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　　第2章 信息的表示與存儲(chǔ)

　　2.1數(shù)據(jù)與信息

　　數(shù)據(jù)是由人工或自動(dòng)化手段加以處理的事實(shí)、場(chǎng)景、概念和指示的符號(hào)表示。字符、聲音、表格、符號(hào)和圖像等都是不同形式的數(shù)據(jù)。

　　數(shù)據(jù)與信息的區(qū)別：信息是客觀事物屬性的反映，是經(jīng)過加工處理并對(duì)人類客觀行為產(chǎn)生影響的數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式;數(shù)據(jù)則是反應(yīng)客觀事物屬性的記錄，是信息的具體表現(xiàn)形式。任何事物的屬性都是通過數(shù)據(jù)來表示的，數(shù)據(jù)經(jīng)過加工處理后成為信息，而信息必須通過數(shù)據(jù)才能傳播，才能對(duì)人類產(chǎn)生影響。

　　例如，數(shù)據(jù)2、4、6.8、10、12是一組數(shù)據(jù)，其本身是沒有意義的，但對(duì)它進(jìn)行分析后，就可得到一組等差數(shù)列，從而很清晰的得到后面的數(shù)字。這便對(duì)這組數(shù)據(jù)賦予了意義，稱為信息，是有用的數(shù)據(jù)。

　　2.2計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的單位

　　計(jì)算機(jī)內(nèi)所有的信息均以二進(jìn)制的形式表示，數(shù)據(jù)的最小單位是位，存儲(chǔ)容量的基本單位是字節(jié)。

　　1.計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的常用單位

　　位是度量數(shù)據(jù)的最小單位，代碼只有0和1，采用多個(gè)數(shù)碼表示一個(gè)數(shù)，其中每一個(gè)數(shù)碼稱為1位(bit)。

　　字節(jié)是信息組織和存儲(chǔ)的基本單位，一個(gè)字節(jié)由8位二進(jìn)制數(shù)字組成。字節(jié)也是計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的基本單位。為了便于平衡存儲(chǔ)器的大小，統(tǒng)一以字節(jié)(Byte，B)為單位。常見的存儲(chǔ)單位如表2—1所示。

　　表2—1常見的存儲(chǔ)單位

　　單位名稱含義說明

　　KB千字節(jié)1KB=1024B=210B適用于文件計(jì)量

　　MB兆字節(jié)1MB=1024KB=220B適用于內(nèi)存、軟盤、光盤計(jì)量

　　GB吉字節(jié)1GB=1024MB=230B適用于硬盤計(jì)量

　　TB太字節(jié)1TB=1024GB=240B適用于硬盤計(jì)量

　　2.字長

　　隨著電子技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的并行能力越來越強(qiáng)，人們通常將計(jì)算機(jī)一次能夠并行處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)稱為字長，也稱為計(jì)算機(jī)的一個(gè)“字”。字長是計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要指標(biāo)，直接反映一臺(tái)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力和精度，字長越長，說明計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理速度越快。計(jì)算機(jī)的字長通常是字節(jié)的整倍數(shù)，如8位、16位、32位，發(fā)展到今天，微型機(jī)已達(dá)到64位，大型機(jī)已達(dá)128位。

　　3.計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)類型

　　計(jì)算機(jī)使用的數(shù)據(jù)可以分為數(shù)值數(shù)據(jù)和字符數(shù)據(jù)(非數(shù)值數(shù)據(jù))。在計(jì)算機(jī)中，不僅數(shù)值數(shù)據(jù)用二進(jìn)制數(shù)來表示，字符數(shù)據(jù)也用二進(jìn)制數(shù)來進(jìn)行編碼。

　　2.3字符的編碼

　　字符包括西文字符(字母、數(shù)字、各種符號(hào))和中文字符，即所有不可做算術(shù)運(yùn)算的數(shù)據(jù)。

　　計(jì)算機(jī)以二進(jìn)制數(shù)的形式存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)，因此，字符必須按特定的規(guī)則進(jìn)行二進(jìn)制編碼才可進(jìn)入計(jì)算機(jī)。

　　1.西文字符的編碼

　　用以表示字符的二進(jìn)制編碼稱為字符編碼。計(jì)算機(jī)中常用的字符(西文字符)編碼有兩種：EBCDIC碼和ASCⅡ碼。

　　ASCⅡ碼是美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼(American Standard Code forInformafion Interchange)的縮寫，被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織指定為國際標(biāo)準(zhǔn)，它有7位碼和8位碼兩種版本。

　　微型計(jì)算機(jī)采用的是ASCⅡ碼，而國際通用的則是7位ASCⅡ碼，即用7位二進(jìn)制數(shù)來表示一個(gè)字符的編碼，共有27=128個(gè)不同的編碼值，相應(yīng)可以表示l28個(gè)不同字符的編碼。2.漢字的編碼

　　我國于1980年發(fā)布了國家漢字編碼標(biāo)準(zhǔn)GB2312—1980，全稱是《信息交換用漢字編碼字符集一基本集》，簡稱GB碼或國標(biāo)碼。國標(biāo)碼的字符集：共收錄了7445個(gè)圖形符號(hào)和兩級(jí)常用漢字等。

　　區(qū)位碼：也稱為國際區(qū)位碼，是國標(biāo)碼的一種變形，是由區(qū)號(hào)(行號(hào))和位號(hào)(列號(hào))構(gòu)成，區(qū)位碼由4位十進(jìn)制數(shù)字組成，前2位為區(qū)號(hào)，后2位為位號(hào)。

　　·區(qū)：陣中的每一行，用區(qū)號(hào)表示，區(qū)號(hào)范圍是1～94。

　　·位：陣中的每一列，用位號(hào)表示，位號(hào)范圍也是1～94。

　　·區(qū)位碼：漢字的區(qū)號(hào)與位號(hào)的組合(高兩位是區(qū)號(hào)，低兩位是位號(hào))。

　　實(shí)際上，區(qū)位碼也是一種漢字輸入碼，其最大優(yōu)點(diǎn)是一字一碼即無重碼，最大缺點(diǎn)是難以記憶。

　　3.漢字的處理過程

　　從漢字編碼的角度看，計(jì)算機(jī)對(duì)漢字信息的處理過程實(shí)際上是各種漢字編碼間的轉(zhuǎn)換過程，這些編碼主要包括：漢字輸入碼、漢字內(nèi)碼、漢字地址碼、漢字字形碼等。

　　(1)漢字輸入碼

　　漢字輸入碼是為使用戶能夠使用西文鍵盤輸入漢字而編制的編碼，也叫外碼。好的輸入編碼應(yīng)具有編碼短，可以減少擊鍵的次數(shù);重碼少，可以實(shí)現(xiàn)盲打，便于學(xué)習(xí)和掌握，但目前還沒有一種符合上述全部要求的漢字輸人編碼方法。

　　漢字輸入碼有許多種不同的編碼方案，大致分為4類：音碼、音形碼、形碼、數(shù)字碼。

　　(2)漢字內(nèi)碼

　　漢字內(nèi)碼是為在計(jì)算機(jī)內(nèi)部對(duì)漢字進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和傳輸而編制的漢字編碼。它應(yīng)能滿足存儲(chǔ)、處理和傳輸?shù)囊螅徽撚煤畏N輸入碼，輸入的漢字在機(jī)器內(nèi)部都要轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的漢字機(jī)內(nèi)碼，然后才能在機(jī)器內(nèi)傳輸、處理。

　　在計(jì)算機(jī)內(nèi)部為了能夠區(qū)分是漢字還是ASCⅡ碼，將國標(biāo)碼每個(gè)字節(jié)的最高位由0變?yōu)?(即漢字內(nèi)碼的每個(gè)字節(jié)都大于128)。漢字的國標(biāo)碼與其內(nèi)碼存在下列關(guān)系是：內(nèi)碼=漢字的國標(biāo)碼+8080H。

　　(3)漢字字形碼

　　漢字字形碼是存放漢字字形信息的編碼，它與漢字內(nèi)碼一一對(duì)應(yīng)。每個(gè)漢字的字形碼是預(yù)先存放在計(jì)算機(jī)內(nèi)的，常稱為漢字庫。

　　描述漢字字形的方法主要有點(diǎn)陣字形和矢量表示方式。點(diǎn)陣字形法：用一個(gè)排列成方陣的點(diǎn)的黑自來描述漢字。矢量表示方式：描述漢字字形的輪廓特征，采用數(shù)學(xué)方法描述漢字的輪廓曲線。

　　(4)漢字地址碼

　　漢字地址碼是指漢字庫(這里主要指漢字字形的點(diǎn)陣式字模庫)中存儲(chǔ)漢字字形信息的邏輯地址碼。

　　在漢字庫中，字形信息都是按一定順序(大多數(shù)按照標(biāo)準(zhǔn)漢字國標(biāo)碼中漢字的排列順序)連續(xù)存放在存儲(chǔ)介質(zhì)中的，所以漢字地址碼也大多是連續(xù)有序的，而且與漢字機(jī)內(nèi)碼間有著簡單的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而簡化了漢字內(nèi)碼到漢字地址碼的轉(zhuǎn)換。

　　4.各種漢字編碼之間的關(guān)系

　　漢字的輸入、輸出和處理的過程，實(shí)際上是漢字的各種代碼之間的轉(zhuǎn)換過程。漢字通過漢字輸人碼輸人到計(jì)算機(jī)內(nèi)。然后通過輸入字典轉(zhuǎn)換為內(nèi)碼，以內(nèi)碼的形式進(jìn)行存儲(chǔ)和處理。在漢字通信過程中。處理機(jī)將漢字內(nèi)碼轉(zhuǎn)換為適合于通信用的交換碼，以實(shí)現(xiàn)通信處理。

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