信息编码详细讲解

信息编码就是采用某种原则或方法 编制代码来表示信息；
信息编码的根本目的是为了能对信 息进行有效的处理，有时也是为了对信 息加密，使其不为局外人所知。
不同领域有着不同的信息编码原则 和方法
著名科学家冯·诺依曼计算机内的数据和程序采用二进制代 码表示。电子计算机将所有输入的信息（数据、程序等）都 转化为机器能识别和处理的二进制数字代码，由“0”、“1” 组成的代码叫二进制代码。
7
BEL ETB
'
7
G
W
g
w
1000
8
BS CAN
(
8
H
X
h
s
1001
9
HT
EM
)
9
I
Y
i
y
1010
A
LF SUB
*
:
J
Z
j
z
1011
B
VT ESC
+
;
K
[
k
{
1100
C
FF
FS
,
<
L
\
l
|
1101
D
CR
GS
-
=
M
]
m
}
1110
E
SO
RS
.
>
N
^
n
Leabharlann Baidu
~
1111
F
SI
US
/
?
O
_
o
DEL
习题4
• 大写字母C的ascii码值为67，则大写字母A的ascii 码在计算机存储器中存放正确的是( B)
17对应的二进制代码为：10001，93对应的二进制为1011101
00010001+10100000=10110001 01011101+10100000=11111101
饼的机内码
如：一个16 × 16点阵的字形需要多少字节来存储？
16 × 16／8＝32(B)
声音编码
声音是一种连续的波，称为声波。 要把声音信号存储到计算机之中去，必 须把连续变化的波形信号（称为模拟信 号）转换成为数字信号，因为计算机中 只能存储数字信号.
全关状态，则最少需要的信号灯数是
__B__。
A.4个
B.5个
C.6个
D.7个
（问：以上5盏信号灯能表示的 十进制数的范围是多少）
Page 16
进制的表达方式
下标表示 （1100101）2
（10B9)16
标识符 B代表二进制
100101B
D代表十进制 293D
H代表十六进制 AEH
二进制转换十进制的方法是：在二进制的每个数 码不同的数位上，对应不同的权值，例如；
Page 14
习题1
第1题：电子表中常用由七段灯管组成
的“ ”来显示信息，其中每段灯管有
“亮”和“暗”两种状态，则该符号能
显示的最多信息数为（ ）C
A．8
B．16
C. 128 D. 256
Page 15
习题2
第2题：某军舰上有需要28种不同的信
号状态，拥有的信号灯只有“开”和
“关”两种状态，如果包括信号灯的
八卦
和牛顿并列微积分的创始人
1667年莱布尼茨在法国巴黎参观博物馆，看到了帕斯卡尔的 一台加法机，引起他要创造一台乘法机的兴趣。1701年秋末， 正当五十四岁的莱布尼兹为创造乘法机冥思苦索、无路可走 的时候，突然间收到了他的法国传教士朋友从北京寄给他的 “伏羲六十四卦次序图”和“伏羲六十四卦方位图”，莱布 尼兹从这两张图中，受到了很大启发，他居然发现，八卦是 象形文字的雏形，由坤卦经艮、坎、巽、震、离、兑到乾卦， 正是由零数到七，这样八个自然数所组成的完整的二进位制 层数形。八卦中的“一”叫做阳爻，相当于二进制中的“1”， 而八卦中的“--”叫做阴爻，相当于二进制中的“0”。六十四 卦正是从0到63这六十四个自然数的完整的二进制数形。在 数学中八卦属于八阶矩阵。可见，中国古老的太极八卦图对 电子计算机这门现代科学，是有其历史性的贡献的。
十六进制数
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
二进制和十六进制的转换方法是：每4位二进制数 可以用1位十六进制数字代替。反过来1位十六进 制数可用4位二进制数表示。例如：
5EH= 01011110 B
十六进制的5对应的二进制是0101
十六进制的E对应的二进制是1110
01010110B= 56 H
例题
在GoldWave软件中录制了一段10分钟的Wave格式音频，状态信息如图所示：
该音频的存储容量约为 （A）6.72MB （B）50.5MB （C）100.9MB （D）168MB
将某播放时长为20秒的音频wav文件进行如下操作：
①删除前10秒的声音数据
②将左声道设置为静音
③保存处理后的音频文件；
从右则取4位二进制数0110对就的十六进 制数为6 剩下的不够4位前面补0为0101对应的十 六进制数为5
练习：
1011101B= 93 D ( 89 )10= ( 1011001 ) 2 1001011B= 4BH 11111001B= F9H 6FH= 01101111B
英文、数字等字符的编码
b3b2b1b0
十六进制
0
1
2
3
4
5
6
7
0000
0
UNL DLE SP
0
@
P
`
p
0001
1
SOH DC1
!
1
A
Q
a
q
0010
2
STX DC2
"
2
B
R
b
r
0011
3
ETX DC3
#
3
C
S
c
s
0100
4
EOT DC4
$
4
D
T
d
t
0101
5
ENQ NAK
%
5
E
U
e
u
0110
6
ACK SYN
&
6
F
V
f
v
0111
又叫输出码或字模，是描述每个汉字 形状的编码，即汉字显示的代码，如： 点阵法和矢量法 16*16，24*24，32*32，48*48点阵
汉字编码——区位码
位 01
02
……
93
94
区
01
02
……
16
啊
阿
17
薄
雹
……
94
褒
剥
饼
炳
如：饼(1793) 区号：17 位号：93，为了处理与存储的方便，每个汉 字的区号和位号在计算机内部分别用一个字节来表示。
）2
2 246 2 123 0 2 61 1 2 30 1 2 15 0 27 1 23 1 21 1
01
246D=11110110B
几种进制数之间的对应关系
十进制数
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
二进制数
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
则处理后的音频文件存储容量约是原文件的
（A）1/2
（B）1/3
（C）1/4
（D）3/4
将某播放时长为20秒的音频wav文件进行如下操作：
①增加前10秒音频音量2Db
②将右声道设置为静音
③保存处理后的音频文件
则处理后的音频文件与原文件的存储容量之比约为
（A）1 : 1 （B）1 : 2
（C）1 : 3
（11110110）2 =（ 246 ）10
= 0×2 0 + 1×21 + 1×22
+ 0×23 + 1×24 + 1×25 + 1×26 + 1×27 = 246
十进制转换二进制的方法是：短除法，用十进制 数除以2，把余数写在旁边，直到商为0，最后把 余数从下往上书写下来即为二进制。例如；
（246）10=（
常用声音编码方法要经过采样、量化 与编码两个步骤
采样
量化
编码
步骤： 1）采样 2）量化和编码
采样频率(Hz)（奈魁斯特采样定理：采样频率不应低于声音信号最高频率的两倍，
这样就能把以数字表达的声音还原成原来的声音）
1、声音数字化
采样
14
10 10 9
5
7
52
量化
• 采样-----就是采集声音模拟信号的样本，
21 = 2
（2）、灰度图像
每个像素用一个字节 来表示，一字节可以表示 256种不同的灰度。
说一说
• 119 、120 、835800分别代表什么？
•条形码， 电话号码， 区号， 身份证号码，学生学号，车牌号 银行卡号等
身份证号码：6 5 4 1 2 5 19940108 1811
新疆 伊犁地区 新源县
出生年月日
序列号
电话号码：0999 5035000
区号
电话号码
什把么用来是表信示息信的息代的码符？号组合叫做信息的代码。
字母的摩斯编码
A .B -... C -.-. D -.. E. F ..-. G --. H .... I .. J .--K -.L .-.. M -N -.
O --P .--. Q --.R .-. S ... TU ..V ...W .-X -..Y -.-Z --..
常用缩写
• CQ —— Calling any station（连络任一站台） • SOS ——（紧急呼救=国际通用）
计算机系统A
汉字编码（2个字节） 1、输入码（外码）:拼音(音码)、 五笔字型（ 形码）
2、交换码：区位码（交换）
3、处理码（机内码）：内码（存储）
4、字形码：点阵方式、矢量方式（输 出）
汉字的编码
输入码 机内码 字形码
又叫“外码”，按照汉字的读音进行编码，例如：双拼、 智能ABC、微软拼音输入法、紫光拼音输入法； 按照形状进行编码，例如：五笔、二笔、郑码、 表形码；
信息的编码
摩斯代码
• 摩尔斯电码（又译为摩斯密码，Morse code）是一种时通 时断的信号代码，通过不同的排列顺序来表达不同的英文 字母、数字和标点符号。它由美国人艾尔菲德·维尔发明 ，当时（1835年）他正在协助萨缪尔·摩尔斯进行摩尔斯 电报机的发明。 摩尔斯电码是一种早期的数字化通信形 式，但是它不同于现代只使用零和一两种状态的二进制代 码，它的代码包括五种： 点（.） 、 划（-） 、 点和划 之间的停顿 、 每个字符间短的停顿（在点和划之间） 、 每个词之间中等的停顿、 以及句子之间长的停顿。
A 01100010 C 11000001
B 01000001 D 01100100
Page 30
1、怎样将汉字输入计算机？ 2、在计算机内部怎样处理汉字？ 3、计算机怎样实现汉字信息的输出 （显示）？
汉字编码
输入码 （外码）
计算机系统B
交换码
译码
处理码 （内码）
字形码 汉字显示
操作系统的汉字服务程序
• 英文数字等字符的编码:
•
ASCII码(美国信息交换标准码)
• ASCII码采用7个二进制位来编码,在计算机中存储 时占一个字节（Byte），字节的最左位用“0”填
充
• 思考：用7个位能编出多少个字符呢？
•
27=128
• 总结: N个二进制位能表示出2n种信息.
b6b5b4 000 001 010 011 100 101 110 111
计算机必须将所有信息数字化即转化成由 “0”、“1”两个符号组成的二进制代码 用二进制记数法对数值数据进行编码，这种 方法在计算机中信息的存储效率较高。例如：
1、计算简单，只有0和1两个数字。采 用逢二进一的进位规则
2、“0”和“1”刚好代表电路中的关开。
信息存储的基本单位
• 最小的单位：位（bit,简写b），即一个0或 1 1字节=8位
• 量化-----再转换成数字信号 .
• 电脑中的声音文件是用数字0和1来表示的。所以 在电脑上录音的本质就是把模拟声音信号转换成 数字信号。反之，在播放时则是把数字信号还原 成模拟声音信号输出。
三、多媒体数据计算
• 声音容量计算 • 声音的数字化是通过对声波信号进行采
样和量化完成的。 • 采样频率（单位时间内采样的次数）越
• 存储基本单位：字节（Byte,简写B)
1MB=1024KB 1KB=1024字节 1GB=1024MB
1TB=1024GB
Page 12
常见CD光盘：700MB 目前市场上家用电脑硬盘：500GB
问题：500GB的硬盘能放多少部CD光盘的内容？
计算机中的编码
二进制编码
二进制代码的特征：
• 只有两个基本码：0,1 • 采用逢2进1的进位规则 • 进制对应关系
高，声音越真实，存储容量越大，量化 位数越大，精度越高，存储容量越大 • 常见的有采样频率有CD品质的44.1kHZ • 常用的量化位数有8bit，16bit，32bit
• 声音容量计算
• 未经压缩的声音格式容量计算，如wav格 式
• 存储量=采样频率（Hz）*量化位数*声道 数*时间（s）/8（单位：字节）
又叫处理码，用于存储汉字的编码 GB2312-80——简称GB码，由两个字节组成 （16位二进制数），即存储一个汉字2个字节，如： 11010100 11000110——云 11000100 11001111——南 含6763个汉字。 港台地区的BIG5码——繁体字。 近来我国用的GB1300编码，含20902个汉字。
（D）3 : 4
图像编码
由矢量图和位图组成 矢量图-----用直线和曲线描述图形. 数据量 小, 图形放大和缩小不会失真. 但色彩不丰富.
位图-----图形是由许多像素点组成的. 数据 量大, 图形放大会失真. 但色彩丰富, 用于对图象要求很高的领域.
观察bmp图像
（1）、单色图像（黑白）
单色图像中，一个像素点只 需要一个二进制位（1bit）来记 录，可以表示出两种颜色，黑像 素用“0”表示，白像素用“1”表 示。