資源簡介

(共69張PPT)
數(shù)據(jù)與編碼
比特的概念
進(jìn)位計(jì)數(shù)制及進(jìn)位之間的轉(zhuǎn)換
計(jì)算機(jī)內(nèi)“數(shù)”的表示方法
計(jì)算機(jī)內(nèi)字符的表示方法
數(shù)字（Digit）技術(shù)
數(shù)字技術(shù)：是采用有限個(gè)狀態(tài)（目前主要是0和1兩個(gè)數(shù)字）來表示、處理、存儲(chǔ)和傳輸一切信息的技術(shù)。
數(shù)字化：全面采用數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)。
數(shù)字化現(xiàn)狀：
計(jì)算機(jī)：全部采用
通信和信息存儲(chǔ)：大量采用
廣播電視：數(shù)字電視和數(shù)字廣播越來越近
采用二進(jìn)制數(shù)字技術(shù)的原因
器件容易實(shí)現(xiàn)
每一位只有兩個(gè)狀態(tài)，電路實(shí)現(xiàn)容易
運(yùn)算規(guī)則簡單
加法：0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=0（進(jìn)位）
減法：0-0=0 0-1=1（借位）1-0=1 1-1=0
乘法：0*0=0 0*1=0 1*0=0 1*1=1
與邏輯（布爾）代數(shù)相吻合
有堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)工具作為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)
1、比特的概念
比特（binary digit ，bit）
在數(shù)字系統(tǒng)中是組成信息的最小單位；
數(shù)字技術(shù)的處理對(duì)象，二進(jìn)制位，位；
比特只有兩種狀態(tài)：數(shù)字0或數(shù)字1；
計(jì)算機(jī)中的數(shù)、文字、符號(hào)、圖像、聲音；等，都表現(xiàn)為比特的不同組合；
一般用小寫的字母“b”表示(bit)。
字節(jié)Byte
“比特”單位太小，計(jì)算機(jī)
并不單獨(dú)對(duì)比特進(jìn)行處理、存儲(chǔ)或傳輸；
而是采用稍大一些的計(jì)量單位——字節(jié)（Byte）
1字節(jié) = 8比特
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
最高位
最低位
1個(gè)字節(jié)，其中bi為一個(gè)比特
2、比特的運(yùn)算
比特的表示
數(shù)字電路中，電位的高低、脈沖的有無——兩個(gè)狀態(tài)“0”或“1” 。
邏輯思維中，命題的真或假——數(shù)字“1”或“0”。
比特的運(yùn)算
使用的數(shù)學(xué)工具——邏輯代數(shù)（布爾代數(shù)）
三種最基本的邏輯運(yùn)算
邏輯加、邏輯乘、取反
邏輯加運(yùn)算
邏輯加也稱“或”運(yùn)算，用符號(hào)“OR”、“∨”或“＋”表示。運(yùn)算規(guī)則如下：
0 0 1 1
∨0 ∨1 ∨0 ∨1
0 1 1 1
兩個(gè)多位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行邏輯加運(yùn)算時(shí)，按位獨(dú)立進(jìn)行，相鄰位之間不發(fā)生關(guān)系。例如：
1 0 1 1 1 1 0 0
∨ 0 0 1 1 0 1 1 0
1 0 1 1 1 1 1 0
邏輯乘運(yùn)算
邏輯乘也稱“與”運(yùn)算，用符號(hào)“AND”、“∧”或“·”表示。運(yùn)算規(guī)則如下：
0 0 1 1
∧0 ∧1 ∧0 ∧1
0 0 0 1
兩個(gè)多位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行邏輯乘運(yùn)算時(shí)，按位獨(dú)立進(jìn)行，相鄰位之間不發(fā)生關(guān)系。例如：
1 0 1 1 1 1 0 0
∨ 0 0 1 1 0 1 1 0
0 0 1 1 0 1 0 0
取反運(yùn)算
取反：也稱“非”運(yùn)算，用符號(hào)“NOT”或“－”表示。運(yùn)算規(guī)則如下：
0 → 1 1 → 0
3、比特的存儲(chǔ)
存儲(chǔ)（記憶）1個(gè)比特需要使用具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的設(shè)備。比方：
現(xiàn)實(shí)生活中具有兩種穩(wěn)定態(tài)的物體舉例：
開關(guān)——開、關(guān)
繼電器——斷開、吸合
燈泡——亮、暗
習(xí)慣上將兩種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的過程稱為“開”或“關(guān)”。
穩(wěn)態(tài)1
穩(wěn)態(tài)2
非穩(wěn)態(tài)但會(huì)趨于一種穩(wěn)態(tài)
數(shù)字計(jì)算機(jī)中比特的存儲(chǔ)裝置
觸發(fā)器
一種雙穩(wěn)態(tài)電路，用以記錄一個(gè)比特；
特點(diǎn)：工作頻率(開關(guān)速度)極高，但集成度較低
用途：成組構(gòu)成CPU內(nèi)部的少量的寄存器。
電容器
利用電容器的充放電狀態(tài)表示1個(gè)比特；
特點(diǎn)：工作頻率低于觸發(fā)器，但集成度較高；
用途：計(jì)算機(jī)的大容量的內(nèi)存。
磁盤
利用磁介質(zhì)表面的磁化狀態(tài)表示一個(gè)比特。
光盤
利用盤片表面上的微小凹坑表示一個(gè)比特。
注意：
寄存器
內(nèi)存
磁盤
光盤
半導(dǎo)體存儲(chǔ)器
易失性存儲(chǔ)器，斷電以后信息丟失。
非易失性存儲(chǔ)器，可用來長期存儲(chǔ)信息。
4、存儲(chǔ)容量的表示
存儲(chǔ)容量是存儲(chǔ)器的重要指標(biāo)，
存儲(chǔ)容量的度量通常要比字節(jié)大得多，
使用2的冪次作為單位有助于存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)。
經(jīng)常使用的單位有：
“千字節(jié)”(KB)，1KB = 210字節(jié) = 1024B
“兆字節(jié)”(MB)，1MB = 220字節(jié) = 1024KB
“吉字節(jié)”(GB)，1GB = 230字節(jié) = 1024MB（千兆）
“太字節(jié)”(TB)，1TB = 240字節(jié) = 1024GB（兆兆）
小結(jié)
掌握數(shù)字化的概念
掌握比特的概念
掌握比特的運(yùn)算規(guī)則
掌握比特的存儲(chǔ)技術(shù)
掌握存儲(chǔ)容量的表示
隨堂練習(xí)
[填空]數(shù)字系統(tǒng)中進(jìn)行信息處理的最小單位是________。
[填空]在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)比特時(shí)，是以________為基本單位。
[單選]bit的運(yùn)算有三種，它不包括以下哪一個(gè) 。
A.取反 B.與 C.比較 D.邏輯加
比特
字節(jié)
C
[單選]以下關(guān)于計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制的原因的說法中正確的是 。
二進(jìn)制的靈活性優(yōu)于十進(jìn)制
二進(jìn)制的運(yùn)算性能優(yōu)于十進(jìn)制
二進(jìn)制的電路實(shí)現(xiàn)易于十進(jìn)制
二進(jìn)制對(duì)人類來說比十進(jìn)制更自然
[多選]bit的存儲(chǔ)可采用以下 元件。
A.電阻 B.電容 C.電感 D.磁鐵 E.電燈開關(guān)
F.觸發(fā)器 G.二極管 H.充電電池 I.小水坑
BF
C
[計(jì)算]邏輯變量A、B、C。已知A=10010101
B=11010011，若C=A +B，則C= 。
[計(jì)算]邏輯變量A、B、C。已知A=00010101
B=11010011,若C=not(AB)，則C= 。
[計(jì)算]邏輯變量A、B、C。已知A=00010101
B=not A，若C=11101010，問C=B？ 。
11010111
11101110
不等
6.1.2 進(jìn)位計(jì)數(shù)制
十進(jìn)制數(shù)（Decimal）
十進(jìn)制的基數(shù)是“10”，使用十個(gè)符號(hào)0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，逢十進(jìn)一。例如：
203.49＝2×102+0×101+3×100+4×10-1+9×10-2
一般地說，一個(gè)十進(jìn)制數(shù) KnKn-1 ... K1K0. K-1K-2 ... K-m
所代表的實(shí)際數(shù)值是：
S＝Kn×10n＋Kn-1×10n-1＋...＋K1×101＋K0 ×100
＋K-1×10-1＋K-2 ×10-2+…＋K-m ×10-m
個(gè)
位
十
位
十
分
之
一
位
百
分
之
一
位
第n位的權(quán)
第n位的系數(shù)
二進(jìn)制數(shù)（Binary）
二進(jìn)制的基數(shù)是“2”，使用兩個(gè)符號(hào)0和1，逢二進(jìn)一：
(101.01)2＝1×22＋0×21＋1×20＋0×2-1＋1×2-2
＝(5.25)10
一般地說，一個(gè)二進(jìn)制數(shù)
S＝KnKn-1 ... K1K0 . K-1K-2 ... K-m
所代表的實(shí)際數(shù)值是：
S = Kn×2n ＋ Kn-1×2n-1 ＋ … ＋ K1×21 ＋ K0 ×20
＋ K-1 ×2-1 ＋ K-2 ×2-2＋…＋K-m ×2-m
二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算
對(duì)二進(jìn)制數(shù)也可以進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算
算術(shù)運(yùn)算：
兩個(gè)一位數(shù)的加法和減法的基本運(yùn)算規(guī)則是：
加法 減法
0 0 1 1 0 0 1 1
＋0 ＋1 ＋0 ＋1 －0 －1 －0 －1
0 1 1 10 0 1 1 0
（向高位進(jìn)1） （向高位借1）
兩個(gè)多位二進(jìn)制數(shù)的加、減法可以從低位到高位按上述規(guī)則進(jìn)行，但必須考慮進(jìn)位和借位的處理
八進(jìn)制數(shù)（Octonary）
八進(jìn)制數(shù)使用0、1、2、3、4、5、6、7八個(gè)符號(hào)，逢八進(jìn)一。
(365.2)8= 3×82＋6×81＋5×80 ＋2×8－1
= (245.25)10
十六進(jìn)制數(shù)（Hexadecimal）
十六進(jìn)制數(shù)使用十六個(gè)符號(hào)：
0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，
其中A、B、C、D、E、F分別代表十進(jìn)制的10、11、12、13、14、15。
逢十六進(jìn)一
(F5.4)16=15×161＋5×160＋4×16－1
= (245.25)10
為什么要有不同進(jìn)制？
計(jì)算機(jī)中只使用二進(jìn)制
現(xiàn)實(shí)中最常用的是十進(jìn)制
八進(jìn)制和十六進(jìn)制是給程序員用的
二進(jìn)制數(shù)太長，書寫、閱讀、記憶均不便；
32位二進(jìn)制數(shù)用十六進(jìn)制書寫時(shí)，只需8位。
八進(jìn)制和十六進(jìn)制與二進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換直觀、方便。
除二進(jìn)制外，其他進(jìn)制的數(shù)在輸入進(jìn)計(jì)算機(jī)之前全部被轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制。
6. 1.3 數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換
十進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換
（1）二進(jìn)制數(shù) => 十進(jìn)制數(shù)
位權(quán)相加法，計(jì)算按權(quán)展開式的和
例如：將 11101.1011B 轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。
1×24+1×23+1×22+0×21+1×20
+1×2-1+0×2-2+1×2-3+1×2-4
=16+8+4+0+1+0.5+0+0.125+0.0625=29.6875
（2）十進(jìn)制整數(shù) => 二進(jìn)制整數(shù)：除２取余
（3）十進(jìn)制小數(shù) => 二進(jìn)制小數(shù)：乘２取整
例如：將 29.6875 轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。
(1)先轉(zhuǎn)換整數(shù)部分29
29
2
14
2
……1
7
2
……0
3
2
……1
1
2
……1
0
……1
.小數(shù)點(diǎn)
離小數(shù)點(diǎn)最近的一位
=11101B
（2）再轉(zhuǎn)換小數(shù)部分0.6875
0.6875
× 2
1.3750
× 2
0.375 ……1
0.75 ……0
× 2
1.5
× 2
0.5 ……1
1.0
0.0 ……1
.小數(shù)點(diǎn)
離小數(shù)點(diǎn)最近的一位
=0.1011B
轉(zhuǎn)換表
八進(jìn)制數(shù) 二進(jìn)制數(shù) 八進(jìn)制數(shù) 二進(jìn)制數(shù)
0 000 4 100
1 001 5 101
2 010 6 110
3 011 7 111
二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)舉例： 001 101 001 110.110 100B → 1516.64Q
八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)舉例：
2467.32Q → 010 100 110 111.011 010B
八進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換
十六進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換
轉(zhuǎn)換表
十六進(jìn)制數(shù) 二進(jìn)制數(shù) 十六進(jìn)制數(shù) 二進(jìn)制數(shù)
0 0000 8 1000 1 0001 9 1001 2 0010 A 1010 3 0011 B 1011 4 0100 C 1100
5 0101 D 1101
6 0110 E 1110
7 0111 F 1111
二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)舉例：
0011 0100 1110.1100 1100B → 34E.CCH
十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)舉例：
35A2.CFH → 0011 0101 1010 0010.1100 1111B
十進(jìn)制 二進(jìn)制 十六進(jìn)制 八進(jìn)制
0 0000 0 0
1 0001 1 1
2 0010 2 2
3 0011 3 3
4 0100 4 4
5 0101 5 5
6 0110 6 6
7 0111 7 7
8 1000 8 10
9 1001 9 11
10 1010 A 12
11 1011 B 13
12 1100 C 14
13 1101 D 15
14 1110 E 16
15 1111 F 17
BCD整數(shù)
BCD整數(shù)（Binary Coded Decimal）稱為“二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制整數(shù)”，使用4個(gè)二進(jìn)位表示1個(gè)十進(jìn)制數(shù)字。
例如：
(43)BCD ＝ 0100 0011
(59601)BCD ＝ 0101 1001 0110 0000 0001
小結(jié)
進(jìn)制
二進(jìn)制、十進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制
進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換
二-十轉(zhuǎn)換（系數(shù)*權(quán)的總合）
十-二轉(zhuǎn)換（除二取余、乘二取證）
二-八轉(zhuǎn)換（1個(gè)8進(jìn)制位對(duì)應(yīng)3個(gè)二進(jìn)制位）
二-十六轉(zhuǎn)換（1個(gè)16進(jìn)制位對(duì)應(yīng)4個(gè)二進(jìn)制位）
其他轉(zhuǎn)換
BCD數(shù)
隨堂練習(xí)
[單選]（2000）10化成十六進(jìn)制數(shù)是（ ）
A（7CD）16 B（7D0）16 C（7E0）16 D（7F0）16
[單選]下列數(shù)中最大的數(shù)是（ ）
A（10011001）2 B（227）8 C（98）16 D（152）10
下列數(shù)中最小的數(shù)為（ ）
A．（101001）2 B．（52）8
C．（101001）BCD D．（233）16
6. 1.4 二進(jìn)制數(shù)
在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示
計(jì)算機(jī)中的數(shù)值信息分類
整數(shù)和實(shí)數(shù):它們都是用二進(jìn)制表示的，但表示方法有很大差別。
整數(shù)的概念
整數(shù)不使用小數(shù)點(diǎn)，或者說小數(shù)點(diǎn)始終隱含在個(gè)位數(shù)的右面
整數(shù)的分類：
不帶符號(hào)的整數(shù)(unsigned integer)，一定是正整數(shù)
取值范圍： 8位 0～255(28－1)，
16位 0～65535(216－1)，
32位 0～232－1
帶符號(hào)的整數(shù)(signed integer)，既可表示正整數(shù)，又可表示負(fù)整數(shù)。
無符號(hào)整數(shù)的表示
采用“自然碼”表示：
取值范圍由位數(shù)決定：
8位：
可表示0～255 (28-1)范圍內(nèi)的所有正整數(shù)
16位：
可表示0～65535(216-1)范圍內(nèi)的所有正整數(shù)
n位：
可表示 0～2n-1范圍內(nèi)的所有正整數(shù)。
十進(jìn)制數(shù) 8位無符號(hào)整數(shù) 0 00000000
1 00000001
2 00000010
3 00000011
4 00000100
5 00000101
252 11111100
253 11111101
254 11111110
255 11111111
···
···
帶符號(hào)整數(shù)的表示（1）
符號(hào)如何表示？
用最高位表示，“0”表示正號(hào)(+),“1”表示負(fù)號(hào)(-)
數(shù)值部分如何表示？
(1) 原碼表示：
整數(shù)的絕對(duì)值以二進(jìn)制自然碼表示
(2) 補(bǔ)碼表示：
正整數(shù)：絕對(duì)值以二進(jìn)制自然碼表示
負(fù)整數(shù)：絕對(duì)值使用補(bǔ)碼表示
帶符號(hào)數(shù)的表示方法：用1位表示符號(hào)，其余用來表示數(shù)值部分
···
符號(hào)位
數(shù)值部分
最低位
最高位
舉例：
[+43]的8位原碼為： 00101011
[- 43]的8位原碼為： 10101011
負(fù)數(shù)的絕對(duì)值如何用補(bǔ)碼表示？
先表示為自然碼
將自然碼的每一位取反碼
在最低位加“1”
例1: [- 43]用8位補(bǔ)碼表示
所以：
[- 43] 的8位補(bǔ)碼為：11010101
例2： [- 64]用8位補(bǔ)碼表示
所以：
[- 64] 的8位補(bǔ)碼為：11000000
43 => 0101011
取反： 1010100
加1： 1010101
64 => 1000000
取反： 0111111
加1： 1000000
“各位取反，末尾加1”
原碼和補(bǔ)碼的特點(diǎn)
原碼表示法
優(yōu)點(diǎn)：與日常使用的十進(jìn)制表示方法一致，簡單直觀
缺點(diǎn)：加法與減法運(yùn)算規(guī)則不統(tǒng)一，增加了成本；
兩個(gè)機(jī)器0：“00000000”、“10000000”，不方便運(yùn)算
補(bǔ)碼表示法
優(yōu)點(diǎn)：加法與減法運(yùn)算規(guī)則統(tǒng)一， 沒有“-0”,可表示的數(shù)比原碼多一個(gè)
缺點(diǎn)：不直觀，人使用不方便
結(jié)論：帶符號(hào)整數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)不采用“原碼”而采用“補(bǔ)碼”的形式表示！
表數(shù)范圍
原碼可表示的整數(shù)范圍
8位原碼： - 27+1～27- 1（- 127～127）
16位原碼： - 215+1～215- 1（- 32767～32767）
n 位原碼： - 2n-1+1～2n-1- 1
補(bǔ)碼可表示的整數(shù)范圍
8位補(bǔ)碼：- 27～27- 1 （- 128～127 )
n位補(bǔ)碼：- 2n-1～2n-1- 1
- 128表示為 10000000
+127 表示為 01111111
小結(jié)：3種整數(shù)的比較
8位二進(jìn)制碼 表示無符號(hào)整數(shù)時(shí)的數(shù)值 表示帶符號(hào)整數(shù)(原碼)時(shí)的值 表示帶符號(hào)整數(shù)(補(bǔ)碼)時(shí)的值
0000 0000 0 0 0
0000 0001 1 1 1
…… …… …… ……
0111 1111 127 127 127
1000 0000 128 - 0 - 128
1000 0001 129 - 1 - 127
…… …… …… ……
1111 1111 255 - 127 - 1
計(jì)算機(jī)中整數(shù)有多種，同一個(gè)二進(jìn)制代碼表示不同類型的整數(shù)時(shí)，其含義（數(shù)值）可能不同
一個(gè)代碼它到底代表哪種整數(shù)（或其它東西），是由指令決定的
隨堂練習(xí)
[多選]25的八位原碼表示正確的有 。
A.11001 B.00011001 C.10011001 D.11001000
[多選]以下關(guān)于原碼和補(bǔ)碼的描述中正確的是 。
A.補(bǔ)碼的表數(shù)范圍和原碼一樣
B.所有的負(fù)數(shù)補(bǔ)碼都可以將原馬各位取反，末尾加1獲得
C.原碼有兩個(gè)機(jī)器0
D.用補(bǔ)碼的加減法運(yùn)算器設(shè)計(jì)簡單
CD
B
隨堂練習(xí)
[計(jì)算]56的8位補(bǔ)碼是多少？
[計(jì)算]-57和-128的8位補(bǔ)碼是多少？
[計(jì)算]已知x的原碼是00101100，求[-x]的補(bǔ)碼。
[計(jì)算]已知x的補(bǔ)碼是10000001，求x的原碼。
00111000
11001001，10000000
11010100
11111111
“各位取反，末尾加1”
實(shí)數(shù)（浮點(diǎn)數(shù)）的表示
實(shí)數(shù)：既有整數(shù)部分又有小數(shù)部分的數(shù)。
任何一個(gè)實(shí)數(shù)總可以表達(dá)成一個(gè)乘冪和一個(gè)純小數(shù)之積，例如：
56.725=102×(0.56725)
－0.0034756=10－2×(－0.34756)
指數(shù)部分指出實(shí)數(shù)中小數(shù)點(diǎn)的位置，括號(hào)里是一個(gè)純小數(shù)。
二進(jìn)制數(shù)的情況完全類同，例如：
1001.011=2100×(0.1001011)
－0.0010101=2－10×(－0.10101)
浮點(diǎn)表示法：計(jì)算機(jī)內(nèi)部表示實(shí)數(shù)的方法。
實(shí)數(shù) = 尾數(shù) * 2指數(shù)
實(shí)數(shù)N可表示為：
N = ±S × 2±P （0 < S < 1)
需要表示一個(gè)實(shí)數(shù)時(shí)，只需要表示出它的尾數(shù)部分和指數(shù)部分即可。其中：
尾數(shù)是一個(gè)純小數(shù)
指數(shù)是一個(gè)整數(shù)，
注意：在這里，指數(shù)編碼被稱作階碼。
實(shí)數(shù)（浮點(diǎn)數(shù)）的表示
16位機(jī)器數(shù)能夠表示的實(shí)數(shù)的范圍：（溢出 離散）
011111 1111111111—— 011111 0111111111（原碼）
最小值 最大值
–（1–2-9）× 225 -1 ———（1–2-9）× 225 -1
階碼符號(hào)位
尾數(shù)符號(hào)位
階碼值的編碼
尾數(shù)值的編碼
15 14 10 9 8 0
實(shí)數(shù)（浮點(diǎn)數(shù)）的表示
浮點(diǎn)數(shù)的長度可以是32位、64位或更長。一般說來，位數(shù)越多，可表示的數(shù)的范圍越大（階碼），精度越高（尾數(shù)）
浮點(diǎn)數(shù)(實(shí)數(shù)）分類：
短浮點(diǎn)數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、長浮點(diǎn)數(shù)、高精度浮點(diǎn)數(shù)
6. 1.5 常用的信息編碼
——字符（字母、數(shù)字和
常用標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等）編碼
字符、字符集及其碼表
文字的基本元素是字母和符號(hào)，統(tǒng)稱為“字符” (character)，它包括：字母、數(shù)字、符號(hào)等
字符集：一組特定字符的集合
不同的字符集包含的字符數(shù)目與內(nèi)容不同，如：
中文字符集、西文字符集、日文字符集等
字符的編碼：
字符集中每個(gè)字符都使用二進(jìn)位(bit) 表示，稱為該字符的編碼
不同的字符其編碼各不相同
字符集中所有字符的編碼的一覽表，稱為該字符集的碼表
西文字符的編碼——ASCII碼
西文是表音文字(拼音文字)，它由拉丁字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)以及一些特殊符號(hào)所組成
美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼(American Standard Code for Information Interchange, 簡稱ASCII碼)：
ASCII字符集包含96個(gè)可打印字符和32個(gè)控制字符
采用7個(gè)二進(jìn)位進(jìn)行編碼
計(jì)算機(jī)中使用1個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)1個(gè)ASCII 字符
ASCII碼的問題
7位代碼空間太小
表1-6 ASCII碼表
b3b2b1b0
位 b6 b5 b4位 [注：( )內(nèi)為ASCII碼的十進(jìn)制數(shù)）]
000
(00~15) 001
(16~31) 010
(32~47) 011
(48~63) 100
(64~79) 101
(80~95) 110
(96~111) 111
(112~127)
0000 NUL DLE SP 0 @ P ` p
0001 SOH DC1 ! 1 A Q a q
0010 STX DC2 “ 2 B R b r
0011 ETX DC3 # 3 C S c s
0100 EOT DC4 $ 4 D T d t
0101 ENQ NAK % 5 E U e u
0110 ACK SYN & 6 F V f v
0111 BEL ETB ‘ 7 G W g w
1000 BS CAN ( 8 H X h x
1001 HT EM ) 9 I Y i y
1010 LF SUB * : J Z j z
1011 VT ESC + ; K [ k {
1100 EF FS ， < L \ l |
1101 CR GS - = M ] m }
1110 S0 RS . > N ^ n ~
1111 S1 US / O _ o Del
隨堂練習(xí)
在ASCII字符集中，“A”的編碼是多少？
字符“B”和字符“b”的存儲(chǔ)格式是否相同？
“空格”是否不編碼？
“9”>和9的存儲(chǔ)格式相同嗎？
6. 1.6 漢字編碼
輸入碼
機(jī)內(nèi)碼
字形碼
漢字如何編碼？
漢字系統(tǒng)必須包括以下功能模塊：
漢字輸入、漢字存儲(chǔ)、漢字處理、漢字輸出
先對(duì)應(yīng)的漢字編碼有：
輸入碼——用于漢字輸入
機(jī)內(nèi)碼——用于存儲(chǔ)、處理漢字
輸出碼——用于顯示漢字，如宋體、楷體等字形碼
1、漢字的輸入碼
英文字母的輸入方式——鍵盤與字母對(duì)應(yīng)，該方式不適合漢字。
因鍵盤按鍵數(shù)有限，漢字必須采用編碼的方式輸入
輸入編碼方法分類
數(shù)字編碼——國際碼、電報(bào)碼
字形編碼——五筆字形嗎、表形碼
字音編碼——拼音碼
形音結(jié)合編碼——快速碼、自然碼
2、漢字的機(jī)內(nèi)碼
以GB2312-80為基礎(chǔ)的機(jī)內(nèi)碼，所有基本圖形和字符編碼為16位（2字節(jié)）。
GB2312-80包含：
常用圖形、符號(hào)682個(gè)
一級(jí)漢字：按拼音順序排列，是最常用的漢字
二級(jí)漢字：按偏旁部首排列
所有圖形字符排在一張94*94的信息交換編碼表中——區(qū)位表
求漢字機(jī)內(nèi)碼的步驟為：區(qū)位碼→國際碼→機(jī)內(nèi)碼
一級(jí)漢字
（3755個(gè)）
二級(jí)漢字
（3008個(gè)）
（擴(kuò)充使用）
字母、數(shù)字和各種符號(hào)
………………
1
94
2
3
位號(hào)
…… ……
1
9
16
55
56
87
94
區(qū) 號(hào)
(按漢語拼音排列)
(按偏旁部首排列)
一、區(qū)位碼
根據(jù)漢字在表中的位置得到其區(qū)位碼，如：
字符“啊”位于第16行1列，其區(qū)位碼是16 01，
轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制為：00010000 00000001B，
用十六進(jìn)制表示為：1001H
拉丁字母、俄文、日文平假名與片假名、希臘字母、漢語拼音等共682個(gè)
共6763個(gè)漢字和682個(gè)符號(hào)，每個(gè)漢字或符號(hào)都有一個(gè)確定位置，該位置的區(qū)號(hào)和位號(hào)就是這個(gè)漢字的“區(qū)位碼”
二、國際碼
“啊”的國際碼=1001H+2020H=3021H
第
1
字
節(jié)
第 2字節(jié)
00 7E A1 FE
00
81
A1
FE
GB2312
圖形符號(hào)
漢字代碼空間
（6763個(gè)漢字）
B0
F7
16位的代碼空間共有216 ＝65536個(gè)碼位
國際碼=區(qū)位碼+2020H
三、機(jī)內(nèi)碼
在國際碼的基礎(chǔ)上，將每個(gè)字節(jié)的最高位改為“1”
機(jī)內(nèi)碼=國際碼+8080H
于是，“啊”的機(jī)內(nèi)碼=3021H+8080H=B0A1H
[例1] 已知“大”在區(qū)位表中的位置是第20區(qū)83位，求“大”在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)格式。
Setp1 區(qū)位碼：20 83→00010100 01010011B → 14 53H
Step2 國際碼：1453H+2020H=3473H
Step3 機(jī)內(nèi)碼：3473H+8080H=B4F3H
B4F3H即字符“大”在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)格式
3、漢字的輸出碼——字形碼
字形碼是漢字筆畫構(gòu)成的圖形編碼
通常用點(diǎn)陣圖形來表示
常用的漢字字模的點(diǎn)陣有：16*16、24*24、32*32、48*48
高點(diǎn)陣顯示漢字時(shí)，能顯示漢字的筆鋒。
[例2]一個(gè)漢字字庫，存放8000個(gè)漢字，每個(gè)漢字的點(diǎn)陣為16*16。問該字庫的存儲(chǔ)容量是多大？
解：16*16/8*8000≈256KB
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 編碼
0 1 1 0300H
1 1 1 0300H
2 1 1 0300H
3 1 1 1 0304H
4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 FFFEH
5 1 1 0300H
6 1 1 0300H
7 1 1 0300H
8 1 1 0300H
9 1 1 1 0380H
A 1 1 1 0640H
B 1 1 1 0C20H
C 1 1 1 1 1830H
D 1 1 1 1018H
E 1 1 1 1 200EH
F 1 1 1 C004H
存放一個(gè)16*16的漢字點(diǎn)陣需要的存儲(chǔ)容量：
2*16=32字節(jié)
2008-8-26
《大學(xué)信息技術(shù)教程（第二版）》
*
常用的漢字編碼字符集
國家標(biāo)準(zhǔn)GB2312 √
漢字?jǐn)U充規(guī)范 GBK
國家標(biāo)準(zhǔn)GB18030
臺(tái)灣地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)漢字字符集CNS 11643 (BIG 5，俗稱“大五碼”)
日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)漢字字符集JIS X 0208-90
韓國國家標(biāo)準(zhǔn)漢字字符集KSC 5601-87
小結(jié)
掌握ASCII碼的編碼規(guī)則
漢字編碼
掌握輸入碼的作用，至少數(shù)量掌握一種輸入碼
掌握機(jī)內(nèi)碼的作用，熟練掌握區(qū)位碼、國際碼、機(jī)內(nèi)碼的轉(zhuǎn)換
掌握輸出碼的作用，能夠計(jì)算給定漢字字庫的容量
好好學(xué)習(xí)，天天進(jìn)步！
隨堂練習(xí)
[填空]存放一個(gè)ASCII碼字符，需要 字節(jié)，存放一個(gè)漢字字符需要 字節(jié)。ASCII碼的最高位恒為 ，漢字機(jī)內(nèi)碼的最高位恒為 。
漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)部是以 編碼形式存放的。
A.表形碼 B.區(qū)位碼 C.內(nèi)碼 D.宋體碼
[判斷]全世界所有地區(qū)使用的漢字內(nèi)碼都是相同的。
1
2
0
1
C
錯(cuò)
隨堂練習(xí)
一個(gè)字庫，包含1000個(gè)漢字，采用GB2312字符集，每個(gè)漢字點(diǎn)陣為32*32。試計(jì)算該字庫的存儲(chǔ)容量有多少字節(jié)？

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