计算机科学导论 PPT

图像
音频
编码 1000…… 000
器
0101…… 001
解码
音频
视频
编码
1011…… 100
1111…… 111
解码
视频
字节：长度为8的位模式 1 byte = 8 bits
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常用单位的换算关系
Hale Waihona Puke Bit—位Byte—字节1 Byte = 8 Bits.
Kilobyte (KB)—千字节
1KB = 1,024 = 210 bytes.
是一系列的符号，如26个英文字母， 数字0 9，标点符号等。 ➢ 计算机用一定长度的位模式来表示符 号。符号序列是文本的一个片段。
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位模式长度与表示的字符的个数关系
符号个数2N 2 16
128 ……. 65,536
位模式长度N 1 4 7
……. 16
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目前几种常见的文本符号编码: ➢ ASCII码 ➢ 扩展 ASCII码 ➢ EBCDIC ➢ Unicode ➢ ISO
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ASCII码(美国信息交换标准码)
American Standard Code for Information Interchange
美国国家标准局制（， American National Standards Institute ，ANSI）制
定的一套标准化信息交换码。 ASCII码由7位二进制位模式组成，对
0 ---00110000 30H A ---01000001 41H a ---01100001 61H
9 ---00111001 39H Z ---01011010 5AH z ---01111010 7AH
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1000010 1011001 1010100 1000101 “BYTE”的ASCII码表示
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➢ 彩色图像，每一像素分解为三种原色： 红、绿、蓝（RGB），用位模式分别 表示（通常8位）。
➢ 位图需要描述每一个像素点，存储空间 大，且调整图像的大小会影响图像的显 示效果。
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(2) 矢量图 ➢ 矢量图并不直接描述图像中的每一个
点，而是描述生成这些点的过程和方 法，即通过数学方法生成图像。 ➢ 矢量图将图像分解成曲线和直线的组 合，每一条曲线或直线用数学公式描 述。
学习内容
1．数据类型 2．数制 3．整数的表示 4．数的定点与浮点表示 5．字符编码 6．位运算
学习第2、3、4章
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1 数据的类型
数据是计算机处理的对象。 数据有不同的表示，数字、文字、图
像、音频和视频。 多媒体包含文字、图形、图像、声音、
视频等多种媒体数据。
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计算机如何处理文本、数字、图像、音 频、视频？
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扩充的二进制编码的十进制交换码 ( EBCDIC Code ) ➢ IBM大型机使用 ➢ 用8位二进制表示十进制数，可表示 256个符号
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Unicode ➢ Unicode使用16位模式即2个字节来表
示 65536 个字符，可包含世界上不 同语言的符号。 ➢ 代码的不同部分被分配用于表示不同 语言的符号。 ➢ Unicode编码与ASCII码完全兼容，两 者前128个符号编码完全一致。
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ISO Code ➢ ISO（国际标准化组织）设计了一种
32位模式的编码。 ➢ ISO Code可以表示 4 294 967 296
(232)个符号，足以表示全世界的所 有符号。
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（二）图像数据的表示 图像在计算机中有两种表示方法： ➢ 位图 ➢ 矢量图
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(1) 位图 ➢ 位图图像，图像是像素矩阵，每个像
Megabyte ( MB)—兆字节
1MB = 1024KB = 220 bytes.
Gigabyte (GB)—千兆字节
1GB = 1024MB = 230 bytes.
Terabyte (TB)—兆兆字节
1 TB = 1024GB = 240 bytes.
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(二) 文本数据的表示 ➢ 文本是指任何书写所固定下来的语言，
MIDI Music MIDI音乐
1.波形音频
➢ 音乐和声音本身是模拟数据，是连续的。 ➢ 模拟音频可以经过数字化处理形成数字
音频。
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模拟音频转换成数字音频需要经过采样、 量化和编码三个过程。
声音的 模拟信号
采样
量化
编码
数字音频
采样是每隔一定时间间隔对模拟波形取一 个幅度值，将时间上连续的信号变成时间 上离散的信号。该时间间隔为采样周期， 其倒数为采样频率
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➢ 每一曲线或直线由数学公式表示。直 线可以通过两个端点座标来作图，曲 线（图）可以通过圆心座标和半径长 度来作图。
➢ 矢量图不论放大多少倍，显示效果依 然清晰。
➢ 矢量图比位图占用的存储空间小，但 矢量图看上去没有位图那么逼真。
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Vector
Bitmap
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（三）音频的表示
音频
Waveform 波形音频
英文大小写字母、阿拉伯数字、常用运算 符号以及一些控制字符进行编码。
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ASCII码用7位编码，8位表示，最高位0
➢ ASCII码共有128个字符。 ➢ 编码范围 0000 0000 ～ 0111 1111 ➢ 高位为0时称为基本ASCII码,高位为 1时为各国自己的语言文字代码。
➢ ASCII码的编码规律
素是一个小点。像素的大小取决于分 辨率。像素越多，分辨率越高，但是 需要更多的内存。 ➢ 将图像分成像素后，每个像素被赋值 为位模式。位模式的大小取决于图像。
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➢ 黑白图像，1位模式足够表示像素，0表 示黑色像素，1表示白色像素。
➢ 增加位模式的长度来表示灰色图像，2位 模式显示4级灰度，8位显示255级灰度。
文本
1234… 890….
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计算机如何处理文本、数字、图像、音 频、视频？
将各种数据转换为统一的数据格式(编码)， 然后存入计算机并进行相应处理，输出时， 还原为原来的形式（解码）。
计算机采用的统一数据格式称为位模式。
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（一） 位模式 位：存储在计算机中的最小的数据单位
➢ 只有 0 或 1. ➢ 代表两个相反的状态，如开关的“开”和“关”
计算机由晶体管集成电路构成，晶体 管有两个稳态“截止”、“饱和”。
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位模式：一个位序列，即位流
1000101010111111
文本
编码 1001…… 111
1111…… 111
解码
文本
数字
编码
1111…… 101
存
1101…… 101
解码
数字
图像
编码 1111…… 111
储
1011…… 000
解码