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潍坊科技学院教案
课程名称：大学IT 授课人：吴立华 课题 教学目的 与 要 求 1.2 信息的数据表示 课时 2 了解通过编码表示数据的概念和常见信息的表示方法及数据压缩的概念。 掌握进制的概念及表示形式 教学重点 与 难 点 掌握字符编码和汉字编码 主 要 内 容 及 步 骤 掌握计算机中数据的单位 备注 教 学 过 程 导入新课 新课讲授 一、基本概念 信息的数据表示 二、常见的几种进位计数制 三、计算机中数据的单位 四、常见数据的表示 五、数据压缩 课堂小结 布置作业 授课效果分析总结
导入新课： 信息可以用各种合适的方式加以表示和传输，信息表示与传输首先需要对信息进行编码，编码就是有目的的信息交换。在计算机内用二进制数码表示各种信息，但在输入、显示或打印输出时，人们习惯于十进制计数。在编写计算机程序时，有时还采用八进制和十六进制，这样就存在着同一个数可用不同的数值表示及它们相互之间转换的问题。 新课讲授： 1.2 信息的数据表示 1.1.1 信息定义 一、基本概念 1. 进位计数制：即用进位的方法进行计数，简称进制 。 2. 数码：一组用来表示某种数制的符号。如：1、2、3、4、A、B、C、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等。 3. 基数：数制所使用的数码个数。常用?°R?±表示，称R进制。如二进制的数码是：0、1，那么基数便为2。 4. 位权：指数码在不同位置上的权值。在进位计数制中，处于不同数位的数码代表的数值不同。例如十进制数111，个位数上的1权值为100，十位数上的1权值为101，百位数上的1权值为102。以此推理，第n位的权值便是10 n-1 ,如果是小数点后面第m位，则其权值为10 。 对于一般数制，某一整数位的位权是基数（位数-1），某一小数位的位权则是基数-位数 。 -m二、常见的几种进位计数制 1. 十进制（Decimal ）：由0、1、2、?、8、9十个数码组成，即基数为10。特点为：逢十进一，借一当十。 用字母D表示。 2 . 二进制（Binary ）：由0、1两个数码组成，即基数为2。二进制的特点为：逢二进一，借一当二。 用字母B表示。 3. 八进制（Octal ）：由0、1、2、3、4、5、6、7八个数码组成，即基数为8。八进制的特点为：逢八进一，借一当八。 用字母O表示。 4. 十六进制（Hexadecimal）：由0、1、2、?、9、A、B、C、D、E、F十六个数码组成，即基数为16。十六进制的特点为：逢十六进一，借一当十六。 用字母H表示。 三.计算机中数据的单位 1）位（bit） 简记为b，也称为比特，是计算机存储数据的最小单位。一个二进制位只能表示0或1。
2）字节（Byte） 字节来自英文Byte，简记为B。字节是存储信息的基本单位。规定1B=8bit。 1 KB = 210 B，1 MB = 220 B，1 GB = 230 B， 1 TB = 240 B 3）字（Word） 一个字通常由一个字节或若干个字节组成。字长是计算机一次所能处理的实际位数长度，字长是衡量计算性能的一个重要指标。 四、常见数据的表示 1.数值数据的编码表示 通常规定一个数的最高位作为符号位，“0” 表示正，“1” 表示负。采用二进制表示形式的连同数符一起代码化了的数据 称为机器数；而与机器数对应的用正、负符号加绝对值来表示的实际数值称为真值。例如作为有符号数，机器数01111111的真值是+1111111，也就是+127。为了在计算机的输入输出操作中能直观迅速地与常用的十进制数相对应，习惯上用二进制代码表示十进制数，这种编码方法简称BCD码或8421编码。例如，对于(239)10的编码如下： 十进制数 8421编码 2 0010 3 0011 9 1001 2.字符数据的编码表示 计算机还涉及各种字符，这些字符也无法直接在计算机中表示和存储。人们同样用一系列0和1串表示字符，称为字符编码。 目前采用的字符编码主要是ASCII码，它是American Standard Code for Information Interchange的缩写（美国标准信息交换代码），已被国际标准化组织ISO采纳，作为国际通用的信息交换标准代码。 ASCII码是一种西文机内码，有7位ASCII码和8位ASCII码两种，7位ASCII码称为标准ASCII码，8位ASCII码称为扩展ASCII码。7位标准ASCII码用一个字节（8位）表示一个字符，并规定其最高位为0，实际只用到7位，因此可表示128个不同字符。同一个字母的ASCII码值小写字母比大写字母大32（20H）。 3.汉字的编码表示 ? 汉字交换码 一般用连续的两个字节（16个二进制位）来表示一个汉字。 GB2312-80《信息交换用汉字编码字符集基本集》，标 准编码简称国标码。GB2312-80
收录了6763个汉字，以及682个符号，共7445个字符。 ? 汉字机内码 国标码GB2312不能直接在计算机中使用，因为它没有考虑与基本的信息交换代码ASCII码的冲突。为了能区分汉字与ASCII码，在计算机内部表示汉字时把交换码（国标码）两个字节最高位改为1，称为机内码。 ? 汉字字形码 汉字字形码实际上就是用来将汉字显示到屏幕上或打印到纸上所需要的图形数据。汉字字形码记录汉字的外形，是汉字的输出形式。通常有两种方法—点阵法和矢量法，分别对应两种字形编码—点阵码和矢量码。 点阵码是一种用点阵表示汉字字形的编码，它把汉字按字形排列成点阵，一个16×16点阵的汉字要占用32个字节，一个32×32点阵的汉字则要占用128个字节。 ? 汉字输入码 将汉字通过键盘输入到计算机中的代码称为汉字输入码，也称为汉字外部码（外码)。 汉字输入码可分为流水码、音码、形码和音形结合码四种。 4.图形和视频表示 图形在计算机中也必须表示成“0”和“1”串，才能存储和传输。 图形分为两种：位图和矢量图。 1)位图 计算机屏幕是由一个个像素组成的，像素的黑白不同则组成了一幅幅计算机黑白画面。因而我们存储黑白位图时，只需存储计算机屏幕上所有像素的黑白即可，可以用“1”代表白，“0”代表黑。 ? 位图灰度图像 用不同程度的灰色来表示位图，这种图像看起来像黑白照片，比黑白位图真实。灰度的级别越多，图像越真实。计算机常用256级灰度显示图像，每个像素可以选择256级灰度中的任何一种，但是这也增加了存储所需的容量。位图彩色图像 现在图像更多是彩色的，有16色、256色和24位图像（真彩色图像）等，像素分别可以选择16种、256种和224种色彩，每个像素需要4个比特、8个比特和24个比特来存储，因而所需存储容量分别是黑白图像的4倍、8倍和24倍。 2）矢量图 矢量图由一系列可重构图像的指令组成。在创建矢量图时，计算机把不同颜色的线和图形转换成能够重构的指令，计算机存储的是指令而非真正的图像。
? 矢量图的优点 矢量图的存储空间比位图小，其大小决定于图像的复杂性。图像越复杂，指令越多，存储空间就越大。使用矢量图像软件可以方便地修改图像。位图放大后，细节就会令人感觉很“粗”，而矢量图放大后细节仍然精细。 数字视频是由一系列的帧组成，每一帧都是一幅静止的位图图片，视频每秒钟显示30帧图片。位图是静态的，而视频是动态的，这是由于人眼看到每一幅图像时会产生视觉暂留。如果在视觉暂留退去之前显示下一幅图片，人们就会感觉到动态的效果。 5.声音表示 处理声音的方式有两种：模拟方式和数字方式。 音频信号是一种模拟量，当声音传递到话筒时，话筒就将声音引起的振动转换为电信号，并用不同的电压值表示声音的大小，即用电压波动来模拟声波，这种表示声音的电信号称为模拟音频。 模/数转换：音频信号是一种模拟量，而在计算机中，所有的信息都是以二进制的数字形式表示的，因此，声音在存储到计算机中时必须要经过模拟量到数字量的转换（即A/D转换），这就是音频媒体的数字化，转换成数字量的音频就称为数字音频，如图： 五、数据压缩 数据压缩有两种：磁盘压缩和文件压缩。 1）磁盘压缩 磁盘压缩是把文件压缩后放到磁盘的一个特定部分，当作一个分离的磁盘。当使用被压缩的文件时，计算机会自动处理，将文件打开并释放到原始大小。当文件存储到这个部分时，计算机会自动压缩文件。 2）文件压缩 文件压缩是把一个或多个文件压缩成一个单独的较小文件。 压缩软件：WinRAR,Winzip 归纳总结： 本节课我们了解了进制的概念，信息的单位及各种信息的编码表示。 布置作业： 1.什么是进制？ 2.什么是BCD码？什么是ASCII码？