教學課件：《大學計算機》李鳳霞

大學計算機大學計算機大學計算機基礎(chǔ)第一章基于計算機的問題求解第二章計算機信息數(shù)字化基礎(chǔ)第三章計算機的工作原理與硬件體系結(jié)構(gòu)第四章計算機軟件平臺第五章計算機網(wǎng)絡(luò)平臺第六章數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)庫第七章計算與計算學科第八章算法與程序設(shè)計第九章實用軟件第十章計算機科學前沿技術(shù)大學計算機基礎(chǔ)第一章基于計算機的問題求解第一章基于計算機的問題求解問題導(dǎo)入:因特網(wǎng)梅森素數(shù)大搜索？第一章基于計算機的問題求解問題導(dǎo)入:因特網(wǎng)梅森素數(shù)大搜索

1.1問題描述與抽象

1.2基于計算機的問題求解方法 1.3計算機科學學科的知識領(lǐng)域第1章基于計算機的問題求解第一章基于計算機的問題求解實驗1

圖靈機模型與計算機硬件系統(tǒng)

虛擬拆裝實驗 1.1問題描述與抽象第1章基于計算機的問題求解第一章

1.1問題描述與抽象1.1.1

問題描述本課程我們強調(diào)的是計算思維的能力。不僅是介紹計算機技術(shù)，而更重要的是提升大家分析問題、解決問題的能力。1.1問題描述與抽象1.1.1問題描述本課程我們強

1.1問題描述與抽象1.1.2

問題抽象1.抽象的概念2.實際問題的抽象實例抽象就是把事物的特點從具體實例里面抽取出來，形成一套適合所有實例的框架。住宅小區(qū)在兩個樓前面建一個小型花壇，兩個樓橫向之間的間距為80米，從花壇到兩個樓之間鋪兩條小路，請問小路要鋪多長？1.1問題描述與抽象1.1.2問題抽象1.抽象的

1.1問題描述與抽象問題描述——雞兔同籠1.1.3

建模與求解抽象過程雞x兔y數(shù)學模型分析問題和抽象方法不同，求解的途徑就不同1.1問題描述與抽象問題描述——雞兔同籠1.1.3建1.1.4

面向計算機的問題分析1.面向計算機的問題抽象計算機抽象包括：過程抽象數(shù)據(jù)抽象過程抽象是針對對象的行為特征數(shù)據(jù)抽象就是針對對象的屬性

1.1問題描述與抽象1.1.4面向計算機的問題分析1.面向計算機的問題抽象計1.1.4

面向計算機的問題分析2.雞兔同籠問題的計算機求解面向計算機的問題分析----問題所涉及的參數(shù)

----答案要滿足的條件計算機求解過程雞兔數(shù)量為整數(shù)；雞兔總數(shù)為35；雞兔總腳數(shù)為94根據(jù)這個流程圖，說明用計算機解決該問題與人的思維解決該問題，有哪些相同與不同之處？圖1-2

1.1問題描述與抽象1.1.4面向計算機的問題分析2.雞兔同籠問題的計算機求1.1.4

面向計算機的問題分析[情景問題1-1]

要對n階方程組求解，理論上是可以用行列式的方法求解得，需要計算n+1個n階行列式的值，要做的乘法運算是（n！）（n-l）（n+1）次。假如n取值為20，你認為計算機可以做嗎？人可以做嗎？[思考與練習1-1]

請分析圖1-2中的“判斷是否符合條件”這件事計算機需要做多少次？

1.1問題描述與抽象1.1.4面向計算機的問題分析[情景問題1-1] [思

1.1問題描述與抽象

1.2基于計算機的問題求解方法

2.3計算機科學學科的知識領(lǐng)域第1章基于計算機的問題求解第一章基于計算機的問題求解 1.1問題描述與抽象第1章基于計算機的問題求解第一

1.2基于計算機的問題求解方法1.2.1

基于計算機軟件的問題求解問題描述軟件名稱問題描述軟件名稱文件與信息下載訊雷下載視頻制作影視屏王文檔瀏覽HedExLite壓縮軟件WinRAR圖像瀏覽ACDSee計算機安全使用360殺毒音頻瀏覽酷狗音樂播放器硬盤檢測工具HDTunePro視頻瀏覽超級解霸數(shù)?學?建?模Mathematica圖像制作美圖秀秀電路設(shè)計Protel三維動畫制作3DSmax機械制圖AutoCAD，Pro/E表1-1通用問題與求解問題的相應(yīng)軟件1.2基于計算機的問題求解方法1.2.1基于計算機1.2.2

基于計算機程序的問題求解1.求解問題的程序方法程序主要包含如下兩方面的信息：（1）對程序中操作的描述。（2）對程序中數(shù)據(jù)的描述。

1.2基于計算機的問題求解方法1.2.2基于計算機程序的問題求解1.求解問題的程序方法用計算機語言設(shè)計程序的一般步驟：確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法分析問題,建立模型選擇語言編制程序上機調(diào)試運行程序結(jié)果分析與修正

1.2基于計算機的問題求解方法1.2.2

基于計算機程序的問題求解用計算機語言設(shè)計程序的一般步驟：確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法分析問題,2.求正弦曲線并打印輸出問題描述：編寫程序，對于0到2π一組確定的x值，輸出如圖所示的sin(x)函數(shù)結(jié)果，并以圖形的形式打印到計算機屏幕上。圖1-3計算機程序方式打印的正弦曲線#definePAI3.14159#include<math.h>#include<stdlib.h>#include<stdio.h>voidmain(){doublex;inty,i,yy;for(i=1;i<80;i++)/*打印圖形的第一行*/if(i==40)printf("*");/*i控制打印的列位置*/elseprintf("-"); printf("\n");for(x=10.0;x<=360.0;x+=10.)/*從10度到360度*/{y=40+30*sin(x*PAI/180.0);/*計算對應(yīng)的列*/ yy=40>y?40:y;/*下一行要打印的字符總數(shù)*/for(i=1;i<=yy;i++)/*控制輸出圖形中的一行*/{if(i==y)printf("*");/*i控制打印的列位置*/elseif(i==40)printf("|");/*打印中心的豎線*/elseprintf("");}printf("\n");}getch();}

1.2基于計算機的問題求解方法1.2.2

基于計算機程序的問題求解2.求正弦曲線并打印輸出問題描述：編寫程序，對于0到2π一3.用程序方法求素數(shù)(a)算法描述(b)求解結(jié)果圖1-4求素數(shù)的計算機程序算法與求解結(jié)果

1.2基于計算機的問題求解方法1.2.2

基于計算機程序的問題求解3.用程序方法求素數(shù)(a)算法描述(b)求解結(jié)果圖1-基于系統(tǒng)的工程問題求解過程分為5個必須的步驟：?清晰的陳述問題?描述輸入、輸出和接口信息?對于多個簡單的數(shù)據(jù)集抽象的解答問題?設(shè)計解決方案并將其轉(zhuǎn)換成計算機程序?利用多種方案和數(shù)據(jù)測試該答案以天氣預(yù)報系統(tǒng)為例說明基于系統(tǒng)的工程問題求解方法

1.2基于計算機的問題求解方法1.2.3

基于計算機系統(tǒng)的問題求解基于系統(tǒng)的工程問題求解過程分為5個必須的步驟：1.2[思考與練習1-2]

請從網(wǎng)上查找解你所學專業(yè)領(lǐng)域的計算機應(yīng)用系統(tǒng)實例，了解其用途，把這個系統(tǒng)的組成及各部分的功能作簡單描述。并思考這個解決的是該領(lǐng)域的什么問題。

1.2基于計算機的問題求解方法1.2.3

基于計算機系統(tǒng)的問題求解[思考與練習1-2] 1.2基于計算機的問題求解

1.1問題描述與抽象

1.2基于計算機的問題求解方法

1.3計算機科學學科的知識領(lǐng)域第1章基于計算機的問題求解第一章基于計算機的問題求解 1.1問題描述與抽象第1章基于計算機的問題求解第一

1.3計算機科學的知識領(lǐng)域1.計算機科學2.計算機學科計算機及其周圍各種現(xiàn)象和規(guī)律的科學，即研究計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、程序系統(tǒng)（即軟件）、人工智能以及計算本身的性質(zhì)和問題的學科。計算機科學是一門包含各種各樣與計算和信息處理相關(guān)主題的系統(tǒng)學科，從抽象的算法分析、形式化語法等等，到更具體的主題，如編程語言、程序設(shè)計、軟件和硬件等。計算機學科就是指計算機科學與技術(shù)，是研究計算機的設(shè)計，制造和利用進行信息獲取，表示，存儲，處理控制等的理論、原則、方法和技術(shù)的學科。計算機學科包括科學和技術(shù)兩個方面，計算機科學側(cè)重于研究現(xiàn)象揭示規(guī)律；計算機技術(shù)則側(cè)重于研制計算機和研究使用計算機進行處理的方法和技術(shù)手段。1.3計算機科學的知識領(lǐng)域1.計算機科學2.計算3.計算機科學與技術(shù)專業(yè)的知識領(lǐng)域計算機科學與技術(shù)學科的知識領(lǐng)域(IEEE/ACM-CCCS)01.離散結(jié)構(gòu)(DiscreteStructures-DS)02.程序設(shè)計基礎(chǔ)(ProgrammingFundamentals-PF)03.算法和復(fù)雜性(Algorithms&Complexity-AL)04.程序設(shè)計語言(ProgrammingLanguages-PL)05.計算機結(jié)構(gòu)與組織(Architecture&Organization-AR)06.操作系統(tǒng)(OperatingSystems-OS)07.人-機交互(Human-ComputerInteraction-HC)08.圖形學與可視計算(Graphics&VisualComputing-GR)09.智能系統(tǒng)(IntelligentSystems-IS)10.信息管理(InformationManagement-IM)11.以網(wǎng)絡(luò)為中心的計算(Net-CentricComputing-NC)12.軟件工程(SoftwareEngineering-SE)13.數(shù)值計算科學(ComputationalScience-CN)14.社會道德和職業(yè)問題(Social&ProfessionalIssues-SP)

1.3計算機科學的知識領(lǐng)域3.計算機科學與技術(shù)專業(yè)的知識領(lǐng)域計算機科學與技術(shù)學科的知3.計算機科學與技術(shù)專業(yè)的知識領(lǐng)域[思考與練習1-3]

查閱你本科課程設(shè)置，了解與計算機科學與技術(shù)知識領(lǐng)域相關(guān)的課程有哪些？

1.3計算機科學的知識領(lǐng)域3.計算機科學與技術(shù)專業(yè)的知識領(lǐng)域[思考與練習1-3] 大學計算機大學計算機大學計算機基礎(chǔ)第一章基于計算機的問題求解第二章計算機信息數(shù)字化基礎(chǔ)第三章計算機的工作原理與硬件體系結(jié)構(gòu)第四章計算機軟件平臺第五章計算機網(wǎng)絡(luò)平臺第六章數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)庫第七章計算與計算學科第八章算法與程序設(shè)計第九章實用軟件第十章計算機科學前沿技術(shù)大學計算機基礎(chǔ)第一章基于計算機的問題求解第二章計算機數(shù)字化基礎(chǔ)問題導(dǎo)入:為什么要用二進制?色彩文字數(shù)字化18，3.14結(jié)果符合人的習慣方便物理實現(xiàn)運算控制簡單輸入數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)程序第二章計算機數(shù)字化基礎(chǔ)問題導(dǎo)入:為什么要用二進制?色彩文字

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制

及其轉(zhuǎn)換

2.2二進制數(shù)值表示與計算

2.3字符信息編碼與標準交換

2.4多媒體信息編碼

2.5條形碼與RFID

2.6信息標準化第二章計算機數(shù)字化基礎(chǔ)實驗2

計算機中的數(shù)據(jù)表示與計算實驗3

字符編碼與信息交換第二章計算機數(shù)字化基礎(chǔ)第二章計算機數(shù)字化基礎(chǔ) 2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制 及其思維方式和人非常接近，但要找到具有10種穩(wěn)定狀態(tài)的元件來對應(yīng)十進制的10個數(shù)是困難的十進制:而具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的元件卻非常容易找到比如“1”是表示高電平，“0”表示低電平“1”表示接通狀態(tài)，“0”表示斷開狀態(tài)計算機中的二進制

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換2.1.1計算機中的0和1思維方式和人非常接近，但要找到具有10種穩(wěn)定狀態(tài)的元件來對應(yīng)數(shù)值數(shù)據(jù)字符數(shù)據(jù)計算機中的數(shù)據(jù)數(shù)值數(shù)據(jù)用以表示量的大小、正負，如整數(shù)、小數(shù)等。字符數(shù)據(jù)用以表示一些符號、標記，如英文字母、數(shù)字0～9、各種專用字符+、–、*、/、［及標點符號等，還有漢字、圖形、聲音、視頻等數(shù)據(jù)也屬于字符數(shù)據(jù)。010001111010001101111所有的數(shù)據(jù)信息必須轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)編碼形式，才能存入計算機中

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換2.1.1計算機中的0和1數(shù)值數(shù)據(jù)字符數(shù)據(jù)計算機中的數(shù)據(jù)數(shù)值數(shù)據(jù)用以表示量的大小、正負運算規(guī)則簡單（速度快）0+0=01+0=0+1=11+1=10求和0×0=01×0=0×1=01×1=1求積計算機中存儲的狀態(tài)更加穩(wěn)定可靠便于表示和進行邏輯運算逢2進一

用了很好！

使用0、1兩個數(shù)字符號，物理上容易實現(xiàn)

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換2.1.1計算機中的0和1運算規(guī)則簡單（速度快）0+0=0求和0×0=0求積計算機中存2.1.2各種數(shù)制表示二進位制有致命的弱點——書寫特別冗長為了解決這個問題，在計算機的理論和應(yīng)用中還使用兩種輔助的進位制：八進位制和十六進位制十進制二進制10000011000011010100000

6位17位

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換2.1.2各種數(shù)制表示二進位制有致命的弱點——書寫特別冗長數(shù)制：數(shù)的表示規(guī)則基數(shù)：數(shù)制所包含的符號的個數(shù)基本概念（1）數(shù)制（2）基數(shù)人們在生產(chǎn)實踐和日常生活中，創(chuàng)造了多種表示數(shù)的方法，這些數(shù)的表示規(guī)則稱為數(shù)制。一個數(shù)制所包含的數(shù)字符號的個數(shù)稱為該數(shù)制的基數(shù)。

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換數(shù)制：數(shù)的表示規(guī)則基本概念（2）基數(shù)人們在生產(chǎn)實踐和日常生活(S)R=KiRi

Ki{0,1,……,R-1}

n-1i=-m(45.6)1041015100610-1(52.6)858128068-1(45.6)10

和(52.6)8兩數(shù)誰大？Ki是數(shù)碼，R是基數(shù)n=整數(shù)位數(shù)；m=小數(shù)位數(shù)由位置決定的值叫“位值”或“權(quán)”如：101；

100；10-1；

81

；

80；8-1

；

=42.75（3）位值（權(quán)）

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換(S)R=KiRiKi{0,1,…任何一個數(shù)值,都是各位數(shù)字本身的值與其權(quán)之積的總和（256.12）10=2×102＋5×101＋6×100＋1×10–1+2×10–2權(quán)（101.01）2=1×22＋0×21＋1×20＋0×2–1+1×2–2（4）數(shù)值的按權(quán)展開

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換任何一個數(shù)值,都是各位數(shù)字本身的值與其權(quán)之積的總和（256.N=an-1×rn-1＋an-2×rn-2＋…＋a0×r0＋a-1×r-1＋…＋a-m×r-mR進制數(shù)N展開式可表示為：R進制數(shù)用r個基本符號（0,1,2,…,r-1）表示數(shù)碼，r稱為基數(shù)其中，ai是數(shù)碼，r是基數(shù)，ri是權(quán)

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換N=an-1×rn-1＋an-2×rn-2＋…＋a0×r0＋基數(shù)為10由十個數(shù)字組成

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9一個完整的十進制數(shù)的值可以由每位所表示的值相加，權(quán)為10i（i=–m～n-1，m、n為自然數(shù)）。

如十進制數(shù)7802.41可以用如下形式表示：2.常用數(shù)制（1）十進制數(shù)（7802.41）10=7×103+8×102+0×101+2×100+4×10-1+1×10-2逢十進一

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換基數(shù)為10由十個數(shù)字組成一個完整的十進制數(shù)的一個完整的二進制數(shù)的值可以由每位所表示的值相加，權(quán)為2i（i=–m～n-1，m、n為自然數(shù)）。如二進制數(shù)110.11可以用如下形式表示。（2）二進制數(shù)（110.11）2=1×22＋1×21＋0×20＋1×2–1+1×2–2基數(shù)為2由二個數(shù)字組成

0，1逢二進一2.常用數(shù)制

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換一個完整的二進制數(shù)的值可以由每位所表示的值相加，權(quán)為2i（i一個完整的八進制數(shù)的值可以由每位所表示的值相加，權(quán)為8i（i=–m～n-1，m、n為自然數(shù)）。

如八進制數(shù)7002.41可以用如下形式表示

（3）八進制數(shù)（7802.41）8=7×83+8×82+0×81+2×80+4×8-1+1×8-2基數(shù)為8由八個數(shù)字組成

0,1,2,3,4,5,6,7逢八進一2.常用數(shù)制

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換一個完整的八進制數(shù)的值可以由每位所表示的值相加，權(quán)為8i（i一個完整的十六進制數(shù)的值可以由每位所表示的值相加，權(quán)為16i（i=–m～n-1，m、n為自然數(shù)）。如十六進制數(shù)70F.4A可以用如下形式表示（4）十六進制數(shù)（70F.4A）16=7×162+0×161+15×160+4×16-1+10×16-2

基數(shù)為16由十六個數(shù)字組成

0、1、…、9、A、B、C、D、E、F逢十六進一2.常用數(shù)制

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換一個完整的十六進制數(shù)的值可以由每位所表示的值相加，權(quán)為16i數(shù)制基數(shù)位權(quán)進位規(guī)則十進制10（0~9）10i逢十進一二進制2（0、1）2i逢二進一八進制8（0~7）8i逢八進一十六進制16（0~9、A~F）16i逢十六進一r進制rri逢r進一不同進制的表示方法請思考：既然計算機采用二進制，那要八進位制、十六進位制有什么用？是給機器用還是給人用？

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換數(shù)制基數(shù)位權(quán)進位規(guī)則十進制10（0~9）10i逢十進一二進制四種常用數(shù)制的編碼及其對應(yīng)關(guān)系逢二進一逢八進一3位二進制數(shù)對應(yīng)1位八進制數(shù)逢十進一逢十六進一4位二進制數(shù)對應(yīng)1位十六進制數(shù)RET

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換四種常用數(shù)制的編碼及其對應(yīng)關(guān)系逢二進一逢八進一逢十進一逢十六[情景問題2-1]教授的生日蠟燭。一位計算機界很有名的教授90歲生日的時候，他的學生們?yōu)樗匾庥喼屏艘豢罘浅＞?、特別的蛋糕，可惜的是蛋糕上插不下九十根蠟燭，而直接以一當十插九根又有點太一般化了。最后，學生們決定用七根蠟燭表達90歲生日紀念，他們選了四根紅色和三根金黃色，蠟燭點著時教授恍然大悟，你知道這是為什么嗎？知道他們的蠟燭是怎么排列的嗎？

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換[情景問題2-1]教授的生日蠟燭。2.1計算機中基

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換2.1.3數(shù)制間轉(zhuǎn)換1.非十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)分為兩類：非十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)

十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進制數(shù)

二進制數(shù)十進制數(shù)(110.101)2

=()10?6.625按權(quán)展開法(110.101)2

=1×22+1×21+0×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3=

(6.625)102.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換2.1.3

八進制數(shù)十進制數(shù)(304.6)8

=()10(304.6)8=3×82+0×81+4×80+6×8-1 =192

+4

+0.75 =(196.75)10?196.75按權(quán)展開法

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換2.1.3數(shù)制間轉(zhuǎn)換八進制數(shù)十進制數(shù)(304.6)8=(5CA)16

=()10

(5CA)16=5×162+12×161+10×160=1280

+192

+10=(1482)101482按權(quán)展開法十六進制數(shù)十進制數(shù)?

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換2.1.3數(shù)制間轉(zhuǎn)換(5CA)16=()10除2取余法2.十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進制數(shù)十進制整數(shù)二進制數(shù)十進制數(shù)分為兩類：整數(shù)

小數(shù)（215）10=（11010111）2

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換2.1.3數(shù)制間轉(zhuǎn)換21521072532262132623111101102201除2取余法2.十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進制數(shù)十進制整數(shù)乘2取整法十進制小數(shù)二進制數(shù)【例2-3】P19（0.6875）10=（0.1011）2整數(shù)除以2倒取余數(shù)小數(shù)乘以2正取整數(shù)

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換2.1.3數(shù)制間轉(zhuǎn)換乘2取整法十進制小數(shù)二進制數(shù)【例2-3整數(shù)部分：除以r倒取余數(shù)小數(shù)部分：乘以r正取整數(shù)100(D)=144(O)=64(H)例100.345(D)≈1.3800.34520.69022

0.7602

1.520210025022521226232100010011

1.04八進制100812818044110016604616十六進制1100100.01011(B)輾轉(zhuǎn)相除法十進制數(shù)r進制數(shù)

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換整數(shù)部分：除以r倒取余數(shù)100(D)=144(O)=64(3.二-八-十六進制數(shù)間的轉(zhuǎn)換二進制數(shù)八進制數(shù)八進制數(shù)二進制數(shù)以小數(shù)點為界,分別向左、向右每三位一組進行分割，不足三位補0。寫出每三位對應(yīng)的八進制數(shù)。（11101010011.10111）2=（3523.56）8（3740.562）8=（11111100000.10111001）2

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換3.二-八-十六進制數(shù)間的轉(zhuǎn)換二進制數(shù)八進制數(shù)十六進制數(shù)二進制數(shù)十六進制數(shù)十六進制數(shù)二進制數(shù)【例2-4】~【例2-7】P20（111101010011.10111）2=（F53.B8）16（2AF.C5）16=（1010101111.11000101）2

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換八進制數(shù)十六進制數(shù)二進制數(shù)【練習與思考2-1】

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換請選出下面幾個數(shù)中最大和最小的兩個數(shù)：(1000101101)2

(1149)10(1155)8(29D)16【練習與思考2-1】2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制

及其轉(zhuǎn)換

2.2二進制數(shù)值表示與計算

2.3字符信息編碼與標準交換

2.4多媒體信息編碼

2.5條形碼與RFID

2.6信息標準化第二章計算機數(shù)字化基礎(chǔ)第二章計算機數(shù)字化基礎(chǔ)第二章計算機數(shù)字化基礎(chǔ) 2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制 及其

2.2二進制數(shù)值表示與計算在同一個計算機中，數(shù)據(jù)的長度常常是統(tǒng)一的，不足的部分用“0”填充。數(shù)據(jù)長度以二進制位的多少來統(tǒng)計，但必須是字節(jié)（1個字節(jié)是8個二進制位）的整數(shù)倍數(shù)2.2.1二進制數(shù)值的計算機表示2.2二進制數(shù)值表示與計算在同一個計算機中，數(shù)據(jù)的長整數(shù)分為無符號數(shù)和帶符號數(shù)。整數(shù)的計算機表示

整數(shù)表示

無符號數(shù)

帶符號數(shù)原碼表示補碼表示反碼表示

2.2二進制數(shù)值表示與計算整數(shù)分為無符號數(shù)和帶符號數(shù)。整數(shù)的計算機表示整數(shù)表示無符無符號數(shù)用于：

計數(shù)。當計數(shù)時，不需要負數(shù)。

表示地址。指向另一個存儲單元的地址，不需要負數(shù)。最高有效位表示符號0表示正號；1

表示負號最低有效位B7B6B5B4B3B2B1B0帶符號數(shù)的表示：

如果用8位二進制數(shù)表示一個有符號數(shù)：

2.2二進制數(shù)值表示與計算無符號數(shù)用于：最高有效位表示符號最低有效位B7B6B定義：分別用0和1代替數(shù)的正號和負號，并置于最高有效位上，絕對值部分置于右端，中間若有空位填上零（1）原碼[+0]原=00000000[-0]原=10000000

原碼的表示范圍：–(2n–1–1)~(2n–1–1)

當n=8時，原碼的表示范圍-127~+127

不便于計算

2.2二進制數(shù)值表示與計算定義：分別用0和1代替數(shù)的正號和負號，并置于最高有效位上，絕（2）反碼定義：正數(shù)的反碼表示與其原碼表示相同，負數(shù)的反碼表示是把原碼除符號位以外的各位取反。

反碼的表示范圍：–(2n–1–1)~(2n–1–1)[+0]反=00000000[-0]反=11111111

不便進行減法等運算

2.2二進制數(shù)值表示與計算（2）反碼定義：正數(shù)的反碼表示與其原碼表示相同，負數(shù)的反碼表定義：正數(shù)的補碼表示與其原碼表示相同，負數(shù)的補碼表示是把原碼除符號位以外的各位取反后，末位加1。很難直接看出它的真值補碼的表示范圍：–2n–1~(2n–1–1)

當n=8時，補碼的表示范圍是？（3）補碼0的補碼表示唯一：00000000

補碼計算，可以把減法運算轉(zhuǎn)化成加法運算

2.2二進制數(shù)值表示與計算定義：正數(shù)的補碼表示與其原碼表示相同，負數(shù)的補碼表示是把原小數(shù)點在計算機中如何表示？兩種方法2.實數(shù)的計算機表示位置固定：3.14159--定點位置變化：3.14159--浮點3.14159*1000.314159*1010.0314159*102“.”的位置移動，數(shù)的大小不變

2.2二進制數(shù)值表示與計算小數(shù)點在計算機中如何表示？兩種方法2.實數(shù)的計算機表示位置默認小數(shù)點位置數(shù)值符號位定點小數(shù)格式

小數(shù)點位置固定在某一位置。包括：定點小數(shù)和定點整數(shù)。小數(shù)點固定在最高數(shù)據(jù)位的左邊所有的數(shù)都是小于1的純小數(shù)（1）定點表示法如出現(xiàn)大于或等于1的情況，定點小數(shù)格式就無法正確地表示出來，這種情況稱為“溢出”。

2.2二進制數(shù)值表示與計算默認小數(shù)點位置數(shù)值符號位定點小數(shù)格式小數(shù)點位置固定在某一位定點整數(shù)格式小數(shù)點固定在最低位數(shù)字的右邊定點表示的特點?直觀、簡單、節(jié)省硬件數(shù)據(jù)范圍小，不靈活數(shù)值符號位默認小數(shù)點位置

2.2二進制數(shù)值表示與計算定點整數(shù)格式小數(shù)點固定在最低位數(shù)字的右邊定點表示的特點?數(shù)值小數(shù)點位置可任意移動

M

?RE尾數(shù)基數(shù)階3.14159*1000.314159*1010.0314159*1023.14159尾數(shù)：數(shù)的有效數(shù)字階：小數(shù)點在數(shù)中的實際位置（2）浮點表示法

2.2二進制數(shù)值表示與計算小數(shù)點位置可任意移動M?RE尾數(shù)基數(shù)階3.14159*

階符階碼

數(shù)符尾數(shù)尾數(shù)階尾數(shù):常用定點小數(shù)表示，有一個符號位階:常用整數(shù)表示，有一個符號位

2.2二進制數(shù)值表示與計算階符階碼數(shù)符尾數(shù)尾數(shù)階尾數(shù):常用定點小數(shù)表示，有計算機中通常表示浮點數(shù)的字長為32位，用8位作階，含一位階符，24位作尾數(shù)，含一位數(shù)符（72.45×105）10=（11011101000110011001000）2≈（0.1101110）2×（223）10=（0.1101110）2×（2）10×（10111）200010111011011101000110011001000

2.2二進制數(shù)值表示與計算計算機中通常表示浮點數(shù)的字長為32位，用8位作階，含一位階符機內(nèi)存儲浮點數(shù)的規(guī)格化規(guī)格化數(shù)=±0.1xx…xxx×2

±p階符

階碼數(shù)符尾數(shù)定點整數(shù)定點小數(shù)pd1位7位1位23位單精度32位尾數(shù)的位數(shù)決定數(shù)的精度階碼的位數(shù)決定數(shù)的范圍

標準IEEE754，1985年制定d尾數(shù)的最高位“1”缺省

2.2二進制數(shù)值表示與計算機內(nèi)存儲浮點數(shù)的規(guī)格化規(guī)格化數(shù)=±0.1xx…xxx×22.2.2算術(shù)運算與補碼對于確定的模（n位二進制數(shù)，其模為2n），從某數(shù)減去一個小于模的數(shù)，總可以用加上其模與該數(shù)之差來代替。所以可用模與某數(shù)之差表示該數(shù)對應(yīng)的負數(shù)，這種模與該數(shù)之“差”的形式就是數(shù)的補碼。引進補碼，可以使減法化作“加一個負的減數(shù)”的加法來完成，這樣可以只需加法器，以減少邏輯電路的種類，提高硬件的可靠性。加、減補碼運算規(guī)則：[X±Y]補碼=[X]補碼±[Y]補碼[例2–9、10]P24

2.2二進制數(shù)值表示與計算2.2.2算術(shù)運算與補碼對于確定的模（n位二進制數(shù)，其模為例：校對時針到紅針位置：

藍：順時針+7；

黃：逆時針–5。“0”“8+7”=“8–5”?使用加法解決減法的問題模數(shù)為12-5的補碼結(jié)果去掉模數(shù)12補碼的引入

2.2二進制數(shù)值表示與計算例：校對時針到紅針位置：“0”“8+7”=“8–[–24-1]補=24–|–24-1|=24–24-1

=2

24-1–24-1=24-1

=1000當n=4時，–24-1

的補碼是？這是-8的補碼還是-0的原碼？任何一個負數(shù)的原碼形式都是另一個負數(shù)的補碼！X（0≤X<2n-1）2n-|X|（-2n-1≤X<0）[X]補=

2.2二進制數(shù)值表示與計算[–24-1]補=24–|–24-1|當n=4時，(1)

計算機系統(tǒng)通常采用補碼運算；(2)

僅用加法器就可實現(xiàn)所有算術(shù)運算；(3)

符號位和數(shù)值部分一樣參加運算。補碼的理解

2.2二進制數(shù)值表示與計算(1)計算機系統(tǒng)通常采用補碼運算；補碼的理解2.2正數(shù)：原碼=反碼=補碼負數(shù)：原碼=符號位為1，其他位與正數(shù)原碼 相同。反碼=負數(shù)的原碼除符號位外，其他按 位取反。補碼=負數(shù)的反碼+1直接寫出負數(shù)補碼的方法：先寫出負數(shù)的原碼，除符號位外，從右端開始看第一個1（不含）的左面數(shù)碼按位變反。原碼除符號位外從高到低按位取反，直到最后一個1為止，最后一個1及其右側(cè)的0不變。

2.2二進制數(shù)值表示與計算正數(shù)：原碼=反碼=補碼負數(shù)：原碼=符號位為1，其他位與正數(shù)原1847年，英國數(shù)學家布爾提出用符號表達語言和思維邏輯的思想。20世紀，布爾的這種思想發(fā)展成為一種現(xiàn)代數(shù)學方法，叫做邏輯代數(shù)，也叫布爾代數(shù)，對計算機科學的發(fā)展起到了重大推進作用。2.2.3邏輯運算與計算機控制由于邏輯量只有兩個值，所以可用1位二進制數(shù)表示，通常用0表示假，用1表示真。這恰與計算機系統(tǒng)里使用的二進制一致，所以在計算機中使用邏輯代數(shù)是非常方便的。邏輯數(shù)據(jù)在各種程序設(shè)計語言中的表示是有所不同的。1.邏輯數(shù)據(jù)的表示

2.2二進制數(shù)值表示與計算1847年，英國數(shù)學家布爾提出用符號表達語言和思維邏輯的

邏輯門是計算機硬件電路的基礎(chǔ)，是描述數(shù)字邏輯電路的最基本單元部件。輸入信號經(jīng)由一定的邏輯門可以得到一定的輸出信號。在邏輯門電路中，任何信號只存在兩種狀態(tài)，即高電平和低電平，對應(yīng)到邏輯運算，以高電平來表示邏輯“1”（真）、以低電平來表示邏輯“0”（假）。

邏輯量的值常用以表示某個事件是否成立，成立則為真，否則為假。如：“雪是白的”，成立（真），A=1“2＞3”，不成立（假），B=0“正在下雨”，值可能是真，也可能是假，但不能同時取真、假兩個值。2.邏輯運算

2.2二進制數(shù)值表示與計算邏輯門是計算機硬件電路的基礎(chǔ)，是描述數(shù)字邏輯電路的最基（1）“非”運算

由兩個簡單事件A及B構(gòu)成邏輯相乘的復(fù)雜事件，它可用AB、A×B或A·B來表示，讀作“A與B”。該事件表示只有當A和B都為真時結(jié)果才為真。如果A和B其一為假時，則A與B的事件將是假的。邏輯與也叫邏輯乘。其運算規(guī)則為：（2）“與”運算0×0=00×1=01×0=01×1=1

它表示同原事件含義相反。假定事件A的非運算用符號A或A’來表示（讀作“A非”），那么A或A’將被理解為：當A為真時，A非便為假，當A為假時，A非便為真。其運算規(guī)則為：

2.2二進制數(shù)值表示與計算（1）“非”運算由兩個簡單事件A及B構(gòu)成邏輯相乘的復(fù)雜事

由兩個或多個事件邏輯或運算構(gòu)成的復(fù)雜事件，如由事件A和事件B構(gòu)成的邏輯或事件，可記作“A+B”，讀作“A或B”。它表示事件A、B中，只要有一個是真，則結(jié)果就是真。只有兩個事件都是假時，結(jié)果才是假。邏輯或也叫邏輯加。其運算規(guī)則為：（3）“或”運算0＋0=00＋1=1＋0=11＋1=1

2.2二進制數(shù)值表示與計算由兩個或多個事件邏輯或運算構(gòu)成的復(fù)雜事件，如由事件A和事

除了基本的“與”運算、“或”運算、“非”運算之外，為了方便邏輯關(guān)系的描述常常使用一些通過這三種基本邏輯運算關(guān)系派生出來的邏輯運算關(guān)系，“異或”運算就是其中一個。

“異或”的意思是：判斷參加運算的相應(yīng)位是否“相異”，即值不同，記作A⊕B或AXORB。若“相異”則取真值，否則取假值。異或運算的規(guī)則如下：(4)“異或”運算0⊕0=01⊕0=10⊕1=11⊕1=0

2.2二進制數(shù)值表示與計算除了基本的“與”運算、“或”運算、“非”運算之外，為了方

用邏輯運算符或括號將邏輯變量或邏輯常數(shù)連接而成的式子叫邏輯表達式，其值為邏輯值。求值過程應(yīng)按照如下順序進行：

如有括號，先括號內(nèi)后括號外

邏輯運算的優(yōu)先順序為：“非”>“與”>“或”

（5）

邏輯表達式的計算【例2-11】P27【練習與思考2-2】

2.2二進制數(shù)值表示與計算用邏輯運算符或括號將邏輯變量或邏輯常數(shù)連接而成的式子叫邏

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制

及其轉(zhuǎn)換

2.2二進制數(shù)值表示與計算

2.3字符信息編碼與標準交換

2.4多媒體信息編碼

2.5條形碼與RFID

2.6信息標準化第二章計算機數(shù)字化基礎(chǔ)第二章計算機數(shù)字化基礎(chǔ)第二章計算機數(shù)字化基礎(chǔ) 2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制 及其1.信息分類

數(shù)值型數(shù)據(jù)是指能進行算術(shù)運算的數(shù)據(jù)。但計算機要處理的信息更多的不是要關(guān)注數(shù)值計算結(jié)果，例如文字、圖形、聲音等，并不需要進行通常的算術(shù)運算，我們把這種信息統(tǒng)稱為非數(shù)值型數(shù)據(jù)。

實際上非數(shù)值型數(shù)據(jù)有非常多的類型，除了上述的文字、圖形、聲音信息之外，還有圖像、視頻、音頻等等。為了人們交流上的方便，通常把非數(shù)值型數(shù)據(jù)又簡單的稱為字符型數(shù)據(jù)，實際上這里所說的字符型數(shù)據(jù)是包含了所有的非數(shù)值型數(shù)據(jù)。2.信息數(shù)字化方法

根據(jù)各種非數(shù)值型數(shù)據(jù)自身的特點建立編碼規(guī)則和方法。這種對信息的二進制編碼表示方法就稱為信息數(shù)字化方法。

我們常用的字符編碼包括西文字符編碼、漢字信息編碼、通用字符編碼集UCS等

2.3字符信息編碼與標準交換2.3.1信息分類與信息數(shù)字化方法1.信息分類2.3字符信息編碼與標準交換2.3.1ASCII碼AmericaStandardCodeforInformationInterchange美國標準信息交換碼，是目前國際上最為流行的字符信息編碼方案。這套字符集共有128個（00～7FH），其中包括26個英文字母的大小寫符號編碼以及一些標點符號、專用符號及控制符（如回車、換行、響鈴等），ASCII用7位二進制編碼，恰好可以表示128種字符和控制符號。

2.3字符信息編碼與標準交換2.3.2

西文字符編碼ASCII碼AmericaStandardCodefd6d5d4位d3d2d1d0位0000010100111001011101110000NULDLESP0@P`p0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2″2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB,7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*:JZjz1011VTESC+;K[k{1100FFFS‘<L\l|1101CRGS-=M]m}1110SORS.>N↑n~1111SIUS/?O↓oDEL控制字符

2.3字符信息編碼與標準交換d6d5d4位d3d2d1d0位00000101001110ASCII中的特殊控制符的意義或動作符號意義或動作符號意義或動作符號意義或動作NUL空FF走紙控制ETB信息組傳送束SOH標題開始CR回車CAN作廢STX正文開始SO移位輸出EM紙盡EXT正文結(jié)束SI移位輸入SUB減EOT傳輸結(jié)束SP空格ESC換碼ENQ詢問DLE數(shù)據(jù)鏈換碼FS文字分隔符ACK承認DC1設(shè)備控制1GS組分隔符BEL響鈴報警DC2設(shè)備控制2RS記錄分隔符BS退一格DC3設(shè)備控制3US單元分隔符HT橫向列表DC4設(shè)備控制4DEL刪除LF換行NAK否定VT垂直列表SYN空轉(zhuǎn)同步

2.3字符信息編碼與標準交換ASCII中的特殊控制符的意義或動作符號意義或動作符號意義或【情景問題2-2】下面是我們能從計算機中看到的拉丁字母表的一部分，在這個表與英文字母表以及我們的漢字表有什么不同和相同呢？

2.3字符信息編碼與標準交換【情景問題2-2】下面是我們能從計算機中看到的拉丁字母表的

1.字數(shù)多。共6萬左右，需要的編碼多。2.字形復(fù)雜。20畫以上需要字模點陣多。3.同音字多。需要輸入方法靈活。計算機對于漢字的處理實際上就是對各種漢字代碼進行轉(zhuǎn)換。漢字的特點2.3.3漢字信息的編碼英文是拼音文字，所涉及的字符個數(shù)有限，使用一個字節(jié)，即8位二進制就可以將所有的西文字符進行編碼。漢字是象形文字，常用漢字就有數(shù)千個，這就增加了漢字處理的難度。由于漢字的特點，在輸入、存儲、輸出等漢字處理的各個環(huán)節(jié)上要求不盡相同，因此在漢字處理的過程中要進行一系列的編碼和轉(zhuǎn)換。

2.3字符信息編碼與標準交換1.字數(shù)多。共6萬左右，需要的編碼多。計算機對2.3.3漢字信息的編碼

2.3字符信息編碼與標準交換圖2-5漢字信息處理2.3.3漢字信息的編碼2.3字符信息編碼與標準漢字的四種主要編碼 漢字輸入碼 漢字國標碼 漢字機內(nèi)碼 漢字字形碼漢字編碼

2.3字符信息編碼與標準交換漢字的四種主要編碼漢字編碼2.3字符信息編碼與標準交按計算機鍵盤不同鍵的組合對輸入的漢字進行編碼，又稱外碼，如拼音、五筆等。輸入碼也稱漢字信息交換碼，是中文信息處理的國家標準，用4位十進制數(shù)對漢字進行編碼。國標碼由2字節(jié)組成。內(nèi)碼用于計算機內(nèi)部處理、存儲和傳輸漢字。由國標碼演化而來。按漢字字形得到的編碼，又稱字模。有1616點陣、2424點陣等。字模保存在計算機字庫中。當需要輸出某個漢字時，找出該漢字的字模，輸出設(shè)備按照字模進行輸出。內(nèi)碼字形碼

2.3字符信息編碼與標準交換按計算機鍵盤不同鍵的組合對輸入的漢字進行編碼，又稱外碼，如拼

漢字信息處理系統(tǒng)與通信系統(tǒng)進行信息交換的代碼，采用統(tǒng)一標準。漢字交換碼（國標碼）GB2312-801980年我國頒布的《信息交換用漢字編碼字符集》簡稱國標碼。共有6763個漢字、682個圖形符號。其中一級漢字3755個，按漢語拼音字母順序排列，二級漢字3008個，按部首排列。所有漢字在一個94X94的陣列中，陣列的每一行稱為一個區(qū)，每一列稱為一位，由區(qū)位組成區(qū)位碼。

2.3字符信息編碼與標準交換漢字信息處理系統(tǒng)與通信系統(tǒng)進行信息交換的代碼，采用統(tǒng)一GB12345-901990年我國頒布的繁體字的編碼標準《信息交換用漢字編碼字符集—第一輔助集》。該標準共收錄6866個漢字，其中繁體字2200多個。GBK編碼

（ChineseInternalCodeSpecification)我國內(nèi)地制定的中文編碼擴展國家標準，95年完成。該編碼標準兼容GB2312。在Windows95/98簡體中文版中使用。

2.3字符信息編碼與標準交換GB12345-901990年我國頒布的繁體字的編碼標準《GB18030-2000由全國信息技術(shù)標準化技術(shù)委員會2000年頒布的新國家標準?！缎畔⒓夹g(shù)、信息交換用漢字編碼字符集基本集的擴充》。該標準為我國少數(shù)民族文字提供了與漢字統(tǒng)一的編碼框架。并已經(jīng)收錄了藏文、蒙文、維吾爾文等主要的少數(shù)民族文字。BIG5編碼目前中國臺灣、香港地區(qū)使用的一種繁體漢字的編碼標準，包括440個符號，一級漢字5401個、二級漢字7652個。

2.3字符信息編碼與標準交換GB18030-2000由全國信息技術(shù)標準化技術(shù)委員會20編碼21H……………...7EH位碼01D………………94D區(qū)碼01D15D16D

55D56D

87D88D

94D15×94＝1410

40×94＝376032×94＝30087×94＝658數(shù)字、圖形符號、希臘、俄日等字符（682個）一級漢字（3755個），按漢語拼音排列二級漢字（3008個）按部首排列空啊－區(qū)位碼：1601D國標碼：3021H

2.3字符信息編碼與標準交換編碼21H……………...7EH區(qū)碼01D

為了在計算機內(nèi)部對漢字進行存儲、處理的漢字代碼。編碼原則：碼長短、有序且連續(xù)、與交換碼對應(yīng)

中西文兼容編碼方式：多種，常用的是：將交換碼的兩個7位

變?yōu)閮蓚€字節(jié)，兩個字節(jié)的最高位為1漢字“啊”

交換碼3021H－－0011000000100001

內(nèi)碼B0A1H－－1011000010100001漢字內(nèi)碼

2.3字符信息編碼與標準交換為了在計算機內(nèi)部對漢字進行存儲、處理的漢字代碼。編漢字按照字形得到的編碼，稱字形碼，又稱字模。漢字字形碼（字模）精密型96×96（1152B）通用型漢字字模簡易型16×16（32B）普通型24×24（72B）提高型32×32（128B）精密型96961152提高型3232128普及型242472簡易型161632漢字點陣類型點陣占用字節(jié)數(shù)點陣數(shù)越高字型質(zhì)量越好，但占用存儲空間越大。精密型漢字字形通常采用信息壓縮存儲技術(shù)。

2.3字符信息編碼與標準交換漢字按照字形得到的編碼，稱字形碼，又稱字模。漢字字形碼（字模十六位編碼00001FF81FF80180018001800FF00FF0018001800180018001807FFE7FFE0000字形碼示例

2.3字符信息編碼與標準交換十六位編碼字形碼示例2.3字符信息編碼與標準交換

2.3字符信息編碼與標準交換【情景問題2-3】p312.3字符信息編碼與標準交換【情景問題2-3】p31相同的編碼在不同的字符集中可能有不同的意義。國際標準ISO10646定義了一種通用字符集UCS（UniversalCharacterSet），它包含了世界上大多數(shù)可書寫的字符系統(tǒng)。2.3.4通用字符編碼集

2.3字符信息編碼與標準交換【練習與思考2-3】p31相同的編碼在不同的字符集中可能有不同的意義。2.3.4通

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制

及其轉(zhuǎn)換

2.2二進制數(shù)值表示與計算

2.3字符信息編碼與標準交換

2.4多媒體信息編碼

2.5條形碼與RFID

2.6信息標準化第二章計算機數(shù)字化基礎(chǔ)第二章計算機數(shù)字化基礎(chǔ)第二章計算機數(shù)字化基礎(chǔ) 2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制 及其2.4多媒體信息編碼2.4.1圖形圖像信息數(shù)字化

利用圖形、圖像恰當?shù)乇憩F(xiàn)和傳達信息，已經(jīng)成為今天我們利用多媒體方式交流信息的重要需求。圖形、圖像具有生動直觀的視覺特性。數(shù)字化時代以批量生產(chǎn)復(fù)制的圖像內(nèi)容宣告一個新的視覺文明的到來。2.4多媒體信息編碼2.4.1圖形圖像信息數(shù)字化利用圖2.4.1圖形圖像信息數(shù)字化圖形：是指通過繪圖軟件繪制的由直線、圓等圖元組成的畫面，以矢量圖形文件形式存儲。圖像?，F(xiàn)實中的圖像是一種模擬信號，例如：照片、海報、書中的插圖等等都是模擬圖像。如果將這種模擬圖像用電信號表示，所顯示的波形是連續(xù)變化的信號波形。2.4多媒體信息編碼2.4.1圖形圖像信息數(shù)字化圖形：是指通過繪圖軟件繪制的由直2.4.1圖形圖像信息數(shù)字化圖像信息數(shù)字化。圖像數(shù)字化的目的是將模擬圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，以便計算機存儲與處理。圖像數(shù)字化方法有兩種：一是直接由掃描儀、數(shù)字照相機、攝像機等輸入設(shè)備捕捉的真實場景畫面產(chǎn)生的映像，將其數(shù)字化后以位圖形式存儲；另一種是對模擬圖像經(jīng)過特殊設(shè)備的處理，如量化、采樣等，就可以轉(zhuǎn)化成計算機可以識別的二進制表示的數(shù)字圖像。這個過程主要包含采樣、量化和編碼三個步驟。編碼：把圖像按行與列分割成m×n個網(wǎng)格，然后將每個網(wǎng)格的圖像表示為該網(wǎng)格的顏色平均值的一個像素，m與n稱為圖像的分辨率。2.4多媒體信息編碼2.4.1圖形圖像信息數(shù)字化圖像信息數(shù)字化。圖像數(shù)字化的目的單色圖像顏色編碼示意圖2.4.1圖形圖像信息數(shù)字化2.4多媒體信息編碼單色圖像顏色編碼示意圖2.4.1圖形圖像信息數(shù)字化2.4[情景問題2-4]你本學期上課用的《大學計算機實驗》教材中附了一張光盤，光盤中有關(guān)于本課程的虛擬實驗、實驗報告，還有一些動畫演示等等，你知道這些信息是以什么形式存儲在這張光盤中的嗎？其中的圖像是以數(shù)字圖像還是模擬圖像存儲的？為什么？2.4多媒體信息編碼[情景問題2-4]2.4多媒體信息編碼

2.4.2聲音信息數(shù)字化聲音是人類社會最古老的信息媒體，用二進制數(shù)字序列表示聲音，是利用現(xiàn)代信息技術(shù)處理和傳遞聲音信號的前提。

把模擬聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字聲音信號的過程稱為聲音的數(shù)字化，其過程主要包括：采樣、量化和編碼三個步驟。聲音數(shù)字化的過程主要包括：采樣、量化和編碼三個步驟。2.4多媒體信息編碼

2.4.3顏色信息數(shù)字化

顏色是通過眼、腦和我們的生活經(jīng)驗所產(chǎn)生的一種對光的視覺效應(yīng)，我們?nèi)庋鬯姷降墓饩€，是由波長范圍很窄的電磁波產(chǎn)生的，不同波長的電磁波表現(xiàn)為不同的顏色。

紅（Red）、綠（Green）、藍（Blue）是顏色的三原色，以不同比例將原色混合，可以產(chǎn)生出其他的新顏色，這便是顏色的RGB模型。

計算機中的顏色正是采用這種RGB顏色系統(tǒng)，也就是每種顏色采用紅、綠、藍三種分量。每個顏色分量的取值從0到255，一共有256種可能。則計算機中所能表示的顏色為256×256×256=16777216種，這也是16M色的來由?！揪毩暸c思考2-4】P342.4多媒體信息編碼2.4.3顏色信息

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制

及其轉(zhuǎn)換

2.2二進制數(shù)值表示與計算

2.3字符信息編碼與標準交換

2.4多媒體信息編碼

2.5條形碼與RFID

2.6信息標準化第二章計算機數(shù)字化基礎(chǔ)第二章計算機數(shù)字化基礎(chǔ)第二章計算機數(shù)字化基礎(chǔ) 2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制 及其2.5條形碼與RFID

一維條形碼組成結(jié)構(gòu)示意圖

1、一維條形碼組成通常一個完整的一維條形碼是由兩側(cè)的空白區(qū)、起始符、數(shù)字字符、校驗符、終止符等組成的，如下圖所示：

條形碼是將寬度不等的多個黑條和空白用二進制按照一定的編碼規(guī)則排列，表達一組信息的圖形標識符。條形碼信息靠條（黑條）和空（白條）的不同寬度和位置來傳遞信息量的大小由條碼的寬度和印刷的精度來決定這種條碼技術(shù)只能在一個方向上通過“條”和“空”的排列組合來存儲信息，所以稱之為“一維條形碼”。2.5.1一維條形碼2.5條形碼與RFID一維條形碼組成結(jié)構(gòu)示意圖1、一一維條形碼的種類很多，常見的大概有20多種目前使用頻率最高的幾種一維條形碼有EAN、UPC等。我國目前在國內(nèi)推行使用的也是這種商品條形碼。EAN商品條形碼分為EAN-13（標準版）和EAN-8（縮短版）兩種。2.5條形碼與RFID一維條形碼的種類很多，常見的大概有20多種2.5條形碼與2、EAN-13通用商品條形碼EAN-13由13位數(shù)組成，分別為：前綴碼（3位），制造商代碼（4位），商品代碼（5位）和校驗碼（1位）組成。EAN-13商品條碼示意圖前綴碼是用來標識國家或地區(qū)的代碼，由國家物品編碼協(xié)會（GSI）分配給各個國家（或地區(qū)）如690-695代表中國大陸、471代表我國臺灣地區(qū)、489代表香港地區(qū)制造廠商代碼的賦權(quán)在各個國家或地區(qū)的物品編碼組織。2.5條形碼與RFID2、EAN-13通用商品條形碼EAN-13商品條碼示3、ISBN條形碼

ISBN是InternationalStandardofBookNumber的縮寫，即國際標準圖書編號。ISBN是國際通用的圖書或獨立的出版物（除定期出版的期刊）代碼。ISBN條形碼示意圖原有ISBN長度為10位，國際標準化組織（ISO）與2002年1月著手對ISBN進行修訂，由10位編碼升至13位，并已于2007年1月1日起在全球開始實施。10位ISBN碼由組號、出版社代碼、書序碼和校驗碼組成，中間用“-”相連13位ISBN碼則是在原有10位ISBN碼前加上3位EAN的圖書編碼978原10位ISBN碼為7-04-03874-4

13位ISBN碼則是在前面添加978前綴碼。2.5條形碼與RFID3、ISBN條形碼ISBN條形碼示意圖原有ISBN長2.5.2二維條形碼二維條形碼（二維碼）是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向）分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號信息的。二維碼可以在二維方向上表示信息，其存儲量遠遠高于一維條形碼，一個郵戳大小的二維碼可存儲數(shù)千個字符信息。相比一維條形碼，二維碼是一種更高級的條碼格式。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)及智能終端的發(fā)展，二維碼應(yīng)用已經(jīng)觸及到我們生活的方方面面，如手機二維碼，名片制作、移動支付等等。二維碼作為簡單、方便的信息獲取方式越來越受到推崇。2.5條形碼與RFID2.5.2二維條形碼二維條形碼（二維碼）是用某種2.5.2二維條形碼矩陣式二維碼堆疊式二維碼對比項一維條形碼二維條形碼密度低高容量小大存儲類別數(shù)字數(shù)字、字符、文字、圖片糾錯僅探測錯誤，不糾錯具備不同安全等級的糾錯安全不具備加密功能可加密主要用途標識物品描述物品一維條形碼與二維條形碼性能對比2.5條形碼與RFID2.5.2二維條形碼矩陣式二維碼堆疊式二維碼對比項一維條2.5.2RFID技術(shù)RFID（RadioFrequencyIdentification，簡稱射頻識別）是自動識別技術(shù)的一種?？赏ㄟ^無線射頻方式進行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信對目標加以識別一個典型的RFID系統(tǒng)一般由RFID標簽（tag）、讀寫器（reader）以及計算機系統(tǒng)等部分組成。RFID系統(tǒng)組成示意圖RFID讀寫器通過標簽讀取患者信息與傳統(tǒng)的識別方式相比，RFID技術(shù)無需直接接觸、無需光學可視、無需人工干預(yù)即可完成信息輸入和處理，且操作方便快捷能夠廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、物流、交通、運輸、醫(yī)療、防偽、跟蹤、設(shè)備和資產(chǎn)管理等需要收集和處理數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域。2.5條形碼與RFID2.5.2RFID技術(shù)RFID（RadioFrequen2.5.2RFID技術(shù)讀寫器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號；當RFID標簽進入讀寫器工作場時，其天線產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而RFID標簽獲得能量被激活；標簽將自身編碼等信息通過天線發(fā)送出去；讀寫器天線接收來自標簽的載波信號，將其傳送至讀寫器；讀寫器對接收的信號進行解調(diào)和解碼后送至后臺計算機系統(tǒng)進行處理；計算機系統(tǒng)根據(jù)邏輯運算判斷該標簽的合法性，針對不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機構(gòu)的動作。2.5條形碼與RFID2.5.2RFID技術(shù)讀寫器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信2.5.2RFID技術(shù)2.5條形碼與RFID【練習與思考2-5】p372.5.2RFID技術(shù)2.5條形碼與RFID【練習與思

2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制

及其轉(zhuǎn)換

2.2二進制數(shù)值表示與計算

2.3字符信息編碼與標準交換

2.4多媒體信息編碼

2.5條形碼與RFID

2.6信息標準化第二章計算機數(shù)字化基礎(chǔ)第二章計算機數(shù)字化基礎(chǔ)第二章計算機數(shù)字化基礎(chǔ) 2.1計算機中基于“實現(xiàn)計算”的數(shù)制 及其

2.6 信息標準化信息標準化是指信息表達上的標準化，實質(zhì)上就是在一定范圍內(nèi)人們能共同使用的對某類、某些、某個客體抽象的描述與表達。廣義的信息標準化不僅涉及信息元素的表達，而且涉及整個信息處理：包括信息傳遞與通訊，數(shù)據(jù)流程，信息處理的技術(shù)與方法等。信息標準化是信息化的基本保證，是信息化建設(shè)過程中最基礎(chǔ)的要素，信息標準化包括語言平臺、多媒體與圖形圖像、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)標準分體系。2.6 信息標準化信息標準化是指信息表達上的標準化，實質(zhì)1、語言文字

語言文字可能是人類最早實現(xiàn)標準化并且連續(xù)幾千年持續(xù)不斷努力維護其高水準標準化程度的實例。計算機中的語言和文字是基于字符編碼的，每一個國家或地區(qū)都有與之對應(yīng)的字符編碼標準，以我國為例。自我國發(fā)布了第一個中文信息技術(shù)標準GB2312-1980《信息交換用漢字編碼字符集》以來，我國已經(jīng)逐步建立了文藝表達標準體系，并通過國家標準的制定、修訂和積極參與國際標準化活動使其不斷完善。

2.6 信息標準化1、語言文字 語言文字可能是人類最早實現(xiàn)標準化并且連續(xù)幾千2、

多媒體

聲音、圖片、圖形、動畫和音像等信息的編碼可以有效地將它們保存到計算機中，但是，存儲這些信息文件可能十分巨大，因此需要采用壓縮編碼技術(shù)對信息進行重新編碼，減少存儲空間。常見的圖像格式機壓縮方法包括BMP、TIF、JPG、GIF、PNG等，影像壓縮標準主要是MPEG（MovingPictureExpertsGroup），MPEG包括MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7版本，常見的影像文件包括AVI、MPG、MOV等，MP3則是應(yīng)用于MPEG的一項有損音樂