二进制与编码共72页
信息编码二进制-PPT
十二进制 在各种度量衡
中也经常会使用，如钟表 12小时转一圈。
十二进制
二进制
二进制 在计算机中经
常被使用。
十进制
十进制 人们通常使用的是十进制。
著名科学家冯·诺依曼计算机内的数据和程序采用二进制代 码表示。电子计算机将所有输入的信息（数据、程序等）都 转化为机器能识别和处理的二进制数字代码，由“0”、“1” 组成的代码叫二进制代码。
小结
1.二进制十进制之间的相互转化 2.二进制十六进制之间的相互转化 3.二进制、十进制、十六进制之间对应关系表
2 1
2 10 0
25 1
22
0 21
1 0
例题：
1、二进制数1011转换成十进制数是 （ ） B
A. 10 B.11 C.12 D.13
2、二进制数10111转换成十进制数是 （ D） A. 20 B.21 C.22 D.23
二进制和十六进制的转换方法是：每4位二进制数 可以用1位十六进制数字代替。反过来1位十六进 制数可用4位二进制数表示。例如：
计算机的存储单位
• 计算机中最小的存储单位bit（位），二进制数中的一 位；
• 计算机用8位二进制数表示一个英文字符，占用一个 字节（byte），写作B，字节是计算机中最基本的存 储单位；
1B =8bit 1KB =1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB
二进制的概念
高中信息技术基础 信息的编码
说一说
• 119 、120 、11011001分别代表什么？
•条形码，二维码， 电话号码， 区号， 身份证号码，学生学号，车牌号 银行卡号 等
身份证号码：65 30 21 19990108 1811
二进制编码和字符编码
二进制编码和字符编码二进制编码和字符编码是两种不同的编码方式，用于表示和传输数据。
它们有不同的工作原理和应用场景。
二进制编码（Binary Encoding）二进制编码是将数据转换为二进制形式的编码方式，使用0 和1 两个数字表示信息。
计算机中的所有数据都以二进制形式存储和处理。
每个二进制数字称为一个位（bit），8个位构成一个字节（byte）。
- 应用：二进制编码广泛应用于计算机硬件和软件中，包括数据存储、处理和传输等方面。
计算机操作系统、文件存储、网络传输等都使用二进制编码。
字符编码（Character Encoding）字符编码是将字符和符号转换为二进制形式的编码方式。
它指定了如何将字符映射到数字（二进制数据），以便计算机能够识别和处理文本信息。
- ASCII编码：最早的字符编码标准，用于表示常见的拉丁字母、数字和符号，每个字符用7位二进制数表示。
- Unicode编码：更为广泛和全面的字符编码标准，支持世界上几乎所有的语言和符号。
UTF-8、UTF-16 和UTF-32 是Unicode 的不同实现方式。
- 应用：字符编码在文本处理、网页编程、数据交换等场景中广泛使用，确保不同计算机系统和软件之间能够正确识别和显示字符。
二进制编码与字符编码的区别：- 基本单位不同：二进制编码的基本单位是位（bit）和字节（byte），而字符编码是将字符映射到二进制数据。
- 应用场景不同：二进制编码主要用于表示和处理任何类型的数据，而字符编码用于表示和处理文本字符和符号。
- 粒度不同：二进制编码更底层，表示硬件和数据存储，而字符编码更高层，表示文本和字符处理。
在计算机中，字符编码在文本处理中至关重要，它确保了不同计算机系统之间的互通性和字符显示的一致性。
七年级信息技术二进制与信息编码课件
七年级信息技术二进制与信息编码课件一、课程目标1、理解二进制数的概念和计算机中数值的表示方式。
2、掌握二进制、十进制和十六进制之间的转换方法。
3、理解信息编码的概念及其在计算机科学中的应用。
4、掌握常见的信息编码方式，如ASCII、UTF-8等。
二、课程内容1、二进制数的概念o二进制数的表示方法：在计算机中，数值通常以二进制的形式存储和运算。
二进制数只有两个数码0和1。
o二进制数的运算：二进制数的运算包括加法、减法、乘法和除法。
这些运算都遵循“逢二进一”的原则。
2、十进制与二进制之间的转换o十进制转二进制：将十进制数不断除以2，直到商为0，将每一步的余数从右到左排列，得到二进制数。
o二进制转十进制：将二进制数乘以2的幂次方，从右到左依次计算，将结果相加，得到十进制数。
3、十六进制与二进制之间的转换o十六进制转二进制：每个十六进制数可以表示为四个二进制数。
例如，A（十六进制）表示为1010（二进制）。
o二进制转十六进制：将二进制数每四位一组，从右到左分别表示为十六进制的0-F。
例如，1010（二进制）表示为A（十六进制）。
4、信息编码的概念及编码方式o信息编码的概念：信息编码是通过对信息的特定表示方式进行编码，以便于计算机处理和传输的过程。
oASCII编码：ASCII是最常用的字符编码标准之一，它用7位或8位二进制数表示字符。
ASCII编码用于表示英文字符和数字。
oUTF-8编码：UTF-8是一种可变长度的编码方式，它用1-4个字节表示字符。
UTF-8编码可以表示包括中文在内的多种语言字符。
三、课程总结本节课我们学习了二进制数的概念和转换方法，以及信息编码的基本概念和常见编码方式。
这些知识是计算机科学中的基础内容，对于理解计算机如何处理和存储信息至关重要。
通过学习这些知识，我们可以更好地理解和使用计算机。
四、课后作业1、将十进制数23转换为二进制数。
2、将二进制数1010转换为十六进制数。
3、写出ASCII编码中字母A的二进制表示。
第四部分 二进制与信息编码
第四部分二进制与信息编码二进制和信息编码是计算机科学中的基础概念。
本文将介绍二进制的基本原理以及常见的信息编码方法。
一、二进制的基本原理二进制是一种由0和1表示的计数系统。
在计算机科学中，所有的数据都被转化成二进制形式进行处理。
二进制的基本原理是利用两个数字0和1来表示所有的数据和信息。
0表示关闭或不存在，1表示开启或存在。
通过不同位置上0和1的组合，可以表示不同的数据。
二进制操作包括加减乘除等基本运算，以及逻辑操作如与、或、非等。
通过这些操作，计算机可以对数据进行处理和运算。
二、信息编码方法信息编码是将信息转换成特定的形式以便在传输和存储中使用的过程。
常见的信息编码方法有以下几种：1. ASCII码ASCII码是美国信息互换标准代码的缩写。
它将字符和符号转化成二进制形式表示。
ASCII码使用7位二进制数来表示不同的字符，共可以表示128个字符。
2. UNICODE码UNICODE码是一种用于表示世界上所有字符的标准编码方案。
它使用16位二进制数来表示字符，可以表示超过65,000个字符。
3. 压缩编码压缩编码是一种将信息进行压缩和编码的方法，以减少存储和传输所需的空间和时间。
常见的压缩编码方法包括哈弗曼编码和算术编码等。
4. 图像和音频编码图像和音频编码是将图像和音频数据转化成二进制形式的方法。
常见的图像和音频编码方法包括JPEG、MP3、AAC等。
总结：二进制和信息编码是计算机科学中非常重要的概念。
理解二进制的基本原理和常见的信息编码方法对于深入理解计算机科学和计算机技术具有重要意义。
《二进制与编码》PPT课件
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从小比特到大数字
• 你一定遇到过这些术语
– 24位色彩 – 100兆连接速度 – 32位计算机 – 128位SSL加密
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18
从小比特到大数字
• 计算机如何表示二进制
– 利用晶体管或电容表示二进制（如内存）
– 利用磁盘表面的磁介质状态表示（硬盘、磁带） – 利用碟片表面反光特性表示（CD或DVD等）
– 这样浪费更大的空间和更多的时间
– 于是人们发明了许多不同的方法来减少储存或 发送图片需要占用的体积，减小文件体积的过 程被称为压缩
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从比特到图像
• 游程压缩
– 因为在图片中会有大块连续的白色像素以及连 续的黑色像素的特点
– 因此只须记录下每个白色或黑色像素连续区块 的长度，就可以表示整张图像
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从比特到字母
• 传音游戏
– 那么怎么用蜂鸣声来传送二进制0111？ – 十进制9用怎样传送呢？ – 如何用字母传送字母“q”？
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从比特到字母
• 莫尔斯电码
– 莫尔斯电码的原理也是类似的 – 它有两种“符号”用来表示字符点(.)和划(-)或
称为“滴”(Dit)和“答”(Dah)
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从比特到字母
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从小比特到大数字
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从小比特到大数字
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从小比特到大数字
• 读心术
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从小比特到大数字
• 读心术
– 将包含某个数字的卡片标上1，其他为0
17 = 0 1 63 = 1 1 23 = 0 1
0
001
1
111
0
111
二进制编码及其规则
二进制编码及其规则二进制编码是一种计算机内部表示和处理数据的方式。
它使用二进制数来表示信息，即每个数字都以0和1的形式表示。
下面将介绍二进制编码的基本规则和特点。
一、二进制数的表示二进制数由一串0和1组成，最高位为符号位，其余位为数值位。
符号位表示数的正负，0表示正数，1表示负数。
数值位用于表示实际数值。
例如，二进制数1011表示十进制的11。
二、二进制数的运算二进制数的运算规则与十进制数不同，下面介绍几种基本的二进制数运算规则：1.加法运算：二进制加法运算与十进制加法运算类似，但进位方式不同。
在二进制加法中，当某一位的数值达到2时，需要向上一位进位。
例如，二进制数1011和1010相加，得到的结果是10101。
2.减法运算：二进制减法运算与十进制减法运算类似，但借位方式不同。
在二进制减法中，当某一位的数值达到0时，需要向高位借位。
例如，二进制数1011和1010相减，得到的结果是0101。
3.乘法运算：二进制乘法运算与十进制乘法运算类似，但每一位的数值只有0或1。
因此，在进行乘法运算时，只需将每一位与另一位相乘，然后将结果相加即可。
例如，二进制数1010和1001相乘，得到的结果是11001。
4.除法运算：二进制除法运算与十进制除法运算类似，但操作更为复杂。
在进行除法运算时，需要将除数向左移动，直到商的位数与被除数的位数相同。
然后，依次执行减法操作，得到商和余数。
例如，二进制数1100除以1001，得到的结果是101，余数是1。
三、二进制编码的特点二进制编码具有以下特点：1.抗干扰能力强：由于计算机内部处理的是二进制数，因此可以有效地抵抗外部干扰。
即使在恶劣的环境下，计算机仍能正常工作。
2.可靠性高：由于二进制数的每一位只有0或1两种可能取值，因此计算机在处理数据时不会出现错误。
这大大提高了计算机的可靠性。
3.易于实现逻辑运算：逻辑运算（如与、或、非等）在二进制数中很容易实现。
这使得计算机能够快速地进行各种复杂的逻辑运算。
二进制数据和二进制编码知识
二进制数据和二进制编码知识二进制编码是计算机内使用最多的码制，它只使用两个基本符号"0"和"1"，并且通过由这两个符号组成的符号串来表示各种信息。
二进制的数值数据亦是如此，计算其所代表的数值的运算规则是：m-1N = ∑Di * 2i （2.4）Di 的取值为0或1i = -k例如(1101.0101) 2 = (13.3125) 10 。
等号左右两边括号内的数字为两个不同进制的数字，括号右下脚的2和10分别指明左右两边的数字为二进制和十进制的数。
按公式（2.4），计算二进制的1101.0101的实际值为:1*23+1*22+0*21+1*20+0*2-1+1*2-2+0*2-3+1*2-4=8+4+1+0.25+0.0625 = 13.3125从式中可以进一步看到，由于二进制只用0和1两个符号,在计算二进制位串所代表的实际值时, 只需把符号为1的那些位的位权相加即可, 则上式变为:23 + 22 + 20 + 2-2 + 2-4 = 13.3125熟悉地记清二进制数每位上的位权是有益的。
当位序号为0-12时, 其各位上的位权分别为1、2、4、8、16、32、64、128、256、512、1024、2048和4096。
数制与进位计数法基础在采用进位记数的数字系统中, 如果只用r个基本符号(例如0,1,2,…r-1) 、通过排列起来的符号串表示数值，则称其为基r数制(Radix-r Number System)，r称为该数制的基(Radix)。
假定用m+k个自左向右排列的符号Ｄi（－k≤i≤m-1）表示数值N，即N = Dm-1 Dm-2 …D1 D0 D-1 D-2 …D-k （2.1）式中的Di（-k≤i≤m-1）为该数制采用的基本符号，可取值0、1、2、…、r-1，小数点位置隐含在D0与D-1位之间, 则Dm-1 …D0 为N的整数部分，D-1 …D-n 为N的小数部分。
二进制与编码原理
二进制与编码原理二进制是一种计数系统，它仅由两个数字0和1组成。
在计算机科学领域，二进制是最常用的计数系统，用于表示和处理数字、文本、图像和音频等各种数据。
本文将深入探讨二进制的原理以及与之相关的编码原理。
二进制的原理很简单，它利用了数字电路中的两个基本状态：高电平和低电平，用1表示高电平，用0表示低电平。
通过组合0和1，可以表示任何数字。
例如，二进制数1101可以表示十进制数13，因为1 * 2^3 + 1 * 2^2 + 0 * 2^1 + 1 * 2^0 = 13。
二进制的简单原理使得计算机能够高效地存储和处理数据。
计算机中的所有数据都是以二进制形式存储和表示的。
例如，计算机内存中的每个存储单元都可以存储一个二进制位，而计算机的中央处理器（CPU）可以执行各种二进制操作，如加法、减法和逻辑运算等。
除了表示数字之外，二进制还可以用于编码。
编码是将某种信息转化为特定符号的过程。
在计算机科学中，常用的编码方式有ASCII码和Unicode。
ASCII码（American Standard Code for Information Interchange）是一种使用7位二进制数表示字符的编码系统。
它将常见的英文字母、数字和标点符号都转换成二进制形式，使计算机可以直接处理和存储这些字符。
随着计算机技术的发展，ASCII码变得不够用，因为它无法表示其他语言的字符。
于是，Unicode编码应运而生。
Unicode采用了更多的二进制位来表示字符，它可以表示超过100,000个字符，包括各种语言的字符、符号和表情符号等。
Unicode编码使得计算机可以更好地支持全球化和多语言处理。
除了数字和字符编码，二进制还可以用于表示图像和音频等多媒体数据。
在计算机中，图像和音频被转换为二进制数据，然后存储和处理。
图像可以通过像素阵列来表示，每个像素都有一个对应的二进制值来表示其颜色。
音频可以通过采样和量化来表示，通过将声音信号转换为一系列二进制值来表示其振幅。
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服从真理，就能征服一切事物
二进制
Outline
• 导论 • 二进制数与“比特” • 从小比特到大数字 • 从比特到字母 • 从比特到图像
3
导论
• “黑客帝国”是一个 二进制世界
• 计算机可以展现形式 多样的信息
– 文档、网页、照片、音 乐、视频等
• 单数据无一例外是 由一系列0和1的形 式存储的
片的关系了吗？
22
从小比特到大数字
• 二进制数的性质
– 在十进制系统中，当往数字右侧插入一个0时， 就相当于将数字扩大10倍
• 9 → 90 • 30 → 300
– 当你向二进制的右侧添加一个0呢？
• 010 → 0100 • 101 → 1010 • 110 → 1100
23
从小比特到大数字
• 二进制数的性质
27
从小比特到大数字
• 如何转换77到二进制
– 接下来是64 – 这个数比77小，保留，余下的数为77-64=13 – 保留
28
从小比特到大数字
在实际应用中，计算机系统处理连续存储的8位数据时非 常便利的，一般将上述连续存储的8比特称为一个字节 (byte)
25
从小比特到大数字
• 如何转换十进制到二进制
– 假设我们使用8比特表示数值 – 试试用二进制数怎样得到77 – 写下下面的数字
26
从小比特到大数字
• 如何转换77到二进制
– 从128开始 – 这个数太大了，无论如何都无法表示出77来 – 因此划掉
1 0 1 0 1 = 21
14
二进制数与“比特”
• 示数字30呢？
1 1 1 1 0 = 30
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二进制数与“比特”
• 二进制卡片游戏
– 任何数字都能用不止一种方法来表示吗？（比 如，你能用两种不同的方法来表示数字5吗？）
– 5张卡片能表示的最大数字是多少？ – 它们能表示的最小数字又是多少？ – 在0至31之间，有你无法表示的数字吗？ – 令数字递增1最简单的方法是什么？
– 24位色彩 – 100兆连接速度 – 32位计算机 – 128位SSL加密
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从小比特到大数字
• 计算机如何表示二进制
– 利用晶体管或电容表示二进制（如内存）
– 利用磁盘表面的磁介质状态表示（硬盘、磁带） – 利用碟片表面反光特性表示（CD或DVD等）
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从小比特到大数字
• 二进制数的性质
– 卡片上的数字有什么规律？
• 想一想
– 这些卡片一共组成多少个比特呢？ – 用卡片摆出01101，它对应的十进制
数为多少？ – 二进制00110对应的十进制是多少？ – 二进制01110对应的十进制是多少？ – 二进制10001对应的十进制是多少？ – 用6个卡片最大能表示多少？
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从小比特到大数字
• 你一定遇到过这些术语
– 莱布尼兹认为认为二进制是世界上数学进制中 最先进的
– 而现代计算机的运算模式也是二进制
6
二进制数与“比特”
• 认识二进制
– 二进制数 (binary number) – 所有电子计算机中的数据都是以二进制的形式
存储的 – 它们直接影响到计算机工作的各项指标
• 硬盘有多满？ • 下载速度有多快？ • 网上支付有多安全 • 屏幕可显示的最高分辨率是多少？ • 计算机的最快运算速度是多少？
7
二进制数与“比特”
• 认识二进制
– 二进制中仅有0和1，如何只用这两个数来数数？ – 二进制卡片游戏
8
二进制数与“比特”
• 二进制卡片游戏
– 卡片上的圆点有怎么样的规律？ – 如果我们在这些卡片的左侧增加一张卡片，那
么这张卡片上需要画几个圆点？ – 如果我们在这些卡片的左侧再增加一张卡片，
那么这张新的卡片上需要画几个圆点？
9
二进制数与“比特”
• 二进制卡片游戏
– 唯一规则：保证卡片要么正面朝上，要么翻过 来背面朝上
– 将一些卡片翻转使其背面朝上，然后计算正面 朝上卡片上点数之和来代表不同的数字
– 例如：下图中仅将1个圆点和4个圆点的卡片正 面朝上代表了数字5
10
二进制数与“比特”
• 二进制卡片游戏
– 你需要令那几张卡片正面朝上来表示数字6呢？
• 写出来是 1, 2, 4, 8,16 …
21
从小比特到大数字
• 二进制数的性质
– 把前两张卡片的数字相加(1+2)，其计算结果是 多少？
– 把前三张卡片的数字相加(1+2+4)，其计算结果 是多少？
– 那么1+2+4+8的计算结果呢？ – 最后把五张卡片的数字全部加在一起
(1+2+4+8+16)，其结果等于多少？ – 现在你发现前面卡片的数字之和与后面一张卡
4
导论
• 二进制的起源
– 中国《易经》以爻、卦来表示天 地和万物
– 爻分阴爻和阳爻两种 – 德国数学家莱布尼茨受到《易经》
启发在18世纪发明二进制 – 莱布尼兹甚至在1674制作了一台
“乘法机”的机械计算机
5
导论
• 二进制的起源
– 1与0，一切数字的神奇渊源。这是造物的秘密 美妙的典范，因为，一切无非都来自上帝。— —莱布尼兹
– 二进制数010右侧插入0后会变成什么数字？ – 二进制数101右侧插入0后会变成什么数字？ – 二进制数110右侧插入0后会变成什么数字？ – 二进制数右侧插入0后会变成一个新数字，计
算该新数的规律是什么？
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从小比特到大数字
• 大一点的二进制数
– 使用5比特最大可以表示31 – 使用6比特最大可以表示多少？ – 使用7比特最大可以表示多少？ – 那么8比特呢？ – 16比特或24比特呢？如何计算？
001
10=6
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二进制数与“比特”
• 二进制卡片游戏
– 你需要令那几张卡片正面朝上来表示数字20呢？
1 0 1 0 0 = 20
12
二进制数与“比特”
• 二进制卡片游戏
– 你需要令那几张卡片正面朝上来表示数字15呢？
0 1 1 1 1 = 15
13
二进制数与“比特”
• 二进制卡片游戏
– 你需要令那几张卡片正面朝上来表示数字21呢？
16
二进制数与“比特”
• 二进制卡片游戏
– 利用了二进制数的原理 – 计算机仅用两个数字0和1表示信息，称之为二
进制 – 每位只有两种数值可供选择，二进制有时候也
成为基数为2的数制
在计算机科学中被广泛使用的“二进制”有一个昵称 “比特”(bit)。一个比特即是一个数位，其值可以为0或 1。
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二进制数与“比特”