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第 2 章 信息技术基础 本章要点：信息技术的基本概念；信息技术的

主要领域；记数制的概念以及数制之间的转换；二进制及其计算；数值和文本信息在计算机中的表示以及多媒体数据信息在计算机中的表示。

2.1 现代信息技术基础知识 2.2 现代信息技术内容与特点

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2.1 现代信息技术基础知识

2.1.1 信息技术基本概念 2.1.2 信息技术的产生与发展 2.1.3 信息技术的主要领域

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2.1.1 信息技术基本概念（ 1 ）

信息学是关于信息的本质和传输规律的学科，是研究信息的收集、识别、提取、变换、存储、传递、处理、检索、分析和利用的一门科学

信息技术（英文： Information Technology ，简称IT ），是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称

信息技术可以理解为与信息处理有关的一切技术，或者说是依据信息科学的原理和方法来实现信息的收集、识别、提取、变换、存储、传递、处理、检索、分析和利用等的技术，利用信息技术可以使人们更方便地获取信息、存储信息、再生信息、利用信息

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2.1.1 信息技术基本概念（ 2 ）

信息技术可分为以下几方面技术 传感技术——信息的采集技术，对应于人的

感觉器官。 通信技术——信息的传递技术，对应于人的

神经系统的功能。 计算机技术——信息的处理和存储技术，对

应于人的思维器官。 控制技术——信息的使用技术，对应于人的

效应器官。

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2.1.2 信息技术的产生与发展（ 1 ）

信息是人类生存的基本条件，我们也可以说自从有了人类就有了信息技术

在人类社会发展历史上发生了五次信息技术革命： 第一次信息技术革命是语言的使用，是从猿进化到人的重要标志； 第二次信息技术革命是文字的创造，使信息的存储和传递首次超越

了时间和地域的局限； 第三次信息技术革命是印刷术的发明，为知识的积累和传播提供了

更为可靠的保证； 第四次信息技术革命是电报、电话、广播、电视的发明和普及，进

一步突破了时间和空间的限制； 第五次信息技术革命是计算机技术与现代通信技术的普及应用，将

人类社会推进到了数字化的信息时代。

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2.1.2 信息技术的产生与发展（ 2 ）

人类处理信息的历史被大致分为 4 个阶段 原始阶段 手工阶段 机电阶段 现代阶段

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2.1.2 信息技术的产生与发展（ 3 ）

现代信息技术是以微电子技术为基础，计算机技术为核心，通信技术为三大支柱，以信息应用技术为目标的科学技术群，具体实现对信息的获取、通信、存储、处理和控制。

现代信息技术的结构分类： 基础技术：新材料和新能源 支撑技术：电子技术，微电子技术，激光技术和生物技术等 主体技术：通信技术 (Communication ) 、计算机技术 (Compute

r)和控制技术 (Control)被称为信息技术的主体技术 (3C技术 ) 应用技术：信息技术在人类生产和生活中的应用

现代信息技术的内容 信息的获取—感测技术 信息的传输—通信技术，如 ISDN， ADSL 信息的处理—计算机技术 信息的控制和存储（分直接连接存储、移动存储和网络存储）

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2.1.2 信息技术的产生与发展（ 4 ）

信息技术的发展趋势 超级计算机 网络技术 数字化技术 软件技术 半导体、集成电路等技术 信息安全技术

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2.1.3 信息技术的主要领域 现代信息技术主要的技术是感测、通信、计算机、

控制等技术，在这些技术的实现过程中，又离不开微电子技术的应用

信息技术的主要领域为： 微电子与光电子技术 新型电子元器件和电子信息材料技术 现代通信技术 计算机网络技术 智能检测与控制技术

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现代信息技术的基础——微电子技术 微电子技术的开始与发展

1947年 AT&T公司研制出世界上第一个晶体三极管 1958年美国德克萨斯仪器公司生产出集成电路（ Integrated circuit. ， IC）。这是微电子技术发展的标志。目前，集成度已突破一千万单位，其开发和研制的方法也从传统的工艺改变为采用硬件描述语言 (HDL) 编制的集成电路制造程序

传统集成电路设计方法：设计电子线路图；检查掩膜图纸；半导体度膜，光刻，酸洗；芯片引脚焊接

硬件描述语言：可以描述硬件电路的功能、信号连接关系及定时关系的语言。由生产线全自动地生产所要芯片，减少人为介入

集成电路的种类 数字集成电路：微处理器、数字信号处理器 模拟集成电路：运算放大器、模拟加法器、乘法器等 混合集成电路：数 / 模、模 /数转换器

集成电路的应用 可编程逻辑部件 (Programmable Array Logic PAL )是通用性强的 LSIC，用于

电子设计自动化，可设计数字系统或计算机外围接口电路等。 数字信号处理器 (Digital Sign Processor DSP )是一种具有特殊结构的微处理器，

用于音频、视频和图像的数字化信息处理

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IT 领域的三大定律 第一定律：摩尔定律

美国人高登·摩尔提出摩尔定律。集成电路上可容纳的晶体管数，每隔一年半左右就会增加一倍，性能也提高一倍。即微处理器的速度每 18个月翻一翻。

第二定律：吉尔德定律 在未来 25年，主干网的带宽每6个月增长一倍，其增长速度是摩尔定

律预测的 CPU增长速度的 3倍。吉尔德定律的提出者是被称为“数字时代三大思想家”之一的乔治·吉尔德。

第三定律：麦特卡尔夫定律 网络的价值同网络用户数量的平方成正比，也就是说， N个联结创造出N*N的效益。该定律的提出者为以太网的发明人鲍勃·麦特卡尔夫。

按照摩尔定律和吉尔德定律，未来的计算机成本将会持续回落，而网络将呈指数级发展；随着网络用户数量迅速膨胀到数以亿计，网络的价值越发不可估量，这又与麦特卡尔夫定律不谋而合。

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2.2 现代信息技术内容与特点 2.2.1 二进制及其运算 2.2.2 数值和文本信息在计算机中的表示 2.2.3 多媒体数据信息在计算机中的表示

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2.2.1 二进制及其运算 用数字量表示物理量的大小时，仅用一位数码往往不够用，因而必须用进位计数的方法组成多位数码

多位数码中每一位的构成方法以及从低位到高位的进位规则称为进位计数制。

进位计数制的表示主要包含三个基本要素：数位、基数和位权 数位：指数码在一个数中所处的位置。 基数：指在某种进位计数制中，每个数位上所能使用的数码的个数，例如十进位计数制中，每个数位上可以使用的数码为 0、 1 、 2 、 3…9十个数码，即其基数为 10。

位权：在某种进位计数制中，每个数位上的数码所代表的数值的大小，等于在这个数位上的数码乘上一个固定的数值，这个固定的数值就是这种进位计数制中该数位上的位权

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2.2.1.1 计数制的基本概念 常用的是十进位计数制，简称十进制；就是按照“逢十进一”的原则进行计数的

在实际应用中，还使用其它的计数制，如二进制（两只鞋为一双）、十二进制（十二个信封为一打）、二十四进制（一天 24小时）、六十进制（ 60秒钟为一分钟， 60分钟为一小时）等等

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十进制大家都很熟悉，例如，一台mp4 的价格是399.58元，我们会自动地反映成 :

元 一个十进制数 D可以表示为：

十进制 (Decimal ) (D)

2 1 0 1 23 10 9 10 9 10 5 10 8 10

1 2 1 01 2 1 0

-1 -2 -m-1 -2 -m

n-1j

jj=-m

(10) (10) ... (10) (10)

+d (10) +d (10) +...+d (10)

= d (10)

n nn nD d d d d

式中， 是第 j位数或第 j位数码。 为第 j位数的权；括号中的 10叫做基数 r ； n位小数位前的位数； m 为小数位后的位数。

jd (10) j

2.2.1.1 计数制的基本概念

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二进制 (Binary) (B) 基数： 数字符号： 每一位上的位值（权）：

例：

20 、 1

20 、 21 、 22 、 23… 2-1 、 2-2 、…

1101.11B = 1 ×23＋ 1 ×22 ＋ 0 ×21 ＋ 1 ×20

＋ 1 ×2-1 ＋ 1 ×2 -2

=13.75

2.2.1.1 计数制的基本概念

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八进制 (Octal) 基数： 数字符号：每一位上的位值（权）：

例：

8

0 、 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、 6 、7

80 、 81 、 82 、 83… 8-1 、 8-2 、…

324.6o = 3 ×82＋ 2 ×81 ＋ 4 ×80 ＋ 6 ×8-1

=212.75

2.2.1.1 计数制的基本概念

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基数 数字符号： 每一位上的位值（权）：

例：

十六进制数 (Hexadecimal)2.2.1.1 计数制的基本概念

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0 、 1 、 2 、… 、 9 、 A 、 B 、 C 、 D 、E 、 F

160 、 161 、 162 、 163… 16-1 、 16-2 、…

=212.75

D4.CH = 13 ×161 ＋ 4×160 ＋ 12 ×16-1

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2.2.1.2 数制之间的转换 由于计数方式的不同，同一个数在不同进制

中的表示方式不同。例如 45D， 101101B，55O， 2DH均表示十进制数 45

某种进制的数可以转换成其它进制形式表示

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一、二进制到十进制之间的转换2.2.1.2 数制之间的转换

例：（ 111010.1 ） 2=1×25＋ 1×24＋ 1×23

＋ 0×22＋ 1×21＋ 0×20+1×2-1

=32+16+8+2+0.5 =58.5

由于任一数都可以按权展开，于是很容易将一个非十进制数转换为相应的十进制数 具体的步骤是：将一个非十进制数按权展开成一个多项式，每项是该位的数码与相应的权之积，把多项式按十进制数的规则进行求和，所得结果即是该数的十进制

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例 ： 将（ 35.6875 ） 10 转换为二进制数。

①     用除 2 取余法将整数部分 (35)10 转换为二进制整数：

2 35 ………… 余数为 1 低位

2 17 ………… 余数为 1

2 8 ………… 余数为 0

2 4 ………… 余数为 0

2 2 ………… 余数为 0

2 1 ………… 余数为 1 高位

0

故： (35)10 = (100011)2

验证： 1×25+0 × 24+0 × 23+0 × 22+1 × 21+1 × 20=32+2+1=35

二、十进制转换成二进制2.2.1.2 数制之间的转换

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②     用乘 2 取整法将小数部分 (0.6875)10 转换为二进制形式：

0. 6875

× 2

1.3750 …… 整数部分为 1 高位

0. 3750

× 2

0. 7500 …… 整数部分为 0

0. 7500

× 2

1. 5000 …… 整数部分为 1

0. 5000

× 2

1. 0000 …… 整数部分为 1 低位

即： (0.6875)10 = (0.1011)2

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③ 整数部分与小数部分合并，可得：

(35.6875)10 = (100011.1011)2

注意：

在上例中，将十进制小数转换成为二进制小数的过程中，乘积小数部分变成“ 0” ，表明转换结束。实际上将十进制小数转换成二进制、八进制、十六进制小数过程中小数部分可能始终不为零，因此只能限定取若干位为止。

将十进制数转换为八进制、十六进制数的规则和方法与之相同，只是 R （基数）的取值不同。

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三、十六进制转换成十进制（ 26A） 16=2×162+6×161+10×160 =512+96+10 =618四、八进制转换成十进制（ 423.2 ） 8=4×82+2×81+3×80+2×8-1

总结：十进制、八进制、十六进制之间的转换，比较难计算，而且一般用得很少，最常用的方法是将其转换成二进制，然后再转换一次。

2.2.1.2 数制之间的转换

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五、八进制和二进制之间的转换 由于二进制数与 2k进制数的基数都是 2 的幂次，所以二进

制数的 k位对应于 2k进制数的一位。对于非整数的二进制数应分成整数部分与纯小数部分分别加以转换。

八进制的基数 R=8=23 ，必须用三位二进制数来构成一位八进制数码，采用分组对应转换法。

转换方法：将二进制数转换成八进制数时，首先从小数点位置开始，向左或向右将二进制数的整数和小数部分每三位分为一组，不足三位的分别在整数的最高位前和小数的最低位后加“ 0”补足，然后写出每一组二进制数所对应的八进制数码即可。

2.2.1.2 数制之间的转换

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八进制和二进制之间的转换例： （ 326.125 ） 8—— （？） 2

3 2 6 . 1 2 5

011 010 110 . 001 010 101

二进制和八进制之间的转换例： （ 10 100.101 1)2—— （？） 8

010 100 . 101 100

2 4 . 5 4

2.2.1.2 数制之间的转换

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六、二进制和十六进制之间的转换 由于十六进制数的基数是 24 ，所以二进制数的 4位对应于十六进制的数的一位

二进制和十六进制之间的转换(110 1011 1100.1101 1)2 =

(0110 1011 1100.1101 1000)2 = (6BC.D8)16(F 2 8)16=(1111 0010 1000)2

2.2.1.2 数制之间的转换

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七、八进制到十六进制之间的转换 可通过二进制来间接进行。例 （ 457） 8=（ 100101111 ） 2=（ 12F）

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2.2.1.2 数制之间的转换

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2.2.1.3 二进制数的算术运算 一、二进制的加法运算 二进制数的加法运算法则只有四条： 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10(向高位进位 )

22 )1011()1101(

222 )11000()1011()1101(

例： 计算 的值。

得到：

30

二、二进制数的减法运算

　二进制数的减法运算法则也只有四条： 0-0=0　 0-1=1(向高位借位 ) 1-0=1　 1-1=0

例 计算的 值。

得到：

22 )00101101()11000011(

222 )10010110()00101101()11000011(

31

三、二进制数的乘法运算

二进制数的乘法运算法则也只有四条：

例计算 1110×1101 的值。

得到：

000 010 001 111

222 )10110110()1101()1110(

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四、二进制数的除法运算

二进制数的除法运算法则如下： 0÷1 = 0　 1÷1 = 1

　例 计算 22 )110()100110( 的商和余数。

22 )110()100110( 2)110(

2)10(

由算式可知， 得商余数

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2.2.1.4 二进制信息的逻辑运算 表示“真”与“假”、“是”与“否”、“有”与“无”这种具有逻辑属性的变量称为逻辑变量，逻辑变量可以用 A， B， C，……或 X， Y， Z……来表示

对二进制数的 1 和 0赋以逻辑含义，例如用 1 表示真，用 0表示假，将二进制数与逻辑取值对应起来

逻辑运算包括三种基本运算：逻辑加法（又称 "或 "运算） 、逻辑与运算（又称“与”运算）、和逻辑否定（又称 "非 "运算）

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一、逻辑或运算 逻辑或运算通常用符号“ +”或“∨”来表示。 对于逻辑变量A， B和 C，它们的逻辑加运算关

系为： A＋ B=C　 A∨B=C，都读作 A或 B等于C

若逻辑变量取不同的值，则逻辑或运算规则如下：0 ＋ 0=0 0 ＋ 1=1 1＋ 0=1 1＋ 1=1或 0∨0=0 0∨1=1 1∨0=1 1∨1=1 逻辑或运算的真值表：

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二、逻辑与运算 逻辑与运算通常用符号“ *”或“∧”或“·”来

表示 对于逻辑变量A， B和 C，它们的逻辑与运算关系

为： A*B=C　 A∧B=C或 A·B=C，都读作 A与 B等于 C

若逻辑变量取不同的值，则逻辑与运算规则如下：

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三、逻辑非运算 逻辑非运算表示逻辑的否定，决定一个事件的条件

具备（为真）时，这一事件就不会发生（为假）；当决定一个事件的条件不具备（为假）时，这一事件会发生（为真）。

逻辑非运算的符号为“ ̶ ”，例如对于逻辑变量A和 C，其逻辑非运算关系为：

逻辑非运算规则为：CA

10

，

01

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四、逻辑异或运算 异或运算的规则是参与运算的两个操作

数相异则计算结果为 1 ，相同则为 0 逻辑异或运算规则是

011 ,101 ,110 ,000

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2.2.1.5 信息的计量单位 二进制的每一位（即“ 0”或“ 1”）是组成二进制信

息的最小单位，称为 1 个“比特”（ bit ），或称“位元”，简称“位”，一般用小写的字母“b”表示。

比特是计算机中处理、存储、传输信息的最小单位。 另一种稍大些的二进制信息的计量单位是“字节”

（ byte ），也称“位组”，一般用大写字母“B”表示。一个字节等于 8个比特。

经常使用的单位有： KB（千字节）；MB（兆字节）；GB（吉字节）； TB（太字节）

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2.2.2 数值和文本信息在计算机中的表示 2.2.2.1 整数的表示 2.2.2.2 定点数和浮点数的表示 2.2.2.3 ASCII 码 2.2.2.4 汉字编码方案 2.2.2.5 Unicode

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2.2.2.1 整数的表示一、 基本概念 a. 数值编码：计算机内部表示二进制数的方法 b. 机器数：把一个数及其符号在机器中的表示 加以数值化 c. 真值：机器数所代表的数 计算机中正负号的表示： 通常规定每个字长的最高位为符号位，用“0”

表示正数，用“ 1”表示负数。

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二、 带符号数的原码、反码、补码表示

在计算机中对带符号数的表示方法有原码、补码和反码三种形式。

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1 、 数值的原码表示 数值的原码表示是指，将最高位用作符号位 (0表

示正数， 1 表示负数 )，其余各位代表数值本身的绝对值 (以二进制形式表示 )的表示形式。

例 +9的原码： 00001001

-9的原码： 10001001

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2 、数值的反码表示 数值的反码表示分两种情况：

(1) 正数的反码：与原码相同。

(2) 负数的反码：符号位为 1 ，其余各位为该数绝对值的原码按位取反（ 1 变 0、 0变 1 ）。

例 +9的反码： 00001001

-9的原码： 10001001

-9的反码： 11110110

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3 、数值的补码表示 数值的补码表示也分两种情况：

(1) 正数的补码：与原码相同。

(2) 负数的补码：符号位为 1 ，其余位为该数绝对值的原码按位取反；然后整个数加 1 。

例 +9的补码： 00001001

-9的反码： 11110110

-9的补码： 11110111

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2.2.2.2 定点数和浮点数 计算机处理的数值数据多数带有小数，小数点

在计算机中通常有两种表示方法，一种是约定所有数值数据的小数点隐含在某一个固定位置上，称为定点表示法，简称定点数；另一种是小数点位置可以浮动，称为浮点表示法，简称浮点数。

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1 、定点数表示法 (fixed-point) 在计算机中通常采用两种简单的约定：将小数点的位置固定在数据的最高位之前，或者是固定在最低位之后。一般常称前者为定点小数，后者为定点整数。

定点小数是纯小数，约定的小数点位置在符号位之后、有效数值部分最高位之前。

若数据 x 的形式为 x = x0.x1x2…xn ( 其中 x0为符号位，x1～ xn 是数值的有效部分，也称为尾数， x1 为最高有效位 )，则在计算机中的表示形式为：

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定点整数是纯整数，约定的小数点位置在有效数值部分最低位之后。若数据 x 的形式为 x = x0 x1x2…xn ( 其中 x0为符号位， x1～ xn 是尾数， xn 为最低有效位 )，则在计算机中的表示形式为：

当数据小于定点数能表示的最小值时，计算机将它们作 0 处理，称为下溢；大于定点数能表示的最大值时，计算机将无法表示，称为上溢，上溢和下溢统称为溢出。

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2 、浮点数表示法 (floating-point number) 与科学计数法相似，任意一个 J进制数 N，总可以写成

N = J E × M 式中M称为数 N 的尾数 (mantissa)，是一个纯小

数； E 为数 N 的阶码 (exponent)，是一个整数，J称为比例因子 J E 的底数。这种表示方法相当于数的小数点位置随比例因子的不同而在一定范围内可以自由浮动，所以称为浮点表示法。

其中 ES 表示阶码的符号，占一位， E1～ En 为阶码值，占 n 位，尾符是数 N 的符号，占一位

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2.2.2.3 ASCII码 目前使用最广泛的西文字符集及其编码是 ASCII

字符集和 ASCII 码（ ASCII 是 American Standard Code for Information Interchange ，美国标准信息交换码的缩写）

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

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表 2.4 ASCII码字符编码表

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2.2.2.4 汉字编码方案 英文是拼音文字，所有字由 26个英文字母拼组而成，加上数字及其它符号，采用 128个编码就能满足处理上的需要，编码简单，在计算机系统中，输入、处理、存储都可以用同一种编码

而汉字是象形文字，数量大、字形复杂、同音字多，异体字多

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1 、汉字的外码 即汉字的输入码，目前常见的编码法有拼音、五笔、自然码等。 2 、汉字信息交换码（简称国标码） 我国国家标准局于 1981年颁布了“国家标准信息交换用汉字编码基本字符集”，共收集了 6763 个汉字， 682个非汉字符号（外文、字母、数字、各种图形等），每个汉字对应一个国标码，每个国标码用两个字节表示。 3 、汉字输出字形码 汉字输出码提供输出汉字时所需要的汉字字型，用以将机内码还原为汉字进行输出。

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2.2.2.5 Unicode Uunicode(Universal Multiple-Octet Coded Character Set)。

Unicode 为每个字符提供了惟一的特定数值，不论在什么平台上、不论在什么软件中，也不论什么语言。也就是说，它世界上使用的所有字符都列出来，并给每一个字符一个惟一特定数值。

Unicode 标准的出现和支持它工具的存在，是近来全球软件技术最重要的发展趋势。

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2.2.3 多媒体数据信息在计算机中的表示 2.2.3.1 信息的数字化过程 2.2.3.2 声音信息的采集与数字化 2.2.3.3 图像信息的采集与数字化 2.2.3.4 视频信息的采集与数字化

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2.2.3.1 信息的数字化过程 信息的数字化，一般包含三个阶段：采样、量

化和编码。 1 、采样（ sampling ）指通过周期性地以某

一规定间隔截取模拟信号，从而将模拟信号变换为数字信号的过程。这种把模拟信号转成数字信号的过程，所用到的主要器件便是模拟 /数字转换器。

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采样定理，又称香农采样定理、奈奎斯特采样定理

采样将一个信号（即时间或空间上的连续函数）转换成一个数值序列（即时间或空间上的离散函数）。

采样定理指出，如果信号是带限的，并且采样频率高于信号带宽的一倍，那么，原来的连续信号可以从采样样本中完全重建出来。

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2 、量化 指将信号的连续取值近似为有限多个离散值的过程。

量化的作用，是把采样后的样本值的范围分为有限多个段，把落入某段中的所有样本值用同一值表示，是用有限的离散数值量来代替无限的连续模拟量的一种映射操作。量化位数越高，样本值量的确定越精细。

例如CD音频信号就是按照 44110Hz的频率采样，按 16比特量化为有着 =65536个可能取值的数字信号。

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3 、编码 就是将经过采样、量化的到的离散数据记录下来，按一定的规则进行组织，形成计算机内部运行的数据，以利于计算机处理。

编码的作用，是把离散的数值量按照一定的规则，转换为二进制码，也就是数字信号。

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2.2.3.2 声音信息的采集与数字化1 、声音信息的采集 录制声音的硬件设备主要有麦克风或录音机等

电声设备和声卡等 声卡实现了声波 / 数字信号相互转换的硬件设备

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2 、声音信息的数字化 为了把模拟信号数字化，首先要对模拟信号进行采样。根据Nyquest 采样定律，通常其采样频率至少是信号中的最高频率分量的两倍。

在每个固定时间间隔内对模拟音频信号截取一个振幅值，并用给定字长的二进制数表示，可将连续的模拟音频信号转换成离散的数字音频信号

音频信号数字化过程

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3 、音频文件的格式 音频文件可分为波形文件（如WAV、MP3音乐）和音乐文件（如手机MIDI音乐）两大类

目前较流行的音频文件有WAV、MP3 、WMA、RM 、MID 等

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2.2.3.3 图像信息的采集与数字化 1 、图像的采集与数字化 数字图像（ Image ）可以由数码照相机、数码摄像机、扫描仪、手写笔等多媒体设备获取

多媒体设备按照计算机能够接受的格式，对自然图像进行数字化处理，然后通过多媒体设备与计算机之间的接口传输到计算机，并且以文件的形式存储在计算机中

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2 、 图像的色彩深度 图像由像素点阵构成，也称为位图。位图实际上

是一个像素值阵列，像素阵列存储在一个字节数组中，每一个像素的位数可以是 1 、 4 、 8或 24 单色位图的字节数组中的每一位代表一个像素 16色位图的字节数组中每一个字节存储两个像素 256色的位图每一个字节存储一个像素 真彩色位图中每个像素用三个字节来表示

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如果是为黑白图像（如文字），图像中的每个像素点用 1位二进制数表示（ 0为白， 1 为黑色），这种图像称为二值图像

二值图像

65

如果图像是为灰度图，图像中每个像素点的亮度值用 8位二进制数表示，亮度表示范围有 0~255个灰度等级

8位灰度图像

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如果是彩色图像，则 R（红）、 G（绿）、 B（蓝）三基色每种颜色用 8位二进制数表示，这时色彩深度为 24位，它可以表达 1670万种色彩

24位彩色图像

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3 、 图像的分辨率 分辨率是数字化图像的重要性能指标，图像分辨率

越大，图片文件的尺寸越大，也能表现更丰富的图像细节 图像分辨率：数字化图像水平与垂直方向像素的总和。例如， 800 万像素的数码相机，图像最高分辨率为 3264×2448等。

屏幕分辨率：一般用显示器屏幕水平像素×垂直像素表示，如 1024×768等。

印刷分辨率：图像在打印时，每英寸像素的个数，一般用 dpi （像素 /英寸）表示。例如，普通书籍的印刷分辨率为 300dpi ，精致画册印刷分辨率为 1200dpi 。

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4 、 图像文件格式 图像文件有很多通用的标准存储格式，如BMP、 T

IF、 JPG、 PNG、 GIF等 BMP格式： BMP（位图）是Windows操作系统中最常用的图像文

件格式，文件结构简单，形成的图像文件较大 TIF格式： TIFF（标记图像文件格式）是一种工业标准图像格式，它也是图像文件格式中最复杂的一种。 TIF文件主要应用于美术设计和出版行业。

JPG格式： JPEG（联合照片专家组）于 1991年提出了“多灰度静止图像的数字压缩编码”（简称 JPEG标准）。 JPG文件格式也是因特网上的主流图像格式

GIF格式： GIF是一种压缩图像存储格式，它采用无损 LZW压缩方法，压缩比较高，文件很小

PNG格式： PNG是一种点阵图像文件，网页中有很多图片都是这种格式

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2.2.3.4 视频信息的采集与数字化 视频是多媒体的重要组成部分，是人们容易接受的

信息媒体。1 、模拟视频标准

NTSC制式： 1952年由美国国家电视标准委员会制定，美国、加拿大等大部分西半球国家，以及中国的台湾、日本、韩国、菲律宾等均采用这种制式。

PAL制式：德国在 1962年制定的彩色电视广播标准，该制式规定：每秒显示 25帧画面，每帧水平扫描线为 625条，水平分辨率为 240~400个像素点，采用隔行扫描方式，场频（垂直扫描频率）为 50Hz，行频（水平扫描频率）为 15.625kHz，信号类型为 YUV（亮度、色度分量）。

SECAM制式： SECAM是法文缩写，意为顺序传送彩色信号与存储恢复彩色信号制，由法国在 1956年提出， 1966年制定的一种彩色电视制式。使用国家主要集中在法国、东欧和中东一带。

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2 、模拟视频信号数字化 NTSC制式和 PAL制式的电视是模拟信号，计算机要

处理这些视频图像，必须进行数字化处理。模拟视频的数字化存在以下技术问题： 电视采用 YUV或 YIQ信号方式，而计算机采用 RGB信号； 电视机画面是隔行扫描，计算机显示器大多采用逐行扫描； 电视图像的分辨率与计算机显示器的分辨率不尽相同。

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模拟视频信号的数字化一般采样以下方法。 复合数字化：先用一个高速的模 /数转换器对电视

信号进行数字化，然后在数字域中分离出亮度和色度信号，以获得 YUV（ PAL制）分量或 YIQ（ NTSC制）分量，最后再将它们转换成计算机能够接受的 RGB色彩分量

分量数字化：先把模拟视频信号中的亮度和色度分离，得到 YUV或 YIQ分量，然后用三个模 /数转换器对 YUV或 YIQ三个分量分别进行数字化，最后再转换成 RGB色彩分量

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3 、流行的视频格式 MPEG格式 ，是Motion Picture Experts Group 的缩写。包括了 MPEG-1, MPEG-2 和 MPEG-4 在内的多种视频格式

AVI格式，是音频视频交错 (Audio Video Interleaved)的英文缩写。 AVI格式调用方便、图像质量好，但缺点就是文件体积过于庞大

RA/RM/RAM 格式， RM，是 Real Networks 公司所制定的音频 /视频压缩规范Real Media 中的一种，Real Player 能做的就是利用 Internet资源对这些符合 Real Media 技术规范的音频 /视频进行实况转播

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DivX格式，这是由MPEG－ 4衍生出的另一种视频编码 (压缩 )标准，也即通常所说的 DVDrip格式

RMVB格式 ，是一种由 RM视频格式升级延伸出的新视频格式。在保证了静止画面质量的前提下，大幅地提高了运动图像的画面质量