网站注册地查询,制作书签的步骤,注册网站域名要钱吗,做网站的实施过程文章目录 一、计算机中的数据存储二、十进制1、十进制加法2、十进制减法 三、什么是二进制#xff1f;二进制的运算过程 四、常见的进制五、计算机为什么要用二进制存储数据#xff1f;六、进制之间的转换1、任意进制转十进制1#xff09;二进制101转十进制8421快速转换法 2… 文章目录 一、计算机中的数据存储二、十进制1、十进制加法2、十进制减法 三、什么是二进制二进制的运算过程 四、常见的进制五、计算机为什么要用二进制存储数据六、进制之间的转换1、任意进制转十进制1二进制101转十进制8421快速转换法 2八进制101转十进制3、十六进制abc转十进制 2、十进制转其他进制1十进制转二进制2十进制转八进制 总结 七、字母在计算机中的存储八、汉字在计算机中的存储计算机的存储规则 九、图片数据在计算机中的存储1黑白图2灰度图3彩色图片三原色小结解释彩色图片 十、声音在计算机中的存储十一、计算机的存储规则小结 一、计算机中的数据存储
在计算机中只有以下三类数据文本、图片、声音而视频是很多图片的组合体。
其中文本又包括了数字、字母、汉字。 在计算机中任意数据都是以二进制的形式来存储的。 二、十进制
在现实生活中使用的是十进制十进制就是由0123456789 这十个数字组成它的计算规则是逢十进一借一当十。
例如
1、十进制加法
1 1在小学的时候一般都是竖过来计算的由于1 1是没有超过十的直接计算即可。
但当数字变成 9 1的时候此时就需要进一了一旦进一了个位就变成0了而十位上没有任何的数字跟进上去的1相加所以1直接落下来变成1个位和十位组合在一起就是个10。 如果是 99 1 呢首先还是从右边的第一位跟下面的1相加个位变成0然后逢十进一然后十位上的 9 跟进上来的 1 相加结果还是10然后再往百位进一十位就变成了0继续计算百位百位只有进上来的1所以百位最终就是1。个位、十位、百位组合在一起最终的结果就是 100。 2、十进制减法
例如15 - 2个位的5跟2相减变成3十位的1下面没人跟它减直接落下来最终的结果就是 13。 但如果现在数字变成了 15 -9 呢在一开始还是个位跟个位减但是这里 5 - 9 不够不够就往前借借过来的1当做10来处理并且在借的时候要在被借的地方打个点因为十位上的1被借走了所以十位上是没有数字能最终落下来的所以最终的结果就是 6。 三、什么是二进制
二进制就是由 0 和 1 这两个数字来组成的它的计算规则是逢二进一、借一当二。 二进制的运算过程
有个梗1 1 在什么样的情况下不等于2在二进制的时候不等于 2而是等于 10因为逢二进一。 十进制中的3就是在2加一变成 11十进制中的4就是 11 1在计算的时候也是从右往左计算的个位1 1逢二进一一旦进位了那么原来位置上就变成了0前面的位置上会有个进一蓝色的数字进一后跟原来的位置上的数相加加完后又变成了2此时继续进1最终的结果就变成了 100。 四、常见的进制
除了十进制和二进制外还有八进制和十六进制。八进制和二进制是类似的它是由 0-7 组成的缝八进一。十六进制就是缝十六进一它是由 0-9 和 a - f 组成。 这么多进制就有可能会出问题比如说我在代码中书写一个 1那你怎么知道这个1是多少进制呢因此Java给这些进制还做了一些规定这种规定是在JDK7的时候才提出来的。 五、计算机为什么要用二进制存储数据
下图是上个世纪计算机所用到的打孔纸带这个纸带其实就是我们自己书写的代码其中打了孔是0没打孔是1。感兴趣的朋友可以搜索一下 IBM 29卡打孔机 相关视频看完视频会理解更加通透。 如果我现在想让计算机去执行代码就得把这个纸带去给计算机。 计算机一遍读取程序一遍在纸带上打孔然后在计算机上方会打印出程序运行的结果例如下图就是一台1958年的电脑顺着纸带打印的程序运行的结果。 在以前想要编程必须先准备一个很长很长的纸带然后用打孔器去打孔。但是如果手抖打错了怎么办所以在以前程序员有两个神奇胶水、改正纸如果一不小心多大了一个孔就用胶水和改正纸把孔给补上但是如果错的太多就只能重新打孔。这个就是上个世纪60年代的计算机因为在纸带上面只有两种状态有孔和没孔所以说在当时计算机就使用二进制的形式来表示的。
那你想如果当时用十进制去表示那怎么在纸带上去表示十个完全不一样的状态呢如果有人说将一个圆只打1 / 2、1 / 4等去表示不同的状态这肯定不行因为看左右图纸带上的孔它只有一丢丢打在当时计算机也没有那么精密是区分不了孔的大小的它只能区分有孔和没孔这两个状态。 而这个习惯在我们现在计算机中也延续了下来例如右图的这种电路板平时在计算机里用的更多的是那种5V的电路板所以说就有个规定会把大于3.3v的定为1小于3.3V的定为0这个就是2进制的由来。 所以说计算机为什么使用二进制去存储数据就是因为只要两种状态就可以表示二进制在以前是有孔和没孔在现在是高压电流和低压电流。那如果在计算机里要用十进制去表示就需要十个完全不一样的状态这个就太麻烦了。 六、进制之间的转换
进制之间的转换可以分成两种1、任意进制转十进制2、十进制转任意进制
1、任意进制转十进制
公式系数 * 基数的权次幂然后将每一位相加
系数就是每一位上的数
基数当前进制数例如将2进制转为十进制基数就是2
权从右往左依次为 0 1 2 3 4 5 …依次递增
1二进制101转十进制
第一步将每一位都按照系数 * 基数的权次幂算出来算完后得到三个结果最终再相加就行。 右边的第一个因为右边的数字是1所以它的系数就是2又因为当前是二进制所以基数就是2权是从右开始0、1、2…依次递增所以右边的第一位就是0。 同理再看中间这一位系数是0因为当前位置上的数是0基数是2因为当前是2进制权是1因为它是从右往左是第二位。 左边这位系数是1基数是2权是2。
此时我们就可以将上面三个数据分别计算出来然后相加得到最后结果5所以二进制 101 转成十进制后就是 5。 但其实二进制转十进制有一种快速的转换方法这种方法叫做8421快速转换法。
8421快速转换法
每一个二进制值的1都是代表一个固定数值。把每一位的1代表的十进制数加起来得到的结果就是它所代表的十进制数。
例如给二进制 11111111 制定一张表在这张表中它每一位所对应的数字从右往左对应的十进制列出来。如果我现在要将二进制的 1101 转为十进制怎么办解答拿着 1101 到这张表里去查有1直接对应它的十进制数如果该位是0就不用管然后将对应的数字拿出来然后相加。所以此时我们就可以认定二进制 1101 转成十进制后结果为13 2八进制101转十进制
同样的也是带入公式即可。系数还是每一位当中的数字基数就是当前的进制但是当前是八进制了所以基数就变成了8。权的规则还是和刚刚一样从右往左分别是0、1 、2 、3… 3、十六进制abc转十进制 右边位因为当前位数字是c所以系数是12。又因为当前数字是十六进制的所以基数是16。权从右往左开始它是0。 中间位当前的数字是bb所对应的数字是11所以这里的系数就是11。当前是十六进制的所以基数是16。权从右往左开始当前是1。 左边位同理系数是10因为a所对应的数字是10。基数是16权是2。
最终将上面计算出的结果相加十六进制 abc 转十进制得到的结果为 2748。 2、十进制转其他进制
解决方案除基取余法。不断的除以基数几进制基数就是几得到余数直到商为0再将余数倒着拼起来即可。
1十进制转二进制
例如十进制 11 转二进制直接拿着11不断除以2即可。7转二进制也同理。 在有些资料中在相除的时候不会除到商为0它偷懒了商到1就结束了。然后再从商倒着拼接也是 1011这种计算方式也是可以的只不过它是偷懒了并不是正统的解法。正统应该是一直除除到0结束然后所有的余数拼接起来这个才是最正确的解法。 2十进制转八进制
跟二进制同理在除的时候不要除2除8就行了。 总结 此时你已经对二进制已经了解了并且对数字的存储你也已经了解了简单一句话就是转成二进制再进行存储。例如 99 转成二进制就变成 0110 0011但其实这个东西并不需要你去口算刚刚说的进制的转换其实是给大家增加见闻的真的要算可以使用电脑的计数器。
打开计算器然后切换到程序员模式展现的数字从下到上分别为二进制、八进制、十进制、十六进制点击需要输入的数字的进制类型然后输入数字即可。 例如计算十进制 99 的二进制是多少点击DEC然后输入99再点击BIN在最上方出现的就是十进制 99 转二进制后的结果。 七、字母在计算机中的存储
字母跟二进制又是个什么关系怎么就对应起来的呢说到这里我们就要说到一张码表它的全称叫做 American Standard Code for Information Interchange没过信息交换标准码表但我们在说的时候不会说它的全称太长了我们会把每个单词的首字母拿出来进行一个缩写就变成了 ASCII码表在 ASCII码表 中每一个字母都跟一个唯一的数字产生对应关系。 例如字母a十进制对应的是97。 所以字母在存储的时候就是通过查询ASCII码表的方式来进行存储的找到对应的数字之后再把它变成二进制存储到计算机中。 八、汉字在计算机中的存储
由于ASCII码表是外国人创造的它在创造ASCII码表的时候并没有考虑到中文。就是因为这中国的汉字差点就灭了感兴趣的同学可以自行百度由于涉及到历史和政治的原因在这里就不说了。我们一直说的 秀 就是代表人物之一。
为了解决汉字在计算机中的存储问题在上个世纪80年代我们国家自己推出了一张 GB 2312。看这个纸它都黄了我相信比大多数同学的年龄还大。在这张码表当中它就规定了汉字跟一个唯一的数字会产生一个对应关系从这个时候开始汉字才能在计算机中进行存储和运行。 计算机的存储规则
1、GB2312编码1981年5月1日发布的简体中文汉字编码国家标准。收录7445个图形字符其中包括6763个汉字。
过了几年台湾地区也仿照大陆自己推出了一个BIG5码表在这个码表当中它收录的都是一些繁体字要注意的是在 GB2312里只有简体中文是没有繁体的。所以这就出现了一个国家有两张码表。
2、BIG5编码台湾地区繁体中文标准字符集共收录13053个中文字1984年实施。
但是这可不行一个国家怎么能有两张码表都不统一。于是在2000年3月17日推出了一张GBK码表GBK码表也是目前windows操作系统默认使用的码表。
3、GBK编码2000年3月17日发布收录21003个汉字包含国家标准GB13000-1中的全部中日韩汉字和BIG5编万码中的所有汉字。
但是还是有点小不足因为像一些非洲国家或者是欧洲国家的文字在这张码表里面还是不包含的因此在后来有一个国际组织美国国家标准协会它提出了一个 Unicode码表这张码表称之为万国码号称一万个国家的码表这里的万只是一个虚词它就表示在这个码表当中包含了世界上大多数国家的文字。
4、Unicode编码:国际标准字符集它将世界各种语言的每个字符定义一个唯一的编码以满足跨语言、跨平台的文本信息转换。
正是因为有了这些包含中文的码表中文才能够在计算机中起飞而且以后会飞的越来越好越来越高。
简单来说数字就是转成二进制字母跟汉字都是查询对应的码表先找到对应的数字再转成二进制进行存储。
接下来我们再来研究第二类数据图片数据。 九、图片数据在计算机中的存储
图片数据在计算机中分为三种从左往右分别是黑白图、灰度图、彩色图。 要说到图片数据在计算机中的存储还得来说一说显示器中的三个知识点分辨率、像素、三原色。
说到像素就要说到显示器在平时电脑显示器当中见到的最多的就是2K屏、4K屏但其实这说的是它们的最大分辨率。
2K屏的最大分辨率有1920 × 1080、1998 × 1080、2048 × 1080、2048 × 858。
而右边的4K屏最大分辨率有3840 × 2160、3996 × 2160、4096 × 2160、4096 × 1716。
其中最为常见的是2K屏中的 1920 × 1080、3840 × 2160。 下面以1920 × 1080 来讲解一下这些分辨率表示什么意思。
其实就是表示在显示器中宽有1920个小格子高有1080个小格子整个显示器就是由这么多方形的小格子来组成的而这里的每一个小方格就称之为一个像素。 我们也可以在屏幕上画一笔然后再把这一笔放大此时可以发现这个图片的周围会有锯齿就是因为显示器是由很多很多方形小格子组成的。 如果说我们以后要写一个软件我们要设置软件的大小我们现在会设置软件的宽为514像素高为595个像素它差不多占屏幕宽度的1 / 4高度的1 / 2。如果说我想要这个软件变大一点就可以将它的宽高调大宽603个像素宽可以写680个像素。 在后面我们会有一个练习会带着大家去写一个游戏游戏当中就会用到像素的概念了所以说当以后我们开始写游戏的时候我让你设置宽高为100个像素的时候我问你这个游戏大概有多大你不能回答我大概有这么大大概有这么宽了。 1黑白图
说完像素就可以来解释黑白图了。在这个黑白图中画了一个笑脸上面两个黑点表示眼睛下面一个湾勾就好比嘴巴。其实在黑白图当中就是给每个像素点去涂抹了颜色其中白色就是1黑色就是0。 2灰度图
直到灰度图之前首先需要直到灰度表。在这张表当中0是纯黑255是纯白中间就是一些不同层次的灰。
在下面这张图中画了一个8在没有8的地方就视为0在画了8的地方就显示不同程度的灰色。例如第一排的8就是64、142 、146 、182…组合在一起就是左边的8。 3彩色图片
彩色图片是我们平时见过最多的那这个彩色图片又是怎么记录里面的色彩的呢其实跟刚刚也是类似的下面就将图片嘴唇的位置进行放大。 在彩色图中其实就是我们在给一个像素点里记录不同的颜色就可以了那这个颜色该怎么记录呢这时就需要先明白三原色红黄蓝通过三原色我们就可以搭配出各种各样五彩缤纷的颜色了。这三种颜色我们也称之为美学三原色。 在计算机当中其实也有三原色的存在它叫做红绿蓝这三种颜色称之为光学三原色。
在计算机里面每个像素点的内部其实就是由红绿蓝来组成的我们可以讲左边的屏幕放大来看一下。在这里看见的每一个红绿蓝组成的一个整体就是一个像素点现在就是由很多很多个像素点组成在一起就组成了一张完整的图片在计算机中就是通过三种颜色的搭配就可以组合出五彩缤纷的颜色了。 所以在这里我们要知道计算机中的光学三原色是红绿蓝
我们可以去给这三种颜色设置不同的值值越大表示当前的颜色越浓值越小表示当前的颜色越淡。
如果说红色设置为43绿色设置为123蓝色设置为194那我就可以理解由43份红色的颜料、123份绿色的颜料跟蓝色份194份蓝色的颜料这么一搅和就可以搭配出不知道怎么描述但是还挺好看的蓝色。其他形成的颜色也同理。我们在取值的时候里面的值是不能乱写的它是由取值范围的一定要写在 0 ~ 255之间包含0也包含255。 如果说我们在指定颜色的时候写的是这种(25500)那就表示不用绿色不用蓝色只用红色最终就是纯红色。其他颜色同理。 上面是用十进制的颜色去表示的同样我们也可以用十六进制的颜色去表示十进制的255刚好对应FF。所以在十六进制下最小还是0最大就是FF。 三原色小结
1、在计算机中颜色是采用光学三原色
2、一个像素点里有红、绿、蓝三种颜色组成通过这三种颜色的搭配我们就可以组成各种各样的颜色这个颜色我们取它英文的首字母RRed、GGreen、BBlue称这三种颜色叫RGB三原色。
3、可以讲光学三原色写成十进制的表示形式每一位有范围0 - 255。255,255,255
4、当然也可以写成十六进制的表示形式最小是0最大是FF。FFFFFF 解释彩色图片
有了像素和三原色的知识点我们就可以解释彩色图片了在彩色图片当中每一个像素点就是搭配了不同的三原色从而组成了各种各样漂亮的图片。所以说在你手机里存储着各种各样让你舍不得删除的图片其实就是一组又一组不同数据搭配出来的颜色而已从计算机的角度来看左边的美女和右边的美女其实它们两个是一样的。 十、声音在计算机中的存储
声音的存储会涉及到这种声音的波形图看右边这个就是声音的波形图。在波形图中每一个点都会有每一个数字去跟它对应。 那我们平时在听音乐的时候如果你氪金了音质就会非常好但你的朋友没有氪金它听的就是全损音乐那这怎么通过技术来实现呢其实很简单。
我们在存储声音的时候会对声波进行采样每个点都会有对应的数字。如果你氪金了采样的点比如说下图的黑点就会比较多记录的数据也非常的多在听音乐的时候可以最大程度去还原音乐。 但如果说你的好朋友没有氪金怎么办此时采样的点就会变的非常的少那么他在听音乐的时候就是全损音乐它在还原的时候就不会还原出最原本的声音了。例如在下面这张图中红色是最原本的声音但是因为现在没有氪金采样点比较少它的还原的时候就不会按照红色的进行还原而是以你采样的黑点来进行还原。
它在还原的时候就会有这种情况一直连接黑点但是在峰值的地方可能无法还原出来因为在上面是没有对应的采样点的。 十一、计算机的存储规则小结
在计算机中任意数据都是以二进制的形式来存储的。
在计算机中会有以下的三类数据分别是文本、图片、声音。其中文本又包含了数字、字母、汉字。 数字是直接变成二进制来存储的。
字母跟汉字是查询不同的码表先变成数字再变成二进制再来进行存储的这个码表是不需要你自己去下的每一个操作系统里都会内置。
图片是通过每一个像素点里的RGB三原色来进行存储的。
声音是对波形图进行采样然后再变成二进制进行存储的。
