第一章数制的转换

进制数转换整数部分：用附件中的计算器小数部分：按权展开12例1:将二进制数101.011转换成十进制数。

A、5.175B、5.75C、5.125D、5.375整数部分：四个答案的一样，不用计算用附件中的计算器得出5小数部分：按权展开(0.011)2=0

╳2-1+1╳2-2+1╳2-3

=（0.375)10

故答案为D3例2:将二进制数10011010.1011转换成八进制数是

A、232.54B、232.13C、232.51D、232.52整数部分：四个答案的一样，不用计算小数部分：按权展开(0.1011)2=

1

╳2-1+0

╳2-2+1╳2-3+1╳2-4

=（0.6875)10

而答案A中的小数部分转换结果为：(0.54)8=5╳8-1+4╳8-2

=（0.6875)10

故答案为A41.2信息数字化的方法与技术

数值信息的表示数据和信息二进制数值在计算机中的表示进位计数制不同数制间的转换二进制数的运算数据单位文本信息的表示西文字符的编码中文字符的编码图像与图形信息处理技术声音信息的处理技术视频信息的处理技术

5

采用二进制编码表示的数字、文字、图画、声音和活动图象才能由计算机进行处理。

数据是对事实、概念或指令的一种特殊表达形式，这种特殊的表达形式可以用人工的方式或者用自动化的装置进行通信，翻译转换或者进行加工处理。二进制编码ISO对数据的定义:数据和信息6数据和信息

信息是对人有用的数据，这些数据将可能影响到人们的行为与决策。数据包含信息数据处理之后产生信息信息具有相对性，时效性7计算机信息处理数据处理的主要目标是获取有用的信息。本质：是由计算机进行数据处理的过程计算机对数据的采集、输入、存储、建库、处理、加工、转换、合并、分类、计算、统计、汇总、传送等操作的过程。数据处理加工后，向人们提供有用的信息。8二进制状态少（0、1），物理实现容易运算简单信息存储、传输可靠成本低廉？计算机中为什么要采用二进制9数据区分为数值型数据————采用二进制运算非数值型数据————采用二进制编码文字图形声音活动影像10进位计数制十进制数：3333个3百3十数码：一组用来表示某种数制的符号。基数：数制所用的数码个数，用R表示，称R进制,

其进位规律是“逢R进一”。位权：数码在不同位置上的权值。即每个数位所固有的值。如1、10、100。所谓进位计数制，就是按进位的方法进行计数。11十进制（D）十种状态，逢十进一，（0,1,2,3,4,5,6,7,8,9）二进制（B）两种状态，逢二进一，（0,1）八进制（O）八种状态，逢八进一，（0,1,2,3,4,5,6,7）十六进制（H）十六种状态，逢十六进一（0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F）12书写格式1101101（2）

334（8）

22.34（10)23D(16)(10100)2(114)8(748)10(AD3)16110101B654O2351D456H13各进制数之间的关系十进制（D）二进制（B）八进制（Q）十六进制（H）0123456789101112131415011011100101110111100010011010101111001101111011110123456710111213141516170123456789ABCDEF14不同进制间的转换二进制八进制十进制十六进制151、r进制转换成十进制规则：按权展开(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“权”例：(1999.8)10=1╳103+9╳102+9╳101+9╳100+8╳10-116例1:将二进制数101.1转换成十进制数。

(101.1)2=1╳22+0╳21+1╳20+1╳2-1

=（5.5)10

例2:将八进制数34.6转换成十进制数。

(34.6)8=3╳81+4

╳80+6╳8-1=（28.75)10

例3:将十六进制数2AB.6转换成十进制数

(2AB.6)8=2╳162+10╳161+11╳160

+6╳16-1=（683.375)10172、十进制转换成r进制整数部分：除以r取余数，直到商为0，

余数从右到左排列。小数部分：乘以r取整数，整数从左到右排列。不一定能精确转换先得到的数总是紧靠小数点。18例4：将十进制数100.345转化为二进制数2100250022502121260230211010.34520.69021.38020.76021.52021.040先得到的数总是紧靠小数点。不一定能精确转换(100.345)10(1100100.01011)2

19例5：将十进制数100转化为八进制数

和十六进制数810081248140116100166406(100)10=(144)8=(64)16203、八进制和十六进制转换成二进制每一位八进制数对应三位二进制数。（1分3）每一位十六进制数对应四位二进制数。（1分4）21二进制八进制二进制十六进制00000101001110010111011100000101001110010111011101234567101112131415161700000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011110123456789ABCDEF22例：(2C1D)16=(0010110000011101)271232C1D(64)16=(01100100)2(144)8=(001100100)264144(7123)8=(111001010011)2234、二进制转换成八进制和十六进制转换成八进制时三位一组。（3合1）转换成十六进制时四位一组。（4合1）分组方法：从小数点向两边三（四）位一组，

位数不足整数前补0，小数后补0。练习题后面补两个0，变成0100(1101101110.110101)2=(36E.D4)1636ED4(1101101110.110101)2=(1556.65)815566524二进制数的运算两种类型的运算：算术运算、逻辑运算。算术运算按位运算有进位，借位常用运算种类：加，减，乘法，除法逻辑运算按位运算，无进位，借位常用运算种类：与，或，非25算术运算规则

加法

0+0=00+1=11+0=11+1=10（向高位进位）减法

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逻辑运算规则

或运算(有1为1，全0为0）

0∨0＝00∨1＝11∨0＝11∨1＝1

与运算(有0为0，全1为1）

0∧0＝00∧1＝01∧0＝01∧1＝1

非运算（取反）

0＝11＝027数据单位

位（bit）也称为比特，是计算机存储数据的最小单位，是二进制数据中的一个位，一位表示二进制信息0或1。例如，1001001一共有8位。字节（Byte）简记为B，一个字节由8个位组成，即1B＝8bits。字节是计算机数据处理的基本单位，例如“10001100”是一个字节。1KB=210Bytes=1024Bytes；1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB；1TB=210GB=1024GB

28数值在计算机中的表示正整数(不带符号的整数)8位：0~255，16位：0~65535带符号整数符号位（0：正；1：负）最高位为符号位（原码表示法）8位：-127~127，16位：-32767~+3276729整数的表示原码：将整数化为二进制数，符号位置0（正数）或1（负数）反码：负数的反码：符号位为1，绝对值部分与原码相反。负数的补码表示：符号位也是“1”，其余为反码的最低位加“1”。30整数的表示注意：-0与+0在补码表示法中相同，而在原码、反码表示却不同。相同位数的二进制补码，表示的范围比原码、反码多一个（why？）。正数的原码、反码、补码都相等，即表示方法只有一种31小数的表示定点数：小数点的位置固定，分为定点纯整数和定点纯小数。定点纯整数隐含小数点位置固定在数值部分的最后定点纯小数隐含小数点位置固定在数值部分的最高位与符号位之间。浮点数：小数点的位置可以浮动，用阶码（整数）和尾数（纯小数）来表示一个实数。不同的计算机中浮点数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计算机中表示的统称，它是基于特定字符集的具有上下文相关性的一个字符流，每个字符均使用二进制编码表示。文本在计算机中的处理包括输入、编辑、存储、传输和显示等过程，每个环节对文本的编码都可能不同，下面介绍几种主要编码方案。

33西文字符的编码西文：由拉丁字母、数字、标点符号及一些特殊符号组成，统称为“字符”（Character）。美国标准信息交换码ASCII码：一个字节的编码对应一个字符，最高位一般为0，是7位编码，可表示128个，见书上P14表1.1。字符集：每一字符各有一个代码，构成代码表。34标准ASCII码常用字符有128个，编码从0到127。控制字符：0~31，127；普通字符：95个。每个字符占一个字节，7位，最高位为0。字符范围十六进制十进制空格20H320~930H~39H48~57A~Z41H~5AH65~90a~z61H~7AH97~122ASCII码字符编码表表36BCD码BCD码用4位二进制数表示一位十进制数。

BCD码100001100010按4位一组转换为十进制数862。一位BCD码中的4位二进制代码都是有权的，从左到右依次是8，4，2，1。故这种二——十进制编码又称8421BCD码。

100001100010284137

十进制数和BCD码对照表十进制BCD码十进制BCD码0000050101100016011020010701113001181000401009100138汉字的编码汉字在不同的处理阶段有不同的编码。汉字的输入：输入码汉字的机内表示：机内码汉字的输出：字形码（字库Font）各种编码之间的关系：输入码国标码机内码输出码39汉字的编码汉字字符集与编码1981年，GB2312-80国家标准，其中有6763个汉字和682个非汉字字符，其字符及编码称为国标码又叫国际交换码。国标码用两个字节编码一个汉字，每个字节只用低7位，高位都为0。GB2312字符集的构成：一级常用汉字3755个，按汉语拼音排列二级常用汉字3008个，按偏旁部首排列非汉字字符682个GB2312构成两维平面（区位码），94*94，行号为区号，列号为位号，各占一个字节，取其7位表示。例：“大”的区号是20，位号是83，则其区位码为：

2083。（0001010001010011

）

区位码+32=国标码；0011010001110011

40汉字的机内码为避免汉字与西文字符混淆，引入汉字的机内码。计算机系统中用来表示中文或西文信息的代码称为机内码，简称内码。ASCII码是一种西文机内码，用一个字节表示，最高位为0。汉字机内码用连续两个字节表示，每个字节的最高位是1。

例：“大”的区号是20，位号是83，则其机内码为：

101101001111001141区位码与机内码的转换关系GB2312-80的内码编码的范围为：A1A1H~FEFEH汉字区位码与机内码的转换关系为机内码的高字节＝区位码的高字节＋A0H

机内码的低字节＝区位码的低字节＋A0H42其他汉字编码UCS（通用编码字符集）Unicode编码，长度为16位，ASCII也采用两个字节表示。GBK：汉字扩展内码规范，与GB2312-80完全兼容。BIG5：台湾汉字编码规范。420个图形符号，13070个汉字，繁体。43汉字的输入码汉字输入方法实现的两种途径：计算机自动识别：用键盘手工输入。计算机自动识别方法：手写笔输入语音识别输入扫描识别输入用键盘手工输入需对汉字进行编码。如区位码、国标码等，它们属于外码。44汉字的输入码输入编码要求：易学、易记、效率高、重码少、容量大。输入编码分类：数字编码（如：区位码、电报码，无重码，难记）字音编码（如：全拼、双拼、微软拼音、智能ABC简单，但重码多）字形编码（如：五笔字形、表形码，重码少，规则难）形音编码（如：声形码、自然码，规则简单、重码少，学习不易）。注意：汉字输入编码和内码概念不同，同一个汉字的内码是一样的，但其可以用不同的输入编码方法输入计算机。45汉字字库汉字信息存储在计算机内采用机内码，但输出时必须转换成字形码，以人们熟悉的汉字形式输出。对每一个汉字，都有对应的字模储存在计算机内，字模的集合就构成了字模库，简称字库。汉字输出时，需先根据内码找到字库中对应的字模，再根据字模输出汉字。46汉字的字形码构造汉字字形有两种方法：向量法和点阵法点阵法

1616、2424、4848

一个1616点阵汉字字形码占32字节。向量法把汉字笔画的轮廓用一组直线（向量）近似勾画。这样每个字形都可以变成一连串的向量。

47图像与图形信息处理技术计算机中的数字图像按其生成方法可以分为两大类，图像(Image)：从现实世界中通过数字化设备获取的图像。取样图像点阵图像位图图像图形（Graphics）：用计算机合成的图像。矢量图像48图像的数字化

现实世界中获取数字图像的过程称为图像的获取图像获取设备：扫描仪、数码相机和数字摄像机等。图像获取的过程实质上是模拟信号的数字化过程，它的处理步骤大体分为三步取样分色量化

49图像的压缩编码

为方便存储和传输需要把图像进行压缩。数据压缩可分成两种类型，无损压缩有损压缩50图像与图形文件的类别图形的分类：位图和矢量图位图真实地记录每一个象素的颜色，再把这些象素点组合成一幅图像。常见的文件扩展名为BMP、GIF、WMF、PCX、PSD、PCD、TIF、JPG等。图本身的大小和精度是确定的，对图像进行放大会降低图像质量。矢量图记录生成图形的算法，一般是直接用软件程序制作。产生的文件非常小，显示速度没有位图快。矢量图可以进行随意的放大和缩小。文件的后缀常常是CDR、AI或FHx。51图形的类别GIF：图像交换格式（GraphicsInterchangeFormat），它是Internet上最常见的图像格式之一，它有以下几个特点：GIF只支持256色以内的图像；GIF采用无损压缩存储，在不影响图像质量的情况下，还可以生成很小的文件；它支持透明色，可以使图像浮现在背景之上；GIF文件可以制作动画，这也是它最突出的一个特点。52声音信息的处理技术

模拟音频和数字音频

声音信息的数字化

声音的压缩编码

MIDI音乐

53声音文件的类别普通的声音文件（*.wav文件）是计算机直接把声音信号的模拟信号经过取样——量化处理，变成与声音波形对应的数字信号，记录在计算机的储存介质（硬盘或光盘）中。MIDI文件记录演奏乐器的各种信息或指令，如用哪一种乐器，什么时候按某个键，力度怎么样等等，播放时通过播放软件和音源转换成声音。MIDI文件比声音文件小得多，一首乐曲，只有十几KB或几十KB，只有波形文件的千分之一左右，便于储存和携带，所以常常作为网页和课件的背景音乐。

54视频信息的处理技术

视频（Video）是指内容随时间变化的一个图像序列，也称为活动图像（MotionPicture）。目前，视频技术的应用范围已经很广了，如VCD和DVD、数字电视、VOD点播、网上可视会议以及远程教学等。

55视频信号的数字化

数字视频与模拟视频相比有很多优点