華師大版第l章信息與信息編碼

1、華師大版(0407)第1章信息與信息編碼信息與信息編碼本章先介紹信息的概念，然后討論信息的表示和編碼。1.1信息及其特征在我們?nèi)粘５纳钪?，信?infmation)到處都是。春暖花開、喜笑顏開、人稠物穰、國泰民安等都蘊(yùn)涵著一定的信息。在廣播、電視和報(bào)刊雜志中，信息也是人們常見的詞匯。那么，到底什么是信息，它有哪些特征呢111信息信息人們從不同的角度給信息提出了各種定義和說法，但是至今還沒有一個(gè)公認(rèn)的、統(tǒng)一的、明確的定義。一般認(rèn)為，信息

2、是表示事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)及其變化的方式。盡管我們生活在信息的海洋中，但是并不是所有信息都是有意義的。信息既是對(duì)世界上各種事物的特征和事物運(yùn)動(dòng)變化的反映，又是事物之間相互作用和聯(lián)系的表示。信息能夠以不同于原來的形式進(jìn)行傳遞，傳遞后又能夠以原來的形式再現(xiàn)。從認(rèn)識(shí)論的角度看，信息的功用是消除認(rèn)識(shí)的不確定性，信息量是用消除不確定性的多少來衡量的。比如，你有一道幾何題做不出來，到圖書館去查了許多書，又請(qǐng)教了老師和同學(xué)。如果你會(huì)解題了，那么你就獲得有關(guān)

3、信息；反之你就沒有得到有關(guān)信息，因?yàn)槟愕牟淮_定性問題沒有消除。人類很早就感知到了信息的存在，在生產(chǎn)實(shí)踐和社會(huì)實(shí)踐中，對(duì)信息的重要性逐步加深了認(rèn)識(shí)。為了便于信息的交流，人類發(fā)明了語言、文字、紙張、印刷、電報(bào)、電話、廣播、電視，直至今天的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。但是，把信息與物質(zhì)和能源相提并論作為人類社會(huì)的三大資源，把信息學(xué)作為一門獨(dú)立的學(xué)科來研究，則是20世紀(jì)中葉后的事情。信息只有與人類的生產(chǎn)實(shí)踐和社會(huì)活動(dòng)相結(jié)合才能發(fā)揮作用，“鼠標(biāo)水泥”形象地表達(dá)了

4、這個(gè)意思。現(xiàn)在，我們國家已經(jīng)提出，要以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化，實(shí)現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)跨越式的發(fā)展。112信息的特征信息的特征信息有哪些特征呢第一，信息必須依附于某種載體。信息的載體就是承載信息的物體。空氣、聲音、符號(hào)、文字、圖像、生物、電磁波以及紙張、膠片、磁帶、磁盤、光盤等，甚至人的大腦，都是信息的載體。比如，你從電臺(tái)聽到的氣象預(yù)報(bào)是通過聲音、語言和電磁波告訴你的，你從報(bào)紙看到的新聞是通過紙張、油墨和文字告訴你的。不存在沒有

5、載體的信息。第二，信息是可以共享的。比如，中央電視臺(tái)每晚播放的新聞，全國可能有好幾億的人都在觀看、共享著，而播報(bào)人員卻不會(huì)因?yàn)椴シ胚@些信息而失去了它們。物質(zhì)和能源一旦被人占有，其他人就得不到了，而信息則不然。第三，信息是可以處理的。信息可以加工、傳輸、儲(chǔ)存，特別是經(jīng)過人的分析、綜合和提煉等加工，可以增加它的使用價(jià)值。比如，一個(gè)商場每天賣出許多商品，如果分析一下這個(gè)信息，就可以知道哪些商品暢銷，哪些商品滯銷，哪些柜臺(tái)營業(yè)額高，哪些柜臺(tái)營業(yè)

6、額低。另外，人們還能夠利用各種信息技術(shù)，可以把信息從一種形態(tài)變?yōu)榱硪环N形態(tài)。例如，打電話時(shí)，需要把發(fā)話人的信息從聲音的形態(tài)變成電信號(hào)的形態(tài)，通過電話線路傳送，在受話端再把信息從電信號(hào)的形態(tài)變回到聲音的形態(tài)送給受話人。如果不能進(jìn)行這兩種轉(zhuǎn)換，也就沒有今天的電話了。第四，信息有時(shí)效性。比如，上個(gè)月的氣象預(yù)報(bào)對(duì)于明天的出行通常是沒有用的。所華師大版(0407)即(37)10=(100101)2。即(0.25)10=(0.01)2。所以，(37

7、.25)10=(100101.01)2。2二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)把二進(jìn)制數(shù)小數(shù)點(diǎn)前的第n位的值乘以2n1，把小數(shù)點(diǎn)后的第m位的值乘以2m，然后把這些結(jié)果值相加即可。例如，100101.01的十進(jìn)制數(shù)是125024023122021120021122=37.25。二進(jìn)制數(shù)不便于書寫和記憶，人們經(jīng)常采用十六進(jìn)制數(shù)或八進(jìn)制數(shù)來表示它們，因?yàn)樗鼈冎g的轉(zhuǎn)換非常方便。例如，用十六進(jìn)制數(shù)表示時(shí)，只要從小數(shù)點(diǎn)兩側(cè)每4位二進(jìn)制數(shù)用一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字(注意

8、，10～15分別用A～F表示)代替即可。例如，上述的37.25，用十六進(jìn)制表示時(shí)為25.4。122文字的編碼文字的編碼我們經(jīng)常碰到的文字是英文和漢字，它們的二進(jìn)制編碼(coding)有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。英文字母和常用的數(shù)學(xué)符號(hào)與標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等字符通常采用II(AmericanStardCodefInfmationInterchange，美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼)編碼(見表121)。一個(gè)字符用七位二進(jìn)制數(shù)表示存放時(shí)占八位即一個(gè)字節(jié)(byre)。II碼

9、共有128個(gè)碼位，前32個(gè)是控制字符，用于通信、外部設(shè)備和文本等方面的控制。例如，回車、換行符就在這個(gè)區(qū)域。第33個(gè)是空格符，而第128個(gè)是符，這34個(gè)字符是不可打印的。在表121中，b7b6b5表示編碼的高三位，b4b3b2b1表示編碼的低四位。例如，字母H的七位II碼為1001000。英文字母按詞典順序進(jìn)行編碼，這給英文詞匯的排序和檢索帶來很大方便；十進(jìn)制數(shù)碼高三位編碼(011)相同，低四位按二進(jìn)制編碼順序表示，這給十進(jìn)制數(shù)字轉(zhuǎn)換為

10、二進(jìn)制帶來很大方便(對(duì)于其他拉丁語系的文字，II碼有相應(yīng)的版本)。IBM公司，除在PC機(jī)中使用II碼外，在其他計(jì)算機(jī)中均采用他們的EBCDIC(擴(kuò)充的二十進(jìn)制交換碼)編碼。它采用八位二進(jìn)制數(shù)表示，故有256個(gè)碼位。漢字編碼的國家標(biāo)準(zhǔn)是信息交換用漢字編碼字符集基本集(GB231280)，一個(gè)漢字的交換碼用兩個(gè)II字符表示，采用導(dǎo)入字符和導(dǎo)出字符指示文本中的漢字區(qū)域。該標(biāo)準(zhǔn)只使用II編碼中第34至第127個(gè)可打印字符，一共94個(gè)。所以，最多