2补数表示法.ppt

文字（text）用一個位元樣式來表達每一個符號。 在一個位元樣式裡需要用多少個位元來表示一種語言中的一個符號？這取決於此語言所使用的符號集合裡的數量。 符號的位元樣式長度取決於符號的數量；但兩者之間不是線性關係：而是對數關係。 如果我們需要兩個符號，位元樣式長度為一個位元（log22 = 1）。 如果需要四個符號，長度為兩個位元（log24 = 2）。 如果需要2n個符號，長度為 n 個位元（log2 2n = n）。 p.60 p.61 圖 3.14 使用位元樣式表示符號 p.61 表 3.3 符號數量與位元樣式長度 編碼法（code） 不同的位元樣式組合，可用來表達文字符號。每一個集合稱為一種編碼法，而表達符號的過程稱為編碼。 ASCII 美國國家標準局（American National Standards Institute；ANSI）發展了一套編碼法稱為美國資訊交換標準碼（American Standard Code for Information Interchange；ASCII），每個符號使用了 7 個位元，表示在這個編碼法中可以定義出 27 = 128 個不同的符號。 中文字碼 BIG-5 and GB code 萬國碼（Unicode） 一個硬體和軟體廠商所組成的聯盟已經設計了一套編碼法稱為萬國碼（Unicode），它使用 32 位元，因此可表示多達 232 = 4294967296個符號。編碼中不同的區段分別配置給世界上不同語言中的符號來使用，某些部分的萬國碼則用來表示繪圖和特殊符號。 p.61 音訊（audio）是一種聲音和音樂的表達方式。音訊是不可計數的。音訊是隨時間改變的實體──只能測量每個時刻的聲音強度。要儲存音訊到電腦記憶體時，意指儲存一段時間：一秒或一小時音訊訊號的強度。 音訊是一種類比（analog）資料，無法儲存所有的值到電腦記憶體。 取樣（sampling）是指只選擇類比訊號上的有限數量的點，測量這些點的值，並記錄這些值。 p.62 p.62 圖 3.15 音訊訊號 p.63 圖 3.16 音訊訊號的取樣 在每一秒鐘之內需要多少樣本才能取得原始訊號的複本？ 樣本的數量取決於類比訊號中變換的最大數量。 現已證實每秒40000 個樣本的取樣頻率（sampling rate）足以複製音訊訊號。 量化（quantization）是指將樣本值取四捨五入至最接近的整數值之過程。例如， 如果實數值是 17.2，四捨五入後降為17； 如果實數值是 17.7，四捨五入後增為 18。 p.63 量化的樣本值需要被編碼（encoding）為位元樣式。 每個樣本之位元數稱為位元深度（bit depth）。 如果位元深度或每一樣本之位元數為 B，每秒鐘之樣本數為S，則每一秒的音訊需要儲存 S × B 個位元數。這項乘積有時稱為位元率（bit rate）R。例如， 如果我們使用每秒 40000 個樣本和每一樣本 16 個位元， 則位元率 R = 40000 × 16 = 640000 位元／秒 = 640 K 位元／秒。 目前，儲存聲音的主要標準為 MP3（MPEG 第 3 層之簡稱）。它使用每秒 44100 個樣本和每一樣本 16 個位元。所以它的位元率為每秒 705600 個位元。 MP3使用捨棄無法被人類耳朵所察覺的資訊之壓縮方法來加以壓縮，稱為失真的壓縮。 p.63 圖像儲存在電腦中使用了兩種不同的技術：點掃繪圖法和向量繪圖法。 點掃繪圖法 點掃繪圖法（raster graphics）〔或位元映像繪圖法（bitmap graphics）〕使用於需要儲存類比圖像時，例如相片。相片是由類似音訊資料的類比資料所組成：這表示資料必須加以取樣，然而，取樣在這情況中通常稱為掃瞄（scanning）。所掃瞄的樣本稱為像素（pixel）。 在圖像處理中的掃瞄率稱為解析度（resolution）。 p.64 一個像素所使用的位元數量，也就是其色彩深度（color depth），取決於像素色彩是如何用不同編碼技術加以處理的。 用來編碼像素的技術其中一種稱為全彩（True-Color），它使用 24 個位元來編碼一個像素。 在此技術中，三原色（RGB）中的每一種顏色是用 8 個位元來表示。每一個色彩可以用三個介於 0 到 255 之間的十進位數值來表達。 全彩結構可以編碼 224 或種色彩。 p.65 表 3.4 全彩中的一些色彩 索引顏色（indexed color）〔或調色盤顏色（palette color）〕結構只使用這些顏色的一部分，在這結構中每一個應用程式從顏色的最大集合中挑選一些（通常為 256）顏色並建立索