大学计算机基础第四章

大学计算机干货复习资料！本思维导图为第四章：数制与信息编码知识点整理，帮助你理解计算机数制的转换方法, 掌握二进制、十六进制、十进制三种进制之间的转换。赶快收藏学起来吧！

四、数制和信息编码

• 字符编码
  • 编码：用一定位数的数字或代码唯一地表示某些规律
  • 西文字符编码
    • ASCII字符编码
      • 7位二进制编码，可表示2的7次方个字符即128个
      • 最高位0
      • 需要记住
  • 汉字字符编码
    • 输入码
      • 音码类：以汉语拼音为基础。如全拼码、智能ABC
      • 形码类：以汉字字形编码。如五笔、表形码
    • 国标码：每个汉字的区号和位号各加32就构成了国标码
    • 机内码
      • 为了区分汉字编码和ASCII码引入 汉字机内码
      • 机内码=国标码+80 80H=区位码+A0 AOH
    • 汉字字形码
      • 点阵
        • 汉字字形点阵的代码
        • 有16*16、32*32、48*48等编码、存储简单、无需转换直接输出 放大后产生的效果差
      • 矢量
        • 存储的是描述汉字字形的轮廓特征
        • 特点与点阵相反
    • Unicode字符集编码
      • 国际标准
      • 每个字符2字节，最多2的16次方个字符
• 声音编码
  • 概念：声波、周期T、振幅A、频率f
  • 模拟音频的数字化
    • 采样
    • 量化：相同采样频率下量化位数越大，采样精度越高，声音质量越好，信息存储量越大
    • 编码
  • 数字音频的技术指标
    • 采样频率*采样精度*声道数/8=字节数
  • 数字音频的文件格式
    • .wav:真实声音的二进制采样数据，文件较大
    • .mid：是数字音乐的国际标准，记录的是音符数字，文件小
    • .mp1/mp2/mp3:采用MPEG音频压缩标准进行压缩的文件
    • .ra:有较高压缩比，采用流媒体在网上实时播放
• 图形和图像编码
  • 概念
    • 图形：有点线等组成的有边界画面，文件中存放描述图形的指令
    • 图像：由图像设备输入的无边界画面，数字化后以位图形式储存
    • 列数*行数*像素的颜色深度/8*帧/秒=字节数
  • 图像的数字化
    • 采样：将二维图像转换成离散点的过程，实质是用多少个像素点描述图像，称为图像的分辨率，用“行*列”表示，分辨率越高，图像越清晰，存储量越大
    • 量化：在图像离散化后，将表示图像色彩浓淡的连续变化值离化为整数值的过程。把量化时所确定的整数值取值个数称为量化级数，也称为颜色深度。
    • 颜色深度
      • 黑白图：颜色深度为1；1白0黑
      • 灰度图：颜色深度为8，占一个字节
      • RGB：24位真彩色，2的24次方种颜色
      • 图像分辨率和像素位的颜色深度决定了文件大小
      • 列*行*颜色深度/8=图像字节数
      • 数字化后的图像数据量十分巨大，必须采用编码技术来压缩信息,这是图像传输与存储的关键
  • 图形图像文件格式
    • BMP和DIB：与设备无关的位图格式文件
    • GIF：256色以内，压缩比高与设备无关。Internet上重要格式之一，最大不超过64KB
    • JPEG：适用于处理256色以上、大幅面图像
    • WMF：位图与矢量图的混合体，Windows中许多剪贴画以改格式储存。广泛应用于桌面出版印刷
• 数据压缩技术
  • 数据压缩可能性：一幅图像中各像素点的相关性：视频图像中各帧图像之间有相同的部分。因此数据的冗余度很大。
  • 数据压缩：通过编码的技术降低数据存储时所需空间，等需要使用时再进行压缩
  • 数据压缩方法：无损压缩和有损压缩
    • 无损压缩：解压信息不失真，可逆
    • 有损压缩：牺牲某些信息，压缩比较高，用于语音图像视频的压缩
    • 数据压缩的国际标准：JPEG、MPEG
  • 数据压缩技术的性能指标：压缩比；恢复效果；速度；开销
  • 文件压缩和解压缩软件：ARJ PKZIP WinZip WinRAR
• 数制编码与计算
  • 机器数&真值：计算机中的二进制数&+—表示的二进制数
  • 正负符号
    • 最高位0正1负
  • 解决运算问题：引入编码
    • 实质：对带符号数的不同编码
    • 原码：负数 1|X|（0有两种方式）
    • 反码：负数 1[|X|取反]
    • 补码：负数 1[|X|取反加1]
    • 计算机中一律用 补码
      • 可以将符号位和数值位统一处理
      • 减法也可按加法处理
  • 小数
    • 两正整数相加的负数--“溢出”；很大或很小的数用 浮点形式 存放
    • 计算机中小数点不占位置
    • 定点整数
      • 小数点隐含固定在机器数最右边；是纯整数
    • 定点小数
      • 小数点在符号位、数值位之间；是纯小数
    • 浮点数（指数形式）
      • （10为十进制…）
      • 尾数：d +-为数符（尾数位数决定数的精度）
      • 阶码：p +-为阶符（阶码位数决定数的范围）
      • （二进制）
      • 规格化数：尾数绝对值大于等于0.1且小于1，小数点位置唯一且固定
      • 机内存储格式（单精度32位）
    • 二进制数的算数运算和逻辑运算
      • 加减
        • 0+0=0，0+1=1 ，1+0=1， 1+1=10(进位)
        • 减法加负号即可
      • 乘
        • 加法和移位
      • 除
        • 减法和移位
      • 逻辑运算
        • 0真1假
        • 非-反
        • 与-乘
        • 或-加
• 数制与转换
  • 1字节=8个字符
  • 进位计数制（权位展开式）
    • 如：七进制数4532.1展开为4x7^3+5x7^2+...
  • 进制表示符号
    • B 二：0，1
    • O 八：0，1...7
    • D 十：0，1，...9
    • H 十六：0，1...F
  • 数制转化
    • r转十：权位展开
    • 十转r：
      • 整数部分：除以r取余数，余数从右至左排列
      • 小数部分：乘以r取整数，整数从左至右排列
    • 八/十六转二：
      • 一位八进制数对三位二进制数
      • 一位十六进制数对四位二进制数
    • 二转八/十六：
      • 整数：从右至左按三/四位分割
      • 小数：从左至右按三/四位分割
      • 不足补零
• 引言
  • 为什么用二进制?
    • 物理上容易实现，可靠性高
    • 运算简单，通用性强
    • 便于表示和进行逻辑运算