计算机的数据与编码(3)

基于抽象程序或时间。

图形数字化：位图（照片、绘图、医学图像数据）。 图形矢量化：图形（CAD图、地理图等）。 3．多媒体数据的特点 （1）数据量大

（2）媒体种类繁多使数据处理复杂

（3）改变了数据库的接口，不仅使图、文、声并茂，且改变了数据库的操纵形式。 4．视频信息和音频信息的获取

目的：将声频和视频信息数字化后送入计算机。 （1）视频信息获取技术的简单原理和主要组成

组成：彩色解码电路、同步锁相及时序电路、A/D、D/A、编码器、输出显示器。 （2）音频信息获取技术的工作原理和主要组成

组成：拾音器、音频放大器、A/D、D/A、滤波器、功率放大器和增益控制器。 5．多媒体数据压缩技术

数据的压缩方法即为一种变换及其反变换，称为编码技术。 （1）数据压缩方法分类

无失真压缩：利用数据的统计冗余进行压缩，可完全恢复原始数据而不引入任何失真，但压缩率受到统计冗余度的理论限制。多用于文本数据、程序、图像数据的压缩。 有失真压缩：利用人类视觉和听觉器官对图像或声音中某些频率成分不敏感的特性，允许在压缩过程中损失一定的信息，从而换来了较大压缩比。多用于语音、图像和视频数据的压缩。 （2）压缩的国际标准 静止图像压缩标准：JPEG

动态图像压缩标准：MPEG

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在计算机中，各种信息都是以二进制编码的形式存在的；也就是说，不管是文字、图形、声音、动画，还是电影等各种信息，在计算机中都是以０和１组成的二进制代码表示的；计算机之所以能区别这些信息的不同，是因为它们采用的编码规则不同。比如：同样是文字，英文字母与汉字的编码规则就不同，英文字母用的是单字节的ASCII码，汉字采用的是双字节的汉字内码；但随着需求的变化，这两种编码有被统一的UNICODE码（由Unicode 协会开发的能表示几乎世界上所有书写语言的字符编码标准）所取代的趋势；当然图形、声音等的编码就更复杂多样了。这也就告诉我们，信息在计算机中的二进制编码是一个不断发展的、高深的、跨学科的知识领域。 １、字符（英文，包括字母、数字、标点、运算符等）编码

字符的编码采用国际通用的ASCII码（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码），每个ASCII码以1个字节(Byte)储存，从0到数字127代表不同的常用符号，例如大写A的ASCII码是65，小写a则是97。由于ASCII码只用了字节的七个位，最高位并不使用，所以后来又将最高的一个位也编入这套编码码中，成为八个位的延伸ASCII(ExtendedASCII)码，这套内码加上了许多外文和表格等特殊符号，成为目前常用的编码。 基本的ASCII字符集共有128个字符，其中有96个可打印字符，包括常用的字母、数字、标点符号等，另外还有32个控制字符。标准ASCII码使用7个二进位对字符进行编码，对应的ISO标准为ISO646标准。 字母和数字的ASCII码的记忆是非常简单的。我们只要记住了一个字母或数字的ASCII码（例如记住A为65，0的ASCII码为48），知道相应的大小写字母之间差32，就可以推算出其余字母、数字的ASCII码。

虽然标准ASCII码是7位编码，但由于计算机基本处理单位为字节（1byte = 8bit），所以一般仍以一个字节来存放一个ASCII字符。每一个字节中多余出来的一位（最高位）在计算机内部通常保持为0（在数据传输时可用作奇偶校验位）。由于标准ASCII字符集字符数目有限，在实际应用中往往无法满足要求。为此，国际标准化组织又制定了ISO2022标准，它规定了在保持与ISO646兼容的前提下将ASCII字符集扩充为8位代码的统一方法。ISO陆续制定了一批适用于不同地区的扩充ASCII字符集，每种扩充ASCII字符集分别可以扩充128个字符，这些扩充字符的编码均为高位为1的8位代码（即十进制数128~255），称为扩展ASCII码。 ２、汉字的编码 （１）汉字内码

汉字信息在计算机内部也是以二进制方式存放。由于汉字数量多，用一个字节的128种状态不能全部表示出来，因此在1980年我国颁布的《信息交换用汉字编码字符集——基本集》，即国家标准GB2312-80方案中规定用两个字节的十六位二进制表示一个汉字，每个字节都只使用低7位（与ASCII码相同），即有128×128=16384种状态。由于ASCII码的34个控制代码在汉字系统中也要使用，为不致发生冲突，不能作为汉字编码，128除去34只剩94种，所以汉字编码表的大小是94×94=8836，用以表示国标码规定的7445个汉字和图形符号。

每个汉字或图形符号分别用两位的十进制区码（行码）和两位的十进制位码（列码）表示，不足的地方补０，组合起来就是区位码。把区位码按一定的规则转换成的二进制代码叫做信息交换码（简称国标码）。国标码共有汉字6763个（一级汉字，是最常用的汉字，按汉语拼音字母顺序排列，共3755个；二级汉字，属于次常用汉字，按偏旁部首的笔划顺序排列，共3008个），数字、字母、符号等682个，共7445个。

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由于国标码不能直接存储在计算机内，为方便计算机内部处理和存储汉字，又区别于ASCII码，将国标码中的每个字节在最高位改设为1，这样就形成了在计算机内部用来进行汉字的存储、运算的编码叫机内码（或汉字内码，或内码）。内码既与国标码有简单的对应关系，易于转换，又与ASCII码有明显的区别，且有统一的标准（内码是惟一的）。 （２）汉字外码

无论是区位码或国标码都不利于输入汉字，为方便汉字的输入而制定的汉字编码，称为汉字输入码。汉字输入码属于外码。不同的输入方法，形成了不同的汉字外码。常见的输入法有以下几类： 按汉字的排列顺序形成的编码（流水码）：如区位码； 按汉字的读音形成的编码（音码）：如全拼、简拼、双拼等； 按汉字的字形形成的编码（形码）：如五笔字型、郑码等；

按汉字的音、形结合形成的编码（音形码）：如自然码、智能ABC。 输入码在计算机中必须转换成机内码，才能进行存储和处理。

（３）汉字字形码

为了将汉字在显示器或打印机上输出，把汉字按图形符号设计成点阵图，就得到了相应的点阵代码（字形码）。 全部汉字字码的集合叫汉字字库。汉字库可分为软字库和硬字库。软字库以文件的形式存放在硬盘上，现多用这种方式，硬字库则将字库固化在一个单独的存储芯片中，再和其它必要的器件组成接口卡，插接在计算机上，通常称为汉卡。

用于显示的字库叫显示字库。显示一个汉字一般采用16×16点阵或24×24点阵或48×48点阵。已知汉字点阵的大小，可以计算出存储一个汉字所需占用的字节空间。例：用16×16点阵表示一个汉字，就是将每个汉字用16行，每行16个点表示，一个点需要1位二进制代码，16个点需用16位二进制代码（即2个字节），共16行，所以需要16行×2字节/行=32字节，即16×16点阵表示一个汉字，字形码需用32字节。 即：字节数=点阵行数×点阵列数/8

用于打印的字库叫打印字库，其中的汉字比显示字库多，而且工作时也不像显示字库需调入内存。

可以这样理解，为在计算机内表示汉字而统一的编码方式形成汉字编码叫内码（如国标码），内码是惟一的。为方便汉字输入而形成的汉字编码为输入码，属于汉字的外码，输入码因编码方式不同而不同，是多种多样的。为显示和打印输出汉字而形成的汉字编码为字形码，计算机通过汉字内码在字模库中找出汉字的字形码，实现其转换。 例1：已知汉字\春\的国标码为343AH，求其机内码？ 机内码=国标码+8080H=343AH+8080H=B4BAH

例2：用24×24点阵来表示一个汉字（一点为一个二进制位），则2000个汉字需要多少KB容量？ （24×24/8）×2000/1024=140.7KB≈141KB

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