计算机的数据与编码(2)

2019-05-18 15:00

字模按点阵大小可分为16×16点阵字模、24×24点阵字模等。点阵数越大,字形质量越高。

8.汉字字库

汉字字库:汉字字形数字化后,以二进制文件的形式存储在存储器中,构成汉字字形库或汉字字模库,简称汉字字库。

汉字字库为汉字的输出设备提供字形数据,汉字字形的输出是将存储在汉字字库中的相应字形信息取出,送到所指定的汉字输出设备上输出。

字库中汉字字形信息的存储方法: (1)整字存储法

将汉字字形的点阵信息逐个字节存放在字形信息存储器中,需要输出时直接读出。 (2)压缩信息存储法

采用信息压缩办法,只存储汉字的压缩信息,使用时再还原成字形信息。 汉字字库有硬字库和软字库之分。 (1)硬字库

将汉字库固化在ROM或EPROM中,称为硬字库。 (2)软字库

将汉字库存放在某种外设(软、硬盘)中,称为软字库。

要输出一个汉字时,首先根据该汉字的机内码找出其字模信息在字库中的位置,然后取该汉字的字模信息作为图形在屏幕上显示或打印机上打印输出。 三、计算机中数的表示

1.带符号数的表示

用0表示正数,用1表示负数,使数的符号数字化,符号和数一起进行存储和运算。

(1)符号位

位于数值最高位的左部,0表示正数,1表示负数。

如果用八进制位表示一个有符号的整数,则最高位为符号位,具体表示数值的只有七位,其最小数为(111111111)2=(-127)10,最大数为(01111111)2=+127。 如果用16进制位表示一个有符号的整数,除去最高位的符号位外,具体表示数值

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的只有15位,所能表示数的范围为(-32767,+32767)

显然,在表示一个数值时,使用的二进制位数越多,其表示数值的范围就越大。 例如:用八位二进制数表示+50和-50

(+50)10 =(00110010)2 (-50)10 =(10110010)2 用十六位二进制数表示+513和-513

(+513)10 =(0000001000000001)2 (-513)10=(1000001000000001)2 显然,用八位二进制数无法表示513、-513。

(2)真值

真正表示数值大小的部分,并按一般书写规则表示的原值。 (3)机器数

在计算机中使用的,连同数符一起数码化了的数叫机器数。机器数表示的范围由计算机字长决定。

如果数值越过机器所能表示的范围,运算就会因此出错而停止,称为“溢出”。 例:用8位二进制数表示+49和-49 十进制数 +49 -49 真 值 +0110001 -0110001 机器数 00110001 10110001

机器数也有不同表示方法,常用的有三种,即原码,补码和反码。 (1)原码

用最高位表示数符,0代表正数,1代表负数,数值部分为真值的绝对值,这种表示方法称为原码。 例:

十进制 +73 -73 +127 -127 +0 -0 真值 +1001001 -1001001 +1111111 -1111111 +0000000 -0000000 原码 01001001 11001001 01111111 11111111 00000000 10000000

由上可知,数值0在原码中有两种形式:两种形式均当0处理 [+0]原=00000000 [-0]原 =10000000 (2)反码

正数的反码和原码相同,负数的反码是对该数的原码除符号位外各位求反(即0变

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1,1变0)。用数学式子表示如下:

例:(+50)10 原码=00110010 反码=00110010 (相同) (-50)10 原码=10110010 反码=11001101 (不同) [+0]反=[+0]原=00000000

[-0]原=10000000, [-0]反=11111111 注意:一个数反码的反码是原码本身。 (3)补码

正数的补码与原码相同,负数的补码则是该数的反码未位加1。 例:(+50)10 原码=00110010=反码=补码 (-50)10 原码=10110010 反码=11001101 补码=11001110 [+0]补=00000000

[-0]=[-0]反+1=11111111+1=100000000=00000000

由于字长限定为N位,因此最高位前面的1因表示不出来而丢失。从而保留下来的结果与[+0]补相同。所以计算机中一般都采用补码进行运算。

注意:负数补码的补码等于该负数的原码。即[[X]补]补=[X]原 例:求下列数的原码、反码、补码。

十进制数 +1 -1 +127 -127 +0 -0 原码 00000001 10000001 01111111 11111111 00000000 10000000 反码 00000001 11111110 01111111 10000000 00000000 11111111 补码 00000001 11111111 01111111 10000001 00000000 00000000 (4)各种码的十进制数范围

二进制数 无符号数 原码 反码 补码 00000000 0 +0 +0 +0 01111111 127 +127 +127 +127 10000000 128 -0 -127 -128 11111111 255 -127 -0 -1 范 围 0~255 -127~+127 -127~+127 -128~127

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2.小数点的表示

由于计算机只能识别0和1,所以采用约定的方式表示小数点。在计算机中,小数点通常有两种表示法:定点表示法与浮点表示法。 (1)定点数

规定小数点的位置固定不变,总是隐含在某个预定位置上。采用定点数表示法的计算机称为定点计算机。

定点纯整数:将小数点固定在数的最低位之后(隐含,小数点不占二进制位)。在这种表示法中,符号位右边的所有位数表示的是一个整数。格式如下:

符号位 尾数 .

例:机器字长16,符号位1,数值位15

0111111111111111→+111111111111111→+32767

定点纯小数:将小数点固定在符号位之后,最高数值位之前(隐含,小数点不占二进制位)。在这种表示法中,符号位右边的第一位是小数的最高位。格式如下:

符号位. 尾数S 例:机器字长16位,符号位1,数值位15

1000000000000001→-.000000000000001→2-15 (2)浮点数

小数点位置不固定的数(位置浮动),采用浮点数表示的计算机称为浮点计算机。 浮点表示的一般表示形式为: N=2P×S

其中: P——称为阶码(含符号) S——称为尾数(含符号)

2——阶码的底(隐含的,不必出现在数据表示中) 在计算机中表示一个浮点数其结构如下:

Pf 阶码P Sf 尾数S Pf :阶符,即指数部分的符号位。 P: 阶码,表示幂次。 Sf:数符,即尾数部分符号位。

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S: 尾数

注意:浮点数表示法要规定字的格式。

实际应用中,阶码用补码(或移码)表示成定点纯整数,尾数用补码(或原码)表示成定点纯小数。为了保证不损失有效数字,常对尾数进行规格化处理,即保证尾数部分最高位是1,而数的大小可以通过阶码进行调整。 四、多媒体数据简介 1.多媒体的概念 (1)媒体

存储信息的实体,磁盘、光盘、存储器等。

承载信息的载体,数值、文字、图形、声音、视频、图像 (2)多媒体

文、图、声像等多种信息同计算机融合在一起形成的信息传播媒体。

硬件配置在原有计算机系统基础上扩充了:数字信号处理器、大容量光盘、触摸式屏幕、其它外围设备,以多种形式表达、存储和处理信息。 电视与信息系统的多媒体明显区别:①被动与主动 ②模拟与数字 (3)多媒体信息 用多媒体传播的信息 (4)多媒体系统

能产生、储存、传播多媒体信息的系统,全称为多媒体计算机系统。 2.多媒体数据类型 (1)数字字符型关系数据

完成信息抽象后建立与实体之间的关系。由字符和数值构成,具有规范的结构化形式。

(2)文本数据

是最常见的媒体形式。包括字母、数字、字、词、句、段落、文章、书及书库。 (3)声音数据

包括话音、音乐、机器声、雷声、雨声、风声以及各种动物发出的声音等。 (4)图像数据

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