第02章数据表示.pptVIP

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