§1.2 信息的编码(2010.9.27-10.3)

§1.2 信息的编码
2010.9.27-10.3
1.2 信息的编码
1.2.1 二进制代码的特征 1.2.2 字符编码 1.2.3 汉字编码 1.2.4 多媒体信息编码
请看下列图片：选择题标准化答题卡
问题1：请同学们仔细观察一下，表格中包含哪些 信息？这些信息以什么方式呈现？ 答：姓名、学科（汉字信息）；准考证号（数字信 息）；答案的编号信息（ABCD） 问题2 ：这些信息在表格中除了“姓名”、“准考 证号”部分需要书写外，其余均以“涂黑”和“留 白”两种方式呈现。这种标准化的填涂卡有什么好 处？ 答：把各种形式的信息数字化，方便计算机采集信 息。
信息的编码
汉字编码——由输入码、交换码、机内码、字形码共同完成 声音数字化 多媒体信息编码 图像数字化 视频数字化 采样 量化 编码 压缩
视频是由连续的图像帧组成的。我国使用PAL制式，每秒显 示25帧。视频的数字化可以用视频捕获卡、摄像头或数码摄 相机来完成。 一幅画、一首歌或一段视频，经过数字化后产生的数据量很 大，为了提高存储、处理和传输这些信息的效率，一般要对 数据进行压缩，现在已制定了很多种关于图像、声音、视频 的压缩标准。 例如：JPG是静态图像常用的压缩格式；MP3是音乐信息常用 的压缩格式；VCD影视内容使用MPEG-1压缩标准来压缩、存 储数据的；DVD影视内容使用MPEG-2压缩标准来压缩、存储 数据的。
字形码
汉字显示
OS汉字服务程序 计算机系统A
汉字输入码、处理码、交换码、字形码之间关系图
课堂练习2：
实践体验：观察字符的内码（见课本P9）。
⑷多媒体信息编码
声音数字化： ①声音数字化：
声音是人们用来表 达和传递信息最方 便、最常用的一种 载体，它是一种摸 拟信号，主要由振 幅与频率来描述。 要让计算机能存储 和处理声音信息， 也必须对声音信号 进行编码。声音的 数字化编码由声卡 上 的 ADC 芯 片 实 现 。
解决汉字输入计算机的问题，方法有两大类：一类是自动识别方式，包 括汉字字形的自动识别（如手写输入）和汉字语音的自动识别（如语音输 入）。另一类为了用标准键盘将汉字字符输入到计算机中，而制定的汉字 编码。目前输入码的种类很多，主要是拼音码和字形码。
②交换码：
为了方便各种通信系统之间信息交流而统一制定汉字字符集编码标准。 如各种国标码。
③处理码（汉字机内码）：
汉字字符在计算机存储器内的存储编码。任一汉字字符集内的字符的内 码均是唯一的。如区位码。
④字形码：
在计算机上要实现汉字的输出显示或打印，必须对汉字的字形进行编码， 称为字形码。字形码通常有两种表示方式：点阵方式和矢量方式。
计算机系统B
交换码
输入码 (外码)
译码
处理码 (机内码)
⑴二进制代码的特征
在计算机内，不论什么 信息，都采用二进制代码 来表示。二进制计数系统 的特点是：
①有两个基本数码：0，1。 ②采用逢二进一的进位规则。 ③每个数码在不同的数位上， 对应不同的权值。
十进制
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
进位制转换
二进制
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
现场拍摄演示
③视频数字化
所谓视频是由连续画面组成的动态场景，这些画面 是通过实际拍摄得到的，如电影和电视，它们是现 场的真实纪录。 动画则是利用一定的技术手段使人工绘制的画面连 续呈现形成的动态场景。动画既可以模拟现实，也 可以进行虚构。 视频数字化由数码摄像机或转录设备实现。
数值——直接转化成二进制数 字符编码——统一采用标准化的ASC码表
现场录制演示
声音数字化的过程：
动画演示
声音数字化
采样
量化
编码
数据压缩
数字化声音的质量：
数字化声音的质量取决于采样频率和量化分级的细密程度。采样频 率越高，量化的分辨率越高，声音的保真程度就越好，但它的数据量 也越大。
②图像数字化：
图像数字化的基本思想：把一幅图像看成由许许多多彩色 或各级灰度的点组成，这些点按纵横排列起来构成一幅画， 这些点称为像素。每个像素有深浅不同的颜色，像素越多， 排列越紧密，图像就越清晰。把每个像素中的颜色用几个 字节二进制数表示出来，就实现了图像的数字化。图像的 数字化可以用扫描仪或数码相机的实现 。（见课本P10图 1.2.9）
十六进制
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
二进制不便于书写和记忆， 人们经常用十六进制数来表 示它们，因为两者之间的转 换非常方便。每4位二进制数 可以用1位十六进制数字代替。
数值类型的数据，可直接化为二进制数
⑵字符编码
要让计算机能识别和处理字符，同样需要对字符进行编码，给每个 字符规定一个二进制代码。同时为了便于信息交换，必须采用标准化编 码。目前国际上普遍采用的字符编码是ASCII（American Standard Code for Information）码，意为“美国标准信息交换码”。ASCII码是一种为 字母、数字、标点符号以及控制符指定二进制数值代码的编码方案。
例如：
！ B 00100001 01000010
⑶汉字编码
汉字与西文字符一样，也是一种字符，在计算机内同样是以二进制代 码来表示的。但由于汉字数量庞大，字形结构复杂，存在一音多字和一 字多音现象，汉字的编码比西文字符要复杂得多。汉字的输入、存储、 传输、交换和输出显示分别用输入码、交换码、内部码和字形码联合实 现。 ①汉字输入码：
师：的确如此，计算机擅长处理这类出来。
上面的例子中，如果把标准化填涂卡中“空白”理 解为“0”的话，则“涂黑”可以理解为“1”，计算机 擅长处理这类信息。
信息本身是看不见摸不着的，但是它可以用一定的 载体形式表现出来，在进行信息处理时赋予信息元 素以代码的过程称为信息编码。信息编码是为了方 便信息的处理、存储、检索和使用，信息编码必须 标准、系统化。 要使用计算机进行信息处理，就必须把要处理的信 息用计算机能识别和处理的代码表示出来，即用二 进制代码表示，这个过和称为信息编码。 二进制代码中用到的只有“0”和“1”两个符号，可 以方便地用电脉冲、电位、电路的状态、磁化的极 性方向等物理状态来表示。