第二节 数字化信息编码与数据表示

§1-2-1 数字化信息编码的概念与进位计数制

   计算机最主要的功能是处理信息,如何处理数值、文字、声音、图形和图像等。在计算机内部,各种信息都必须经过数字化编码后才能被传送、存储和处理。因此,掌握信息编码的概念与处理技术是至关重要的。
数字化码的概 信息编念
   
所谓编码,就是采用少量的基本符号, 选用一定的组合原则, 以表示大量复杂多样的信息。基本符号的种类和这些符号的组合规则是一切信息编码的两大要素。例如,用10个阿拉伯数码表示数字,用26个英文字母表示英文词汇等,都是编码的典型例子。在计算机中,广泛采用的是只用“0”和“1”两个基本符号组成的基2码,或称二进制码。在计算机中采用二进制码的原因是:
  1.二进制码在物理上最容易实现。例如,可以只用高、低两个电平表示“1”和“0”,也可以用脉冲的有无或者脉冲的正负极性表示它们。
  2.二进制码用来表示的二进制数其编码、计数、加减运算规则简单。
  3.二进制码的两个符号“1”和“0”正好与逻辑命题的两个值“是”和“否”或称“真”和“假”相对应,为计算机实现逻辑运算和程序中的逻辑判断提供了便利的条件。
进位计数制
    在采用进位计数的数字系统中,如果只用r个基本符号(例如0,1,2,…,r-1)表示数值,则称其为基r数制(Radix-r Number System),r称为该数制的基(Radix)。如果日常生活中常用的十进制数,就是r=10,即基本符号为0,1,2,…,9,二进制数。对于不同的数制,它们的共同特点是:
  1.每一种数制都有固定的符号集:如十进制数制,其符号有十个:0,1,2,…,9,二进制数制,其符号有两个:0和1。
  2.其次都使用位置表示法:即处于不同位置的数符所代表的值不同,与它所在的位置的权值有关。
  例如:十进制数5555.555可表示为
     5555.555=5*103+5*102+5*101+5*100+5*10-1+5*10-2+5*10-3
  可以看出,各种进位计数制中的权的值恰好是基数的某次幂。因此,对任一种进位计数制表示的数都可以写出按其权展开的多项式之和,任意一个r进制数N可表示为
                              
  式中的Di为该数制采用的基本数符,ri是权,r是基数,不同的基数,表示不同的进制数。表1.2.1所示的是计算机中常用的几种进位数制。

表1.2.1 计算机中常用的几种进位制数的表示

进位制

二进制

八进制

十进制

十六进制

规则

逢二进一

逢八进一

逢十进一

逢十六进一

基数

r=2

r=8

r=10

r=16

数符

0,1

0,1,2,…,7

0,1,…,9

0,1,…,9,A,B,C,D,E,F

2i

8i

10i

16i

形式表示

B

O

D

H

 

7上一页  1 2 3 4  下一页8