当前课程知识点:大学计算机基础(艺术类) > 第一章 了解及使用计算机 > 1.3 计算机中信息的表示及存储 > 1.3 计算机中信息的表示及存储(1)
同学们大家好
这节课我们来讲讲计算机中信息的表示及存储
现代计算机可以采集
存储和处理各种用户信息
也可将这些用户信息转换成用户可以识别的文字
声音或音视频进行输出
从采集、存储和处理信息
到信息转换及最终的信息输出是一个必要的
完整的流程
因为人的眼中有不同的色彩
形状和形态的信息
而计算机的世界中一切信息
都是“0”“1”组成的
所以我们需要了解计算机中的数字
我们拿个小故事来说明下什么是2进制
假设你在一个烽火台上
我在另一个烽火台上
只要你那边来敌人了
你就点狼烟通知我
那么
现在我想清楚的知道你那儿来了几个敌人
我好做准备工作
怎么办呢
你点一堆火
算一个敌人
来两个就2堆
来两个就2堆
你说要是来200个敌人
你说要是来200个敌人
甚至更多怎么办
点不了那么多啊
既然是讲故事
为了简单的表达清楚
那么我们假象一下
朝代在发展
人类在进步
一晃爱迪生来过地球了
他发明灯泡了
那你就可以用灯泡的“亮”和“灭”
来跟我表示这个信息
如果一个灯泡没亮
说明没有敌人
灯泡没亮
也可以说是状态0
如果来了一个敌人
灯泡亮了
我就知道来了1个
这就是状态1
那么问题又来了
还是来200个敌人
咋办
要么你开关200次灯泡
要么准备200个灯泡一起亮
第一个方法灯泡质量也不一定好
再说你闪那么快
我也数不过来
第二个方法
我数也得数小半天
没数完
敌人早冲过来了
好在我们都是聪明人
我们约定
多安几个灯泡打暗号
假设我们安一排8个灯泡来打暗号
为了能记得住暗号我们把它写下来
用0代表关灯
1代表开灯
那么各种情况就很容易表达了
00000000
8个灯全关
放心睡觉
这是状态0
说明一个敌人没有
平安无事 这是状态0
00000001
这说明来了一个敌人
你负责消灭他就行了
这是状态1
00000010
这是第二个能表示的状态
我们给它个编号
叫状态2
说明来了两个敌人
也没啥大事
接下来
应该是第三种情况了
00000011
这就是第三种情况
我们不说换算什么的
这种亮灯的方法就记下来叫3
为了让我俩都明白
咱们写个暗号清单
就是下面这个表格
那么它们依次记录了从状态1
到状态255的各种亮灯的情况
由清单我们很容易
按照你亮灯的数量和顺序知道来了多少敌人
至于你要是说来的敌人比255还多
那么我们在增加几排8个灯泡就行了
顺便说一句
一下能让我看清8个灯泡亮没亮的方法
叫“并行”
用1个灯泡来回开关
这种传递数据的方法叫“串行”
也就是一串信号的意思
所以频率相同的情况下
“并行”肯定比“串行”快
当然想一次能处理的信息越多
就需要越多的“位”数
比如你家CPU是64位的
就相当于一次能传递64个灯泡组成的信息
那么计算机为什么采用2进制呢
1、由硬件的特点决定的
因为电脑也一样
只有开和关
也就是通电和断电
来表示两种状态
因为早期电子元件只能表达这两种状态
0、1两个数字代表了这两种状态
到了后期电流开关状态
高低电平的转换
逻辑电路与非门
真或假等等也都是2种状态
也都可以用0,1记录
2、简化运算规则
两个二进制数的加法与乘法运算组合
只是各有三种
0+0=0
0+1=1
1+1=10
在刚才的故事的暗号清单里来2个敌人的状态2
等于状态1+状态1
也就是所谓的逢二进一
0*0=0,0*1=0,1*1=1
反过来减法和除法也相同
二进制的运算规则简单
有利于简化计算机内部结构
提高运算速度
3.抗干扰能力强
可靠性高等优点
因为每位数据只有高低两个状态
当受到一定程度的干扰时
仍能可靠地分辨出它是高还是低
在进行数据存储的时候
磁盘里的2进制是用磁铁的
N极和S极表示1和0
N=0,S=1
我们把硬盘放大了1000万倍看看
上面都是小磁铁
通过硬盘的磁头识别
再变成电流信号“通”和“断”来交给CPU处理
那光盘上也一样
光盘上是用“长”和“短”的小镜子来表示1和0
如果把光盘放大了1000万倍看看
上面都是长点和短点
用激光头一照
根据反光的长度来表示数据
那么这些计算机内的每一个0
或者1的数码我们称为一位
也就是1bit
它是计算机中最小的数据单位
那数据多了怎么办
8个编成一组
叫1字节
也就是1Byte
是由8个0或1组成的
它是计算机中信息组织和存储的基单位
通常我们用 B、KB、MB、GB、TB
为单位来表示存储器
在进行单位换算的时候是以210
也就是1024位进位
1 KB=1024 B=210B
1 MB=1024 KB=220B
1 GB=1024 MB=230B
1 TB=1024 GB=240B
最后将计算机一次能够并行处理的二进制代码的位数
称为字长
字长越长
数据包含的位数越多
计算机的数据处理速度越快
例如64位和128位等
好了
我们举例介绍了什么是二进制
下节课我们来学习一下进制转换
同学们再见
-1.1 计算思维概述
--1.1 计算思维
-1.2 了解计算机
-1.3 计算机中信息的表示及存储
-1.4 计算机中信息的表示及存储(2)
-1.5 了解计算机系统
-第一章测验题
-2.1 操作系统概述
-2.2 Windows 基本操作
-2.3 Windows 文件管理
-2.4 Windows 程序管理
-2.5 Windows 设备管理
-第二章测验题
-3.1 Word文本编辑基础
-3.2 Word高级应用——毕业论文排版
-3.3 Excel表格编辑基础
-3.4 Excel高级应用——数据分析与处理
-3.5 PowerPoint幻灯片设计基础
-3.6 毕业论文答辩演示文稿制作
-第三章测验题
-4.1 计算机网络概述
-4.2 认识Internet及应用
-4.3 防治计算机病毒
-第四章测验题
-5.1 云计算
--5.1 云计算
-5.2 人工智能
--5.2 人工智能
-5.3 大数据
-5.4 VR、AR、MR、CR
-5.5 3D打印
--5.5 3D打印
-5.6 “互联网+”
-5.7 区块链
--5.7 区块链
-5.8 物联网
--5.8 物联网
-第五章测验题
-6.1 信息检索概述
-6.2 信息检索系统
-6.3 艺术类信息检索
-第六章测验题
-7.1 多媒体技术概论
--7.1.1 多媒体技术1-习题
--7.1.2 多媒体技术2-习题
-7.2 多媒体计算机系统
--7.2 多媒体计算机系统-习题
-7.3 多媒体技术的发展与艺术类应用
--7.3 多媒体技术的发展与艺术类应用-习题
-8.1 计算机图形学概论
--8.1.1 计算机图形学1-习题
--8.1.2 计算机图形学2-习题
-8.2 计算机视觉
--8.2 计算机视觉-习题
-8.3 数字图像处理技术
--8.3 数字图像处理技术-习题
-9.1 计算机动画基础
--9.1 计算机动画基础-习题
-9.2 计算机视频基础
--9.2 计算机视频基础-习题
-10.1 计算机听觉
--10.1 计算机听觉-习题
-10.2 数字音频技术
--10.2 数字音频技术-习题