数字的信息化表示1

第二节信息的数字化表示计算机内部信息的表示信息技术？在计算机内部存储、处理和传输的信息均采用二进制（Binary）代码来表示二进制二进制只有0和1两个数码，其运算规则是逢二进一。①算术运算（数值运算）0+0=00+1=11+0=11+1=10（逢二进一）②逻辑运算（判断真假）一般1—真0—假十进制、二进制、十六进制对照表十进制二进制十六进制0001112102311341004510156110671117810008910019101010A111011B121100C131101D141110E151111F数值的构成一个数值各位数字（数码）表示的值不仅与该数字有关，且与所在位置有关。【例】数120410可以分解为：1×103＋2×102＋0×101＋4×100二进制、十进制和十六进制位权位权位权位权每个数位上的数字所表示的值=该数码×权值位权：进制数的i次方(i为与位置对应的自然数）【例】数10102可以分解为：1×23＋0×22＋1×21＋0×20【例】数130016可以分解为：1×163＋3×162＋0×161＋0×160二进制的对应位置权值为：10011二进制转换成十进制2423222120【例】二进制数100112转换成十进制为：100111×24＋0×23＋0×22＋1×21+1×20=1×16＋0×8＋0×22＋1×2+1×1=16＋2+1=19练习：110121310口诀：乘权值求和【思考】以下数值中大的是哪个？(11011011)2(219)10简便算法：110110111286432168421计算：128+64+16+8+2+1=219整数部份：除以2取余数，直到商为0，余数从自下而上排列【例】将(100)10转换为二进制210025002250212126023021101十进制数转换为二进制数结果：(100)10=（1100100)2方法转换口诀：除2反向取余低位高位练习：4310转换成二进制数为：基本信息单位（数据存储单位）位（bit，比特）二进制位（每位存储一个0或1）字节（byte，B，拜特）1byte=8bit1kB=1024byte=210byte1MB=1024kB=220byte1GB=1024MB=230byte问题11011100有几个bit？占几个字节？8个bit，一个字节千字节兆字节吉字节编码ASCII码（美国标准信息交换码）常用西文字符（128个）的二进制编码（P8表1-1）每个字符用标准规定的7位二进制数表示，在机内则占一个字节（最高位为0）。想想：为什么是128个字符？练习：a与A的ASCII值那个大？如字符“A”的ASCII码为：(01000001)2或6510字符“0”的ASCII码为：(00110000)2或4810比较ASCII字符的大小（按其ASCII码值）空格＜0～9＜A～Z＜a～z会推算同组字符ASCII码值如A的ASCII值（十进制）为65，则B、C…的ASCII值分别为66、67汉字编码汉字编码（由GB2312-80规定，即国标码）国标码规定每个汉字用两个七位二进制代码表示，在机内则用两个字节表示（每个字节的最高位置为1）。【例】设一软盘有300kB可用空间，若使用ASCII码存盘，则可存储英文多少个？若存放汉字，则可存储汉字多少个？解：300×1024=307200（个）300×1024÷2=153600（个）小结1、计算机内部采用二进制2、二进制只有0和13、二进制转化成十进制4、十进制准化成二进制5、ASCII7、汉字编码练习1.在计算机内部，数据是以什么形式加工、处理和传送的。A二进制B八进制C十六进制D十进制2.十进制数17转换成二进制数是（A）11111（B）10001（C）10101（D）10000练习3、容量为2KB的存储设备最多可存放的汉字个数是（A）2（B）512（C）1024（D）2000练习4.下面四个数中，最小的是A）（10111）2B）（10110）2C）（111）10D）（25）105、在计算机中通常表示英文字符的编码是（A）音码（B）形码（C）GB-2312码（D）ASCII码图中的正弦曲线代表原始音频曲线；填了颜色的方格代表采样后得到的结果，二者越吻合说明采样结果越好。采样频率时间轴采样分辨率幅度显然，当横坐标的单位越小即两个采样时刻的间隔越小，则越有利于保持原始声音的真实情况，换句话说，采样的频率越大则音质越有保证；同理，当纵坐标的单位越小则越有利于音质的提高，即采样的位数越大越好。对模拟信号进行测量。把时间和幅度都用离散的数字表示的信号称为数字信号。硬件设备便是模拟/数字转换器（AnalogtoDigitalConverter，即ADC）。采样（Sampling）：采样的过程实际上是将通常的模拟音频信号的电信号转换成许多称作“比特（Bit）”的二进制码0和1，这些0和1便构成了数字音频文件。声音信息的数字化数字化就是采样和量化。每隔相等的一小段时间采样一次，称均匀采样（Uniformsampling）;把信号的幅度划分是等间隔的，称为线性量化(Quantization)，否则称非线性量化。每秒钟需要采集多少个声音样本—采样频率fs。每个声音样本的位数（bitpersample,bps）--量化精度。采样周期T：按一定的时间间隔（T）取值，1/T称为采用频率。常见的有8kHz,11.025kHz,…量化精度：把采样值量化为一个有限幅度值的集合。常见的量化精度有8位和16位。存储量(字节)=(采用频率X量化位数X声道数)/8(B)声音的压缩编码1.全频带声音的压缩编码波形声音经过数字化之后数据量很大，特别是全频带声音。存储容量(字节)=采样频率×采样精度/8×声道数×时间一段持续1分钟的双声道声音，若采样频率为44.1kHz，量化精度为16位，数字化后需要的存贮容量为：44.1×103×16/8×2×60（秒）=10.584MBCD盘只能存储一个小时这样的数字声音。声音的压缩编码第1代PCM（脉冲编码调制）压缩编码方案，代表性应用是CD.第2代有MPEG-1（layer1,layer2,layer3,MP3,其中MP3的压缩比可以达到10倍左右。）,MPEG-2,杜比AC-3等。在Internet上传播的流媒体：.ra,wav,wma.图像信息的表示1、从现实世界中通过数字化设备获取的图象，如扫描仪，数字相机等称为image.2、计算机合成图象，称为图形Graphics.3、图像文件的格式Windows中最常用的图像文件格式是DIB,BMP,PCX和TIFF。4、图像的数字化（Capturing）图像获取过程是模拟信号数字化过程。步骤：１、取样将图划分为ＭＸＮ网格，每个网格称为一个取样点。一张图变为取样点组成阵列。２、分色将每个取样点的颜色分解成３个基色（red,green,blue）,即每个取样点用３个亮度值（分量）表示。非彩色图则每个取样点用一个亮度值表示。３、量化对每个取样点的每个分量进行Ａ／Ｄ转换，即亮度值用数字量表示。一幅没有压缩的图像数据量为图像数据量=图像水平分辨率X图像垂直分辨率X像素深度/8像素深度8位=28=256色16位=216=256X256色=65536色24位==224=256X65536色=16777216色可以通过控制面板设置显示器的色彩。5、图像压缩6、不同像素深度比较256色16位色640X480采样点，16位色图像数据量为：640*480*16/8=600KB6、计算图像数据量640X480采样点，16位色图像数据量为：640*480*16/8=600KB视频信息的表示视频Video指内容随时间变化的一个图像序列，也称活动图像(MotionPicture).例如：DVD，VCD等。动画演示。一、视频信号的数字化数字视频和模拟视频比较：易于复制，传输时质量不下降，容易编辑修改，节省频率资源等。视频数字化包括不少技术问题，如电视信号具有不同的制式而且采用复合的YUV信号方式，而计算机工作在RGB空间；电视机是隔行扫描，计算机显示器大多逐行扫描；电视图像的分辨率与显示器的分辨率也不尽相同等等。因此，模拟视频的数字化主要包括色彩空间的转换、光栅扫描的转换以及分辨率的统一。视频数字化视频信息的表示与处理常用数字视频格式数据压缩技术JPEG：压缩静止图像。MPEG：压缩运动图像。H.261：视像和声音的双向传输标准。视频卡处理静止或运动的图像信号。上图为sony摄像机