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(共34张PPT)
二进制、十进制、十六进制之间的转换方法
二进制
十进制
除2取余，至商为0，余数倒叙
位权展开相加
十六进制
除16取余，至商为0，余数倒叙
位
权
展
开
相
加
每4位二进制数
可以转换成
1位十六进制数
进制关系对照表
二进制 十进制 十六进制
0000 0 0
0001 1 1
0010 2 2
0011 3 3
0100 4 4
0101 5 5
0110 6 6
0111 7 7
1000 8 8
1001 9 9
1010 10 A
1011 11 B
1100 12 C
1101 13 D
1110 14 E
1111 15 F
16
17
18
19
20
10000
10001
10010
10011
10100
10
11
12
13
14
数据采集与编码（二）
Data and information
——字符编码
生活中常见的编码
邮政编码、身份证、电话号码……
计算机中常见的编码
字符编码
条形码
二维码
声音编码
图像编码
视频编码
编码
1、字符编码——ASCII码
代码 （十进制） 字符 代码 （十进制） 字符 代码 （十进制） 字符 代码 （十进制） 字符
0 NUL 32 Space 64 @ 96 `
1 SOH 33 ! 65 A 97 a
2 STX 34 " 66 B 98 b
3 ETX 35 # 67 C 99 c
4 EOT 36 $ 68 D 100 d
5 ENQ 37 % 69 E 101 e
6 ACK 38 & 70 F 102 f
7 BEL 39 ' 71 G 103 g
8 BS 40 ( 72 H 104 h
9 TAB 41 ) 73 I 105 i
10 LF 42 * 74 J 106 j
11 VT 43 + 75 K 107 k
12 FF 44 , 76 L 108 l
13 CR 45 ~ 77 M 109 m
14 SO 46 . 78 N 110 n
15 SI 47 / 79 O 111 o
16 DLE 48 0 80 P 112 p
17 DC1 49 1 81 Q 113 q
18 DC2 50 2 82 R 114 r
19 DC3 51 3 83 S US s
20 DC4 52 4 84 T 116 t
21 NAK 53 5 85 U 117 u
22 SYN 54 6 86 V 118 v
23 ETB 55 7 87 W 119 w
24 CAN 56 8 88 X 120 x
25 EM 57 9 89 Y 121 y
26 SUB 58 : 90 Z 122 z
27 ESC 59 ; 91 [ 123 {
28 FS 60 < 92 \ 124 |
29 GS 61 = 93 ] 125 }
30 RS 62 > 94 ^ 126 ~
31 US 63 95 _ 127 DEL
问题1：计算机存储和处理的都是二进制数据（0和1），那么a、b、c、……、z、A、B、C、……、Z、0、1、2、……、9等英文符号和字符是如何存储和处理的呢？
我只要0和1，其他都不要
那我怎么存进去呢？
常见的字符编码有ASCII、Unicode以及各种汉字编码。
（1）ASCII码（信息交换标准代码）
ASCII是一套基于拉丁字母的计算机编码系统，主要用于显示现代英语和其他西欧语言。由电报码发展而来，是现今最通用的单字节编码系统。
基本的ASCII码共有128个，用1个字节中的低7位编码。
二进制控制范围为00000000~01111111，即十六进制的00~7F。
字符编码——ASCII码
最小单位：1位=1bit
基本单位：8bit=1Byte(B或字节)
数据的存储容量单位
计算机中存储容量的最小单位是比特（bit），1位二进制数码表示1个bit，但由于1bit所表示的值太小。实际上计算机中以8bit为一个基本单位，称为字节（Byte）。
1B=8bit 1KB=1024B
1MB=1024KB 1GB=1024MB
1TB=1024GB 1PB=1024TB
所以ACSII码实际存储用了8位，左边第一位补0，即00000000B~01111111B（00H~7FH）。
数制
1.计算机编码是指( )
A.仅仅指对输入到计算机中的文字用二进制数进行编码的方式
B.对输入到计算机中的各种数据用二进制数进行编码的方式
C.仅仅指对输入到计算机中的图像和声音用二进制数进行编码的方式
D.仅仅指对输入到计算机中的十进制数用二进制数进行编码的方式
B
数制
2.关于数据编码的说法，错误的是( )
A.便于存储、加工
B.是一种形式上的转换
C.是计算机处理信息的关键
D.就是十进制数转化成二进制数
D
（2）汉字编码
计算机中的汉字也是采用二进制来进行编码的。
汉字编码分为外码、交换码、机内码和字形码。
常用的输入码有拼音码、五笔字形码等。
在计算机内部和磁盘上记录汉字代码都采用机内码，一个汉字在计算机中用2个字节表示。
字符编码——汉字编码
1 汉字输入码（外码）
汉字输入
汉字存储
汉字显示
汉字打印
汉字传输
1
2
3
3
4
2 处理码（内码）
3 字形码
4 区位码(交换码)
2、字符编码——汉字编码
（1）外码（输入码）：是用来将汉字输入计算的编码。包括音码（拼音码）、形码（五笔字形码）、音形码（字音为主）、形音码（字形为主）。
（2）交换码：方便各种数字系统之间汉字通信的编码。
1 汉字输入码（外码）
汉字输入
汉字存储
汉字显示
汉字打印
汉字传输
1
2
3
3
4
2 处理码（内码）
3 字形码
4 交换码
（3）字形码：为了汉字的输出显示和打印，描述汉字的字形。
2、字符编码——汉字编码
（4）机内码（处理码）：计算机内部用于信息处理的汉字代码，也是记录在磁盘上的汉字代码。在早期的GB2312字符集中，1个汉字在计算机中用2个字节（16位，4个十六进制数）表示。
如图“中国China”这几个字符，其中“中国”两个字汉字内码为D6 D0 B9 FA，用二进制表示就是11010110 11010000 10111001 11111010；而英文字符“China”是ASCII字符，其中每个字母都用1个字节编码表示。
字符“C”的ASCII内码是“43”
字符“国”的十六进制内码是“B9 FA”
0 1 0 0 0 0 1 1
1 0 1 1 1 0 0 1
1 1 1 1 1 0 1 0
共8位（1字节）
共16位（2字节）
1字节（Byte）=8位（bit）
可以简写为1B=8b
一个汉字占2个字节，一个英文占1个字节
标点符号也有中英文区别
2、字符编码——汉字编码
输入码（外码）
国标码（交换码）
机内码（处理码）
字形码
键盘输入（五笔、拼音）
GB2312-80 标准《信息交换用汉字编码及字符集》收录6763个汉字，及包括数字、拉丁字母等在内的682个字符，
为了防止不同系统间交换文件时发生乱码现象
内码是唯一的，可以在UltraEdit中显示
电脑中显示汉字、打印汉字
UE软件查看字符内码的方法
UltraEdit或Winhex软件可以查看字符十六进制内码。
基本规律：
一般字母开头的两对内码代表一个全角字符（占用2字节）
0~7数字开头的一对内码代表一个半角字符（占用1字节）
全角字符是汉字字符和规定了全角的英文字符及国标GB2312-80中的图形符号和特殊字符
半角就是ASCII方式的字符，在没有汉字输入法起做用的时候输入的字母、数字和字符都是半角的
ASCII编码
汉字编码
1、字符编码——内码观察
习题：
用UltraEdit软件观察字符“PC”内码，如图所示，由该内码可以推算出NBA的内码是( )
A．4E 41 42 B．48 42 41 C．52 42 41 D．4E 42 41
答案：D
3个
B6 C1
69 H →01101001B
D
条形码是将宽度不等的多个黑条和白条，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。
条形码可以标出物品的生产国、制造厂商、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等信息。
2.条形码
二维码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面上（二维方向）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息。
二维码在为人们的生活提供便利的同时，也带来了一定的安全隐患。
3.二维码
不随意扫描非官方的二维码或安装未经验证的应用，是信息社会的基本常识。
在音频信号数字化过程中，声音的保真度不仅受到采样频率的影响，也依赖于量化值。
量化值一般用二进制数表示，其二进制位数决定了量化的精度，也称作量化位数。量化位数越大，量化精度也越高。
例如：图乙，量化取值范围是0~7这8个数，需要用3位二进制来表示，即量化位数为3位（23=8）；图丙，量化取值范围是0~15这16个数，需要用4位二进制来表示，即量化位数为4位（24=16）
4.声音编码
Wave格式音频文件的存储容量计算公式：
存储容量(位)=采样频率(Hz) X 量化位数(bit) X 声道数 X 时长(s)
4.声音编码
在GoldWave软件中录制了一段10分钟的Wave格式音频，状态信息如图所示：
请计算该音频的存储容量。
存储容量（bit）=44100*16*2*10*60 （bit）
存储容量（B） =44100*16*2*10*60/8 （B）
模拟音频信号经过采样和量化以后，形成一系列的数字信号。将这些数字信号按照一定的方式进行编码，以文件的形式存储在计算机的外部设备中。
根据声音的存储格式可分为不同的文件类型，常见的声音文件类型有Wave、MP3、WMA等。
计算mp3格式音频文件的存储容量，在上述音频文件大小公式的基础上还需要：压缩比
压缩比= 原文件大小 / 压缩后文件大小
4.声音编码
观察下图有何区别？
放大
放大
5.图像编码
位图图像又称栅格图或点阵图，是由一个个像素点构成的图像，点越多，图像越真实，越能体现细节，同时也需要更多的存储空间。
观察下图有何区别？
放大
放大
在计算机图形学中，矢量图形是指用点、直线或者多边形等基于数学方程的集合图元表示的图像。矢量图形与分辨率是无关的，所以任意放大矢量图形，不会丢失细节或影响清晰度。
5.图像编码
比较内容
位图图像
矢量图形
表现内容
适用于照片
常用于设计精细的线框型的美术作品
存储空间
较大
较小
放大缩小
失真
不失真
构成
像素
指令
文件格式
JPEG、BMP 、 PSD、TIFF、GIF、PNG等
WMF、EMF、AI、CDR等
获取方式
扫描仪、数码摄像机、摄像头等设备获取。也可用Photoshop、画图程序等软件创作
利用Flash，AutoCAD，CorelDraw
FreeHand等软件创作。也可以通过因特网下载。
位图图像与矢量图形的区别
5.图像编码
图像数字化是将一副图像在水平和垂直方向上等间距地分割成有限个像素点，量化每个像素的色彩值（或亮度值）时，采用二进制位数量化(颜色位深度)。
位图图像（BMP）存储空间的计算机公式：
存储容量（B）=总像素X颜色位深度（单位：bit）/8
总像素=水平像素X垂直像素
5.图像编码
图像的颜色数与每个像素点所占的二进制位数的关系：
颜色 每个像素点所占的二进制位数
黑白图像（即2色图像） 1位（21=2）
256色图像 8位（28=256）
16色图像 4位（24=16）
16位真彩色 16位
32位真彩色 32位
结论：颜色数=2n（其中n表示每个像素点的存储位数，位深度） 5.图像编码
5.图像编码
5.图像编码
RGB是色光的彩色模式，R代表红色，G代表绿色，B代表蓝色。因为三种颜色每一种都有256个亮度水平级，所以三种色彩叠加就能形成1670万种色彩（俗称"真彩"）。这已经足以再现这个绚丽的世界了。
色光三原色 (R.G.B)
常见的图像色彩模式有黑白、灰度和RGB等。
5.图像编码
下图是一幅 RGB 格式的 24 位真彩色位图，已知图片的宽和高分别是 600和 400，即像素个数为 600*400，请根据 RGB 真彩色位图的编码方式，计算图像的容量。
RGB 真彩色位图每个颜色通道的强度范围为 0-255，需要 8 位二进制数来存储，3 个颜色通道共 24 位二进制数，即每个像素的颜色位深度为 24。
图像存储容量 = 600 * 400 * 24 = 5760000bit
= 720000B
= 703KB
= 0.69MB
5.图像编码
静态的图像连续播放就形成视频。
PAL制式：25帧/秒
NTSC制式：30帧/秒
视频的编码一般是指通过特定的压缩技术对视频进行压缩。
常见的视频编码方式有：MPEG1、MPEG2、MPEG4等。
视频存储容量（B）＝水平像素×垂直像素×每个像素所需位数×帧频×时间/8
6.视频编码
视频编码
视频存储容量＝水平像素×垂直像素×每个像素所需位数×帧频×时间
如果一段10秒钟长的视频的分辨率为720×576的PAL制式的24位彩色视频，它的存储容量是多少。如果格式改为NTSC制式后视频大小和原来视频大小的比值？
存储容量（bit）=720*576*24*25*10 （bit）
存储容量（B） =720*576*24*25*10/8 （B）
NTSC : PAL = 6 : 5
总结
存储容量(B)=采样频率(Hz)*量化位数（bit）*声道数*时间（s）/8
Wave格式音频文件的存储容量可以通过下面的公式进行计算：
位图图像（BMP）存储空间的计算机公式：
存储容量(B)=总像素X颜色位深度/8
存储容量(B)=每张图片的大小X频率X时间 / 8
视频存储空间的计算机公式：
Thank You！

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