第3章-信息的表示及编码.ppt
合集下载
第三章汉字编码原理
㈣标调拼音码
• 汉语是有声调的语言，汉语的声调是一 个重要的“音位”，具有重要的辨义功 能。有一种乐器叫做“雷琴”，可以只 用“音高”就能模拟汉语的句子。这个 例子足以说明汉语声调的重性。
• 拼音码为了降低重码率，采用标调的办法，这 样的拼音码，我们称之为“标调拼音码”。 • 汉语的音节是有数的：不加声调只有４１２个， 加声调则有１３００个左右。 • 汉字共有６万个。收在《基本集》中的有６７ ６３个。 • 不加声调平均每个音节约有１５个重码，加上 重码分布的不平衡，个别的音节就有几十甚至 上百个； • 如果加上声调，平均每个音节只有不到４个重 码了。
拼音编码的瓶颈
• 同音字繁多，影响输入 • 《新华字典》中，读SHI音的字有72个， • 《汉语词典》中，读YI音的字有164个。
• • • • • • • •
同音词也影响编码输入 Shi-shi的词就有如下的24条： 失实、失时、诗史、失事、 失势、施事、实施、时时、 事事、时事、时势、时世、 时式、史诗、史实、试试、 誓师、事实、适时、事势、 逝世、世事、视事、实时
• 一般的编码方案多采用２６个英文字母 作码元， • 也有的在这个基础上再增加１０个数目 字，使码元数增加到３６个的方案， • 还有的把字母键盘区的其它功能键也利 用上的。 • 这种需要增加码元数的方案多数是形码 方案。
３、确定编码规则
• 理想的规则是“字码意义对应” 、规则简单， 好学易记，没有复杂的条件限制或特例情况。 • 实际上最难做到。 • 比如按形排序，同笔画数的字很多，同笔画的 字当中，起笔相同的也不少，甚至笔顺相同的 也有。究竟谁先谁后，难以给出一个标准。 • 按音排序也有个同音字的先后问题。同音、同 调、同笔画数的汉字再按什么条件排先后，都 是难题。 • 人为地增加许多规定，势必增加用户的学习量。
第3章 编码和调制
2
第3章 编码和调制
模拟信号在时域表现为连续的变化，在频域其频 谱是离散的。模拟信号用来表示模拟数据。 数字信号是一种电压脉冲序列，数据取离散值， 通常可用信号的两个稳态电平来表示，一个表示二 进制的0，另一个表示二进制的1。 3.1.1
3
第3章 编码和调制
3.1.2 信道 传输介质 传输介质是数据传输系统里发送器和接收器之 间的物理通路。 无线传输 10 10 10 10 10 10 10 10
《RFID原理与应用》第2版
单承赣 教授
合肥工业大学 计算机与信息学院
第3章 编码和调制
3.1信号和编码
3.1.1 数据和信号 数据可定义为表意的实体，分为模拟数据和数字 数据。模拟数据在某些时间间隔上取连续的值，例 如，语音、温度、压力等。 数字数据取离散值，为人们所熟悉的例子是文本 或字符串。在射频识别应答器中存放的数据是数字 数据 。
密勒码传输格式
密勒码 1 0
二位表示法的二进制数 10 或 01 11 或 00
密勒码两位表示法
15
第3章
数据 数据时钟 1
编码和调制
RFID中常用的编码方式及编解码器
0 1 1 0 0 1 0
NRZ 倒相的 曼彻斯特码
密勒码
1
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
1
1
0
0
0
密勒码波形及与NRZ码、曼彻斯特码的波形关系
29
第3章 编码和调制
脉冲调制 3.3.2 PSK PSK1和PSK2
数据 NRZ 码 PP PSK1 P PSK2 P PP PP PP 0 0 1 1 PP
第3章计算机基础知识、计算机中数据的表示
吾
日
三
省
吾
我知
身
进步
❖大一：大学计算机基础 ❖大二：VB、C、Athorware、
Access、Photoshop
课程定位
基本技能
中英文录入（50字/分） 计算机基础知识 Windows XP 网络应用 Word 2019 文字处理软件 Excel 2019 电子表格处理软件 PowerPoint 2019 演示软件
【方法】除基逆取余
【例】将十进制数253转换成二进制数
十进制数(D)
余数
2 253
└2 126 └2 63 └2 31 └2 15 └2 7 └2 3 └2 1 └0
1
转换结果的最低位
0
1
1
1
1
1
1
转换结果的最高位
转换结果： (253)10=(11111101)2
【例】将十进制数253转换成八进制数转换结果的最低位
集成电路
Integrated
大规模集成电路
Large Scale Integration
计算机各个发展阶段的比较
发展对象
比较 特点 对象
第一代
第二代
（1946~1957） （1958~1964）
第三代 （1965~1970）
第四代 （1971至今）
电子器件
电子管
晶体管
中、小规模集成电 路
主存储器
磁芯、磁鼓
6 0 3.2 5
6×102 3×100
2×10-1
5×10-2
计算机中常用的几种计数制
十进制 二进制 八进制
数码
0～9
0，1
0～7
基数
10
日
三
省
吾
我知
身
进步
❖大一：大学计算机基础 ❖大二：VB、C、Athorware、
Access、Photoshop
课程定位
基本技能
中英文录入（50字/分） 计算机基础知识 Windows XP 网络应用 Word 2019 文字处理软件 Excel 2019 电子表格处理软件 PowerPoint 2019 演示软件
【方法】除基逆取余
【例】将十进制数253转换成二进制数
十进制数(D)
余数
2 253
└2 126 └2 63 └2 31 └2 15 └2 7 └2 3 └2 1 └0
1
转换结果的最低位
0
1
1
1
1
1
1
转换结果的最高位
转换结果： (253)10=(11111101)2
【例】将十进制数253转换成八进制数转换结果的最低位
集成电路
Integrated
大规模集成电路
Large Scale Integration
计算机各个发展阶段的比较
发展对象
比较 特点 对象
第一代
第二代
（1946~1957） （1958~1964）
第三代 （1965~1970）
第四代 （1971至今）
电子器件
电子管
晶体管
中、小规模集成电 路
主存储器
磁芯、磁鼓
6 0 3.2 5
6×102 3×100
2×10-1
5×10-2
计算机中常用的几种计数制
十进制 二进制 八进制
数码
0～9
0，1
0～7
基数
10
计算机网络(第3章)
码元 基本波形
编码
信号
25
不同的编码方案
表示不同数字数据的码元的形式不同，产生出 不同的编码方案。 1.单极性遍码 2.双极性编码 3.曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码
26
1.单极性编码
所谓单极性编码，是指在每一码元时间间隔内，有电流发出表 示二进制“1”，无电流发出表示二进制“0”。 （1）如果整个码元时间内维持有效电平，则属于全宽码，称 为单极性不归零型编码（NRZ）； （2）如果逻辑“1”只在该码元时间维持一段时间就变成0电 平，称为单极性归零型编码（RZ）。
量、数据通信的基本方式、 多路复用技术、 数据交换 方式和差错校验和控制等技术。
信息 信源
信息 传输媒体与通信技术
信息 信宿
数据通信系统构成与功能示意图
4
3、数据通信系统的模型
数据通信系统的模型 1、一个数据通信系统可以划分为三大部分：源系统、传输系统
和目的系统；
2、源系统一般包括源点和发送器两部分；目的系统一般包括接 收器和终点两部分。
振幅
f1
f2 频率
振幅频谱图
18
10、基带信号和宽带信号
直接来自信源的、没有经过调制（进行频谱搬移和变 换）的原始电信号称为基带信号，即基本频率信号。
调制分为基带调制和带通调制。 1.仅对基带信号的波形进行交换，使它能够与信道特 性相适应，变换后的信号还是基带信号，称为基带调 制； 2.利用载波信号将基带信号搬移到较高频段进行传输， 调制后的信号称为带通信号（也称宽带信号），这类 调制称为带通调制。 3.基本的调制方法有调幅（AM）、调频（FM）和调 相（PM）。
清华大学的《计算机通信与网络教程》：从高到低的跳变是 1 从 低到高的跳变是 0 。
第3章-信息组织的原理与方法
❖ 哲学(Philosophy)：人类哲学(Human Philosophy)、文化 哲学(Civil Philosophy)、神学(Theology)
❖ (3)圣西门和黑格尔的分类思想
•信息组织>>>第 3 章信息组织的原理与方法
21
Logo
3.1 信息组织的原理
❖3.1.4 知识分类原理 ❖ (4)恩格斯的分类思想 ❖恩格斯把科学分为：数学、力学和天文学、
❖3.1.1 系统原理
❖ 在信息组织系统中，如果将大量的、分散的、杂 乱的信息组织成一个系统，建立起内在的关联， 那么信息系统的整体功能将大于各个信息单元的 功能之总和。也就是说，这将能充分发挥信息资 源的价值和作用。不仅如此，在信息组织活动中， 类目体系的展开、主题词族的编制、信息的分析 等都体现着系统的思想。基于这一原理，信息组 织的目标是要建立一个有效的方便检索的信息系 统。
物理学、化学、地学、生物学、社会科学 和关于人类思维规律的科学。
•信息组织>>>第 3 章信息组织的原理与方法
22
Logo
3.1 信息组织的原理
❖3.1.4 知识分类原理 ❖ (5)毛泽东的分类思想
❖毛泽东同志在《整顿党的作风》一文中说 过：“什么是知识？自从有阶级的社会存 在以来，世界上的知识只有两门，一门叫 做生产斗争知识，一门叫做阶级斗争知识。 自然科学、社会科学就是这两门知识的结 晶，哲学则是自然知识和社会知识的概括 和总结。”
3.1 信息组织的原理
❖3.1.3 逻辑学原理
❖ 信息组织是一种智力活动，离不开人的逻辑思维， 信息组织本身是思维的一种表现形式，概念是思 维的元素，逻辑则是思维的规则。所以信息组织 自然包含相应的逻辑学问题。实践证明，逻辑思 维越强的信息组织者其信息组织工作也越好。事 实上，信息组织是对信息对象的各个元素(按内部 特征和外部特征划分)，经过从事物到概念再到语 言的层层递进的分析之后，运用科学思维使之序 化的一个复杂的过程。
❖ (3)圣西门和黑格尔的分类思想
•信息组织>>>第 3 章信息组织的原理与方法
21
Logo
3.1 信息组织的原理
❖3.1.4 知识分类原理 ❖ (4)恩格斯的分类思想 ❖恩格斯把科学分为：数学、力学和天文学、
❖3.1.1 系统原理
❖ 在信息组织系统中，如果将大量的、分散的、杂 乱的信息组织成一个系统，建立起内在的关联， 那么信息系统的整体功能将大于各个信息单元的 功能之总和。也就是说，这将能充分发挥信息资 源的价值和作用。不仅如此，在信息组织活动中， 类目体系的展开、主题词族的编制、信息的分析 等都体现着系统的思想。基于这一原理，信息组 织的目标是要建立一个有效的方便检索的信息系 统。
物理学、化学、地学、生物学、社会科学 和关于人类思维规律的科学。
•信息组织>>>第 3 章信息组织的原理与方法
22
Logo
3.1 信息组织的原理
❖3.1.4 知识分类原理 ❖ (5)毛泽东的分类思想
❖毛泽东同志在《整顿党的作风》一文中说 过：“什么是知识？自从有阶级的社会存 在以来，世界上的知识只有两门，一门叫 做生产斗争知识，一门叫做阶级斗争知识。 自然科学、社会科学就是这两门知识的结 晶，哲学则是自然知识和社会知识的概括 和总结。”
3.1 信息组织的原理
❖3.1.3 逻辑学原理
❖ 信息组织是一种智力活动，离不开人的逻辑思维， 信息组织本身是思维的一种表现形式，概念是思 维的元素，逻辑则是思维的规则。所以信息组织 自然包含相应的逻辑学问题。实践证明，逻辑思 维越强的信息组织者其信息组织工作也越好。事 实上，信息组织是对信息对象的各个元素(按内部 特征和外部特征划分)，经过从事物到概念再到语 言的层层递进的分析之后，运用科学思维使之序 化的一个复杂的过程。
计算机组成原理——第3章2之信息编码及数据表示
第3章信息编码与数据表示• 3.4 浮点机器数表示方法– 3.4.1 浮点数的格式•浮点数的典型格式N=M*RE –阶符，数符。
阶码一般采用移码和补码表示。
尾数一般采用原码和补码表示。
–E ：定点整数。
E 决定了浮点数N 的绝对值；E S 不是N 的符号–M ：定点小数。
M S 决定了浮点数N 的符号；M S =0，则N 为正数，M S =1，则N 为负数 E 1E 2……E m .阶码数值尾数数值. M 1M 2……M nE S M S 阶符数符IEEE 754 国际标准常用的浮点数格式有3种，阶码的底隐含为2短实数又称为单精度浮点数，长实数又称为双精度浮点数，临时实数主要用于进行浮点数运算，保存临时的计算结果。
单精度浮点数和双精度浮点数的阶码采用移码，但不同的是：它的偏移量不是27和210，而是27－1=127和210－1=1023；尾数使用原码表示，且采用隐藏位，也就是将规格化浮点数尾数的最高位的“1”省略，不予保存，认为它隐藏在尾数小数点的左边。
由此，推导出它们的真值计算公式如上表，其中E为阶码ESE1……Em的加权求和的值。
Ms Es E1…E8M1M2…M23Ms Es E1…E11M1M2…M52IEEE754单精度格式IEEE754双精度格式例 3.10:若X 和Y 均是IEEE 754 标准的单精度浮点数，若X 浮点数的存储形式为41360000H ，求X 的真值。
若Y=－135.625，求Y 的浮点数表示。
解：（1）[X]浮= 0100 0001 0011 0110 0000 0000 0000 0000 B按照表3-3中的真值计算公式及IEEE 754 标准的单精度浮点数格式，可以知道：M S =0 ，E=E S E 1……E m = 10000010 B = 130 D ，1. M 1M 2…… M n = 1.011 0110 0000 0000 0000 0000 ，所以，X =（-1）MS ×（1.M 1M 2…… M n ）×2E －127= （－1）0×（1. 011 011）×2130－127；X=（+1011.011）2= （+11.375 ）10（2）Y=（－10000111.101）2；Y =－1. 0000111101×27=（－1）1×（1.0000111101）×2134－127；因此：M S =1 ，E=E S E 1……E m = 134 D = 10000110 B ，1.M1 M2…… Mn = 1. 000 0111 1010 0000 0000 0000 ，求出：[Y]浮= 1 10000110 000 0111 1010 0000 0000 0000 B = C307A000 H–3.4.2 规格化定义：采用规格化形式表示浮点数可以提高精度。
计算机网络2-第3章-补充内容数据编码技术
φ=π φ=0
φ=0
φ=π
相对相移键控PSK
相位 偏移π φ不变 偏移π 偏移π φ不变 φ=0 φ=π φ=π φ=0 φ=π φ=π
2021/4/9
7
多相调制
二进制比特 相位值
00
0
π
01
2
11
3π 2
10
π
数字数据 0 0 1
四相 相移键控
0
π
10
01
3π 2
01 00
11 10
π 2
ASK、FSK和PSK都是最基本的调 制技术，实现容易，技术简单，抗 干扰能力差，调制速率不高，为了 提高数据传输速率，也可以采用多 相调制的方法。
对数字数据调制的基本方法有三种：幅移键控、频移键控和相移键控。
计算机
调制解调器
公用电话网
调制解调器
计算机
2021/4/9
4
数字数据的调制
在调制过程中，选择音频范围内的某一角频率ω的正（余）弦信号作 为载波，该正（余）弦信号可以写为： u（t）= um·sin（ωt+φ0）
3个可以改变的电参量： — 振 幅 um — 角频率 ω — 相位 φ
模拟信号 (模拟信道)
模拟数据
调制 （AM、FM、PM等）
模拟信号 (模拟信道)
2021/4/9
3
数字数据的调制
传统的电话通信信道是为传输语音信号设计的，用于传输音频 300Hz～3400Hz的模拟信号，不能直接传输数字数据。为了利用模拟 语音通信的电话交换网实现计算机的数字数据的传输，必须首先将数 字信号转换成模拟信号，也就是要对数字数据进行调制。
PCM 输出（编码） 011100011011001100
信息在计算机中的表示与编码
第1章>>1.3节>>1.3.2
1.3.2 信息编码
定义
用按一定规则组合而成的若干位二进制码来表示数或 字符
分类
1.数字编码
• 定义：是指用若干位二进制代码来表示一位十进制数 • BCD码用四位权为8421的二进制数来表示等值的一位十进制 数 • 【例1.1】(731)10 =(?) BCD； (731)10 =(011100110001) 2
小数转换规则(乘基取整法顺序)
• 【例1.4】(0.625)10=(?)2 例子 • 十进制小数转换为二（十六、八）进制小数的规则为：“乘2 （16、8）取整，直至小数为0，结果从上向下”。
第1章>>1.3节>>1.3.3
1.3.3 数制及其转换
八，十六进制数转换成二进制数
由于八（十六）进制数的基数为8（16），二进制数的基数为2， 两者满足8=23（16=24），故每位八（十六）制数可以转换为等值 的三（四）位二进制数，反之亦然。 转换方法：将八（十六）进制数的每一位展开为三（四）位二进 制数，去掉整数首部和小数尾部的0即可。 【例1 5】(7D．C4)16=( ? )2 将每位十六进制数写成四位二进制数，便得到转换结果。如下所 示： 求得(7D.C4)16=(1111101.110001)2。
【例1.2】 （11010.101）2=1×24 +1×2 3 +1×22 +1×2 1 +1×2 0 +1×2 -1 +1×2 -2 +1×2 -3 =16+8＋0+2＋0＋0.5＋0+0.125 =(26.625)10 （B7A.8) 16=B×162＋7×161＋A×160＋8×16-1 =11×256+7×16+10×1+8×0.0625 =(2938.5)10 （275.04)8=2×82＋7×81＋5×80＋0×8-1+4×8-2 =2×64 + 7×8 +5×1+0+0.0625 =(189.0625)10
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
大学计算机基础系列课件
数制及其转换
7/24
▪十进制向R进制的转换： 将“整数部分“与“小数部分”
分开考虑，规则为： 整数部分：除R取余，逆排法。 小数部分：乘R取整，顺排法。
华中农业大学理学院计算机系
大学计算机基础系列课件
数制及其转换
8/24
▪十进制向R进制的转换：
例：请将29.125转换为2、8、16进制数，保留3位小数。
计算机中数据编码_定点数
16/24
0001 1011 0111.0100
(1 B
华中农业大学理学院计算机系
7 . 4 )16
大学计算机基础系列课件
二进制数的运算_算术运算
11/24
二进制数的算术运算非常简单,有:
运算规则
P43
0+0=0,0+1=1+0=1,1+1=10
0-0=1-1=0, 1-0=1,0-1=1
0*0=0,0*1=1*0=0,1*1=1
2
29
2
14
1
2
7
0
2
3
1
2
1
1
0
1
(29.125)10=(11101.001)2
0. 1 2 5 0. 2 5 0 0. 5 0 0 * 2* 2 * 2 0. 2 5 0 0. 5 0 0 1. 0 0 0
小数部分： 0
0
1
8
29
8
3
5
0
3
华中农业大学理学院计算机系
(29.125)10=(35.100)8 (29.125)10=(1D. 200)16
(110.011)2=1 22+1 21+0 20+0 2-1+1 2-2+1 2-3
=(6.375)10
(17.2)8=1 81+7 80＋2 8-1
=(15.25)10
(2AC)16=2 162+A 161+C 160
=2 162+10 161+12 160＝(684)10
华中农业大学理学院计算机系
➢ 进位计数制：按进位的原则进行计数的数制。其 三要素为：数位、基数、位权。
进制
基数 基本符号
标识
二进制 R=2 0,1
B
八进制 R=8 0,1,2,3,4,5,6,7
Q
十进制 R=10 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
D
十六进制 R=16 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F H
大学计算机基础系列课件
数制及其转换
9/24
二、八、十六进制之间的转换
整数从右向左 小数从左向右
二进制
三位并一位 一位拆三位
八进制
二进制
四位并一位
一位拆四位
华中农业大学理学院计算机系
十六进制
大学计算机基础系列课件
数制及其转换
10/24
示例： 100 110 110 111 . 010 100
( 4 6 6 7 . 2 4 )8
第3章 计算机中信息的表示及编码 1/24
内容简介与提要
❖ 信息编码的基本概念 ❖ 数制及其转换 ❖ 数值型数据在计算机中的表示 ❖ 非数值型数据在计算机中的表示
华中农业大学理学院计算机系
大学计算机基础系列课件
信息编码的基本概念
2/24
信息与数据:
病历卡上记载病人的体温390C是数据。数据
390C本身是没有意义的。当数据以某种形式经过
字：二进制位串，是一个独立的信息单位；
字长：指组成一个字的二进制位数。代表了计算机 处理数据的范围。
华中农业大学理学院计算机系
大学计算机基础系列课件
计算机中数据编码_数值型数据的表示 14/24
+77
0 1 0 0 1 1 01
机
器
符号位
真值
数
/
机器数
真
值
即：+77 0 1001101
华中农业大学理学院计算机系
处理、描述或与其它数据比较时，才能成为信息。
Байду номын сангаас
信息: 各种事物的变化和特征的反映。 数据: 信息的载体。例如：数值、文字、语言、 图形、图像等。
信息 编码 数据
华中农业大学理学院计算机系
大学计算机基础系列课件
计算机内信息表示
3/24
指令信息
定点数 信
息
数值信息 浮点数
数据信息
字符数据
非数值信息 逻辑数据
中英文数据
➢计算机中信息：用二进制表示。
➢二进制所具有的特点：易于物理实 现、运算规则简单、可靠性高、适于 逻辑运算 。
华中农业大学理学院计算机系
大学计算机基础系列课件
数制及其转换
4/24
数的进制与转换
➢数制(Numbering system):用一组固定的数字和 一套统一的规则来表示数值的方法。
大学计算机基础系列课件
计算机中数据编码_数值型数据的编码 15/24
P45
带
-77
原码 1 1 0 0 1 1 0 1
符
反码 1 0 1 1 0 0 1 0
号
的
补码 1 0 1 1 0 0 1 1
机
符 各号 位位 取外 反原， 码
器
反码 +1 补码
数
华中农业大学理学院计算机系
大学计算机基础系列课件
华中农业大学理学院计算机系
大学计算机基础系列课件
计算机中数据编码_信息存储单位 13/24
P44
位(Bit)：度量数据的最小单位
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 字节(Byte)：最常用的基本单位
1 0 0 1 0 1 0 1 =27+ 24+ 22+ 20 =149
K 字节，1K = 1024 byte； M(兆)字节，1M = 1024 K G(吉) 字节，1G = 1024 M； T(呔)字节，1T = 1024G P(啪)字节，1P= 1024T
?/0无意义,0/1=1,1/1=1
华中农业大学理学院计算机系
大学计算机基础系列课件
P15
4 种
二进制数的运算_逻辑运算
12/24
与:用符号∧或×表示,含义为:当且仅 当全1为1,其它均0; 或:用符号∨或+表示,含义为:当且仅 当全0为0,其它均1; 非:在逻辑量上加一横表示,含义为:1 的非为0,0的非为1; 异或:用符号表示,含义为:相异为1,相 同为0.
例如十进制数987.654展开：
987.654=9 102+8 101+7 100+6 10-1+5 10-2+4 10-3
华中农业大学理学院计算机系
大学计算机基础系列课件
数制及其转换
6/24
❖ 各种进制数据间的转换：两种重点转换： R进制 十进制 二进制 八进制、十六进制
▪ R进制向十进制的转换：按位乘位权相加。
华中农业大学理学院计算机系
大学计算机基础系列课件
数制及其转换
5/24
➢R进位计数制的进位规则：逢 R 进一 数值的展开： ❖ 数=∑(数位位权),即“按位乘位权相加”。 ❖位权=(基数)位序 -1 ❖位序：小数点分界,向左：个位为1，十位为2， 依此类推；向右：十分位为0，百分位为-1，依 此类推。