第2章 信息系统数据的采集与编码
第2章计算机网络基础知识
第
2
章 网 络 基 础
教
程
计
信道速率的极限值：信道容量
Cmax与通信信道带宽F（单位Hz） 的关系为Cmax=2· F（bps）； 通常：C＝2Flog2N （N为电平的状态个数）
第
2
算 奈奎斯特定理：（理想情况 无噪声情况） 机 二进制数据信号的最大数据传输速率 网 络
章 网 络
教 香农定理：：在有随机热噪声的信道上传输数据信号时， 基 其信道容量为：
第
2
章 网 络 基 础
计 算 机 网 络
第
2
频带传输的定义
章
教程Βιβλιοθήκη 利用模拟信道传输数据信号的方法称为频 网 带传输； 络 调制解调器（modem）是频带传输中最典 基 型的通信设备。
础
计 算 机 网 络
5、网络通信系统设计中要解决的几个基本问题： 第
数据传输类型 模拟通信 数字通信 数据通信方式 串行通信、并行通信 单工通信、半双工或全双工通信 同步方式 同步通信 异步通信 2
第
2
章 网 络 基 础
教
程
计 算 机 网 络
传输数字信号的通信系统称为数字通信系统。
数 字 信 道：支持数字信号的传输 特点：数字信道具有对所有频率的信号都 不衰减，或者都作同等比例衰减的特点。长距离 传输时，数字信号也会有所衰减，因此数字信道 中常采用类似放大器功能的中继器来识别和还原 数字信号。
2
章 网
1. 噪声源是信道中噪声(即对信号的干扰)以及分散在通信系统
络 的模型，实际生活中的通信系统大多为双向的，信道可进行 双向传输，信源与信宿合为一体，变换器也合为一体。 教 2. 信道是信号的传输媒体及有关的设备（如中继器等）。通过 基 信道传输到远地的电信号先由接收端的反变换器转换复原成 程 础 原始的信号，再送给接收者（信宿），而后由信宿将其转换 成各种信息。
北科大计算机组成原理课件第二章
5
2.2 数字化信息编码
6
编码
编码：就是用少量简单的基本符号的组合， 表示大量复杂多样的信息。 在计算机系统中，凡是要进行处理、存储和 传输的信息，都是用二进制进行编码的。
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计算机内部采用二进制表示的原因
只有0、1两个数码，易于用物理器件表 示； 2. 电位的高低, 脉冲的有无, 电路通断, 磁 化方向等都比较容易区别，可靠性高； 3. 运算规则简单； 4. 二进制的0、1与逻辑命题中的真假相对 应，为计算机中实现逻辑运算和逻辑判 断提供有利条件。 缺点：书写冗长，难认，难记，不易发现错 误。
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数值数据的表示
三个要素： 1. 进位计数制； 2. 符号的数字化？带符号数的编码表示？ 3. 小数点？位置？定/浮点表示。 问题：计算机中的字可表示的最大的数是多 少？计算机中的字可表示的最小的数是 多少？运算结果超出怎么办？ 计算机的特性：离散性、有限性。
11
进位计数制
基数：允许使用的基本符号个数。 位权：不同数位的权值(数量级别)。 例：十进制数， 123.4 = 1102 + 2101+3100+410-1
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机器数位的编号
一个字节：
7 6 5 4 3 2 1 0
0 0
最高位
0 0 1
0 1
0
最低位
问题：一个字节能表示几种码字(模式)? 能表示数的数量?
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数值数据的编码表示
计算机用数字表示正负，隐含规定小数点 (定点与浮点)。 计算机中常用的数据表示格式有两种： 定点格式：容许的数值范围有限，但要求的 处理硬件比较简单。 浮点格式：容许的数值范围很大，但要求的 处理硬件比较复杂。
1 1011
信息论与编码第2
第2章 无失真信源编码原理
某些简单的离散平稳信源先后发出的一个个符号是统计 独立的。也就是说，在信源输出的随机序列X＝X1X2…XN中， 各随机变量Xi(i=1,2,…,N)之间是无依赖的、统计独立的，这 样的信源称为离散无记忆信源。该信源在不同时刻发出的各 符号之间也是无依赖的、统计独立的。离散无记忆信源输出 的随机变量X所描述的信源称为离散无记忆信源的N次扩展 信源。可见，N次扩展信源是由离散无记忆信源输出N长的 随机序列构成的信源。一般情况下，信源在不同时刻发出的 各符号之间是相互依赖的，也就是在信源输出的平稳随机序 列X＝X1X2…XN中,各随机变量Xi之间是相互依赖的。
第2章 无失真信源编码原理
若信源只输出一个消息(符号)，则用一维随机变量来描 述。然而，很多实际信源输出的消息往往是由一系列符号序 列所组成的。例如，将中文自然语言文字作为信源，这时中 文信源的样本空间是所有汉字与标点符号的集合。由这些汉 字和标点符号组成的序列即构成中文句子和文章。因此，从 时间上看，中文信源输出的消息是时间上离散的符号序列， 其中每个符号的出现是不确定的、随机的，由此构成了不同 的中文消息。又例如，对离散化的平面灰度图像信源来说， 从XY平面空间上来看每幅画面是一系列空间离散的灰度值 符号，而空间每一点的符号（灰度值）又都是随机的，由此 形成了不同的图像消息。
第2章 无失真信源编码原理
2.1.2 信源的数学模型 根据信源输出信息所对应的不同的随机过程可以导出不
同的信源模型。例如，根据随机过程具有的随机变量前后独 立与否可分为独立随机信源(或称无记忆信源)和不独立随机 信源(或称有记忆信源)；根据随机过程平稳与否可分为平稳 (稳恒)信源和非平稳(非稳恒)信源。与特殊的随机过程相对 应又有特殊的信源模型，例如，与高斯过程相对应的高斯信 源，与马尔可夫过程相对应的马尔可夫信源等,其中，马尔 可夫信源是有记忆信源中最简单且最具代表性的一种。信源 的类型不同其对应的模型也不同，限于篇幅，这里只介绍基 本离散信源的数学模型及其无记忆扩展信源的数学模型。
信息论与编码研学笔记
信息论与编码研学笔记一、信息论与编码研学的详细过程1.阅读了教材或参考资料上的哪些内容？第一章绪论：§1.1 信息的一般概念信息存在于自然界，也存在于人类社会，其本质是运动和变化。
可以说哪里有事物的运动和变化，哪里就会产生信息。
信息必须依附于一定的物质形式存在，这种运载信息的物质，称为信息载体。
人类交换信息的形式丰富多彩，使用的信息载体非常广泛。
概括起来，有语言、文字和电磁波。
§1.2 信息的分类在众多的分类原则和方法中，最重要的就是按照信息性质的分类。
按照性质的不同可以把信息划分成语法信息、语义信息和语用信息三个基本类型。
其中最基本也是最抽象的类型是语法信息。
也是迄今为止在理论上研究得最多的类型。
§1.3 信息论的起源、发展及研究内容在人类历史的长河中，信息传输和传播手段经历了五次重大变革：语言的产生；文字的产生；印刷术的发明；电报、电话的发明；计算机与通信技术相结合，促进了网络通信的发展。
第2章：信源熵§2.1 单符号离散信源单符号离散信源的数学模型、自信息和信源熵、信源熵的基本性质和定理、加权熵的概念和基本性质、平均互信息、各种熵之间的关系§2.2 多符号离散信源序列信息的熵、离散平稳信源的数学模型、平稳信源的熵和极限熵、马尔可夫信源、信源冗余度§2.3 连续信源连续信源的熵、几种特殊连续信源的熵、连续信源熵的性质及最大连续熵定理、熵功率§2.4 离散信源无失真编码定理定长编码定理、变长编码定理第3章：信道容量§3.1 信道容量的数学模型和分类§3.2 单符号离散信源信道容量的定义、几种特殊离散信道的容量、离散信道容量的一般计算方法§3.3 多符号离散信源多符号离散信道的数学模型、离散无记忆信道的N次扩展信道和独立并联信道的信道容量§3.4 多用户信道多址接入信道、广播信道、相关信源的多用户信道§3.5 信道编码定理第4章：信息率失真函数§4.1 信息率失真函数失真函数和平均失真度、率失真函数定义、率失真函数性质§4.2 离散信源的信息率失真函数离散信源信息率失真函数的参量表达式、二元信源的率失真函数连续信息的率失真函数、连续信源失真函数的参量表达式、高斯信源的率失真函数、信息价值§4.4 保真度准则下的信源编码定理第5章：信源编码§5.1 离散信源编码香农编码、费诺编码、赫夫曼编码、游程编码、冗余位编码§5.2 连续信源编码最佳标量量化、矢量量化§5.3 相关信源编码预测编码、差值编码§5.4 变差值编码子带编码、小波变换第6章：信道编码§6.1 信道编码的概念信道编码的作用和分类、编码信道、检错和纠错原理、检错和纠错方式和能力§6.2 线形分组码线性分组码的描述、线性分组码的译码、码例与码的重构§6.3 循环码循环码的多项式描述、循环码的生成矩阵、系统循环码、多项式运算电路、循环码的编码电路、循环码的伴随多项式与检测、BCH 码与RS 码 §6.4 卷积码卷积码的矩阵描述、卷积码的多项式描述、卷积码的状态转移图与格描述、维特比（Viterbi ）译码算法第7章：密码体制的安全性测度§7.1 密码基本知识§7.2 古典密码体制§7.3 现代密码体制§7.4 密码体制的安全性测度2.证明了教材或参考资料上哪些没有证明的定理？1）最大离散熵定理:离散无记忆信源输出M 个不同的信息符号,当且仅当各个符号出现概率相等时（即pi=1/M ）,熵最大。
数据采集与处理技术
*t * **
此时： fS > 2× 100 Hz, 但是： fS < 2× 900 Hz,
fS < 2× 400 Hz,
x ( t)
**
f 1 = 100Hz
f S = 500Hz
Ts
0.002s
*t **
1／100 s=0.01s
图2-5 高频与低频的混淆
数据采集与处理技术
28
2.4 频率混淆与消除频混的措施
输出一串在时间上离散的脉冲 信号xs(nTs )。
采样过程如图2-2所示。
数据采集与处理技术
11
2.2 采样过程
xt
xS nTS
δTs t
xt
xS nTS
t
K
τ
TS 2TS 3TS …
t
TS
图2-2 采样过程
图2-2中：
xs nTs — 采样信号; 0, TS , 2TS — 采样时刻
τ — 采样时间； TS — 采样周期。
数据采集与处理技术
37
2.6 模拟信号的采样控制方式
⑶ 直接存储器存取（DMA）方式 特点：由硬件完成数据的传送操作。
内存
CPU I／O
DMA控制器
外设
图2-10 DMA传送方式
数据采集与处理技术
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2.6 模拟信号的采样控制方式
采样控制方式的分类归纳如下：
无条件采样
定时采样 变步长采样
采样
条件采样
量化器的位数n↑,量化单位q↓。
数据采集与处理技术
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2.7 量化与量化误差
2. 量化方法
日常生活中,在计算某个货物的价值时， 对不到一分钱的剩余部分，
第二章-数据通信基础
23.03.2022
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zhuxh
▪ 不同类型的信号在不同类型的信道上传输 有4种情况：
数据：模拟数据 数字数据
信号：模拟信号 数字信号
信道：模拟信道 数字信道
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zhuxh
▪ 模拟传输和数字传输所使用的技术
模拟数据，模拟信号
语音
模拟
移频,调制
模拟数据，数字信号
模拟
数字
PCM编码
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zhuxh
▪ 信息通过数据通信系统进行传输的过程
➢ 把携带信息的数据用物理信号形式通过信道传送到目的地
信息和数据（二进制位）不能直接在信道上传输
“A” 01000001
01000001 “A”
信息→数据→信号→在信道信道上传输→信号→数据→信息
信息编码 数据编码 调制
解调 数据解码 信息解码
➢ 编码：数据→适合传输的数字信号——便于同步、识别、纠错 ➢ 调制：数字信号→适合传输的形式——按频率、幅度、相位 ➢ 解调：接收波形→数字信号 ➢ 解码：数字信号→原始数据
➢ 例如：通过电话网络传输数据
▪ 宽带传输：把信号调制成频带为几十MHZ 到几百MHZ的模拟信号后再传送，接收方 需要解调。
➢ 例如：闭路电视的信号传输
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zhuxh
码元1 码元2 码元3 码元4 码元5
信息论与编码(曹雪虹第三版)第一、二章
根据传输介质的不同，信道可分为有线信道和无线信道两大类。有线信道包括 双绞线、同轴电缆、光纤等；无线信道包括微波、卫星、移动通信等。
信道容量的定义与计算
信道容量的定义
信道容量是指在给定条件下，信道能 够传输的最大信息量，通常用比特率 (bit rate)来衡量。
信道容量的计算
信道容量的计算涉及到信道的带宽、 信噪比、调制方式等多个因素。在加 性高斯白噪声(AWGN)信道下，香农 公式给出了信道容量的理论上限。
信道编码分类
根据编码方式的不同，信道编码可分为线性分组码和卷积码 两大类。
线性分组码
线性分组码定义
线性分组码是一种将信息 序列划分为等长的组，然 后对每个组独立进行编码 的信道编码方式。
线性分组码特点
编码和解码过程相对简单 ，适用于各种信道条件， 且易于实现硬件化。
常见的线性分组码
汉明码、BCH码、RS码等 。
将信源消息通过某种数学变换转换到另一个域中，然后对变换 系数进行编码。
将连续的信源消息映射为离散的数字值，然后对数字值进行编 码。这种方法会导致量化噪声，是一种有损的编码方式。
信道编码的定义与分类
信道编码定义
信道编码是为了提高信息传输的可靠性、增加通信系统的抗 干扰能力而在发送端对原始信息进行的一种变换。
信息熵总是非负的，因 为自信息量总是非负的 。
当随机变量为确定值时 ，其信息熵为0。
对于独立随机变量，其 联合信息熵等于各自信 息熵之和。
当随机变量服从均匀分 布时，其信息熵达到最 大值。
03
信道与信道容量
信道的定义与分类
信道的定义
信道是信息传输的媒介，它提供了信号传输的通路，是通信系统中的重要组成 部分。
信息论与编码基础第2章离散信源及其信息测度
故：
P1(Xi) = P2 (Xi)= ···= PN (Xi)
N
P( X ) P( X1, X 2, , X N ) P( X i ) i 1
2.1 信源的数学模型及分类
15
设各随机变量 Xi 取自同样符号集 A={a1, a2, …, aq}，则：
N
P( X i ) P(ai1 , ai2 ,..., aiN ) P(aik ), ik {1, 2,..., q} k 1
... ...
aq P(aq )
q
P(ai ) 1
i 1
称事件ai发生所含有的信息量为 ai 的自信息量。定义为：
I (ai )
f [P(ai )] logr
1 P(ai )
logr
P(ai )
2.2 离散信源的信息熵
24
I(ai)代表两种含义：(1) 当事件ai 发生以前，表示事件ai 发生 的不确定性；(2) 当事件ai 发生以后，表示事件ai 所提供的信 息量。
1
信息论与编码基础
第二章 离散信源及其信息测度
第二章 离散信源及其信息测度
2
消息是信息的载荷者。对信息的研究，要从消息开始。 信源是产生消息或消息序列的源头。我们并不关心信源的内
部结构，不关心消息的产生原因和过程，而研究信源各种可 能的输出，以及输出各种可能消息的不确定性。 对收信者而言，在收到消息之前，对于信源发送什么消息是 不可预知的、随机的。因此可以用随机变量和随机过程来描 述信源输出的消息，或者说用一个概率空间来描述信源。 不同的信源输出不同类型的消息。可以根据消息不同的随机 性质来对信源进行分类。
qN
qN N
k 1
P(i ) P(aik ) 1
计算机系统导论——读书笔记——第二章信息的表示和处理
计算机系统导论——读书笔记——第⼆章信息的表⽰和处理第⼆章信息的表⽰和处理2.1 信息存储2.1.1 ⼗六进制2.1.2 字数据⼤⼩2.1.3 寻址和字节顺序1.地址：对象所使⽤的字节中最⼩的地址2.⼤端法：最⾼有效字节在前⼩端法：最低有效字节在前（⼤多Intel兼容机使⽤）3.发送⽅机器（内部代码）——>⽹络应⽤程序（⽹络标准）——>接收⽅机器（内部代码）4.⼩程序——打印程序对象的字节表⽰1 #include <stdio.h>2using namespace std;34 typedef unsigned char * byte_pointer;//定义类型：指向unsigned char的指针56void show_byte(byte_pointer start, size_t len){7 size_t i;8for(i = 0; i < len; ++i)9 printf(" %.2x", start[i]);//%.2x表⽰整数必须⽤⾄少两个数字的⼗六进制格式输出10 printf("\n");11 }1213void show_int(int x){14 show_byte((byte_pointer) &x, sizeof(int));15 }1617void show_float(float x){18 show_byte((byte_pointer) &x, sizeof(float));19 }2021void show_double(double x){22 show_byte((byte_pointer) &x, sizeof(double));23 }2425void show_pointer(void * x){//void*是特殊类型的指针，没有相关联的类型信息26 show_byte((byte_pointer) &x, sizeof(void *));27 }2829int main(){30int x;31float y;32double z;33while(scanf("%d %f %lf", &x, &y, &z)){34 show_int(x);35 show_float(y);36 show_double(z);37 show_pointer(&x);38 show_pointer(&y);39 show_pointer(&z);40 }41return0;42 }输⼊111-1-1.0-1.0123451.0011.001输出01 00 00 0000 00 80 3f00 00 00 00 00 00 f0 3f98 f5 bf ef fe 7f 00 0094 f5 bf ef fe 7f 00 0088 f5 bf ef fe 7f 00 00ff ff ff ff00 00 80 bf00 00 00 00 00 00 f0 bf98 f5 bf ef fe 7f 00 0094 f5 bf ef fe 7f 00 0088 f5 bf ef fe 7f 00 0039 30 00 00c5 20 80 3f6a bc 74 93 18 04 f0 3f98 f5 bf ef fe 7f 00 0094 f5 bf ef fe 7f 00 0088 f5 bf ef fe 7f 00 00我的电脑是MaxOS，可以看出它是64位系统，采⽤⼩端法表⽰5.可以通过在终端（mac是terminal，windows是命令⾏⼯具）执⾏命令man ascii得到⼀张ASCII字符码表，回车后运⾏结果如下ASCII(7) BSD Miscellaneous Information Manual ASCII(7)NAMEascii -- octal, hexadecimal and decimal ASCII character setsDESCRIPTIONThe octal set:000 nul 001 soh 002 stx 003 etx 004 eot 005 enq 006 ack 007 bel010 bs 011 ht 012 nl 013 vt 014 np 015 cr 016 so 017 si020 dle 021 dc1 022 dc2 023 dc3 024 dc4 025 nak 026 syn 027 etb030 can 031 em 032 sub 033 esc 034 fs 035 gs 036 rs 037 us040 sp 041 ! 042 " 043 # 044 $ 045 % 046 & 047 '050 ( 051 ) 052 * 053 + 054 , 055 - 056 . 057 /060 0 061 1 062 2 063 3 064 4 065 5 066 6 067 7070 8 071 9 072 : 073 ; 074 < 075 = 076 > 077 ?100 @ 101 A 102 B 103 C 104 D 105 E 106 F 107 G110 H 111 I 112 J 113 K 114 L 115 M 116 N 117 O120 P 121 Q 122 R 123 S 124 T 125 U 126 V 127 W130 X 131 Y 132 Z 133 [ 134 \ 135 ] 136 ^ 137 _140 ` 141 a 142 b 143 c 144 d 145 e 146 f 147 g150 h 151 i 152 j 153 k 154 l 155 m 156 n 157 o160 p 161 q 162 r 163 s 164 t 165 u 166 v 167 w170 x 171 y 172 z 173 { 174 | 175 } 176 ~ 177 delThe hexadecimal set:00 nul 01 soh 02 stx 03 etx 04 eot 05 enq 06 ack 07 bel08 bs 09 ht 0a nl 0b vt 0c np 0d cr 0e so 0f si10 dle 11 dc1 12 dc2 13 dc3 14 dc4 15 nak 16 syn 17 etb18 can 19 em 1a sub 1b esc 1c fs 1d gs 1e rs 1f us20 sp 21 ! 22 " 23 # 24 $ 25 % 26 & 27 '28 ( 29 ) 2a * 2b + 2c , 2d - 2e . 2f /30 0 31 1 32 2 33 3 34 4 35 5 36 6 37 738 8 39 9 3a : 3b ; 3c < 3d = 3e > 3f ?40 @ 41 A 42 B 43 C 44 D 45 E 46 F 47 G48 H 49 I 4a J 4b K 4c L 4d M 4e N 4f O50 P 51 Q 52 R 53 S 54 T 55 U 56 V 57 W58 X 59 Y 5a Z 5b [ 5c \ 5d ] 5e ^ 5f _60 ` 61 a 62 b 63 c 64 d 65 e 66 f 67 g68 h 69 i 6a j 6b k 6c l 6d m 6e n 6f o70 p 71 q 72 r 73 s 74 t 75 u 76 v 77 w78 x 79 y 7a z 7b { 7c | 7d } 7e ~ 7f delThe decimal set:0 nul 1 soh 2 stx 3 etx 4 eot 5 enq 6 ack 7 bel8 bs 9 ht 10 nl 11 vt 12 np 13 cr 14 so 15 si16 dle 17 dc1 18 dc2 19 dc3 20 dc4 21 nak 22 syn 23 etb24 can 25 em 26 sub 27 esc 28 fs 29 gs 30 rs 31 us32 sp 33 ! 34 " 35 # 36 $ 37 % 38 & 39 '40 ( 41 ) 42 * 43 + 44 , 45 - 46 . 47 /48 0 49 1 50 2 51 3 52 4 53 5 54 6 55 756 8 57 9 58 : 59 ; 60 < 61 = 62 > 63 ?64 @ 65 A 66 B 67 C 68 D 69 E 70 F 71 G72 H 73 I 74 J 75 K 76 L 77 M 78 N 79 O80 P 81 Q 82 R 83 S 84 T 85 U 86 V 87 W88 X 89 Y 90 Z 91 [ 92 \ 93 ] 94 ^ 95 _96 ` 97 a 98 b 99 c 100 d 101 e 102 f 103 g104 h 105 i 106 j 107 k 108 l 109 m 110 n 111 o112 p 113 q 114 r 115 s 116 t 117 u 118 v 119 w120 x 121 y 122 z 123 { 124 | 125 } 126 ~ 127 delFILES/usr/share/misc/asciiHISTORYAn ascii manual page appeared in Version 7 AT&T UNIX.BSD June 5, 1993 BSD(END)2.1.4 表⽰字符串1.⼗进制数字‘y’的ascii码正好是0x3y2.strlen(str)函数不计算终⽌的空字符(ascii码为0x00)3.字符编码⽅式：（1）ASCII (American Standard Code for Information interchange)（2）Unicode (Unique Code)（3）UTF-8 / UTF-16 / UFT-32 (Unicode Transformation Format)2.1.5 表⽰代码2.1.6 布尔代数(Boolean Algebra)简介1.布尔运算&对|有分配律：a&(b|c) = (a&b)|(a&c)布尔运算|对&有分配律：a|(b&c) = (a|b)&(a|c)2.位向量：长度为w，由0和1组成的串应⽤：表⽰有限集合/压位运算(例：[01101010]表⽰集合{1,3,5,6})，位向量掩码/屏蔽信号3.布尔环(Boolean ring)，类似于整环/整数环“加法”逆元：^类似于+; 每个整数x有加法逆元-x使得x+(-x)=0，类似地，每个布尔元素a都有“加法逆元”a使得a^a=0; 有趣的性质:(a^b)^a=b 1//这是⼀个不需要第三个量的交换函数，不过它并没有性能上的优势2void inplace_swap(int *x, int *y){//*x = a, *y = b3 *x = *x ^ *y;//*x = a^b, *y = b4 *y = *x ^ *y;//*x = a^b, *y = a5 *x = *x ^ *y;//*x = b, *y = a6 }2.1.7 C语⾔中的位级运算：&, |, ^, ~2.1.8 C语⾔中的逻辑运算: &&, ||, ！2.1.9 C语⾔中的移位运算：>>, <<1.逻辑右移(⾼位补0，⽆符号数进⾏逻辑右移)算数右移(⾼位补符号位，有符号数进⾏算数右移)(1)初级运算符[]().->(2)单⽬运算符(3)算数运算符(4)移位运算符(5)关系运算符(6)位级运算符(7)逻辑运算符(8)赋值运算符2.2 整数表⽰2.2.1 整形数据类型2.2.2 ⽆符号数的编码(unsigned)2.2.3 补码编码(two's-complement)1.<limits.h>库：INT_MIN, INT_MAX, UINT_MAX<stdint.h>库：intN_t, UintN_t (t = 16,32,64等)(我在xcode上没有include这两个库也能直接使⽤INT_MIN、int32_t等)2.有符号数的表⽰⽅法(1)补码(two's-complement)：最⾼位权重为-2^(w-1)(2)反码(ones' complement)：最⾼位权重为-(2^(w-1)-1)(3)原码(sign-magnitude)：最⾼位为1表⽰所有其他位权重为负注：(2)(3)中0的表⽰法不唯⼀，有+0和-0两种2.2.4 有符号数和⽆符号数之间的转换(可能)改变数值，但不改变位表⽰1.补码转换为⽆符号数(w位)：TMin <= x < 0, T2U(x) = x + 2^w0 <= x <= TMax, T2U(x) = x2.⽆符号数转换为有符号数(w位)：0 <= x <= TMax, U2T(x) = xTMax < x <= UMax, U2T(x) = x - 2^w2.2.5 C语⾔中的有符号数和⽆符号数1.数字常量默认为有符号数，加上后缀u或U可创建⽆符号数常量2.类型转换的⽅式：(1)显式：强制类型转换(2)隐式：不同类型变量间赋值3.%d有符号⼗进制，%u⽆符号⼗进制，%o⼋进制，%x⼗六进制4.C语⾔对于同时包含有符号数和⽆符号数的表达式，会隐式地将有符号数转换为⾮负的⽆符号数 1/*2这是⼀个测试函数3注：TMin写成-2147483647-1⽽⾮-21474836484是因为limits.h中定义INT_MIN=-INT_MAX-1，以规避某些奇怪的现象5*/6 #include <cstdio>7using namespace std;89int main(){10 printf("-1 < 0u = %d\n", -1 < 0u);11 printf(" -1 = 0x%x \n", -1);12 printf(" 0u = 0x%x\n\n", 0u);1314 printf("2147483547 > (int)2147483648u = %d\n", 2147483547 > (int)2147483648u);15 printf(" 2147483547 = 0x%x \n", 2147483547);16 printf(" (int)2147483648u = 0x%x\n\n", (int)2147483648u);1718 printf("-2147483647-1u < 2147483647 = %d\n", -2147483647-1u < 2147483647);19 printf(" -2147483647-1u = 0x%x \n", -2147483647-1u);20 printf(" 2147483647 = 0x%x\n\n", 2147483647);2122 printf("-2147483647-1u < -2147483647 = %d\n", -2147483647-1u < -2147483647);23 printf(" -2147483647-1u = 0x%x \n", -2147483647-1u);24 printf(" -2147483647 = 0x%x\n\n", -2147483647);25return0;26 }运⾏结果如下-1 < 0u = 0-1 = 0xffffffff0u = 0x02147483547 > (int)2147483648u = 12147483547 = 0x7fffff9b(int)2147483648u = 0x80000000-2147483647-1u < 2147483647 = 0-2147483647-1u = 0x800000002147483647 = 0x7fffffff-2147483647-1u < -2147483647 = 1-2147483647-1u = 0x80000000-2147483647 = 0x800000012.4 浮点数2.4.1 ⼆进制⼩数2.4.2 IEEE浮点表⽰1.表⽰形式：(1)符号(sign)s: 表⽰+-(2)尾数(significand)M：⼆进制⼩数，取值范围为[1,2)或[0,1)(3)阶码(exponent)E：对浮点数加权，权重为2的E次幂2.编码：s编码符号sign s，exp编码阶码exponent E，frac编码尾数significand M3.三种情况(1)规格化的(noemalized): exp!=00...0 && exp!=11 (1)i. 阶码 E = exp - bias, bias = 2^(k-1)-1, k=exp的位数ii. 尾数 M = 1.xx...x = 1.frac的位（隐含的以1开头的表⽰）(2)⾮规格化的(denormalized): exp == 00 0i. 阶码 E = 1 - bias, bias = 2^(k-1)-1, k=exp的位数ii. 尾数 M = 0.xx...x = 0.frac的位iii.注意：0.0有两种表⽰⽅法+0.0和-0.0，符号位分别为0或1,其他位全部为0(3)特殊值: exp == 11 (1)i. ⽆穷：frac = 00...0, s=0或1表⽰+∞或-∞，能够表⽰溢出的运算结果，如x/0 ii. Nan(not a number): frac != 00...0, 表⽰⾮实数的运算结果，如根号-1,∞-∞4.三种情况的数字分布⾮规格化数字的阶码定义为E=1-bias可以补偿⾮规格化的尾数没有隐含的开头1，有助于数字表⽰的平滑转变；否则，在绝对值最⼤的⾮规格化数字（其⼆进制表⽰为0 00...0 11...1）和绝对值最⼩的规格化数字（其⼆进制表⽰为0 00...01 00...0）之间将存在跳跃2.4.3 数字⽰例1. 处理正浮点数时，若按照⽆符号整数解释他们的⼆进制表⽰，则可以发现它们的⼤⼩顺序不变；负浮点数只需要倒序。
信息技术学科基础知识
信息技术基础知识点大纲第一章信息与信息技术1．1 信息及其特征信息无处不在1.物质、能源和信息（information）是人类社会的三大要素。
2.信息指数据（data）、信号、消息中所包含的意义。
3.信息是事物的运动状态和关于事物运动状态的描述。
4.世界上的万事万物都在不停地运动、变化，万事万物里都有信息。
P25.信息是指对消息接受者来说是预先不知道的东西，所以具有“不确定性”。
信息的载体和形态1．信息本身不是实体，必须通过载体才能体现，但不随载体的物理形式而变化。
2．语言、文字、声音、图像和视频等是信息的载体，也是信息的常见表现形态。
3．纸张可以承载文字和图像，磁带可以承载声音，电视可以承载语言、文字、声音、图像和视频，所以也把纸张、磁带、广播、电视、光盘、磁盘等称为信息的载体。
4．相同的信息，可以用多种不同的载体来表示和传播。
5．不存在没有载体的信息。
信息的五个特征1．信息的表示、传播、储存必须依附于某种载体，载体就是承载信息的事物。
2．信息是可以加工和处理的。
信息也可以从一种形态转换成另一种形态。
3．信息可以脱离它所反映的事物被存储和保留和传播。
4．信息是可以传递和共享的。
信息可以被重复使用而不会像物质和能源那样产生损耗。
5．信息具有时效性。
1．2 信息的编码1.信息的代码：把用来表示信息的符号组合叫做信息的代码。
2.计算机只能识别和处理由“0”、“1”两个符号组成的数字代码。
或称计算机只能识别机器语言。
3.冯·诺依曼：数据和程序都应采用二进制代码表示。
4.基本单位：字节，Byte简写“B”；最小单位：位，bit简写“b”。
5. 1B=8b；1KB=1024B；1MB=1024KB；1GB=1024MB。
6. n位能最多表示2n个数，能表示的最大十进制数是2n-1。
7.进位制标识：二进制（B），十进制（D），十六进制（H）8.二进制进位规则：逢二进一。
9.十六进制转换为二进制时，每一位十六进制数对应4位二进制数，反之相同。
1.2.3数据编码—音频视频编码-粤教版(2019)高中信息技术必修一教学设计
详细说明：采样率是指每秒钟采集多少个样本点，单位是赫兹(Hz)。采样精度是指每个样本点能表示多少位数值，通常为16位或24位。采样率和采样精度越高，能还原的音频频率范围越广，音质越好。
2. 题目：请简述视频编码过程中帧率对视频流畅性的影响。
核心素养目标
1. 数据观念：理解音频视频数据编码的基本原理，认识到数据编码在信息技术领域的重要性，形成数据表示与处理的基本观念。
2. 信息意识：培养学生对音频视频压缩技术的敏感性，了解不同编码格式对信息存储、传输和处理的影响，提高信息素养。
3. 技术创新：激发学生对多媒体术发展的关注，鼓励探索新的编码方法，培养创新精神和实践能力。
课后，我布置了相关的实践作业，并提供了一些拓展阅读材料，希望学生能够巩固课堂所学，拓宽知识视野。从作业反馈来看，大部分学生能够认真完成作业，但也有部分学生的作业质量不高。针对这一问题，我会在下一节课上进行针对性的辅导，帮助他们提高作业质量。
在今后的教学中，我认为以下几点需要改进：
1. 加强课堂互动，关注学生的个体差异，提高教学针对性。
- 研究音频视频编码技术在数字电视、网络视频、移动通信等领域的应用。
（2）多媒体技术发展动态
- 关注新型音频视频编码技术的发展趋势，如AV1、VVC等。
- 了解人工智能技术在音频视频编码中的应用，如基于深度学习的编码优化。
- 探讨多媒体技术在虚拟现实、增强现实等新兴领域的应用。
（3）网络通信与信息安全
（2）新课内容学习：结合PPT，讲授音频视频编码的基本原理和常见格式，期间穿插实例分析，帮助学生理解。
（3）小组讨论：针对编码过程中的难点问题，组织学生进行小组讨论，分享学习心得，互相启发。
第二章数据通信技术基础
（2）并行数据传输
并行传输指可以同时传输
一组比特，每个比特使用单独
一条线路（导线）。这些线路
通常被捆扎在一条电缆里。并
行传输非常普遍，特别是应用
于两个短距离和设备之间。
11
2.3 数据通信方式-பைடு நூலகம்步与同步
2
2.1 数据通信的基本概念
4、信道
在数据通信系统中，信道是传输信号的通道。 逻辑上，信道一般都是用来表示向某一个方向 传送信息的“介质”。一般来说，一条通信线路至 少包含两条信道，一条用于发送的信道和一条用于 接收的信道。 信道可分为适合传送模拟信号的模拟信道和适 合传送数字信号的数字信道。
3
2.1 数据通信的基本概念
半双工通信由要频繁调换信道方向，故效率低，但可节省 传输线路。
19
2.3 数据通信方式-传输方向
3．全双工通信（双向同时通信 ） 全双工通信是指能同时做双向通信。如图所示。这种方
式适用于普通电话、手机以及计算机——计算机间高速数据 通信。
全双工与半双工比较,全双工通信效率高，控制简单，但 是结构较复杂，成本较高。
例如，一般不发字符时线路保持“1”状态，当发送一个 字符代码时，字符前面要加一个起始信号，极性为“0”，即 空号极性，预告字符的信息代码即将开始。在数据位和校验 位结束后面要加一个终止符号，极性为“1”，即传号极性， 表示该字符已结束。
异步方式实现起来简单容易，每个字符都为该字符的位同步
提供了时间基准，对线路和收发器要求较低。缺点是通信开销较
(2)如果不是二进制码元，必须折合成二进制来计算。 传输延迟 数据从信源（源计算机）到信宿（目的计算机）所花 费的时间。
计算机应用基础课件——信息与编码
2.1计算机编码 2.2数值在计算机中的表示 ２.3 八进制和十六进制 ２.4字符信息的表示
2.5 声音、图形、图像等信息的表示
2.1计算机编码
2.1.1计算机存储信息的单位
2.1.1计算机存储信息的单位
位（bit）：位是表示信息的最小单位，表示一 位二进制信息。
字节(byte)：用8位来存放信息，称为一个字节。 字节是计算机存储信息的基本单位。
2.图像的数字化 ：采样 、量化 、编码 。
十六进制 对应二进制
0
0000
1
0001
2
0010
3
0011
4
0100
5
0101
6
0110
7
0111
十六进制 对应二进制
8
1000
9
1001
A
1010
B
1011
C
1100
D
1101
E
1110
F
1111
对任意十进制数转换为二进制数的主要方法是： 除2取余。
例 （60）10=（111100）2
2 60
10
回车
0DH
13
空格 ‘0’～‘9’ ‘A’～‘Z’ ‘a’～‘z’
20H 30H～39H 41H～5AH 61H～7AH
32 48～57 65～90 97～122
2.4.2中文信息编码
1.国标码 ：国标码规定用两个字节来表 示一个汉字，每个字节的最高位都是 “0”。
2.机内码 ：国标码与ASCII码属同一制式， 最高位都为“0”，为了区分国标码和 ASCII码，在计算机内存放汉字编码时使 用机内码，即汉字编码的最高位为“1”。
第2章 信息系统数据的采集与编码
5
2.1.3 数据处理
数据处理是指对数据进行收集、存储、分类、排序、查询、维护(录入、修改和删除)、 统计和传输等一系列活动的总称，是将数据转换为信息的过程。 1. 数据处理的目的 (1) 把原始数据转换为易于分析、传递、加工及处理的形式。 (2) 从大量的原始数据中，根据应用需求，提取有用信息，为管理与决策提供依据。 (3) 把编辑后的数据存储起来，供以后使用。 2. 数据处理的基本任务 (1) 数据采集：依据信息系统的需求，采集相关数据。 (2) 数据转换：把采集的数据，转换成计算机能够处理的形式。 (3) 数据输入：将数据输入信息系统中。 (4) 数据筛选：根据用户需求，对数据进行筛选、分类和排序。 (5) 数据组织：把具有某种逻辑关系的数据组织起来，以某种方式存放在计算机存 储器中。合理组织数据，可以使数据处理的速度加快，并且占用的存储空间变小。 (6) 数据加工：根据用户需求，对数据进行加工，包括算术运算、逻辑运算等。 (7) 数据存储：将数据存储在计算机的存储设备(一般以数据库的形式存储)中。 (8) 数据检索：根据用户需求，检索相应的数据。 (9) 数据发布：通过网络把数据发布给相关的部门与人员。 (10) 数据输出：将数据以需要的格式预览或打印输出。
12
2.4 信息系统基础数据的采集与编码
2.4.1 人员数据的采集与编码
1. 民族数据的采集与编码 2. 籍贯数据的采集与编码 3. 政治面貌数据的采集与编码 4. 学历数据的采集与编码 5. 学位数据的采集与编码 6. 职称数据的采集与编码
2.4.2 图书数据的采集与编码
1. 图书类型数据的采集与编码 2. 出版社数据的采集与编码
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2.5.3 准备图书数据
准备的图书数据如表2-18所示。
第2章计算机中的数制与编码精品PPT课件
小数部分：乘R取整，直至积为0结束，先 得到的整数为最高位，后得到的整数为最 低位 。
将所求得的R进制数的整数部分和小数部分 合在一起，得到相应的R进制数。
第2章 计算机中的数制与编码
2.1 计算机中的数制及其转换
扰能力。 ❖算术运算规则简单，二进制数只有两个
数码。 ❖便于逻辑运算。 ▲比特(bit)、字节(Byte)、字(word)。
第2章 计算机中的数制与编码
2.1 计算机中的数制及其转换
2.1.1 进位计数制
❖逢r进一
r表示数制中需要的数码（数字字符）的总数， 也称为基数。基数为r的数制称为r进制数。
从键盘上输入一个汉字，到在显示器上显示出来大致经历以下过程
汉字输 入码
汉字国 标码
汉字机 内码
汉字地 址码
汉字字 型码
第2章 计算机中的数制与编码
2.3 计算机中数的表示
2.3.1 符号表示法
❖机器数
用“0”表示正号“＋”，用1表示负号 “－”。
❖真值
❖存储长度
约定机器数的存储采用一个字节(8个二进 制位)来表示
第2章 计算机中的数制与编码
2.1 计算机中的数制及其转换
2.1.2 进位计数制之间的转换
❖二进制数与八进制、十六进制数的 相互转换
八进制、十六进制转换成二进制数 »八进制数转换成二进制数:把每一位八进 制数写成对应的三位二进制数，然后按 顺序连接。 »十六进制数转换成二进制数:把每一位十 六进制数写成对应的四位二进制数，然 后按顺序连接。
第2章 计算机中的数制与编码
2.1 计算机中的数制及其转换
信息论与编码曹雪虹著第二章
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2.1信源描述与分类
单符号无记忆信源的性质
它是最简单也是最基本的信源，是组成实际信源的基本 单元。 当信源给定，其相应的概率空间就已给定；反之，如果 概率空间给定，这就表示相应的信源已给定。所以，概 率空间能表征这离散信源的统计特性，因此有时也把这 个概率空间称为信源空间。 这些信源可能输出的消息数是有限的或可数的，而且每 次只输出其中一个消息。因此，可以用一个离散型随机 变量X来描述这个信源输出的消息。这个随机变量X的样 本空间就是符号集A；而X的概率分布就是各消息出现的 先验概率，信源的概率空间必定是一个完备集。
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2.1信源描述与分类
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2.1信源描述与分类
最简单L=2的情况，其概率分布为：
X (a1 , a1 ) (a1 , a2 ) P p(a , a ) p(a , a ) 1 1 1 2 (an , an ) p(an , an )
其中： 且
p(ai , a j ) 0, p(ai , a j ) 1
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2.1信源描述与分类
（3）连续信源:输出消息取值是无限的，即可能出现的消
息数是不可数的无限值。 其数学模型为连续型的概率空间
U (a, b) p(u ) p(u )
u U (, ), p(u)为概率密度函数
b
且概率密度分布函数P(u)≥0, p (u )du 1 。符号集 a 中的取值是介于（a,b）之间连续值， P(u)概率密度分 布函数。
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2.1信源描述与分类
例如：
一个袋中有很多干电池，随机摸出一个，测其电压值 作为输出符号，该信源每次输出一个符号，但符号取 值在[0，1.5]之间的所有实数，可用连续型随机变量 U来描述，连续信源的概率空间为
医院信息系统基本功能规范
第一条医院信息系统基本功能规范第一章总则第一条为加强卫生信息化工作旳规范管理, 深入加紧卫生信息化基础设施建设, 保证医院信息系统旳质量, 减少不必要旳反复研制和挥霍, 保护顾客利益, 推进和指导医院信息化建设, 特制定本《医院信息系统基本功能规范》。
第二条制定本规范旳目旳是为卫生部信息化工作领导小组评审医院信息系统提供一种基本根据, 亦是现阶段商品化医院信息系统必须到达旳基本规定。
第三条本规范同步为各级医院进行信息化建设旳指导性文献, 用于评价各级医院信息化建设程度旳基本原则。
第四条医院信息系统旳定义: 医院信息系统是指运用计算机软硬件技术、网络通讯技术等现代化手段, 对医院及其所属各部门对人流、物流、财流进行综合管理, 对在医疗活动各阶段中产生旳数据进行采集、存贮、处理、提取、传播、汇总、加工生成多种信息, 从而为医院旳整体运行提供全面旳、自动化旳管理及多种服务旳信息系统。
医院信息系统是现代化医院建设中不可缺乏旳基础设施与支撑环境。
第五条实用性是评价医院信息系统旳重要原则。
它应当符合现行医院体系构造、管理模式和运作程序, 能满足医院一定期期内对信息旳需求。
它是现代医院管理工作中不可缺乏旳重要构成部分, 并能对提高医疗服务质量, 工作效率, 管理水平, 为医院带来一定旳经济效益和社会效益产生积极旳作用。
第六条医院信息系统不是简朴地模拟现行手工管理措施, 而是根据医院管理模式采用科学化、信息化、规范化、原则化理论设计建立旳。
在建设医院信息系统前, 医院必须首先规范自身旳管理制度及运行模式。
医院信息系统建立旳过程, 应是医院自身规范管理模式和管理流程, 提高工作效率, 不停完善机制旳过程。
第七条医院信息系统是一种综合性旳信息系统, 功能波及到国家有关部委制定旳法律、法规。
包括医疗、教育、科研、财务、会计、审计、记录、病案、人事、药物、保险、物资、设备…等等。
因此, 评价医院信息系统首先必须保证与我国现行旳有关法律、法规、规章制度相一致, 并能满足各级医疗机构和各级卫生行政部门对信息旳规定。
第2章 数据采集基础知识
x s (nTs ) x(nTs) (t nTs )
n 0
采样定理：连续信号→离散信号
连续时间信号，可以表示为无限多个谐波的叠加。 信号x(t)和频谱X(f)的关系为：
x(t )
i 2ft x ( t ) e dt
X ( f )ei 2ft df
数据采集的概念： 将温度、压力、流量、位移等模拟量采集转换成为数字量后， 由计算机进行存储、处理、显示或打印的过程，相应的系统称 为数据采集系统。
被 测 物 理 量
非电量
传 感 器
电信号
信 号 调 理
模拟 信号
数 据 采 集 设 备
数字 信号
计 算 机
图2.1数据采集系统结构图
微机测控系统
2.1 数据采集系统的概念及其结构
混叠信号消除
采样率必须大于被采样信号频率的两倍。实际应用中，即使已
经确定必须被测的信号有一个最大的频率值，杂散信号可能会
带来比奈奎斯特频率高的频率。这些频率很可能会混杂在需要 的频率范围中，导致错误的结果。 为了保证输入信号的频率全部在给定范围内，需要在采样器和 ADC之间安装一个低通滤波器（可以通过低频信号，削弱高坡
集中采集式
•多路分时采集分时输入结构
2.1 数据采集系统的概念及其结构
分散采集式
•分布式单机数据采集系统的结构
2.1 数据采集系统的概念及其结构
分散采集式
•网络式数据采集结构
2.3 模拟信号的数字化
1 时间断续-采集信号 • 采样间隔Δt，采样点在时域上是分散的。
2 数值断续：
量化：把采样信号xs(nTs)以某个最小数量单位的整倍数来度量，
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2.2.2 数据采集的作用
1) 数据采集是信息处理的基础 2) 数据采集的数量和质量直接影响和决定着信息加 工的数量和质量 3) 数据采集是信息化的关键环节
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2.2 信息系统的数据采集
2.2.3 数据采集的方法 1. 人工采集 人工采集数据的方法有多种，比较常用的数据采集方法有以下几种。 (1) 统计资料法：通过单据、凭证、报表等途径，获取所需的数据。 (2) 实地收集法：到生产、流通、库存等现场进行实地考察，收集所需的数 据。 (3) 市场调查法：通过问卷调查、抽样调查、电话咨询等方式收集数据。 (4) 网络获取法：通过因特网获取所需的数据。 (5) 阅读分析法：通过阅读有关文件、报刊杂志获取各种数据。 2. 联机自动化采集 联机自动化采集数据是采用自动化装置来实现的，主要是指将某种测量设备、 计算机装置直接与电子数据处理系统连接，利用电磁、光电、声电、电热等 感应及机械原理等，将所需的有关数值或状态数据直接送入计算机数据处理 系统，不经过人工测量、记录和整理，而由计算机直接处理。 3. 网络渠道采集 网络渠道采集通常利用局域网或因特网，从网上获取有用的信息。网络渠道 是一种既快捷又经济的数据采集方式，但也受设备、时间和安全性等条件的 限制。 4. 信息系统采集 通过其他的信息系统或信息系统的其他模块获取所需的数据。
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2.1.2 数据的基本类型
1. 静态数据 静态数据是指很长时间内保持不变的数据，例如图书类型、计量单 位、货币类型、民族、政治面貌、职称、学历等方面的数据。 这些静态数据是信息系统运行的基础数据，在信息系统第一次运行 之前就必须收集完成，静态数据一般都有现成的标准代码。 由于所处的客观环境总是不断变化的，静态数据的“静态”只是相 对的，因此也要定期维护静态数据，保持其准确性。 2. 动态数据 动态数据是指信息系统使用过程中动态生成的数据，例如借阅数据、 罚款数据、实发工资、销售额等。 3. 中间数据 中间数据是根据用户对管理工作的需要，由信息系统按照人们设定 的逻辑程序，综合上述静态数据和动态数据，经过计算、汇总，形 成的各种报表或图表。它是一种经过加工处理的信息，供管理人员 掌握生产、经营状况，进行分析和决策。例如图书借阅排行数据、 图书类别统计数据等。
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2.1.3 数据处理
数据处理是指对数据进行收集、存储、分类、排序、查询、维护(录入、修改和删除)、 统计和传输等一系列活动的总称，是将数据转换为信息的过程。 1. 数据处理的目的 (1) 把原始数据转换为易于分析、传递、加工及处理的形式。 (2) 从大量的原始数据中，根据应用需求，提取有用信息，为管理与决策提供依据。 (3) 把编辑后的数据存储起来，供以后使用。 2. 数据处理的基本任务 (1) 数据采集：依据信息系统的需求，采集相关数据。 (2) 数据转换：把采集的数据，转换成计算机能够处理的形式。 (3) 数据输入：将数据输入信息系统中。 (4) 数据筛选：根据用户需求，对数据进行筛选、分类和排序。 (5) 数据组织：把具有某种逻辑关系的数据组织起来，以某种方式存放在计算机存 储器中。合理组织数据，可以使数据处理的速度加快，并且占用的存储空间变小。 (6) 数据加工：根据用户需求，对数据进行加工，包括算术运算、逻辑运算等。 (7) 数据存储：将数据存储在计算机的存储设备(一般以数据库的形式存储)中。 (8) 数据检索：根据用户需求，检索相应的数据。 (9) 数据发布：通过网络把数据发布给相关的部门与人员。 (10) 数据输出：将数据以需要的格式预览或打印输出。
本章知识要点
(1)统的数据编码； (4) 信息系统基础数据的采集与编码。
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2.1 数据与信息
数据(Data)是对客观事物进行观察或观测后记载下来的一组 可识别的符号，是对现实世界中客观事物真实属性的记录， 它反映客观事物的性质、形态、数量和特征。 信息是客观事物运动和变化的一种反映，是客观事物的特征 通过一定物质载体的反映，它对决策或行为有现实或潜在的 价值。 信息与数据是信息系统中两个最基本的概念，它们既相互联 系，又相互区别。 首先，数据是构成信息的原材料，是记录下来可以鉴别的 符号；而信息是经过加工的数据，这种数据对接收者的行 为有现实或潜在的影响，对接收者的决策具有价值。 其次，数据与信息有时是相对的，一种数据经加工后成为 下级部门或管理人员决策时采用的信息，而对于上一级部 门或高层管理人员来说又可能是数据。
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2.5.3 准备图书数据
准备的图书数据如表2-18所示。
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2.5.4 准备读者数据
图书管理系统的读者数据如表2-19所示。
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2.5.5 准备借阅数据
图书管理系统的借阅数据如表2-20所示。
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2.5.6 准备罚款数据
图书管理系统的罚款数据如表2-21所示。
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本章小结
本章主要介绍了数据与信息的区别，数 据的基本类型，信息的基本特性；数据采集的 作用、方法和数据获取的新技术；数据编码的 作用和类型；编码设计的原则和步骤以及数据 编码标准等方面的内容。通过实例分析了信息 系统基础数据的采集与编码方法，为后面章节 信息系统的应用做好数据准备。
信息可以通过各种传输手段向外传输，其传输的速度直接影响信息的使用价值。
除了以上主要的特性之外，信息还具有抽象性、转化性、相对性、滞后性等特性。
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2.2 信息系统的数据采集
2.2.1 数据采集
数据采集就是确认和获取新产生数据的过程，是为 了更好地掌握和使用信息，而对其进行吸收和集中， 以便进一步对信息的加工、存储、传输和共享提供原 料。
2.4.3 商品流通数据的采集与编码
1. 计量单位数据的采集与编码 2. 货币数据的采集与编码 3. 运输途径数据的采集与编码 4. 客户类型数据的采集与编码
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2.5 图书管理系统的数据准备
本节为第3章图书管理系统的操作应用准 备数据。
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2.5.1 准备系统参数
图书管理系统的参数设置如表2-14所示。
5) 不对称性
信息的不对称性是指信息提供者和信息接收者所拥有的信息量是不同的，接收者得到某一 事物的信息是有限或不完全的。
6) 价值性
信息具有使用价值，它能够满足人们生产、生活和学习等方面的需要。信息是商品，不仅 具有使用价值，当信息产品和信息服务进入市场后，与其他商品一样具有交换价值。
7) 可传输性
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2.2 信息系统的数据采集
2.2.4 数据获取的新技术 1. 图像扫描技术 2. 数字照相技术 3. 条型码技术 4. 触摸屏技术 5. 手写输入技术 2.2.5 数据整理 1. 整理和分析调查得到的原始资料 (1) 分析已采集的数据能否为信息系统提供足够的支持，能否满足正常的信 息处理业务和定量化分析的需要。 (2) 分析所采集的信息的来龙去脉，目前的用途以及与周围环境之间的关系。 (3) 分析现有报表的数据是否全面，是否满足管理的需要，是否正确地反映 了业务的实际物流。 2. 对数据进行分类处理 将得到的数据分成输入数据类、过程数据类和输出数据类。 3. 数据汇总 1) 数据分类编码 2) 数据完整性分析 3) 将所有原始数据和最终数据分类整理出来
项目名称 还书每逾期一天罚款(单位：元) 读者预借资料有效期(单位：天) 每次启动系统时自动打开逾期借阅列表 无人操作自动进入离开状态 自动离开的空闲时间(单位：分钟) 0.5 10 1 1 30 数 量
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2.5.2 准备用户数据
图书管理系统的用户数据如表2-15所示 用户权限数据如表2-16所示 读者等级数据如表2-17所示
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2.3 信息系统的数据编码
2.3.1 数据编码概述
1. 数据编码的作用
1) 使数据输入简单方便 2) 保证数据定义的唯一性 3) 便于计算机检索和处理 4) 编码可以保证数据的正确性
2. 数据编码的类型
1) 序列码 2) 区间码 3) 分组码 4) 助记码
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2.3 信息系统的数据编码
2.3.2 数据编码设计 1. 编码设计的原则 1) 唯一确定性；2) 整体性和；3) 易于识别和记忆；4)可扩充性； 5) 简明性和效率性；6) 标准化和规范化；7) 中文限制。 2. 编码设计的步骤 (1) 确定编码对象、明确编码目的。(2) 选用标准代码。(3) 设计编码 结构。 (4) 设计编码校验。(5) 编制编码表。(6) 编写编码设计书。 3. 数据编码标准 (1) 分类原则。对信息所进行的分类主要依赖事物的哪些特征，采用 的是什么样的分类方法或分类结构。 (2) 编码方法。标准所采用的代码类型、代码结构以及编码方法。 (3) 分类项表和代码表。按分类结构列出的分类项的代码表。 (4) 进一步编码的方法。
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本章习题
1. 数据与信息有何区别和联系？ 2. 信息系统中处理的数据一般可以分为哪几种 基本类型？各有哪些特点？ 3. 数据处理的目的是什么，有哪些基本任务？ 4. 信息有哪些基本特性？ 5. 数据采集的主要作用是什么，数据采集有哪 些基本方法？ 6. 数据编码的基本原则是什么，数据编码的基 本步骤有哪些？
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第2章 信息系统数据的采集与编码
【本章知识导航】 本章知识导航】 知识技能目标
(1) 了解数据与信息的区别、数据的类型和信息的基本特性。 (2) 了解数据采集的作用、方法和数据获取的新技术。 (3) 了解数据编码的作用、类型，熟悉编码设计的原则和步骤。 (4) 了解数据编码的标准。 (5) 学会收集信息系统的基础数据。
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2.4 信息系统基础数据的采集与编码
2.4.1 人员数据的采集与编码
1. 民族数据的采集与编码 2. 籍贯数据的采集与编码 3. 政治面貌数据的采集与编码 4. 学历数据的采集与编码 5. 学位数据的采集与编码 6. 职称数据的采集与编码
2.4.2 图书数据的采集与编码
1. 图书类型数据的采集与编码 2. 出版社数据的采集与编码
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2.1.4 信息的基本特性