數(shù)字的信息化表示1

第二節(jié)

信息的數(shù)字化表示計(jì)算機(jī)內(nèi)部信息的表示信息技術(shù)？在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)、處置和傳輸?shù)男畔⒕捎枚M(jìn)制〔Binary〕代碼來(lái)表示二進(jìn)制二進(jìn)制只需0和1兩個(gè)數(shù)碼，其運(yùn)算規(guī)那么是逢二進(jìn)一。①算術(shù)運(yùn)算〔數(shù)值運(yùn)算〕0+0=00+1=11+0=11+1=10〔逢二進(jìn)一〕②邏輯運(yùn)算〔判別真假〕普通1—真0—假十進(jìn)制、二進(jìn)制、十六進(jìn)制對(duì)照表十進(jìn)制二進(jìn)制十六進(jìn)制0001112102311341004510156110671117810008910019101010A111011B121100C131101D141110E151111F數(shù)值的構(gòu)成一個(gè)數(shù)值各位數(shù)字〔數(shù)碼〕表示的值不僅與該數(shù)字有關(guān)，且與所在位置有關(guān)。【例】數(shù)120410可以分解為：1×103＋2×102＋0×101＋4×100二進(jìn)制、十進(jìn)制和十六進(jìn)制位權(quán)位權(quán)位權(quán)位權(quán)每個(gè)數(shù)位上的數(shù)字所表示的值=該數(shù)碼×權(quán)值位權(quán)：進(jìn)制數(shù)的i次方(i為與位置對(duì)應(yīng)的自然數(shù)〕【例】數(shù)10102可以分解為：1×23＋0×22＋1×21＋0×20【例】數(shù)130016可以分解為：1×163＋3×162＋0×161＋0×160二進(jìn)制的對(duì)應(yīng)位置權(quán)值為：10011二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制2423222120【例】二進(jìn)制數(shù)100112轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制為：100111×24＋0×23＋0×22＋1×21+1×20=1×16＋0×8＋0×22＋1×2+1×1=16＋2+1=19練習(xí)：110121310口訣：乘權(quán)值求和【思索】以下數(shù)值中大的是哪個(gè)？(11011011)2(219)10

簡(jiǎn)便算法：110110111286432168421計(jì)算：128+64+16+8+2+1=219整數(shù)部份：除以2取余數(shù)，直到商為0，余數(shù)從自下而上陳列【例】將(100)10轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制210025002250212126023021101

十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)結(jié)果：(100)10=〔1100100)2

方法轉(zhuǎn)換口訣：除2反向取余低位高位練習(xí)：4310轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)為：根本信息單位〔數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單位〕位〔bit，比特〕二進(jìn)制位〔每位存儲(chǔ)一個(gè)0或1〕字節(jié)〔byte，B，拜特〕1byte=8bit1kB=1024byte=210byte1MB=1024kB=220byte1GB=1024MB=230byte問(wèn)題11011100有幾個(gè)bit？占幾個(gè)字節(jié)？8個(gè)bit，一個(gè)字節(jié)千字節(jié)兆字節(jié)吉字節(jié)編碼ASCII碼〔美國(guó)規(guī)范信息交換碼〕常用西文字符〔128個(gè)〕的二進(jìn)制編碼〔P8表1-1〕每個(gè)字符用規(guī)范規(guī)定的7位二進(jìn)制數(shù)表示，在機(jī)內(nèi)那么占一個(gè)字節(jié)〔最高位為0〕。

想想：為什么是128個(gè)字符？練習(xí)：a與A的ASCII值那個(gè)大？如字符“A〞的ASCII碼為：(01000001)2或6510字符“0〞的ASCII碼為：(00110000)2或4810比較ASCII字符的大小〔按其ASCII碼值〕空格＜0～9＜A～Z＜a～z會(huì)推算同組字符ASCII碼值如A的ASCII值〔十進(jìn)制〕為65，那么B、C…的ASCII值分別為66、67漢字編碼漢字編碼〔由GB2312-80規(guī)定，即國(guó)標(biāo)碼〕國(guó)標(biāo)碼規(guī)定每個(gè)漢字用兩個(gè)七位二進(jìn)制代碼表示，在機(jī)內(nèi)那么用兩個(gè)字節(jié)表示〔每個(gè)字節(jié)的最高位置為1〕。

【例】設(shè)一軟盤有300kB可用空間，假設(shè)運(yùn)用ASCII碼存盤，那么可存儲(chǔ)英文多少個(gè)？假設(shè)存放漢字，那么可存儲(chǔ)漢字多少個(gè)？解：300×1024=307200〔個(gè)〕300×1024÷2=153600〔個(gè)〕小結(jié)1、計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用二進(jìn)制2、二進(jìn)制只需0和13、二進(jìn)制轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制4、十進(jìn)制準(zhǔn)化成二進(jìn)制5、ASCII7、漢字編碼練習(xí)1.在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，數(shù)據(jù)是以什么方式加工、處置和傳送的。 A二進(jìn)制 B八進(jìn)制 C十六進(jìn)制 D十進(jìn)制 2.十進(jìn)制數(shù)17轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)是〔A〕11111〔B〕10001〔C〕10101〔D〕10000"練習(xí)3、容量為2KB的存儲(chǔ)設(shè)備最多可存放的漢字個(gè)數(shù)是〔A〕2 〔B〕512 〔C〕1024 〔D〕2000練習(xí)4.下面四個(gè)數(shù)中，最小的是A〕〔10111〕2 B〕〔10110〕2C〕〔111〕10 D〕〔25〕10

5、在計(jì)算機(jī)中通常表示英文字符的編碼是〔A〕音碼〔B〕形碼〔C〕GB-2312碼〔D〕ASCII碼圖中的正弦曲線代表原始音頻曲線；填了顏色的方格代表采樣后得到的結(jié)果，二者越吻合闡明采樣結(jié)果越好。采樣頻率時(shí)間軸采樣分辨率幅度顯然，當(dāng)橫坐標(biāo)的單位越小即兩個(gè)采樣時(shí)辰的間隔越小，那么越有利于堅(jiān)持原始聲音的真實(shí)情況，換句話說(shuō)，采樣的頻率越大那么音質(zhì)越有保證；同理，當(dāng)縱坐標(biāo)的單位越小那么越有利于音質(zhì)的提高，即采樣的位數(shù)越大越好。對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)展丈量。把時(shí)間和幅度都用離散的數(shù)字表示的信號(hào)稱為數(shù)字信號(hào)。硬件設(shè)備便是模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器〔AnalogtoDigitalConverter，即ADC〕。采樣〔Sampling〕：采樣的過(guò)程實(shí)踐上是將通常的模擬音頻信號(hào)的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成許多稱作“比特〔Bit〕〞的二進(jìn)制碼0和1，這些0和1便構(gòu)成了數(shù)字音頻文件。聲音信息的數(shù)字化數(shù)字化就是采樣和量化。每隔相等的一小段時(shí)間采樣一次，稱均勻采樣〔Uniformsampling〕;把信號(hào)的幅度劃分是等間隔的，稱為線性量化(Quantization)，否那么稱非線性量化。每秒鐘需求采集多少個(gè)聲音樣本—采樣頻率fs。每個(gè)聲音樣本的位數(shù)〔bitpersample,bps〕--量化精度。采樣周期T：按一定的時(shí)間間隔〔T〕取值，1/T稱為采用頻率。常見(jiàn)的有8kHz,11.025kHz,…量化精度：把采樣值量化為一個(gè)有限幅度值的集合。常見(jiàn)的量化精度有8位和16位。存儲(chǔ)量(字節(jié))=(采用頻率X量化位數(shù)X聲道數(shù))/8(B)聲音的緊縮編碼1.全頻帶聲音的緊縮編碼波形聲音經(jīng)過(guò)數(shù)字化之后數(shù)據(jù)量很大，特別是全頻帶聲音。存儲(chǔ)容量(字節(jié))=采樣頻率×采樣精度/8×聲道數(shù)×?xí)r間一段繼續(xù)1分鐘的雙聲道聲音，假設(shè)采樣頻率為44.1kHz，量化精度為16位，數(shù)字化后需求的存貯容量為：44.1×103×16/8×2×60〔秒〕=10.584MBCD盤只能存儲(chǔ)一個(gè)小時(shí)這樣的數(shù)字聲音。聲音的緊縮編碼第1代PCM〔脈沖編碼調(diào)制〕緊縮編碼方案，代表性運(yùn)用是CD.第2代有MPEG-1〔layer1,layer2,layer3,MP3,其中MP3的緊縮比可以到達(dá)10倍左右?！?MPEG-2,杜比AC-3等。在Internet上傳播的流媒體：.ra,wav,wma.

圖像信息的表示1、從現(xiàn)實(shí)世界中經(jīng)過(guò)數(shù)字化設(shè)備獲取的圖象，如掃描儀，數(shù)字相機(jī)等稱為image.2、計(jì)算機(jī)合成圖象，稱為圖形Graphics.3、圖像文件的格式Windows中最常用的圖像文件格式是DIB,BMP,PCX和TIFF。4、圖像的數(shù)字化〔Capturing〕圖像獲取過(guò)程是模擬信號(hào)數(shù)字化過(guò)程。步驟：１、取樣將圖劃分為ＭＸＮ網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格稱為一個(gè)取樣點(diǎn)。一張圖變?yōu)槿狱c(diǎn)組成陣列。２、分色將每個(gè)取樣點(diǎn)的顏色分解成３個(gè)基色〔red,green,blue〕,即每個(gè)取樣點(diǎn)用３個(gè)亮度值〔分量〕表示。非彩色圖那么每個(gè)取樣點(diǎn)用一個(gè)亮度值表示。３、量化對(duì)每個(gè)取樣點(diǎn)的每個(gè)分量進(jìn)展Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換，即亮度值用數(shù)字量表示。

一幅沒(méi)有緊縮的圖像數(shù)據(jù)量為

圖像數(shù)據(jù)量=圖像程度分辨率X圖像垂直分辨率X像素深度/8像素深度

8位=28=256色

16位=216=256X256色=65536色

24位==224=256X65536色=16777216色可以經(jīng)過(guò)控制面板設(shè)置顯示器的顏色。5、圖像緊縮6、不同像素深度比較256色16位色640X480采樣點(diǎn)，16位色圖像數(shù)據(jù)量為：640*480*16/8=600KB6、計(jì)算圖像數(shù)據(jù)量640X480采樣點(diǎn)，16位色圖像數(shù)據(jù)量為：640*480*16/8=600KB視頻信息的表示視頻Video指內(nèi)容隨時(shí)間變化的一個(gè)圖像序列，也稱活動(dòng)圖像(MotionPicture).例如：DVD，VCD等。動(dòng)畫(huà)演示。一、視頻信號(hào)的數(shù)字化數(shù)字視頻和模擬視頻比較：易于復(fù)制，傳輸時(shí)質(zhì)量不下降，容易編輯修正，節(jié)省頻率資源等。視頻數(shù)字化包括不少技術(shù)問(wèn)題，如電視信號(hào)具有不同的制式而且采用復(fù)