiàn)，可靠性高。采用二進制表示數(shù)據(jù)，只有0和1兩個數(shù)碼，即有兩個穩(wěn)定狀態(tài)的電子器件就可以表示二進制，如開關的接通和斷開、晶體管的導通與截止、電位電平的低與高等都可用來表示0和1兩個數(shù)碼。（2）運算法則簡單，通用性強。在進行計算時，二進制數(shù)運算法則少，如二進制乘法只0×0=0、0×1=0、1×0=0和1×1=1共4條運算法則。（3）便于進行邏輯運算。二進制的兩種狀態(tài)可以表示“是”與“否”、“成立”與“不成立”、“真”與“假”等，因此實現(xiàn)邏輯運算時使用二進制非常方便與自然。202.2.2計算機編碼使用的二進制數(shù)

目前所有計算機毫無例外地使用二進制，是因為以二進制為基礎設計和制造計算機元件少、成本低、速度快。大家可能存在這樣的疑問，為什么我們在鍵盤上輸入和顯示器上看到的都是十進制數(shù)據(jù)呢？這是因為數(shù)據(jù)在輸入和輸出時，為了符合人們日常的習慣，計算機系統(tǒng)會將二進制數(shù)自動轉化為十進制的形式輸出，而在輸入數(shù)據(jù)時則會將十進制數(shù)自動轉化為二進制數(shù)保存。212.2.2計算機編碼使用的二進制數(shù)

2.二進制數(shù)和N進制數(shù)的表示二進制使用數(shù)字0、1來表示數(shù)值，且采用“逢二進一”的進位計數(shù)制。二進制數(shù)也具有以下與十進制數(shù)相類似的三個特點：（1）十進制數(shù)據(jù)用0～9十個數(shù)碼表示數(shù)據(jù)，二進制數(shù)使用0和1兩個數(shù)碼表示數(shù)據(jù)。（2）十進制的最大數(shù)字是9，二進制中最大的數(shù)字為1。（3）每個數(shù)字表示的權值由該數(shù)字的位置確定。222.2.2計算機編碼使用的二進制數(shù)

以上原理可以推廣到一個N進制數(shù)：（1）N進制數(shù)據(jù)用0～N-1個數(shù)碼表示數(shù)據(jù)，即使用0、1、2、…、N-1表示數(shù)據(jù)。（2）N進制的最大數(shù)字是N-1。（3）N進制每個數(shù)字表示的權值由該數(shù)字的位置確定。從個位開始向左依次的計數(shù)單位為N0、N1、N2、N3、…；從小數(shù)點向右的計數(shù)單位依次為N-1、N-2、N-3、…。232.2.2計算機編碼使用的二進制數(shù)

3.二進制數(shù)的運算二進制運算中，常用的加法、乘法和移位運算規(guī)則如下：（1）加法運算規(guī)則0＋0＝01＋0＝10＋1＝11＋1＝10（2）乘法運算規(guī)則0×0＝01×0＝00×1＝01×1＝1（3）移位運算十進制數(shù)據(jù)小數(shù)點向右移一位，數(shù)就擴大10倍，反之，小數(shù)點左移一位，數(shù)就縮小10倍。相應地對于二進制數(shù)，小數(shù)點向右移一位，數(shù)就擴大2倍，反之，小數(shù)點左移一位，數(shù)就縮小2倍。242.2.2計算機編碼使用的二進制數(shù)

4.

十進制數(shù)轉化為二進制數(shù)將數(shù)由一種數(shù)制轉換為另一種數(shù)制稱為數(shù)制之間的轉換。將十進制整數(shù)轉換為二進制整數(shù)采用“除2取余法”，即將十進制數(shù)逐次除以需轉換為數(shù)制的基數(shù)2，直到商為0為止，然后將所得的余數(shù)由下而上依次排列即可。252.2.2計算機編碼使用的二進制數(shù)

將十進制小數(shù)轉換為二進制數(shù)采用“乘2取整法”，即將十進制小數(shù)乘以2，取結果的整數(shù)位，再將小數(shù)部分乘以2，依次進行下去，最后將乘積取得的整數(shù)位依次排列即可。262.2.2計算機編碼使用的二進制數(shù)

5.

八進制數(shù)和十六進制數(shù)（1）八進制數(shù)和十六進制數(shù)的表示方法由于二進制數(shù)書寫起來不方便，因此為了方便起見可以將一個二進制數(shù)用八進制或十六進制數(shù)來書寫。八進制使用數(shù)字0、1、2、3、4、5、6、7來表示數(shù)值，且采用“逢八進一”的進位計數(shù)制。八進制數(shù)中處于不同位置上的數(shù)值代表不同的值，八進制數(shù)的基數(shù)為8。十六進制數(shù)使用數(shù)字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F來表示數(shù)值，其中A、B、C、D、E、F分別表示十進制數(shù)中的10、11、12、13、14、15。十六進制數(shù)的計數(shù)方法為“逢十六進一”，十六進制數(shù)中處于不同位置上的數(shù)值代表不同的值。每一個數(shù)字的權由16的冪次決定，十六進制數(shù)的基數(shù)為16。272.2.2計算機編碼使用的二進制數(shù)

282.2.2計算機編碼使用的二進制數(shù)

（2）二進制數(shù)轉化為八進制數(shù)由于3位二進數(shù)恰好是一位八進制數(shù)，所以把二進制數(shù)轉換為八進制數(shù)的方法是以小數(shù)點為界，將整數(shù)部分自右向左、小數(shù)部分自左向右分別按每3位為一組（不足3位用0補足），然后將各個3位二進制數(shù)轉換為對應的一位八進制數(shù)，即得到轉換的結果。若把八進制數(shù)轉換成二進制數(shù)，只要把每一位八進制數(shù)轉換為對應的3位二進制數(shù)即可。如表2-3所示：292.2.2計算機編碼使用的二進制數(shù)

（3）二進制數(shù)轉化為十六進制數(shù)由于4位二進制數(shù)恰好是一位十六進制數(shù)，所以把二進制數(shù)轉換為十六進制數(shù)的方法是以小數(shù)點為界，將整數(shù)部分自右向左、小數(shù)部分自左向右分別按每4位為一組（不足4位用0補足），然后將各個4位二進制數(shù)轉換為對應的一位十六進制數(shù)，即得到轉換的結果。若把十六進制數(shù)轉換成二進制數(shù)，只要把每一位十六進制數(shù)轉換為對應的4位二進制數(shù)即可。如表2-4所示：302.2.3數(shù)值編碼

1.

整數(shù)的表示在計算機中，一個整形正數(shù)與負數(shù)的表示方法非常簡單，通常把一個數(shù)據(jù)的最高位設置為符號位，用“0”表示正數(shù)，用“1”表示負數(shù)。其格式如圖2-2所示。這種直接將數(shù)據(jù)的正、負用符號表示的數(shù)叫“機器數(shù)”，而它代表的數(shù)值叫此機器數(shù)的“真值”。如真值為（-1011001）的二進制，其機器數(shù)為（11011001）。312.2.3數(shù)值編碼

如果符號位在計算機中運算時直接參與計算，可能會產(chǎn)生錯誤的運算結果。例如將-9與5相加，其正確結果應為-4。如果用8位二進制表示一個數(shù)據(jù)，且最高位為符號位，運算如下：322.2.3數(shù)值編碼

（1）原碼原碼是符號位用“0”表示正數(shù)，用“1”表示負數(shù)，其數(shù)值部分用原數(shù)的絕對值表示。332.2.3數(shù)值編碼

使用原碼表示數(shù)據(jù)時，存在兩個問題：問題1：原碼00000000表示的數(shù)是正0，而10000000表示的數(shù)是負0，即：[+0]原=00000000[-0]原=10000000這樣數(shù)值0就有兩種表現(xiàn)方式，即一個0占了兩個編碼，造成編碼資源的浪費。問題2：用原碼表示的數(shù)在進行運算時，符號位的處理比較復雜。當兩個原碼數(shù)據(jù)相加時，如果符號位相同則數(shù)值相加，符號位不變；如果符號位不同則數(shù)值要相減，符號位取兩個數(shù)中絕對值大的原碼數(shù)據(jù)的符號位。342.2.3數(shù)值編碼

（2）反碼正整數(shù)的反碼，與其原碼相同；負整數(shù)的反碼是其符號位“1”，數(shù)值部分是其絕對值取反（即0變1，1變0）。例如+1和+127的反碼分別為：[+1]反=00000001[+127]反=01111111例如-1和-127的反碼分別為：[-1]反=11111110[-127]反=10000000在反碼中0也有兩種表示形式：[+0]反=00000000[-0]反=11111111352.2.3數(shù)值編碼

（3）補碼正整數(shù)的補碼與其反碼和原碼相同；負整數(shù)的補碼其符號位取“1”，數(shù)值部分是其絕對值取反后加1得到的結果。例如+1和+127的補碼分別為：[+1]補=00000001[+127]補=01111111例如-1和-127的補碼分別為：[-1]補=11111111[-127]補=10000001在補碼中我們發(fā)現(xiàn)0有唯一的表示方法：[+0]補=[-0]補=00000000362.2.3數(shù)值編碼

在補碼中，所有編碼都可以表示數(shù)據(jù)，因此其數(shù)據(jù)表示范圍為00000000~11111111，可以分解為00000000~01111111（正數(shù)部分）和10000000~11111111（負數(shù)部分）兩個部分，即表示的數(shù)據(jù)范圍正數(shù)為0到127和負數(shù)為-1到-128，也就是說8位補碼可以表示的數(shù)據(jù)范圍為-128~+127。（1）用補碼可以將加法運算統(tǒng)一為一種算法；（2）用補碼進行加法運算時，符號位產(chǎn)生的進位要丟棄。372.2.3數(shù)值編碼

2.

浮點數(shù)的表示在實際應用中還會遇到大量帶小數(shù)的數(shù)據(jù)。在計算機中存放小數(shù)時沒有必要保存小數(shù)點，只要確定小數(shù)點在數(shù)據(jù)中的位置即可。前面介紹的整數(shù)可以看做其小數(shù)點在整個數(shù)據(jù)的最后，這就是所謂的定點整數(shù)。如規(guī)定小數(shù)點在符號位與數(shù)值部分之間，這就是所謂定點小數(shù)表示法。如圖2-5所示。382.2.3數(shù)值編碼

任何一個小數(shù)都可以用這指數(shù)形式表示成如下格式：0.1XXXXXXXXXXXX×2n

X可以是二進制的數(shù)碼“1”或“0”，其中“1XXXXXXXXXXXX”叫尾數(shù)；n叫階碼，n可以是正整數(shù)也可以是負整數(shù)。一個數(shù)據(jù)格式化后，在計算機中存放時只要保存其尾數(shù)數(shù)值與指數(shù)數(shù)值即可。這種表示方法中小數(shù)點的位置是由階碼數(shù)值確定的，其位置根據(jù)數(shù)據(jù)的情況是變化的，即“浮動”的，這就是將其稱為浮點數(shù)的原因。浮點數(shù)由階碼和尾數(shù)兩部分組成，階碼用定點整數(shù)來表示，階碼所占的位數(shù)確定了數(shù)的范圍；尾數(shù)用定點小數(shù)表示，尾數(shù)所占的位數(shù)確定了數(shù)的精度。由此可見，浮點數(shù)是定點整數(shù)和定點小數(shù)的結合。392.2.3數(shù)值編碼

在程序設計語言中，最基本的浮點數(shù)有兩種：（1）單精度（float或single）浮點數(shù)。該類數(shù)據(jù)占4個字節(jié)，階碼部分占7位，尾數(shù)部分占23位，階符和數(shù)符各占1位（分別表示其正與負）。（2）雙精度(double)浮點數(shù)。該類數(shù)據(jù)占8個字節(jié)，共64位，階碼部分占10位，尾數(shù)部分占52位，階符和數(shù)符各占1位。單精度浮點數(shù)與雙精度浮點數(shù)的區(qū)別在于，雙精度浮點數(shù)占的內存空間大，因此其表示的數(shù)的精度更高、范圍更大。402.2.4英文編碼

ASCII：計算機內英文字符及其各種符號采用國際通用的ASCII（AmericanStandardCodeforInformationInterchange，美國信息交換標準代碼）碼。ASCII碼是由美國國家標準委員會制定的一種包括數(shù)字、字母、通用符號、控制符號在內的字符編碼，廣泛應用于各種類型的計算機中。ASCII碼采用7位二進制編碼表示一個字符，共能表示128個國際上通用的各類字符。412.2.3數(shù)值編碼

42每個字符的7位二進制編碼用b6b5b4b3b2b1b0表示。高3位用b6b5b4表示，低4位用b3b2b1b0表示。2.2.4英文編碼

觀察表2-5可以發(fā)現(xiàn)ASCII碼中有4類符號的編碼，分別是：（1）控制符。編碼中前34個碼和最后一個碼（DEL）通常是計算機系統(tǒng)專用的，代表一個不可見的控制字符，也稱為非打印字符，主要集中在高3位為000和001的兩列，例如“NUM”表示空白、“STX”表示文本開始、“ETX”表示文本結束、“EOT”表示發(fā)送結束、“CR”表示回車、“CAN”表示作廢、“SP”表示空格、“DEL”表示刪除等。（2）標點與常用符號。共有32個，如“：”、“！”等。（3）數(shù)字0~9。（4）大、小寫英文字母。在ASCII碼表中，數(shù)字與字母的編號是連續(xù)的。432.2.4英文編碼

（1）記住表2-6所示的“0”、“A”、“a”的編碼值，對以后程序設計的學習會帶來很大的方便。（2）ASCII編碼的所有符號之間是可以比較大小的，比較的原則是用其編碼值的大小，這也是各類應用軟件（如WPS）中字段可以排序的依據(jù)。如字符“a”大于“A”。442.2.5漢字編碼

漢字在輸入、存儲、處理和輸出時由于使用了不同的編碼，這些編碼之間還要進行相互轉換，如圖2-7所示為漢字“啊”的處理過程。452.2.5漢字編碼

1.

漢字輸入碼漢字輸入碼主要指通過鍵盤向計算機輸入漢字時所使用的漢字代碼，一般用鍵盤上一組確定的符號代表一個漢字，因此漢字輸入碼也叫外部碼（簡稱外碼）。（1）音碼。以拼音編碼做為漢字的輸入碼就是“音碼”，如全拼、簡拼和智能ABC等輸入法。要輸入“美”字，在全拼狀態(tài)下只要輸入拼音“mei”即可。音碼的特點是編碼易于學習與記憶，但重碼率較高，影響了漢字錄入的速度。（2）形碼。根據(jù)漢字的字形特點編制其輸入碼的就是“形碼”，如五筆字型輸入法就屬于形碼。在五筆字型狀態(tài)下輸入“khlg”字符編碼就可以錄入“中國”。形碼的特點是重碼率較低，錄入速度快，但要學習與記憶漢字的編碼規(guī)律。462.2.5漢字編碼

2.

漢字機內碼為了便于信息交換，計算機系統(tǒng)內部對漢字進行存儲、處理、傳輸時要使用統(tǒng)一的代碼，常用的漢字標準編碼有GB2312-1980國標碼和GB18030-2000等。（1）GB2312-1980國標碼為了規(guī)范信息處理時漢字的編碼，我國根據(jù)有關國際標準于1980年制定并頒布了《信息交換用漢字編碼字符集》GB2312-1980，簡稱國標碼。GB2312-1980國標碼用2個字節(jié)來給一個漢字或字符進行編碼，每個字節(jié)的最高位為“0”，理論上共可以有128×128=16384個不同的編碼。為了簡便起見國際碼常用一個四位的十六進制數(shù)表示，每個字節(jié)的取值范圍與ASCII中可打印字符的取值范圍一樣（即二進制的00100001~01111110），見表2-5。如漢字“啊”的國際碼是3021H。472.2.5漢字編碼

（2）區(qū)位碼國標碼是一個四位十六進制數(shù)，每個字節(jié)的取值范圍為33到126，即共94個值，因此整個國標碼字符集可分成94個區(qū)，每區(qū)有94個位，如果用這種區(qū)號和位號來表示一個字符，即每個區(qū)位上對應一個字符，這種表示方式稱為區(qū)位碼。區(qū)位碼共有94×94=8836個碼位。其符號編碼情況如下：1）01-09區(qū)收錄除漢字外的682個字符。2）10-15區(qū)為空白區(qū)，沒有使用。3）16-55區(qū)收錄3755個一級漢字，按拼音排序。4）56-87區(qū)收錄3008個二級漢字，按部首/筆畫排序。5）88-94區(qū)為空白區(qū)，沒有使用。482.2.5漢字編碼

（3）機內碼GB2312-1980國標碼對字符編碼時2個字節(jié)的最高位為“0”，ASCII用一個字節(jié)的低7位編碼表示一個字符，第8位即最高位也是“0”，這樣計算機內部在處理時就會出現(xiàn)混亂。為了解決這個問題，漢字編碼時引入了機內碼，將GB2312編碼中兩個字節(jié)的最高位都設置成“1”（即國際碼加8080H），這個首位上的“1”就可以作為識別漢字代碼的標志，計算機在處理到首位是“1”的代碼時把它理解為是漢字的編碼，在處理到首位是“0”的代碼時把它理解為是ASCII碼。例如“啊”字的機內碼就是B0A1H。492.2.5漢字編碼

（4）其他漢字編碼1）GB18030-2000編碼GB18030-2000編碼標準是在原來的GB2312-1980等標準的基礎上進行了擴充，共收錄了27000多個漢字。2）GBK編碼GBK是我國制定的對于GB2312-1980碼的擴充，對2萬多個簡、繁體漢字進行了編碼。3）Unicode編碼Unicode編碼在網(wǎng)絡、Windows系統(tǒng)和很多大型軟件中得到應用。4）BIG5碼BIG5碼又稱為大五碼，是中國臺灣、香港地區(qū)普遍使用的一種繁體漢字的編碼標準，采用兩個字節(jié)編碼，共收錄13060個漢字。502.2.5漢字編碼

3.

漢字字型碼存儲在計算機內的漢字編碼在屏幕上顯示或在打印機上輸出時，不能直接輸出其編碼，必須以人們熟悉的字形方式輸出，才能被人們所接受和理解。漢字字形通常有如下兩種表示方式。（1）點陣漢字字形點陣字形就是將漢字分解成由若干個“點”組成的點陣，將此點陣字形置于網(wǎng)狀方格上，每一小方格就是點陣中的一個“點”。漢字字形點陣中每個點的信息用一位二進制碼來表示，1表示對應位置處是黑點，0表示對應位置處是空白。根據(jù)漢字輸出精度的要求，有不同密度點陣，常用的有16×16、24×24、32×32等點陣的字形。512.2.5漢字編碼

漢字“跑”的字形點陣，網(wǎng)狀橫向劃分為24格，縱向也分成24格，這樣共有24×24=576個“點”，點陣中的每個點可以有黑、白兩種顏色，有字形筆劃的點用黑色，反之用白色，用這樣的點陣就可以描寫出漢字的字形了。522.2.5漢字編碼

（2）矢量漢字字形每一個漢字都有不同的輪廓形狀，如果將一個漢字筆劃上的關鍵點用數(shù)學曲線來描述（比如一個筆劃的起始、終止坐標，半徑、弧度等），在漢字輸出時通過計算產(chǎn)生出所描述漢字的形狀，這就是矢量漢字。矢量漢字的優(yōu)點是字體實際尺寸可以任意縮放而不變形。矢量字體主要包括TrueType、OpenType等。53感謝！THANKYOU542.3

多媒體技術基礎《大學計算機應用基礎》552.3.1

多媒體的概念CONTENTS目錄2.3.2

多媒體系統(tǒng)的組成2.3.3

多媒體技術的應用2.3.4

多媒體信息的存儲格式562.3.1多媒體的概念

1.

什么是多媒體技術這里的多媒體技術（MultimediaTechnology）是指計算機多媒體技術，其含義是指通過計算機對文字、數(shù)據(jù)、圖形、圖像、動畫、聲音等多種媒體信息進行綜合處理和管理，使用戶可以通過多種感官與計算機進行實時信息交互的技術。簡單地說，就是利用計算機綜合處理圖、文、聲、像等信息的技術。多媒體技術由于利用計算機技術將各種媒體以數(shù)字化的方式集成在一起，從而使計算機具備了表現(xiàn)、處理、存儲多種媒體信息的綜合能力，因此廣泛應用在各類需要人機交互的計算機應用系統(tǒng)中。572.3.1多媒體的概念

2.

多媒體技術的特點（1）多樣性多樣性是指多媒體技術使計算機處理信息的范圍從傳統(tǒng)的數(shù)值和文字擴展到了圖像、圖形、聲音和視頻等多種形式，從而改變了計算機信息處理的單一模式，使它能夠與人進行交互處理多種信息。（2）集成性集成性是指多媒體技術以計算機為中心，采用數(shù)字化的方式可以綜合處理文字、聲音、圖形、動畫、圖像、視頻等多種信息，并將這些不同類型的信息有機地結合在一起。它包括信息媒體的集成和處理這些媒體的設備的集成兩個方面。582.3.1多媒體的概念

（3）交互性交互性是指多媒體技術用戶可以與計算機進行多種信息媒體的交互操作，從而為用戶提供更加有效地控制和使用信息的手段。借助于交互性，人們將不再是被動地接受文字、圖像、聲音等信息，而可以主動地進行檢索、提問和回答。（4）智能性智能性是指多媒體技術提供了易于操作、十分友好、帶有智能“思考”功能的界面，使計算機的應用更直觀、方便、親切和人性化，進一步促進了多媒體技術的廣泛應用。592.3.2

多媒體系統(tǒng)的組成

1.

多媒體硬件系統(tǒng)（1）聲卡。聲卡是計算機多媒體系統(tǒng)中最基本的組成部分，是實現(xiàn)聲波與數(shù)字信號相互轉換的一種硬件設備。聲卡的基本功能是把來自話筒、磁帶、光盤等音源的原始聲音信號轉換為數(shù)字信號輸入計算機，或將電腦中輸出到耳機、揚聲器、擴音機、錄音機等聲響設備的信號轉換為模擬信息輸出。（2）顯卡。顯卡又稱圖形適配器，是顯示高分辨率彩色圖像的處理設備，顯卡性能直接決定了圖像顯示的速度與質量。為了降低成本，大部分顯卡集成在主機板上。（3）視頻卡。視頻卡也叫視頻采集卡(VideoCapturecard)，用以將模擬錄像機等設備輸出的視頻信號或者視頻和音頻的混合信息輸入電腦，并轉換成電腦可辨別的數(shù)字數(shù)據(jù)存儲在電腦中，使其成為可編輯處理的視頻數(shù)據(jù)文件。602.3.2

多媒體系統(tǒng)的組成

2.

多媒體軟件系統(tǒng)（1）多媒體操作系統(tǒng)。多媒體操作系統(tǒng)是多媒體系統(tǒng)的核心，具有多媒體數(shù)據(jù)轉換、多媒體設備控制與管理等功能，同時要提供多媒體系統(tǒng)與用戶的接口。（2）多媒體驅動程序。它完成設備的初始化、各種設備操作以及設備的打開和關閉、基于硬件的壓縮和解壓、圖像快速變換等功能。（3）多媒體制作工具。用于各種多媒體信息的收集、制作、編輯等的工具軟件。常用的多媒體制作工具有聲音處理軟件（如AdobeAudition、WaveEdit等）、圖像處理軟件（如Photoshop、PaintBrush等）、視頻處理軟件（如Premiere、QuickTime等）和動畫處理軟件（如Flash、3DSMax等）。612.3.3

多媒體技術的應用

多媒體技術的典型應用包括以下幾個方面：1.

教育培訓多媒體技術使教材不僅有文字、靜態(tài)圖像，還具有動態(tài)圖像和語音等，使教育的表現(xiàn)形式更加多樣化，提升了學習者的學習興趣，學習起來更方便，教學效果更好。2.

辦公系統(tǒng)多媒體應用于辦公是指視聽一體化的辦公信息處理系統(tǒng)和通信系統(tǒng)，主要包括：辦公信息管理，視頻會議系統(tǒng)，管理信息系統(tǒng)等，各種辦公設備與多媒體系統(tǒng)相結合，真正實現(xiàn)了辦公自動化和辦公智能化。622.3.3

多媒體技術的應用

3.

電子出版多媒體技術在出版方面的普及，給出版業(yè)帶來了巨大影響，電子圖書、電子報紙和電子雜志就是多媒體技術的產(chǎn)物。電子出版物容量大、體積小、成本低、檢索快、易于保存和復制，能存儲圖文聲像信息等優(yōu)點。4.

娛樂游戲多媒體的發(fā)展，將簡單的卡通片與游戲發(fā)展到聲文圖并茂的實體模擬，畫面、聲音更加逼真，趣味性和娛樂性增加。物美價廉的游戲產(chǎn)品備受人們的歡迎，對啟迪兒童智慧、豐富成年人的娛樂活動大有益處。632.3.4

多媒體信息的存儲格式

1.

聲音文件的常用格式（1）WAV（.wav）格式文件WAV是微軟公司專門為Windows開發(fā)的一種標準數(shù)字音頻文件格式，該文件能記錄通過話筒等設備輸入并由聲卡轉化為數(shù)字信息的聲音，并能基本保證聲音不失真，WAV音頻是一種沒有經(jīng)過壓縮的存儲格式。（2）MIDI（.mid）格式文件MIDI(MusicalInstrumentDigitalInterface)是樂器數(shù)字接口的縮寫，MIDI是編曲界廣泛使用的音樂格式。642.3.4

多媒體信息的存儲格式

（3）MP3（.mp3）格式文件MP3是一種音頻壓縮技術，其全稱是動態(tài)影像專家壓縮標準音頻層面3（MovingPictureExpertsGroupAudioLayerIII），簡稱為MP3。它被設計用來大幅度地降低音頻數(shù)據(jù)量。利用MPEGAudioLayer3的技術，將音樂以10:1甚至12:1的壓縮率，壓縮成容量較小的文件，而對于大多數(shù)用戶來說重放的音質與最初的不壓縮音頻相比沒有明顯的下降。（4）CD（.cda）格式文件CD格式文件是以固定頻率對聲音信號進行采樣，量化后存儲在CD音軌中，它的聲音基本上是忠于原聲的，因此具有較高的音質。652.3.4

多媒體信息的存儲格式

（5）RealAudio（.ra）格式文件RealAudio文件由于其壓縮比例高（可達到96:1），是一種適合在網(wǎng)絡上實時傳送和播放音樂文件的音頻格式。這種格式的特點是可以隨網(wǎng)絡帶寬的不同而改變聲音的質量，在保證大多數(shù)人聽到流暢聲音的前提下，令帶寬較富裕的聽眾獲得較好的音質。（6）WMA（.wma）格式文件WMA（WindowsMediaAudio）音頻格式是由微軟公司開發(fā)的，音質要強于MP3格式，更遠勝于RA格式，WMA的壓縮比一般都可以達到18：1左右，WMA優(yōu)點是內置了版權保護技術，可以限制復制、播放時間和播放次數(shù)甚至于播放的機器等。662.3.4

多媒體信息的存儲格式

2.

圖像文件的常用格式圖像根據(jù)其在計算機中的表示方式不同，可以分為位圖和矢量圖兩種類型。（1）位圖：是以點陣形式描述圖形圖像，點陣中的元素為像素點，像素是組成圖像的最小單位。位圖圖像與分辨率有關，即在一定面積的圖像上包含有固定數(shù)量的像素。因此，如果在屏幕上以較大的倍數(shù)放大顯示圖像，或以過低的分辨率打印，位圖圖像就會出現(xiàn)鋸齒邊緣。位圖圖像的優(yōu)點是適合表現(xiàn)具有細致層次和豐富色彩特點的圖像，位圖圖像易于輸入輸出。其缺點是位圖圖像需要占用較大存儲空間，位圖圖像的編輯較為困難等。（2）矢量圖：是用數(shù)學計算的方式實現(xiàn)的，它由一組指令集合來描述圖形的內容，通過這些指令的描述，可以構成一幅圖的所有點、直線、曲線、矩形和橢圓等的位置、大小、維數(shù)、形狀和顏色。矢量圖形的優(yōu)點是圖形縮放不變形，矢量圖形需要的存儲空間較小672.3.4

多媒體信息的存儲格式

對于圖像，由于記錄的內容不同和壓縮方式不同，其文件格式也不同。每種格式的圖像文件都有不同的特點、產(chǎn)生的背景和應用的范圍。下面介紹幾種較為常用的格式文件。（1）BMP（.bmp）格式文件BMP文件（Bitmap，位圖）是Windows系統(tǒng)下使用的與設備無關的點陣位圖文件，允許在任何輸出設備上顯示該點陣文圖。這種格式的特點是包含的圖像信息較豐富，幾乎不進行壓縮，因此它的缺點是占用磁盤空間過大。（2）GIF(.gif)格式文件GIF(GraphicsInterchangeFormat，圖形交換格式)文件非常適合于表示較簡單的圖像，主要用于圖像文件的網(wǎng)絡傳輸。它分為靜態(tài)GIF格式和動態(tài)GIF格式，動態(tài)GIF格式可以存儲若干幅靜止的圖像而形成連續(xù)的動畫。GIF格式廣泛應用于Internet網(wǎng)絡中。682.3.4

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