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环球视点!信息的数字化表示

时间:2023-07-01 00:38:42     来源:哔哩哔哩

用数字代码表示数值型数据


(资料图片仅供参考)

6和7是两个数值型数据。可以约定,用一位二进制代码表示每个数的符号,如用0表示正数,用1表示负数;再用4位二进制代码表示每个数的大小。这样,代码00110表示6(左边第一个0代表正号),代码10111表示-7(左边第一个1代表负号)。当然,也可以用8位二进制代码表示一个数的大小。代码位数增多,数的表示范围将扩大。例如,用4位二进制代码不能表示200这个数,但用8位二进制代码则可以表示它。

用数字代码表示字符

字符本身没有大小和正负之分,但仍然可以用数字代码来表示它。计算机中常约定用7代码表示一个西文字符,如用1000001表示字符A,用1000010表示字符B;或用7位代码表示一个控制字符,如用0001100表示换页(FF),用0001101表示回车(CR)。字符的这种编码称为ASCII码,是国际上广泛采用的一种字符表示方法。另外,还可以约定用两组8位二进制代码表示一个中文字符,如用01010110 01010000表示“中”,用00111001 01111010表示“国”等。总之,用数字代码可以表示各种字符,而以字符为基础又可以表示范围广泛的各种文字。

用数字代码表示图像

字符的种类总是有限的,因而可以用若干位编码来表示。图像则不然,其变化是无穷无尽的,那么,如何用数字代码来表示这些随机分布的图像信息呢﹖实际上,一幅图像可以被细分为若干个点,这些点称为像素。也就是说,我们可以用像素的组合来逼近真实的图像。图像划分得越细,像素越多,组成的图像也就越真实。按照信息表示数字化的思想,可以用数字代码表示像素。例如,用一位代码表示一个像素,若像素是亮的,则用代码1表示;若像素是暗的,则用代码0表示。再将表示一幅图像所有像素的代码按照像素在图像中的位置进行组织,就可以实现用数字代码来表示图像了。

用数字代码表示声音

为了对声音信息数字化,首先要将声波转换为电流波,再按一定频率对电流波进行采样,即在长度相同的时间间隔内分别对电流波的幅值进行测量,每次测到的电流幅值都用一个数字量来表示。只要采样频率足够高,所得到的数字信息就能逼真地保持声波信息,还原后真实地再现原来的声音。

用数字代码表示指令

指令属于控制信息。通常,一条指令需提供要求计算机做什么操作,以及如何获取操作数等信息。因此,可以用一段数字代码表示操作类型,这段代码称为操作码;用另一段代码表示获取操作数的途径,这段代码称为地址码。将操作码和地址码组合在一起,就形成了机器指令代码。例如,操作码取4位,可以约定,0000表示传送操作,0001表示加法操作, 0010表示减法操作……地址码取12位,用6位表示一个操作数的来源,用其余6位表示另一个操作数的来源。例如,约定000000表示操作数来自0号寄存器,000001表示另一操作数来自1号寄存器。这样,16位代码0001000000000001表示一条加法指令,其含义是将0号寄存器的内容与Ⅰ号寄存器的内容相加,结果存放在1号寄存器中。

用数字代码表示设备状态

计算机在工作时往往需要了解外部设备的状态,根据外设状态决定做什么操作。不同的外部设备可能有不同的工作状态,如打印机将字符打印在纸上,而显示器则将字符显示在屏幕上。这些设备的状态可以抽象、归纳为三种:空闲(设备没有工作)、忙(设备正在工作)、完成(设备做完一次操作)。相应地,可以用约定的数字代码表示这三种状态,如用00表示空闲,01表示忙,10表示完成。

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