计算机中的数据与编码
计算机中的数制与编码
计算机中的数制与编码在计算机科学中，数制和编码是非常重要的概念。
数制是一种数学表示法，用于表示不同类型的数值。
而编码是将字符、符号或信息转化为特定形式的过程。
数制和编码在计算机中扮演着至关重要的角色，它们用于存储、传输和处理数字和数据。
数制（Number System）在计算机中，常见的数制有二进制、十进制、八进制和十六进制。
每种数制有其各自的特点和用途。
1. 二进制（Binary System）：二进制是最常见和基础的数制，在计算机中广泛使用。
它只包含两个数字0和1，以2为基数。
计算机内部存储和处理的数据都是以二进制形式表示的。
每个二进制位称为一个bit（二进制位），每8位为一个字节（Byte）。
2. 十进制（Decimal System）：十进制是我们日常生活中最常用的数制，以10为基数，包含0-9的数字。
在计算机中，通常使用十进制数制进行人机交互和显示。
3. 八进制（Octal System）：八进制以8为基数，包含0-7的数字。
在计算机中，八进制表示法不太常用，但是在Unix操作系统中仍然使用八进制权限表示法。
4. 十六进制（Hexadecimal System）：十六进制以16为基数，包含0-9的数字和A-F的字母。
在计算机中，十六进制数制常用于表示内存地址和字节编码。
十六进制数更加简洁和紧凑，便于人们阅读和理解。
编码（Coding）在计算机中，数据和字符需要以特定的方式进行编码，以便计算机可以正确存储和处理它们。
常见的编码方式包括ASCII码、Unicode、UTF-8和UTF-16等。
1.ASCII码：ASCII（American Standard Code for Information Interchange）是一种最早的字符编码标准，用于将字符映射为对应的数字编码。
ASCII码使用7位二进制数表示128个字符，包括英文字母、数字、标点符号和控制字符等。
2. Unicode：Unicode是一种字符编码标准，为世界上几乎所有的字符建立了唯一的数字表示。
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。
计算机中的数值和编码
计算机中的数制和编码一、数制的概念：数制是用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数目的科学方法。
按照进位方式计算的数制叫做进位数制。
例如：逢十进一即为十进制，逢二进一为二进制，逢八进一为八进制，逢十六进一为十六进制。
进位计数制有两个要素：基数和权值。
1、基数：它是指各种进位计数制中允许选用基本数码的个数。
例如：十进制的数码有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数码，所以十进制的基数为10；二进制的数码有0、1两个数码，所以二进制的基数为2；八进制的数码有0、1、2、3、4、5、6、7八个数码，所以八进制的基数为8；十六进制的数码有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F十六个数码，所以十六进制的基数为16。
2、权值：每个数码所表示的数值等于该数码乘以一个与数码所在位置相关的常数，这个常数叫权值。
其大小是以基数为底，数码所在位置的序号为指数的整数次幂。
例如：十进制数356.4=3×100＋5×10＋6×1＋0.4＝3×102＋5×101＋6×100＋4×10-1（3在百位上，所以3×100＝3×102；5是在十位上，所以5×10＝5×101；6是在个位上，所以6×1＝6×100；0.4为小数，所以0.4＝4×10-1）。
二、十进制（D ecimal notation）及其特点：1、两个特点：①、十个数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9；②、进位方法：逢十进一，借一当十。
（满了10个就得进一位）2、基数：103、按权展开式：任意一个a位整数和b位小数的十进制数D可以表示为：D＝D a-1×10a-1＋D a-2×10a-2＋…＋D0×100＋D-1×10-1＋D-2×10-2＋…＋D-b×10-b4、十进制在书写中的三种表达方式：128或者128D或（128）10三、二进制（B inary notation）及其特点：1、两个特点：①、两个数码：0、1；②、进位方法：逢二进一，借一当二。
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。
计算机中的数制与编码
计算机中的数制与编码一、数制1、什么是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。
按进位的原则进行计数的方法,称为进位计数制。
比如，在十进位计数制中,是按照“逢十进一”的原则进行计数的。
常用进位计数制：a、十位制(Decimal notation)；b、二进制(Binary notation)；c、八进制(Octal notation)；d、十六进制数(Hexdecimal notation)2、进位计数制的基数与位权"基数"和"位权"是进位计数制的两个要素。
（1）基数：所谓基数，就是进位计数制的每位数上可能有的数码的个数。
例如，十进制数每位上的数码，有"0"、"1"、"3",…，"9"十个数码，所以基数为10。
（2）位权：所谓位权，是指一个数值的每一位上的数字的权值的大小。
例如十进制数4567从低位到高位的位权分别为100、101、102、103。
因为：4567＝4x103＋5x 102＋6x 101 ＋7x100（3）数的位权表示：任何一种数制的数都可以表示成按位权展开的多项式之和。
比如：十进制数的435．05可表示为：435．05＝4x102＋3x 101＋5x100＋0x10－1 ＋5x 10－2位权表示法的特点是：每一项＝某位上的数字X基数的若干幂次；而幂次的大小由该数字所在的位置决定。
3、二进制数计算机中为何采用二进制：二进制运算简单、电路简单可靠、逻辑性强（1）定义：按“逢二进一”的原则进行计数，称为二进制数，即每位上计满2 时向高位进一。
（2）特点：每个数的数位上只能是０，１两个数字；二进制数中最大数字是１，最小数字是０；基数为２；比如：10011010与00101011是两个二进制数。
（３）二进制数的位权表示：(1101.101)2＝1x23＋1x 22＋0x 21＋1x 20＋1x2－1 ＋0x 2－2＋1x2－3（4）二进制数的运算规则1 加法运算① 0＋0＝0 ③ 1＋1＝10② 0＋1＝1＋0＝12 乘法运算① 0×0＝0 ③ 1×1＝1② 0×1＝1×0＝04、八进位制数（1）定义：按“逢八进一”的原则进行计数，称为八进制数，即每位上计满8时向高位进一。
计算机数据与编码
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。
计算机中的数制和编码
§2.3 有符号数的表示
二、补码的运算
基本运算规则
正数的补码就是它的原码 负数的补码是对应正数的补码求补
[X+Y]补=[X]补+[Y]补 [X-Y]补=[X]补-[Y]补= [X]补+[-Y]补 采用补码可以将加法和减法统一为加法
例：33+15 = 48
例：33-15 = 18
00100001 [33]补 + 00001111 [15]补
[0]补=00000000
采用补码表示后，可表示有符号数的范围如下 ： 8位字长：-27+1~+27-1（-128 ~ +127） 16位字长：-215+1~+215-1（-32768 ~ +32767） 32位字长：-231+1~+231-1
如表示一个无符号数， 8位字长可表示范围为 0~255 16位字长可表示范围为 0~65535
组合式BCD码：一个字节（8位）为2位BCD码
（01101001）BCD = （69）10
非组合式BCD码：一个字节（8位）为1位BCD码
（00001000）
（8）10
1、BCD码实际上是十进制数（不是二进制数）
2、BCD码转换成二进制数应按十进制数向二进制 数转换的办法进行
二、ASCII码（美国标准信息交换码）
D
十进制数
十进制数
§2.2 码制 字符的常用编码
一、BCD码（二—十进制数）
编码方式：用四位二进制数表示一位十进制数
0000
0
0001
1
0010
2
0011
3
0100
4
0101
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计算机中的数据与编码
一、数据的单位与存储形式（掌握）
1．数据是指能够输入计算机并被计算机处理的数字、字母和符号的集合。
2．在计算机内部，数据是以二进制的形式存储和运算的。
3．数据的表示形式：数据的最小单位是二进制的一位数（Bit）。
4．数据的存储形式：数据存储的最小单位是Byte。
5．文件存储的最小单位是簇
6．一个字节（Byte）由八个二进制位组成。
7．通常一个英文字符用一个字节存储,一个汉字机内编码需要两个字节甚至更多的字节来存储。
8．在计算机中常用一个字来表示该种计算机能最方便、最有效地进行操作的数据或信息的长度。
一个字由若干字节组成。
通常将组成一个字
的位数叫作该字的字长。
例如：在8位机中，每个字由一个字节组成；
在16位机中，每个字由两个字节组成。
9．单位换算：1GB=1024MB 1MB=1024KB 1KB=1024B=210B
1TB=1024GB
二、字符的编码（理解）
字符编码就是规定用怎样的二进制码来表示字母、数字以及专门符号。
在计算机系统中，有两种重要的字符编码方式：EBCDIC和ASCⅡ。
前者主要用于IBM的大型主机，后者则用于微型机与小型机。
1．ASCII码
（1）ASCII是美国标准信息交换码(American Standard Code for
Information Interchange),它已被国际化组织接收为国际标准。
（2）ASCII码有7位，它包含10个阿拉伯数字、52个英文大小写字母、
32个标点符号和运算符以及34个控制码。
总共128个符，所以可用7
位码（27=128）来表示。
具体编码见课本P16。
通过表可以确定一个数
字、字母、符号或控制码的ASCII码。
例如，数字“0”的ASCII码是？，
“9”的ASCII码是？；字母“A”的ASCII码是？，“a”的ASCII码是？。
2．汉字国标码（P17）
（1）国标码与区位码
（2）机内码
（3）汉字字模信息
三、练习
1．任何的数字、符号、字母、汉字在机内都是以二进制代码形式存储和处理。
（A）
A．正确B．错误
3．一个字节是（B ）。
A．4个二进制位B．8个二进制位
C．16个二进制D．32个二进制位
4．一兆字节(1MB)＝（ A ）。
A．1024KB B．1024K个二进制码
C．1000KB D．1000K个二进制码
5．通常一个半角英文字符用几个字节存储（A ）。
A．1个B．2个C．1.5个D．半个
6．通常一个汉字或全角英文字符占（B ）个字节。
A．1个字节B．2个字节
C．3个字节D．4个字节
7．描述存贮器容量常用B、KB、MB表示，8KB表示（C ）。
A．4000个字B．4000个字节
C．4096个字D．4096个字节
8．在计算机中，作为一个整体被传送和运算的一串二进制码叫做（D ）。
A．比特B．ASCII码
C．字符串D．计算机字长
9．数据在机器内部是以（D）编码形式表示的。
A．条形码B．拼音码
C．汉字码D．二进制
10．在计算机中信息存储的最小单位是（B ）。
A．二进制位B．字节
C．字D．字长
11．在计算机中通常是以（ D ）为单位传送信息的。
A．字B．字节
C．位D．字长
13．对于一种汉字系统，汉字输入码（输入法：外码）可以有多种，而机内码（A）。
A．只能有一种统一的编码
B．与汉字输入码一样有多种
C．有一种是主要的，其它可有可无
D．最少也有两种
14．系统内部的汉字代码称为（B ）。
A．输入码B．内码（机内码）
C．外码D．ASCII码。