數(shù)據(jù)是關(guān)于組織及其業(yè)務(wù)活動(dòng)的原始事實(shí)，是信息系統(tǒng)中最活躍的元素。大部分?jǐn)?shù)據(jù)本身沒(méi)有任何意義和用途，可以從不同的角度進(jìn)行不同的分類。

數(shù)據(jù)可以分為兩類：模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。模擬網(wǎng)站設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)是在一定區(qū)間內(nèi)連續(xù)變化的數(shù)值。例如，聲音和視頻是幅度不斷變化的波形，溫度和壓力也是不斷變化的數(shù)值；數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是離散值，例如文本信息和整數(shù)。

一個(gè)企業(yè)：業(yè)務(wù)要處理的數(shù)據(jù)通常有三種不同類型的數(shù)據(jù)，應(yīng)用數(shù)據(jù)和派生數(shù)據(jù)，它們的特點(diǎn)有很大的不同。

? 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)代表事實(shí)，例如捕獲的業(yè)務(wù)電話記錄等，它們?cè)谝欢螘r(shí)間內(nèi)是不變的。

應(yīng)用數(shù)據(jù)主要描述人或事物的屬性。如客戶的姓名、地址、電話和傳真號(hào)碼、電子郵件地址等。應(yīng)用數(shù)據(jù)一般是在客戶請(qǐng)求服務(wù)時(shí)獲得的，并且經(jīng)?？缦到y(tǒng)復(fù)制，具有很大的可變性。相同的應(yīng)用數(shù)據(jù)可能版本不一致，容易產(chǎn)生沖突，管理復(fù)雜。

派生數(shù)據(jù)是對(duì)已有數(shù)據(jù)進(jìn)行某種數(shù)學(xué)運(yùn)算或數(shù)據(jù)變換得到的事實(shí)，如累計(jì)費(fèi)用、不同稅種的應(yīng)繳納稅款總額等。

數(shù)據(jù)有多種形式，所有這些都可以數(shù)字化并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中。下面是如何在計(jì)算機(jī)中表示數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示與存儲(chǔ)

數(shù)據(jù)是計(jì)算機(jī)處理的內(nèi)容。從外在形式上，計(jì)算機(jī)可以處理數(shù)值、文本、圖像、聲音、視頻等。但是，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部，這些不能直接由計(jì)算機(jī)處理和存儲(chǔ)，必須由計(jì)算機(jī)以特殊的形式進(jìn)行處理。這種特殊的表示形式就是二進(jìn)制編碼的形式，即用二進(jìn)制編碼來(lái)表示數(shù)值、文本、圖像、聲音和視頻等。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)都是以二進(jìn)制編碼的形式出現(xiàn)的。

在二進(jìn)制編碼系統(tǒng)中，只有0和1兩種基本符號(hào)，二進(jìn)制數(shù)的每一位都可以用兩個(gè)穩(wěn)定的物理器件（如三極管）來(lái)表示。例如，用高低兩個(gè)電位，是否有脈沖，或脈沖的正負(fù)極性等，都可以方便可靠地表示出來(lái)。 1、如圖2-1所示。1.計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)單位

1人

在二進(jìn)制系統(tǒng)中，每個(gè).和1被稱為二進(jìn)制位（Binary bit），簡(jiǎn)稱位（bit）。可以使用不同的組合將位組織在一起以表示數(shù)據(jù)——數(shù)字、字母、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等。例如字母H可以用01001000表示（即off-on-off-off-on-off-off-off）。

2）字節(jié)

在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，8個(gè)二進(jìn)制位構(gòu)成一個(gè)字節(jié)（Byte），縮寫(xiě)為B，即1B=8b。字節(jié)是計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的基本單位。一個(gè)字節(jié)可以表示2'=256個(gè)狀態(tài)，可以存儲(chǔ)一個(gè)整數(shù)（0-255范圍內(nèi)），也可以是一個(gè)英文字母的代碼，也可以是一個(gè)符號(hào)。

在計(jì)算機(jī)中，字節(jié)常用于表示文件或數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度和存儲(chǔ)容量的大小。

3）字和字長(zhǎng)

計(jì)算機(jī)一次存取、處理和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)稱為一個(gè)字（Word），即一組二進(jìn)制位作為一個(gè)整體參與運(yùn)算或處理的單元。一個(gè)字通常由一個(gè)或多個(gè)字節(jié)組成，用于存儲(chǔ)一條指令或一條數(shù)據(jù)。

一個(gè)字所包含的二進(jìn)制位數(shù)稱為字長(zhǎng)。不同電腦的字長(zhǎng)是不一樣的。常用的字長(zhǎng)有16位、32位和“位”，常被稱為16位機(jī)、32位機(jī)和64位機(jī)。字長(zhǎng)是計(jì)算機(jī)性能的重要指標(biāo)。字長(zhǎng)越長(zhǎng)，一次可以處理的位數(shù)越多，速度也越快。2.計(jì)算機(jī)中常用的數(shù)據(jù)編碼

數(shù)字可以分為無(wú)符號(hào)數(shù)（沒(méi)有符號(hào)的數(shù)字）和有符號(hào)數(shù)（有符號(hào)的數(shù)字）。對(duì)于無(wú)符號(hào)數(shù)，所有位都用于表示數(shù)的大小。有符號(hào)數(shù)用最高位表示數(shù)的符號(hào)，即設(shè)置一個(gè)符號(hào)位，該位為0表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù)，其他位表示數(shù)的大小。

符號(hào)和數(shù)字的組合構(gòu)成了數(shù)字的內(nèi)部表示，稱為機(jī)器號(hào)。而它實(shí)際代表的帶符號(hào)的值稱為機(jī)器號(hào)的真值。機(jī)器數(shù)分為定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)。機(jī)器號(hào)中，真值的正負(fù)號(hào)用0、1代替。機(jī)器號(hào)用一定的字長(zhǎng)表示，即假設(shè)字長(zhǎng)為，一個(gè)機(jī)器號(hào)總是用n位二進(jìn)制表示。

在計(jì)算機(jī)中，機(jī)號(hào)有三種表示方式：原碼、補(bǔ)碼和反碼。

1）原碼、補(bǔ)碼和反碼

(1) 原碼： 對(duì)于無(wú)符號(hào)數(shù)，原碼是由數(shù)值本身表示的二進(jìn)制碼。

對(duì)于有符號(hào)數(shù)，原始代碼是由符號(hào)和值表示的二進(jìn)制代碼。原來(lái)有符號(hào)數(shù)的編碼規(guī)則是：用最高位表示符號(hào)，正數(shù)用0表示，負(fù)數(shù)用1表示，其他位表示數(shù)的絕對(duì)值。例如，如果字長(zhǎng)為8 位，則10

進(jìn)制整數(shù)+1的原碼表示為0000 0001，一1的原碼表示為1000 0001。

(2)反碼:反碼使用得較少，它只是補(bǔ)碼的一種過(guò)渡。

對(duì)于無(wú)符號(hào)數(shù)，反碼是一種對(duì)數(shù)值按位取反(對(duì)0取反得到1，對(duì)1取反得到0)表示的二進(jìn)制編碼。

對(duì)于有符號(hào)數(shù)，反碼是一種用符號(hào)位和對(duì)數(shù)值按位取反表示的二進(jìn)制編碼。有符號(hào)數(shù)的反碼編碼規(guī)則是:用最高位表示符號(hào)，正數(shù)用。表示，負(fù)數(shù)用1表示，正數(shù)的反碼是其原碼本身，負(fù)數(shù)反碼的數(shù)值部分是原碼的數(shù)值部分按位取反。例如，設(shè)字長(zhǎng)為8位，則十進(jìn)制整數(shù)+1的反碼表示為0000 0001，一1的反碼表示為1111 1110。

(3)補(bǔ)碼:補(bǔ)碼是計(jì)算機(jī)中表示和處理有符號(hào)數(shù)的運(yùn)算時(shí)常用的一種方式。

對(duì)于無(wú)符號(hào)數(shù)，補(bǔ)碼是一種對(duì)數(shù)值按位取反并加1表示的二進(jìn)制編碼。對(duì)于有符號(hào)數(shù)，補(bǔ)碼是一種用符號(hào)和對(duì)數(shù)值按位取反并加1表示的二進(jìn)制編碼.有符
號(hào)數(shù)的補(bǔ)碼編碼規(guī)則是:用最高位表示符號(hào)，正數(shù)用。表示，負(fù)數(shù)用1表示;正數(shù)的補(bǔ)碼是其原碼本身，負(fù)數(shù)補(bǔ)碼的數(shù)值部分是對(duì)其原碼的數(shù)值部分按位取反后加1。例如，設(shè)字長(zhǎng)為8位，則十進(jìn)制整數(shù)+1的補(bǔ)碼表示為0000 0001，一1的補(bǔ)碼表示為1111 1111。

2) BCD碼

計(jì)算機(jī)使用二進(jìn)制數(shù)來(lái)處理信息，但是如果用二進(jìn)制的形式來(lái)輸人和輸出數(shù)據(jù)，就十分不方便了.一般來(lái)說(shuō)，輸入時(shí)采用十進(jìn)制數(shù)。因此計(jì)算機(jī)把十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)就要用到一種轉(zhuǎn)換碼，BCD碼就是其中的一種。BCD碼分為壓縮BCD碼和非壓縮BCD碼。對(duì)于壓縮BCD碼，每位BCD碼用四個(gè)二進(jìn)制位表示，一個(gè)字節(jié)表示兩位BCD碼.非壓縮BCD碼用一個(gè)字節(jié)表示一位BCD碼，其高四位總是0000，低四位從0000-1001，分別表示0-9。

3) ASCII碼

ASCII碼(American Standard Code for Information Interchange，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼)已經(jīng)被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(International Standard Organization, ISO)采納，作為國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼。ASCII碼包含5;個(gè)大、小寫(xiě)英文字母，0---9共10個(gè)數(shù)字字符，32個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、運(yùn)算符號(hào)、特殊符號(hào)，還有34個(gè)不可顯示和打印的控制字符編碼，一共有128個(gè)編碼。

ASCII碼一般在計(jì)算機(jī)的輸人輸出過(guò)程中使用，而二進(jìn)制碼和BCD碼則在運(yùn)算、處理過(guò)程中使用。因此，在應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，常常需要在這幾種機(jī)器碼之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

4)小數(shù)的表示

當(dāng)所要處理的數(shù)含有小數(shù)部分時(shí)，就存在一個(gè)如何表示小數(shù)點(diǎn)的問(wèn)題。在計(jì)算機(jī)中并不用某個(gè)二進(jìn)制位來(lái)表示小數(shù)點(diǎn)，而是規(guī)定小數(shù)點(diǎn)的隱含位置。若約定小數(shù)點(diǎn)的位置是固定的，則稱為定點(diǎn)表示法，用這種方法表示的數(shù)稱為定點(diǎn)數(shù);若約定小數(shù)點(diǎn)的位置是可以變動(dòng)的，則稱為浮點(diǎn)表示法，用這種方法表示的數(shù)稱為浮點(diǎn).數(shù)。

對(duì)于定點(diǎn)表示法，通常小數(shù)點(diǎn)的固定位置有兩種情況，一種是默認(rèn)固定在數(shù)的最右邊，即只有整數(shù)部分而沒(méi)有小數(shù)部分，實(shí)際上也就是整數(shù).因此這種數(shù)也被稱為定點(diǎn)純整數(shù)。另一種是把小數(shù)點(diǎn)固定在符號(hào)位之后、最高數(shù)值位之前，即只有小數(shù)部分而沒(méi)有整數(shù)部分，因此也被稱為定點(diǎn)純小數(shù)。

當(dāng)要處理的數(shù)既有整數(shù)部分又有小數(shù)部分時(shí)，采用定點(diǎn)表示法很不方便，因此一般采用浮點(diǎn)數(shù)來(lái)表示。

浮點(diǎn)數(shù)由階碼和尾數(shù)兩部分組成，表示為：
? ? ? ? ? ? N=2^E X S

其中E是有符號(hào)的純整數(shù)，表示浮點(diǎn)數(shù)N的階碼;S表示N的尾數(shù)，是數(shù)值的有效數(shù)字部分，一般規(guī)定取二進(jìn)制定點(diǎn)純小數(shù)形式.底數(shù)2在機(jī)器數(shù)中不出現(xiàn)，是隱含的。

浮點(diǎn)數(shù)的格式如下:



5)其他編碼

原碼、補(bǔ)碼與反碼通常用來(lái)表示數(shù)值數(shù)據(jù)，對(duì)于文字、圖形圖像、聲音等非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示也有對(duì)應(yīng)的編碼標(biāo)準(zhǔn).

(1)漢字編碼:為了使計(jì)算機(jī)能處理漢字，也必須對(duì)漢字進(jìn)行編碼，在計(jì)算機(jī)中存放漢字實(shí)際上就是存放漢字的編碼。由于漢字?jǐn)?shù)量大、字形復(fù)雜，因此漢字的編碼要比ASCII碼復(fù)雜得多。

為了能顯示和打印漢字，必須存儲(chǔ)漢字的字形.現(xiàn)在普遍使用的漢字字型碼是用點(diǎn)陣方式表示的，通常稱為“點(diǎn)陣字模碼”。

目前，漢字編碼通常采用雙七位編碼方案，即用兩個(gè)字節(jié)存放一個(gè)漢字，并規(guī)定兩個(gè)字節(jié)的首位必須為1，以便與西文ASCII碼區(qū)別。

(2) Unicode: Unicode(統(tǒng)一碼、萬(wàn)國(guó)碼、單一碼)是基于通用字符集(UniversalCharacter Set)標(biāo)準(zhǔn)、在計(jì)算機(jī)上使用的一種字符編碼，它為全世界每種語(yǔ)言的每個(gè)字符設(shè)定了統(tǒng)一并且唯一的二進(jìn)制編碼，以滿足跨語(yǔ)言、跨平臺(tái)進(jìn)行文本轉(zhuǎn)換、處理的要求。

(3)音頻和視頻編碼:聲音信號(hào)是一種模擬信號(hào)，計(jì)算機(jī)要對(duì)它進(jìn)行處理，必須將它轉(zhuǎn)換成為數(shù)字聲音信號(hào)，即用二進(jìn)制數(shù)字的編碼形式來(lái)表示聲音。最基本的聲音信號(hào)數(shù)字化步驟是采樣、量化和編碼?；谝纛l數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行編碼的典型技術(shù)是波形編碼，PCM(脈沖編碼調(diào)制)是其中最簡(jiǎn)單、最基本的編碼方法。改進(jìn)方法則有差值量化(DPCM)、自適應(yīng)量化(APCM)和自適應(yīng)預(yù)測(cè)編碼(ADPCM)等，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的壓縮。此外，還有參數(shù)編碼和混合編碼方法。數(shù)字語(yǔ)音壓縮編碼有多種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，如G.711,G.721,G. 726,G. 727 , G. 722 , G. 728.G. 729A,G. 723. 1, IS96 (CDMA)等。

計(jì)算機(jī)中的圖形數(shù)據(jù)有兩種常用的表示形式:一種稱為幾何圖形或矢量圖形，簡(jiǎn)稱圖形;另一種稱為點(diǎn)陣圖像或位圖圖像。一般可以通過(guò)硬件(輸人輸出設(shè)備)或軟件實(shí)現(xiàn)圖形和圖像之間的轉(zhuǎn)換.圖像壓縮編碼方法有多種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，目前廣泛使用的編碼及壓縮標(biāo)準(zhǔn)有JPEG,MPEG和H. 261,MPEG是運(yùn)動(dòng)圖像壓縮算法的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，它包括MPEG視頻、MPEG音頻和MPEG系統(tǒng)(視頻、音頻同步)三個(gè)部分。

3.數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)方式

用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的設(shè)備稱為計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)設(shè)備，如內(nèi)存、硬盤(pán)、軟盤(pán)、光盤(pán)等。不同的存儲(chǔ)設(shè)備因所采用的材料不同而采用不同的方式來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。磁存儲(chǔ)、光存儲(chǔ)和半導(dǎo)體存儲(chǔ)是目前所使用的三種主要的存儲(chǔ)方式。

1)磁存儲(chǔ)

自從有計(jì)算機(jī)以來(lái)，磁介質(zhì)就一直在數(shù)據(jù)和信息的存儲(chǔ)中起著重要的作用。硬盤(pán)、軟盤(pán)和磁帶都是磁存儲(chǔ)器。

數(shù)據(jù)通過(guò)讀寫(xiě)磁頭存儲(chǔ)到磁介質(zhì)上。讀寫(xiě)磁頭實(shí)際上是用軟磁材料做鐵芯、繞有讀寫(xiě)線圈的電磁鐵，它是通過(guò)磁化方式排列磁介質(zhì)上的金屬顆粒(氧化鐵與貓合劑的混合物)來(lái)記錄數(shù)據(jù)的。這些金屬顆粒對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制數(shù)位(例如，排成直線表示二進(jìn)制數(shù)1，沒(méi)有排成直線則表示0)。寫(xiě)磁頭記錄數(shù)據(jù)，讀磁頭獲取數(shù)據(jù)。

2)光存儲(chǔ)

光存儲(chǔ)使用光信號(hào)來(lái)存儲(chǔ)信息.激光器產(chǎn)生的一束光通過(guò)一些透鏡，最后匯集在某個(gè)金屬盤(pán)片或塑料渦流盤(pán)的表面上.該盤(pán)片的反射模式(對(duì)應(yīng)于它所承載的數(shù)據(jù))是讀寫(xiě)數(shù)據(jù)和信息的關(guān)鍵部分。典型的光存儲(chǔ)設(shè)備就是光盤(pán)。記錄數(shù)據(jù)時(shí)，一束強(qiáng)大的激光在光盤(pán)的表面打一個(gè)凹槽，這些激光凹槽的有和無(wú)對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制編碼中的1和0。讀取光盤(pán)上存儲(chǔ)的信息時(shí)，一束較弱的激光掃描光盤(pán)表面，感知凹槽的模式.該模式被反饋給閱讀器，由它解釋出數(shù)據(jù)并把數(shù)據(jù)發(fā)送給CPU(中央處理器或中央處理單元)。

3)半導(dǎo)體存儲(chǔ)

半導(dǎo)體存儲(chǔ)器(Semi-conductor Memory)是一種以半導(dǎo)體電路作為存儲(chǔ)媒體的存儲(chǔ)器。按其功能可分為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random Access Memory, RAM)和只讀存儲(chǔ)器(Read?Only Memory, ROM);按其制造工藝可分為雙極晶體管存儲(chǔ)器和MOS晶體管存儲(chǔ)器;按其存儲(chǔ)原理可分為靜態(tài)(Static)和動(dòng)態(tài)(Dynamic)兩種。

ROM的電路結(jié)構(gòu)包含存儲(chǔ)矩陣、地址譯碼器和輸出緩沖器三個(gè)組成部分，使用時(shí)其內(nèi)容只能讀取，不可改寫(xiě)。

靜態(tài)MOS存儲(chǔ)器由存儲(chǔ)體、讀寫(xiě)電路、地址譯碼電路和控制電路等組成，其存儲(chǔ)體的基本單元為觸發(fā)器，接通表示1，斷開(kāi)表示。。這種存儲(chǔ)器速度快，但功耗大且集成度較低，因此存儲(chǔ)容量較小。

動(dòng)態(tài)MOS存儲(chǔ)器是靠電容的電荷存儲(chǔ)效應(yīng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的，即電容充有電荷表示存儲(chǔ)1,沒(méi)有電荷表示存儲(chǔ)。，因此除了具有存儲(chǔ)體、讀寫(xiě)電路、地址譯碼器和控制電路等部件外，還需要刷新電路，對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行定期刷新以保證數(shù)據(jù)不丟失。這種存儲(chǔ)器速度較慢，但功耗低且集成度高，因此存儲(chǔ)容量大。

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