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第1章 信息的数量化表示方法 引言 用什么表示数字 用数字表示什么 英语里的“Calculus”（计算）一词来源于拉丁语，既有“算法”的含义，也有肾脏或胆囊里的“结石”的意思。古人用石头计算捕获的猎物，石头就是他们的计算工具。 美国著名科普大师阿西莫夫说过， 人类最早的 “计算机” 是手指， 英语单词“Digit” 既表示“手指”又表示“整数数字”。 中国数学史专家考证，大约在新石器时代早期，即远古传说里伏羲、黄帝之前，先民使用的“计算机”是结绳，即用绳子打结的多少来表示数的概念。 数字对联 成都武侯祠： 两表筹三顾，一对足千秋 数字对联 济南大名湖： 四面荷花三面柳，一城山色半城湖 乾隆对联 一次乾隆遇到一位141岁老人，出上联： “花甲重开，外加三七岁” 要求纪晓岚对下联，纪根据杜甫的“人生七十古来稀”对出下联。 提示：乾隆的表达式为：60X2+3X7=141 纪晓岚是清代进士，官至礼部尚书、协办大学士。他领衔编撰了我国历史上规模最大的一部文献全书——《四库全书》，并撰写了在学术上极其重要的《四库全书总目提要》。位于北京宣武区珠市口西大街241号的纪晓岚故居又称阅微草堂，是纪晓岚的寓所堂号。 其对是“古稀双倍，还多一个春秋” 二进制表示信息最简单 特点：定义明确 符号简明 运算方便 实现容易 第1章 信息的数量化表示方法 要点： 理论上来讲，任何信息都可以转换成0和1的数字序列，即数字化信息。 数字信息交换方便、各种信息都可以以数字方式编码组合，从一个系统传送到另一个系统。 数字化信息在传输、存储、处理等方面都优于信号连续变化的模拟信号信息。 计算机可以直接处理数字化信息，使传递和处理信息结为一体。 1.1 数字化信息方法 1.1.1 模拟信号与数字信号 模拟信号是指用连续变化的物理量（例如电流、电压）表示的信息，其信号的幅度，或频率，或相位随时间作连续变化，如目前广播的声音信号，或图像信号等。  数字信号是用有限个“0”和“1”的代码来表示信息中某一个字符，当很多字符组合起来时，才能表达完整的信息。 现今，模拟信号可通过数字化的方法转化成数字信号；反之，数字信号又可通过模拟化的方法转化成模拟信号。完成这两种转化的器件分别称为“模数转换”和“数模转换”。  模拟信号数字化最常用的方法是“脉冲编码调制”，即PCM。PCM要经过三个步骤才能完成。第一步“取样”，第二步“量化”，第三步“编码”。当然，这些工作是由集成电路去完成的。 编码 　　数字通信过程中的一个重要环节就是编码。编码的一个重要目的就是尽量压缩线路信号的传输带宽，以便提高发送信码的速率。当然，考虑到同步、抗干扰、特性匹配等因素，编码在降低传输带宽方面的效率不一定很高。下面总结几种常用编码方式加以描述。 计算机的数字数据可以通过网卡在特殊线路上直接传输。直接传输数字数据的最大好处是速度快。 数字信号在传输之前要先进行编码，常用的有非归零编码（Non Return to Zero）、曼彻斯特编码（Manchester）等。 为了提高传输效率，要把计算机真正要传输的数据装配到一个个数据包中，每个数据包可以通过不同的链路到达目的端。 非归零编码（Non Return to Zero） 负电平=0，正电平=1 单独的同步脉冲信号。 曼彻斯特编码（Manchester） 每位的前二分之一为反码，后二分之一为源码。 中间必有电平跳变，实现自同步。 差分曼彻斯特编码（Difference Manchester） 每位的中间为同步 每位的开始处，电平有跳变=0，电平无跳变=1。 1.1.2 数字信号的传输 一个数字终端产生的原始信号经编码后送到媒介传输，其相应传输特性和对媒介的要求都要发生变化，一般可以认为，原始码流经编码后，其传输速率发生了变化，传输带宽也就跟着发生变化，从而对媒介的带宽要求也就不一样，在媒介带宽一定的情况下，为了能传输更高速率的数据流，我们就要设法通过编码方式降低传输速率，减少传输带宽，从而减轻对媒介的要求。 1.数字数据的数字信号传输 为了提高传输效率，要把计算机真正要传输的数据装配到一个个数据包中，每个数据包可以通过不同的链路到达目的端。 网络适配器（network adapter） 网络适配器也称网卡，它担任计算机之间交换数据的任务。如果要把微机接入网络，需要根据微机总线的类型选择网络适配器的种类。速率为10/100M bit/s的Ethernet网卡是目前国内LAN中使用最多的一种产品。 网卡上配有与网线连接的标准插头座BNC、AUI 或RJ45，通过网线上的插头与网络相连。RJ45 用于连接双绞线，AUI用于连