李見偉

山東省萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山東萊蕪 271100

計算機中信息的表示

李見偉

山東省萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山東萊蕪 271100

計算機內(nèi)存儲的信息包括數(shù)值數(shù)據(jù)和非數(shù)值數(shù)據(jù)兩類，非數(shù)值數(shù)據(jù)主要包括文字、圖片、聲音等；在計算機中，各種信息都是以二進制編碼的形式存在的，即都是以0和1組成的二進制代碼表示的。本文討論了各種非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示形式。

二進制；編碼；信息

一、字符編碼

字符的編碼采用國際通用的ASCII碼(American Standard Code for Information Interchange，美國信息交換標(biāo)準代碼)，ASCII碼用一個字節(jié)編碼，可表示256(28)個不同字符。當(dāng)用戶從鍵盤敲入A時存儲到計算機內(nèi)部的是A 的ASCII：01000001,這個轉(zhuǎn)換工作由輸入設(shè)備完成,鍵盤、鼠標(biāo)是最常用的輸入設(shè)備。

二、漢字編碼

1.漢字交換碼

由于漢字數(shù)量多，用一個字節(jié)的128種狀態(tài)不能全部表示出來，因此在1980年我國頒布的《信息交換用漢字編碼字符集—基本集》，即國家標(biāo)準GB2312-80方案中規(guī)定用兩個字節(jié)的16位二進制表示1個漢字，每個字節(jié)都只使用低7位(與ASCII碼相同)，即有128×128=16384種狀態(tài)。

2.漢字機內(nèi)碼

國標(biāo)碼GB2312不能直接在計算機中使用，因為它沒有考慮與基本的信息交換代碼ASCII碼的沖突。比如：“大”的國標(biāo)碼是3473H，與字符組合“4S”的ASCII相同。為了能區(qū)分漢字與ASCII碼，在計算機內(nèi)部表示漢字時把交換碼(國標(biāo)碼)兩個字節(jié)最高位改為1，稱為“機內(nèi)碼”。這樣：漢字“大”在計算機內(nèi)部存儲的是它的機內(nèi)碼：1011010011110011。

3.漢字字形碼

所謂漢字字形碼實際上就是用來將漢字顯示到屏幕上或打印到紙上所需要的圖形數(shù)據(jù)。記錄漢字字形通常有兩種方法：點陣法和矢量法，分別對應(yīng)兩種字形編碼：點陣碼和矢量碼。

4.漢字輸入碼

為方便漢字的輸入而制定的漢字編碼，稱為漢字輸入碼。根據(jù)編碼規(guī)則，漢字輸入碼可分為：

按漢字的排列順序形成的編碼(流水碼)：如區(qū)位碼；

按漢字的讀音形成的編碼(音碼)：如全拼、簡拼、雙拼等；

按漢字的字形形成的編碼(形碼)：如五筆字型、鄭碼等；

按漢字的音、形結(jié)合形成的編碼(音形碼)：如自然碼。

漢字各種編碼之間的關(guān)系：

國標(biāo)碼=區(qū)位碼+2020H

機內(nèi)碼=國標(biāo)碼+8080H

三、聲音的編碼

音頻信號是連續(xù)的模擬信號，而電腦處理的只能是數(shù)字信號，因此，電腦要對音頻信號進行處理，首先必須進行模/數(shù)(A/D)的轉(zhuǎn)換。實現(xiàn)這個步驟使用的設(shè)備是模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)，它以每秒上萬次的速率對聲波進行采樣，每一次采樣都記錄下了原始模擬聲波在某一時刻的狀態(tài)，稱之為樣本。將一串的樣本連接起來，就可以描述一段聲波了，其中信號幅度方向的采樣精度稱為采樣位數(shù)，時間方向的采樣精度為采樣頻率。

采樣頻率是指錄音設(shè)備在1秒鐘內(nèi)對聲音信號的采樣次數(shù)，采樣頻率越高聲音的還原就越真實越自然，單位為HZ(赫茲)?，F(xiàn)在大多數(shù)聲卡的采樣頻率都以達到44.1kHZ或48kHZ，即達到所謂的CD音質(zhì)水平。

采樣位數(shù)可以理解為聲卡處理聲音的解析度。這個數(shù)值越大，解析度就越高，錄制和回放的聲音就越真實。如果把聲音從最高到最低分為65536個級別，需要用16位進行編碼。如今市面上主流產(chǎn)品采樣位數(shù)都是16位的，16位聲卡能把聲音信號分為216(65536)個精度單位進行處理。

WAV格式文件所占容量=(采樣頻率×采樣位數(shù)×聲道)×?xí)r間/8

注：公式中時間的單位是秒，算出的結(jié)果單位是字節(jié)。

四、圖像的編碼

在計算機上看到的圖形都是由成千上萬的圖形點或像素組成的。每個像素都有不同的顏色，這產(chǎn)生了圖像。先講兩個概念：分辨率和顏色質(zhì)量。分辨率是指組成圖像每行每列的像素數(shù)。顏色質(zhì)量是指在某個分辨率下，每一個像素點可以有多少種色彩來描述，它的單位是位，如果將所有的顏色分為256(28)種，需要用8位對顏色進行編碼，現(xiàn)在的計算機都支持24位或32位的顏色質(zhì)量，24位的顏色質(zhì)量可將所有的顏色分為1600多萬種。

一幅不經(jīng)壓縮的圖像數(shù)據(jù)量的計算公式：

圖像數(shù)據(jù)量=圖像水平分辨率×圖像垂直分辨率×顏色質(zhì)量/8

Representation of information in the computer

Li Jianwei
Laiwu vocational and technical college, Laiwu,271100,China

The information is stored inside the computer, including numerical data and non-numeric data types, non-numeric data include text, images, sounds, etc. In the computer, various information is encoded in binary form, that are based on 0 and 1 composition expressed in binary code.This article discusses the various nonnumerical data representation.

binary;coding;information

book=29,ebook=332

2009-10-10

李見偉，講師。