數(shù)字化信息編碼與數(shù)據(jù)表示課件

1、第2章 數(shù)字化信息編碼與數(shù)據(jù)表示 2.1 數(shù)字化信息編碼的概念 2.2 進位計數(shù)制 2.3 不同進制之間的轉換 2.4 計算機中數(shù)據(jù)的表示方法 2.5 常用字符編碼2.1 數(shù)字化信息編碼的概念1數(shù)字化信息編碼的概念 數(shù)據(jù)與信息編碼，是指采用約定的基本符號，按照一定的組合規(guī)則，表示出復雜多樣的信息，從而建立起信息與編碼之間的對應關系。信息送入計算機后以編碼的形式進行處理，從計算機輸出后又還原成原來的形式。 一切信息編碼都包括基本符號和組合規(guī)則這兩大要素。 數(shù)據(jù)是一個廣義的概念，它涉及事物的表示形式，是構成信息和知識的原始材料。在計算機科學中一切能被計算機接收和處理的物理符號都被稱為“數(shù)據(jù)”。 信

2、息是一個既抽象又復雜的概念，它是一種消息，是有意義的數(shù)據(jù)關聯(lián)排列的結果。從廣義上來看，信息是對數(shù)據(jù)加工處理后得到的有用知識。信息來源于數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是信息的具體表現(xiàn)形式。數(shù)據(jù)處理就是把雜亂無章的數(shù)據(jù)加工成為有意義、有價值的信息的過程。返回采用數(shù)字(二進制數(shù)、八進制數(shù)、十進制數(shù)等)作為基本符號按照一定的組合規(guī)則得到的編碼，稱為數(shù)字化信息編碼。 計算機中的信息也稱為數(shù)據(jù)。由于二進制電路簡單、可靠且具有很強的邏輯功能，因此數(shù)據(jù)在計算機中均以二進制表示，并用它們的組合表示不同類型的信息。(也稱基2碼）2信息的單位（1）位 計算機中所有的數(shù)據(jù)都是以二進制來表示的，一個二進制代碼稱為一位，記為bit。位是計算

3、機中最小的信息單位。 （2）字節(jié)（B）在對二進制數(shù)據(jù)進行存儲時，以八位二進制代碼為一個單元存放在一起，稱為一個字節(jié)，記為Byte。字節(jié)是計算機中次小的存儲單位。（3）字一條指令或一個數(shù)據(jù)信息，稱為一個字。字是計算機進行信息交換、處理、存儲的基本單元。（4）字長CPU中每個字所包含的二進制代碼的位數(shù)，稱為字長。字長是衡量計算機性能的一個重要指標。 進位計數(shù)制是指用一組特定的數(shù)學符號，按照一定的進位規(guī)則來表示數(shù)目的技術方法。 基數(shù) （R）使用基本符號的個數(shù)R（0，1，R-1） 位權：以基數(shù)為底的冪Rn（3643.76 ）D =3103+6102+4101+3100+710-1+610-2 3AD.

4、F7？ 2.3 不同進制之間的轉換1二進制與十進制的相互轉換 二進制數(shù)要轉換成十進制數(shù)非常簡單，只需將每一位數(shù)字乘以它的權2n，再以十進制的方法相加就可以得到它的十進制的值（注意，小數(shù)點左側相鄰位的權為20，從右向左，每移一位，冪次加1）?！纠?】（10110.011）B=124+023+122+121+020+02-1 +12-2+12-3=（22.375）D十進制整數(shù)轉換成二進制整數(shù)部分采用的是倒除法，即“除2取余”的方法。具體過程介紹如下：（1）將十進制數(shù)除2，保存余數(shù)。（2）若商為0，則進行第三步，否則，用商代替原十進制數(shù)，重復第1步。（3）將所有的余數(shù)找出，最后得到的余數(shù)作為最高位，

5、最先得出的余數(shù)作為最低位，由各余數(shù)依次排列而成的新的數(shù)據(jù)就是轉換成二進制的結果。 2二進制數(shù)與十六進制數(shù)的相互轉換圖將二進制數(shù)轉變成十六進制數(shù)由于16=24，所以在將二進制數(shù)轉換成十六進制數(shù)時，即從小數(shù)點開始，分別往前往后，每四位二進制數(shù)劃為一組，用一位十六進制數(shù)代替，也稱為“以四換一”；十六進制數(shù)轉換成二進制數(shù)時正好相反，一位十六進制數(shù)用四位二進制數(shù)來替換，也稱“以一換四”。（不足位時，小數(shù)向右補零 整數(shù)向左 補零） 同樣道理，八進制轉化為二進制，則是將每個八進制數(shù)變成3位的二進制數(shù)。EX：110111101.011分別轉化為十六進制和十進制3非十進制與十進制的相互轉換 非十進制轉化為十進制

6、：與二進制轉化成十進制的方法是相同的，即把各個非十進制數(shù)按位權展開求和。 十進制轉化為非十進制（R進制）：整數(shù)部分除R取余(倒排）；小數(shù)部分乘R取整（順排）*二進制數(shù)的基本運算1.算術運算（1）加法（2）減法（3）乘法（4）除法2.4 計算機中數(shù)據(jù)的表示方法 機器數(shù)的位數(shù)固定，能表示的數(shù)值范圍受到位數(shù)的限制。如：字長為8位的計算機能表示的無符號整數(shù)范圍是0255(28-1)。當計算機運行結果超過機器所能表示范圍，就會產(chǎn)生“溢出”。 用0表示正數(shù)，用1表示負數(shù)。(+79)10=(01001111)20100111111001111(-79)10=(11001111)27 6 5 4 3 2 1

7、0 7 6 5 4 3 2 1 0數(shù)符正數(shù)數(shù)符負數(shù)數(shù)值數(shù)值原碼一個二進制數(shù)同時包含符號和數(shù)值兩部分，用最高位表示符號，其余各位表示該數(shù)值的絕對值，這種表示帶符號數(shù)的方法為原碼表示法。十進制+79原碼為：01001111十進制-79原碼為： 11001111反碼反碼是另一種表示有符號數(shù)的方法，即對除了符號位的每一個數(shù)求反。 對于正數(shù)，其反碼與原碼相同；對于負數(shù)，在求反碼的時候，除了符號位外，其余各位按位取反，即“1”都換成“0”，“0”都換成“1”。十進制+79原碼為：01001111 反碼為：01001111十進制-79原碼為： 11001111 反碼為：10110000補碼補碼是表示帶符號數(shù)

8、的最直接方法。對于正數(shù)，其補碼與原碼相同；對于負數(shù)，則其補碼為反碼加1。十進制+79原碼為：01001111 反碼為：01001111 補碼為：01001111 十進制-79原碼為：11001111 反碼為：10110000 補碼為：10110001總結：正數(shù)的原碼、反碼、補碼都為該數(shù)的原碼。 負數(shù)的補碼是該數(shù)的反碼基礎上加1得到的。2.5 常用字符編碼1BCD碼 對十進制的09這十個數(shù)進行二進制編碼十進制數(shù)和BCD碼對照表十進制BCD碼十進制BCD碼000005010110001601102001070111300118100040100910012ASCII碼（美國標準信息交換碼）目前廣泛采用的一種字符同意編碼方案。2.計算機中字符的編碼 (ASCII碼)基本ASCII碼用7位二進制數(shù)（或最高位為0的8位二進制數(shù)）來表示字符。10個數(shù)字09：二進制0011000000111001 十進制 485752個英文字符：大寫AZ 0100000101011010 十進制 6590 小寫 az 0110000101111010 十進制 97122各類字符ASCII碼值的大小比較空格標點符號數(shù)字大寫字母小寫字母7位ASCII碼表7654