第二节 数字化信息编码与数据表示 |
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§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 |
权 |
2i |
8i |
10i |
16i |
形式表示 |
B |
O |
D |
H |
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