第2章 数字化信息编码与数据ppt课件.ppt

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1、第2章数字化信息编码与数据表示数据表示──指能由计算机硬件直接识别的数据类型，如字符串、定点数、浮点数等。硬件直接识别意味着某种数据类型可用计算机硬件直接表示出来，并能由计算机指令直接调用该数据。数据表示将直接影响算法的选择、计算机硬件结构与组成。数据表示的发展史：定点数→浮点数→十进制数→字符串数据和堆栈数据→向量数据表示。2.1数字化信息编码的概念信息编码就是用少量简单的基本符号，选用一定的组合规则，以表示出大量复杂多样的信息。要素：基本符号的种类基本符号的组合规则注意：在编码中不能有重码。常用的有：十进制编码、十二进制。在计算机中采用“0”和“1”组成的基2码，或称为二进制码。原因

2、：基2码在物理上最容易实现。如用高低电位、脉冲有无、脉冲的正、负等表示，可靠性都较高。基2码用来表示二进制数，其编码、计数、加减运算规则简单。可用开关电路实现，简便易行。基2码的两个符号“0”和“1”正好与逻辑命题的两个值“是(真)”和“否(假)”相对应，为计算机中实现逻辑运算和程序中的逻辑判断提供了便利条件。二进制数与十进制数转换简单。2.2　常用的信息编码中西文字符编码逻辑数据表示数值型数据表示与编码二进制数据算术与逻辑运算规则。2.2.1　字符编码ASCII和EBCDLC码(略)每个字符在内存中占用一个字节。字符串表示字符串是指连续的一串字符，它们占用主存中连续的多个字节，每个字节

3、存一个字符。当主存字由2个以上字节组成时，存放字符串的方法：(1)按从低位字节向高位字节顺序存放字符串的。(2)按从高位字节向低位字节的次序存放字符串的。例如　设主存字为4个字节，字符串if　(a>b)　getch(c)存放方式有如下二种：(a)　　　　　　　　(b)(a)从高字节向低字节顺序存放字符串(b)从低字节向高字节顺序存放字符串高　　　　低if(a>b)getch(c)高　　　　低(fi)b

4、数据表示与编码数值数据是表示数量的多少、数值大小的数据。1、十进制数字串表示方法指把一个十进制数据按字符串的形式存放在计算机中。优点是数据的大小不受限制。缺点是这种表示的数据不能参与算术运算。主要用于计算机的输入/输出操作。2、二—十进制编码(BCD码)表示法指用四位二进制数字来表示一位十进制数字。多位十进制数字表示为这种编码的数串。例如十进制数：65783、可用二进制数表示数值数据，包括整数、纯小数和实数(浮点数)。为了有效地、方便地表示正负数，又分为原码、反码、补码、移码等编码方案。65782.3计算机中数值数据的表示、转换2.3.1　数制与进位记数法(略)2.3.2　数据的转换(略

5、)2.3.3　二进制数的运算规则(略)2.3.4　二进制数在计算机内的表示一、二进制数值数据编码方法编码方法达到目标：①如何能方便地表示正数、零和负数，②尽可能地有利于简化对它们实现算术运算用到的规则。(1)、机器数与真值在计算机中，信息中的每一位是以“0”和“1”的组合来表示的。数的符号也恰好只有两个“+”和“-”，可以把一个存放数据的单元中某位用于表示该数据的符号，如最高位。如用“0”表示“+”，“1”表示“-”,或用“1”表示“+”，“0”表示“-”。例如：N1=+0.1011N2=-0.1101则它们在机器中可以表示为：N10.1011N21.1101符号数值部分运算中存在的问题

6、：如符号位如何处理，是否与数值一起参与运算，结果给下一次运算带来什么影响等。将符号位与数值位一起编码的方法分为原码、补码、反码、移码等。机器中以编码形式(机内码)表示的数值数据称为机器数。如原码、补码、反码、移码等。原来一般书写形式表示的数(实际值)称为机器数的真值。(2)、原码表示法原码表示法中机器数分为符号和数值两部分，其数值部分为真值的绝对值；符号部分用“0”表示该数为正，“1”表示该数为负。符号数值部分的绝对值例如X=+0.1011,Y=-0.1101,求[X]原,[Y]原。解根据定义得：[X]原=0.1011　　　[Y]原=1.1101用公式表示：对于小数X，其原码表示定义为：

7、X1>X>=0[X]原=1-X0>=X>-1性质1真值0的原码表示。[+0]原=0.0000[-0]原=1.0000从上可知，0的原码表示形式不是唯一的。性质2若[X]原=X0.X1X2X3···Xn，X0表示原码机器数的符号位，它满足：0X>=0X0=1X=<0则有[X]原=X0+

8、X

9、对于n位定点整数X，其原码定义为:X2n>X>=0[X]原=2n-X0>=X>-2n优点：简单，直观，易懂。缺点：做加减法时，需要将符号位和数值部