信息的表示与储存.pptx

第二章 信息的表示与存储,大学计算机基础,第二章 信息的表示与存储,主要内容,2.1 二进制编码,2.2,数据转换及其运算,2.3,数据在计算机中的表示方法,2.4,数据压缩,思考：我们日常生活中接触的进制,最常用的十进制,星期：,七进制,小时：,24,进制，分钟：,60,进制，秒：,60,进制,月份：,12,进制,1,二进制编码,2.1,二进制编码及运算,理 解,0,和,1,在计算机中采用二进制,存储和表示信息。,二进制数只有两个数码，,0,和,1,，低位向高位进位是逢二进一，借一当二。,为什么计算机中采用二进制而不采用我们熟悉的十进制计数呢？,因为计算机中大量的电子元器件一般都具有两种稳定状态，如电压的高与低、晶体管的导通与截止，开关的开与关等，这两种状态正好用来表示二进制数的两个数码,0,和,1,。采用二进制使信息数字化容易实现，并适合用二值逻辑元件进行表示和处理。,另外，二进制数运算规律简单，可靠性高，易于物理实现，适合逻辑运算。,理 解,0,和,1,二进制的优点：,物理上容易实现，可靠性高，运算规律简单，适合逻辑运算。,1 0 1 0,0,1 0 1,二进制是计算机中采用的计数制。,只有,0,和,1,两个数字符号，基数是“,2”,，低位向高位进位规则是“逢二进一”。,二进制数中小数点向右移,1,位，数值就扩大,2,倍；小数点向左移,1,位，数值就缩小,2,倍。,减法：,0,-0=0,0-1=1,（有借位）,1-0=1,1,-,1=,0,1011,+1100,10111,1100,-1011,0001,加法：,0,+0=0,0+,1,=1,1+0=1,1,+,1=,0,(,有进位,),2,二进制数的算术运算,在计算机内部，二进制加法是基本运算，而二进制的减法则是采用补码运算，将减法转换成加上一个负数来实现的；二进制乘、除法运算可以通过加、减和移位来实现。,例,2.2,例,2.1,11,+12,23,2025/7/29 周二,7,逻辑与：,0,0=0,0,1,=0,1,0=0,1,1=1,3.,二进制的逻辑运算,逻辑或：,0,0=0,0,1,=1,1,0=1,1,1=1,逻辑非,0,=1,1=0,逻辑运算是指对某一给定条,件，判断其是否成立的一种,运算。运算结果不表示数值,的大小，而是表示条件成立,与否。,2.2,数制转换及其运算,在讨论数的进位制之前，先介绍进位计数制的“基数”和“位权”的概念。因为无论采用哪种计数制表示数据，都涉及到“基数”和“位权”。,在日常生活中,人们除了使用十进制外，也,经常,使用,其他进制，如,六十进制、十二进制等。由于计算机中所有信息都是以二进制数的形式表示和存储的，因此需要了解二进制和其他进制之间的转换与运算,。,我们先来看一个例子：十进制数,678.34,我们怎么能正确识别这个数呢？,根据每个数字所在的位置，我们可以判断数的大小。,6,7,8.,3,4,10,2,10,1,10,0,10,-1,10,-2,6*10,2,7*10,1,8*10,0,3*10,-1,4*10,-2,位权,任何一种进位计数制表示的数都可以写成按权展开的多项式之和,1.,数的进位计数制,进位计数制定义：,进位计数制是一种数的表示方法，按进位的方法来计数。,采用位权表示法,；,逢,r,进一。,基数：,每种进位计数制都有自己基本的符号，,若某种进位计数制中使用了,r,个符号（,0,，,1,，,2,，,r,-1,），,r,称为该进位计数制的基数,。,位权：,进位制中基数的某次幂值称为“位权”。,r,进制,r,进制数,N,可表示为：,基数：,r,r,n-1,，,r,n-2,，,r,0,，,r,-1,，,r,-2,，,r,-m,分别是某位的权,数码：,0,，,1,，,2,，,，,r-1,N,r,=a,n-1,r,n-1,+,+a,1,r,1,+a,0,r,0,+a,-1,r,-1,+,+a,-m,r,-m,或,r,进制数,N,可以表示为：按权展开的多项式之和,即,;,该数各位的数码乘以所在位的权值的和。,基数,位权,数码,（,1,）十进制数,基数：,10,10,2,，,10,1,，,10,0,，,10,-1,，,10,-2,分别是数的百位、十位、个位、十分位、百分位的权,数码：,0,，,1,，,2,，,3,，,4,，,5,，,6,，,7,，,8,，,9,（,2,）二进制数,二进制数按,“,权,”,展开的形式为:,基数：,2,2,n-1,，,2,n-2,，,2,0,2,-1,，,2,-2,2,-m,分别是数某位的权,数码：,0,，,1,用英文字母标识来标识进位制：,字母“,D”,代表十进制，“,B”,代表二进制，,字母“,O”,代表八进制，“,H”,代表十六进制。,（,3,）八进制数和十六进制数,二进制数书写位数多，难以记忆和识别，为了便于书写和记忆，常用八进制数或十六进制数作为二进制数的助记符形式。,进 制,十进制,二进制,八进制,十六进制,基 数,10,2,8,16,数字符号,0,9,0,，,1,0,7,0,9,A,（,10,）,B,（,11,）,C,（,12,）,D,（,13,）,E,（,14,）,F,（,15,）,2025/7/29 周二,15,十进制数,非十进制数,非十进制数,十进制数,二、八、十六进制之间的转换,2.,不同进位计数制间的转换,2.,不同进位计数制间的转换,(1),r,进制数（非十进制数）转化成十进制数,各种进位制转换为十进制的方法：分别写出二进制数、八进制数和十六进制数的按权展开式，计算所得的值，即为转换后的十进制数,。,其中：,a,i,为系数（数码）,r,为基数,n,为项数,例,2.5,:（10101,),2,=,=12,4,+0 2,3,+1 2,2,+0 2,1,+12,0,=2,4+,2,2,+1=(21),10,举例,例2,.6,：,(3506.2),8,=,=38,3,+58,2,+08,1,+6 8,0,+2,8,-1,=1536+320+6+0.25,=(1862.25),10,例,2.7,：,(A3E.5),16,=,=1016,2,+316,1,+1416,0,+516,-1,=2560+48+14+0.31,=(2622.31),10,举例,由以上几个例子看出：由,R,进制转换到十进制。可以把小数点作为起点，分成向左右两边进行，即对于其整数部分和小数部分分别转换。,即：,非十进制数 十进制数,(1011.1),2,2,3,2,2,2,1,2,0,2,-1,2025/7/29 周二,20,8 75,余数为,3,（,a,0,）,8,9,余数为,1,（,a,1,）,8,1,余数为,1,（,a,2,）,0,结果为,:(75),10,=(,113),8,余数法：,除基数取余数、由下而上排列。,例：将十进制的,75,转换成八进制,十进制整数 非十进制整数,2025/7/29 周二,21,2 75,1,2 37,1,2 18,0,2 9,1,2 4,0,2 2,0,2 1,1,0,又例：,结果为,:(75),10,=(,1001011),2,2025/7/29 周二,22,进位法：,用十进制小数乘基数，当积为,0,或达到,所要求的精度时，将整数部分由上而下排列。,示例：,0.625,2,1,.250,整数,=1,2,0,.50,整数,=0,2,1,.,0,整数,=1,小数值,=0,十进制小数 非十进制小数,结果为,:(0.625),10,=(0.101,),2,如果十进制的数即有整数也有小数，将其两部分合起即可。,2025/7/29 周二,23,0,2,100,50,2,0,2,25,0,12,2,1,6,3,2,2,1,2,0,0,1,1,0.23,2,0,.46,2,0,.92,2,1,.84,例：将（100.23）,10,化为二进制。,0.84,2,1,.68,若小数保留4位：,结果为,:(100.23),10,=(1100100.001,),2,3.,二进制、八进制、十六进制数间的转换,八进制,对应二进制,0,000,1,001,2,010,3,011,4,100,5,101,6,110,7,111,每,3,位二进制对应一位八进制数,十六进制,对应二进制,十六进制,对应二进制,0,0000,8,1000,1,0001,9,1001,2,0010,A,1010,3,0011,B,1011,4,0100,C,1100,5,0101,D,1101,6,0110,E,1110,7,0111,F,1111,每,4,位二进制对应一位十六进制数,整数部分从右向左三位并一位,小数部分从左向右三位并一位,二进制 八进制,二、八与十六进制之间的转换,一位拆三位,一位拆四位,整数部分从右向左四位并一位,小数部分从左向右四位并一位,二进制 十六进制,例,2.10,将二进制数,10110011.10101,转换为八进制数。,010,110,011,.,101,010,(,B)=263.52(O),2 6 3 5 2,（高位和低位各补,1,个,0,）,例,2.11,将二进制数,1011010101.101011,转换为十六进制数。,0010,1101,0101,.,1010,1100,(,B)=2D5.AC(H),2 D 5 A C,（,高位和低位各补,2,个,0,）,二进制转化成,八,(,十六,)进制,整数部分：,小数点为基准,从右向左按三(四)位进行分组,小数部分：,小数点为基准,从左向右按三(四)位进行分组,不足补零,例,2.12,将八进制数,(6415.64),8,转换为二进制数。,(6415.64),8,=(,110,100,001,101,.,110,100,),2,6 4 1 5.6 4,例,2.13,将十六进制数,(,6A1D.C4),16,转换为二进制数。,(6A1D.C4),16,=(,0110,1010,0001,1101,.,1100,0100,),2,6 A 1 D.C 4,八（十六）进制转换为二进制,将,八进制数,转换为二进制数,：,只需将,1,位八进制数转为,3,位二进制数,；,将,十六进制数,转换为二进制数,：,只需将,1,位十六进制数转为,4,位二进制数,.,4.,二,-,十进制数（,BCD,码）,日常习惯使用十进制，为了让计算机能够识别、存储十进制数，向计算机输入数据时仍采用十进制。,计算机先将,十进制按位编码，每位十进制对应,4,位二进制表示,，计算机自动将其转换为二进制数，这种编码称为,BCD,编码,(,又称,8421,码）。,主要用途帮助计算机自动实现,十进制向二进制相互转换,。,BCD,码取,10,种状态表示十进制数码,0,9.,既具有二进制的形式，又具有十进制的特点，逢“十”进位。,二,-,十进制数（,BCD,码）,（,75.4,）,D,=,（,0111 0101.0100)BCD,(1000 0101.0101)BCD,(85.5)D,BCD,码与二进制之间的转换不能直接进行，应先转换为十进制后再转换为二进制。,2.3,数据,在计算机中的表示方法,主要内容,1,.,计算机中数据的存储单位,2.,带符号数的机器数表示,3.,数的原码、反码和补码表示,4.,定点数与浮点数,2.,带符号数的表示,数值数据是指通常所说的数或数据，它有正负和大小之分，有整数和小数之分。,下面介绍带符号数的表示方法。,但是在计算机中是不能存储负号的，只能存储,0,和,1.,因此，就提出一个想法，正、负也要用“,0”,和“,1”,来表示，将表示数的位数拿出来一位表示数的符号。一般指定最左边一位表示数的符号，用,0,代表正数，用,1,代表负数。原来八位存储一个数，现在就用七位存储数值了。,问题：十进制数,6,用八位二进制表示为：,00000110,十进制,-6,如何表示？,-00000110,可以吗？,2.,带符号数的表示,符号位 “,0,”,表示正、“,1,”,表示负,1,0,0,0,0,1,1,0,若一个数用,8,位二进制表示，,+6,和,-6,表示形式为：,0,0,0,0,0,1,1,0,+6,-6,通常称这种符号数字化的数为机器数。,数的原码、反码和补码表示,这种用,0,和,1,表示数的符号的数称为机器数，也称为数的原码。但是实际上计算机中不是用这种方法存储有符号数的。为什么呢？,机器数在进行运算时，若将符号位和数值位同时参与运算，则会得出错误的结果。,例,2.12,：,X=+6 X,原码,=00000110,Y=-3 Y,原码,=10000011,X+Y=+6+,（,-3,）,=6-3=3,原码相加：得到,-9,00000110,+10000011,10001001,（,-9,）,因此，为了运算方便，计算机中引入了反码和补码的概念，将加减法运算统一转换为补码的加法运算。,原码相减：得到,-3,00000110,-10000011,10000011,-3,数的原码、反码和补码表示,0X,1|X|,0=X,X=0,+7,：,0,000 0111 +0,：,0,0000000,-7,：,1,000 0111 -0,：,1,0000000,X,原,=,数的原码、反码和补码表示,表示数的范围：,-127 127,1,111 1111,0,111 1111,整数,X,的原码表示是：整数的符号位用,“,0,”,表示正，,“,1,”,表示负，其数值部分是该数的绝对值的二进制表示。,在原码表示中，,0,有两种表示方法。,正数的原码、反码和补码形式完全相同，而负数则有不同的表示形式。,（,2,）反码,0X,1|X|,0=X,X=0,+7,：,0,000 0111 +0,：,0,000 0000,-7,：,1,111 1000 -0,：,1,111 1111,X,反,=,负数的反码是对该数的原码除了,符号位外各位取反,。,在反码表示中，,0,有两种表示方法。,反码是求补码的中间过渡。,补码表示中：,0,有唯一的表示形式，即,+0=-0=00000000,因此，可以用多出来的编码,10000000,来扩展补码的表示范围,值为,-128,，最高位,1,即可看做符号位负数，又可表示为数值。,表示数的范围：,-128,127,+7,：,0,000 0111 +0,：,0,000 0000,0X,1|X|+1,0=X,X=0,-7,：,1,111 1001 -0,：,0,000 0000,X,补,=,负数的补码是在其,反码的基础上末位加,1,。,（,3,）补码,例,2.13,：利用补码进行（,+6,）,+,（,-6,）运算。,X=+6 X,原,=00000110 X,补,=00000110,Y=-6 Y,原,=10000110 Y,补,=11111010,两数相加,00000110 +6,的补码,[phone],的补码,1,00000000 0,的补码,例,2.14,：利用补码进行（,+6,）,+,（,-3,）运算。,X=+6 X,原,=00000110 X,补,=00000110,Y=-3 Y,原,=10000011 Y,补,=11111101,两数相加,00000110 +6,的补码,[phone],的补码,1,00000011 +3,的补码,计算机中数据存储与时钟一样，是个模数系统。超过了它所能表示的最大值后，就又会恢复到初始状态。,当运算结果超出其表示范围时，会产生,“,溢出,”,（得出不正确的结果）。,两个,8,位二进制数相加,1111 1111,：,255,0000 0001,：,1,1,0000 0000,：,0,数表示的范围受到字长的限制,若表示一个整数：,用,8,位，最大值为,01111111,，即,2,7,-1=127,用,16,位，最大值为,0111111111111111,，即,2,15,-1=32767,3,.,无符号数的表示,在无符号数据处理的过程中，如不需要设置符号位时，可用全部字长来表示数值大小。如,8,位无符号数的取值范围是,0,255,，,255=2,同样位数的数据在机器中,采用无符号表示或有符号表示其取值范围是不同的。,1,1,1,1,1,1,1,1,4.,定点数与浮点数,定点整数,定点数分为定点整数和定点小数。,（,1,）定点数表示,小数点固定在机器数的最低位之后,整数表示数据精确，数的范围有限。如机器字长,16,位，补码范围,-32768-32767,定点数是指规定小数点固定在某一位置上。浮点数是指小数点位置可以任意浮动。,符号位,4.,定点数与浮点数,S,小数点,定点小数,（,1,）定点数表示,小数点固定在符号位之后,定点数表示方法使数的表示范围受到限制。当超出规定的范围时，就无法表示了。因此，就有另外一种表示数的方法，即浮点数。,（,2,）浮点数表示,尾数,的位数决定,数的精度,阶码,的位数决定,数的范围,科学记数法表示：十进制数,-1234.567,可表示为：,-1234.567,=-1.234567,10,3,采用以,2,为底的科学记数法存储：,N=,数符,尾数,2,阶码,（其中：数符,0,为正，,1,为负，尾数和阶码都用,二进制数,表示）,浮点数也称为实数，是指小数点位置不固定的数，,它既有整数部分又有小数部分。,利用浮点数可以扩大实数的表示范围。,IEEE 754,标准（美国电气电子工程师协会,IEEE,，,1985,）,将浮点数分成两类,:,单精度数用,32,位表示：数符,1,位，阶码,8,位，尾数,23,位,双精度数用,64,位表示：数符,1,位,阶码,11,位,尾数,52,位,为了处理负指数的情况，实际数据的指数存储时数值加上,127,（,2,7,-1,）后进行存储。尾数只存储小数部分。,单精度浮点数机内存储格式（占,4,个字节，,32,位）,阶码,数符,尾数,1,位,8,位,23,位,由于不同计算机所选的基值、尾数和阶码的长度不同，因此对浮点数表示有较大差别，这就不利于软件在不同计算机之间的移植。为此，,1985,年，美国电气电子工程师协会,IEEE,制定了,IEEE 754,标准。,2.4,非,数值数据的表示与存储,主要内容,1.,字符编码,2.,汉字编码,3.,多媒体信息表示,计算机除了能处理数值数据外，,也,能识别各种符号、字符，如英文字母、汉字、运算符号等。,这些数据在计算机中有特定的二进制编码,，也就是非数值数据的编码,。,编码就是按照一定编码要求和规则进行排列，将,1,和,0,组成的符号串赋予一定的含义，符号串的位数决定了可以容纳的编码的数目。在现实生活中，有许多编码的例子。例如学校学生学号的编码要根据招生规模来设定，每一位都被赋予一定的含义。编码还必须具有唯一性，在一所学校中，不允许出现重复的学号，每个学号唯一的对应一位学生。,如，电话号码,128,个常用字符，用7位二进制编码，最高位为,0,，从0到127,控制字符,34个,：032，127；,普通字符：94个。,例如：,“,a,”,字符的编码为,110 0001,，,61H,对应的十进制数是,97,；,空格 20,H 32,0,9,30H39H 4857,A,Z,41H5AH 6590,a,z,61H7AH 97122,1.,字符编码（,ASCII,码）,(,American Standard Code for Information Interchange),目前在微型计算机中普遍使用的字符编码是,ASCII,码，,每个字符采用,7,位二进制数进行编码，,2,7,可以表示,128,种符号,，,包括了计算机处理信息常用的英文字母、数字符号、算术与逻辑运算符号、标点符号等。,存储字符的编码采用,1,个字节存储，最高位设置为,0.,在,ASCII,字符编码表,中,：,每种符号唯一的对应着一个编码。数字,0,9,、字母,A,Z,和,a,z,在表中都是顺序排列的，小写字母比大写字母的编码值大,32,。,这里需要记住几个常用的编码：例如：字符“,0”,的编码不是整数，而是二进制的,00110000,（,30H,），对应十进制数为,48,；字母“,A”,的,ASCII,编码是,1000001,（,41H,），对应的十进制数为,65,；“,a”,的,ASCII,编码是,1100001,（,61H,），对应的十进制数为,97,。掌握了这几个字符的编码，就可以容易写出后续字母数字的,ASCII,编码。,还有一些扩展编码，采用,8,位编码，可以有,256,个编码状态。,在了解了数值和字符在计算机中的表示后，同学们可能会产生一个问题：,数和字符在计算机中都是二进制数，计算机如何区分呢？,一个字节的内容是,65,，它究竟是数值,65,，还是字符,A,？,面对孤立的字节，是不能区分，但是存放和使用这个数据的软件，会以其他方式进行区分。,2.,汉字编码,拼音,五笔等,GB2312-1980,标准汉字字符集，规定在不同的汉字系统中进行汉字交换时使用的编码，简称国标码，两个字节。,汉字在机器内部的表示形式，是内部存储，处理，传输汉字的代码，两个字节表示一个汉字。,为了区分西文字符的机内码，每个字节的最高位设为,1.,每个,汉字字形码在汉字字库中,的相对位移地址,汉字在计算机中也是字符，也要表示为二进制，也应有统一的编码。但是汉字字符多，字型复杂，处理起来比西文字符复杂的多，要解决输入、存储、交换和显示的编码问题。,(1),汉字输入码,数字编码：,用,4,位数字代表一个汉字，如国标区位码、电报码等。,GB2312,标准将,6763,个汉字和,700,多个符号分成,94,个区，每个区存放,94,个汉字和符号。无重码，但是记忆困难。,如：大,2083,工,2504,十进制,拼音编码：,以汉语拼音为基础的输入法，常用有智能,ABC,、微软拼音、紫光、全拼、搜狗等。（简单易学，重码，拼音为基础）,字形编码：,以汉字的形状确定的编码，如五笔字型、表形输入法。（无重码，快，专业人员）,汉字国标码,(GB2312,80,）也称汉字交换码,共收录,7445,个汉字符号,。,能表示,6763,个常用汉字和一些符号。,每个汉字用两个字节、以,16,进制表示。,汉字分成,94,个区,每个区存放,94,个汉字或符号。由区号和位号构成区位码。区位码加上,32,就构成国标码。,计算机是如何区分字符与汉字的编码呢？,（,2,）汉字国标码,为了在计算机中使用汉字，,1981,年，国家标准局公布了,GB2312-80,标准汉字字符集，规定了在不同的汉字系统中进行汉字交换时使用的编码，简称国标码。,汉字机内码是汉字在机器内部的表示形式，是计算机内部存储、处理、传输汉字的代码。,为区别,ASCII,码,机内码采用将汉字国标码的每个字节的,最高位设为,1,，形成了在计算机内部用来进行汉字存储、运算的编码。,以汉字,“,大,”,为例，国标码为,34 73H,，,二进制：,0,011 0100,0,111 0011,国标码,二进制：,1,011 0100,1,111 0011,机内码,B 4 F 3,34 73H,80 80H,B4 F3H,，得到机内码为,B4F3H,国标码转换为机内码：,国标码,+8080H=,机内码,（,3,）汉字机内码,汉字 区位码 国标码 汉字机内码,大,2083 3473(,0,0110100,0,1110011,)B,(,10,110100,1,1110011)B,工,2504 1904(,0,0011001,0,0000100,)B,(,1,0011001,1,0000100)B,计算机处理字符数据时，当遇到最高位为,1,的字节，便将该字节连同其后续最高位为,1,的另一个字节看做一个汉字；当遇到最高位为,0,时，则可看做一个,ASCII,码西文字符，这样就实现了汉字、西文字符的共存和区分。,（,4,）汉字字形码,汉字的字形码通常有两种表示方式，即点阵和矢量表示方式。,为了能在屏幕上和打印机上输出汉字，必须将汉字的字形以点阵的形式事先存入计算机中，字形码也称为汉字的字模。,点阵字形的构成是把每个汉字放在一个矩型区域里，对每一个位置用二进制的,0,和,1,来编码，有笔划经过的地方为“,1”,，即发亮，无笔划经过的地方为“,0”,，发暗。然后把这样形成的二进制序列存储起来，就得到了汉字的点阵字型。,当需要显示一个汉字时，根据汉字的机内码，在字库中检索到汉字的字形点阵，把对应的二进制编码序列放入显示存储器中适当的地方，就可在在屏幕上显示该汉字。,点阵表示：,用点阵表示的码，是汉字的输出形式。它把汉字排成点阵,常用,1616,、,2424,、,3232,、,4848,或更高二进制位来存储。,一个,16*16,点阵的汉字字形占用,32,个字节，,24*24,要占用,72,个字节。,编码、存储方式简单、无需转换直接输出,这类点阵字库汉字最大的缺点是不能放大，一旦放大后就会发现文字边缘的锯齿。,ASCII,码的字母存储的也是字母的图片，编码与点阵图片一一对应，需要时调用这个图片，就可以显示对应的字符。,矢量表示：该方式存储的是描述汉字字形的轮廓特征。,矢量方式与点阵相反，,矢量字库保存的是对每一个汉字的描述信息，比如一个笔划的起始、终止坐标，半径、弧度等等。需要时，通过计算机的计算，由汉字字形描述程序生成所需大小和形状的汉字点阵。,矢量表示方式可以得到高质量的汉字输出，与最终文字显示的大小和分辨率无关。,放大后，不会变形。,Unicode,国际标准编码标准,：为了规范编码，采用双字节编码统一表示世界上的主要文字。,键盘输入与屏幕显示,一个汉字从输入到输出，需要经过在键盘上根据输入码输入、计算机将其自动翻译成机内码进行存储和传输，最后根据字形码显示或打印出来这样几个过程。,3.,多媒体信息表示,（,1,）音频信息,为了要使计算机能够处理音频信息，便于存储和操作，必须首先要将声音的模拟信号转换为数字信号。按照固定的时间间隔对声波的振幅进行采样，记录所得到的值序列，并转化为二进制序列，得到声波的数字化表示。,常见的几种声音文件格式,扩展名,特点,WAV,记录真实声音，对存储空间需求太大,不便于交流和传播，是,Windows,系统使用的标准数字音频波形文件,MIDI,比波形文件小，节省空间，但缺乏重现真实自然声音的能力，常用来存放背景音乐,WMA,与,MP3,格式类似的一种新的音频格式，压缩比和音质方面都超过了,MP3,，适合网络实时低速率传输,Mp3,、,Mp4,数字音频编码和有损压缩格式，压缩比高，基本不失真,多媒体信息是指以文字、声音、图形、图像为载体的信息。计算机除了能够处理、存储数值和文字，还能处理大量多媒体信息。这些多媒体信息虽然表示形式不同，进入到计算机中也要转换为二进制形式表示。,3.,多媒体信息表示,（,2,）视频信息,视频信号数字化的原理与音频信息数字化相似，以一定的频率对单帧视频信号进行采样、量化、编码等，实现模数转换、彩色空间变换和编码压缩等。,扩展名,特点,AVI,采用有损压缩，压缩比高，解决了音频与视频信息的同步问题，已成为,Windows,视频文件的标准，用于保存电影、电视信息,MPG,按照,MPEG,标准压缩的全视频文件,WMV,独立于编码方式的标准，可以直接在网上实时观看视频，属于网络流媒体，播放器是,Media Player,。,rm,压缩比高，文件小、适合网络传输，属于流媒体文件格式，文件的播放器是,RealPlayer,ASF,可以直接在网上观看的视频文件格式，压缩和图像质量高，属于流媒体格式，播放器是,Media Player,。,FLV,增长最快、最为广泛的视频传播格式，许多在线视频网站都采用此视频格式，属于流媒体格式。,CPU,占有率低、视频质量良好、体积小、加载速度极快等特点。,常见的视频文件和流媒体文件格式,（,3,）图形图像,图形图像文件是多媒体软件中最重要的信息表现形式之一。不同的图像采用不同的处理方式。,常用文件格式：,BMP,、,GIF,、,JPEG,、,WMF,等。,位图：,将图像表示成一组点，每一个点称为一个像素，每个像素的显示被编码，编码方式随着应用的不同而不同，分为黑白图像和彩色图像。整个图像就是这些像素的集合。计算机中的许多设备如显示器和打印机，都是根据像素进行操作的。,文件扩展名：,BMP,（,3,）图形图像,矢量图：,把图像分解为几何结构（如曲线和直线）的组合，通过数学公式定义这些几何结构。这些数学公式是重构图像的指令，计算机存储这些指令，需要生成图像的时候，只要输入图像的尺寸，计算机就能够按照这些指令生成图像。,位图和矢量图,的表示方法各有利弊,。,位图图像质量高，占用存储空间大，当无限放大时会失真，不够清晰，数码相机使用的就是这种方法。矢量图像放大或缩小时，能够保持原来的清晰度，不会失真。而且矢量图像比位图占用的存储空间小。,（,3,）图形图像,2.4,数据压缩,2.4.1,数据压缩的概念,数据压缩就是在保留数据原有内容的前提下，对数据内容进行压缩处理。经过压缩后的文件能减小体积，节省磁盘存空间，减少感染病毒的机会，提高数据的安全性，方便多个文件打包传输。经过压缩后的数据不能直接使用，必须要通过解压缩后将信息还原才能使用。,有损压缩：有损压缩在压缩过程中可能会发生信息丢失，有损压缩比无损压缩能提供更大的压缩比。,无损压缩：无损压缩在压缩过程中不会丢失信息，压缩后的信息可以完全恢复为原始信息，多用于一般文本压缩以及通信方面的压缩。,2.4.2,文件压缩,文件压缩的实现有几种方式，提供的各种工具能够每次压缩一个文件，或压缩一组文件。一组文件能压缩成单个文件，更易于传送到其它用户，解压缩工具把文件解开。,WinRAR,是目前较为流行的文件压缩解压缩软件，是适用于,Windows,系统的,32,位压缩工具。,2.4.3,图像压缩,1.GIF,2.JPEG,3.TIFF,2.4.4,音频和视频压缩,MPEG,MP3,MP4,作业：第二章习题必做,