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(共34張PPT)
二進制、十進制、十六進制之間的轉換方法
二進制
十進制
除2取余，至商為0，余數倒敘
位權展開相加
十六進制
除16取余，至商為0，余數倒敘
位
權
展
開
相
加
每4位二進制數
可以轉換成
1位十六進制數
進制關系對照表
二進制 十進制 十六進制
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
數據采集與編碼（二）
Data and information
——字符編碼
生活中常見的編碼
郵政編碼、身份證、電話號碼……
計算機中常見的編碼
字符編碼
條形碼
二維碼
聲音編碼
圖像編碼
視頻編碼
編碼
1、字符編碼——ASCII碼
代碼 （十進制） 字符 代碼 （十進制） 字符 代碼 （十進制） 字符 代碼 （十進制） 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
問題1：計算機存儲和處理的都是二進制數據（0和1），那么a、b、c、……、z、A、B、C、……、Z、0、1、2、……、9等英文符號和字符是如何存儲和處理的呢？
我只要0和1，其他都不要
那我怎么存進去呢？
常見的字符編碼有ASCII、Unicode以及各種漢字編碼。
（1）ASCII碼（信息交換標準代碼）
ASCII是一套基于拉丁字母的計算機編碼系統，主要用于顯示現代英語和其他西歐語言。由電報碼發展而來，是現今最通用的單字節編碼系統。
基本的ASCII碼共有128個，用1個字節中的低7位編碼。
二進制控制范圍為00000000~01111111，即十六進制的00~7F。
字符編碼——ASCII碼
最小單位：1位=1bit
基本單位：8bit=1Byte(B或字節)
數據的存儲容量單位
計算機中存儲容量的最小單位是比特（bit），1位二進制數碼表示1個bit，但由于1bit所表示的值太小。實際上計算機中以8bit為一個基本單位，稱為字節（Byte）。
1B=8bit 1KB=1024B
1MB=1024KB 1GB=1024MB
1TB=1024GB 1PB=1024TB
所以ACSII碼實際存儲用了8位，左邊第一位補0，即00000000B~01111111B（00H~7FH）。
數制
1.計算機編碼是指( )
A.僅僅指對輸入到計算機中的文字用二進制數進行編碼的方式
B.對輸入到計算機中的各種數據用二進制數進行編碼的方式
C.僅僅指對輸入到計算機中的圖像和聲音用二進制數進行編碼的方式
D.僅僅指對輸入到計算機中的十進制數用二進制數進行編碼的方式
B
數制
2.關于數據編碼的說法，錯誤的是( )
A.便于存儲、加工
B.是一種形式上的轉換
C.是計算機處理信息的關鍵
D.就是十進制數轉化成二進制數
D
（2）漢字編碼
計算機中的漢字也是采用二進制來進行編碼的。
漢字編碼分為外碼、交換碼、機內碼和字形碼。
常用的輸入碼有拼音碼、五筆字形碼等。
在計算機內部和磁盤上記錄漢字代碼都采用機內碼，一個漢字在計算機中用2個字節表示。
字符編碼——漢字編碼
1 漢字輸入碼（外碼）
漢字輸入
漢字存儲
漢字顯示
漢字打印
漢字傳輸
1
2
3
3
4
2 處理碼（內碼）
3 字形碼
4 區位碼(交換碼)
2、字符編碼——漢字編碼
（1）外碼（輸入碼）：是用來將漢字輸入計算的編碼。包括音碼（拼音碼）、形碼（五筆字形碼）、音形碼（字音為主）、形音碼（字形為主）。
（2）交換碼：方便各種數字系統之間漢字通信的編碼。
1 漢字輸入碼（外碼）
漢字輸入
漢字存儲
漢字顯示
漢字打印
漢字傳輸
1
2
3
3
4
2 處理碼（內碼）
3 字形碼
4 交換碼
（3）字形碼：為了漢字的輸出顯示和打印，描述漢字的字形。
2、字符編碼——漢字編碼
（4）機內碼（處理碼）：計算機內部用于信息處理的漢字代碼，也是記錄在磁盤上的漢字代碼。在早期的GB2312字符集中，1個漢字在計算機中用2個字節（16位，4個十六進制數）表示。
如圖“中國China”這幾個字符，其中“中國”兩個字漢字內碼為D6 D0 B9 FA，用二進制表示就是11010110 11010000 10111001 11111010；而英文字符“China”是ASCII字符，其中每個字母都用1個字節編碼表示。
字符“C”的ASCII內碼是“43”
字符“國”的十六進制內碼是“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字節）
共16位（2字節）
1字節（Byte）=8位（bit）
可以簡寫為1B=8b
一個漢字占2個字節，一個英文占1個字節
標點符號也有中英文區別
2、字符編碼——漢字編碼
輸入碼（外碼）
國標碼（交換碼）
機內碼（處理碼）
字形碼
鍵盤輸入（五筆、拼音）
GB2312-80 標準《信息交換用漢字編碼及字符集》收錄6763個漢字，及包括數字、拉丁字母等在內的682個字符，
為了防止不同系統間交換文件時發生亂碼現象
內碼是唯一的，可以在UltraEdit中顯示
電腦中顯示漢字、打印漢字
UE軟件查看字符內碼的方法
UltraEdit或Winhex軟件可以查看字符十六進制內碼。
基本規律：
一般字母開頭的兩對內碼代表一個全角字符（占用2字節）
0~7數字開頭的一對內碼代表一個半角字符（占用1字節）
全角字符是漢字字符和規定了全角的英文字符及國標GB2312-80中的圖形符號和特殊字符
半角就是ASCII方式的字符，在沒有漢字輸入法起做用的時候輸入的字母、數字和字符都是半角的
ASCII編碼
漢字編碼
1、字符編碼——內碼觀察
習題：
用UltraEdit軟件觀察字符“PC”內碼，如圖所示，由該內碼可以推算出NBA的內碼是( )
A．4E 41 42 B．48 42 41 C．52 42 41 D．4E 42 41
答案：D
3個
B6 C1
69 H →01101001B
D
條形碼是將寬度不等的多個黑條和白條，按照一定的編碼規則排列，用以表達一組信息的圖形標識符。
條形碼可以標出物品的生產國、制造廠商、商品名稱、生產日期、圖書分類號、郵件起止地點、類別、日期等信息。
2.條形碼
二維碼是用某種特定的幾何圖形按一定規律在平面上（二維方向）分布的黑白相間的圖形記錄數據符號信息。
二維碼在為人們的生活提供便利的同時，也帶來了一定的安全隱患。
3.二維碼
不隨意掃描非官方的二維碼或安裝未經驗證的應用，是信息社會的基本常識。
在音頻信號數字化過程中，聲音的保真度不僅受到采樣頻率的影響，也依賴于量化值。
量化值一般用二進制數表示，其二進制位數決定了量化的精度，也稱作量化位數。量化位數越大，量化精度也越高。
例如：圖乙，量化取值范圍是0~7這8個數，需要用3位二進制來表示，即量化位數為3位（23=8）；圖丙，量化取值范圍是0~15這16個數，需要用4位二進制來表示，即量化位數為4位（24=16）
4.聲音編碼
Wave格式音頻文件的存儲容量計算公式：
存儲容量(位)=采樣頻率(Hz) X 量化位數(bit) X 聲道數 X 時長(s)
4.聲音編碼
在GoldWave軟件中錄制了一段10分鐘的Wave格式音頻，狀態信息如圖所示：
請計算該音頻的存儲容量。
存儲容量（bit）=44100*16*2*10*60 （bit）
存儲容量（B） =44100*16*2*10*60/8 （B）
模擬音頻信號經過采樣和量化以后，形成一系列的數字信號。將這些數字信號按照一定的方式進行編碼，以文件的形式存儲在計算機的外部設備中。
根據聲音的存儲格式可分為不同的文件類型，常見的聲音文件類型有Wave、MP3、WMA等。
計算mp3格式音頻文件的存儲容量，在上述音頻文件大小公式的基礎上還需要：壓縮比
壓縮比= 原文件大小 / 壓縮后文件大小
4.聲音編碼
觀察下圖有何區別？
放大
放大
5.圖像編碼
位圖圖像又稱柵格圖或點陣圖，是由一個個像素點構成的圖像，點越多，圖像越真實，越能體現細節，同時也需要更多的存儲空間。
觀察下圖有何區別？
放大
放大
在計算機圖形學中，矢量圖形是指用點、直線或者多邊形等基于數學方程的集合圖元表示的圖像。矢量圖形與分辨率是無關的，所以任意放大矢量圖形，不會丟失細節或影響清晰度。
5.圖像編碼
比較內容
位圖圖像
矢量圖形
表現內容
適用于照片
常用于設計精細的線框型的美術作品
存儲空間
較大
較小
放大縮小
失真
不失真
構成
像素
指令
文件格式
JPEG、BMP 、 PSD、TIFF、GIF、PNG等
WMF、EMF、AI、CDR等
獲取方式
掃描儀、數碼攝像機、攝像頭等設備獲取。也可用Photoshop、畫圖程序等軟件創作
利用Flash，AutoCAD，CorelDraw
FreeHand等軟件創作。也可以通過因特網下載。
位圖圖像與矢量圖形的區別
5.圖像編碼
圖像數字化是將一副圖像在水平和垂直方向上等間距地分割成有限個像素點，量化每個像素的色彩值（或亮度值）時，采用二進制位數量化(顏色位深度)。
位圖圖像（BMP）存儲空間的計算機公式：
存儲容量（B）=總像素X顏色位深度（單位：bit）/8
總像素=水平像素X垂直像素
5.圖像編碼
圖像的顏色數與每個像素點所占的二進制位數的關系：
顏色 每個像素點所占的二進制位數
黑白圖像（即2色圖像） 1位（21=2）
256色圖像 8位（28=256）
16色圖像 4位（24=16）
16位真彩色 16位
32位真彩色 32位
結論：顏色數=2n（其中n表示每個像素點的存儲位數，位深度） 5.圖像編碼
5.圖像編碼
5.圖像編碼
RGB是色光的彩色模式，R代表紅色，G代表綠色，B代表藍色。因為三種顏色每一種都有256個亮度水平級，所以三種色彩疊加就能形成1670萬種色彩（俗稱"真彩"）。這已經足以再現這個絢麗的世界了。
色光三原色 (R.G.B)
常見的圖像色彩模式有黑白、灰度和RGB等。
5.圖像編碼
下圖是一幅 RGB 格式的 24 位真彩色位圖，已知圖片的寬和高分別是 600和 400，即像素個數為 600*400，請根據 RGB 真彩色位圖的編碼方式，計算圖像的容量。
RGB 真彩色位圖每個顏色通道的強度范圍為 0-255，需要 8 位二進制數來存儲，3 個顏色通道共 24 位二進制數，即每個像素的顏色位深度為 24。
圖像存儲容量 = 600 * 400 * 24 = 5760000bit
= 720000B
= 703KB
= 0.69MB
5.圖像編碼
靜態的圖像連續播放就形成視頻。
PAL制式：25幀/秒
NTSC制式：30幀/秒
視頻的編碼一般是指通過特定的壓縮技術對視頻進行壓縮。
常見的視頻編碼方式有：MPEG1、MPEG2、MPEG4等。
視頻存儲容量（B）＝水平像素×垂直像素×每個像素所需位數×幀頻×時間/8
6.視頻編碼
視頻編碼
視頻存儲容量＝水平像素×垂直像素×每個像素所需位數×幀頻×時間
如果一段10秒鐘長的視頻的分辨率為720×576的PAL制式的24位彩色視頻，它的存儲容量是多少。如果格式改為NTSC制式后視頻大小和原來視頻大小的比值？
存儲容量（bit）=720*576*24*25*10 （bit）
存儲容量（B） =720*576*24*25*10/8 （B）
NTSC : PAL = 6 : 5
總結
存儲容量(B)=采樣頻率(Hz)*量化位數（bit）*聲道數*時間（s）/8
Wave格式音頻文件的存儲容量可以通過下面的公式進行計算：
位圖圖像（BMP）存儲空間的計算機公式：
存儲容量(B)=總像素X顏色位深度/8
存儲容量(B)=每張圖片的大小X頻率X時間 / 8
視頻存儲空間的計算機公式：
Thank You！

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