计算机数据与编码
计算机数据编码方法
计算机数据编码方法
计算机数据编码方法是将数据转换为计算机可以理解和处理的二进制形式的过程。
以下是几种常见的数据编码方法：
1. ASCII编码：ASCII（American Standard Code for Information Interchange）是一种使用7位或8位二进制来表示字符的编码方式。
它包括了常见的字母、数字、标点符号以及一些控制字符。
2. Unicode编码：Unicode是一种国际字符集，它为世界上几乎所有的字符都分配了唯一的编码值。
Unicode编码可以使用不同的编码方案实现，如UTF-8、UTF-16等。
3. UTF-8编码：UTF-8是一种变长编码方式，它能表示Unicode字符集中的所有字符。
UTF-8编码使用1至4个字节来表示不同的字符，其中英文字母和常见符号使用1个字节表示，而一些特殊字符和汉字则使用2至4个字节表示。
4. UTF-16编码：UTF-16也是一种变长编码方式，它使用2或4个字节来表示字符。
UTF-16编码主要用于表示较少使用的字符，对于常见的英文字母和数字，UTF-16编码与ASCII编码相同，使用2个字节表示。
5. Base64编码：Base64编码是一种将二进制数据转换为可打印字符的编码方式。
它将每3个字节的二进制数据转换为4个字符，常用于在文本传输中编码二进制数据。
这些编码方法具有不同的特点和应用场景，选择合适的编码方法取决于所需编码的数据类型和使用环境。
四年级信息科技数据与编码
四年级信息科技数据与编码主要涉及数据和编码的基本概念、表示方法以及应用。
以下是对该主题的800字回答：数据与编码是计算机科学中的两个基本概念，它们是信息技术的基础。
在四年级的信息科技课程中，学生将学习数据与编码的基本概念和应用。
一、数据数据是计算机处理的原始事实、信息或数字。
它们可以是数字、字母、符号、图片、音频和视频等。
数据可以是结构化的，也可以是非结构化的。
结构化数据具有固定的格式和规范，如数字、日期和时间等。
非结构化数据则没有固定的格式，如文本、图片和音频等。
在计算机中，数据通常以二进制形式表示，因为二进制是计算机内部使用的语言。
这意味着数据以0和1的形式存在，每个0或1代表一个位（bit）。
这些位组成字节（byte），字节又组成更复杂的数据结构，如记录、文件和网络数据包等。
二、编码编码是使用符号代表数据的过程。
编码有很多种，包括数字编码（如二进制）、字符编码（如ASCII码）和图像编码（如JPEG）。
编码允许我们以紧凑的方式存储和传输数据，同时保持数据的完整性和可读性。
在四年级的信息科技课程中，学生将学习基本的数字编码，如二进制。
二进制是一种使用0和1代表数据的数字系统。
它是最基本的数字系统之一，许多其他数字系统都基于二进制系统。
例如，计算机中的字节使用二进制编码表示，网络数据包使用二进制编码进行传输。
三、数据与编码的应用数据和编码在信息技术中有着广泛的应用。
例如，它们在计算机编程中起着至关重要的作用，因为编程语言是计算机可以理解和执行的代码，而代码是由数据和编码组成的。
此外，数据和编码在通信、存储、计算和人工智能等领域也起着重要作用。
在日常生活中，学生也可以看到数据和编码的应用。
例如，数字货币的交易记录是以数字形式存储的，而这些数字记录是通过编码技术创建的。
互联网上的网页也是由数据和编码组成的，以便计算机可以读取和理解它们。
总之，数据与编码是信息技术的基础，它们在计算机科学和信息技术的各个领域中起着至关重要的作用。
计算机中的数制和编码
h
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③ 8位二进制补码表示数的范围是-128～+127， 十六位二进制补码表示数的范围是-32768～ +32767；对于同一个数，作为8位二进制数的补 码和作为16位二进制数的补码不同，这一点要特 别注意。
④ 注意：对于8位二进制数10000000B，若为补 码表示为[-128]补，若为原码表示[-0]原，若为反 码表示为[-127]反；
h
12
原码表示的特点：
① 最高位为符号位，正数为0，负数为1；
② 8位二进制原码表示数的范围是-127～+127， 十六位二进制原码表示数的范围是-32767～ +32767；
③ 0的原码有两种表示方法，即+0和-0，设字长 为8位：
[+0]原=00000000B
[-0]原=10000000B
h
23
1．美国信息交换标准代码（ASCII 码）
P311 附录A 如“8”的7位ASCII码 0111000B 奇校验ASCII码为00111000B； 偶校验ASCII码为10111000B；
h
24
2、BCD码
二进制编码的十进制数 0～9 A ～F非法 一个字节---8位 压缩与非压缩
h
18
P24 表1-5
从表1-5可以看出，8位二进制数，
无符号数表示范围是0～255；
有符号数：
原码表示范围-127～+127；
反码表示范围是-127～+127；
补码表示范围是-128～+127。
h
19
3．带符号数溢出及其判断方法
如前所述，带符号数表示方法都有一定的 范围，对于8位的原码、反码和补码表示的 范围分别为：
了解计算机编码和数据传输技术
了解计算机编码和数据传输技术计算机编码和数据传输技术是信息科学与技术领域的重要基础知识，它们在日常生活和各行各业中发挥着重要的作用。
本文将深入探讨计算机编码和数据传输技术的原理和应用，以帮助读者更好地了解和应用这些知识。
一、计算机编码技术计算机编码技术是将字符、图形等信息转换成计算机可以识别和处理的二进制形式。
常见的编码方式有ASCII码、Unicode和UTF-8等。
下面将逐一介绍这些编码方式及其特点。
1. ASCII码ASCII码（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）是最早和最广泛使用的计算机编码方式。
它将所有可打印字符、控制字符和非可打印字符分别映射到0-127的整数值。
ASCII码被广泛应用于英语及西方国家的计算机系统。
2. UnicodeUnicode是一种字符编码方案，它为世界上所有的字符都分配了唯一的代码点，并支持多种编码方式。
Unicode可以解决不同国家和地区的字符兼容性问题，支持包括中文在内的各种语言字符，并可用于跨平台的数据交换。
3. UTF-8UTF-8是Unicode的一种变长字符编码方式，它可以解决Unicode编码在存储和传输时的效率问题。
UTF-8使用1-4个字节表示一个字符，根据字符的不同而变化长度。
UTF-8在互联网应用中被广泛使用，能够兼容ASCII码。
二、数据传输技术数据传输技术是指将数据从一个位置传输到另一个位置的过程。
在计算机网络和通信领域，数据传输技术尤为重要。
下面将介绍常见的数据传输技术。
1. 串行传输和并行传输串行传输和并行传输是两种常见的数据传输方式。
串行传输是指将数据一个位一个地按照顺序发送，传输速度相对较慢；而并行传输是指同时传输多个比特位，传输速度较快。
串行传输适用于长距离传输和对传输速度要求不高的场景，而并行传输适用于高速传输和短距离传输。
2. 基带传输和宽带传输基带传输和宽带传输是根据信号的调制方式来划分的。
数据与数据编码习题
数据与数据编码习题一、数据与数据编码的概念数据是指用来描述客观事物的符号记录，是信息的表现形式。
数据编码是将数据转化为特定的编码形式，以便能够被计算机或其他设备识别和处理。
二、数据编码的分类1. 数字编码：将数据转化为数字形式的编码方式，常见的数字编码包括二进制、十进制、十六进制等。
2. 字符编码：将数据转化为字符形式的编码方式，常见的字符编码包括ASCII 码、Unicode等。
3. 图像编码：将图像数据转化为特定的编码方式，常见的图像编码包括JPEG、PNG等。
4. 音频编码：将音频数据转化为特定的编码方式，常见的音频编码包括MP3、AAC等。
5. 视频编码：将视频数据转化为特定的编码方式，常见的视频编码包括H.264、HEVC等。
三、数据编码的应用1. 数据传输：在网络传输中，数据需要经过编码转化为特定的格式，以便能够在网络上进行传输和接收。
2. 数据存储：在计算机存储中，数据需要经过编码转化为特定的格式，以便能够被计算机存储和读取。
3. 多媒体处理：在多媒体领域，图像、音频和视频等数据需要经过编码转化为特定的格式，以便能够被设备播放和处理。
4. 数据压缩：数据编码还可以用于数据压缩，将冗余的数据通过编码方式进行压缩，减小数据的存储空间和传输带宽。
四、数据编码的习题1. 请将十进制数123转化为二进制数。
答案：十进制数123转化为二进制数为1111011。
2. 请将ASCII码表中的字符'A'转化为二进制数。
答案：ASCII码表中的字符'A'的ASCII码为65，转化为二进制数为01000001。
3. 请将图像文件进行JPEG编码压缩。
答案：图像文件经过JPEG编码压缩后，可以减小文件的大小，同时保持相对较好的图像质量。
4. 请将音频文件进行MP3编码压缩。
答案：音频文件经过MP3编码压缩后，可以减小文件的大小，同时保持较好的音频质量。
5. 请将视频文件进行H.264编码压缩。
计算机的数据与编码
计算机的数据与编码一、数据存储单位1．数据：对事实、概念或指令的一种表示形式，可以由人工或自动装置进行处理。
（1）数据的形式：数字、文字、图形或声音等。
（2）数据的分类：数值数据、非数值数据。
2．信息：经过解释赋予一定意义的数据。
（1）控制信息：指挥计算机的各种操作的指令。
（2）数据信息：计算机加工处理的对象。
注意：(1)计算机能识别和处理的只能是二进制数。
(2)计算机中有人读数据和机读数据两种状态。
3．位：一个二进制位称为比特（bit）,，以b表示。
一位可以表示0和1两种状态。
位是数据的最小单位，4．字节：八个二进制位称为字节（Byte）,以B表示。
字节是数据处理和数据存储的基本单位。
一个字节的8位二进制自左至右排列，最左边为最高位，最右边为最低位。
换算公式：1KB=1024B1MB=1024KB=1024×1024B1GB=1024MB=1024×1024KB=1024×1024×1024B=1073741824B5．字与字长（1）字：在计算机中做为一个单元进行存储、传送等操作的一组字符或一组二进制位称为字（Word）。
（2）字长：一个字中的字符数量或二进制的位数称为字长。
字长决定计算机处理信息的速率，是计算机的一个重要性能指标。
（3）字的组成：一个字由若干个字节组成。
二、字符及其编码1．字符集字符：用来组织、控制或表示数据的字母、数字及计算机能识别的其它符号。
字符集：为了某一目的而设计的一组互不相同的字符。
在微机系统中普遍采用的是有128个符号的键盘字符集，包括：（1）10个十进制数码0~9（2）52个大小写英文字母（3）32个标点符号、专用符号、运算符号（4）34个控制符2．字符编码字符编码：规定用怎样的二进制编码表示数字、字母和各种专用符号。
由于这是一个涉及世界范围内的有关信息表示、交换、处理、传输和存储的基本问题，因此都以国家标准或国际标准的形式颁布施行。
计算机中数据的表示与信息编码
计算机中数据的表示与信息编码计算机最主要的功能是处理信息，如处理文字、声音、图形和图像等信息。
在计算机内部，各种信息都必须经过数字化编码后才能被传送、存储和处理。
因此要了解计算机工作的原理，还必须了解计算机中信息的表现形式。
1.2.1 计算机使用的数制1．计算机内部是一个二进制数字世界计算机内部采用二进制来保存数据和信息.无论是指令还是数据，若想存入计算机中，都必须采用二进制数编码形式，即使是图形、图像、声音等信息，也必须转换成二进制,才能存入计算机中。
为什么在计算机中必须使用二进制数，而不使用人们习惯的十进制数?原因在于：⑴易于物理实现:因为具有两种稳定状态的物理器件很多,例如，电路的导通与截止、电压的高与低、磁性材料的正向极化与反向极化等。
它们恰好对应表示1和0两个符号。
⑵机器可靠性高：由于电压的高低、电流的有无等都是一种跃变，两种状态分明,所以0和1两个数的传输和处理抗干扰性强，不易出错，鉴别信息的可靠性好。
⑶运算规则简单：二进制数的运算法则比较简单，例如,二进制数的四则运算法则分别只有三条。
由于二进制数运算法则少，使计算机运算器的硬件结构大大简化，控制也就简单多了。
虽然在计算机内部都使用二进制数来表示各种信息，但计算机仍采用人们熟悉和便于阅读的形式与外部联系,如十进制、八进制、十六进制数据，文字和图形信息等，由计算机系统将各种形式的信息转化为二进制的形式并储存在计算机的内部.2．进位计数制数制，也称计数制，是指用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法。
数制可分为非进位计数制和进位计数制两种.非进位计数制的数码表示的数值大小与它在数中的位置无关;而进位计数制的数码所表示的数值大小则与它在数中所处的位置有关。
而我们在这里讨论的数制指的都是进位计数制。
进制是进位计数制的简称，是目前世界上使用最广泛的一种计数方法，它有基数和位权两个要素.➢➢基数：在采用进位计数制的系统中,如果只用r个基本符号（例如0，1，2，…,r—1）表示数值,则称其为r数制（Radix—r Number System)，r称为该数制的基数（Radix）.如日常生活中常用的十进制，就是r=10，即基本符号为0，1，2，…,9。
2-计算机中的数据与编码
注意：一般情况下，十进制小数不能精确转换为二进 制小数。
数制及其转换
例如 ： 将 49.58 转换为二进制形式 (49.58)10 = ( 110001. ？ 整数 2 100 )2 0.58 2 .16 2 .32 2 .64
小数 49 24 12 6 3 1 0
2
2 2
2
2
-------------------
数值型数据的编码表示
n=8, a=+2，b=–2， [a]补码? [b]补码 ? [a]补码= [a] 原码 = (00000010)2 [b]原码 ： 1
0 0 0
0
1 1
0
1 0
符号位不变，其余求反 加 1：
[b]补码：
1 1 1 1
1 1 1 1
1 0 1 1 1 0
如果 n=8 ,a =4，b=16， 计算 a-b ?
数制及其转换
数制及其转换
1. 二进制 (1) 二进制
Integer
code 1
十进制
0 0 1
按权展开求和
0 1 1
： 10010112
26 64 25 32 24 16 23 8 22 4 21 2 20 1
Power
1×26+0×25+0×24+1×23+0×22+1×21+1×20 =75
使用8位二进制如何表示a = +2， b = – 2 a = +2
0 0 0 0 0 0 1 0
n R
b = -2
1 0 0 0 0 0 1 0
数值型数据的编码表示
2、模 计数器从0开始
A
n位R进制的模 为 （ Rn）
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计算机数据与编码1.6.1信息和数据信息是人们对客观世界的认识，即对客观世界的一种反映。
数据是表达现实世界中各种信息的一组可以记录、可以识别的记号或符号。
它是信息的载体，是信息的具体表现形式。
数据形式可以是字符、符号、表格、声音、图像等。
数据可以在物理介质上记录或传输，并通过输入设备传送给计算机处理加工。
数据的单位分为以下几种：1）位（bit）计算机中最小的数据单位二进制的一个数位，称为比特位，简称位。
1位二进制只能表示两种状态，即0或1。
n位二进制能表示2n种状态2）字节（Byte）相邻8个比特位组成一个字节，用B表示。
字节是计算机中用来表示存储容量大小的基本单位。
1B = 8bits1KB = 210B = 1024B1MB = 220B = 1024KB1GB = 230B = 1024MB1TB = 240B = 1024GB3）字（Word）在计算机中作为一个整体被存取、传送、处理的二进制数位叫做一个字，每个字中二进制位数的长度，称为字长。
用8位字长表示一个整数与用16位字长表示一个整数，其所表示的数的上限和下限是不一样的。
字长所占位数其所表示的数的范围8 -128 ~ 127 即：-27 ~ （27 - 1）16 -32768 ~ 32767 即：-215 ~ （215 - 1）32 -48 ~ 47 即：-231 ~ （231 - 1）1.6.2 数字化信息编码在计算机内部，可用物理器件的高低电平代表二进制的“0”和“1”，另外，脉冲的正负极性，晶体管的导通和截止都可以用来表示二进制的“0”和“1”。
由于二进制只有两个状态，数据的传输和处理不容易出错，另外二进制数的记数、加减法运算规则较为简单，可用开关电路实现，且二进制的“0”和“1”正好与逻辑命题的两个值“真”和“假”相对应，为计算机种中实现逻辑运算和逻辑判断提供了便利的条件。
所以，在计算机中，广泛采用的是只有“0”和“1”两个基本符号组成的基二码，或称为二进制码。
计算机最重要的功能是处理信息，这些信息包括数值、文字、图形、符号、图象、声音等，所有这些信息都必须经过编码，转换成计算机能够识别和处理的二进制码的形式才能够被存储、传送和加工。
BCD码是二进制编码的十进制数（Binary Coded Decimal）的简写。
有四位BCD码、六位BCD码和扩展的BCD码三种。
（1）非数值数据的表示1) 字符数据的表示ASCII码（America Standard Code for Information Interchage）是美国标准信息交换码，被国际化组织指定为国际标准，分为7位和8位两种版本。
国际通用的是7位ASCII码，它已对大、小写英文字母、阿拉伯数字、标点符号及控制符等特殊符号编码，共128个字符。
(2) 汉字的表示汉字与英文的主要区别：1）英文是拼音文字，汉字是表意文字。
英文字母只有26个，汉字多达5万个以上，常用汉字也有6000多个。
2）汉字的同音字很多，一个音往往会有几个甚至几十个字。
3）英文排序简单，汉字排序非常复杂，而且与文字本身没有本质联系。
开发一个完善的中文信息处理系统必须解决以下三个主要问题：（1）汉字输入（2）汉字输出（3）汉字与西文的兼容性汉字的编码和表示1）汉字交换码（国标码）汉字交换码（国标码）主要用于汉字信息交换。
国标码：以国家标准局1980年颁布的《信息交换用汉字编码字符集"基本集》（代号为GB2312 80）规定的汉字交换码作为国家标准汉字编码。
GB2312 80中共有7445个字符符号：汉字符号6763个一级汉字3755个（按汉语拼音字母顺序排列）二级汉字3008个（按部首笔划顺序排列）非汉字符号682个GB2312 80规定，所有的国标码汉字及符号组成一个94 94的方阵。
在此方阵中，每一行称为一个"区"，每一列称为一个"位"。
这个方阵实际上组成一个有94个区（编号由01到94），每个区有94个位（编号由01到94）的汉字字符集。
一个汉字所在的区号和位号的组合就构成了该汉字的"区位码"。
其中，高两位为区号，低两位为位号。
这样区位码可以唯一地确定某一汉字或字符；反之，任何一个汉字或符号都对应一个唯一的区位码，没有重码。
区位码分布情况如下：区号内容1区键盘上没有的各种符号2区各种序号3区键盘上的各种符号（按中文方式给出）4 -5区日文字母6区希腊字母7区俄文字母8区标识拼音声调的母音及拼音字母名称9区制表符号10- 15区未用16-55区一级汉字（按拼音字母顺序排列）56- 87区二级汉字（按部首笔划顺序排列）88- 94区自定义汉字由上可以看出，所有汉字与符号的94个区，可以分为四个组：①1 -15区：为图形符号区。
其中1 9区为标准符号区；10 15区为自定义符号区。
②16 -55区：为一级汉字区，包含3755个汉字。
这些区中的汉字按汉语拼音顺序排序，同音字按笔画顺序列出。
③56 -87区：为二级汉字区，包含3008个汉字。
这些区中的汉字是按部首笔划顺序排序的。
④88 -94区：为自定义汉字区。
国标码规定，每个汉字（包括非汉字的一些符号）由2字节代码表示。
每个字节的最高位为0，只使用低7位，而低7位的编码中又有34个适用于控制用的，这样每个字节只有27 - 34 = 94个编码用于汉字。
2个字节就有94 94=8836个汉字编码。
在表示一个汉字的2个字节中，高字节对应编码表中的行号，称为区号；低字节对应编码表中的列号，称为位号。
汉字国标码的范围用二进制表示是：00100001 00100001 01111110 01111110 (1+32)10 (1+32)10 (94+32)10 (94+32)10 7位ASCII码是128个字符组成的字符集。
其中编码值0 31（00000000 00011111）不对应任何印刷字符，通常称为控制符，用于计算机通信中的通信控制或对计算机设备的功能控制。
编码值32（00100000）是空格字符SP。
编码值127（1111111）是删除字符DEL。
汉字国标码的起始二进制位置选择00100001即(33)10是为了跳过ASCII码的32个控制字符和空格字符。
所以，汉字国标码的高位和低位分别比对应的区位码大(32)10或(00100000)2或(20)H，即：国标码高位= 区码+ 20H （H表示十六进制）国标码低位= 位码+ 20H2) 汉字机内码（内码）（汉字存储码）汉字机内码（内码）（汉字存储码）的作用是统一了各种不同的汉字输入码在计算机内部的表示。
为了将汉字的各种输入码在计算机内部统一起来，就有了专用于计算机内部存储汉字使用的汉字机内码，用以将输入时使用的多种汉字输入码统一转换成汉字机内码进行存储，以方便机内的汉字处理汉字机内码是在计算机内部存储、处理的代码。
计算机既要处理汉字，又要处理英文。
因此计算机必须能区别汉字字符和英文字符。
英文字符的的机内码是最高为为0的8位ASCII码。
为了不与7位ASCII码发生冲突，把国标码每个字节的最高位由0改为1，其余位不变的编码作为汉字字符的机内码。
汉字机内码的范围用二进制表示是：机内码的高位和低位比对应的国标码的高位和低位大(128)10或()2或(80)H 即：机内码高位= 国标码高位+ 80H 机内码低位= 国标码低位+ 80H 又因为：国标码高位= 区码+ 20H 国标码低位= 位码+ 20H 所以：机内码高位= 区码+ A0H 机内码低位= 位码+A0H 也就是说，机内码高位和机内码低位分别比对应的区码和位码大(160)10或()2或(A0)H 例如：汉字"啊"的区位码为"1601"，其中区码为(16)10或(10)H，位码为(01)10或(01)H。
则：机内码高位= 10H + A0H = B0H 机内码低位= 01H + A0H = A1H 所以：机内码= B0A1H3) 汉字输入码（外码）汉字输入码（外码）是为了通过键盘字符把汉字输入计算机而设计的一种编码。
英文输入时，相输入什么字符便按什么键，输入码和机内码一致。
汉字输入时，可能要按几个键才能输入一个汉字。
汉字输入方案有成百上千个，但是这千差万别的外码输入进计算机后都会转换成统一的内码。
汉字输入方案大致可分为以下4种类型：（1）音码：如全拼、双拼、微软拼音等（2）形码：如五笔字型、郑码、表形码等（3）音形码：如智能ABC、自然码等（4）数字码：如区位码、电报码等4) 汉字字形码（输出码）汉字字形码（输出码）用于汉字的显示和打印，是汉字字形的数字化信息。
汉字的内码是用数字代码来表示汉字，但是为了在输出时让人们看到汉字，就必须输出汉字的字形。
在汉字系统中，一般采用点阵来表示字形。
16 *16汉字点阵示意16 * 16点阵字形的字要使用32个字节（16 * 16/8=32）存储，24 * 24点阵字形的字要使用72个字节（24 * 24/8=72）存储。
一般来说，表现汉字时使用的点阵越大，则汉字字形的质量也越好，当然每个汉字点阵所需的存储量也越大。
5) 汉字地址码汉字地址码是指汉字库（这里主要指整字形的点阵式字模库）中存储汉字字形信息的逻辑地址。
在汉字库中，字形信息都是按一定顺序（大多数按标准汉字交换码中汉字的排列顺序）连续存放在存储介质上的，所以汉字地址码也大多是连续有序的，而且与汉字内码间有着简单的对应关系，以简化汉字内码到汉字地址码的转换。