第2章信息技術基礎信息技術信息的表示與數字比信息與信息技術信息與信息分類數據：是一組表示數量、行為和目標的非隨機的可鑒別的符號。數據一般分為四類：數值數據圖形數據聲音數據視覺數據信息：是經過加工、具有一定含義的且對決策有價值的數據。數據是原料，信息是產品。數據處理（把數據轉換為信息的過程）

信息信息根據其內容的使用價值，分為3類：消息、資料與知識。消息可理解為單條信息的記錄。資料是相關信息記錄的集合。知識是在資料的基礎上，經過整理、分析總結和驗證而提煉出來的客觀規則和法則。聯合國教科文組織把知識結構描述為：智慧知識

信息

數據

智慧是指經過客觀現實驗證而得到充實的知識。數據和信息是知識的源泉。

信息學是關于信息的本質和傳輸規律的學科，是研究信息的收集、識別、提取、變換、存儲、傳遞、處理、檢索、檢測、分析和利用的一門科學。信息的基本屬性事實性滯后性時效性可壓縮性擴散性傳輸性分享性轉換性保密性增值性可變換性信息的表現形式數字文本圖表語音圖形圖像視頻信息的傳輸形式模擬型號信號波形模擬著信息的變化而變化；幅度連續，信號波再時間上連續，又是連續信號；電話、傳真、通常的電視信號都為模擬信號：模擬信號信息的傳輸形式數字信號數字信號指幅度的取值是離散的，幅值表示被限制在有限個數值之內。數字信號信息技術信息技術（InformationTechnology）是指對信息的獲取、傳遞、存儲、處理、應用的技術。在21世紀，信息技術是以多媒體計算機技術和網絡通信技術為主要標志。Hello,………….信息技術簡單的說就是3CIT=Computer+Communication+Control信息處理的歷史：信息處理的原始階段；（語言及身外之物）信息處理的手工階段；（文字）信息處理的機電階段；（蒸汽機）信息處理的現代階段；（電子時代）信息技術的廣闊發展前景半導體、集成電路等技術軟件技術新一代高可信網絡技術高性能計算技術信息安全技術數據挖掘與海量信息處理技術嵌入式技術數字化技術虛擬現實技術計算機輔助技術信息技術的主要領域微電子技術感測技術通信技術計算機技術控制技術信息社會信息化：也稱國民經濟和社會信息化；信息化內容：信息的生產和應用；信息化已經成為當今世界經濟和社會發展的趨勢。

信息社會是以電子信息技術為基礎的，以數字化和網絡化為基本的社會交往方式的新型社會。信息處理是計算機進行數據處理的過程。通過數據的采集和輸入，有效地把數據組織到計算機中，由計算機系統對數據進行一系列存儲、加工和輸出等操作。132252406773133423402412257321343734985921756信息處理的主要工具——計算機信息的表示與數字化

計算機的基本功能是對數據進行運算和加工處理。數據有兩種，一種是數值數據，另一種是非數值數據。

計算機中只有二進制數值，所有的符號都是用二進制數值代碼表示的，數的正、負號也是用二進制代碼表示。一個數（連同符號）在計算機中的表現形式稱為機器數。計算機內部為什么要用二進制表示？電路簡單工作可靠運算簡單邏輯性強7+6=1?數值信息的表示

一種進位計數制包含一組數碼符號和兩個基本因素：?數碼一組用來表示某種數制的符號。?基數

數制所用的數碼個數，用R表示，稱R進制，其進位規律是“逢R進一”?位權數碼在不同位置上的權值1、進位計數制一、十進制數碼:0、1、……8、9基數:10位權：10n

十進制數又可以表示成按“權”展開的多項式。如：3468.795=3×103+4×102+

6×101+

8×100+

7×10-1+

9×10-2+

5×10-3運算規則是：逢10進1二、二進制數碼:0和1基數:2權為2n。10110.101=1×24+0×23+1×22+1×21+0×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3運算規則是：逢2進1三、八進制和十六進制數碼用0、1、……6、7表示，基數為8，權為8n。運算規則是：逢8進1數碼用0、1、……9、A、B、C、D、E、F表示，基數為16，權為16n。運算規則是：逢16進12、數制之間的轉換一、二進制數、八進制數、十六進制數轉換為十進制數各種進制的數按權展開后求得結果即為十進制。例1將二進制數（1011.101）2轉換成等值的十進制數。（1011.101）2=1×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3=8+0+2+1+1/2+0+1/8=（11.625）10

例2將（2576）8、（3D.B）16分別轉換成十進制數。（2576）8=2×83+5×82+7×81+6×80=（1406）10（3D.B）16=3×161+13×160+11×16-1=（61.6875）10二、十進制轉換成二進制數1.十進制整數轉換為二進制數（除2取余法）2.十進制純小數轉換為二進制數（乘2取整法）“除二取余”(以37為例)372181(a0)余18290(a1)余9241(a2)余4220(a3)余2210(a4)余1201(a5)余(37)10=(a5a4a3a2a1a0)2=(100101)2

“乘二取整”(以0.8125為例)0.812521.6251取整(0.8125)10=(0.1101)2

0.62521.251取整0.2520.50取整0.521.001取整例3把十進制數69.8125轉換為二進制。（69）10=（1000101）2069341784212222222整數部分1110000……………………………………b0b1b2b3b4b5b6余數（0.8125）10=（0.1101）20.8125×21.62500.625×21.2500.25×20.500.5×21.0小數部分······1110b-1b-2b-3b-4取整數部分∴69.8125D=1000101.1101B3.二進制數與八進制數的互相轉換（1）二進制數轉換成八進制數

方法是：將二進制數從小數點開始分別向左（整數部分）和向右（小數部分）每3位二進制數碼分成一組，轉換成八進制數碼中的一個數字，連接起來。不足3位時，對原數值用0補足3位。例4把二進制數（11110010.1110011）2轉換為八進制數。二進制3位分組：011

110

010.111

001

100轉換成八進制數：362.714∴（11110010.1110011）2=

（362.714）8（2）八進制數轉換成二進制數

方法是：將每一位八進制數寫成相應的3位二進制數，再按順序排列好。例5把八進制數（2376.14）8轉換為二進制數。八進制1位：2376.14二進制3位：010011111110.001100∴（2376.14）8=

（10011111110.0011）24.二進制數與十六進制數的互相轉換

方法是：二進制數與十六進制數的轉換是將4位二進制數碼為一組對應成1位十六進制數，而十六進制數與二進制數的轉換是將十六進制數的1位與二進制數的4位數相對應，再按順序排列好。例6把二進制數（110101011101001.011）2轉換為十六進制數。二進制4位分組：0110

1010

1110

1001.0110轉換成十六進制數：6AE9.6∴（110101011101001.011）2=

（6AE9.6）16

將十進制數673轉換成二進制數，可以先轉換成八進制數得1241，再按每位八進制數轉為3位二進數，求得1010100001B，轉換成十六進制數用4位一組很快能得到2A1H。…………10201000016F17111115E16111014D15110113C14110012B13101111A121010109111001981010008771117661106551015441004331132210211110000十六進制數八進制數二進制數十進制數常用計數制對照表十進制轉換成二進制的方法二20=121=222=423=824=1625=3226=6427=12828=25629=512210=1024計算322轉換成二進制：322=256+64+2=28+26+21=101000010練習：1、計算666轉換成二進制2、計算123轉換成二進制

進制計算練習題（一）1.二進制數11101101轉換為十六進制數是(

).2.二進制加法10010100+110010的和為(

).3.二進制減法11000101-10010010的差為(

).4.將十進制數215轉換為二進制數是().5.將十進制數215轉換為八進制數是().6.二進制數1011010擴大二倍是(

).7.十進制數837對應的二進制數是(

).8.八進制數1000對應的十進制數是(

).9.十進制算式3*512+7*64+8*5+5的運算結果對應的二進制數是(

).進制計算練習題（二）10.將二進制數1100100轉換成十六進制數是(

).11.將二進制數1100100轉換成八進制數是(

).12.十進制數255對應的二進制數是(

).13.二進制數11110011對應的十進制數是(

).14.二進制數111101對應的十六制數是(

).15.十六進制數AB對應的二進制數是(

).16.二進制數111001-100111的結果是(

).17.一個無符號二進制整數的右邊加上一個0,新形成的數是原來的(

)倍.二進制數的運算一、算法運算加法：0+0=01+0=0+1=11+1=10減法：0-0=010-1=11-0=11-1=0乘法：0×0=00×1=1×0=01×1=1除法：0/1=01/1=1二、邏輯運算或：“∨”、“+”0∨0=00∨1=11∨0=11∨1=1

或運算中，當兩個邏輯值只要有一個為1時，結果為1，否則為0。例7要判斷成績X是否處在小于60或者成績Y是否處在大于95的分數段中，可這樣表示：（X<60）∨（Y>95）若X=70、Y=88，結果為0。若X小于60，“∨”運算結果為1。若Y大于95，“∨”運算結果為1。X=50，Y=98，“∨”運算結果為1。與：“∧”、“·”

0∧0=00∧1=11∧0=11∧1=1

例8一批合格產品的標準需控制在205~380之間，要判斷某一產品質量參數X是否合格，可用這樣表示：（X>205）∧（X<380）3.非：“ˉ”規則：0=11=0ˉˉ例91011=0100

例10若用1表示性別為男，則1表示女。ˉ4.異或：“+”0+0=00+1=11+0=11+1=0數值在計算機中的表示原碼：將數據轉換成二進制數，用二進制數的最高位來代表符號位，0為正數，1為負數，符號。補碼：正數的補碼就是該數的原碼；負數的補碼就是將反碼數值部分加1，符號位不變。計算機中的數用補碼的形式表示。引入補碼，為了解決CPU累加器的減法問題。計算機中數的表示以(+57)10為例：（假設用16位表示）

原碼：0000000000111001

反碼：0000000000111001

補碼：0000000000111001以(-37)10為例：（假設用16位表示）

原碼：1000000000100101

反碼：1111111111011010

補碼：1111111111011011計算機的基本運算57+3700000000001110010000000000100101+00000000010111109400000000001110011111111111011011+00000000000101002057-3757+(-37)文本信息的表示一、西文字符的編碼

ASCII碼：美國標準信息交換碼，是國際通用的信息交換用標準代碼。ASCII碼共有128個字符，用7位二進制數編碼。（另外增加一位奇偶校驗位，共8位）ASCII在(32)10之前為控制字符，之后為可顯示字符。漢字信息的基礎

要讓計算機能進行漢字信息處理，必須解決漢字信息的輸入、儲存、輸出和編碼轉換問題。鍵盤鍵盤處理程序代碼轉換程序字型檢索程序輸入碼儲存、加工機內碼字形碼驅動程序輸出設備碼表字模庫漢字處理過程1.GB2312-80

國標碼：GB2312-80。國標碼字符集（字庫）：收錄了6763個常用漢字；其中：一級漢字3755個；二級漢字3008個；各種符號682個；合計7445個。一個漢字用兩個字節表示，每個字節只用7位。字庫分成94個區，每個區包含94個字符。高位字節為區號，低位字節為位號。每個漢字與一個區號和位號（各占1字節）對應，給出一個區號和位號就能確定一個漢字或漢字字符。二、漢字的編碼2.漢字機內碼

計算機系統中用來表示中文或西文信息的代碼稱為機內碼，簡稱內碼。ASCII碼是一種西文機內碼，用一個字節表示。漢字機內碼用連續兩個字節表示，每個字節的最高位是1。機內碼：在計算機內表示漢字的代碼是漢字機內碼。（漢字機內碼由國標碼演化而來，把表示國標碼的兩個字節的最高位分別加“1”，就變成漢字機內碼。）輸入碼：漢字輸入碼是指直接從鍵盤輸入的各種漢字輸入方法的編碼，屬于外碼。

編碼的轉換舉例：（以全拼輸入為例）漢字輸入碼國標碼機內碼文wen4E44HCEC4H漢字機內碼與區位碼的關系為：漢字機內碼高位字節=區位碼高位字節+A0H漢字機內碼低位字節=區位碼低位字節+A0H“×”的區位碼是0133，則高字節：（01）10+（A0）16=

（01）16+（A0）16=

（A1）16低字節：（33）10+（A0）16=

（21）16+（A0）16=

（C1）16

∴“×”的內碼為A1C1“山”的區位碼是4129，則高字節：（41）10+（A0）16=

（29）16+（A0）16=

（C9）16低字節：（29）10+（A0）16=

（1D）16+（A0）16=

（BD）16∴“山”的內碼為C9BDWindows2000內置的內碼輸入法支持區位碼、GBK內碼、UNICODE碼的輸入。GBK是漢字擴展內碼規范，GBK的目的是解決漢字收字不足、簡繁同平面共存、簡化代碼體系間轉換等漢字信息交換的瓶頸問題，它與GB2312-80內碼體系完全兼容。漢字輸入碼

漢字輸入方法一是由計算機自動識別漢字，要求計算機模擬人的智能；二是由人來完成識別工作，將相應的計算機編碼以手動方式用鍵盤輸入計算機。自動識別有3種方法：一是利用漢字識別技術；二是利用語音識別技術；三是掃描識別輸入；

漢字輸入碼分為4類：順序碼、音碼、形碼和以漢字的音、形相結合的音形碼或形音碼。三、漢字字庫字庫（字型點陣）：用點陣方式來構造漢字字型，然后存儲在計算機內，構成漢字字模庫。目的是為了能顯示和打印漢字。輸入碼機內碼字型點陣碼編碼變換編碼變換輸入法程序系統編碼變換

構造漢字字形有兩種方法：向量（矢量）法和點陣法。

向量法是將漢字分解成筆畫，每種筆畫使用一段段的直線（向量）近似地表示，這樣每個字形都可以變成一連串的向量。

點陣方式又稱“字模點陣碼”。每一個漢字以點陣形式存儲在記錄介質上，有點的地方為“1”，空白的地方為“0”。每一行為16位，共16行組成一個漢字的字形碼，即共需要二進制位16×16=256位，等于32字節。

漢字的表示也可以采用24×24點陣，此時表示一個漢字，需要24×24÷8=72個字節。

大多數漢字信息處理系統把漢字字庫存放在磁盤上，這樣的字庫稱為“軟字庫”，使用時全部或部分調入內存儲器，并通過專門的軟件實現從漢字機內碼轉變為對應的漢字字模點陣碼的地址，根據地址找到相應的字形碼。固化在EPROM或MASK-ROM的芯片中的漢字字庫稱為“硬字庫”聲音信息的數字化技術聲音數字化實際上就是將模擬的連續的聲音波形在時間上和幅值上進行離散化處理：采樣量化編碼數字化聲音的技術指標：采樣頻率和聲道數采樣頻率：每秒鐘需要采集多少個聲音樣本；量化精度：每個聲音樣本的位數的多少；聲音信息的編碼：脈沖編碼調制PCM數字音頻的文件格式WAVE文件——.wavMPEG文件——.mp1/.mp2/.mp3MIDI文件——.mid/.rmiRA文件——.raWMA文件——.wma圖像與