信息的编码

第一章信息与信息技术1.2信息的编码你知道身份证号码每一位数字代表的含义吗？由图可以看出，身份证每一位数字都都有其基体的含义学习目标1.了解为什么对信息进行编码2.重新认识十进制，并能进行知识迁移，对二进制、十六进制有初步理解3.了解ASCII字符编码和汉字编码4.了解声音数字化、图像和视频数字化的概念，初步了解多媒体信息编码的信息编码信息编码（InformationCoding）是为了方便信息的存储、检索和使用，在进行信息处理时赋予信息元素以代码的过程。计算机内的信息表示十进制：由0、1、2、3……9这10个基本的符号构成，采用“逢十进一”计数方法。生活中主要采用的是十进制计数，如成绩、重量等。问：在计算机中也是用十进制编码的吗？不是，在计算机中用二进制编码。1.2.1二进制代码的特征1.只有两个基本数码：0，1；2.采用“逢二进一”的进位规则（满2就向前面一位进1）；3.每个数码在不同的数位上，对于不同的权值。十进制：（157）10=1×102+5×101+7×100二进制：（10010）2=1×24+0×23+0×22+1×21+0×20其中每一位乘的值：102、101、100、23、22、21、20为该位的权。通式：（111）a=1×a2+1×a1+1×a0进位制的转换二进制数不便于书写和记忆，人们经常采用十六进制数来表示他们，因为两种之间的转换非常方便。每4位二进制数可以用1位十六进制数字代替。十进制二进制十六进制0001112102311341004510156110671117810008910019101010A111011B121100C131101D141110E151111F二进制转换成十六进制方法：根据它们在数位上的对应关系，将二进制数分别转换成十六进制，每四位一组构成一位十六进制数。从最右边开始，每四位二进制一组，当最后一位不够四位时，应在左侧添加“0”，凑足四位。例如：将二进制数11110000110111转换为十六进制111100001101110011110000110111C733(111100001100111)2═(3C37)161.2.2字符编码计算机出除了要处理数值类型的数据外，还要处理各种非数值类型的数据。为了能让计算机存储、处理这些数据，需要为每个字符规定一个二进制形式的代码。目前国际上最广泛使用的字符编码是“美国信息交换标准码”（AmericanStandardCodeforInternationInterchange)简称ASCII码标准的ASCII码标准的ASCII码采用七位二进制编码，由128个字符组成，分为94个图形字符码（52个大小写英文字母、10个数字符号、32个标点及其他常用符号）、34个控制符号（10个传输控制符、6个版面调整符、4个设备控制符、4个信息分隔符和10个特殊控制符）。每个字符对应一个七位的二进制数，这个二进制数的值称为ASCII码值。在计算机中信息处理的基本单位是字节，而ASCII码只占用了一个字节八位中的七位，规定其最高位为0。计算机中存储信息的单位位（bit）：位是最小的存储单位，存放一位二进制数。字节(byte)：用8个二进制位一个字节。字节是计算机存储信息的基本单位。常用的单位有：B：1B═8bKB：1KB═210B═1024BMB：1MB═210KB═1024KBGB：1GB═210MB═1024MBTB：1TB═210GB═1024GB1.2.3汉字编码用计算机处理汉字信息需要解决的几个问题:(1)怎样将汉字输入计算机?(2)在计算机之间怎样交换汉字信息?(3)在计算机内部怎样处理汉字?(4)计算机如何实现汉字信息的输出?汉字输入交换码处理码字形码汉字输入向计算机输入汉字的方法有两大类：一类是自动识别方式，包括汉字字形的自动识别和汉字语音的自动识别；另一类就是讲汉字编码输入，这种用来将汉字输入计算机的编码称为输入码（又称外码）。输入码的类型大致可分为：音码和形码。音码：是用汉字拼音字母组成的编码。如拼音码等。形码：是把组成汉字的基本构件如偏旁、部首和字根等分类，以不同的键相对应，组成编码。如五笔字型码、表形码、首尾码等。交换码交换码是用于各种数字系统（不仅是计算机系统）之间交换信息的标准汉字代码。这种代码的编制单位通常是国家或国际标准化组织，带有法定的强制性。区位码部分示意图处理码（汉字机内码）处理码是计算机系统内部处理和存贮汉字时所用的代码，简称内码。目前汉字机内码尚未有统一的标准码，但对于一个系统而言，内码是统一的。不管用何种输入码将汉字从键盘输入系统，都由相应的处理软件将其转换为统一的机内码。字形码汉字字型码用在输出时产生汉字的字型，通常有两种方式：点阵方式和矢量方式，一般采用点阵形式产生例如，以8×8点阵记录“人”字字形为例每格即1个点，共8×8=64点，若白色为0，黑色为1，则对于这个“人”字，需记录为右侧二进制形式。这就是使用点阵法将字形与二进制对应的方法。如果将这些点再细分成16×16点阵，显示的“人”字是不是会更精细一些呢？是的，但需要用到的二进制位也会更多。因此，点越多文字越精细，占用的存储空间也越大汉字输入码、处理码、交换码、字形码之间的关系输入码（外码）译码处理码（内码）交换码计算机系统B字型码汉字显示OS的汉字服务程序计算机系统A1.2.4多媒体信息编码多媒体是对多种媒体的融合，将文字、声音、图像、视频等通过计算机技术和通信技术集成在一个数字环境中，以协同表示更多的信息。传感器（sensor）的作用是进行能量方式的转化，例如他可以把各种物理量的变化转化成电流或电压的变化形式。声音传感器红外传感器光敏传感器声音的数字化传感器•将声波转化为电压波形——一种连续、平滑的模拟信号模数转换•“采样”和“量化”，实现模拟量的数字化数模转换•将数字化的声音数据转换成模拟声音信号，通过喇叭播放数字化声音的质量取决于采样频率和量化分级的细密程度。采样频率越高，量化的分辨率越高，所得数字化声音的保真程度也越好，但是它的数据量也会越大。图像和视频数字化图像数字化的基本思想是把一幅图像看成由许许多多或各种级别灰度的点组成的，这些点纵横排列起来构成一幅画，这些点成为像素（pixel）。每个像素由深浅不同的颜色，像素越多，排列越紧密，图像就越清晰。50×50像素100×100像素200×200像素黑白位图图像存储空间计算8位（比特）＝1字节8bit＝1B1位二进制数表示1个像素800×600的黑白图像需要多少存储空间？800×600=480000像素480000像素需要存储空间为480000bit480000bit/8=60000B/1024≈58.6KB彩色位图图像存储空间计算16色(24)：4位二进制数表示1个像素256色(28)：8位二进制数表示1个像素800×600的16色图像需要多少存储空间？(800×600×4)/8=240000B800×600的256色图像需要多少存储空间？(800×600×8)/8=480000B视频的数字化视频:连续的图像变化每秒超过24桢（frame）画面以上时，根据视觉暂留原理，人眼无法辨别单幅的静态画面，看上去是平滑连续的视觉效果，这样连续的画面叫做视频。声音、图像、视频经过数字化后产生的数据量很大，为了提高存储、处理和传输的效率，很多种关于图像、声音、视频的压缩标准就制订出来了。如：JPG是静态图像常用的压缩格式，MP3是声音常用的压缩格式，VCD和DVD分别使用MPEG－1和MPEG－2的压缩格式。视频的存储空间计算：分辨率×颜色位数×每秒帧数×时间（秒）÷8课堂小结信息的编码二进制代码特征转换字符编码汉字编码输入码交换码处理码字形码多媒体信息编码传感器声音数字化图像和视频数字化当堂检测1.某编码盘如图所示：该编码盘由四道圆环组成，沿半径方向的四个色块依次组成一组数据，如果图中2号位的数据用二进制编码为0010，则6号位的二进制编码为（）A．0101B．0110C．0111D．1001B2．英文字母“A”的8*16字形编码图，若用“0”表示白色的点，用“1”表示黑色的点，如下图所示，其中第12行用二进制表示正确的是()A．10110101B．01101100C．11000110D．11111110C3.使用UltraEdit软件观察字符内码，结果如下图所示：则字符apple的内码为()A．6170706C65B．656C6C7070C．6270706C65D．6365656C65A