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文檔簡介

Chapter3

第3章ChapterGoals本章目標Distinguishbetweenanaloganddigitalinformation.

區(qū)分模擬和數(shù)字信息Explaindatacompressionandcalculatecompressionratios.

解釋數(shù)據壓縮和計算壓縮率Explainthebinaryformatsfornegativeandfloating-pointvalues.

解釋負數(shù)和浮點數(shù)的二進制格式DescribethecharacteristicsoftheASCIIandUnicodecharactersets.

解釋ASCII和Unicode字符集的特征2ChapterGoals本章目標Performvarioustypesoftextcompression.

執(zhí)行各種類型的文本壓縮Explainthenatureofsoundanditsrepresentation.

解釋聲音的本質和它的表示法ExplainhowRGBvaluesdefineacolor.

解釋RGB值如何定義顏色Distinguishbetweenrasterandvectorgraphics.

區(qū)分光柵圖形和矢量圖形Explaintemporalandspatialvideocompression.

解釋時間和空間視頻壓縮3DataandComputers數(shù)據和計算機Computersaremultimedia多媒體

devices,dealingwithavastarrayofinformationcategories.Computersstore,present,andhelpusmodifyNumbers數(shù)字Text文本Audio音頻Imagesandgraphics圖像和圖形Video視頻4Datacompression數(shù)據壓縮 Reductionintheamountofspaceneededtostoreapieceofdata.Compressionratio

壓縮率 Thesizeofthecompresseddatadividedbythesizeoftheoriginaldata.AdatacompressiontechniquescanbeLossless無損,whichmeansthedatacanberetrievedwithoutanylossoftheoriginalinformation,Lossy有損,whichmeanssomeinformationmaybelostintheprocessofcompaction.DataandComputers數(shù)據和計算機5AnalogandDigitalInformation

模擬信息和數(shù)字信息Computersarefinite.計算機是有限的 Computermemoryandotherhardwaredeviceshaveonlysomuchroomtostoreandmanipulateacertainamountofdata.Thegoal,istorepresentenoughoftheworldtosatisfyourcomputationalneedsandoursensesofsightandsound.6AnalogandDigitalInformation

模擬信息和數(shù)字信息Informationcanberepresentedinoneoftwoways:analog

模擬

ordigital數(shù)字.

Analogdata模擬數(shù)據

Acontinuousrepresentation,analogoustotheactualinformationitrepresents.連續(xù)形式表示

Digitaldata數(shù)字數(shù)據

Adiscreterepresentation,breakingtheinformationupintoseparateelements.離散形式表示 Amercurythermometerisananalogdevice.Themercuryrisesinacontinuousflowinthetubeindirectproportiontothetemperature.7AnalogandDigitalInformation

模擬信息和數(shù)字信息Figure3.1

Amercurythermometercontinuallyrisesindirectproportiontothetemperature75.5688AnalogandDigitalInformation

模擬信息和數(shù)字信息Computers,cannotworkwellwithanaloginformation.Sowedigitizeinformationbybreakingitintopiecesandrepresentingthosepiecesseparately.

數(shù)字化:把信息分割成離散的片段Whydoweusebinary?Moderncomputersaredesignedtouseandmanagebinaryvaluesbecausethedevicesthatstoreandmanagethedataarefarlessexpensiveandfarmorereliableiftheyonlyhavetorepresentonoftwopossiblevalues.

為什么我們要用二進制?現(xiàn)代計算機使用和管理的都是二進制數(shù)值。9El候ec播tr賣on從ic娛S玻ig開na墳ls電信斤號An快a苗na諷lo系g王si貫gn充al字c廉on經ti格nu桂al房誠ly狡f甜lu侵ct念ua顯te桶s鏟in今v枕ol漸ta壺ge眼u祥p杠an胃d店do桂wn強.理Bu景t線a絨di地gi第ta刷l古si傘gn雅al艇h速as欄o柱nl寬y何a附hi貼gh覺o訂r漠lo怕w蹲st褲at橫e,核c透or載re賢sp級on睜di晴ng玩t根o謹th椅e瞧tw槽o唇bi棵na黎ry淺d煉ig需it聲s.表示彩模擬籌信號鼻的電味壓持幅續(xù)地常上下倒波動富,但肯是數(shù)興字信估號卻聽只有毒高低熄兩種筑狀態(tài)東。Al足l塵el兇ec漲tr烤on紹ic丙s友ig蠢na進ls騰(帶bo聯(lián)th攏a斷na眼lo凍g田an洽d軌di圖gi筋ta源l)穿d奸eg謎ra糧de體a厘s底th幅ey熊m舅ov啄e楚do遍wn達a壤l艙in渡e.便T芽ha太t里is慣,鉛th笨e把vo漆lt益ag炕e醬of毒t隙he魚s練ig呈na盾l柿fl腹uc渾tu稅at蠶es恩d炎ue撞t絞o術en胡vi煌ro趕nm這en相ta副l剖ef此fe雁ct涌s.所有柱電信靠號都壩會因門環(huán)境著的影元響而剝出現(xiàn)著衰減堆,也嚴就是庫電壓習會出龍現(xiàn)波窩動。10El納ec鑒tr彼on貴ic孫S得ig良na它ls(C猜on詢t’貼d)電信厲號Pe殘ri談od詞ic咽al舒ly巴,茫a貓di裝gi程ta政l診si恭gn胡al解i堵sre奸cl流oc瓜ke蝦dto哥r孩eg堡ai截n蔑it最s便or黃ig突in驚al繡s你ha商pe墾.重新耕計時Figure3.2

AnanalogandadigitalsignalFigure3.3

DegradationofanaloganddigitalsignalsPu學ls抓e-符co誓de弊-m利od健ul梨at饅io葉n吩PC岔M脈沖掏編碼席調制閾值11Bi拆na跳ry圓R床ep有re毫se忌nt災at躍io攀ns二進櫻制表秋示法On頃e跨bi把t庫ca是n主be扭e匆it懂he犁r掉0徒or吧1盼.繩Th飛er集ef獸or曬e,等o壩ne產b旱it新c斗an賓r廢ep鬧re僑se憂nt唐o屆nl透y之tw努o員th嶺in科gs議.一個貝位只肚能表即示兩畏種狀淡態(tài)。To額r壯ep伍re棍se翠nt細m疊or響e蠢th拉an絹t刻wo在t區(qū)hi滾ng候s,認w構e縮慧ne保ed干m韻ul彈ti躍pl湖e妖bi玩ts寨.隱Tw鄭o段bi似ts緞c挑an爺r毒ep路re罰se昆nt父f憤ou斑r陸th舍in棍gs形b艱ec裹au本se蓬t花he歌re啞a身re宴f軋ou視r革co橫mb疼in動at毅io假ns黨o痛f蝕0既an探d勤1鴉th獸at捏c激an濫b悅e麗ma烈de征f蜻ro愛m照tw金o鑒bi煌ts色:恐00菌,索01棒,印10叉,1線1.要表眾示多擴于兩無種狀琴態(tài),屯需要擺多個垃位。敢兩個聰位可亦以表迫示四控種狀深態(tài)。12Bi求na愉ry南R怠ep及re滋se駕nt晉at矛io透ns二進蒙制表屯示法If頂w監(jiān)e灶wa貼nt矮t區(qū)o省re挑pr耕es們en爹t夫mo防re魔t啄ha魯n掏fo塘ur晴t毀hi遞ng歲s,鎖w按e艷ne改ed吧m貌or頌e育th宋an杜t此wo財b展it盒s.霉T般hr秒ee習b處it砍s靈ca漏n國re爆pr倚es知en滅t誓ei葬gh腹t方th英in睡gs旬b裂ec滋au需se株t散he宣re答a向re跌e劑ig罩ht縮慧c擇om壁bi督na允ti釣on聯(lián)s殖of興0騙a礙nd斥1栽t堆ha鋸t攜ca犁n倦be放m齊ad鋒e徑fr俘om腐t幼hr晨ee嫁b呈it怠s.如果橡要表動示的橫狀態(tài)找多于承四種還,需楊要兩絞個以與上的謹位,典三個倡位能除表示撐八種先狀態(tài)貴,四壩位能坑表示卸16繳種狀寶態(tài)。13Bi飾na嫌ry拜R葬ep忘re賭se憂nt宰at恨io床ns二進嘆制表辱示法Fi奸gu所re醬3趟.4Bi貿t熔co蜜mb鴿in壘at膨io將ns14Bi厚na往ry沉R膚ep奮re器se把nt棕at去io雄ns二進評制表權示法In鵝g換en綱er績al營,nbi澡ts烏c粥an區(qū)r倍ep脖re發(fā)se喚nt腹2nth畫in薦gs徐b餅ec礙au氏se秤t嬸he脫re閑a此re熟2nco徹mb拴in查at恥io批ns單o秘f組0貫an送d的1扣th昆at云c嬌an繼b喚e欲ma肝de填f賺ro擋m織n反bi歌ts貢.基No宰te傳t輔ha預t狠ev扭er彩y便ti水me紛w疾e炭in擁cr獎ea緩se面t秒he馳n胃um君be松r店of舞b孟it蜂s鳴by愈1壁,舒we丸d怕ou悅bl嚷e圈th橫e系nu減mb隙er樓o塑f脆th逆in疤gs稈w艘e縣ca趟n喪re東pr衡es漫en惰t.15Re棕pr烏es犬en語ti歲ng報N腎eg付at騰iv懂e劈燕Va常lu齡es負數(shù)疲的表輛達Yo頌u布ha約ve俘u刮se報d角th硬esi范gn土ed拋-m途ag館ni案tu闖de烘r鳥ep惕re驗se糾nt藏at暈io漢n符號繪數(shù)值儀表示師法of某n壁um碧be鄙rs州s徐in派ce笨g租ra請de寸s歐ch炮oo詠l.妖T少he巴s毛ig匪n濤re極pr芹es乓en杏ts梨t裁he戰(zhàn)o豪rd觀er齊in澆g,負a腹nd乘t齊he武d價ig加it基s亡re犬pr僑es煉en炮t搞th沙e至ma序gn腰it杏ud蛙e酬of個t暫he淋n志um饞be繼r.符號防表示嚷數(shù)所唉屬的杜分類軟(正監(jiān)數(shù)或怖負數(shù)們),劣數(shù)字乘表示閥數(shù)的嶼量值累。16Re染pr抽es踏en詳ti術ng賞N拋eg貢at提iv起e稀Va英lu掩es負數(shù)乞的表草達Th察er疾e形is虜a冤p顏ro尸bl地em賓w諒it憂h暖th傾e寸si柄gn贊-m閑ag濫ni翻tu絹de幫r黑ep罪re即se去nt基at樣io孔n.符號壓數(shù)值們表示老法有釘一個率問題Th跨er誰e睬ar老e匹tw臘o掩re桶pr拍es婦en泥ta映ti內on娘s專of井z策er叉o.繼T悟he晨re裙i燦s異pl追us毅z齊er帽o徹an偉d治mi對nu耕s奶ze呀ro格.感Tw品o夜re槳pr誕es盆en扣ta順ti欺on辯s糖of調z刪er召o述wi敗th陽in縫a飯c瓦om貧pu繡te倘r雙ca粉n路ca駝us行e逼un初ne璃ce蠟ss組ar持y遷co析mp徒le父xi旱ty防.盒If惑w誕e聞al瞧lo勉w濁on朱ly傅a氏f歌ix涂ed滋n扯um戲be守r蓄of林v繁al宣ue滅s,霉w累e哈ca術n引re來pr渣es蝴en寸t著nu朱mb諒er舊s純as慮j伶us犯t東in夾te轟ge棄r軟va率lu的es兵,生wh均er還e膛ha映lf宏o心f爽th揚em博r且ep端re榮se膜nt免n救eg迅at篩iv紗e搭nu戴mb頸er塞s.表示臉0的辰方法漂有兩記種,仍一種安是+躍0,痛另一蕉種是扯-0予。在評計算配機種關,0父的兩濕種表廢示發(fā)捉會引暑起不鋒必要派的麻陣煩。17Re逗pr頑es亞en彼ti干ng福N卵eg俘at站iv壟e慎Va浩lu耗es負數(shù)負的表吸達Fo雨r蓋ex泡am距pl唱e,辯i游f比th拍e居ma像xi糾mu絞m沙nu仔mb驗er寶o廉f經de鄙ci桐ma館l逃di千gi云ts己w購e片ca輔n患re芬pr葉es妻en額t信is誦t境wo森,誰we四c鮮an猛l攝et悉1被t壟hr呀ou隙gh柏4置9鳳be榮t溝he告p茶os缺it束iv券e教nu梢mb筍er喇s若1氧th孫ro毯ug揭h逐49棍a客nd琴l腦et芬5斬0察th肆ro蛾ug落h事99絹r博ep哀re桂se懲nt害t擱he輩n乎eg瘋at遙iv武e急nu務mb融er削s匠-5單0呆th潔ro搞ug撿h涉-1未.例如唇,假驚定能書夠表膏示的聾最大鄰十進凱制數(shù)駱是9黎9(忠兩位尿數(shù))的,那么袖可以羊用1現(xiàn)到4較9表漏示正鐘數(shù)1薄到4詠9,剩用5再0到卻99辣表示譯負數(shù)貪-5介0到趁-1曬,如劃下圖農所示蜓。18Re趙pr膨es翼en集ti謙ng需N撒eg搜at墊iv傳e終Va謝lu宗es負數(shù)爸的表至達To魚p芹er襪fo顧rm鐘a災dd好it皮io衣n系wi礙th伶in黃t坦hi康s澤sc寧he炎me岡,黎yo趴u烏ju瞇st肺a跑dd吃t瓶he留n喜um錢be飼rs萄t消og提et弟he塘r趨an聲d尺di拼sc燦ar盞d買an樓y自ca該rr攏y.在這尖種模愈式下奪執(zhí)行牲加法捧,只以需要怪對兩獅個數(shù)歪求和憑,舍族棄進料位即螞可。19Re鐘pr懶es待en聯(lián)ti宋ng媽N枕eg天at稈iv軟e門Va賢lu鮮es負數(shù)弦的表茶達A-滲B=豎A+近(-塵B)并.溫We暈c朵an在s脊ub鴨tr痛ac厘t棕on脹e躺nu柴mb晨er成f資ro撇m辱an濫ot規(guī)he釘r見by鴉a侍dd蠶in寒g冷th奪e撒ne獸ga潛ti需ve刊o砌f繭th勻e亞se坐co窮nd等t子o和th摟e振fi可rs表t.從一丈個數(shù)籌中減嘗去另膊一個具數(shù),付等價晶于給喉第一千個數(shù)裙加上川第二奶個數(shù)廚的負絨數(shù)。20Re航pr縮慧es蝕en糖ti歉ng來N耗eg絮at滿iv錢e驗Va拌lu兩es負數(shù)嚼的表炊達He率re簽i獵s輩a差fo墨rm護ul暫a井th掀at私y(tǒng)阿ou踏c糖an棕u判se耕t產o暗co煎mp職ut描e裳th中e妨ne座ga臺ti杠ve雞r擱ep娛re貢se彈nt藝at賞io純nTh貿is偷r運ep磁re豎se扔nt儀at梁io庸n奇of芳n劑eg蹄at創(chuàng)iv雁e競nu豬mb蛇er譽s凱is蒸c襯al互le率d負th簡ete豎n’婆s檔co朝mp惱le內me斧nt檔.這種降負數(shù)認表示撲法稱勵為十桂進制鏈補碼21Re責pr呈es士en攏ti那ng別N想eg暈at端iv給e腔Va扯lu竟esTw纏o’節(jié)s醫(yī)Co拍mp領le孩me告ntTo甚m煤ak蠢e論it佩e天as擁ie立r竿to吊l值oo讓k診at猛l周on值g然bi永na裁ry州n換um骨be客rs吼,正we童m漲ak掌e霞th鑒e碼nu色mb揭er寸l壘in晨e璃ve跟rt蓄ic層al法.二進伙制補碼為了便于睛察看聾長的測二進香制數(shù)螞,我沒們把伐實數(shù)遺直線佛圖繪茂制成脆垂直壺的。22Re調pr餐es痰en中ti彩ng嫁N身eg延at糕iv央e降Va旅lu閱esAd回di斃ti嚴on傭a殃nd清s宿ub難tr熄ac太ti符on殺a巖re胃a粘cc拒om殿pl死is魯he麗d刊th讀e敏sa傅me歡w涂ay寺a個s錦in晉1培0’比s愚co浩mp駕le按me大nt極a挪ri泳th夸me膜ti侍c加法等和減巧法的汗運算候方式矛與十球進制愿補碼摘一樣-1悉27透1泉00斗00膠00崇1+估100蔑00哀00狐01-1宴26嘩1純00付00捏01丹0No用ti財ce旅t綱ha厭t羊wi飲th謠t雀hi撇s前re尼pr條es桂en勤ta枝ti牽on跌,雙th乞e會le裳ft鞋mo嗓st狗b船it亂i駕n龜a些ne枯ga琴ti筒ve支n撈um勞be請r董is赴a碑lw槳ay須s替a纖1.注意促,使督用這企種表漿示法為,負默數(shù)的學最左冷邊一鑰位總己是1怒。因慈此,簡在二參進制驕補碼扮中,特很容粘易看板出一賊個數(shù)在是正供數(shù)還傾是負匙數(shù)。23Nu燦mb需er撐O末ve謀rf這lo并w數(shù)字可溢出Ov許er戀fl司owoc殼cu棒rs探w曲he衛(wèi)n在th冊e爬va膀lu悶e繼th礦at歡w摩e抹co愈mp殊ut焦e敢ca等nn摸ot梅f冶it尺i軟nt機o度th勻e遇nu刊mb給er如o侄f荷bi物ts江w奇e扶ha嚴ve礙a季ll橫oc耗at遲ed狠f災or辟t嫂he炊r伙es擊ul順t.以F蒼or座e類xa鬼mp膠le晶,催if秘e乏ac獲h碗va假lu罵e懂is臭s曉to西re誘d膚us礎in微g指ei溜gh有t燃bi祖ts認,抖ad課di烤ng衰1籍27擊t畢o吊3譜ov富er授fl銅ow怖s.11須11掛11輛1+長0奪00充00神1110據00滴00瓣10Ov打er胞fl陣ow陽i深s大a案cl麥as駛si辰c醫(yī)ex嫁am吐pl宜e紙of微t恨he齊t練yp稍e杯of孤p受ro序bl誰em呼s環(huán)we孤e趨nc貫ou烤nt負er矩b個y栽ma殲pp挨in馳g摸an省i五nf麻in泰it票e閥wo壘rl絹d傲on愉to婆a立f貨in想it暑e下ma離ch共in暮e.溢出士,是妙把無良限的逝世界靈映射劈燕到有劃限的首機器堡上會校發(fā)生頑的典志型問河題。24Re處pr甩es軟en毛ti迷ng插R沉ea嶼l盲Nu半mb致er碌s實數(shù)稀的表字達Re嶄al仗n朽um邁be劇rs務h嘆av鄰e騰a謠wh軍ol腔e比pa唐rt刊a讀nd呼a夫f民ra咬ct逃io校na截l繡pa捆rt所.檔Fo號r醫(yī)ex莊am滑pl防e適10后4.漁32譜,盈0.覺99焰99絕99偷,僑35酸7.奮0,脖a是nd已3舟.1脊41菜59鄉(xiāng)豐.實數(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