第2讲信息数字化表示优秀PPT.ppt
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1、第第2讲信息数字化表讲信息数字化表示示2023/2/231现在学习的是第1页,共59页2.1计算机中的数据计算机中的数据计算机通过电子开关的状态表示数据计算机通过电子开关的状态表示数据开关的开关的“通通”状态表示状态表示1,开关的,开关的“断断”状态表示状态表示02023/2/232现在学习的是第2页,共59页一个开关有两个状态一个开关有两个状态n个开关能描述个开关能描述2n个不同的状态个不同的状态只要有足够的开关,就可以表示任意的数只要有足够的开关,就可以表示任意的数据据形式形式2023/2/233现在学习的是第3页,共59页计算机中的数据分类计算机中的数据分类文本文本(text)图像图像(
2、image)音频音频(audio)视频视频(video)数字数字(number)数据数据(data)2023/2/234现在学习的是第4页,共59页2.2二进制、八进制和十六进制二进制、八进制和十六进制一、数制一、数制数制:数制:用一组固定的用一组固定的数码数码和一套统一的和一套统一的规则规则来表示来表示数目的方法数目的方法进位计数制进位计数制:数码表示的值与位置有关:数码表示的值与位置有关基数基数:进位计数制中允许使用的基本数码的个数:进位计数制中允许使用的基本数码的个数位权位权:数码在不同位置上的权值,其大小是以:数码在不同位置上的权值,其大小是以基数基数为底为底、数码所在位置的、数码所在
3、位置的序号为指数序号为指数的整数次幂的整数次幂2023/2/235现在学习的是第5页,共59页进制进制基数基数运算原则运算原则实例实例十进制十进制09共十共十个数个数逢十进一逢十进一5651016100二进制二进制01共两共两个数个数逢二进一逢二进一10121020进位计数制进位计数制2023/2/236现在学习的是第6页,共59页进位计数制进位计数制一般而言,对于任意的一般而言,对于任意的R进制数进制数An-1An-2.A1A0A-1A-2A-3.A-m(其其中中n为为整数位数,整数位数,m为小数位数为小数位数)其值可以表示为:其值可以表示为:An-1Rn-1An-2Rn-2.A1R1+A0
4、R0A-1R-1+A-2R-2+A-3R-3.A-mR-m2023/2/237现在学习的是第7页,共59页二、二进制二、二进制计算机内部只能以二进制形式处理数值数据计算机内部只能以二进制形式处理数值数据二进制允许使用的数码为二进制允许使用的数码为0、1,基数为,基数为2并按并按“逢二进一逢二进一”的原则进行计数的原则进行计数例如:例如:(110010.11)2125124023022121+02012-112-22023/2/238现在学习的是第8页,共59页例例:将(将(35.6875)10转换为二进制数。转换为二进制数。用除用除2取余法将取余法将整数部分整数部分(35)10转换为二进制整数
5、:转换为二进制整数:235余数为余数为1低位低位217余数为余数为128余数为余数为024余数为余数为022余数为余数为021余数为余数为1高位高位0故:故:(35)10=(100011)2验证:验证:125+024+023+022+121+120=32+2+1=35十进制转换成二进制十进制转换成二进制2023/2/239现在学习的是第9页,共59页用乘用乘2取整法将取整法将小数部分小数部分(0.6875)10转换为二进制形式:转换为二进制形式:0.687521.3750整数部分为整数部分为1高位高位0.375020.7500整数部分为整数部分为00.750021.5000整数部分为整数部分为
6、10.500021.0000整数部分为整数部分为1低位低位即:即:(0.6875)10=(0.1011)22023/2/2310现在学习的是第10页,共59页 整整数数部部分分与与小小数数部部分分合合并并,可可得得:(35.6875)10=(100011.1011)2注意:注意:在在上上例例中中,将将十十进进制制小小数数转转换换成成为为二二进进制制小小数数的的过过程程中中,乘乘积积小小数数部部分分变变成成“0”,表表明明转转换换结结束束。实实际际上上将将十十进进制制小小数数转转换换成成二二进进制制、八八进进制制、十十六六进进制制小小数数过过程程中中小小数数部部分分可可能能始始终终不为零,因此只
7、能限定取若干位为止。不为零,因此只能限定取若干位为止。将十进制数转换为八进制、十六进制数的规则和方法与之相同,将十进制数转换为八进制、十六进制数的规则和方法与之相同,只是只是R(基数)的取值不同。(基数)的取值不同。2023/2/2311现在学习的是第11页,共59页三、八进制和十六进制三、八进制和十六进制八进制具有八个不同的数码符号八进制具有八个不同的数码符号0、1、2、3、4、5、6、7其基数为其基数为8,并按并按“逢八进一逢八进一”的原则进行计数的原则进行计数例如:例如:(6734)86837823814802023/2/2312现在学习的是第12页,共59页十六进制具有十六个不同的数码
8、符号十六进制具有十六个不同的数码符号0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F,其基数为,其基数为16十六进制数的计数规则十六进制数的计数规则:逢十六进一。逢十六进一。在十六个数码中,在十六个数码中,A代表十进制代表十进制10,B代表代表11,C代代表表12,D代表代表13,E代表代表14,F代表代表15。例如:例如:(9FC5)169163151621216151602023/2/2313现在学习的是第13页,共59页十六进制转换成十进制十六进制转换成十进制(26A)16=2162+6161+10160=512+96+10=618八进制转换成十进制八进制转换成十进制(42
9、3.2)8=482+281+380+28-1总结总结:十进制、八进制、十六进制之间的转换,比较:十进制、八进制、十六进制之间的转换,比较难计算,而且一般用得很少,最常用的方法是将其转难计算,而且一般用得很少,最常用的方法是将其转换成二进制,然后再转换一次。换成二进制,然后再转换一次。2023/2/2314现在学习的是第14页,共59页八进制与二进制之间的转换八进制与二进制之间的转换二进制数转换为八进制数二进制数转换为八进制数三位并一位三位并一位:以小数点为基准,整数部分从右到左,:以小数点为基准,整数部分从右到左,小数部分从左到右,每三位一组,不足三位添小数部分从左到右,每三位一组,不足三位添
10、0补补足足,然后把每组的三位二进制数按权展开后相加,然后把每组的三位二进制数按权展开后相加,得到相应的一位八进制数码,再按权的顺序连接即得到相应的一位八进制数码,再按权的顺序连接即得相应的八进制数。得相应的八进制数。例如:例如:(1011100.00101011)2=(?)8(001,011,100.001,010,110)2=(134.126)8134.1262023/2/2315现在学习的是第15页,共59页八进制与二进制之间的转换八进制与二进制之间的转换八进制数转换为二进制数八进制数转换为二进制数一位拆三位一位拆三位一位拆三位一位拆三位:将每一位八进制数写成对应的三位二:将每一位八进制数
11、写成对应的三位二进制数,然后按权连接即可进制数,然后按权连接即可例如:例如:(123.67)8=(?)2123.67(八进制八进制)001,010,011.110,111(二进制二进制)(123.67)8=(1010011.110111)22023/2/2316现在学习的是第16页,共59页十六进制与二进制之间的转换十六进制与二进制之间的转换 二进制数转换为十六进制数二进制数转换为十六进制数四位并一位四位并一位四位并一位四位并一位:以小数点为基准,:以小数点为基准,整数整数部分从右到左,部分从右到左,小小数数部分从左到右,每四位一组,不足四位添部分从左到右,每四位一组,不足四位添0 0补足补足
12、,然后把然后把每组的四位二进制数按权展开后相加,得到相应的一位十每组的四位二进制数按权展开后相加,得到相应的一位十六进制数码,再按权的顺序连接即得相应的十六进制数六进制数码,再按权的顺序连接即得相应的十六进制数例如:例如:(1011110.00011)(1011110.00011)2 2=(?)=(?)1616(0101,1110.0001,1000)(0101,1110.0001,1000)2 2=(5E.18)=(5E.18)1616 5 E.1 8 5 E.1 82023/2/2317现在学习的是第17页,共59页十六进制与二进制之间的转换十六进制与二进制之间的转换 十六进制数转换为二进
13、制数十六进制数转换为二进制数一位拆四位一位拆四位一位拆四位一位拆四位:把一位十六进制数写成对应的四位二进制数,:把一位十六进制数写成对应的四位二进制数,然后按权连接即可。然后按权连接即可。例如:例如:(123.EF)(123.EF)1616=(?)=(?)2 21 2 3.E F(1 2 3.E F(十六进制十六进制)0001,0010,0011.1110,1111 (0001,0010,0011.1110,1111 (二进制二进制)(123.EF)(123.EF)1616=(100100011.11101111)=(100100011.11101111)2 22023/2/2318现在学习的
14、是第18页,共59页常用数制的对照表常用数制的对照表十进制十进制二进制二进制八进制八进制十六进制十六进制0 0000000000 00 01 1000100011 11 12 2001000102 22 23 3001100113 33 34 4010001004 44 45 5010101015 55 56 6011001106 66 67 7011101117 77 78 81000100010108 89 91001100111119 91010101010101212A A1111101110111313B B1212110011001414C C1313110111011515D D
15、1414111011101616E E1515111111111717F F2023/2/2319现在学习的是第19页,共59页2.3文本数字化表示文本数字化表示一、数据单位一、数据单位位(比特位(比特/bit):):1个电子开关的状态个电子开关的状态字节(字节(byte):):8位二进制数串位二进制数串字(字(word):计算机一次处理的数据宽度,):计算机一次处理的数据宽度,通常是字节的倍数通常是字节的倍数32-bitmachines64-bitmachinesetc.2023/2/2320现在学习的是第20页,共59页二、文本数据编码二、文本数据编码要以数字化的形式表示文本,必须表示在文
16、本中可能出现要以数字化的形式表示文本,必须表示在文本中可能出现的每个字符的每个字符要表示的字符数是有限的,最常用的方法就是给每一个要表示的字符数是有限的,最常用的方法就是给每一个字符分配一个二进制串字符分配一个二进制串字符集字符集就是字符和表示它们的代码的清单就是字符和表示它们的代码的清单计算机制造商就关于使用哪种字符集达成一致后,计算机制造商就关于使用哪种字符集达成一致后,文本数据的处理就容易了文本数据的处理就容易了2023/2/2321现在学习的是第21页,共59页三、三、ASCII编码编码ASCIIstandsforAmericanStandardCodeforInformationIn
17、terchange.美国信息交换标准代码,美国信息交换标准代码,7位二进制位,位二进制位,1位校验位校验位位经过发展,采用经过发展,采用8位表示数据位表示数据2023/2/2322现在学习的是第22页,共59页标准标准ASCII码可表示码可表示128个字符,个字符,95个可见,个可见,33个控制码个控制码2023/2/2323现在学习的是第23页,共59页 B7b6b5 B7b6b5b4b3b2b1 b4b3b2b1 00000000100101001001101110010010110111011011111100000000NULNULDLEDLESPSP0 0 P Pp p0001000
18、1SOHSOHDC1DC1!1 1A AQ Qa aq q00100010STXSTXDC2DC2“2 2B BR Rb br r00110011ETXETXDC3DC3#3 3C CS Sc cs s01000100EOTEOTDC4DC4$4 4D DT Td dt t01010101ENQENQNAKNAK%5 5E EU Ue eu u01100110ACKACKSYNSYN&6 6F FV Vf fv v01110111BELBELETBETB 7 7G GW Wg gw w10001000BSBSCANCAN(8 8H HX Xh hx x10011001HTHTEMEM)9 9I
19、 IY Yi iy y10101010LFLFSUBSUB*:J JZ Zj jz z10111011VTVTESCESC+;K K k k 11001100FFFFFSFS,N N n n 11111111SISIUSUS/?O O_ _o oDELDELASCII码表 2023/2/2324现在学习的是第24页,共59页ASCII表使用表使用2023/2/2325现在学习的是第25页,共59页四、四、UNICODE编码编码UNICODE字符集字符集Unicode采用采用16位二进制串表示字符,位二进制串表示字符,216,6万万5千多个字符千多个字符Unicode是是ASCII的超集,前的超
20、集,前256个字符与个字符与ASCII一致一致2023/2/2326现在学习的是第26页,共59页2.4多媒体信息的数字化表示多媒体信息的数字化表示一、图形图像的表示一、图形图像的表示位图:位图:将一幅彩色图分成许多像素,每个像素用将一幅彩色图分成许多像素,每个像素用若干二进制位来表示该像素的颜色若干二进制位来表示该像素的颜色矢量图:矢量图:用一系列计算机指令来表示一幅图用一系列计算机指令来表示一幅图2023/2/2327现在学习的是第27页,共59页q 静止的图像是一个矩阵,阵列中的各项数字用来描述构成图像的各个点的强度与颜色等信息图像图像00011000000110000011110000
21、11110000111100001111000001100000011000矩阵表示图像矩阵表示图像二、位图(二、位图(Bit-MapImage)2023/2/2328现在学习的是第28页,共59页颜色是我们对到达视网膜的各种频率的光的感觉颜色是我们对到达视网膜的各种频率的光的感觉视网膜的三种颜色感光视锥细胞,负责接收不同频率的视网膜的三种颜色感光视锥细胞,负责接收不同频率的光。这些感光器分别对应于光。这些感光器分别对应于红(红(R)、绿()、绿(G)和蓝()和蓝(B)三种颜色三种颜色颜色在计算机中常用颜色在计算机中常用RGB值表示值表示例如,例如,RGB值(值(255,255,0)表示在)表
22、示在red和和green值上取最值上取最大,大,blue值取最小,这样的颜色就是我们所说的明黄色值取最小,这样的颜色就是我们所说的明黄色颜色颜色2023/2/2329现在学习的是第29页,共59页用于用于表示颜色的数据量表示颜色的数据量称为颜色深度,实际就是表示颜称为颜色深度,实际就是表示颜色的色的位数位数的多少的多少增强色增强色用用16bit来表示颜色,每个分量用来表示颜色,每个分量用5bit,多出的一位,多出的一位表示表示透明度透明度真彩色真彩色用用24bit表示,每个分量用表示,每个分量用8bit颜色深度颜色深度2023/2/2330现在学习的是第30页,共59页2424位真彩色提供的颜
23、色比人眼能够分辨的颜色多,为了减位真彩色提供的颜色比人眼能够分辨的颜色多,为了减少文件的大小,尝试用一种叫做少文件的大小,尝试用一种叫做索引颜色索引颜色的技术,也就的技术,也就是说一个特定的程序只支持某些特定的颜色,它将创建是说一个特定的程序只支持某些特定的颜色,它将创建一个调色板,显示最接近真实的调色板颜色。一个调色板,显示最接近真实的调色板颜色。颜色深度颜色深度2023/2/2331现在学习的是第31页,共59页q显示分辨率:显示分辨率:指计算机显示器屏幕显示图象的最指计算机显示器屏幕显示图象的最大显示区,以水平和垂直像素点表示大显示区,以水平和垂直像素点表示q图像分辨率图像分辨率:指数字
24、化的图象的大小,以水平和垂:指数字化的图象的大小,以水平和垂直像素点个数表示直像素点个数表示q例如:在例如:在640480屏幕上显示屏幕上显示320240个像素点图像个像素点图像分辨率分辨率2023/2/2332现在学习的是第32页,共59页图像数据量图像数据量=图像的总像素图像的总像素色彩深度(色彩数)色彩深度(色彩数)/8(单位:(单位:byte)基于点阵图的图像是由固定像素所组成的,点阵图的缺点基于点阵图的图像是由固定像素所组成的,点阵图的缺点在于它限制了分辨率,同样一张图片,打印尺寸较小时,在于它限制了分辨率,同样一张图片,打印尺寸较小时,颜色很均匀,边缘过渡也较平滑,而放大打印就可以
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