第02章 数据的表示.ppt

2.2 计算机内部的数据 如何处理不同的数据类型？采用不同的计算机处理不同数据类型的方法不经济也不切合实际。因为数据往往是多种类型的混合。 所有计算机外部的数据类型都采用统一的数据表示法，经过转换后存入计算机，当数据从计算机输出时再进行还原。 这种通用的格式被称为bit pattern 位模式 。 2.2.1 位 位：bit binary digit 是存储在计算机中的最小数据单位，它是 0 或 1。 位代表设备的某一种状态，这些设备只能处于两种状态之一。如开关要么断开（用0表示），要么合上（用1表示）。 计算机中使用“电子开关”表示位，计算机使用众多的两态设备来存储数据。 2.2.2 位模式 单个的位并不能解决数据表示问题。 为了表示数据的不同类型, 应该使用位模式 bit pattern , 它是一个由若干个位构成的序列, 有时也被称为位流。 位模式的编解码 不同类型数据的位模式是不同的。计算机如何知道它所存储的位模式到底表示何种类型数据？ 存储器仅关心如何将数据按位模式存储。至于输出数据时，将位模式解释为何种数据类型，则由程序负责完成。 编码：数据输入计算机时按位模式编码。 解码：输出数据时，按程序中指定的位模式解码输出。 2.2.3 字节 符号数量与位模式长度关系 位模式长度与所需符号数满足对数关系。 如果需要2个符号，位模式长度为1位 log22 1 。如果需要4个符号，则长度是 2 位 log24 2 。 2位的位模式有4种不同形式： 00 01 10 11 3位的位模式有8种不同形式： 000 001 010 011 100 101 111 ASCII码特点 ASCII 码的特点： 采用7位位模式，范围从0000000到 1111111。 31 种控制字符 不可打印的字符 。 数字字符 0 to 9 编码在字母字符之前。 大写字母 A…Z 编码在小写字母 a…z 之前，相同的大小写字母位模式差异在于右起第六位 值差32 。 2、扩展ASCII码 扩展ASCII码 Extended ASCII ： 为了使每个位模式大小统一为1个字节， ASCII位模式通过在左边增加额外的0进行扩充。to 扩展ASCII码中，每个位模式恰好占用一个字节存储空间。 3、Unicode编码 Unicode： ASCII和扩展ASCII仅适用于英语。 Unicode使用16位位模式，能表示多达65536 216 个符号。代码的不同部分被分配用于表示世界上不同语言的符号。 输入码 国标码 机内码 字形码 点阵 2.3.2 数 数也使用二进制系统来表示。ASCII码的代码只能表示构成文本的符号，并不能表示数。具体讨论见第三章。 1、位图图形 位图图形： 图像被分成像素矩阵, 每个像素是一个小点。像素的多少取决于分辨率。较高的分辩率，需要更多的内存来存储图像。 把图像分解为像素之后，每一个像素被赋值为位模式 描述其颜色 。位模式的长度和值取决于图像本身。 256级的灰度图像的大小 640×480 307200 pixel 640×480 × 8 307200 ×8 bits 640×480 ×8/8 307200 bytes 2、矢量图表示 矢量图表示方法并不存储每个像素的位模式。 矢量图将图像分解成曲线和直线的组合，其中每一曲线或直线由数学公式表示。这些公式 以及特征点 的组合被存储在计算机中。 显示或打印图形时，系统根据需要显示的尺寸重新计算公式并绘制图像。 2.3.4 音频 音频是模拟数据，必须转化为数字数 字数据，并以位模式存储进计算机。 对模拟信号进行采样。采样是以相等的时间间隔来测量信号的值。 量化采样值。量化就是给采样值分配值。 将量化值转换成位模式。 存储位模式。 2.3.5 视频 视频是图像 帧 在时间上的表示。多个帧按时间逐帧播放便形成动态图像。 存储视频的本质，就是逐帧存储每一个帧的图像。视频通常以压缩的形式存储。 视频压缩15章详细讨论。 2.4 位模式的十六进制和八进制表示 数据存储在计算机中采用位模式表示。在书写表示位模式时非常麻烦并且容易出错。所以经常使用十六进制和八进制来表示位模式，以提高可读性。 具体内容在第三章讨论。 输出汉字时，表示汉字字形的编码； 通常用点阵方式和矢量方式对汉字字 形进行编码；每个汉字占用多个字节 存储字形码； 所有汉字字符的字形码组合成字库。 输出码——字形码 点阵汉字 字节 字节 0 03H 1 00H 2 03H 3 00H 4 03H 5 00H 6 03H 7 04H 8 FFH 9 FFH 10 03H 11 00H 12 03H 13 00H 14