计算科学导论论文-非数值信息的表示

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1、非数值信息的表示摘要：二进制具有运算的简便性，物理易实现性，寄存器材的节省性，因此数据信息在计算机内的逻辑表示都用二进制。由0和1组成的序列是位模式，各种信息必须先转化成位模式。文本的存储主要是靠编码;图像分为位图和矢量图；音频的存储是把连续的模拟信号转化为离散的数字信号。视频是在图像存储的基础上，一系列图像的连续播放，关键字：非数值信息，二进制，位模式，代码，矢量图，位图，音频模拟，视频。引言：计算机可以被认为是一个接受输入数据，处理数据，产生输出数据的黑盒。现在的问题是，怎样将各种数据采用统一的数据表示法在计算机内保存，处理，最后还原输出。

2、由于二进制的各种优势，n前所有信息都是以二进制逻辑在机内的表示的。下而本论文将说明怎样将非数值信息转化为二进制编码序列，即位模式，在计算机内保存。1.数据的类型数据2.为什么使用二进制？(1)二进制具有运算的简便性。在计数系统中，r代表基数，例如二进制的基数是2,十进制的基数是10,十六进制的基数是16。而进位计数制的加法规则和乘法规则分别有：r(r+l)/2条。二进制有3条加法规则，3条惩罚规则，是最少的。(2)二进制具有物理易实现性。数据在机内的真正表示是物理器件的状态。而客观世界巾大多数物理器件具有两个状态，例如电灯，要么打开要么关上。二

3、进制只有0和1两个数，可以很方便的用两态物理器件表示，例如电子开关，习惯上用1表示合上状态，0表示断开状态。(3)二进制具有寄存器材的节省性。N表示一个信息的容量，r是基数，N=r*n，可以证明存储N位数所用的寄存器材与•成正比。在数学上可以证明当时，寄存器材最节省。但i•必须是整数，与e接近的数有2和3,但是3进制在前两项上不如二进制。所以二进制具有寄存器材的节省性。3.位模式再进一步讨论位模式;Z前，先给出位的定义。位(bit,binarydigit的缩写)，是存储在计算机中的最小数据单位；它是0或1。单个的位并不能解决数据表示无问题，因为

4、我们需要存储更大的数，文本，阁形等。为了表示数据的不同类型应该使用位模式。它是一个序列，也称位流。如下图,展示了由16个位组成的位模式。1000101010111111它是0和1的组合。这就意味着，如果要存储一个由16个位组成的位模式，就需要16个电子开关。如果要存储1000个16位的位模式就需要16000个开关。计算机存储器并不知道它所存储的位模式是那种数据类型。解释位模式是数字类型,文木类型或是其他数据类型则是由输入、输出设备或是程序来完成。如阁2—3是位模式的例子2.文本的表示在任何语言巾，文本的R段是用來表示该语言巾某个意思的一系列符号

5、。例如在英语中使用的26个符号（A，B，C，...，Z）表示大写字母，（a,b，c，...，z）表示小写字母，9个符号（0丄2,3，...9）表示数字字符，以及符号（，、？••；......）表示标点。另一些符号如空格、换行和制表符被用于文本的可读性和对齐。位模式可以表示任何一个符号，例如：“byte”文本可采用网个位模式表示，每个位模式定义一个符号。在一种语言中，表示符号的位模式的长度取决于该语言巾所使用的符号的数量。更多符号则意味着更长的位模式。尽管为模式的长度取决于符号的数量，但它们并不是线性关系的；而是对数关系。如果需要2个符号，则位模

6、式的长度是1位，如果需要4个符号，忪度是2位。3位的位模式有8种不同的形式：000,001，010,011，100，101，110，和111。不同的位模式集合被设计用于表示文本符号。每一个集合被称为代码。表示符号的过程称为编码。ASCLL美国国家标准协会（ANSI）开发了一个被称为美国信息交换标准码（ASCLL）的代码。此代码使用7位表示每个符号。即此代码可以定义128种不同的符号。为了使每个位模式大小统一为1个字节（8位），ASCLL位模式通过在做不增加额外的0来扩充。现在每一个位模式都能很容易地恰好存入一个字节大小的内存中。Unicode前

7、边的代码仅仅属与英语，为此需要更大容量的代码。于是硬件和软件制造商联合起来共同设计了一种名为Unicode的代码。这种代码使用16位并能表示多达65536个符号。代码的不同部分被分配用于表示世界上不同语言的符号。还有部分代码被用于表示特殊图形和符合。ISO设计了一种使用32位模式的代码。这种代码能表示4294967296个符号，足以表示现今世界上任何符号。3.图像的表示现在图像在计算机中有两种表示方法：位图图形或矢量图形。1）位图图形在这种方法中，图像被分成像素矩阵，每个像素是一个小点。像素的大小取决与分辨率。再把图像分成像素之后，每一个像素被

8、赋值为位模式。模式的尺寸和值取决于图像。对于仅由黑白点组成的阁像（例如棋盘），1位模式就足以表示像素。0模式表示黑像素，1模式表示白像素。然后模式被一