第2章計算機中的信息表示主要內(nèi)容2.1進位計數(shù)制2.2數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換2.3數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示2.4定點數(shù)與浮點數(shù)2.5字符編碼2.6圖形圖像在計算機中的表示2.7聲音在計算機中的表示2.8視頻信號在計算機中的表示2.1進位計數(shù)制將十進制數(shù)797881用科學(xué)計數(shù)法展開：797881＝7×105＋9×104＋8×103＋8×101＋1×100一個十進制數(shù)中包含了三個方面：其中的每一位都由0~9十個數(shù)符中的一個符號表示；每一位都與一個10的冪對應(yīng)；每一位都遵守逢10進1的規(guī)則。表示數(shù)的每一位的符號叫做數(shù)符或數(shù)碼，每個數(shù)碼所處的位置叫做數(shù)位，每一個數(shù)位所對應(yīng)的10的冪叫做位權(quán)（冪指數(shù)表明了數(shù)位），用于表示數(shù)的數(shù)符個數(shù)叫做基數(shù)。計數(shù)制是指用一組固定的符號和統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)值的方法常用的幾種進位計數(shù)制十進制數(shù)數(shù)碼：

0，1，2，3，4，5，6，7，8，9共10個數(shù)碼?；鶖?shù)：10。位權(quán)：各位的位權(quán)是以10為低的冪（10i），其中i的值與該數(shù)碼所處的位置有關(guān)。進位規(guī)則：每個數(shù)碼按“逢十進一”的規(guī)則向高位進位。二進制數(shù)數(shù)碼：0，1共2個數(shù)碼?；鶖?shù)：2。位權(quán)：各位的位權(quán)是以2為低的冪（2i），其中i的值與該數(shù)碼所處的位置有關(guān)。進位規(guī)則：每個數(shù)碼按“逢二進一”的規(guī)則向高位進位。常用的幾種進位計數(shù)制八進制數(shù)數(shù)碼：0，1，2，3，4，5，6，7共8個數(shù)碼?；鶖?shù)：8。位權(quán)：各位的位權(quán)是以8為低的冪（8i），其中i的值與該數(shù)碼所處的位置有關(guān)。進位規(guī)則：每個數(shù)碼按“逢八進一”的規(guī)則向高位進位。十六進制數(shù)數(shù)碼：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F(xiàn)共15個數(shù)碼。基數(shù)：15。位權(quán)：各位的位權(quán)是以15為低的冪（15i），其中i的值與該數(shù)碼所處的位置有關(guān)。進位規(guī)則：每個數(shù)碼按“逢十五進一”的規(guī)則向高位進位。數(shù)制之間的對應(yīng)關(guān)系十進制二進制八進制十六進制00000001000111200102230011334010044501015560110667011177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F2.2數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換標(biāo)識計數(shù)制的兩種方法：下標(biāo)標(biāo)識法：（101101）2

（56724）8 （56724）10（56724）16字母標(biāo)識法：101101B，56742O，56742D，56742H2.2.1任意進位計數(shù)制轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)利用按位權(quán)展開的方法，可以將任意進位計數(shù)制的一個數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)?！纠?.1】將二進制數(shù)101.101轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)101.101B＝1×22＋0×21＋1×20＋1×2-1＋0×2-2＋1×2-3＝4＋0＋1＋0.5＋0＋0.125＝5.625D【例2.2】將八進制數(shù)765轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)。765O＝7×82+6×81＋5×80＝448＋48＋5＝501D2.2.2十進制轉(zhuǎn)換為二進制將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)時，整數(shù)部分和小數(shù)部分的處理方法是不一樣的。十進制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制采用“除2取余”法。十進制小數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)采用“乘2取整，自上而下”的方法。十進制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制——除2取余具體步驟是：將十進制數(shù)除以2得一商數(shù)和一余數(shù)；再將商數(shù)繼續(xù)除以2，又得一商數(shù)和一余數(shù)；然后繼續(xù)重復(fù)上述過程，直到商為0為止。每次相除得到的余數(shù)即為對應(yīng)二進制數(shù)的一位數(shù)碼。將每次相除得到的余數(shù)按得到的順序倒過來寫即是所要求的二進制整數(shù)。【例2.4】將十進制數(shù)57轉(zhuǎn)換成對應(yīng)在二進制數(shù)①57÷2，商為28，余數(shù)為1②28÷2，商為14，余數(shù)為0③14÷2，商為7，余數(shù)為0④7÷2，商為3，余數(shù)為1⑤3÷2，商為1，余數(shù)為1⑥1÷2，商為0，余數(shù)為1所以 57D=111001B。十進制小數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制——乘2取整具體步驟：將十進制小數(shù)乘以2得到一個整數(shù)部分和小數(shù)部分；再用得到的小數(shù)部分乘以2又得到一個整數(shù)部分和一個小數(shù)部分；然后繼續(xù)用得到的小數(shù)部分乘以2，如此重復(fù)直到小數(shù)部分為0或者達(dá)到要求的精度為止。每次相乘得到的整數(shù)部分即為相應(yīng)二進制數(shù)的一位數(shù)碼。將每次相乘得到的整數(shù)按得到的順序依次寫下來即是所要求的二進制小數(shù)。十進制小數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制——乘2取整【例2.5】將十進制小數(shù)0.825轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的二進制小數(shù)。①0.8125×2＝1.625，小數(shù)部分為0.625，整數(shù)部分為1②0.625×2＝1.25，小數(shù)部分為0.25，整數(shù)部分為1③0.25×2＝0.5，小數(shù)部分為0.5，整數(shù)部分為0④0.5×2＝1.0，小數(shù)部分為0，整數(shù)部分為1

所以 0.8125D=0.1101B十進制小數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制——乘2取整①0.2×2＝0.4，小數(shù)部分為0.4，整數(shù)部分為0②0.4×2＝0.8，小數(shù)部分為0.8，整數(shù)部分為0③0.8×2＝1.6，小數(shù)部分為0.6，整數(shù)部分為1④0.6×2＝1.2，小數(shù)部分為0.2，整數(shù)部分為1④0.2×2＝0.4，小數(shù)部分為0.4，整數(shù)部分為0所以

0.2D＝0.00110B【例2.6】將十進制小數(shù)0.2轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的二進制小數(shù)（精確到小數(shù)點后第5位）。2.2.3十進制轉(zhuǎn)換為任意進位計數(shù)制一個十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成任何進位計數(shù)制的數(shù)，方法和步驟都與轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)完全類似。將十進制整數(shù)轉(zhuǎn)換為其它進制整數(shù)，可以用基數(shù)去除十進制數(shù)，直到商為0為止。將十進制小數(shù)轉(zhuǎn)換為其它進制小數(shù)，可以用“基數(shù)相乘”法，即用基數(shù)去乘十進制小數(shù)，直到小數(shù)部分為0或達(dá)到要求的精度為止。2.2.3十進制轉(zhuǎn)換為任意進位計數(shù)制【例2.7】將十進制數(shù)153.245轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)（精確到小數(shù)點后第三位）整數(shù)部分轉(zhuǎn)換：①153÷8，商為19，余數(shù)為1②19÷8，商為2，余數(shù)為3③2÷8，商為0，余數(shù)為2所以

（153）10＝（231）8小數(shù)部分轉(zhuǎn)換：①0.245×8＝1.960，小數(shù)部分為0.960，整數(shù)部分為1②0.960×8＝7.680，小數(shù)部分為0.680，整數(shù)部分為7③0.680×8＝5.440，小數(shù)部分為0.440，整數(shù)部分為5所以

（0.245）10≈（0.175）8故

（153.245）10≈（231.175）82.2.4二進制與八進制之間的轉(zhuǎn)換由于23=8，因此二進制與八進制之間的相互轉(zhuǎn)換采用“三位一組”的原則。將二進制整數(shù)部分從右往左（小數(shù)部分從左往右）每三位一組（最后一組不足三位補0）。每組二進制數(shù)單獨轉(zhuǎn)換成一個八進制數(shù)碼即可將八進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)時，將每位八進制數(shù)碼單獨轉(zhuǎn)換為三位（不足三位，高位補0）二進制數(shù)即可。2.2.4二進制與八進制之間的轉(zhuǎn)換【例2.8】將二進制數(shù)（11101010011.10111）2轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)從小數(shù)點向左、右方向分別按每三位二進制數(shù)碼一組分隔開，得到：011101010011.101110分別將每一組單獨轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)碼得：3523.56故

（11101010011.10111）2＝（3523.56）8【例2.9】將八進制數(shù)（7321）8轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)將每一位八進制數(shù)碼分別轉(zhuǎn)換成三位二進制數(shù)得： 111011010001故

（7321）8＝（111011010001）22.2.5二進制與十六進制之間的轉(zhuǎn)換由于24=16，因此二進制與十六進制之間的相互轉(zhuǎn)換采用“四位一組”的原則。在二進制轉(zhuǎn)換為十六進制時，將二進制整數(shù)部分從右往左（小數(shù)部分從左往右）每四位一組（最后一組不足四位補0）。每組二進制數(shù)單獨轉(zhuǎn)換成一個十六進制數(shù)碼即可。將十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)時，將每位十六進制數(shù)碼單獨轉(zhuǎn)換為四位（不足四位，高位補0）二進制數(shù)即可。2.25二進制與十六進制之間的轉(zhuǎn)換【例2.10】將二進制數(shù)（1111101010011.10111）2轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)從小數(shù)點向左、右方向分別按每四位二進制數(shù)碼一組分隔開得：

0001111101010011.10111000分別將每一組單獨轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)碼得：

1F53.B8故

（1111101010011.10111）2＝（1F53.B8）162.2.5二進制與十六進制之間的轉(zhuǎn)換【例2.11】將十六進制數(shù)（18A3.5E）16轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)

將每一位十六進制數(shù)碼分別轉(zhuǎn)換成四位二進制數(shù)得： 0001100010100011.01011110故

（18A3.5E）16＝（1100010100011.0101111）22.3數(shù)值數(shù)據(jù)的表示機器數(shù)原碼反碼補碼2.3.1機器數(shù)符號沒有數(shù)字化的數(shù)稱為真值，例如：＋43D、-43D、＋101011B、-101011B。符號數(shù)字化的數(shù)稱為機器數(shù)，例如：0101011B、1101011B。

將一個數(shù)的符號數(shù)字化后得到的二進制數(shù)，很多情況下計算機還不能夠把它用于算數(shù)運算，需要進一步對它進行編碼才能夠保證運算得到正確的結(jié)果。計算機中常用的編碼包括原碼、反碼和補碼。2.3.2原碼——原碼的定義原碼是將真值的絕對值部分轉(zhuǎn)化為二進制表達(dá)后，在符號位上用“0”和“1”分別表示數(shù)的符號“正”和“負(fù)”。假設(shè)有個數(shù)為X，則原碼表示可以記作[X]原。例如：

兩數(shù)的真值為： X1＝+1001010 X2＝-1001010

其原碼為： [X1]原＝[+1001010]原＝01001010 [X2]原＝[-1001010]原＝110010102.3.2原碼——原碼的表數(shù)范圍由于最高位是用于表示數(shù)的符號，因此，一個字節(jié)的8個位只有7個位用于表示數(shù)的絕對值，7位二進制的編碼從0000000到1111111，轉(zhuǎn)換成十進制即從0到127。也就是說，8位二進制編碼可以表達(dá)+0~+127和-0~-127之間的數(shù)。顯然

在原碼中有+0和-0之分，其編碼形式分別為： [＋0]原＝00000000 [—0]原＝10000000但是

在實際當(dāng)中是沒有+0和-0之分的，0只有一個。2.3.3反碼——反碼的定義反碼表示規(guī)定：正數(shù)的反碼與其原碼相同；負(fù)數(shù)的反碼則是在其原碼的基礎(chǔ)上保持符號位不變，其余各位變反（即0變成1，1則變成0）。假設(shè)有個數(shù)為X，則反碼表示可以記作[X]反。例如：X1＝＋1001010 X2＝—1001010其相應(yīng)的原碼和反碼為： [X1]原＝01001010 [X1]反＝[X1]原＝01001010 [X2]原＝11001010 [X2]反＝101101012.3.3反碼——反碼的表數(shù)范圍

當(dāng)用8位二進制數(shù)表示一個整數(shù)時，其表數(shù)范圍為：-127~+127。顯然

在反碼中也有+0和-0之分，其編碼形式分別為： [＋0]反＝00000000 [—0]反＝111111112.3.4補碼——補碼的引入原碼表示很直觀原碼做乘除運算，符號位單獨處理，相對簡單同號得正，異號得負(fù)絕對值直接運算原碼做加減運算時比較復(fù)雜，不僅要根據(jù)指令規(guī)定的操作性質(zhì)（加或者減），還要考慮兩個操作數(shù)的符號，才能決定實際操作是加還是減。例如用原碼表示的操作數(shù)做加法運算：11101+01011，表面上是要做加法（-13+11）操作，由于兩個操作數(shù)異號，實際上需要做減法1011-1101的操作。考慮的條件越多，硬件邏輯越復(fù)雜，硬件的設(shè)計與實現(xiàn)就越困難有沒有一種辦法可以不用單獨考慮符號位，不管正數(shù)負(fù)數(shù)，直接參加運算就能得到正確的結(jié)果？有！采用補碼表示數(shù)據(jù)！2.3.4補碼——補碼的引入時鐘的工作過程 3+10＝1（時針向前撥10格）式2-1 3-2＝1（時針向后撥2格）

式2-2式2-1之所以成立是因為時鐘是以12為模進行工作的，時鐘自動對時間做了模12運算。時鐘不斷地將時間數(shù)除以12取余，余數(shù)在時鐘盤面上記錄下來，超過12的時間數(shù)就被丟棄（溢出）。2.3.4補碼——補碼的引入盤面能夠記錄的最大數(shù)12就叫做時鐘的模。時鐘的這種除以12取余的運算叫模運算。將式（2-2）改寫成： 3+（-2）＝1式（2-3）

比較式2-1（3+10＝1）與（2-3）發(fā)現(xiàn)，3加上一個正數(shù)（10）與加上一個負(fù)數(shù)（-2）等價。

如果用10來取代-2做加法運算，就將一個事實上的減法運算變成了加法運算。2.3.4補碼——補碼的引入進一步觀察發(fā)現(xiàn)：

負(fù)數(shù)（-2）與用于取代它的正數(shù)（10）以及模（12）三者之間存在如下關(guān)系： 10＝12+（-2）

式（2-4）或者寫成 10+2＝12式（2-5）發(fā)現(xiàn)：用于取代負(fù)數(shù)的那個正數(shù)與該負(fù)數(shù)絕對值之和等于模數(shù)。這種情況，我們稱這個正數(shù)（10）是對應(yīng)的負(fù)數(shù)（-2）的補數(shù)由此推廣到一般情況：在有模運算中，一個負(fù)數(shù)可以用它的補數(shù)來代替，從而把事實上的減法運算轉(zhuǎn)化為加法運算。如何求得負(fù)數(shù)的補數(shù)？2.3.4補碼——補碼的引入計算機中數(shù)的表示受字長的限制，其運算都是有模運算。模在機器中是表示不出來的，若運算結(jié)果超出能表示的數(shù)的范圍，機器就會自動丟棄溢出量，只保留小于模的部分。設(shè)機器字長為n+1位：對于定點小數(shù)x0.x1x2…xn，由于其最大表數(shù)范圍不超過2，所以它的模為2。對于定點正數(shù)xnxn-1…x1x0，由于其最大表數(shù)范圍不超過2n+1，所以它的模為2n+12.3.4補碼——補碼的定義一個數(shù)x的補碼記為[x]補，設(shè)模為M，其補碼定義如下：

[x]補=M+x（modM）上式是一個包含了正數(shù)和負(fù)數(shù)在內(nèi)的統(tǒng)一定義式。若x≥0，則模作為溢出量被丟棄，因而正數(shù)的補碼就是其本身，形式上與原碼相同。2.3.4補碼——補碼的定義【例2.12】假設(shè)用一個字節(jié)（8位二進制）來表示數(shù)據(jù)，則模為M=28=256設(shè)

x=+01001111（79）則 [x]原=01001111 [x]補=28+x =100000000+01001111 =101001111 =01001111高位的1由于超出表數(shù)范圍被丟棄。可見正數(shù)的補碼與其原碼是相同的2.3.4補碼——補碼的定義如果x<0，則 [x]補=M+x=M-|x|（modM）【例2.13】假設(shè)用一個字節(jié)（8位二進制）來表示數(shù)據(jù)，則模為M=28=256。設(shè)

x=-01001111（-79）則：

[x]原=11001111 [x]補=28+x =28+（-01001111） =100000000-01001111 =10110001可見負(fù)數(shù)的補碼與其原碼是不同的2.3.4補碼——補碼的定義負(fù)數(shù)的原碼和補碼符號位都是1，表示負(fù)，但兩者得到的方法不一樣。原碼中符號位的1是根據(jù)規(guī)則給定的，需要機器單獨處理；補碼中符號位的1是通過模運算得到的，它是數(shù)值的一部分，可以直接參加運算，無需機器單獨處理。2.3.4補碼——從真值到補碼可以根據(jù)補碼的定義去求更簡單的兩種方法：由負(fù)數(shù)的原碼轉(zhuǎn)換為補碼時，符號位保持不變（為1），其余各位變反，然后在末位加1（事實上就是在反碼的末位加1）。此方法簡稱為“變反加1”法。由負(fù)數(shù)的原碼轉(zhuǎn)換為補碼時，符號位保持不變（為1），尾數(shù)部分自低向位高位，第一個1以及以前的各位0保持不變，以后的各高位按位變反。由補碼定義可知：正數(shù)的補碼與原碼相同負(fù)數(shù)的補碼與原碼不同如何由負(fù)數(shù)的原碼得到其對應(yīng)的補碼？2.4定點數(shù)與浮點數(shù)根據(jù)小數(shù)點的位置是否固定，數(shù)值型數(shù)據(jù)分為定點數(shù)和浮點數(shù)。這兩種數(shù)據(jù)在計算機中采用的表示格式是不同的。2.4.1定點數(shù)定點數(shù)又分為：定點整數(shù)定點小數(shù)。定點整數(shù)編碼結(jié)構(gòu)：定點小數(shù)的編碼結(jié)構(gòu)：2.4.2浮點數(shù)浮點數(shù)的編碼結(jié)構(gòu)：浮點數(shù)的編碼主要由兩部分構(gòu)成：階碼（E）和尾數(shù)（W），它的真值可用下面的公式計算得到： N＝±RE.W浮點數(shù)的表數(shù)范圍由階碼決定，表數(shù)精度由尾數(shù)決定。為了充分利用尾數(shù)的有效位數(shù)，通常規(guī)定尾數(shù)的最高位不能為0，這實際上就規(guī)定了尾數(shù)的取值范圍： 1/2≤W<1尾數(shù)符合這一規(guī)定的浮點數(shù)成為規(guī)格化的浮點數(shù)。2.5字符編碼西文字符編碼：ASCII碼中文字符編碼：輸入碼、國標(biāo)碼/機內(nèi)碼、字形碼2.5.1ASCII碼

高3位d6d5d4低4位d3d2d1d00000010100111001011101110000NULLDLESP0@P‘p0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2“2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB‘7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*:JZjz1011VTESC+;K[k{1100FFFS，<

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N^n~1111SIUS/?O-oDEL2.5.2漢字編碼漢字編碼存在諸多困難，其原因主要有三點：數(shù)量龐大：一般認(rèn)為，漢字總數(shù)已超過6萬個（包括簡化字）字形復(fù)雜：有古體今體，繁體簡體，正體異體；而且筆畫相差懸殊，少的一筆，多的達(dá)36筆，簡化后平均為9.8筆。存在大量一音多字和一字多音的現(xiàn)象：漢語音節(jié)416個，分聲調(diào)后為1295個（根據(jù)《現(xiàn)代漢語詞典》統(tǒng)計，輕聲39個未計）。以1萬個漢字計算，每個不帶調(diào)的音節(jié)平均超過24個漢字，每個帶調(diào)音節(jié)平均超過7.7個漢字。有的同音同調(diào)字多達(dá)66個。一字多音現(xiàn)象也很普遍。根據(jù)應(yīng)用目的不同，漢字編碼分為外碼（輸入碼）、交換碼(國標(biāo)碼)、機內(nèi)碼和字形碼。2.5.2漢字編碼——輸入碼（1/3）人們通過分析漢字的各種特征，從不同的角度給漢字編寫了許多輸入碼。目前，我國已推出的輸入碼有數(shù)百種，但用戶使用較多的約為十幾種。按輸入碼編碼的主要依據(jù)，大體可分為順序碼、音碼、形碼、音形碼四類。2.5.2漢字編碼——輸入碼（2/3）按漢字的排列順序形成的編碼（流水碼）：如區(qū)位碼。按漢字的讀音形成的編碼（音碼）：如全拼、簡拼、雙拼、智能拼音、搜狗拼音等。按漢字的字形形成的編碼（形碼）：如五筆字型、鄭碼等。按漢字的音、形結(jié)合形成的編碼（音形碼）：如自然碼、智能ABC。2.5.2漢字編碼——輸入碼（3/3）一種好的編碼應(yīng)具備的特點：編碼規(guī)則簡單易學(xué)好記操作方便重碼率低輸入速度快每個人可根據(jù)自己的需要進行選擇。2.5.2漢字編碼——國標(biāo)碼（1/3）我國國家標(biāo)準(zhǔn)局于1981年5月頒布了《信息交換用漢字編碼字符集——基本集》，代號為GB2312-80，共對6763個漢字和682個圖形字符進行了編碼，其編碼原則為：漢字用兩個字節(jié)表示，原則上，兩個字節(jié)可以表示256×256=65536種不同的符號，作為漢字編碼表示的基礎(chǔ)是可行的。但考慮到漢字編碼與其它國際通用編碼，如ASCII西文字符編碼的關(guān)系，我國國家標(biāo)準(zhǔn)局采用了加以修正的兩字節(jié)漢字編碼方案，只用了兩個字節(jié)的低7位。2.5.2漢字編碼——國標(biāo)碼（2/3）這個方案可以容納128×128=16384種不同的漢字，但為了與標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼兼容，每個字節(jié)中都不能再用32個控制功能碼和碼值為32的空格以及127的操作碼。所以每個字節(jié)只能有94個編碼。這樣，雙七位實際能夠表示的字?jǐn)?shù)是：94×94=8836個。所有的國標(biāo)碼漢字及符號組成一個94行94列的二維代碼表。在此方陣中，每一行稱為一個“區(qū)”，每一列稱為一個“位”。每個字節(jié)分別用兩位十進制編碼，前字節(jié)的編碼稱為區(qū)碼，后字節(jié)的編碼稱為位碼，此即區(qū)位碼，其中，高兩位為區(qū)號，低兩位為位號。2.5.2漢字編碼——國標(biāo)碼（3/3）國標(biāo)碼并不等于區(qū)位碼，它是由區(qū)位碼稍作轉(zhuǎn)換得到。其轉(zhuǎn)換方法為：先將十進制區(qū)碼和位碼轉(zhuǎn)化為十六進制的區(qū)碼和位碼，這樣就得到一個與國標(biāo)碼有一個相對位置差的代碼再將這個代碼的第一個字節(jié)和第二個字節(jié)分別加上20H，就得到國標(biāo)碼。國標(biāo)碼是漢字信息交換的標(biāo)準(zhǔn)編碼，但因其前后字節(jié)的最高位為0，與ASCII碼發(fā)生沖突，如“?！弊?，國標(biāo)碼為31H和23H，而西文字符“1”和“#”的ASCII也為31H和23H，現(xiàn)假如內(nèi)存中有兩個字節(jié)為31H和23H，這到底是一個漢字，還是兩個西文字符“1”和“#”？于是就出現(xiàn)了二義性。解決辦法：將國標(biāo)碼的每個字節(jié)都加上128，即將兩個字節(jié)的最高位由0改1，其余7位不變。通過這樣處理的國標(biāo)碼稱為機內(nèi)碼。機內(nèi)碼的每個字節(jié)都大于128，這就解決了與西文字符的ASCII碼沖突的問題。2.5.2漢字編碼——字形碼（1/2）

字形存儲碼是指供計算機輸出漢字（顯示或打?。┯玫亩M制信息，也稱字模。通常，采用的是數(shù)字化點陣字模。2.5.2漢字編碼——字形碼（2/2）一般的點陣規(guī)模有16×16，24×24，32×32，64×64等。16×16點陣表示一個漢字，字形碼需用32字節(jié)。在相同點陣中，不管其筆劃繁簡，每個漢字所占的字節(jié)數(shù)相等。點陣中行、列數(shù)越多，字的筆畫越細(xì)膩，字形的質(zhì)量越好，但存放漢字字形碼所需的內(nèi)存空間也越大。全部漢字字形碼的集合叫漢字字庫2.5.2漢字編碼——各種漢字編碼之間的關(guān)系2.6圖形圖像在計算機中的表示圖形和圖像這兩個概念是有區(qū)別的：圖形一般指用計算機繪制的畫面，如直線的、圓、圓弧、任意曲線和圖表等。圖像則是指由輸入設(shè)備捕捉的實際場景畫面或以數(shù)字化形式存儲的任意畫面。圖像是由一些排列的像素組成的，在計算機中的存儲格式有BMP、PCX、TIF、GIFD等，一般數(shù)據(jù)量比較大。與圖像不同，在圖形文件中只記錄生成圖的算法和圖上的某些特點，也稱矢量圖。矢量圖最大的優(yōu)點就是容易進行移動、壓縮、旋轉(zhuǎn)和扭曲等變換，主要用于表示線框型的圖畫、工程制圖、美術(shù)字等。2.6圖形圖像在計算機中的表示圖形只保存算法和特征點，所以相對于圖像的大量數(shù)據(jù)來說，它占用的存儲空間較小。但由于每次屏幕顯示時都需要重新計算，故顯示速度沒有圖像快。另外，在打印輸出和放大時，圖形的質(zhì)量較高而點陣圖（圖像）常會發(fā)生失真常用的矢量圖形文件有3DS（用于3D造型）、DXF（用于CAD）、WNF（用于桌面出版）等。2.6.1矢量圖——線段表示一根線段主要由兩個端點的坐標(biāo)和線段的顏色值來描述例如，可以用{（2，4），（6，8），（20，120，240）來描述一根線段（2，4）和（6，8）表示線段兩個端點的坐標(biāo)，（20，120，240）表示線段的顏色，這里的顏色描述采用RGB顏色模式。2.6.1矢量圖——線段表示坐標(biāo)變換對構(gòu)成線段的每個點，在其新的坐標(biāo)位置上寫入顏色編碼（20，120，240），屏幕將顯示相應(yīng)顏色的線段。2.6.1矢量圖——面的表示面是由線圍成，一個面可以通過面上關(guān)鍵點的坐標(biāo)序列或者函數(shù)來表示。例如：用五個頂點的坐標(biāo)序列表示一個五邊形。2.6.1矢量圖——面的表示面與線段的主要不同是填充顏色，需要計算出面上每一個點的坐標(biāo)值，并映射到屏幕坐標(biāo)系中，然后寫入顏色值。通過求五邊形與水平直線y=t的兩個交點來確定五邊形面內(nèi)的一條線段，然后用上述處理線段的方法來處理該線段。讓t的初值為10，每次增加1，直到它t=24。2.6.1矢量圖——面的表示只要改變用于表示面的坐標(biāo)點序列或函數(shù)，就可以改變面的形狀。面內(nèi)填充的顏色或是相同，或是有規(guī)律的變化，對于顏色變化無規(guī)律和很復(fù)雜的情況，用這種方式很難實現(xiàn)。對于復(fù)雜的圖形和圖案，由于都是由基本的幾何圖形組合而成，一般都將其分割成基本的幾何圖形來處理。2.6.1矢量圖——優(yōu)缺點優(yōu)點：文件小，圖像中保存的是線條和圖塊的信息，所以矢量圖形文件與分辨率和圖像大小無關(guān)，只與圖像的復(fù)雜程度有關(guān)，圖像文件所占的存儲空間較小。圖像可以無級縮放，對圖形進行縮放，旋轉(zhuǎn)或變形操作時，圖形不會產(chǎn)生鋸齒效果?？刹扇「叻直媛视∷?，矢量圖形文件可以在任何輸出設(shè)備打印機上以打印或印刷的最高分辨率進行打印輸出。缺點：最大的缺點是難以表現(xiàn)色彩層次豐富的逼真圖像效果。2.6.2圖像

圖像是由照相機、攝像機、掃描儀等輸入的一幅畫面。2.6.2圖像——像素像素是構(gòu)成圖像的最小單位，每個像素獨立地表達(dá)顏色值或灰度值。如果用8位二進制數(shù)作為像素顏色值或灰度值的描述，就能夠表達(dá)出256種顏色或灰度值。按照三基色原理，任何顏色都可以由紅、藍(lán)、綠三種顏色調(diào)和得到，這三種顏色稱為原色。每一種基本原色用8位二進制數(shù)編碼，這樣可以產(chǎn)生224種不同的顏色，這些顏色基本可以表示自然界中存在的所有顏色，因此被稱為真彩色。采用真彩色，每個像素需要24位二進制對顏色的灰度進行編碼。通常用<R，G，B>作為描述顏色灰度的模型。用<R，0，0>表示紅色，R的值越大，紅色的亮度越高。同樣，用<0，G，0>表示綠色，用<0，0，B>表示藍(lán)色。2.6.2圖像——分辨率分辨率：是指單位長度內(nèi)包含的像素點的數(shù)量，長度單位通常為英寸。通常用分辨率來表示顯示器包含的像素點數(shù)量。常見的分辨率表示方法1024×768，其中1024是顯示器每行包含的像素數(shù)量，768是顯示器每列包含的像素點數(shù)量分辨率越高，顯示器顯示的圖像質(zhì)量越好，但存儲一幅圖像需要的字節(jié)數(shù)就越多，需要的存儲空間就越大。2.6.2圖像——圖像的位圖特性圖像的位圖特性：圖像包含的每一個像素點有著獨立的顏色編碼。各個像素點的顏色編碼之間相互獨立，因此，圖像可以顯示任意的顏色組合。圖像由圖像所包含的所有像素點的顏色編碼組成，因此，將圖像稱為位圖圖像，凸顯圖像由像素點陣組成的特性。存儲圖像時，必須嚴(yán)格表明圖像的二維點陣特性，正確區(qū)分出圖像的每一行和每一列的開始像素。顯示圖像時，首先完成圖像包含的每一個像素點的幾何坐標(biāo)至屏幕坐標(biāo)的映射，然后在每一個像素對應(yīng)的屏幕位置獨立寫入該像素的顏色編碼。2.6.2圖像——圖像壓縮技術(shù)圖像壓縮基本原理圖像數(shù)據(jù)之所以能被壓縮，就是因為數(shù)據(jù)中存在著冗余。圖像數(shù)據(jù)的冗余主要表現(xiàn)為：圖像中相鄰像素間的相關(guān)性引起的空間冗余；圖像序列中不同幀之間存在相關(guān)性引起的時間冗余；不同彩色平面或頻譜帶的相關(guān)性引起的頻譜冗余。數(shù)據(jù)壓縮的目的就是通過去除這些數(shù)據(jù)冗余來減少表示數(shù)據(jù)所需的比特數(shù)。由于圖像數(shù)據(jù)量的龐大，在存儲、傳輸、處理時非常困難，因此圖像數(shù)據(jù)的壓縮就顯得非常重要。2.6.2圖像——圖像壓縮技術(shù)圖像壓縮基本方法無損壓縮：是對文件本身的壓縮，和其它數(shù)據(jù)文件的壓縮一樣，是對文件的數(shù)據(jù)存儲方式進行優(yōu)化，采用某種算法表示重復(fù)的數(shù)據(jù)信息，文件可以完全還原，不會影響文件內(nèi)容，對于數(shù)碼圖像而言，也就不會使圖像細(xì)節(jié)有任何損失。有損壓縮：是利用了人類對圖像或聲波中的某些頻率成分不敏感的特性，允許壓縮過程中損失一定的信息；雖然不能完全恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，但是所損失的部分對理解原始圖像的影響縮小，卻換來了大得多的壓縮比。2.6.2圖像——圖像壓縮技術(shù)衡量圖像壓縮技術(shù)的重要指標(biāo)壓縮比：即壓縮前后所需信息存儲量之比，在同等恢復(fù)質(zhì)量的情況下，壓縮比越大越好?；謴?fù)效果：即要盡可能恢復(fù)到原始數(shù)據(jù)或與原始數(shù)據(jù)盡可能接近。壓縮/解壓縮速度：尤其是解壓縮速度更為重要，因為解壓過程通常是實時的。實現(xiàn)壓縮/解壓縮的軟、硬件開銷：軟、硬件開銷越小越好。2.7聲音在計算機中的表示聲音是由聲源體產(chǎn)生振動時帶動空氣振動向外傳出的一種振動波，這種振動波傳入到人耳，被人的聽覺系統(tǒng)感知就是聲音，這種能夠被人耳感知到的空氣振動波稱為聲波。聲波是連續(xù)變化的信號，這種連續(xù)變化的信號稱為模擬信號。聲波的振幅反映的是聲音的音量大小，聲波的頻率反映的是聲音的音調(diào)。人耳能夠感知到的聲音頻率范圍大概在20HZ~20kHz。2.7.1音頻信號數(shù)字化原理（1/4）模數(shù)轉(zhuǎn)換主要包括信號采樣、量化和編碼三個過程。按時間軸以等時距分割信號曲線，把分割線與信號圖形交叉處的座標(biāo)位置記錄下來，這個過程稱之為采樣。假設(shè)采樣后可以得到如下一組數(shù)據(jù)：(0.01,11.65)、(0.02,14.00)、(0.03,16.00)、(0.04,17.74)、…、(0.18,15.94)、(0.19,17.7)、(0.20,20)2.7.1音頻信號數(shù)字化原理（2/4）由于我們已經(jīng)知道時間間隔是固定的0.01秒，因此我們只要把縱座標(biāo)記錄下來就可以了于是得到如下一組數(shù)據(jù)序列：11.6514.0016.0017.7419.0019.8920.3420.0719.4418.5917.4716.3115.2314.4313.8913.7114.4915.9417.7020.00。這一串?dāng)?shù)字就是將以上連續(xù)的模擬信號離散化的結(jié)果顯然，上述離散化后得到的信號幅值，計算機還不能直接處理，需要進一步轉(zhuǎn)化為二進制來表示，即量化處理。2.7.1音頻信號數(shù)字化原理（3/4）假定信號幅值范圍為0~32伏，用4位二進制數(shù)來表示離散化后的幅值，那么可以將32劃分為16（24）個等級，每隔2伏一個等級。即可以用0000表示0伏，0001表示2伏，0010表示4伏，0011表示6伏，依次類推。連續(xù)的信號用這16種幅值進行擬合，擬合后的幅值與采樣得到的真實值幅值之間的最大誤差為2伏。采用的二進制位數(shù)越多，擬合的誤差值越小，量化的精度越高。2.7.1音頻信號數(shù)字化原理（4/4）經(jīng)過前面的采樣和量化環(huán)節(jié)，就形成了音頻信號的數(shù)字化編碼。未經(jīng)壓縮的音頻數(shù)據(jù)量非常大，減少數(shù)據(jù)量的方法不能