《计算机科学基础》PPT雨课堂版_第3章 数据的表示与存储.pptx
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1、13.1 数据在计算机中的表示13.2 字符的编码23.3 多媒体数据的表示33.4 数据的存储4Contents第三章第三章数据的表示与存数据的表示与存储23.1数据在数据在计算机中的表示算机中的表示数数制制,也称“计数制”,是用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法。人们生活当中买东西时使用的就是十进制,“逢十进一”嘛,大家都会。但也有不使用十进制的时候,例如时间,有12小时制和24小时制;每星期有7天,第8天就是下周一了。3678.34=6102+7101+8100+310-1+410-2N=aN=an-1n-1r rn-1n-1a an-2n-2r rn-2n-2a a0 0r r
2、0 0a a-1-1r r-1-1a a-m-mr r-m-m数码基数位权R进制数,用r个数码符号来表示的数如下。3.1数据在数据在计算机中的表示算机中的表示数制数制在讨论数制的时候都会涉及到两个基本要素:基数和位权。基基数数,是指在某种进位计数制中,每个数位上能够使用数字的个数。例如,二进制的基数为2,每个数位上能够使用的数字为0、1;十进制的基数为10,每个数位上能够使用的数字为09。位位权,所谓位权,是指一个数值的每一位上的数字的权值的大小。例如十进制数4567从低位到高位的位权分别为100、101、102、103。位位权与与基基数数的的关关系系是是:各进位制中位权的值是基数的对应位次幂
3、。位次幂的排列方式以小数点为界,整数自右向左,最低位为基数的0次幂;小数自左向右,最高位为基数的-1次幂。43.1计算机中算机中常常见见数制数制5二二进制制八八进制制十十进制制十六十六进制制数字符号数字符号0,1070909,A,B,C,D,E,F规则逢二进一逢八进一 逢十进一逢十六进一基数基数281016位位权2i8i10i16i表示方法表示方法BODH十进制数:234D或(234)10二进制数:10110B或(10110)2 十六进制数:4ACH或(4AC)16 进位计数制进位计数制6例如:123.451102+2101+3100+410-1+510-2(1010.11)2123+022+
4、121+020+12-1+12-2(23.45)8281+380+48-1+58-2(A1.23)1610161+1160+216-1+316-23.1数据在数据在计算机中的表示算机中的表示数制的表示数制的表示3.1.1数制数制不同进制数的表示方法:(1)字母后缀:例如,二进制数1010表示为1010B,八进制数23.45表示为23.45O,十进制数123.45表示为123.45D,十六进制数A1.23表示为A1.23H。(2)括号外面加下标:例如,上述数值可表示为(1010)2、(23.45)8、(123.45)10、(A1.23)16。一一般来般来说,对于十于十进制数的后制数的后缀可以省略
5、。可以省略。73.1数据在数据在计算机中的表示算机中的表示采用二进制编码是基于以下二进制的优点:1.物理上容易实现,可靠性强。2.运算简单,通用性强。3.计算机中二进制数的0、1数字与逻辑值“假”和“真”正好吻合,便于表示和进行逻辑运算。缺点:但二进制数书写冗长,所以为书写方便,一般用十六进制数或八进制数作为二进制数的简化表示。83.1.3二二进制数的算制数的算术运算运算加法运算法加法运算法则0+0=00+1=1+0=11+1=0(逢2进1)1101+1110 11011减法运算法减法运算法则0-0=1-1=01-0=10-1=1(向高位借位)11011-1110 11012.二二进制数的减法
6、运算制数的减法运算1.二二进制数的加法运算制数的加法运算9二二进制运算制运算举例例v二进制加法0+0=00+1=11+0=11+1=1 0 v二进制乘法00=001=010=011=11是进位103.1.3二二进制数的制数的逻辑运算运算与或非与或非11与关系真值表非关系真值表或关系真值表3.1.3二二进制数的制数的逻辑运算运算与或非与或非12与关系真值表非关系真值表或关系真值表进制的制的转换v不同进制的作用:二进制:数据存储形式十进制:人们常用进制,数据显示形式十六/八进制:二进制的简短书写形式v常用进制转换二进制十进制二进制十六/八进制133.1.4进制的制的转换转换成十成十进制制例如,将非
7、十进制数转换成十进制:按权展开,把各项相加即可。(101.01)212202112002-112-240100.255.25(24.4)828148048-11640.520.5(35.C)16316151601216-14850.7553.7514十十进制制转成其他成其他进制制整数部分整数部分整数部分:除以基数取余数法整数部分:除以基数取余数法25=?B252=12 低位 1122=6 062=3 032=1 112=0 高位 1 25=11001B 25=11001B小数部分:乘基数取整小数部分:乘基数取整 0.625 2 1.250 1 高位 2 0.500 0 2 1.000 1 低位
8、0.625(0.101)215二二进制数制数 八八进制制数数(十十六六进制制)v三(四位)十进制数对应一位八(进制数),不够时补0(010 110 101.101 010)2(265.52)8(整数高位和小数低位分别补0)2 6 5 5 2(1011 0101.1010 1000)2(B5.A8)16(小数低位补0)B 5 A 816使用“计算器”工具,可更方便地进行数制转换3.1数据在数据在计算机中的表示算机中的表示3.1.5数数值在在计算机中的表示与存算机中的表示与存储1.机器数和真值在二进制表示数值时,可以用+、-、.、0和1表示无穷范围的数据,但在计算机中实现时只能用0和1表示有限范围
9、的数据,规定用“0”表示正,“1”表示负,称为“符号位符号位”,也称“数符数符。17计算机中数算机中数值数据表示数据表示v数数值型数据表示方法:值型数据表示方法:原码、反码、补码、移码原码、反码、补码、移码原码:原码:最高最高1 1位为符号位,其余位为数值位位为符号位,其余位为数值位反码反码:负数反码为数负数反码为数值位取值位取反,反,正数正数反码与反码相同。反码与反码相同。补码补码:负数补码为反码负数补码为反码+1+1,正数反码与反码相同正数反码与反码相同。18补码引入的思路引入的思路v由钟表拨表针的方法得到启示;例如:把表上的8点钟改为6点钟方法二:顺时针拨10格8+10=6方法一:反时针
10、拨2格8-2=6拨针方法小结:8-2=6 8+10=619补码存在的作用是把减法运算转换为加法运算。符号位 “0”表示正、“1”表示负符号数的机器数表示符号数的机器数表示1 10 01 10 01 11 10 00 0 定点整数定点整数 S小数点无符号位S小数点 定点小数定点小数 数数值的表示的表示2021浮点数表示浮点数表示阶码数符数符阶符符尾数尾数1100110011N=数符数符尾数尾数2阶符符阶码规格化的形式:尾数的绝对值大于等于0.1并且小于1,从而唯一地规定了小数点的位置。定点整数定点小数1100110011数字36.5采用单精度节浮点数在计算机中的存储36.5100100.10.1
11、0010012110B21不同不同类型数据型数据的的编码v数值数据数值数据v非数值数据非数值数据文本型数据数字符、字母、符号、汉字等非文本型数据声音、图形、图像等0101010122数据存储与转换数据存储与转换233.2ASCII编码 西文字符在计算机中的存储英文字母、阿拉伯数字、常用符号采用ASCII(American Standard Code for Information Interchange)码作为编码标准ASCII编码表:使用7位二进制编码共27=128个字符顺序:特殊控制符标点符号数字大写字母小写字母扩充ASCII码:最高位是1,用于表示图形符号2425v汉字的信息处理:v汉字
12、的显示、输出:点阵:每个点占用1位白点0,黑点1。矢量:描述字形的轮廓特征。机内机内码输入入码国国标码地址地址码字形字形码3.2汉字字的的编码26汉字字形字字形码汉字字字形形码码又称汉字字模,用于汉字在显示屏或打印机输出。汉字字形码通常有两种表示方式:点阵方式和矢量方式。用点阵表示汉字时,汉字字形码指的是这个汉字字形点阵的代码。根据输出汉字的要求不同,点阵的多少也不同。常用的点阵有1616、2424、3232、6464或者更高。27Unicode编码vUnicode编码(也叫统一码、万国码)表示几乎世界上所有书写语言的字符编码标准,UTF是Unicode Transformation Form
13、at可以用于表示世界上所有文字和符号的字符编码方案,所有的计算机都支持Unicode编码。有三套:UTF8、UTF16和UTF32兼容ASCII字符集28Unicode应用用网网页乱乱码问题v网页乱码:1.用鼠标右击页面,在弹出的菜单中选择“编码”“Unicode(UTF8)”即可。从上面弹出的快捷菜单中可以看到,当时乱码的原因很可能是选择了“中文(简体)(GBK)”造成的。2.如果还不成功那就是编码选择错了,就要通过查看网页源文件头部,看一下网页的编码设置是哪个,改成相应的就可以了。29q 文本文本 简单的文字 q 图形图形 由任意曲线组成的画面,以矢量形式存储q 图像图像 真实场景的画面,
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