1.2 计算机中的信息表示
非数值数据的表示（如图像、声音等）
重要程度：7 分
<h2>1.2 计算机中的信息表示 - 非数值数据的表示</h2>
<h3>1.2.1 字符编码</h3>
<p>字符编码是将字符（如字母、数字、符号等）转换为计算机可以处理的二进制数。常见的字符编码标准有ASCII、Unicode和GBK。</p>
<ul>
<li><strong>ASCII码：</strong>美国标准代码，使用7位二进制数表示128个字符，包括英文字母、数字、标点符号和一些控制字符。</li>
<li><strong>Unicode：</strong>通用字符集，使用16位或更多位二进制数表示全球几乎所有的字符，支持多语言。</li>
<li><strong>GBK：</strong>中国国家标准，扩展了ASCII，支持中文字符，使用双字节编码。</li>
</ul>
<h3>1.2.2 图像数据的表示</h3>
<p>图像在计算机中通常以位图（Bitmap）形式存储，每个像素用一定数量的二进制位表示颜色。常见的图像文件格式有BMP、JPEG、PNG等。</p>
<ul>
<li><strong>位图（Bitmap）：</strong>每个像素的颜色由红、绿、蓝（RGB）三个分量组成，每个分量通常用8位表示，因此一个像素占用24位（3个字节）。</li>
<li><strong>压缩格式：</strong>为了减少存储空间，图像可以使用压缩算法，如JPEG（有损压缩）和PNG（无损压缩）。</li>
</ul>
<h3>1.2.3 声音数据的表示</h3>
<p>声音在计算机中以数字化形式存储，通过采样和量化将模拟信号转换为数字信号。常见的音频文件格式有WAV、MP3、AAC等。</p>
<ul>
<li><strong>采样率：</strong>每秒采集的声音样本数，单位为Hz。常见的采样率为44.1kHz（CD质量）。</li>
<li><strong>量化位数：</strong>每个样本的精度，常用8位或16位。位数越高，声音质量越好。</li>
<li><strong>压缩格式：</strong>为了减少存储空间，音频可以使用压缩算法，如MP3（有损压缩）和AAC（无损压缩）。</li>
</ul>
<h3>例题说明</h3>
<h4>例题1：字符编码</h4>
<p>已知字符“A”的ASCII码为65，字符“B”的ASCII码为66，请计算字符“AB”的二进制表示。</p>
<p>解：<br>
字符“A”的二进制表示为：01000001<br>
字符“B”的二进制表示为：01000010<br>
因此，“AB”的二进制表示为：01000001 01000010</p>
<h4>例题2：图像数据表示</h4>
<p>假设有一张分辨率为1024x768的彩色图像，每个像素用24位表示，请计算该图像的存储空间（以字节为单位）。</p>
<p>解：<br>
每个像素占用3字节（24位），因此总存储空间为：<br>
1024 x 768 x 3 = 2,359,296 字节 ≈ 2.25 MB</p>
<h4>例题3：声音数据表示</h4>
<p>假设有一段采样率为44.1kHz，量化位数为16位的立体声音频，持续时间为3分钟，请计算该音频的存储空间（以字节为单位）。</p>
<p>解：<br>
每秒采样数：44,100<br>
每个样本占用2字节（16位），立体声有两个声道，因此每秒占用：<br>
44,100 x 2 x 2 = 176,400 字节<br>
3分钟的音频总存储空间为：<br>
176,400 x 180 = 31,752,000 字节 ≈ 30.3 MB</p>