第一章數(shù)制的轉(zhuǎn)換

進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換整數(shù)部分：用附件中的計(jì)算器小數(shù)部分：按權(quán)展開(kāi)12例1:將二進(jìn)制數(shù)101.011轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。

A、5.175B、5.75C、5.125D、5.375整數(shù)部分：四個(gè)答案的一樣，不用計(jì)算用附件中的計(jì)算器得出5小數(shù)部分：按權(quán)展開(kāi)(0.011)2=0

╳2-1+1╳2-2+1╳2-3

=（0.375)10

故答案為D3例2:將二進(jìn)制數(shù)10011010.1011轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)是

A、232.54B、232.13C、232.51D、232.52整數(shù)部分：四個(gè)答案的一樣，不用計(jì)算小數(shù)部分：按權(quán)展開(kāi)(0.1011)2=

1

╳2-1+0

╳2-2+1╳2-3+1╳2-4

=（0.6875)10

而答案A中的小數(shù)部分轉(zhuǎn)換結(jié)果為：(0.54)8=5╳8-1+4╳8-2

=（0.6875)10

故答案為A41.2信息數(shù)字化的方法與技術(shù)

數(shù)值信息的表示數(shù)據(jù)和信息二進(jìn)制數(shù)值在計(jì)算機(jī)中的表示進(jìn)位計(jì)數(shù)制不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算數(shù)據(jù)單位文本信息的表示西文字符的編碼中文字符的編碼圖像與圖形信息處理技術(shù)聲音信息的處理技術(shù)視頻信息的處理技術(shù)

5

采用二進(jìn)制編碼表示的數(shù)字、文字、圖畫、聲音和活動(dòng)圖象才能由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。

數(shù)據(jù)是對(duì)事實(shí)、概念或指令的一種特殊表達(dá)形式，這種特殊的表達(dá)形式可以用人工的方式或者用自動(dòng)化的裝置進(jìn)行通信，翻譯轉(zhuǎn)換或者進(jìn)行加工處理。二進(jìn)制編碼ISO對(duì)數(shù)據(jù)的定義:數(shù)據(jù)和信息6數(shù)據(jù)和信息

信息是對(duì)人有用的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將可能影響到人們的行為與決策。數(shù)據(jù)包含信息數(shù)據(jù)處理之后產(chǎn)生信息信息具有相對(duì)性，時(shí)效性7計(jì)算機(jī)信息處理數(shù)據(jù)處理的主要目標(biāo)是獲取有用的信息。本質(zhì)：是由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的過(guò)程計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的采集、輸入、存儲(chǔ)、建庫(kù)、處理、加工、轉(zhuǎn)換、合并、分類、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、匯總、傳送等操作的過(guò)程。數(shù)據(jù)處理加工后，向人們提供有用的信息。8二進(jìn)制狀態(tài)少（0、1），物理實(shí)現(xiàn)容易運(yùn)算簡(jiǎn)單信息存儲(chǔ)、傳輸可靠成本低廉？計(jì)算機(jī)中為什么要采用二進(jìn)制9數(shù)據(jù)區(qū)分為數(shù)值型數(shù)據(jù)————采用二進(jìn)制運(yùn)算非數(shù)值型數(shù)據(jù)————采用二進(jìn)制編碼文字圖形聲音活動(dòng)影像10進(jìn)位計(jì)數(shù)制十進(jìn)制數(shù)：3333個(gè)3百3十?dāng)?shù)碼：一組用來(lái)表示某種數(shù)制的符號(hào)?；鶖?shù)：數(shù)制所用的數(shù)碼個(gè)數(shù)，用R表示，稱R進(jìn)制,

其進(jìn)位規(guī)律是“逢R進(jìn)一”。位權(quán)：數(shù)碼在不同位置上的權(quán)值。即每個(gè)數(shù)位所固有的值。如1、10、100。所謂進(jìn)位計(jì)數(shù)制，就是按進(jìn)位的方法進(jìn)行計(jì)數(shù)。11十進(jìn)制（D）十種狀態(tài)，逢十進(jìn)一，（0,1,2,3,4,5,6,7,8,9）二進(jìn)制（B）兩種狀態(tài)，逢二進(jìn)一，（0,1）八進(jìn)制（O）八種狀態(tài)，逢八進(jìn)一，（0,1,2,3,4,5,6,7）十六進(jìn)制（H）十六種狀態(tài)，逢十六進(jìn)一（0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F）12書寫格式1101101（2）

334（8）

22.34（10)23D(16)(10100)2(114)8(748)10(AD3)16110101B654O2351D456H13各進(jìn)制數(shù)之間的關(guān)系十進(jìn)制（D）二進(jìn)制（B）八進(jìn)制（Q）十六進(jìn)制（H）0123456789101112131415011011100101110111100010011010101111001101111011110123456710111213141516170123456789ABCDEF14不同進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制八進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)制151、r進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制規(guī)則：按權(quán)展開(kāi)(an…a1a0.a-1…a-m)r=anrn+…+a0r0+a-1r-1+…+a-mr-m

(1101.1)2=1╳23+1

╳22+0

╳21+1

╳20+1

╳2-1“權(quán)”例：(1999.8)10=1╳103+9╳102+9╳101+9╳100+8╳10-116例1:將二進(jìn)制數(shù)101.1轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。

(101.1)2=1╳22+0╳21+1╳20+1╳2-1

=（5.5)10

例2:將八進(jìn)制數(shù)34.6轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。

(34.6)8=3╳81+4

╳80+6╳8-1=（28.75)10

例3:將十六進(jìn)制數(shù)2AB.6轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)

(2AB.6)8=2╳162+10╳161+11╳160

+6╳16-1=（683.375)10172、十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成r進(jìn)制整數(shù)部分：除以r取余數(shù)，直到商為0，

余數(shù)從右到左排列。小數(shù)部分：乘以r取整數(shù)，整數(shù)從左到右排列。不一定能精確轉(zhuǎn)換先得到的數(shù)總是緊靠小數(shù)點(diǎn)。18例4：將十進(jìn)制數(shù)100.345轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)2100250022502121260230211010.34520.69021.38020.76021.52021.040先得到的數(shù)總是緊靠小數(shù)點(diǎn)。不一定能精確轉(zhuǎn)換(100.345)10(1100100.01011)2

19例5：將十進(jìn)制數(shù)100轉(zhuǎn)化為八進(jìn)制數(shù)

和十六進(jìn)制數(shù)810081248140116100166406(100)10=(144)8=(64)16203、八進(jìn)制和十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制每一位八進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)三位二進(jìn)制數(shù)。（1分3）每一位十六進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)四位二進(jìn)制數(shù)。（1分4）21二進(jìn)制八進(jìn)制二進(jìn)制十六進(jìn)制00000101001110010111011100000101001110010111011101234567101112131415161700000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011110123456789ABCDEF22例：(2C1D)16=(0010110000011101)271232C1D(64)16=(01100100)2(144)8=(001100100)264144(7123)8=(111001010011)2234、二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制和十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制時(shí)三位一組。（3合1）轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制時(shí)四位一組。（4合1）分組方法：從小數(shù)點(diǎn)向兩邊三（四）位一組，

位數(shù)不足整數(shù)前補(bǔ)0，小數(shù)后補(bǔ)0。練習(xí)題后面補(bǔ)兩個(gè)0，變成0100(1101101110.110101)2=(36E.D4)1636ED4(1101101110.110101)2=(1556.65)815566524二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算兩種類型的運(yùn)算：算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算。算術(shù)運(yùn)算按位運(yùn)算有進(jìn)位，借位常用運(yùn)算種類：加，減，乘法，除法邏輯運(yùn)算按位運(yùn)算，無(wú)進(jìn)位，借位常用運(yùn)算種類：與，或，非25算術(shù)運(yùn)算規(guī)則

加法

0+0=00+1=11+0=11+1=10（向高位進(jìn)位）減法

0-0=010-1=1（向高位借位）1-0=11-1=0

乘法

0×0=00×1=1×0=01×1=1

除法

0/1=01/1=126邏輯運(yùn)算規(guī)則

或運(yùn)算(有1為1，全0為0）

0∨0＝00∨1＝11∨0＝11∨1＝1

與運(yùn)算(有0為0，全1為1）

0∧0＝00∧1＝01∧0＝01∧1＝1

非運(yùn)算（取反）

0＝11＝027數(shù)據(jù)單位

位（bit）也稱為比特，是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最小單位，是二進(jìn)制數(shù)據(jù)中的一個(gè)位，一位表示二進(jìn)制信息0或1。例如，1001001一共有8位。字節(jié)（Byte）簡(jiǎn)記為B，一個(gè)字節(jié)由8個(gè)位組成，即1B＝8bits。字節(jié)是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理的基本單位，例如“10001100”是一個(gè)字節(jié)。1KB=210Bytes=1024Bytes；1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB；1TB=210GB=1024GB

28數(shù)值在計(jì)算機(jī)中的表示正整數(shù)(不帶符號(hào)的整數(shù))8位：0~255，16位：0~65535帶符號(hào)整數(shù)符號(hào)位（0：正；1：負(fù)）最高位為符號(hào)位（原碼表示法）8位：-127~127，16位：-32767~+3276729整數(shù)的表示原碼：將整數(shù)化為二進(jìn)制數(shù)，符號(hào)位置0（正數(shù)）或1（負(fù)數(shù)）反碼：負(fù)數(shù)的反碼：符號(hào)位為1，絕對(duì)值部分與原碼相反。負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼表示：符號(hào)位也是“1”，其余為反碼的最低位加“1”。30整數(shù)的表示注意：-0與+0在補(bǔ)碼表示法中相同，而在原碼、反碼表示卻不同。相同位數(shù)的二進(jìn)制補(bǔ)碼，表示的范圍比原碼、反碼多一個(gè)（why？）。正數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼都相等，即表示方法只有一種31小數(shù)的表示定點(diǎn)數(shù)：小數(shù)點(diǎn)的位置固定，分為定點(diǎn)純整數(shù)和定點(diǎn)純小數(shù)。定點(diǎn)純整數(shù)隱含小數(shù)點(diǎn)位置固定在數(shù)值部分的最后定點(diǎn)純小數(shù)隱含小數(shù)點(diǎn)位置固定在數(shù)值部分的最高位與符號(hào)位之間。浮點(diǎn)數(shù)：小數(shù)點(diǎn)的位置可以浮動(dòng)，用階碼（整數(shù)）和尾數(shù)（純小數(shù)）來(lái)表示一個(gè)實(shí)數(shù)。不同的計(jì)算機(jī)中浮點(diǎn)數(shù)的表示方法互不相同。32文本信息的表示文本是文字信息在計(jì)算機(jī)中表示的統(tǒng)稱，它是基于特定字符集的具有上下文相關(guān)性的一個(gè)字符流，每個(gè)字符均使用二進(jìn)制編碼表示。文本在計(jì)算機(jī)中的處理包括輸入、編輯、存儲(chǔ)、傳輸和顯示等過(guò)程，每個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)文本的編碼都可能不同，下面介紹幾種主要編碼方案。

33西文字符的編碼西文：由拉丁字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)及一些特殊符號(hào)組成，統(tǒng)稱為“字符”（Character）。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼ASCII碼：一個(gè)字節(jié)的編碼對(duì)應(yīng)一個(gè)字符，最高位一般為0，是7位編碼，可表示128個(gè)，見(jiàn)書上P14表1.1。字符集：每一字符各有一個(gè)代碼，構(gòu)成代碼表。34標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼常用字符有128個(gè)，編碼從0到127?？刂谱址?~31，127；普通字符：95個(gè)。每個(gè)字符占一個(gè)字節(jié)，7位，最高位為0。字符范圍十六進(jìn)制十進(jìn)制空格20H320~930H~39H48~57A~Z41H~5AH65~90a~z61H~7AH97~122ASCII碼字符編碼表表36BCD碼BCD碼用4位二進(jìn)制數(shù)表示一位十進(jìn)制數(shù)。

BCD碼100001100010按4位一組轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)862。一位BCD碼中的4位二進(jìn)制代碼都是有權(quán)的，從左到右依次是8，4，2，1。故這種二——十進(jìn)制編碼又稱8421BCD碼。

100001100010284137

十進(jìn)制數(shù)和BCD碼對(duì)照表十進(jìn)制BCD碼十進(jìn)制BCD碼0000050101100016011020010701113001181000401009100138漢字的編碼漢字在不同的處理階段有不同的編碼。漢字的輸入：輸入碼漢字的機(jī)內(nèi)表示：機(jī)內(nèi)碼漢字的輸出：字形碼（字庫(kù)Font）各種編碼之間的關(guān)系：輸入碼國(guó)標(biāo)碼機(jī)內(nèi)碼輸出碼39漢字的編碼漢字字符集與編碼1981年，GB2312-80國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其中有6763個(gè)漢字和682個(gè)非漢字字符，其字符及編碼稱為國(guó)標(biāo)碼又叫國(guó)際交換碼。國(guó)標(biāo)碼用兩個(gè)字節(jié)編碼一個(gè)漢字，每個(gè)字節(jié)只用低7位，高位都為0。GB2312字符集的構(gòu)成：一級(jí)常用漢字3755個(gè)，按漢語(yǔ)拼音排列二級(jí)常用漢字3008個(gè)，按偏旁部首排列非漢字字符682個(gè)GB2312構(gòu)成兩維平面（區(qū)位碼），94*94，行號(hào)為區(qū)號(hào)，列號(hào)為位號(hào)，各占一個(gè)字節(jié)，取其7位表示。例：“大”的區(qū)號(hào)是20，位號(hào)是83，則其區(qū)位碼為：

2083。（0001010001010011

）

區(qū)位碼+32=國(guó)標(biāo)碼；0011010001110011

40漢字的機(jī)內(nèi)碼為避免漢字與西文字符混淆，引入漢字的機(jī)內(nèi)碼。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中用來(lái)表示中文或西文信息的代碼稱為機(jī)內(nèi)碼，簡(jiǎn)稱內(nèi)碼。ASCII碼是一種西文機(jī)內(nèi)碼，用一個(gè)字節(jié)表示，最高位為0。漢字機(jī)內(nèi)碼用連續(xù)兩個(gè)字節(jié)表示，每個(gè)字節(jié)的最高位是1。

例：“大”的區(qū)號(hào)是20，位號(hào)是83，則其機(jī)內(nèi)碼為：

101101001111001141區(qū)位碼與機(jī)內(nèi)碼的轉(zhuǎn)換關(guān)系GB2312-80的內(nèi)碼編碼的范圍為：A1A1H~FEFEH漢字區(qū)位碼與機(jī)內(nèi)碼的轉(zhuǎn)換關(guān)系為機(jī)內(nèi)碼的高字節(jié)＝區(qū)位碼的高字節(jié)＋A0H

機(jī)內(nèi)碼的低字節(jié)＝區(qū)位碼的低字節(jié)＋A0H42其他漢字編碼UCS（通用編碼字符集）Unicode編碼，長(zhǎng)度為16位，ASCII也采用兩個(gè)字節(jié)表示。GBK：漢字?jǐn)U展內(nèi)碼規(guī)范，與GB2312-80完全兼容。BIG5：臺(tái)灣漢字編碼規(guī)范。420個(gè)圖形符號(hào)，13070個(gè)漢字，繁體。43漢字的輸入碼漢字輸入方法實(shí)現(xiàn)的兩種途徑：計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別：用鍵盤手工輸入。計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別方法：手寫筆輸入語(yǔ)音識(shí)別輸入掃描識(shí)別輸入用鍵盤手工輸入需對(duì)漢字進(jìn)行編碼。如區(qū)位碼、國(guó)標(biāo)碼等，它們屬于外碼。44漢字的輸入碼輸入編碼要求：易學(xué)、易記、效率高、重碼少、容量大。輸入編碼分類：數(shù)字編碼（如：區(qū)位碼、電報(bào)碼，無(wú)重碼，難記）字音編碼（如：全拼、雙拼、微軟拼音、智能ABC簡(jiǎn)單，但重碼多）字形編碼（如：五筆字形、表形碼，重碼少，規(guī)則難）形音編碼（如：聲形碼、自然碼，規(guī)則簡(jiǎn)單、重碼少，學(xué)習(xí)不易）。注意：漢字輸入編碼和內(nèi)碼概念不同，同一個(gè)漢字的內(nèi)碼是一樣的，但其可以用不同的輸入編碼方法輸入計(jì)算機(jī)。45漢字字庫(kù)漢字信息存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)采用機(jī)內(nèi)碼，但輸出時(shí)必須轉(zhuǎn)換成字形碼，以人們熟悉的漢字形式輸出。對(duì)每一個(gè)漢字，都有對(duì)應(yīng)的字模儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)，字模的集合就構(gòu)成了字模庫(kù)，簡(jiǎn)稱字庫(kù)。漢字輸出時(shí)，需先根據(jù)內(nèi)碼找到字庫(kù)中對(duì)應(yīng)的字模，再根據(jù)字模輸出漢字。46漢字的字形碼構(gòu)造漢字字形有兩種方法：向量法和點(diǎn)陣法點(diǎn)陣法

1616、2424、4848

一個(gè)1616點(diǎn)陣漢字字形碼占32字節(jié)。向量法把漢字筆畫的輪廓用一組直線（向量）近似勾畫。這樣每個(gè)字形都可以變成一連串的向量。

47圖像與圖形信息處理技術(shù)計(jì)算機(jī)中的數(shù)字圖像按其生成方法可以分為兩大類，圖像(Image)：從現(xiàn)實(shí)世界中通過(guò)數(shù)字化設(shè)備獲取的圖像。取樣圖像點(diǎn)陣圖像位圖圖像圖形（Graphics）：用計(jì)算機(jī)合成的圖像。矢量圖像48圖像的數(shù)字化

現(xiàn)實(shí)世界中獲取數(shù)字圖像的過(guò)程稱為圖像的獲取圖像獲取設(shè)備：掃描儀、數(shù)碼相機(jī)和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等。圖像獲取的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是模擬信號(hào)的數(shù)字化過(guò)程，它的處理步驟大體分為三步取樣分色量化

49圖像的壓縮編碼

為方便存儲(chǔ)和傳輸需要把圖像進(jìn)行壓縮。數(shù)據(jù)壓縮可分成兩種類型，無(wú)損壓縮有損壓縮50圖像與圖形文件的類別圖形的分類：位圖和矢量圖位圖真實(shí)地記錄每一個(gè)象素的顏色，再把這些象素點(diǎn)組合成一幅圖像。常見(jiàn)的文件擴(kuò)展名為BMP、GIF、WMF、PCX、PSD、PCD、TIF、JPG等。圖本身的大小和精度是確定的，對(duì)圖像進(jìn)行放大會(huì)降低圖像質(zhì)量。矢量圖記錄生成圖形的算法，一般是直接用軟件程序制作。產(chǎn)生的文件非常小，顯示速度沒(méi)有位圖快。矢量圖可以進(jìn)行隨意的放大和縮小。文件的后綴常常是CDR、AI或FHx。51圖形的類別GIF：圖像交換格式（GraphicsInterchangeFormat），它是Internet上最常見(jiàn)的圖像格式之一，它有以下幾個(gè)特點(diǎn)：GIF只支持256色以內(nèi)的圖像；GIF采用無(wú)損壓縮存儲(chǔ)，在不影響圖像質(zhì)量的情況下，還可以生成很小的文件；它支持透明色，可以使圖像浮現(xiàn)在背景之上；GIF文件可以制作動(dòng)畫，這也是它最突出的一個(gè)特點(diǎn)。52聲音信息的處理技術(shù)

模擬音頻和數(shù)字音頻

聲音信息的數(shù)字化

聲音的壓縮編碼

MIDI音樂(lè)

53聲音文件的類別普通的聲音文件（*.wav文件）是計(jì)算機(jī)直接把聲音信號(hào)的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)取樣——量化處理，變成與聲音波形對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，記錄在計(jì)算機(jī)的儲(chǔ)存介質(zhì)（硬盤或光盤）中。MIDI文件記錄演奏樂(lè)器的各種信息或指令，如用哪一種樂(lè)器，什么時(shí)候按某個(gè)鍵，力度怎么樣等等，播放時(shí)通過(guò)播放軟件和音源轉(zhuǎn)換成聲音。MIDI文件比聲音文件小得多，一首樂(lè)曲，只有十幾KB或幾十KB，只有波形文件的千分之一左右，便于儲(chǔ)存和攜帶，所以常常作為網(wǎng)頁(yè)和課件的背景音樂(lè)。

54視頻信息的處理技術(shù)

視頻（Video）是指內(nèi)容隨時(shí)間變化的一個(gè)圖像序列，也稱為活動(dòng)圖像（MotionPicture）。目前，視頻技術(shù)的應(yīng)用范圍已經(jīng)很廣了，如VCD和DVD、數(shù)字電視、VOD點(diǎn)播、網(wǎng)上可視會(huì)議以及遠(yuǎn)程教學(xué)等。

55視頻信號(hào)的數(shù)字化

數(shù)字視頻與模擬視頻相比有很多優(yōu)點(diǎn)