【摘 要】信息的數(shù)字化表示，也稱信息的編碼，信息只有轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼才能被計(jì)算機(jī)識(shí)別和利用，計(jì)算機(jī)如何認(rèn)識(shí)和存貯信息的，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)是有一定難度的，因?yàn)檫@些內(nèi)容很抽象，難理解。本文從簡(jiǎn)明的電子電路來(lái)類比信息如何數(shù)字化，能更好地幫助學(xué)生直觀形象地理解具體意義。

【關(guān)鍵詞】信息的數(shù)字化；二進(jìn)制代碼；ASCII碼；漢字編碼集

信息時(shí)代幾乎一切信息都要轉(zhuǎn)換成數(shù)字，才能用計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)進(jìn)行傳播和交流。用數(shù)字表示各種信息，叫做信息的數(shù)字化表示，也叫信息的編碼。本人從事多年的信息技術(shù)教學(xué)工作，為了幫助學(xué)生更好的理解這方面內(nèi)容，在教學(xué)過(guò)程中把握好內(nèi)容上的巧妙設(shè)計(jì)，把抽象變形象直觀就好了，本文就這一問(wèn)題從三個(gè)方面談?wù)勑畔⒌臄?shù)字化。

一、計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字的識(shí)別

計(jì)算機(jī)只是一套由各類電子元件（如晶體三極管、晶體二極管、電阻、電容、各種集成電路等）構(gòu)成的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成的電子設(shè)備。其實(shí)計(jì)算機(jī)本身并不認(rèn)識(shí)數(shù)字，對(duì)于硬件來(lái)說(shuō)只有電容的充電放電動(dòng)作，電位的高低狀態(tài)，晶體管的截止導(dǎo)通狀態(tài)，脈沖電位的低高狀態(tài)等。也就是計(jì)算機(jī)只知道兩種狀態(tài)，如一盞燈泡的亮與不亮。只是人為地把有電壓時(shí)用1來(lái)表示，無(wú)電壓時(shí)用0來(lái)表示，下面通過(guò)發(fā)光電路來(lái)類比說(shuō)明數(shù)字1和0在計(jì)算機(jī)中的表示形式：

（一）一條電路表示的數(shù)字。

現(xiàn)在我們用一條電路中有一盞燈泡來(lái)說(shuō)明，這盞燈泡有兩種狀態(tài)，發(fā)光與熄滅，通過(guò)發(fā)光與熄滅兩個(gè)狀態(tài)來(lái)表示兩個(gè)數(shù)字，發(fā)光這個(gè)狀態(tài)時(shí)就代表數(shù)字1：熄滅這個(gè)狀態(tài)時(shí)就代表數(shù)字0。那么一盞燈泡它就能存貯兩種意義，一種意義表示數(shù)字1.一種意義表示數(shù)字0。當(dāng)我們看到燈泡亮?xí)r，就聯(lián)想到這時(shí)電路中存貯了數(shù)字1，燈泡不亮?xí)r就聯(lián)想到這時(shí)電路中存貯了數(shù)字0。

（二）兩條電路表示的數(shù)字。

我們現(xiàn)在知道在一條電路中有兩種狀態(tài)，通電時(shí)表示數(shù)字l，不通電時(shí)表示數(shù)字0。那么兩條電路可表示幾種狀態(tài)呢？假如兩盞燈泡左右排列，當(dāng)右燈泡在熄滅狀態(tài)時(shí)，左燈泡有兩種狀態(tài)一是發(fā)光一是熄滅；當(dāng)右燈泡在發(fā)光狀態(tài)時(shí)，左燈泡也有兩種狀態(tài)一是發(fā)光一是熄滅；那么通過(guò)兩盞燈泡的發(fā)光或熄滅能組合出四種狀態(tài)，這樣一來(lái)兩條電路就能存貯四個(gè)數(shù)字，00、01、10、11。

（三）N條電路表示的數(shù)字。

在兩條電路中能表示四種狀態(tài)，可存貯四種數(shù)字00、01、10、II。由此可以計(jì)算得到每增加一條電路，數(shù)字的存貯能力即為原來(lái)的的2的倍數(shù)。即：一條電路存貯能力為21、兩條電路存貯能力為2：、N條電路存貯能力為2N。例如八條電路，當(dāng)電路都斷開時(shí)，八盞燈全熄滅狀態(tài)，表示的數(shù)字為00000000；當(dāng)電路都接通時(shí)，八盞燈全在發(fā)光狀態(tài)，表示的數(shù)字為11111111；當(dāng)奇數(shù)電路都斷開，偶數(shù)電路都接通時(shí)，表示的數(shù)字為10101010；當(dāng)偶數(shù)電路都斷開，奇數(shù)電路都接通時(shí)，表示的數(shù)字為01010101；通過(guò)電路斷開和導(dǎo)通的各種組合，就能表示出燈泡不同發(fā)光狀態(tài)的不同形式，從而表示出不同數(shù)字，對(duì)于這八條電路就能表示出28=256種數(shù)字。

二、二進(jìn)制數(shù)在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用

在計(jì)算機(jī)里數(shù)據(jù)是用0和1兩個(gè)數(shù)來(lái)表示的，也就是各種數(shù)據(jù)是用0和1來(lái)組成的。這種用0和1來(lái)進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法稱之為二進(jìn)制計(jì)數(shù)形式，在計(jì)算機(jī)中很容易被實(shí)現(xiàn)，即與各種電子元器件的本身運(yùn)行的兩種狀態(tài)特征相對(duì)應(yīng)。而在人們的日常生活中，習(xí)慣使用的是十進(jìn)制數(shù)。

為了區(qū)別數(shù)的進(jìn)制.通常用一個(gè)下標(biāo)來(lái)表示數(shù)的進(jìn)制。如：（1000）2表示二進(jìn)制數(shù)；（1000）lo表示十進(jìn)制數(shù)。

（一）二進(jìn)制數(shù)。

在十進(jìn)制數(shù)中基數(shù)是10，有1、2、3、4、5、6、7、8、9、0十個(gè)數(shù)字符號(hào)，并按照“逢十進(jìn)一”規(guī)則組成，十進(jìn)制是一種位置記數(shù)法。在二進(jìn)制中，二進(jìn)制數(shù)基數(shù)是2，有0和1兩個(gè)數(shù)字，和十進(jìn)制一樣也是位置記數(shù)法，二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算與十進(jìn)制數(shù)運(yùn)算相比則是“逢二進(jìn)一”。

0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10

（二）二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)的互相轉(zhuǎn)換。

1、二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)是將二進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開求和。如把11011.01（z）轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)

11011.01 （2）=lx24+ 1x23+0x22+ lx2l+lx20+0x2-l+lx2-2=16+8+0+2+1+0+0.25=27.25

即：llOll.01cz）=27.25（lo）

2、十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：把一個(gè)十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，是將這個(gè)十進(jìn)制整數(shù)一次又一次地被2除，得到的余數(shù)（從最后一次的余數(shù)寫起）就是用二進(jìn)制表示的數(shù)。對(duì)于小數(shù)部分就用基數(shù)2連續(xù)去乘它，直到乘積的小數(shù)部分等于“0”為止。如把十進(jìn)制數(shù)123.75轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：

整數(shù)部分 小數(shù)部分

2=61……1 0.75×2=1.5……1

61/2=30……1 0.5×2=1……1

30/2=15-0

7/2=3……1

3，2=l……1

1/2=0……1

即123.75（10）=1111011.11（2）

三、數(shù)值、字符及漢字編碼

信息有數(shù)值信息和文字、聲音、圖像、動(dòng)畫等非數(shù)值信息，在計(jì)算機(jī)里都是用0和l的不同組合來(lái)表示的，這種0和1的不同組合，稱為二進(jìn)制代碼。二進(jìn)制代碼可以根據(jù)人們的不同需求來(lái)確定。如ASCII碼（美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼）是用7位二進(jìn)制代碼來(lái)表示的，可以表示128個(gè)字符。在ASCH碼表中有94個(gè)字符和34個(gè)控制符代碼，例如大寫字母、“A”它的二進(jìn)制編碼是1000001。

漢字編碼，GB2312-80規(guī)定每個(gè)漢字用2個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制編碼，每個(gè)字節(jié)最高位為0，其余7位用于表示漢字信息，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)漢字編碼集（GB2312-80）共收集和定義了7445個(gè)基本字符，共有6763個(gè)漢字，682個(gè)拉丁字母、俄文字母、漢語(yǔ)拼音字母、數(shù)字和常用符號(hào)等。例如：漢字“啊”的國(guó)標(biāo)碼的2個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制編碼是00110000B和0010000IB。

在信息的數(shù)字化表示教學(xué)中通過(guò)上面幾個(gè)方面的介紹，可以在學(xué)生頭腦中初步建立起一個(gè)信息在計(jì)算機(jī)中的數(shù)字化表示模型。如何把信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理，讓學(xué)生由一個(gè)從直觀到理念上的轉(zhuǎn)變，為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。