破譯機(jī)器信息數(shù)據(jù)與信息的表示《信息技術(shù)》主題1：信息技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)信息化時(shí)代，數(shù)據(jù)就是財(cái)富，互聯(lián)網(wǎng)公司都在依靠挖掘用戶數(shù)據(jù)發(fā)展業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)被認(rèn)為是新時(shí)代的“能源”。數(shù)據(jù)和信息的定義01所有能輸入到計(jì)算機(jī)并被計(jì)算機(jī)程序處理的符號(hào)的介質(zhì)的總稱表示客觀事物的未加工原始素材01數(shù)據(jù)Data定義02信息Information定義最原始的記錄，與其他數(shù)據(jù)之間沒(méi)有建立相互聯(lián)系，是分散和孤立的計(jì)算機(jī)內(nèi)部，數(shù)據(jù)以二進(jìn)制0/1的形式表示從采集的數(shù)據(jù)中獲取的有用信息數(shù)據(jù)加工處理后，使數(shù)據(jù)之間建立相互聯(lián)系，是有邏輯的、有一定含義的、對(duì)決策有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息需要經(jīng)過(guò)數(shù)字化轉(zhuǎn)換后才能存儲(chǔ)和傳輸信息具有時(shí)效性總之信息=數(shù)據(jù)+時(shí)間+處理數(shù)據(jù)可是數(shù)字、文字、字母、數(shù)字符號(hào)的組合，也可是圖形、圖像、視頻、音頻等，是可識(shí)別的、抽象的符號(hào)信息是數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理，以某種形式呈現(xiàn)，具有一定意義數(shù)據(jù)與信息的區(qū)別數(shù)據(jù)和信息不可分離數(shù)據(jù)是信息的表達(dá)，信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵數(shù)據(jù)本身沒(méi)有意義，數(shù)據(jù)只有對(duì)實(shí)體行為產(chǎn)生影響時(shí)才成為信息數(shù)據(jù)與信息的聯(lián)系數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理器數(shù)據(jù)信息原料產(chǎn)品數(shù)據(jù)分類02數(shù)值數(shù)據(jù)非數(shù)值數(shù)據(jù)AB數(shù)值類型的數(shù)據(jù)主要應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算或工程計(jì)算，比如算術(shù)運(yùn)算、求解方程等非數(shù)值類型的數(shù)據(jù)有文字、圖形、圖像、音頻、視頻等，應(yīng)用在模式識(shí)別、情報(bào)檢索、人工智能、數(shù)學(xué)定理證明、語(yǔ)言翻譯等領(lǐng)域數(shù)值

十／二進(jìn)制轉(zhuǎn)換

西文ASCII碼

漢字

輸入碼／機(jī)內(nèi)碼轉(zhuǎn)換

聲音、圖像

模／數(shù)轉(zhuǎn)換

二／十進(jìn)制轉(zhuǎn)換

西文字形碼

漢字字形碼

數(shù)／模轉(zhuǎn)換

內(nèi)存

輸入設(shè)備

輸出設(shè)備數(shù)值西文

漢字

聲音、圖像

二進(jìn)制數(shù)值數(shù)據(jù)需要轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，非數(shù)值數(shù)據(jù)按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)計(jì)算機(jī)的邏輯電路只有開(kāi)關(guān)兩種狀態(tài)，可用“1”和“0”分別表示實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單邏輯運(yùn)算運(yùn)算簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)換方便與邏輯代數(shù)中“真”和“假”吻合，適合邏輯運(yùn)算有利于簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高運(yùn)算速度與八進(jìn)制、十六進(jìn)制和十進(jìn)制數(shù)互相轉(zhuǎn)換都比較方便數(shù)值數(shù)據(jù)和非數(shù)值數(shù)據(jù)都是用二進(jìn)制數(shù)來(lái)存儲(chǔ)和處理的，為什么呢？可靠性高每位數(shù)據(jù)只有兩個(gè)狀態(tài)，當(dāng)受到一定干擾時(shí)，能可靠地辨別并更正破譯機(jī)器信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單位《信息技術(shù)》主題1：信息技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單位01位（bit）：數(shù)據(jù)的最小單位字節(jié)（Byte）：信息組織和存儲(chǔ)的基本單位單位名稱含義說(shuō)明b比特1b=（1/8）B位bitB字節(jié)B信息存儲(chǔ)和組織的基本單位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(pán)、光盤(pán)計(jì)量GB吉字節(jié)1GB=1024MB=230B適用于硬盤(pán)計(jì)量TB太字節(jié)1TB=1024GB=240B適用于硬盤(pán)計(jì)量PB拍字節(jié)1PB=1024TB=250B適用于云儲(chǔ)存、虛擬存儲(chǔ)、超級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)量EB艾字節(jié)1EB=1024PB=260B適用于云儲(chǔ)存、虛擬存儲(chǔ)、超級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)量ZB澤字節(jié)1ZB=1024EB=270B適用于云儲(chǔ)存、虛擬存儲(chǔ)、超級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)量YB堯字節(jié)1YB=1024ZB=280B適用于云儲(chǔ)存、虛擬存儲(chǔ)、超級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)量BB珀字節(jié)1BB=1024YB=290B適用于云儲(chǔ)存、虛擬存儲(chǔ)、超級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)量NB諾字節(jié)1NB=1024BB=2100B適用于云儲(chǔ)存、虛擬存儲(chǔ)、超級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)量DB刀字節(jié)1DB=1024NB=2110B適用于云儲(chǔ)存、虛擬存儲(chǔ)、超級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)量CB饋?zhàn)止?jié)1CB=1024DB=2120B適用于云儲(chǔ)存、虛擬存儲(chǔ)、超級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)量破譯機(jī)器信息常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換《信息技術(shù)》主題1：信息技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)數(shù)制的相關(guān)概念01數(shù)制是指用一組固定的符號(hào)和一套統(tǒng)一的規(guī)則來(lái)表示數(shù)值的方法。日常生活中常用十進(jìn)制，而計(jì)算機(jī)中使用二進(jìn)制。數(shù)制的特點(diǎn)：按進(jìn)位的原則進(jìn)行計(jì)數(shù)逢R進(jìn)1采用位權(quán)表示法數(shù)碼所處的不同位置上的值。常用數(shù)制02十進(jìn)制數(shù)：用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9這10個(gè)數(shù)碼組成的數(shù)碼串來(lái)表示數(shù)字，其加法規(guī)則是“逢十進(jìn)一”。例如：對(duì)于十進(jìn)制數(shù)326.41，可以寫(xiě)成：

326.41=3×102+2×101+6×100+4×10-1+1×10-2

上式稱為數(shù)值的按位權(quán)展開(kāi)式，其中10i稱為十進(jìn)制數(shù)位的位權(quán)。進(jìn)制使用不同基數(shù)所得逢R進(jìn)一基數(shù)數(shù)制中包含的數(shù)碼個(gè)數(shù)按權(quán)展開(kāi)十進(jìn)制數(shù)用0-9十個(gè)數(shù)碼表示，基數(shù)為10=an-1Rn-1+an-2Rn-2+……+a1R1+a0R0+a-1R-1+……+a-mR-m02030201（N）RR取值為2，就得到二進(jìn)制，它只有兩個(gè)數(shù)碼0和1，其加法規(guī)則是“逢二進(jìn)一”。二進(jìn)制是計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用的計(jì)數(shù)方式，具有以下特點(diǎn)。①簡(jiǎn)單可行。二進(jìn)制只有“0”和“1”兩個(gè)數(shù)碼，可以用兩種不同的穩(wěn)定狀態(tài)來(lái)表示。②運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單。八進(jìn)制十六進(jìn)制進(jìn)制十六進(jìn)制的基數(shù)是16，采用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F共16個(gè)數(shù)碼，加法規(guī)則是“逢十六進(jìn)一”。八進(jìn)制的基數(shù)是8，采用八個(gè)數(shù)碼0~7，加法規(guī)則是“逢八進(jìn)一”。1、寫(xiě)出

(542.3)10的按權(quán)展開(kāi)式。2、寫(xiě)出(176.5)8的按權(quán)展開(kāi)式。3、寫(xiě)出（1101.01)2的按權(quán)展開(kāi)式。4、寫(xiě)出(8D.3A)16的按權(quán)展開(kāi)式2E將數(shù)字用括號(hào)括起來(lái)，在括號(hào)的右下角寫(xiě)上基數(shù)來(lái)表示不同的數(shù)值。如：892表示成（892）10，為十進(jìn)制數(shù)，若表示成（892）16，為十六進(jìn)制數(shù)。2在一個(gè)數(shù)的后面加上不同的字母表示進(jìn)制，其中D表示十進(jìn)制、B表示二進(jìn)制、字母O表示八進(jìn)制、H表示十六進(jìn)制。如：100101表示成100101B和100101H，分別為二進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)。非十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制03位權(quán)法：把各非十進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開(kāi)求和。轉(zhuǎn)換公式為：（N）R=an-1Rn-1+an-2Rn-2+……+a1R1+a0R0+a-1R-1+……+a-mR-m示例：將二進(jìn)制數(shù)1011.011轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。1011.011B=1×23+0×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2+1×2-3示例：將十六進(jìn)制數(shù)F6A轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。F6AH=15×162+6×161+10×1601、將二進(jìn)制數(shù)10011.101轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。2、將八進(jìn)制數(shù)37.4轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。3、將十六進(jìn)制數(shù)2A3.C轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成非十進(jìn)制04方法：將數(shù)字分成整數(shù)和小數(shù)分別轉(zhuǎn)換，然后再拼接起來(lái)。以十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)為例，整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換方法：采用“除2倒取余”法，將十進(jìn)制數(shù)不斷除以2取余數(shù)，直到商位是0為止，余數(shù)從右到左排列。示例：將十進(jìn)制數(shù)38轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。整數(shù)部分的結(jié)果為：（38）10=（100110）2238222219……09……14……12……021……00……1最高位最低位方法：將數(shù)字分成整數(shù)和小數(shù)分別轉(zhuǎn)換，然后再拼接起來(lái)。小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換方法：采用“乘2正取整”法，將十進(jìn)制小數(shù)不斷乘以2取整數(shù)，直到小數(shù)部分為0或達(dá)到所要求的精度為止，所得的整數(shù)從小數(shù)點(diǎn)自左往右排列。示例：將十進(jìn)制數(shù)0.24轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)

（取三位小數(shù)）。小數(shù)部分的結(jié)果為：（0.24）10=（0.001）2（38.24）10=（100110.001）20.24X20.48……0X20.96……0X21.92……1最低位最高位1、（34.3）10=（）2。2、

（34.3）10=（）8。3、

（34.3）10=（）16。注：取兩位小數(shù)二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制05從低位到高位每4位分為一組，然后將每組二進(jìn)制數(shù)所對(duì)應(yīng)的數(shù)用十六進(jìn)制數(shù)表示出來(lái)。如有小數(shù)部分，則從小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始分別向左右兩邊按照上述方法進(jìn)行分組計(jì)算。不足4位的，整數(shù)部分左補(bǔ)0，小數(shù)部分右補(bǔ)0。123轉(zhuǎn)換方法結(jié)果為：（101110011000111011）2=（2E63B）16

1011100110001110112E63B低高每4位一組例：將二進(jìn)制數(shù)101110011000111011轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)。00練習(xí)：（100100101000101）2=（

）16二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制06方法：與二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)的方法類似，只要將規(guī)則中二進(jìn)制數(shù)每3位分為一組即可。結(jié)果為：（101110011000111011）2=（563073）8八進(jìn)制數(shù)：563730低高3位一組示例：將二進(jìn)制數(shù)101110011000111011轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制數(shù)：101110011000111011練習(xí)：（100100101000101）2=（

）8十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制07方法：采用“一分為四”的原則，即從十六進(jìn)制數(shù)的低位開(kāi)始，將每位上的數(shù)用4位二進(jìn)制表示出來(lái)。如有小數(shù)部分，則從小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始，分別向左右兩邊按照上述方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。示例：將十六進(jìn)制數(shù)3B7D2.A2轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。結(jié)果為：（3B7D2.A2）16=（111011011111010010.1010001）2十六進(jìn)制數(shù)：3B7D2.A2二進(jìn)制數(shù)：0011101111010010011110100010

.

練習(xí)：（4C29.6）16=（

）2破譯機(jī)器信息計(jì)算機(jī)中的信息編碼《信息技術(shù)》主題1：信息技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)數(shù)值編碼01在計(jì)算機(jī)中表示數(shù)時(shí)，需要考慮：(1)數(shù)的符號(hào)（如負(fù)號(hào)）如何表示?(2)小數(shù)點(diǎn)位置如何表示？解決：引入定點(diǎn)表示法或浮點(diǎn)表示法。-1.25D如何在計(jì)算機(jī)中表示？解決：用一位二進(jìn)制位表示符號(hào)位，0為正號(hào)，1為負(fù)號(hào)。機(jī)器數(shù)：數(shù)及其符號(hào)位在機(jī)器中的表示形式。

定點(diǎn)數(shù)浮點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)有固定的位置整數(shù)用定點(diǎn)數(shù)表示小數(shù)點(diǎn)不固定實(shí)數(shù)用浮點(diǎn)數(shù)表示機(jī)器數(shù)整數(shù)的表示方法：原碼、反碼、補(bǔ)碼。字長(zhǎng)為N符號(hào)位數(shù)值位N=8[+0]原 [-0]原[+8]原 [-8]原[+127]原 [-127]原

0000000B

0000000B

0001000B

0001000B

1111111B

1111111B010011======(1)原碼表示：最高位為符號(hào)位（正數(shù)為0，負(fù)數(shù)為1），其余數(shù)字位表示數(shù)的絕對(duì)值。結(jié)論2結(jié)論1“0”的原碼有兩種表示法，+0以及-08位二進(jìn)制原碼表示數(shù)的范圍為-127~-0+0~127(2)反碼表示正數(shù)的反碼與其原碼相同；負(fù)數(shù)的反碼是在原碼基礎(chǔ)上，符號(hào)位不變（仍為1），數(shù)值位按位取反。[+0]反=[+0]原=00000000B [+127]反=[+127]原=01111111B機(jī)器字長(zhǎng)為8[-0]原=10000000B [-127]原=11111111B[-0]反=11111111B [-127]反=10000000B(3)補(bǔ)碼表示正數(shù)的補(bǔ)碼與其原碼、反碼相同；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是在原碼基礎(chǔ)上，符號(hào)位不變（仍為1），數(shù)值位按位取反，末位加1；或在反碼基礎(chǔ)上末位加1。[-8]原=10001000B [-8]反=11110111B [-8]補(bǔ)=11111000B

機(jī)器字長(zhǎng)為8[-127]原=11111111B[-127]反=10000000B[-127]補(bǔ)=10000001B浮點(diǎn)數(shù)：小數(shù)點(diǎn)不固定。實(shí)數(shù)用浮點(diǎn)數(shù)表示，把一個(gè)數(shù)分為階碼和尾數(shù)兩部分表示。N=尾數(shù)×基數(shù)階碼浮點(diǎn)數(shù)存儲(chǔ)格式：階符階碼數(shù)符尾數(shù)尾數(shù)中的小數(shù)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)向左或向右移的位數(shù)。數(shù)值的有效數(shù)字，小數(shù)點(diǎn)在數(shù)符和尾數(shù)之間。西文字符編碼02ASCIIASCII碼ASCII碼是美國(guó)信息互換標(biāo)準(zhǔn)代碼的簡(jiǎn)稱，適用于所有拉丁文字字母。標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼采用7位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示所有的大寫(xiě)和小寫(xiě)字母、數(shù)字0到9、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)，以及在美式英語(yǔ)中使用的特殊控制字符等128個(gè)字符。舉例如：大寫(xiě)字母“A”的ASCII碼值為41H，數(shù)字“0”的ASCII碼值為30H。ASCII碼的字符編碼表共有24=16行，23=8列。低4位編碼b3b2b1b0用作行編碼，而高3位b6b5b4用作列編碼。1000001UnicodeUnicode編碼Unicode編碼是通用多八位編碼字符集的簡(jiǎn)稱，支持世界上超過(guò)650種語(yǔ)言的國(guó)際字符集。Unicode字符集Unicode字符集，它固定使用16位

(兩個(gè)字節(jié))來(lái)表示一個(gè)字符，共可以表示65536個(gè)字符。舉例Unicode標(biāo)準(zhǔn)始終使用十六進(jìn)制數(shù)，而且在書(shū)寫(xiě)時(shí)在前面加上前綴“U+”，例如字母“A”的編碼為0041H。所以“A”的編碼書(shū)寫(xiě)為“U+0041”。漢字編碼0301

GB2312編碼交換碼或國(guó)標(biāo)碼02GBK編碼漢字內(nèi)碼擴(kuò)展規(guī)范兼容GB2312編碼03CJK編碼中日韓統(tǒng)一表意文字04GB18030編碼信息交換用漢字編碼字符集基本集的擴(kuò)充漢字字符集在不同的場(chǎng)合一般要使用不同的編碼。通常有以下幾種類型的編碼，即輸入碼、區(qū)位碼、國(guó)標(biāo)碼、機(jī)內(nèi)碼、字形碼。數(shù)字編碼字形編碼是以漢字的形狀確定的編碼如五筆字型、表形碼拼音編碼是以漢字讀音為基礎(chǔ)的輸入方法如微軟拼音