第4章計(jì)算機(jī)運(yùn)算與編碼基礎(chǔ)

進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其運(yùn)算數(shù)值在計(jì)算機(jī)中的表示信息編碼4.1進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其運(yùn)算4.1.1進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換1．進(jìn)位計(jì)數(shù)制的特點(diǎn)進(jìn)位計(jì)數(shù)制有兩個(gè)共同點(diǎn)，即按基數(shù)來(lái)進(jìn)位與借位；用位權(quán)值來(lái)計(jì)數(shù)。（1）基數(shù)。不同的計(jì)數(shù)制是以基數(shù)（Radix）來(lái)區(qū)分的，若以r代表基數(shù)，則：r=10為十進(jìn)制，可使用0，1，2，…，9共10個(gè)字符；r=2為二進(jìn)制，可使用0，1共2個(gè)字符；r=8為八進(jìn)制，可使用0，1，2，…，7共8個(gè)字符；r=16為十六進(jìn)制，可使用0，1，2，…，9，A，B，C，D，E，F(xiàn)共16個(gè)字符。所謂按基數(shù)進(jìn)位與借位，就是在執(zhí)行加法或減法時(shí)，要遵守“逢r進(jìn)一，借一當(dāng)r”的規(guī)則。如十進(jìn)制數(shù)的規(guī)則為“逢十進(jìn)一，借一當(dāng)十”；二進(jìn)制數(shù)的規(guī)則為“逢二進(jìn)一，借一當(dāng)二”。值得注意的是，基數(shù)r的大小同時(shí)也說(shuō)明了r進(jìn)制中擁有不同字符的個(gè)數(shù)。一般r進(jìn)制數(shù)通常寫(xiě)為:或，其中數(shù)碼。例如，十進(jìn)制數(shù)182.05可寫(xiě)為(182.05)10或182.05(10)，也可帶后綴D（D為十進(jìn)制數(shù)的后綴），寫(xiě)為182.05D或(182.05)D。二進(jìn)制數(shù)(11101.101)2可寫(xiě)為11101.101(2)，有時(shí)也寫(xiě)為11101.101B或(11101.101)B，（二進(jìn)制數(shù)的后綴為B）。八進(jìn)制數(shù)(32.506)8可寫(xiě)為32.506(8)，有時(shí)寫(xiě)為32.506Q或(32.506)Q（八進(jìn)制數(shù)的后綴常記為Q）。十六進(jìn)制數(shù)(8A0B.5C)16可寫(xiě)為8A0B.5C(16)，有時(shí)也寫(xiě)為8A0B.5CH或(8A0B.5C)H（十六進(jìn)制數(shù)的后綴為H）。（2）位權(quán)值。在任何一種數(shù)制中，一個(gè)數(shù)的每個(gè)位置上各有一個(gè)“位權(quán)值”（PositionWeightValue）。例如：十進(jìn)制數(shù)752.65從小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始，往左共有3個(gè)位置，分別為個(gè)、十、百或100，101，102。此處的100，101，102稱為這3個(gè)位置的位權(quán)值。類似地，從小數(shù)點(diǎn)往右的兩個(gè)位置的位權(quán)值分別為10-1，10-2。所謂“用位權(quán)值計(jì)數(shù)”的原則，即每個(gè)位置上的數(shù)符所表示的數(shù)值等于該數(shù)符乘以該位置上的位權(quán)值。如十進(jìn)制數(shù)752.65可以表示成：

2.二進(jìn)制數(shù)計(jì)算機(jī)內(nèi)部是一個(gè)二進(jìn)制數(shù)字世界，只有兩個(gè)數(shù)符即0和1。采用二進(jìn)制表示信息有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：(1)易于物理實(shí)現(xiàn)(2)二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算簡(jiǎn)單(3)機(jī)器可靠性高(4)通用性強(qiáng)二進(jìn)制運(yùn)用于數(shù)值信息編碼，適用于各種非數(shù)值信息的數(shù)字化編碼。特別是僅有的兩個(gè)符號(hào)0和1正好與邏輯命題的兩個(gè)值“真”與“假”相對(duì)應(yīng).3.不同數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換

(1)r進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制（2）十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為r進(jìn)制數(shù)。

因而，將一個(gè)十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為r進(jìn)制整數(shù)的轉(zhuǎn)換規(guī)則為“除r取余法”，即將需轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制整數(shù)不斷除以r取余數(shù)，直到商為0時(shí)結(jié)束。所得余數(shù)序列，先余為低位，后余為高位。具體來(lái)講，十進(jìn)制轉(zhuǎn)整數(shù)換為二進(jìn)制整數(shù)，除2取余，直到商為0時(shí)結(jié)束。例4-2求13=（）2解:實(shí)施除2取余商余數(shù)13/2=61（低）6/2=303/2=111/2=0（結(jié)束）1（高）十進(jìn)制數(shù)13轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)的結(jié)果為13=(1101)2類推，十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制整數(shù)，除8取余；十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制整數(shù)，除16取余。例4-3求267=()16

商 余數(shù)267/16=16 11（即數(shù)碼B，低）16/16=1 01/16=0（結(jié)束） 1（高）解：實(shí)施除16取余。十進(jìn)制數(shù)267轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)的結(jié)果為：267=(10B)16

2)

十進(jìn)制小數(shù)t轉(zhuǎn)換為r進(jìn)制小數(shù)

例4-4求解：對(duì)小數(shù)反復(fù)實(shí)施乘2取整，直到小數(shù)部分為零時(shí)止。整數(shù)部分小數(shù)部分0.375×2=0.75=0（高）+0.750.75×2=1.5=1 +0.50.5×2=1.0=1（低）+ 0（結(jié)束）

轉(zhuǎn)換后的結(jié)果為：例4-5求解：對(duì)整數(shù)部分實(shí)施除8取余。商余數(shù)93/8=11 5（低）11/8=1 31/8=0（結(jié)束） 1（高）

對(duì)小數(shù)部分實(shí)施乘8取整，得：整數(shù)部分小數(shù)部分0.4375×8=3.5=3（高）+0.50.5×8=4.0=4（低）+0（結(jié)束）轉(zhuǎn)換后的整數(shù)與小數(shù)部分相拼，有。

（2）二進(jìn)制與八、十六進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換。1）八、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制。八進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制：根據(jù)表4.1將每位八進(jìn)制數(shù)碼展開(kāi)為3位二進(jìn)制數(shù)碼。十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制：根據(jù)表4.2將每位十六進(jìn)制數(shù)碼展開(kāi)為4位二進(jìn)制數(shù)碼。轉(zhuǎn)換后，如果首尾有“0”，需去掉首尾的“0”。例4-6求解：(30.14)8=011

000.001

100

將每位展開(kāi)為3位二進(jìn)制數(shù)3014=(11000.0011)2 去掉首尾的“0”例4-7求解：=0111

0000

1100.1010

將每位展開(kāi)為4位二進(jìn)制數(shù)

70CA=(11100001100.101)2 去掉首尾的“0”

2）二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制與十六進(jìn)制。注意到，因而二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制與十六進(jìn)制有以下簡(jiǎn)明的轉(zhuǎn)換規(guī)則。二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換規(guī)則：以小數(shù)點(diǎn)為中心，分別向左、向右每三位分成一組，首尾組不足三位時(shí)，首尾用“0”補(bǔ)足，將每組二進(jìn)制數(shù)根據(jù)表4.1轉(zhuǎn)換成一位八進(jìn)制數(shù)碼。二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換規(guī)則：以小數(shù)點(diǎn)為中心，分別向左、向右每四位分成一組，首尾組不足四位時(shí)，首尾用“0”補(bǔ)足，將每組二進(jìn)制數(shù)根據(jù)表4.2轉(zhuǎn)換成一位十六進(jìn)制數(shù)。例4-8(1111100110.10111)2=()8解：(1111100110.10111)2=((00)1

111

100

110.101

11(0))2174656

=(1746.56)8例4-9(1100001110.100101)2=()16解：(1100001110.100101)2=((00)11

0000

1110.1001

01(00))2

30E94

=(30E.94)164.1.2二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算

1.二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的加減乘除算術(shù)運(yùn)算法則與十進(jìn)制基本相同，唯一的區(qū)別在于二進(jìn)制是逢“二”進(jìn)位（或借位）。

加法運(yùn)算：0+0=0；1+0=0+1=1；1+1=10（向高位進(jìn)1）減法運(yùn)算：0-0=1-1=0；1-0=1；0-1=-1(需借位）乘法運(yùn)算：0*0=0*1=1*0=0；1*1=1。除法運(yùn)算：0/1=0；1/1=1。（0不能作除數(shù)）例4-10已知X=(00110010)B，Y=(10010010)B，試計(jì)算Y+X與Y-X。解：根據(jù)二進(jìn)制逢“二”進(jìn)位（或借位）規(guī)則，X+Y的算式如下：被加數(shù)（10010010）B

…………（146）D

加數(shù)+（00110010）B

…………（50）D

────────────────────────和（11000100）B

…………（196）D

根據(jù)二進(jìn)制減法運(yùn)算規(guī)則，Y-X的算式如下：被減數(shù)（10010010）B

…………（146）D

減數(shù)–

（00110010）B

…………（50）D

────────────────────────差（01100000）B

…………（96）D

計(jì)算結(jié)果為：Y+X=(11000100)B，Y–X=(01100000)B。例4-11已知X=(11001)B，Y=(101)B，試計(jì)算X*Y。解：根據(jù)二進(jìn)制乘法運(yùn)算規(guī)則，X*Y的算式如下。被乘數(shù)（11001）B…………（25）D乘數(shù)×（101）B…………（5）D───────────────────────

11001 +

11001───────────────────────乘積（1111101）B…………（125）D

計(jì)算結(jié)果為：X*Y=(11001)*(101)=(1111101)B。2.二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算

例4-13已知兩邏輯數(shù)：A=10101100，B=01110110，試計(jì)算A?B和A+B。10101100

10101100?01110110

+0111011000100100

11111110解：計(jì)算結(jié)果為A?B=10101100?01110110=00100100A+B=10101100+01110110=11111110當(dāng)遇到邏輯運(yùn)算的與、或、非的混合運(yùn)算時(shí)，運(yùn)算順序?yàn)椋豪ㄌ?hào)優(yōu)先，然后為三種邏輯運(yùn)算；三種邏輯運(yùn)算中，邏輯非的運(yùn)算優(yōu)先級(jí)最高，然后是邏輯與，最后是邏輯或。同級(jí)運(yùn)算按照從左至右的順序進(jìn)行。4.2數(shù)值在計(jì)算機(jī)中的表示

4.2.1數(shù)值型數(shù)據(jù)的特點(diǎn)(1)數(shù)的長(zhǎng)度計(jì)算機(jī)中同一類型的數(shù)據(jù)具有相同的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，與數(shù)據(jù)的實(shí)際長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。(2)數(shù)的符號(hào)用數(shù)的最高位(左邊第一位)來(lái)表示數(shù)的正負(fù)號(hào)，并約定以“0”表示正，以“1”表示負(fù)。(3)小數(shù)點(diǎn)的表示方法在計(jì)算機(jī)中表示數(shù)值小數(shù)點(diǎn)的位置總是隱含的，即約定小數(shù)點(diǎn)的位置。

4.2.2數(shù)的定點(diǎn)表示與浮點(diǎn)表示

4.2.3原碼、反碼與補(bǔ)碼存放在機(jī)器中的數(shù)帶有數(shù)符，計(jì)算時(shí)若要考慮符號(hào)問(wèn)題，將增加計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的難度。若將符號(hào)位與數(shù)值直接參加運(yùn)算，則可能產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。例如：-7+10的結(jié)果應(yīng)為3，但若將符號(hào)位同時(shí)與數(shù)值直接參加運(yùn)算，運(yùn)算如下：被加數(shù)（10000111）B

…………（–7）D

加數(shù)+（00001010）B

…………（10）D

───────────────────────和數(shù)（10010001）B

…………（–17）D

顯然結(jié)果出錯(cuò)。為了解決這類問(wèn)題，考慮引入數(shù)的原碼、反碼與補(bǔ)碼。1．原碼用最高位表示數(shù)值的符號(hào)，其后各位表示該數(shù)值的絕對(duì)值的表示法稱為原碼表示法。其中符號(hào)位為0時(shí)表示該數(shù)值為正，符號(hào)位為1時(shí)表示該數(shù)值為負(fù)。例4-14寫(xiě)出二進(jìn)制數(shù)+1000110與–1000110的原碼。解：只要把正號(hào)變?yōu)椤?”，負(fù)號(hào)變?yōu)椤?”，即得[+1000110]原=01000110[–1000110]原=110001102．反碼對(duì)于正數(shù)，反碼與原碼相同；對(duì)于負(fù)數(shù)，反碼保持原碼的符號(hào)位不變，而其他各位取反。例4-15寫(xiě)出二進(jìn)制數(shù)+1000110與–1000110的反碼。解：[+1000110]反=01000110[–1000110]反=10111001例4-16求-117的反碼（用一字節(jié)表示）。解：-117的原碼為11110101，符號(hào)位的1不變，其他位取反，有

[–117]反=100010103．補(bǔ)碼對(duì)于正數(shù)，補(bǔ)碼與原碼相同；對(duì)于負(fù)數(shù)，補(bǔ)碼保持原碼的符號(hào)位不變，而其他各位取反，然后在最低位加上1。即負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼為它的反碼加1。例4-17求-117的補(bǔ)碼（用一字節(jié)表示）。解：[–117]反=10001010，加“1”得[–117]補(bǔ)=10001011由于原碼表示的數(shù)有正有負(fù)，所以運(yùn)算時(shí)常要進(jìn)行一些判斷，從而增加了運(yùn)算的復(fù)雜性。例如，兩數(shù)相加，若符號(hào)不同，實(shí)際是要做減法；兩數(shù)相減，若符號(hào)相異，實(shí)際是要做加法。在補(bǔ)碼運(yùn)算中，通過(guò)對(duì)負(fù)數(shù)適當(dāng)處理，則無(wú)論是求和還是求差，一律都是做加法，從而簡(jiǎn)化了運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。例4-18求119–117。解：只要將119與–117兩數(shù)的補(bǔ)碼相加即可得到結(jié)果的補(bǔ)碼（即+2的補(bǔ)碼）。119的補(bǔ)碼為01110111（即119的原碼）。–

01110111+1000101100000010←結(jié)果的補(bǔ)碼117的補(bǔ)碼為10001011，因而00000010正好是+2的補(bǔ)碼。4.3信息編碼

4.3.1字符的ASCII碼在計(jì)算機(jī)中，字符的編碼通常用ASCII碼“美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼”。（1）每個(gè)字符的二進(jìn)制編碼為7位，故共含2^7＝128種不同字符的編碼。（2）表內(nèi)有33種控制碼，位于表的左首兩列和右下角位置上。（3）其余95個(gè)字符為可打印或可顯示字符，包括英文大小寫(xiě)字母共52個(gè)，0～9的數(shù)字共10個(gè)和其他標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、運(yùn)算符號(hào)等共33個(gè)。（4）通常一個(gè)ASCII碼占用一個(gè)字節(jié)(即8個(gè)bit)，其最高位為“0”。

返回本節(jié)4.3.2漢字的編碼

英文為拼音文字，所有的字詞均由52個(gè)英文大小寫(xiě)字母拼組而成，加上數(shù)字及其他標(biāo)點(diǎn)符號(hào)，常用的字符僅95種，故7位二進(jìn)制數(shù)編碼已經(jīng)夠用了。而漢字就不同了，漢字是象形文字，每個(gè)漢字字符都有自己的形狀。所以，在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行漢字處理，必須解決三個(gè)方面的問(wèn)題：漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的編碼、漢字的輸入、漢字字型的顯示與打印，針對(duì)這三個(gè)下面的問(wèn)題，下面介紹漢字編碼的幾種形式。1.漢字國(guó)標(biāo)碼1981年，我國(guó)頒布了《信息交換用漢字編碼字符集·基本集》（代號(hào)GB2312-80），又稱“國(guó)標(biāo)碼”。它共包含6763個(gè)常用漢字，以及英、俄、日文字母及其符號(hào)共687個(gè)。國(guó)標(biāo)碼規(guī)定，每個(gè)字符的編碼占用2個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)的最高位為“0”。這樣的編碼空間為，即可以表示16384個(gè)不同的漢字與字符。例如，“大”字的國(guó)標(biāo)碼為：00110100011100112.漢字機(jī)內(nèi)碼國(guó)標(biāo)碼從理論上說(shuō)可以作為漢字的機(jī)內(nèi)編碼，但為了避免與英文字符的編碼相混淆（因?yàn)榭赡軙?huì)誤把一個(gè)漢字編碼視為兩個(gè)西文字符的編碼），故需對(duì)國(guó)標(biāo)碼稍加修改才能作為漢字的機(jī)內(nèi)碼。注意到ASCII碼的機(jī)內(nèi)碼的最高位為“0”，為與之相區(qū)別，將國(guó)標(biāo)碼的兩個(gè)字節(jié)的最高位均改為“1”，這樣就得到了漢字字符的機(jī)內(nèi)編碼（簡(jiǎn)稱機(jī)內(nèi)碼）。如“大”字的機(jī)內(nèi)碼為：漢字機(jī)內(nèi)碼與國(guó)標(biāo)碼的換算公式為：漢字機(jī)內(nèi)碼=國(guó)際碼＋8080H00110100011100113．漢字輸入碼漢字輸入通常也是通過(guò)鍵盤(pán)上的26個(gè)字符鍵完成的，如要輸入“大”字時(shí)，鍵盤(pán)并沒(méi)有“大”字這個(gè)鍵。若采用“拼音輸入法”，則需依次按下“d”和“a”兩鍵，那么在拼音輸入法中，“da”即為“大”字的輸入編碼；若采用“五筆輸入法”，則需依次按下“d”和“d”兩鍵，“dd”即為“大”字的五筆輸入編碼。漢字的輸入編碼方法有很多，可歸納為順序碼、音碼、形碼、音形碼四大類，最常見(jiàn)的有“音碼”和“形碼”。隨著多媒體技術(shù)與信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展，目前已出現(xiàn)了漢字語(yǔ)音輸入方式、漢字手寫(xiě)輸入方式，以及漢字印刷體自動(dòng)識(shí)別輸入方式，其正確輸入率正在逐步提高，其應(yīng)用推廣的市場(chǎng)前景看好。值得指出的是，無(wú)論采用何種漢字輸入碼，當(dāng)用戶輸入漢字時(shí)，存入計(jì)算機(jī)中的總是漢字的機(jī)內(nèi)碼，與所采用的輸入法無(wú)關(guān)。實(shí)際上，無(wú)論采用哪種輸入法，在輸入碼與機(jī)內(nèi)碼之間都存在著一個(gè)一一對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，因此，任何一種輸入法都需要一個(gè)相應(yīng)的完成把輸入碼轉(zhuǎn)換為機(jī)內(nèi)碼的轉(zhuǎn)換程序。4．漢字字形編碼漢字字形編寫(xiě)碼又稱為漢字字模，用于顯示或打印漢字的字形。漢字是一種象形文字，每一個(gè)字都可以看成是一個(gè)特殊的圖形。這種圖形很容易用點(diǎn)陣來(lái)描述。所謂點(diǎn)陣就是把字符圖形放在一個(gè)網(wǎng)狀的方格內(nèi)，再用黑白點(diǎn)表現(xiàn)任何一個(gè)漢字；在網(wǎng)格內(nèi)，凡是有筆劃通過(guò)的網(wǎng)點(diǎn)為黑點(diǎn)，否則為白點(diǎn)。若用1表示黑點(diǎn)，用0表示白點(diǎn)，則黑白點(diǎn)信息就可以用二進(jìn)制數(shù)表示。如圖4-1所示就是用16行、每行16個(gè)點(diǎn)的16×16點(diǎn)陣描述了一個(gè)“王”字。一般說(shuō)，一個(gè)方格就是一個(gè)m行n列的點(diǎn)陣，其中行數(shù)m總是字節(jié)（8位二進(jìn)制）的倍數(shù)，m×n的積就是該點(diǎn)陣的總點(diǎn)數(shù)（二進(jìn)制信息數(shù)）。一個(gè)16×16的點(diǎn)陣需要用16×2=32個(gè)字節(jié)的信息來(lái)存儲(chǔ)一個(gè)漢字。8000個(gè)漢字就需要8000×32=256KB的存儲(chǔ)容量。在計(jì)算機(jī)中，所有漢字的點(diǎn)陣字形編碼的集合稱為“漢字庫(kù)”。漢字庫(kù)可做成硬字庫(kù)或軟字庫(kù)。硬字庫(kù)俗稱“漢卡”；軟字庫(kù)以文件形式存儲(chǔ)在磁盤(pán)上?！稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹瘛稹稹瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛稹稹稹稹稹稹稹稹瘛稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹瘛稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹瘛稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹瘛稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹瘛稹稹稹稹瘛稹稹稹稹瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛稹稹稹稹稹稹稹稹稹瘛稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹瘛稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹瘛稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹瘛稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹瘛稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹瘛稹稹稹稹稹瘛稹稹瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹稹?/p>

圖4-1漢字字形點(diǎn)陣5．國(guó)標(biāo)GB18030-2000簡(jiǎn)介GB2312-80是在國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)漢字信息技術(shù)發(fā)展初始階段制定的，其中包含了大部分常用的一、二級(jí)漢字和常用符號(hào)。該字符集是幾乎所有的中文系統(tǒng)和國(guó)際化的軟件都支持的中文字符集，這也是最基本的中文字符集。其編碼范圍是高位0xa1-0xfe，低位也是0xa1-0xfe；漢字從0xb0a1開(kāi)始，結(jié)束于0xf7fe。GBK是GB2312-80的擴(kuò)展，是向上兼容的。它包含了20902個(gè)漢字，其編碼范圍是0x8140-0xfefe，剔除高位0x80的字位。其所有字符都可以一對(duì)一映射到Unicode2.0，也就是說(shuō)Java實(shí)際上提供了GBK字符集的支持。這是現(xiàn)階段Windows和其他一些中文操作系統(tǒng)的缺省字符集，但并不是所有的國(guó)際化軟件都支持該字符集，感覺(jué)是他們并不完全知道GBK是怎么回事。值得注意的是它不是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，而只是規(guī)范。隨著GB18030-2000國(guó)標(biāo)的發(fā)布，它將在不久的將來(lái)完成它的歷史使命。信息產(chǎn)業(yè)部和國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局在2000年3月17日聯(lián)合發(fā)布了GB18030-2000《信息技術(shù)信息交換用漢字編碼字符集基本集的擴(kuò)充》。GB18030-2000包括27,533個(gè)漢字，該標(biāo)準(zhǔn)從2001年9月1日起執(zhí)行。GB18030-2000編碼標(biāo)準(zhǔn)是在原來(lái)的GB2312-1980編碼標(biāo)準(zhǔn)和GBK編碼標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)充，增加了四字節(jié)部分的編碼。它可以完全映射ISO10646的基本平面和所有輔助平面，共有150多萬(wàn)個(gè)碼位。在ISO10646的基本平面內(nèi)，它在原來(lái)的2萬(wàn)多漢字的基礎(chǔ)上增加了7000多個(gè)漢字的碼位和字形，從而使基本平面的漢字達(dá)到27000多個(gè)。它的主要目的是為了解決一些生、偏、難字的問(wèn)題，其中就包括镕珮堃崑這些以前不能輸入的字，以及適應(yīng)出版、郵政、戶政、金融、地理信息系統(tǒng)等迫切需要的人名、地名用字問(wèn)題。GB18030-2000作為GB2311體系的編碼字符標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了信息交換用的圖形字符及其二進(jìn)制編碼的十六進(jìn)制表示。它支持GB13000.1-1993的全部中日韓（CJK）統(tǒng)一漢字字符和全部中日韓統(tǒng)一漢字ExtensionA和ExtensionB的字符。4.3.3常用漢字輸入法簡(jiǎn)介1．漢字輸入法分類目前漢字的輸入還是以鍵盤(pán)輸入為主。國(guó)內(nèi)以鍵盤(pán)輸入為基礎(chǔ)的編碼方案有數(shù)百種，可歸納為順序碼、音碼、形碼、音形碼四大類。（1）順序碼，又稱等長(zhǎng)流水碼，用等長(zhǎng)的若干位數(shù)字來(lái)表示一個(gè)漢字的編碼，如區(qū)位碼、電報(bào)碼均為四位順序碼。順序碼重碼率低，但記憶量太大。（2）音碼，根據(jù)漢字的發(fā)音來(lái)確定漢字的編碼，如全拼雙音、雙拼雙音等。音碼簡(jiǎn)單易學(xué)，但重碼率太高，有些字較難拼準(zhǔn)。（3）形碼，根據(jù)漢字的字形結(jié)構(gòu)來(lái)確定漢字的編碼，如五筆字型，重碼率低，可實(shí)現(xiàn)盲打輸入，但記憶字根量較大，漢字拆分規(guī)則較難掌握。（4）音形碼，既根據(jù)漢字的發(fā)音也根據(jù)漢字的結(jié)構(gòu)來(lái)確定漢字的編碼，如智能ABC、自然碼，音形碼具有音碼和形碼的特點(diǎn)。

2．漢字輸入法的安裝安裝中文輸入法是通過(guò)“控制面版”中的“輸入法”圖標(biāo)來(lái)完成的，具體操作如下：（1）在“控制面板”窗口中雙擊“輸入法”圖標(biāo)，屏幕彈出“輸入法屬性”對(duì)話框，如圖4-3所示。圖4-3漢字輸入法安裝（2）在“輸入法屬性”對(duì)話框中可進(jìn)行以下操作。單擊“添加”按鈕，可以安裝指定的中文輸入法。單擊“刪除”按鈕，可以刪除指定的中文輸入法。單擊“屬性”按鈕，可以對(duì)指定的中文輸入法屬性進(jìn)行設(shè)置。單擊“添加3.x輸入法”按鈕，可以添加Windows3.x中使用的中文輸入法。單擊“確定”按鈕，完成對(duì)輸入法的安裝、刪除等設(shè)置。3．中文輸入法界面在Windows中，中文輸入法界面是由各個(gè)按鈕組成的，不同的輸入法，其界面按鈕圖案是不同的。選定一種輸入法后，屏幕上就會(huì)出現(xiàn)輸入法界面，也稱輸入法狀態(tài)條，如圖4-4所示。各按鈕功能如下：（1）“中英文切換”按鈕：用于在中英文狀態(tài)間進(jìn)行切換。（2）“輸入方式切換”按鈕：有些輸入法自身帶有其他輸入方式，單擊該按鈕可以在不同的輸入方式間切換。（3）“全角/半角切換”按鈕：按Shift+Space鍵或單擊該按鈕可以在全角和半角間切換。全角/半角狀態(tài)僅適用于英文字體，對(duì)于中文字體，沒(méi)有全角和半角之分。（4）“中英文標(biāo)點(diǎn)切換”按鈕：按Ctrl+圓點(diǎn)鍵“.”或單擊該按鈕可以在中文和英文標(biāo)點(diǎn)符號(hào)間切換。中文輸入狀態(tài)下，圖標(biāo)缺省為，輸入的是中文標(biāo)點(diǎn)，如按“.”鍵輸入的是“?！?；單擊這個(gè)按鈕后，圖標(biāo)變?yōu)椋斎氲氖怯⑽臉?biāo)點(diǎn)，如按“.”鍵輸入的是“.”。再次單擊該按鈕，又可輸入中文標(biāo)點(diǎn)。（5）“軟鍵盤(pán)”按鈕：軟鍵盤(pán)用于輸入某一類符號(hào)或字符，如希臘字母、拼音字母、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、數(shù)字符號(hào)、數(shù)學(xué)符號(hào)和特殊符號(hào)等。單擊該按鈕打開(kāi)，再單擊則關(guān)閉。輸入法有三個(gè)窗口，除了輸入法界面外還有外碼輸入窗口和文字選擇窗口，如圖4-4所示。這些窗口是彼此分開(kāi)的，而且隨著光標(biāo)的移動(dòng)，輸入法外碼輸入窗口和文字選擇窗口也會(huì)相應(yīng)隨之移動(dòng)，即Windows中輸入法的光標(biāo)跟隨功能。圖4-4輸入法窗口外碼輸入窗口輸入法界面文字選擇窗口4．中文輸入法的切換安裝了中文輸入法后，就可隨時(shí)選用一種中文輸入法進(jìn)行漢字輸入，中文輸入法的調(diào)用和切換可以通過(guò)鼠標(biāo)和鍵盤(pán)來(lái)操作。（1）用鼠標(biāo)操作。單擊任務(wù)欄上的輸入法指示器，屏幕上就會(huì)彈出“輸入法菜單”，如圖4-5所示。該菜單中，列出了當(dāng)前系統(tǒng)已安裝的中文輸入法，選擇其中一種，就可切換到該輸入法狀態(tài)下。如圖4-6是選擇“五筆字型”輸入法的狀態(tài)條。（2）用鍵盤(pán)操作。啟動(dòng)或關(guān)閉中文輸入法：Ctrl+Space。英文和各種中文輸入法之間切換：Alt+Shift或Ctrl+Shift。4.3.4智能ABC輸入法ABC的含義是指在英文ASCII（A）和中文Chinese（C）之間架起相互轉(zhuǎn)換的橋梁Bridge（B）。智能ABC是以人們已經(jīng)熟悉的漢語(yǔ)拼音、漢字筆劃和書(shū)寫(xiě)順序?yàn)榛A(chǔ)，充分利用計(jì)算機(jī)的智能來(lái)處理漢字輸入問(wèn)題。因此智能ABC不是一種漢字的編碼方法，而是對(duì)自然語(yǔ)言理解的一種特殊的語(yǔ)言轉(zhuǎn)換技術(shù)。4.3.5五筆字型輸入法五筆字型漢字輸入法是把漢字的筆畫(huà)形象地概括為“橫、豎、撇、捺、折”五種基本筆畫(huà)（五筆），并考慮了漢字的三種（左右型、上下型、雜合型）基本字型而得名“五筆字型”。它把漢字的結(jié)構(gòu)分為三個(gè)層次：漢字、字根和筆畫(huà)。所有漢字都可以看成是由若干個(gè)字根按一定的位置關(guān)系拼合而成。五筆字型輸入法就是按照人們書(shū)寫(xiě)的習(xí)慣，把漢字按規(guī)則拆成單個(gè)字根，然后按順序取第一、第二、第三、末尾字根，輸入這些字根即可。4.3.6多媒體信息處理

多媒體計(jì)算機(jī)與一般家用電器的根本區(qū)別在于多媒體計(jì)算機(jī)具有信息集成、交互等特有的功能。多媒體技術(shù)對(duì)各種媒體信息的處理包括轉(zhuǎn)換、集成、傳輸管理和控制。轉(zhuǎn)換可以分為兩個(gè)階段——信息采集和信息回放。信息采集是將這些媒體信息轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，而信息回放則是把計(jì)算機(jī)處理后的數(shù)字信息還原成人們能接受的各種媒體信息，用于信息的再現(xiàn)。集成是對(duì)各種類型的媒體信息進(jìn)行組合。管理和控制是在應(yīng)用媒體信息過(guò)程中對(duì)各種媒體素材進(jìn)行編輯、剪裁和重組等操作。傳輸是將處理后的媒體信息以各種方式傳遞給其他用戶。1．聲音媒體的數(shù)字化在計(jì)算機(jī)內(nèi)，所有的信息均以數(shù)字0與1表示，聲音信號(hào)也用一組數(shù)字表示，稱之為數(shù)字音頻。由于聲音信號(hào)是模擬量，在時(shí)間上是連續(xù)的，而數(shù)字音頻是數(shù)字量，在時(shí)間上是間斷的。因此，聲音信息的數(shù)字化過(guò)程是每隔一個(gè)時(shí)間間隔在模擬聲音波形上取一個(gè)幅度值（稱為采樣，采樣的時(shí)間間隔稱為采樣周期），并把采樣得到的表示聲音強(qiáng)弱的模擬電壓用數(shù)字量表示（稱為量化）。采樣間隔越短（即采樣頻率越高），數(shù)字化音頻的質(zhì)量也就越高，聲音質(zhì)量越接近原始聲音，而所需的存儲(chǔ)量也越多。根據(jù)奈奎斯特采樣定律，只要采樣頻率高于信號(hào)中最高頻率的兩倍，就可以從采樣中完全恢復(fù)出原始信號(hào)波形。因?yàn)槿硕苈?tīng)到的頻率范圍為20Hz至20kHz，所以在實(shí)際的采樣過(guò)程中，為了達(dá)到高保真的效果，一般采用44.1kHz作為高質(zhì)量聲音采樣頻率。這種對(duì)聲音進(jìn)行采樣量化后得到的聲音是數(shù)字化聲音。在多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，存儲(chǔ)聲音信息的文件格式主要有WAV文件、VOC文件、MIDI文件、RMI文件等。（1）WAV文件。也稱波形文件，它是Microsoft公司的音頻文件格式，是Microsoft定義的用于Windows的波形聲音文件格式，它來(lái)源于對(duì)聲音模擬波形的采樣。最常用的數(shù)字化聲音的文件格式。（2）MIDI。MIDI是樂(lè)器數(shù)字接口（MusicalInstrumentDigitalInterface）的縮寫(xiě)。它是由世界上主要電子樂(lè)器制造廠商建立起來(lái)的一個(gè)通信標(biāo)準(zhǔn)，以規(guī)定計(jì)算機(jī)音樂(lè)程序、電子合成器和其他電子設(shè)備之間交換信息與控制信號(hào)的方法。MIDI文件是一種控制信息的集合體，包括對(duì)音符以及多達(dá)16個(gè)通道的樂(lè)器定義，同時(shí)還涉及鍵、通道號(hào)、持續(xù)時(shí)間、音量和力度等信息。MIDI文件記錄的不是樂(lè)曲本身，而是一些描述樂(lè)曲演奏過(guò)程中的指令，因此它占用的存儲(chǔ)空間比WAV文件小很多。1小時(shí)的立體聲16位高品質(zhì)音樂(lè)，如果用波形文件無(wú)壓縮錄制，約需600MB的存儲(chǔ)空間。而同樣時(shí)間的MIDI數(shù)據(jù)大約只需400KB，兩者相差1500倍之多。MIDI由于數(shù)據(jù)量小，所以可以在多媒體應(yīng)用中與其他波形聲音配合使用，形成伴樂(lè)的效果。2．視覺(jué)類媒體的數(shù)字化視覺(jué)類媒體主要有圖像（Image）、圖形（Graphics）、視頻（Video）、動(dòng)畫(huà)（Animation）、文本等。在多媒體范圍內(nèi)，圖形是一種抽象化的圖像。由于視覺(jué)停留效果，視頻可以看作連續(xù)的圖像，對(duì)視頻按時(shí)間進(jìn)行數(shù)字化得到的圖像序列就構(gòu)成了數(shù)字視頻序列。用戶可以利用相關(guān)工具軟件，由計(jì)算機(jī)直接產(chǎn)生圖形、圖像和視頻；也可以利用彩色掃描儀輸入圖形和圖像；還可以通過(guò)視頻信號(hào)數(shù)字化儀將彩色電視信號(hào)數(shù)字化后，輸入到多媒體計(jì)算機(jī)中，可獲得圖像和視頻。圖形文件是用來(lái)保存圖形的。圖形文件一般來(lái)說(shuō)可分為兩大類：位圖和矢量圖。位圖是由一點(diǎn)一點(diǎn)的像素組成的，位圖圖像是指在空間和亮度上已經(jīng)離散化了的圖像。像素是圖形的最小組成單位。計(jì)算機(jī)屏幕所顯示的圖形是由排成方陣的像素點(diǎn)組成的，每一個(gè)像素點(diǎn)可以呈現(xiàn)不同的顏色點(diǎn)。通過(guò)對(duì)每個(gè)像素進(jìn)行采樣，并且按顏色或者灰度進(jìn)行量化，得到圖像的數(shù)字化結(jié)果；數(shù)字化結(jié)果存放在顯示緩沖區(qū)，與顯示器上的點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)；根據(jù)大量像素的排列可以達(dá)到顯示圖形的效果。矢量圖形文件是用向量代表圖中所表現(xiàn)的元素，用矢量說(shuō)明圖像微元的起止坐標(biāo)。這樣的圖形不論放大多少倍，它依然清晰。在圖形圖像處理中，圖形圖像文件常見(jiàn)的有BMP、GIF等。（1）BMP（bitmap）。BMP是一種與設(shè)備無(wú)關(guān)的圖像文件格式，是Windows環(huán)境中經(jīng)常采用的基本位圖圖像格式，在Windows環(huán)境中運(yùn)行的圖形圖像處理軟件以及許多應(yīng)用軟件都支持這種格式的文件，它已成為一種通用的圖形圖像存儲(chǔ)格式。（2）GIF（GraphicsInterchangeFormat）。GIF文件格式是由CompuServe公司在1987年6月為了指定彩色圖像傳輸協(xié)議而開(kāi)發(fā)的一種公用的圖像文件格式標(biāo)準(zhǔn)，在網(wǎng)絡(luò)通信中被廣泛采用。其他常見(jiàn)圖形文件還有JPG、WMF、DXF等。3．視頻文件格式常見(jiàn)的視頻文件有以下幾種：（1）AVI文件。AVl文件（Audio-VideoInterleaved，音頻—視頻交錯(cuò)）是目前較為流行的視頻文件格式，在VideoforWindows等軟件中都支持這種格式。它采用了Intel公司的視頻有損壓縮技術(shù)將視頻信息與音頻信息交錯(cuò)混合地存儲(chǔ)在同一個(gè)文件中，較好地解決了音頻信息與視頻信息的同步問(wèn)題。（2）DAT文件。DAT文件是VCD專用的視頻文件格式，是一種基于MPEG壓縮、解壓縮技術(shù)的視頻文件格式。如果計(jì)算機(jī)配備視霸卡或解壓縮程序，即可播放該格式的文件。（3）MPG文件。MPG文件是一種應(yīng)用在計(jì)算機(jī)上的全屏幕運(yùn)動(dòng)視頻標(biāo)準(zhǔn)文件。MPG文件以MPEG壓縮和解壓縮技術(shù)為基礎(chǔ)對(duì)全運(yùn)動(dòng)視頻圖像進(jìn)行壓縮，再配以具有CD音質(zhì)的伴音信息。目前許多視頻處理軟件都能支持這種格式的視頻文件。習(xí)題4一、選擇題1．在計(jì)算機(jī)內(nèi)部用來(lái)傳遞、存儲(chǔ)、加工處理的數(shù)據(jù)采用（）。A．二進(jìn)制碼 B．拼音碼C．八進(jìn)制碼 D．五筆字型碼2．十進(jìn)制數(shù)45D的二進(jìn)制數(shù)表示形式為（）。A．101101H B．110010B C．101101B D．110010Q3．一個(gè)字節(jié)二進(jìn)制數(shù)可表示的最大無(wú)符號(hào)十進(jìn)制數(shù)為（）。A．256 B．128 C．255 D．1274．二進(jìn)制數(shù)11011011B表示為八進(jìn)制數(shù)為（）。A．553Q B．3121Q C．333Q D．3123Q5．下列各數(shù)中最大的是（）。A．110B B．110Q C．110H D．110D6．十進(jìn)制數(shù)269變換為十六進(jìn)制數(shù)為（）。A．10B B．10C C．10D D．10E7．在計(jì)算機(jī)內(nèi)漢字用兩個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制編碼表示，稱為（）。