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數(shù)據(jù)編碼
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01
PART
認(rèn)識(shí)編碼
編碼的核心概念
項(xiàng)目二：探秘計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼
360281200712020021
身份證號(hào)碼18位數(shù)字組成
江西省景德鎮(zhèn)市樂平市
出生年月日
前兩位當(dāng)?shù)嘏沙鏊木幋a；倒數(shù)第二位雙數(shù)代表女，單數(shù)代表男；最后一位為校驗(yàn)碼，可以是0-10的數(shù)字，如果是數(shù)字10，則用X代替。
項(xiàng)目二：探秘計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼
核心概念
編碼（encoding）是指用預(yù)先規(guī)定的方法將文字、數(shù)值或其他對象轉(zhuǎn)換成規(guī)定的符號(hào)組合，或?qū)⑿畔ⅰ?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為規(guī)定的脈沖電信號(hào)。
身份證號(hào)
車牌號(hào)
準(zhǔn)考證號(hào)
手機(jī)號(hào)
項(xiàng)目二：探秘計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼
編碼的功能和意義
1、鑒別：編碼是對象的唯一標(biāo)識(shí)。
2、排序：編碼符號(hào)都是有一定順序的，比較容易進(jìn)行排序。
3、專用含義：如身份證號(hào)包含出生日期等。
項(xiàng)目二：探秘計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼
序號(hào) 姓名 準(zhǔn)考證號(hào)
1 張 20202901
2 王 20202902
3 李 20202903
... ... ...
47 吳 20202947
48 周 20202948
49 趙 20202949
50 孫 20202950
編一個(gè)我們班級(jí)的8位數(shù)準(zhǔn)考證號(hào)碼？

項(xiàng)目二：探秘計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼
計(jì)算機(jī)是如何存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)的？

項(xiàng)目二：探秘計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼
二進(jìn)制代碼
計(jì)算機(jī)是由邏輯電路組成的，邏輯電路只有高低兩種電位狀態(tài)，正好可以表示0與1，所以采用二進(jìn)制來存儲(chǔ)和表示數(shù)據(jù)。
因此要想用計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)，必須對它們進(jìn)行編碼，將它們轉(zhuǎn)換成有0和1組成的二進(jìn)制代碼。
在計(jì)算機(jī)中，編碼一般是指用預(yù)先規(guī)定的方法將數(shù)字、文字、圖像、聲音、視頻等對象編成二進(jìn)制代碼的過程。
02
PART
數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼
數(shù)制、轉(zhuǎn)換、編碼
項(xiàng)目二：探秘計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼
數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼過程
0、1代碼
轉(zhuǎn)換
編碼
二進(jìn)制數(shù)
數(shù)值數(shù)據(jù)
數(shù)值數(shù)據(jù)
數(shù)值數(shù)據(jù)，又稱為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，是可用于算數(shù)運(yùn)算的具體數(shù)值。
項(xiàng)目二：探秘計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼
數(shù)制
數(shù)制 基數(shù) 可用符號(hào) 位權(quán) 進(jìn)位規(guī)則
十進(jìn)制（D） 10 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 10n-1 10n-2 ......100 10-1 10-2 ...... 逢10進(jìn)1
二進(jìn)制(B) 2 0、1 2n-1 2n-2 ......20 2-1 2-2...... 逢2進(jìn)1
八進(jìn)制(O) 8 0、 1、 2、 3 、4、 5、 6、 7 8n-1 8n-2 ......80 8-1 8-2...... 逢8進(jìn)1
十六進(jìn)制(H) 16 0 1 ……9 A B C D E F 16n-1 16n-2 ......160 16-1 16-2 ...... 逢16進(jìn)1
R進(jìn)制 R 0 1 ……R-1 Rn-1 Rn-2 ......R0 R-1 R-2...... 逢R進(jìn)1
基數(shù)：進(jìn)位計(jì)數(shù)制中所采用的數(shù)碼
位權(quán)：基數(shù)的若干次冪
項(xiàng)目二：探秘計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼
十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二制數(shù)
將37.375十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)是多少（ ）？
37
2
18
2
9
2
4
2
2
2
1
2
0
…… …… 1
…… …… 0
…… …… 1
…… …… 0
…… …… 0
…… …… 1
余數(shù)
低位
高位
0.375
Ⅹ 2
————
0.750
Ⅹ 2
————
1. 500
Ⅹ 2
————
1.000
…… …… 1
…… …… 0
…… …… 1
低位
高位
1、轉(zhuǎn)換
整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換方法：
是除2反向取余，即余數(shù)由低向高排列。
小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換方法：
是乘2正向取整，即取走其乘積的整數(shù)由高向低排列。
取整
100101.011
二進(jìn)制如何轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制？
項(xiàng)目二：探秘計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼
二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)
1 0 0 1 0 1 1
6 5 4 3 2 1 0
1x26+0x25+0x24+1x23+0x22+1x21+1x20=75
位權(quán)相加法：把二進(jìn)制數(shù)寫成加權(quán)系數(shù)展開式，然后按十進(jìn)制加法規(guī)則求和。
項(xiàng)目二：探秘計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼
練一練
十進(jìn)制數(shù) 二進(jìn)制數(shù)
35
51
43
103
1001011
100011
110011
101011
1100111
75
項(xiàng)目二：探秘計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼
二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)
十進(jìn)制 0 1 2 3 4 5
二進(jìn)制 0 1 10 11 100 101
十進(jìn)制 6 7 8 9 10 11
二進(jìn)制 110 111 1000 1001 1010 1011
十進(jìn)制 12 13 14 15 16 17
二進(jìn)制 1100 1101 1110 1111 10000 10001
項(xiàng)目二：探秘計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼
2、編碼
計(jì)算機(jī)中數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼分為原碼、反碼和補(bǔ)碼。通常情況下，計(jì)算機(jī)用一個(gè)數(shù)的最高位存放符號(hào)，即用0、1表示正負(fù)符號(hào)，正數(shù)為0，負(fù)數(shù)為1，這個(gè)二進(jìn)制位稱為符號(hào)位。
原碼 反碼 補(bǔ)碼
正數(shù) 符號(hào)位（0）+數(shù)字部分 （如果原數(shù)不足n-1位，在高位補(bǔ)0） 同原碼 同原碼
負(fù)數(shù) 符號(hào)位（1）+數(shù)字部分 （如果原數(shù)不足n-1位，在高位補(bǔ)0 在原碼的基礎(chǔ)上，符號(hào)位不變，其余各位取反 在反碼的基礎(chǔ)上+1
項(xiàng)目二：探秘計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼
（+21）D=(+10101)B
[+10101]原碼=00010101
[+10101]反碼=00010101
[+10101]補(bǔ)碼=00010101
（-21）D=(-10101)B
[-10101]原碼=10010101
[-10101]反碼=11101010
[-10101]補(bǔ)碼=11101011
03
PART
文本數(shù)據(jù)的編碼
西文編碼、漢字編碼、Unicode
項(xiàng)目二：探秘計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼
西文字符
字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等，稱為西文字符。計(jì)算機(jī)在存儲(chǔ)和處理這些西文字符時(shí)，需要為每個(gè)字符規(guī)定一個(gè)由0和1組成的代碼。
項(xiàng)目二：探秘計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼
1、西文字符的編碼
應(yīng)用最廣泛的西文字符編碼方案是ASCII碼。由美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)制定的通用單字節(jié)字符編碼方案。
標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼是用7個(gè)二進(jìn)制位表示一個(gè)字符，只能表示128個(gè)字符，無法滿足西文字符編碼的需求，后來又?jǐn)U充了128個(gè)字符，稱為擴(kuò)展ASCII碼。
例如：
字母A：100 0001 數(shù)字9：011 1001
項(xiàng)目二：探秘計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼
2、漢字的編碼
常用漢字近5000個(gè)，每個(gè)漢字占用兩個(gè)字節(jié)即16位二進(jìn)制編碼才能滿足。1980年，中國國家標(biāo)準(zhǔn)總局發(fā)布了中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB2312-1980《信息交換用漢字編碼字符集——基本集》，又稱國標(biāo)碼。
國標(biāo)碼用2個(gè)字節(jié)表示一個(gè)漢字，其中每個(gè)字節(jié)的最高位為0。
例如：”大“字的國標(biāo)碼為：0011010001110011
項(xiàng)目二：探秘計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼
3、Unicode
全世界有上百種語言，人們希望有一種編碼，能將世界上所有的符號(hào)都納入其中，每一個(gè)符號(hào)都給予一個(gè)獨(dú)一無二的編碼。Unicode應(yīng)運(yùn)而生。
Unicode是國際組織制定的可以容納世界上所有文字和符號(hào)的字符編碼方案。1990年開始研發(fā)，1994年正式公布。它為每種語言中的每個(gè)字符設(shè)定了統(tǒng)一且唯一的二進(jìn)制編碼，以滿足跨語言、跨平臺(tái)進(jìn)行文本轉(zhuǎn)換和處理的要求。目前的Unicode字符分為17組編排，每組稱為Plane(平面)，每個(gè)Plane擁有65536個(gè)碼位，共1114112個(gè)碼位。
Unicode一般用2個(gè)字節(jié)表示一個(gè)字符(非常偏僻的字符用4個(gè)字節(jié))。但是，一篇英文文章，用Unicode編碼比用ASCII編碼需要多一倍的存儲(chǔ)空間。于是，又出現(xiàn)了把Unicode 編碼轉(zhuǎn)化為“可變長編碼”的UTF-8編碼。UTF-8編碼把一個(gè)Unicode字符根據(jù)不同的數(shù)字大小編碼成1~6個(gè)字節(jié)，常用的英文字母被編碼成1個(gè)字節(jié)，漢字通常是3個(gè)字節(jié)，只有很生僻的字符才會(huì)被編碼成4~6個(gè)字節(jié)。
Unicode的實(shí)現(xiàn)方式還有UTF-16和UTF-32等。
項(xiàng)目二：探秘計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼
活動(dòng)
Learning objectives
加密解密游戲
玩法：以標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼表作為密碼本，兩位同學(xué)為一組，一位同學(xué)完成加密，另一位同學(xué)完成解密。
項(xiàng)目二：探秘計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼
活動(dòng)
Learning objectives
密文：
1010100 1001000 1000001 1001110 1001011 1010011 0100001
項(xiàng)目二：探秘計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼
本節(jié)小結(jié)
Learning objectives
1、了解數(shù)據(jù)編碼的意義和作用，體會(huì)數(shù)據(jù)編碼的基本思想與方法。
2、了解數(shù)值數(shù)據(jù)編碼的過程，掌握數(shù)值數(shù)據(jù)編碼的基本方法。
3、了解計(jì)算機(jī)處理文本數(shù)據(jù)的基本過程，知道常用的文本數(shù)據(jù)的編碼方式。
THANKS!

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