信息的編碼解析課件

信息的編碼信息技術(shù)組信息的編碼信息技術(shù)組1信息的編碼信息編碼（InformationCoding）是為了方便信息的存儲、檢索和使用，在進(jìn)行信息處理時賦予信息元素以代碼的過程。信息的編碼信息編碼（InformationCoding）是2計算機(jī)內(nèi)的信息表示

1、計算機(jī)最主要的功能是信息處理。在計算機(jī)內(nèi)部，各種信息，如數(shù)字、文字、圖形、圖像、聲音等必須采用數(shù)字化的編碼形式進(jìn)行存儲、處理和傳輸。2、計算機(jī)內(nèi)存儲和處理的信息的存在形式：二進(jìn)制數(shù)3、采用二進(jìn)制的原因：由于二進(jìn)制在電器組件中最容易實(shí)現(xiàn)，而且穩(wěn)定、可靠，二進(jìn)制只要求識別“0”和“1”兩個符號，計算機(jī)就是利用電路輸出的電壓的高或低分別表示數(shù)字“1”或“0”的。計算機(jī)內(nèi)的信息表示1、計算機(jī)最主要的功能是信息處理。在計算3數(shù)制：是用一組固定的數(shù)字和一套統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)目的方法。

常見的數(shù)制：十進(jìn)制，二進(jìn)制，十六進(jìn)制，八進(jìn)制……

數(shù)制數(shù)制：是用一組固定的數(shù)字和一套統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)目的方法。

4數(shù)制也稱計數(shù)制，是用一組固定的符號和統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)值的方法。人們通常采用的數(shù)制有十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制。數(shù)碼：數(shù)制中表示基本數(shù)值大小的不同數(shù)字符號。例如，十進(jìn)制有10個數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9?；鶖?shù)：數(shù)制所使用數(shù)碼的個數(shù)。例如，二進(jìn)制的基數(shù)為2；十進(jìn)制的基數(shù)為10。位權(quán)：數(shù)制中某一位上的所表示數(shù)值的大?。ㄋ幬恢玫膬r值）。例如，十進(jìn)制的123，1的位權(quán)是100，2的位權(quán)是10，3的位權(quán)是1。數(shù)制數(shù)制也稱計數(shù)制，是用一組固定的符號和統(tǒng)一的5二進(jìn)制代碼的特征1、基本數(shù)碼：0、1。2、采用逢二進(jìn)一的進(jìn)位規(guī)則。3、每個數(shù)碼在不同的數(shù)位上，對應(yīng)不同的權(quán)值。

例，十進(jìn)制數(shù)157它可以展開為:(157)10=1×102＋5×101＋7×100而二進(jìn)制數(shù)1001它可以展開為：(1101)2=1×23+1×22+0×21+1×20其中每一位乘的值：102、101、100、

23、

22、

21、

20為該位的權(quán)。（111）a=1×a2+1×a1+1×a0二進(jìn)制代碼的特征1、基本數(shù)碼：0、1。6書寫規(guī)則：十進(jìn)制100=100D=(100)10二進(jìn)制100=100B=(100)2八進(jìn)制421=421o=(421)8十六進(jìn)制100=100H=(100)16進(jìn)位制的轉(zhuǎn)換

由于計算機(jī)中存儲和處理的數(shù)據(jù)都為二進(jìn)制數(shù)，而為了書寫，閱讀方便，用戶在編程中一般使用十、十六進(jìn)制形式表示一個數(shù)，因此各種數(shù)制之間經(jīng)常需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換。十進(jìn)制二進(jìn)制十六進(jìn)制0001112102311341004510156110671117810008910019101010A111011B121100C131101D141110E151111F書寫規(guī)則：進(jìn)位制的轉(zhuǎn)換由于計算機(jī)中存儲和處理的數(shù)據(jù)都為二進(jìn)7方法是：把各個非十進(jìn)制數(shù)展開求和即可。

數(shù)制間的轉(zhuǎn)換

（1）二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換

①二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制(1011)2=1×23+0×22+1×21+1×20=(11)10②十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制數(shù)：順序規(guī)則可概括為“先余為低，后余為高，即最后的余數(shù)為高位，依次向低位”。當(dāng)把十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制數(shù)時，應(yīng)采用“除二取余”，一直除到商為0結(jié)束方法是：把各個非十進(jìn)制數(shù)展開求和即可。數(shù)制間的轉(zhuǎn)換（1）8數(shù)制間的轉(zhuǎn)換

如，將十進(jìn)制數(shù)（115）轉(zhuǎn)化二進(jìn)制數(shù)。

115余數(shù)2低位結(jié)果:(115)10=(1110011)2572114202702312110高位12821數(shù)制間的轉(zhuǎn)換如，將十進(jìn)制數(shù)（115）轉(zhuǎn)化二進(jìn)制數(shù)。19

259229……120系數(shù)低

214……121系數(shù)

27……022系數(shù)

23……121……10……12n系數(shù)高∴5910=（111011）2數(shù)制間的轉(zhuǎn)換

十進(jìn)制數(shù)59，在計算機(jī)內(nèi)對應(yīng)的二進(jìn)制是多少？數(shù)制間的轉(zhuǎn)換十進(jìn)制數(shù)59，在計算機(jī)內(nèi)對應(yīng)的二進(jìn)制是多少？10數(shù)制間的轉(zhuǎn)換

例如：將十進(jìn)制數(shù)506轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)

161

15結(jié)果為：（506）10＝（1FA）165

0

6

16余數(shù)低位

3

116101高位0數(shù)制間的轉(zhuǎn)換例如：將十進(jìn)制數(shù)506轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)11（3）十進(jìn)制與十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換數(shù)制間的轉(zhuǎn)換

(2C)16=2×161+12×160=(44)10②十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制使用“除十六取余”法進(jìn)行轉(zhuǎn)換（4）十進(jìn)制與八進(jìn)制的轉(zhuǎn)換①十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制①十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制(71)8=7×81+1×80=(57)10②八進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制使用“除八取余”法進(jìn)行轉(zhuǎn)換（3）十進(jìn)制與十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換數(shù)制間的轉(zhuǎn)換(2C)16=2×120011110000110111（2）二進(jìn)制與十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換：方法：根據(jù)它們在數(shù)位上的對應(yīng)關(guān)系，將二進(jìn)制數(shù)分別轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制，每四位一組構(gòu)成一位十六進(jìn)制數(shù)。從最右邊開始，每四位二進(jìn)制一組，當(dāng)最后一位不夠四位時，應(yīng)在左側(cè)添加“0”，湊足四位。例如：將二進(jìn)制數(shù)11110000110111轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制1237

3結(jié)果為：(111100001100111)2=(3C37)16

數(shù)制間的轉(zhuǎn)換

①二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制0011110013數(shù)制間的轉(zhuǎn)換

②十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)：即把每一位的十六進(jìn)制數(shù)用相應(yīng)的但必須滿足四位的二進(jìn)制數(shù)即代替可。1A7DC10100111110100011100結(jié)果為：(1A7DC)16=(11010011111011100)2例如：將十六進(jìn)制數(shù)1A7DC轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)制間的轉(zhuǎn)換②十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)：1A7DC101014數(shù)制間的轉(zhuǎn)換

②八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)：即把每一位的八進(jìn)制數(shù)用相應(yīng)的但必須滿足三位的二進(jìn)制數(shù)即代替可。457111結(jié)果為：(457)8=(100101111)2例如：將八進(jìn)制數(shù)457轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制101100數(shù)制間的轉(zhuǎn)換②八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)：457111結(jié)果為：15計算機(jī)中存儲信息的單位位（bit）：位是表示信息的最小單位，表示一位二進(jìn)制信息。

字節(jié)(byte)：用8位來存放信息，稱為一個字節(jié)。字節(jié)是計算機(jī)存儲信息的基本單位。

常用的單位有：B1B=8bKB1KB=210B=1024BMB1MB=210KB=1024KBGB1GB=210MB=1024MBTB1TB=210GB=1024GB計算機(jī)中存儲信息的單位位（bit）：位是表示信息的最小單位，16字符及字符編碼

字符:是指英文字母、漢字和各種符號，包括數(shù)字符號、運(yùn)算符號、標(biāo)點(diǎn)和分隔符號、各種特殊符號如：#￥%—等等。另外，還包括各種操作控制符號和一些用于通迅控制、數(shù)據(jù)處理及報文傳輸?shù)姆枴?/p>

所謂字符編碼:就是規(guī)定如何用二進(jìn)制數(shù)來表示字符目前在小型機(jī)和微型機(jī)上國際上最廣泛使用的字符編碼是：“美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼”（AmericanStandardCodeforInternationInterchange)簡稱ASCII碼。字符及字符編碼字符:是指英文字母、漢字和各種符號，包括數(shù)字17標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼采用七位二進(jìn)制編碼，由128個字符組成，分為94個圖形字符碼（52個大小寫英文字母、10個數(shù)字符號、32個標(biāo)點(diǎn)及其他常用符號）、34個控制符號（10個傳輸控制符、6個版面調(diào)整符、4個設(shè)備控制符、4個信息分隔符和10個特殊控制符）。每個字符對應(yīng)一個七位的二進(jìn)制數(shù)，這個二進(jìn)制數(shù)的值稱為ASCII碼值。

在計算機(jī)中信息處理的基本單位是字節(jié)，而ASCII碼只占用了一個字節(jié)八位中的七位，規(guī)定其最高位為0。

標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼采用七位二進(jìn)制編碼，由18字符編碼：ASCII美國通用信息交換代碼字符編碼：ASCII美國通用信息交換代碼19漢字編碼用計算機(jī)處理漢字信息需要解決的幾個問題:(1)怎樣將漢字輸入計算機(jī)?(2)在計算機(jī)之間怎樣交換漢字信息?(3)在計算機(jī)內(nèi)部怎樣處理漢字?(4)計算機(jī)如何實(shí)現(xiàn)漢字信息的輸出?漢字輸入交換碼處理碼字形碼漢字編碼用計算機(jī)處理漢字信息需要解決的幾個問題:漢字輸入交換20漢字編碼方法

①輸入碼

以利用漢字的音、形或其他的相關(guān)特征信息，按照一定的規(guī)則，對指定的漢字集編制相應(yīng)的的代碼，就叫做漢字輸入碼，或叫漢字的外碼

輸入碼的類型大致可分為：音碼、形碼和音形碼等幾種。音碼：是用漢字拼音字母組成的編碼。如拼音碼等。形碼：是把組成漢字的基本構(gòu)件如偏旁、部首和字根等分類，以不同的鍵相對應(yīng)，組成編碼。如五筆字型碼、表形碼、首尾碼等。音形碼：是根據(jù)漢字的讀音并兼顧漢字的字形而設(shè)計的編碼。如自然碼、聲韻部形碼、快速輸入碼等。漢字編碼方法①輸入碼以利用漢字的音、形或其他的相關(guān)特21漢字編碼方法

根據(jù)1981年公布的國家標(biāo)準(zhǔn)GB2312-80〈信息交換用漢字編碼字符集－基本集〉（國標(biāo)碼），共收錄漢字，字母，圖形符號共7445個。其中漢字6763個，按其出現(xiàn)的頻度分為一級漢字3755個，二級漢字3008個。另外，該字符集標(biāo)準(zhǔn)中還包括682個非漢字圖形字符代碼。

GB2312-80，規(guī)定每個圖形字符由兩個7位二進(jìn)制編碼表示，即每個編碼需要兩個字節(jié)，每個字節(jié)占用7位信息，最高位補(bǔ)0②

交換碼(區(qū)位碼）交換碼是用于各種數(shù)字系統(tǒng)（不僅是計算機(jī)系統(tǒng)）之間交換信息的標(biāo)準(zhǔn)漢字代碼。這種代碼的編制單位通常是國家或國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，帶有法定的強(qiáng)制性。漢字編碼方法根據(jù)1981年公布的國家標(biāo)準(zhǔn)GB231222區(qū)位碼表示圖位區(qū)0102……93940102……16啊阿17雹餅……94區(qū)位碼表示圖位0102……93940102……23漢字編碼方法

③處理碼（漢字機(jī)內(nèi)碼）處理碼是計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部處理和存貯漢字時所用的代碼，簡稱內(nèi)碼。

目前漢字機(jī)內(nèi)碼尚未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)碼，但對于一個系統(tǒng)而言，內(nèi)碼是統(tǒng)一的。不管用何種輸入碼將漢字從鍵盤輸入系統(tǒng)，都由相應(yīng)的處理軟件將其轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的機(jī)內(nèi)碼。漢字編碼方法③處理碼（漢字機(jī)內(nèi)碼）處理碼是計算機(jī)24漢字編碼方法

④輸出碼

漢字字型碼用在輸出時產(chǎn)生漢字的字型，通常有兩種方式：點(diǎn)陣方式和矢量方式，一般采用點(diǎn)陣形式產(chǎn)生如：24×24的字型點(diǎn)陣，每個漢字需要72字節(jié)漢字編碼方法④輸出碼漢字字型碼用在輸出時產(chǎn)生漢字的25漢字點(diǎn)陣碼是一種用黑白兩色點(diǎn)陣來表示漢字字形的編碼，一個16X16點(diǎn)陣字模的存儲容量為A1字節(jié)

B16字節(jié)

C32字節(jié)

D64字節(jié)漢字點(diǎn)陣碼是一種用黑白兩色點(diǎn)陣來表示漢字字形的編碼，一個1626漢字編碼方法

輸入碼（外碼）譯碼處理碼（內(nèi)碼）交換碼計算機(jī)系統(tǒng)B字型碼漢字顯示OS的漢字服務(wù)程序漢字編碼方法輸入碼譯碼處理碼交換碼計算機(jī)系統(tǒng)B字型碼漢字顯27多媒體信息編碼多媒體是對多種媒體的融合，將文字、聲音、圖像、視頻等通過計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)集成在一個數(shù)字環(huán)境中，以協(xié)同表示更多的信息。多媒體信息編碼多媒體是對多種媒體的融合，將文字、聲音、圖像、28聲音的數(shù)字化采樣：按照一定頻率,即每隔一段時間,測得模擬信號的模擬量值。采樣頻率越高，數(shù)據(jù)量越大，聲音質(zhì)量越好模擬信號怎樣才能轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號呢？通過“采樣”和“量化”可以實(shí)現(xiàn)模擬量的數(shù)字化，這個過程稱為“模數(shù)轉(zhuǎn)換”聲音的數(shù)字化采樣：按照一定頻率,即每隔一段時間,測得模擬信號29聲音的數(shù)字化量化：將采樣測得的模擬電壓值，進(jìn)行分級量化。按照整個電壓變化的最大幅度劃分成幾個區(qū)段，把落在某個區(qū)段的采樣到的樣本值歸成一類，并給出相應(yīng)的量化值。量化級數(shù)越多，數(shù)據(jù)量越大，聲音質(zhì)量越好。聲音的數(shù)字化量化：將采樣測得的模擬電壓值，進(jìn)行分級量化。按照30聲音的數(shù)字化模擬量指變量在一定范圍連續(xù)變化的量也就是在一定范圍（連續(xù)、平滑變化的量）。

聲音的數(shù)字化模擬量31聲音的數(shù)字化聲音的數(shù)字化32聲音的數(shù)字化—般的CD立體聲采用44.1KHz的采樣頻率，由于立體聲有兩個聲道，若量化位數(shù)為16，因此每秒需要用2×44100×2B(或16b)=88200次（點(diǎn)）×16b振幅的存儲空間，存儲空間很大。每秒存儲空間=聲道數(shù)×采樣頻率（Hz）×量化位數(shù)（B或位數(shù)b）例題：錄制一段時長1分鐘、雙聲道、16位量化位數(shù)、44.1kHz采樣頻率的不壓縮的音頻數(shù)據(jù)是：A、10.1MBB、80.8MBC、17.2KBD、344.5KB音頻文件存儲空間大小的計算聲音的數(shù)字化—般的CD立體聲采用44.1KHz的采樣頻率，由33圖象和視頻的數(shù)字化

現(xiàn)實(shí)生活中的物體或它們的照片，可以通過掃描儀、數(shù)字相機(jī)、圖像信號采集卡等設(shè)備輸人到計算機(jī)內(nèi)，計算機(jī)以數(shù)字化的信息表示和存放圖像信息，數(shù)字化的圖像包含有分辨率、顏色表示和數(shù)據(jù)壓縮等重要概念。問題一：有哪些東西能將圖像和視頻輸入計算機(jī)？問題二：將電視信號接入計算機(jī)中需要添加什么設(shè)備？視頻處理卡。以上設(shè)備的重要部件多采用ＣＣＤ（電荷耦合器件）或ＣＭＯＳ（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）圖像檢光部件。圖象和視頻的數(shù)字化現(xiàn)實(shí)生活中的物體或它們的照片，可34（1）圖像的數(shù)字化圖像數(shù)字化的基本思想是把一幅圖像看成由許許多多或各種級別灰度的點(diǎn)組成的，這些點(diǎn)縱橫排列起來構(gòu)成一幅畫，這些點(diǎn)成為像素（pixel）。每個像素由深淺不同的顏色，像素越多，排列越緊密，圖像就越清晰。每個像素的顏色都被數(shù)字化成一定的數(shù)值。圖象和視頻的數(shù)字化

（1）圖像的數(shù)字化圖像數(shù)字化的基本思想是把一幅圖像看成由許許35黑——1白——0圖像有多少個像素*每個像素幾個位?，F(xiàn)在有一幅圖像只有黑和白兩種顏色，計算機(jī)可以怎么來表示呢，它的存儲空間如何計算？計算機(jī)中的表示存儲空間：黑——1圖像有多少個像素*每個像素幾個位?，F(xiàn)在有一幅圖像