存储器和位的表示

存储器和位的表示第1页，共33页，2023年，2月20日，星期一主要内容存储器用位的模式表示信息第2页，共33页，2023年，2月20日，星期一存储器计算机中包含大量的电路（如触发器），每一个电路能够存储单独的一个位，这种存储器被称为计算机的主存储器。

计算机的主存储器是以称为存储单元的可管理单位组织起来的，一个典型的存储单元是8位（1个字节）。第3页，共33页，2023年，2月20日，星期一存储器一行中的左侧称为高位端，右侧称为低位端。高位端的最左边一位称为最高有效位；低位端的最右边一位称为最低有效位。第4页，共33页，2023年，2月20日，星期一存储器为了计算机主存储器中各存储单元，每一个存储单元都被赋予了一个唯一的“名字”，称之为地址。

对于存储单元所有的地址都是用数字表示的（十六进制数），按照顺序从0开始编号。出现了上一个单元/下一个单元。第5页，共33页，2023年，2月20日，星期一存储器第6页，共33页，2023年，2月20日，星期一存储器读操作和写操作其他的电路通过电信号请求从存储器中得到指定地址的内容，称为读操作。其他的电路通过电信号把某个位模式存放到指定地址的存储单元里，称为写操作。第7页，共33页，2023年，2月20日，星期一存储器随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）

RAM在电源关闭时会丢失所存储的数据，可以按照任何顺序来选择这些地址以执行写操作或读操作。ROM可以永久性保持存储的数据，数据可以从ROM中读出，但是和RAM不同，它没有写操作。第8页，共33页，2023年，2月20日，星期一存储器容量的度量存储器一个单元存储一个字节（8位）。存储器的容量为地址单元的数量乘上8，得到给定的存储器的容量。

位1个比特；KB1024字节=210字节半字节4个比特；MB220字节字节8个比特；GB230字节字16个比特；TB240字节第9页，共33页，2023年，2月20日，星期一海量存储器海量存储器（辅助存储器），解决计算机主存储器的不稳定和容量的限制。

磁盘CD盘DVD盘磁带闪存

第10页，共33页，2023年，2月20日，星期一海量存储器海量存储器与主存储器比较

脱机联机存储量大存储量小稳定、可靠容易丢失访问速度慢访问速度快

第11页，共33页，2023年，2月20日，星期一海量存储器磁盘存储系统

将道划分为扇区磁盘读/写磁头臂运动方向磁盘旋转方向存取臂第12页，共33页，2023年，2月20日，星期一海量存储器磁带存储装置

带盘读/写头带运动方向带盘磁带磁带第13页，共33页，2023年，2月20日，星期一海量存储器CD存储

光盘运动方向

数据记录在分为若干扇区的道上，道向外螺旋形旋转第14页，共33页，2023年，2月20日，星期一文件存储及检索

数据在大容量存储器中以较大的单元进行存储，这种单元叫做文件(file)。一个典型的文件可能包括一个文本文档、一张照片、一个程序或公司中员工数据的集合。第15页，共33页，2023年，2月20日，星期一文件存储及检索磁盘中的每一个扇区必须以一个连续的位串进行操作。符合一个存储设备物理特性的数据块叫做物理记录。因此，在大容量存储器中存储的文件是由很多物理记录组成的。

逻辑记录：文件的自然划分，文件包含的段和页。逻辑记录通常由字段组成，较小的组成单元。特定的标识字段成为键字段。

第16页，共33页，2023年，2月20日，星期一文件存储及检索物理记录对应于扇区的大小逻辑记录对应于数据内的自然划分第17页，共33页，2023年，2月20日，星期一文件存储及检索

缓冲区：用于一个设备向另一个设备传送的过程中临时存储数据的区域。

第18页，共33页，2023年，2月20日，星期一用位模式表示信息文本形式的信息经常用一种代码来表示，其中文本的每一个不同符号均赋予其相应的唯一的位模式。这样，文本就被表示为一个长的位串，连续的位模式逐一表示原文本中的符号。第19页，共33页，2023年，2月20日，星期一用位模式表示信息计算机中使用了不同的编码来表示和存储数字、文字符号、声音、图片和图像（视频）信息。编码（或代码）通常指一种在人和机器之间进行信息转换的系统（体系）。编码是人们在实践中逐步创造的一种用较少的符号来表达较复杂信息的表示方法。第20页，共33页，2023年，2月20日，星期一用位模式表示信息字符与字符串数据是计算机中用得最多的非数值型数据。美国最先制定了符合他们使用需要的美国标准信息交换标准码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange），简称ASCII码。其包含7位二进制编码，可表示27=128个字符。（附录AASCII码）第21页，共33页，2023年，2月20日，星期一用位模式表示信息报文“Hello”的ASCII码第22页，共33页，2023年，2月20日，星期一用位模式表示信息

Unicode码采用16位模式来表示每一个符号，有65536个不同的位模式组成，足以表示中文、日文和希伯来文等语言书写的文档资料。国际标准化组织，已经开发了一种使用32位模式的代码，足以表示几十亿个不同的符号。第23页，共33页，2023年，2月20日，星期一数值的表示进位基数和位的权数二进制、八进制、十六进制数制第24页，共33页，2023年，2月20日，星期一数值的表示进位制二进制八进制十进制十六进制规则逢二进一逢八进一逢十进一逢十六进一基数R=2R=8R=10R=16基本符号0,10,1,2,…,70,1,2,…,90,1,..,9,A,..,F权2i8i10i16i形式表示BODH第25页，共33页，2023年，2月20日，星期一数值的表示十进制数二进制数0000100120103011410051016110第26页，共33页，2023年，2月20日，星期一图像的表示图像表示为一组点，每一个点称为一个像素，每个像素的显示被编码，整个图像就表示成这些已编码像素的集合。这个集合就被称为位图。第27页，共33页，2023年，2月20日，星期一图像的表示位图图像位图表示图象的方法中，图像被分成像素矩阵，也称点阵，每个像素是一个小点。像素的大小取决于分辨率。把图像分成像素之后，每一个像素被赋值为一个位模式。模式的尺寸和值取决于图像

例如：对于一个仅有黑白点组成的图像（例如棋盘），一个1位模式已足够表示一个像素。0模式表示黑像素，1模式表示白像素。

位图文件的基本编码格式为BMP（bitmap的缩写）文件。BMP是一种与硬件设备无关的图像文件格式。第28页，共33页，2023年，2月20日，星期一图像的表示矢量图像

把图像表示成几何结构的集合（如直线和曲线），这些几何结构可以用解析几何技术来编码。第29页，共33页，2023年，2月20日，星期一声音的表示对音频进行编码以让计算机对其进行存储与操作的方法是，对声波进行固定时间间隔采样，并保存所得到的值序列。振幅编码的声波第30页，共33页，2023年，2月20日，星期一思考题1