信息的数据表示
如何用形表示数据信息
如何用形表示数据信息如何用形式表示数据信息数据信息在现代社会中扮演着重要的角色，通过合适的形式呈现数据可以帮助我们更好地理解和分析。
本文将介绍一些常见的形式表示数据信息的方法，帮助读者提高数据处理和表达能力。
I. 图表图表是最常见、最直观的数据形式之一，可以有效地展示数据间的关系和趋势。
以下是几种常见的图表类型：1. 折线图：通过标记数据点并连接起来的线条，展示数据随时间变化的趋势。
折线图适合用于分析连续性数据的变化。
2. 柱状图：通过不同长度的柱子来表示不同类别的数据，可以清晰地对比大小和趋势。
柱状图适用于比较不同组之间的数据。
3. 饼图：将整体数据按比例分割成扇形区域，直观地展示各部分之间的相对比例。
饼图适用于呈现数据的组成部分及其比例。
4. 散点图：通过以坐标轴为基础，用散点分布来展示数据点之间的关系。
散点图适合于显示两个变量之间的关联性。
5. 热力图：通过颜色深浅来表示数据的密度和强度，用于展示地理区域的数据分布和热点。
II. 数据可视化工具除了传统的图表外，还有一些数据可视化工具可以帮助我们更加灵活地表达数据信息。
以下是几个常用的数据可视化工具：1. Tableau：Tableau是一款功能强大的数据可视化工具，它支持各种图表类型和交互式分析功能，能够让用户通过拖拽和放置等方式快速创建可视化报表。
2. Power BI：Power BI是微软提供的一套商业分析工具，它可以将不同数据源整合并利用各种可视化方式展示，帮助用户深入理解和发现数据中的洞察力。
3. D3.js：D3.js是一个基于JavaScript的数据可视化库，提供了丰富的API，可以制作高度自定义的可视化效果，适用于开发者和数据分析师等专业人士。
III. 信息图表演示除了静态的图表和工具外，信息图表演示也是一种常见的形式来展示数据信息。
通常我们可以利用PPT或其他演示软件来创建信息图表演示，将数据依次展示，并辅以文字、图片和动画等方式使得数据更生动有趣。
信息的表示
3、表示数据的单位
1、表示数据的单位有“位”和“字节”。 2、位（bit） 是计算机处理数据的最小单位，用0或1来表 示，“位”常用“b”表示。 3、字节（Byte） 是计算机中数据的最小存储单元，常用B表 示。
4、数据换算方法
1、微机中由8个二进制位组成一个字节。一个字 节可存放一个半角英文字符的编码，两个字节可 存放一个汉字编码。 2、换算方法 8b=1B； 210B=1024B=1KB； 220B=1024KB=1MB；230B=1024MB=1GB； 240B=1024GB=1TB；250B=1024TB=1PB
5、字符编码
在计算机内部及与外部设备交换信息时，采 用固定长度的二进制编码。在微型计算机系统中 普遍采用ASCII码，在汉字系统中，还要使用汉 字编码
6、ASCII码
ASCII码即美国标准信息交换代码。 是一种使用最广泛的编码方案，已经被标准化组 织（ISO）接收为国际标准。 ASCII码由7位二进制数组成的128个字符编码， 其范围为0000000~1111111。
信息的表示
1、二进制数与计算机
计算机的电子元器件只认识两种状态，如电 流的通断，电瓶的高低，磁性材料的正反向磁化， 晶体管的导通与截止。
2、数据单位
1、信息（information） 信息是人们对客观世界的直接描述，是可以 在人与人之间进行传递的知识。 2、数据（Data） 数据是信息的具体表现形式，是各种各样的 符号及组合，它反映了信息的内容。 3、计算机内部数据有两类：数值数据和符号数据。
7、汉字编码英文字符的编码，如果处 理汉字信息还需要汉字编码。 1981年，我国制定了《中华人民共和国国家标 准信息交换用汉字编码字符集——基本集》国家 标准，代号为GB2312—80，这种编码称为国标 码，是所有汉字编码都必须遵循的共同标准。 GB2312—80以94个可以显示的ASCII码作为基 本集，共收录了汉字和图形符号7445个。一级 汉字3775个，二级汉字3008个，非汉字字符 682个
《计算机组成原理》数据信息的表示
r 是这个数制的基(Radix)
Di 是位号为i的位上的一个符号
ri 是位号为i的位上的 1 代表的值
Di*ri 是第i位的所代表的实际值 ， 表示m+k+1位的值求累加和
(10456)10 ＝ 1×104＋0×103 ＋4×102＋5×101＋6×100
(0xF96)16 ＝ F×162＋9×161 ＋6×100
二、计算机数据表示
本章主要内容
2.1 数据表示的作用
2.2 数值数据表示
2.3 非数值数据表示
2.4 数据信息的校验
3
2.1 数据表示的作用
将数据按照某种方式组织，以便机器硬件能直接识别和使用
数据表示考虑因素
数据的类型： 数值/非数值、小数、整数、英文字符、汉字
表示的范围和精度：满足日常计算需要
符号位的权值是多少？
X
[X] 原=
2n－X
X
0≤X<2n
-2n < X ≤ 0
n
符号位权值是2
0≤X<1
[X] 原=
符号位权值是1
1- X
-1 < X ≤ 0
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原码表示示例
[+0]原=0.000…0
[-0]原=1.000…0
两个机器零
[-0.1111]原 = 1.1111
[+0.1111]原 = 0.1111
反码 One’s complement
补码 Two’s complement
移码 Biased notation
计算机内存中的某个32位编码到底是什么编码？
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原码表示法（Signed magnitude）
计算机中数据信息的表示
1.3 计算机中数值的表示
1.3.1 机器数的编码表示
正数的补数即该正数本身。 一个正数和一个负数互为补数时，它们绝对值之和即为模数。 一个负数可用它的正补数来代替，而这个正补数可以用模加上负
101001010 =01001010；（只有八位，最高位第九位自然丢失） 即验证了正数的补码为该正数本身。
1.3 计算机中数值的表示
1.3.1 机器数的编码表示
[Y]原=11001010 [Y]补=11001010+模=11001010+100000000=100000000+11001010
=100000000+（－1001010）=11111111+1－1001010 =（11111111－1001010）+1 可以看出，上式中（11111111-1001010）符号位为1，数值位为各位取 反，即有： [Y]补=10110101+1=10110110 其中(10110101)我们对(－1001010)定义为反码，即符号位为1，数值位 各位取反。
1.2 进位计数制及其相互转换
1.1.4 二进制与十进制间的相互转换
二级制转换为十进制 二进制各位的权为2i ，将二进制数按权展开，相加即得十 进制数。
十进制转换为二进制 二进制各位的权为2i ，将十进制数按权对应展开，即得二 进制数。
1.3 计算机中数值的表示
1.3.1 机器数的编码表示
1. 原码表示法 整数的最高位用于符号位，规定0表示“+”号，1表示“－”
数值在计算机中的表示形式
数值在计算机中的表示形式一、信息和数据的概念有两类数据：⏹ 1.数值数据：如+15、-17.6；⏹ 2.非数值数据：如字母（A、B……）、符号（+、&……）、汉字，也叫字符数据。
⏹存在计算机中信息都是采用二制编码形式二、计算机为什么采用二进制？⏹由计算机电路所采用的器件所决定的。
⏹采用二进制的优点：运算简单、电路实现方便、成本低廉。
常用的各种进位制及表示⏹1、二进制：数码 0，1 基 2 表示形式 B⏹2、八进制：数码 0，1，…，7 基 8 表示形式O⏹3、十进制：数码 0，1，…，9 基 10 表示形式D⏹4、十六进制：数码 0，1，…，9，A，B，C，D，E，F 基 16 表示形式H⏹如：100111O，1011D，1011001BH，1011DH，1011B（100111）B （780）D （1289ABC）Hr进制转换成十进制an ...a1a0.a-1...a-m (r) = a*rn + …+ a*r1 + a*r0 +a*r-1+...a*r-m 10101(B)=1 × 24+ 0 × 23+1 × 22+ 0× 21 +1 × 20 =24+22+1=21101.11(B)=22+1+2-1+2-2=5.75101(O)=82+1=6571(O)=7 8+1=57101A(H)=163+16+10＝4106十进制转换成r进制⏹整数部分：除以r取余数，直到商为0，余数从右到左排列。
⏹小数部分：乘以r取整数，整数从左到右排列。
例如，将一个十进制整数108.375转换为二进制整数。
108.375=1101100.011二进制数转换成八进制数⏹⏹二进制数转换成八进制数的方法是：将二进制数从小数点开始，整数部分从右向左3位一组，小数部分从左向右3位一组，若不足三位用0补足即可。
例如，将1100101110.1101B转换为八进制数的方法如下：。
4. 信息在计算机中的表示
1KB=1024B=210 B 1KB=1024字节，“K”的意思是“千” 字节， 的意思是“ 字节 的意思是 1MB=1024KB=210KB=220 B=1024×1024B × 1MB=1024KB字节，“M”读“兆”。 字节， 字节 读 1GB=1024MB=210MB=230 B=1024×1024KB × 1GB=1024MB字节，“G”计算机中作为一个整体被存取、传送、 在计算机中作为一个整体被存取、传送、处 理的二进制数字符串叫做一个字或单元， 理的二进制数字符串叫做一个字或单元， 目前是4字节一个字 字节一个字。 目前是 字节一个字。
10K Byte = ____bit 64M bit = __M Byte 2*220 B = ____KB 4个字节是___位 1024*1000B = 1000 KB = 1MB ( ) 1MB = ______bit 128 M bit =___M Byte 230 bit = ___G Byte 0.5G =_____M
2. 字节 字节(Byte) 字节简写为B， 字节简写为 ，为了表示人读数据中的所有 字符(字母、数字以及各种专用符号)，需要7位或 字符 字母、数字以及各种专用符号 ，需要 位或 字母 8位二进制数。因此，人们采用 位为 个字节。1 位二进制数。 位为1个字节 位二进制数 因此，人们采用8位为 个字节。 个字节由8个二进制数位组成 个二进制数位组成。 个字节由 个二进制数位组成。 字节是计算机中用来表示存储空间大小的基 本容量单位。例如，内存容量， 本容量单位。例如，内存容量，磁盘容量等都是 以字节为单位表示的。 以字节为单位表示的。 除用字节为单位表示存储容量外， 除用字节为单位表示存储容量外，还可以用 千字节(KB)、兆字节 以及十亿字节(GB)等 千字节 、兆字节(MB)以及十亿字节 以及十亿字节 等 表示存储容量。它们之间存在下列换算关系： 表示存储容量。它们之间存在下列换算关系： 1B=8bit
计算机中数据信息的表示
计算机中数据信息的表示引言在计算机科学领域，数据信息的表示是非常重要的概念之一。
准确地表示数据信息，对于计算机的运行和处理任务有着至关重要的影响。
在本文中，我们将讨论计算机中数据信息的表示方法，包括数字表示和字符表示两个方面。
数字表示在计算机中，数字表示是将数字信息转化为二进制形式的过程。
计算机使用二进制系统来表示数字，这是因为计算机处理的基本单位是二进制位（bit），它只能表示0或1两个状态。
计算机采用二进制表示的好处在于信号传输更加稳定可靠，并且方便进行逻辑运算。
整数表示在计算机中，整数可以用不同的表示格式表示，常见的有原码、反码和补码。
原码是最直观的表示方式，简单地表示数值和符号位。
反码是在原码的基础上，将符号位不变，其余位按位取反得到的表示方式。
而补码是在反码的基础上加1得到的表示方式。
浮点数表示与整数表示不同，浮点数需要采用特定的表示格式，常见的有IEEE754标准。
浮点数由三个部分组成：符号位、阶码和尾数。
符号位表示正负号，阶码表示浮点数的指数部分，尾数表示浮点数的有效数字部分。
IEEE754标准定义了不同精度的浮点数表示方式，包括单精度浮点数和双精度浮点数。
字符表示在计算机中，字符的表示方式也是使用二进制进行编码。
最早的字符编码方式是ASCII码，它使用7位二进制数表示128个常用字符。
然而，随着计算机的发展，ASCII码的字符数已经无法满足各种语言和字符的需求。
为了解决这个问题，出现了Unicode字符编码标准。
Unicode标准使用更多的二进制位来表示字符，目前使用的是16位的Unicode编码。
然而，由于Unicode 编码包含了大量的字符，所以实际使用中，还会根据需要制定不同的字符集，如UTF-8、UTF-16和UTF-32等。
计算机中数据信息的表示是计算机科学中的基础知识之一。
数字表示和字符表示是两个重要的方面。
数字表示将数字信息转化为二进制形式，包括整数表示和浮点数表示。
计算机中数据的表达形式
计算机中数据的表达形式数据在计算机中是以不同的形式进行表达和存储的。
这些形式可以是数字、文本、图像、音频等等。
本文将介绍计算机中常见的数据表达形式，并对其特点和应用进行分析。
1. 数字形式数字是计算机中最基本的数据类型之一。
计算机使用二进制来表示数字，其中0和1分别表示逻辑的假和真。
在计算机中，数字可以用不同的进制进行表示，如二进制、十进制、十六进制等。
数字的表达形式可以用于计算、存储和传输数据。
例如，在计算机中进行数值计算时，可以使用数字形式进行操作。
2. 文本形式文本是计算机中用于表示语言文字的数据形式。
计算机使用字符编码来表示不同的字符，如ASCII码、Unicode等。
文本可以用于存储和处理各种类型的信息，如文章、代码、日志等。
在计算机中，文本通常以字符串的形式进行表达和处理。
例如，在编程中，可以使用文本形式来表示和处理程序代码。
3. 图像形式图像是计算机中用于表示视觉信息的数据形式。
计算机使用像素来表示图像的各个点。
图像可以是二维的，也可以是三维的。
在计算机中，图像可以用于图像处理、图像识别、计算机视觉等领域。
例如，在数字摄影中，图像可以用于存储和显示照片。
4. 音频形式音频是计算机中用于表示声音信息的数据形式。
计算机使用采样来表示声音的波形。
音频可以是单声道的，也可以是立体声的。
在计算机中，音频可以用于音频处理、音频识别、语音合成等领域。
例如，在音乐播放器中，音频可以用于存储和播放音乐。
5. 视频形式视频是计算机中用于表示连续图像序列的数据形式。
计算机使用帧来表示视频的各个图像。
视频可以是单个帧的连续播放，也可以是多个帧的连续播放。
在计算机中，视频可以用于视频处理、视频压缩、视频传输等领域。
例如，在在线视频网站中，视频可以用于存储和播放视频内容。
6. 数据库形式数据库是计算机中用于存储和管理数据的系统。
数据库可以用于存储和查询各种类型的数据，如文本、图像、音频等。
在计算机中，数据库可以用于数据的持久化和共享。
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1.1.2 信息的特征
2.信息独特的性质 信息不同于物质和能量，有其独特的性质。信息具有共享性、独立性、 形式多样性、本质性、普遍性和无限性。
共享性
信息的共享性是指同一信源可供给多个信宿，信源发出信息后，其自身 的信息并不减少，也就是说，信息可以被多次使用而不会损耗和消失。 信息的这种特性是信息不同于物质和能量的最重要的特征。
比特
比特来自英文字母bit，是二进制位（binary digit）的缩略写法。比 特代表一个位，只有两个可能状态，常用“0”或“1”表示 。 比特是计算机能处理的数据的最小单位。
1.2.1 数据的有效表示
字节（Byte）
计算机存储数据时，常把 8 位二进制数看作一个存储 单元，称作一个字节(B)，即1B=8b。字节是表示信息的最 小单位。 210（即1 024）B=1 KB； 210 KB（即1 024 KB）=1 MB； 210 MB（即1 024 MB）=1 GB。 T P 信息的二进制表示法 比特数与信息单元数间的数量关系：一个比特，0和1 代表两个信息单元；两个比特代表四个信息单元；依此类 推：n个比特就代表2n个信息单元。 反之表示 n 个信息单元数所需的最小比特数，为大于等于 log2n的最小整数。
1.1.1 信息定义 1.1.2 信息的特征 1.1.3 信息社会
1.1.1 信息定义
信息是一个动态概念，不同的应用领域、不同的学者对信息 有不同的定义。 信控制论创始人维纳：信息就是信息，既非物质，也非能量； 信息论创使人香农：信息是用来消除随机不确定性的东西； 钟义信教授：信息是关于事物运动的状态和规律，或者说是关 于事物运动的知识 ； 李衍达院士：信息反映的是事物的状态、特性和变化； 逆香农信息定义：信息是确定性的增加； 逆维纳信息定义：信息就是信息，是事物属性标识的集合。 一般认为：信息是在自然界、人类社会和人类思维活动中 普遍存在的一切物质和事物的属性。
计 算 机 应 用 基 础
潍坊学院 计算机工程学院 主讲人 王鑫
第 1讲
本章内容 信息科技 信息经济 信息与信息社会 信息的数据表示 信息科技应用
IT概论
重点：信息的数据表示、信息经济、电子商务。 难点：信息的数据表示，电子商务的含义、模式、功能及体 系结构。
1.1 信息与信息社会
进制
所谓进制也称计数制，是用一组固定符号和统一规则来表示数值的方法。 所谓r进制，即逢r进位。一个数制所包含的数字符号的个数称为基数。 十进制含0～9十个数字符号，其基数为10；二进制基数为2，只有0、1 两个数字；十六进制基数为16，即0～9和A～F（分别表示10～15)对于 任一r进制的数n，记作：（n）r。 “位权”也是进制中的一个重要概念，它是指数码在不同位置上的权值。 在进位计数制中，处于不同数位的数码代表的数值不同 。
1.1.3 信息社会
物质是多样的，物质的运动也是多样的。信息是 物质运动的反映，这决定了信息也是无所不在 的， 也是多种多样的。这个世界是信息的，我们 的世 界是信息世界。
1.2 信息的数据表示
1.2.1 数据的有效表示 1.2.2 常见数据的表示 1.2.3 数据压缩
1.2.1 数据的有效表示
1.1.2 信息的特征
1.信息的特征 广泛性 客观世界充满着信息；人类离不开信息；知识、书本是有用 信息的积累，人类依靠知识改造自然，适应自然，依靠知识 促进社会的发展与进步。 抽象性
信息是组成客观世界并促进社会发展的最基本的三大要素之 一。物质、能量和信息是构成世界的三大要素。物质是一种 资源，它提供各种各样的材料；能量是一种资源，它提供各 种形式的动力；信息也是一种资源，它提供知识和智慧。
1.1.2 信息的特征
3.信息与数据、知识的联系
数据与信息
数据（data）是信息的载体；信息则是数据的内涵，是对数据语 义的解释。数据表示信息，而信息只有通过数据形式表示出来才 能被人们理解和接受。 从信息处理角度看，任何事物的属性都是通过数据来表示的。用 数据符号表示信息，其形式通常有三种：数值型数据、字符型数 据、特殊型数据。 知识与信息 信息不同于知识，但可以说知识是信息，信息是所有知识的来源。 信息与知识两者具有极其密切的联系，又有重要的区别。信息是 知识的原材料；知识是由信息提炼出来的抽象产物。这既是知识 与信息之间的本质联系，也是它们之间的本质区别。
1.1.2 信息的特征
消息与信息
消息是信息的笼统概念，信息是消息的精确概念。
消息只有定性的描述，没有数值计算的问题。信息则不仅
可以定性刻画，而且可以定量计算。严格说，信息不等于 消息，但消息是信息。 消息是信息的载体，得到消息，从而获得信息。 同一条信息可以用不同的消息形式来载荷；而同一则消息， 对不同的接受者，也可载荷不同的信息。
本质性
相对于物质和能量，信息更能表现事物的内在规律和本质内涵。 信息的获取、传播与保存更有利于人们认识和掌握客观事物的规 律。信息的交流对人类的认知，对人类依据客观条件做出科学决 策等起着至关重要的作用。
1.1.2 信息的特征
2.信息独特的性质
普遍性
宇宙中所有事物都有信息。宇宙中所有事物都是物质，都在 运动着。信息是物质运动的反映，因而所有事物都有信息。 无限性 信息是可以无限增长的资源。随着社会的进步、科技的发展， 能被人们所感知的信息越来越多。
独立性
信息可以脱离它所反映的事物而被保存和传播。信息可以与它所反映的 事物分离而独立存在。我们也可以保存信息，使它摆脱产生它的时间和 空间的限制。当然，我们讲信息的独立性，并不意味着信息可以凭空产 生。
1.1.2 信息的特征
2. 信息独特的性质
形式多样性
信息的保存、表现与传播必须有一定的载体，载体的形式可以是 多样的，信息的形式可用其载体形式表征。但是不存在没有载体 的信息。信息是物质运动的反映，它也必须依附于物质运动而存 在。这注定了信息必须借助于某种载体而存在、传播和表现。
1.1.2 信息的特征
信号与信息 信号是人们用来记录、表示或荷载信息的物理量。 信号携带信息，信号中蕴藏着信息，信号是信息的物理载
体。 信号所荷载的内涵才是信息。 信息可以选用不同的信号来表示，之所以选定某种信号， 一个重要的原因是因为这种信号比较容易处理。 利用信号表示信息后，对信息的处理也就可以通过对信号 的处理实现。 信息信号化便于信息的存储、传输和处理。