信息數(shù)字化表示

1、2022-5-1512022-5-1522022-5-1532022-5-1542022-5-1552022-5-156用戶用戶2022-5-1572022-5-158考試題：計算機存儲系統(tǒng)分為內(nèi)存和外存兩大類。CPU要處理信息時，需要將信息從外存調(diào)入內(nèi)存再進行處理，內(nèi)存的讀寫速度要快于外存，下列屬于內(nèi)存的是（ ） A、U盤 B、光盤 C、硬盤 D、RAM（2013）計算機存儲系統(tǒng)分為內(nèi)存和外存兩大類。CPU要處理信息時，需要將信息從外存調(diào)入內(nèi)存再進行處理，那么下列說法不正確的是（ ）。 A外存的讀寫速度要比內(nèi)存快 B外存一般存入CPU暫時不用的數(shù)據(jù) C內(nèi)存一般存放CPU正在處理的數(shù)據(jù) D內(nèi)存

2、里面的數(shù)據(jù)斷電后會丟失2022-5-1592.1 計算機中的數(shù)據(jù)計算機中的數(shù)據(jù)q 計算機通過電子開關(guān)的狀態(tài)表示數(shù)據(jù)計算機通過電子開關(guān)的狀態(tài)表示數(shù)據(jù)q 開關(guān)的開關(guān)的“通通”狀態(tài)表示狀態(tài)表示1，開關(guān)的，開關(guān)的“斷斷”狀態(tài)表狀態(tài)表示示02022-5-1510q一個開關(guān)有兩個狀態(tài)一個開關(guān)有兩個狀態(tài)qn個開關(guān)能描述個開關(guān)能描述2n個不同的狀態(tài)個不同的狀態(tài)q只要有足夠的開關(guān)，就可以表示任意的數(shù)據(jù)形式只要有足夠的開關(guān)，就可以表示任意的數(shù)據(jù)形式考試題：某軍艦上有5盞信號燈，信號燈只有“開”和“關(guān)”兩種狀態(tài)，如果包括5盞信號燈全關(guān)的狀態(tài)，則最多能表示的信號編碼數(shù)為（ ）。A10種 B32種 C20種 D5種某電

3、子設(shè)備的電路板上有一個4位的“跳板開關(guān)”，此開關(guān)每一位都只有“打開”和“閉合”兩種狀態(tài)，這個“跳板開關(guān)”最多可以表示的狀態(tài)數(shù)是（ ）。A12 B24 C8 D162022-5-1511計算機中的數(shù)據(jù)分類計算機中的數(shù)據(jù)分類文本文本(text)圖像圖像(image)音頻音頻(audio)視頻視頻(video)數(shù)字數(shù)字(number)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(data)2022-5-1512進制進制基數(shù)基數(shù)運算原則運算原則實例實例十進制十進制09共十共十個數(shù)個數(shù)逢十進一逢十進一5651016100二進制二進制01共兩共兩個數(shù)個數(shù)逢二進一逢二進一101210202.2 二進制和十進制二進制和十進制2022-5-151

4、3二進制二進制計算機內(nèi)部只能以二進制形式處理數(shù)值數(shù)據(jù)計算機內(nèi)部只能以二進制形式處理數(shù)值數(shù)據(jù)二進制允許使用的數(shù)碼為二進制允許使用的數(shù)碼為0、1，基數(shù)為，基數(shù)為2并按并按“逢二進一逢二進一”的原則進行計數(shù)的原則進行計數(shù)例如：例如：( 110010)2 125124023022121+020=(50)10二進制轉(zhuǎn)十進制：二進制轉(zhuǎn)十進制：按權(quán)展開式相加法按權(quán)展開式相加法2022-5-1514例例 ： 將（將（35）10轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。除除2取余法：取余法： 2 35 余數(shù)為余數(shù)為1 低位低位 2 17 余數(shù)為余數(shù)為1 2 8 余數(shù)為余數(shù)為0 2 4 余數(shù)為余數(shù)為0 2 2 余數(shù)為余數(shù)為

5、0 1 高位高位 故：故：(35)10 = (100011)2 驗證：驗證：125 + 024 + 023 + 022 + 121 + 120 = 32+2+1 = 35十進制轉(zhuǎn)換成二進制十進制轉(zhuǎn)換成二進制2022-5-1515二進制數(shù)的運算規(guī)則1. 1. 加法規(guī)則加法規(guī)則 0+0=00+0=0 0+1=1 0+1=1 1+0=1 1+0=1 1+1=10( 1+1=10(當(dāng)對應(yīng)位都是當(dāng)對應(yīng)位都是1 1時，相加后本位為時，相加后本位為0 0，并向，并向高位產(chǎn)生進位高位產(chǎn)生進位) )例如：例如： 1 0 1 1 + 1 1 0 1 1 1 0 0 0 考試題：二進制數(shù)11與十進制數(shù)2相加的結(jié)果是

6、（ ）。A(0101)2 B(1110)2 C(1010)2 D(1100)22022-5-15162. 2. 乘法規(guī)則乘法規(guī)則0 00=00=00 01=01=01 10=00=01 11=11=1例如：例如：二進制數(shù)的運算規(guī)則考試題：二進制數(shù)11*11結(jié)果是（ ）。A(1000)2 B(1001)2 C(1010)2 D(1011)22022-5-1517三、八進制和十六進制三、八進制和十六進制u八進制具有八個不同的數(shù)碼符號八進制具有八個不同的數(shù)碼符號0、1、2、3、4、5、6、7u其基數(shù)為其基數(shù)為8,并按并按“逢八進一逢八進一”的原則進行計數(shù)的原則進行計數(shù)u 十六進制具有十六個不同的數(shù)碼

7、符號十六進制具有十六個不同的數(shù)碼符號0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，其基數(shù)為其基數(shù)為16u 十六進制數(shù)的計數(shù)規(guī)則十六進制數(shù)的計數(shù)規(guī)則: 逢十六進一。逢十六進一。u 在十六個數(shù)碼中，在十六個數(shù)碼中，A代表十進制代表十進制10，B代表代表11，C代表代表12，D代表代表13，E代表代表14，F(xiàn)代表代表15。2022-5-1518十六進制轉(zhuǎn)換成十進制十六進制轉(zhuǎn)換成十進制（26A）16=2162+6161+10160 =512+96+10 =618八進制轉(zhuǎn)換成十進制八進制轉(zhuǎn)換成十進制（423）8=482+281+380=275總結(jié)總結(jié)：十進制、八進制、十六進制之間的轉(zhuǎn)換

8、，：十進制、八進制、十六進制之間的轉(zhuǎn)換，比較難計算，而且一般用得很少，最常用的方法比較難計算，而且一般用得很少，最常用的方法是將其轉(zhuǎn)換成二進制，然后再轉(zhuǎn)換一次。是將其轉(zhuǎn)換成二進制，然后再轉(zhuǎn)換一次。2022-5-1519常用數(shù)制的對照表常用數(shù)制的對照表十進制十進制二進制二進制八進制八進制十六進制十六進制0 0000000000 00 01 1000100011 11 12 2001000102 22 23 3001100113 33 34 4010001004 44 45 5010101015 55 56 6011001106 66 67 7011101117 77 78 81000100010

9、108 89 91001100111119 91010101010101212A A1111101110111313B B1212110011001414C C1313110111011515D D1414111011101616E E1515111111111717F F161610000100002020101017171000110001212111112022-5-15201 KB=1024 B1 MB=1024 KB1 GB=1024 MB1 TB=1024 GB西文字符編碼西文字符編碼 英文字母和常用的和常用的數(shù)學(xué)符號與與標(biāo)點符號等字符通常采用：等字符通常采用：ASCII編碼（美國

10、信息交換標(biāo)準碼（美國信息交換標(biāo)準碼) ) 一個字符用七位二進制數(shù)表示，存放時占八位即一個一個字符用七位二進制數(shù)表示，存放時占八位即一個字節(jié)(byte)(byte)1位位(bit) ： 1 個二進制個二進制1或或01B(字節(jié)字節(jié))=8位位位（比特位（比特/ bit）：）： 1個電子開關(guān)的狀態(tài)個電子開關(guān)的狀態(tài)字節(jié)（字節(jié)（byte）：）： 8位二進制數(shù)串位二進制數(shù)串考試題：某數(shù)據(jù)文件壓縮后的數(shù)據(jù)是512KB，已知其壓縮比20：1，原文件數(shù)據(jù)是（ ）。A10MB B56KB C2560KB D4MB2022-5-1521ASCII碼表 A 1000001 + 0101011 2022-5-152220

11、22-5-1523ASCII 表使用表使用 2022-5-1524漢字編碼的國家標(biāo)準：編碼的國家標(biāo)準： 漢字需要用漢字需要用兩個字節(jié)表示，每個字節(jié)只用低表示，每個字節(jié)只用低7位，位，最高位為最高位為0。 GB2312-80（信息交換用漢字編碼字符集基本集）（信息交換用漢字編碼字符集基本集）2022-5-1525國標(biāo)碼的二義性：國標(biāo)碼的二義性： 例如：例如： “保?！弊郑瑖鴺?biāo)碼為字，國標(biāo)碼為31H和和23H，而西文字符，而西文字符“1”和和“#”的的ASCII碼也為碼也為31H和和23H，假如內(nèi)，假如內(nèi)存中有兩個字節(jié)為存中有兩個字節(jié)為31H和和23H，這到底是一個漢，這到底是一個漢字？還是兩個西

12、文字符字？還是兩個西文字符“1”和和“#”？于是就出現(xiàn)？于是就出現(xiàn)了二義性。了二義性。漢字的機內(nèi)碼漢字的機內(nèi)碼變形國標(biāo)碼變形國標(biāo)碼 將國標(biāo)碼的兩個字節(jié)的將國標(biāo)碼的兩個字節(jié)的最高位分別分別置為1。2022-5-1526考試題：使用word進行文字處理時，伴隨“輸入存儲打印”的過程，所涉及的漢字編碼分別是（ ） A、拼音碼、機內(nèi)碼、交換碼 B、拼音碼、ASCII碼、字形碼 C、輸入碼、機內(nèi)碼、字形碼 D、輸入碼、機內(nèi)碼、打印碼目前使用的輸入碼有多種，以漢字的字音為主的拼音碼，以字型為主的五筆字型碼等。但機內(nèi)碼是唯一的。為了將漢字在顯示器或打印機上輸出，把漢字按圖形符號設(shè)計成點陣圖，就得到了相應(yīng)的點

13、陣代碼（字形碼）?？荚囶}：智能ABC屬于漢字編碼中的輸入碼。（ ） （2013年）智能年）智能ABC輸入法屬于形碼。（輸入法屬于形碼。（ ）A正確 B錯誤2022-5-1527用16*16點陣表示一個漢字，就是將每個漢字用16行,每行16個點表示，一個點需要1位二進制代碼，16個點需用16位二進制代碼（即2個字節(jié)），共16行，所以需要16行*2字節(jié)/行=32字節(jié)，即16*16點陣表示一個漢字，字形碼需用32字節(jié)。 字節(jié)數(shù)=點陣行數(shù)*點陣列數(shù)/8考試題：漢字點陣是一種用黑白兩色點陣來表示漢字字形的編碼，一個8*8點陣字模的存儲容量是（ ）A、8字節(jié) B、1字節(jié) C、64字節(jié) D、16字節(jié)2022

14、-5-15282.4 多媒體信息的數(shù)字化表示多媒體信息的數(shù)字化表示一、圖形圖像的表示一、圖形圖像的表示位圖：位圖：將一幅彩色圖分成許多像素，每個像素將一幅彩色圖分成許多像素，每個像素用若干二進制位來表示該像素的顏色用若干二進制位來表示該像素的顏色矢量圖：矢量圖：用一系列計算機指令來表示一幅圖用一系列計算機指令來表示一幅圖2022-5-1529q 顏色是我們對到達視網(wǎng)膜的各種頻率的光的感覺顏色是我們對到達視網(wǎng)膜的各種頻率的光的感覺q 視網(wǎng)膜的三種顏色感光視錐細胞，負責(zé)接收不同頻視網(wǎng)膜的三種顏色感光視錐細胞，負責(zé)接收不同頻率的光。這些感光器分別對應(yīng)于率的光。這些感光器分別對應(yīng)于紅（紅（R）、綠（）

15、、綠（G）和藍（和藍（B）三種顏色三種顏色q 顏色在計算機中常用顏色在計算機中常用RGB值表示值表示 例如，例如，RGB值（值（255，255，0）表示在）表示在red和和green值上值上取最大，取最大，blue值取最小，這樣的顏色就是我們所說的值取最小，這樣的顏色就是我們所說的明黃色明黃色顏色顏色2022-5-1530用于用于表示顏色的數(shù)據(jù)量表示顏色的數(shù)據(jù)量稱為顏色深度，實際就是表稱為顏色深度，實際就是表示顏色的示顏色的位數(shù)位數(shù)的多少，的多少，即用多少位的二進制編碼表示顏色。即用多少位的二進制編碼表示顏色。 增強色增強色用用16bit來表示顏色，可表示來表示顏色，可表示216種顏色。種顏色

16、。真彩色真彩色用用24bit表示表示顏色深度顏色深度2022-5-1531q顯示分辨率：顯示分辨率：指計算機顯示器屏幕顯示圖象指計算機顯示器屏幕顯示圖象的最大顯示區(qū)，以水平和垂直像素點表示的最大顯示區(qū)，以水平和垂直像素點表示q圖像分辨率圖像分辨率：指數(shù)字化的圖象的大小，以水：指數(shù)字化的圖象的大小，以水平和垂直像素點個數(shù)表示平和垂直像素點個數(shù)表示q例如：在例如：在640480屏幕上顯示屏幕上顯示320240個像素個像素點圖像點圖像分辨率分辨率2022-5-1532q圖像數(shù)據(jù)量（文件大?。﹫D像數(shù)據(jù)量（文件大?。?圖像的總像素圖像的總像素色彩深色彩深度（色彩位數(shù)）度（色彩位數(shù)）/8（單位：（單位：b

17、yte）q基于基于點陣圖的圖像是由固定像素所組成的，點點陣圖的圖像是由固定像素所組成的，點陣陣圖的缺點在于它限制了分辨率，同圖的缺點在于它限制了分辨率，同樣一張圖片，樣一張圖片，打印尺寸較小時，顏色很均勻，邊緣過渡也較平打印尺寸較小時，顏色很均勻，邊緣過渡也較平滑，而放大打印就可以看到單個像素，鋸齒狀的滑，而放大打印就可以看到單個像素，鋸齒狀的邊緣和塊狀結(jié)構(gòu)的過渡明顯。邊緣和塊狀結(jié)構(gòu)的過渡明顯。Bitmap點陣圖2022-5-1533q 計算機繪制的畫面q 用一個指令集合來描述的。這些指令用來描述圖中線條的形狀、位置、顏色等各種屬性和參數(shù)q 矢量圖形格式不像光柵圖形那樣把顏色賦予像素，而是用線

18、段和幾何形狀描述圖像q由于不需要記錄所有的像素，所以采用這種格式的文件一般比較小三、矢量圖（三、矢量圖（Vector-Based Image）2022-5-1534q矢量圖可以自動適應(yīng)輸出設(shè)備（激光打印機，激光照排機等）的最大分辨率，因此無論被放大或縮小，矢量圖都是均勻和清晰的2022-5-15352022-5-1536qBMP格式格式 (Windows Bitmap)(Windows Bitmap) BMP BMP格式格式未經(jīng)未經(jīng)壓壓縮，文件量比較大，不利于網(wǎng)絡(luò)傳輸?？s，文件量比較大，不利于網(wǎng)絡(luò)傳輸。qJPEG（Joint Photographic Experts Group， 最有效、最基

19、本的最有效、最基本的有損壓縮格式有損壓縮格式，被極大多數(shù)，被極大多數(shù)圖形處理軟件所支持。文件小，易于傳輸，廣圖形處理軟件所支持。文件小，易于傳輸，廣泛用于網(wǎng)頁泛用于網(wǎng)頁qGIF格式格式（Graphics Interchange Format）格式是輸）格式是輸出圖像到網(wǎng)頁最常采用的格式。出圖像到網(wǎng)頁最常采用的格式。 只支持只支持256色以內(nèi)的圖像色以內(nèi)的圖像，文件文件量小量??； 支持透明色，可以使圖像浮現(xiàn)在背景之上；支持透明色，可以使圖像浮現(xiàn)在背景之上； GIF文件可以制作動畫。文件可以制作動畫。四、圖形圖像的存儲形式四、圖形圖像的存儲形式2022-5-1537q聲音用電表示時，聲音信號在時間

20、和幅度上都聲音用電表示時，聲音信號在時間和幅度上都是是連續(xù)的模擬信號連續(xù)的模擬信號q模擬音頻：用模擬元部件對模擬信號進行處理模擬音頻：用模擬元部件對模擬信號進行處理q模擬音頻易受干擾，模擬信號不適于計算機的模擬音頻易受干擾，模擬信號不適于計算機的加工處理加工處理五、數(shù)字音頻五、數(shù)字音頻2022-5-1538q音頻數(shù)字化音頻數(shù)字化 為了將連續(xù)的音頻轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字化表示，為了將連續(xù)的音頻轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字化表示，需經(jīng)過需經(jīng)過采樣、量化、編碼采樣、量化、編碼等步驟等步驟采樣采樣量化量化編碼編碼數(shù)字音頻數(shù)字音頻考試題：我們在用Windows中的“錄音機”軟件錄制聲音文件時，是將聲音（ ）。A轉(zhuǎn)換成像素

21、點 B轉(zhuǎn)換成區(qū)位碼 C轉(zhuǎn)換成ASCII碼 D進行數(shù)字化2022-5-1539q采樣：每隔一定時間間隔對模擬波形上取一個采樣：每隔一定時間間隔對模擬波形上取一個幅度值，把時間上的連續(xù)信號變成時間上的離幅度值，把時間上的連續(xù)信號變成時間上的離散信號。散信號。q采樣周期（采樣周期（T）：采樣的時間間隔）：采樣的時間間隔q采樣頻率（采樣頻率（f）q 常用的采樣頻率：常用的采樣頻率：11.025KHz(語音效果語音效果)22.05KHz(音樂效果音樂效果)44.1KHz(高保真效果高保真效果),常見常見CD唱盤的采樣唱盤的采樣頻率即為頻率即為44.1KHz等。等。采樣采樣2022-5-1540q量化：量

22、化： 將采樣值映射到一個將采樣值映射到一個有限個幅度值有限個幅度值的集的集合中合中q 量化位數(shù)（也即采樣精度量化位數(shù)（也即采樣精度Sampling Precision ）表示存放采樣點振幅值的二進制位數(shù)，它決定表示存放采樣點振幅值的二進制位數(shù)，它決定了模擬信號數(shù)字化以后的動態(tài)范圍了模擬信號數(shù)字化以后的動態(tài)范圍q常用的有常用的有8位、位、12位、位、16位位量化量化2022-5-1541q編碼：編碼： 將采樣和量化后的數(shù)字數(shù)據(jù)以一定的格將采樣和量化后的數(shù)字數(shù)據(jù)以一定的格式記錄下來式記錄下來q編碼的方式很多，常用的編碼方式是脈沖編碼編碼的方式很多，常用的編碼方式是脈沖編碼調(diào)制（調(diào)制（Pulse C

23、ode Modulation , PCM) ，其主，其主要優(yōu)點是抗干擾能力強，失真小，傳輸特性穩(wěn)要優(yōu)點是抗干擾能力強，失真小，傳輸特性穩(wěn)定定q通道數(shù)：通道數(shù)：一次采樣的聲音波形數(shù)一次采樣的聲音波形數(shù)q單聲道：一次采樣一個波形單聲道：一次采樣一個波形q雙聲道（立體聲）：一次采樣兩個聲音波形雙聲道（立體聲）：一次采樣兩個聲音波形編碼編碼2022-5-1542q數(shù)字音頻的存儲量計算方法：數(shù)字音頻的存儲量計算方法： 存儲量（聲音文件大?。? (采樣頻率量化位數(shù)聲道數(shù)時間)8 例如，一個單聲道數(shù)字激光唱盤的標(biāo)準采樣頻率例如，一個單聲道數(shù)字激光唱盤的標(biāo)準采樣頻率位位44.1KHZ,量化位數(shù)為量化位數(shù)為16

24、位，則位，則1分鐘所需的存分鐘所需的存儲量為：儲量為：44.1K16160=42336kb=5292kB2022-5-1543常用的音頻文件格式常用的音頻文件格式qCD格式格式是音質(zhì)最好的音頻格式。標(biāo)準是音質(zhì)最好的音頻格式。標(biāo)準CD格式也就是格式也就是44.1K的采樣頻率，速率的采樣頻率，速率88K/秒，秒，16位量化位數(shù)，位量化位數(shù)，CD音音軌可以說是近似無損的。軌可以說是近似無損的。qWAV格式格式是微軟公司開發(fā)的一種聲音文件格式用于保存是微軟公司開發(fā)的一種聲音文件格式用于保存WINDOWS平臺的音頻信息資源。平臺的音頻信息資源。 支持多種壓縮算法，支持多種音頻位數(shù)、采樣頻率和聲支持多種壓

25、縮算法，支持多種音頻位數(shù)、采樣頻率和聲道。道。 標(biāo)準格式的標(biāo)準格式的WAV文件：文件：44.1K的采樣頻率，速率的采樣頻率，速率88K/秒，秒，16位量化位數(shù)。位量化位數(shù)。2022-5-1544qMP3格式格式(MPEG-1 Audio Layer 3 )誕生于八誕生于八十年代的德國，指的是十年代的德國，指的是MPEG標(biāo)準中的音頻標(biāo)準中的音頻部分，也就是部分，也就是MPEG音頻層。音頻層。qMPEG音頻文件是音頻文件是一種一種有損壓縮有損壓縮，在，在12：1的的高壓縮率的同時基本保持低音頻部分不失真，高壓縮率的同時基本保持低音頻部分不失真，但但是犧牲了聲音文件中是犧牲了聲音文件中12KHz到到

26、16KHz高音高音頻這部分的質(zhì)量來換取文件的尺寸，音質(zhì)要頻這部分的質(zhì)量來換取文件的尺寸，音質(zhì)要次于次于CD格式或格式或WAV格式的聲音文件。格式的聲音文件。2022-5-1545六、動畫和視頻六、動畫和視頻q動畫和視頻信息是動畫和視頻信息是連續(xù)漸變的靜態(tài)圖像或圖形序連續(xù)漸變的靜態(tài)圖像或圖形序列列，沿時間軸順次更換顯示，從而構(gòu)成運動視覺，沿時間軸順次更換顯示，從而構(gòu)成運動視覺的媒體的媒體q當(dāng)序列中每幀圖像是由人工或計算機產(chǎn)生的圖像當(dāng)序列中每幀圖像是由人工或計算機產(chǎn)生的圖像時，稱為時，稱為動畫動畫q 當(dāng)序列中每幀圖像是通過實時攝取自然景象或活當(dāng)序列中每幀圖像是通過實時攝取自然景象或活動對象時，稱為動對象時，