第2章
バイナリ番号システム
2.1デジタルおよびコンピューティング
- デジタル：抽象的なデジタルシステムのユニットは、算術演算の法則に従います
- 自然数：0 01を繰り返すことによって得られた任意の数に適用され、または
- 負：0の数よりも少ない、対応する正の数の前に負の符号を用いて得られた数であります
- 整数の負の自然数、自然数または0：
合理：または（0の無添加を含まない）は、2つの整数の整数商
2.2位置表記法
- 塩基：システムの基本的なカウント値は、システムで使用されるビット位置のデジタル和の所定の値。
位置表記法：式デジタルシステム、順桁に配置さは、各桁の値は、各桁のビット値の数の積である、ビット値を有します。
2.2.1 2進数、8進数と16進
ベース2番号システムは、基地番号システムも有用であるように2の累乗を理解するために、計算において特に重要です。
基数記数法ディジタル所定数
2.2.2その他の記数操作
他の二進算術ルールと小数点演算、キャリーと同様と同じ原理を借ります。
たとえば、次の場合減算規則、しなければならない減数桁数字の左下から「1によります」。より正確には、第1の電力ベースによる。したがって、小数で、ビット10が借用され借り、同じロジックは、バイナリ（および他のバイナリ）の減算に適用されます。バイナリ減算では、各ボローボローは2です。
塩基番号システムとして2の電力2.2.3
進又は16進数への進数を変換する方法：
- 3桁のオクタルに2進数を変換し、右端の桁からバイナリを開始し、各セットは、対応する進の各デジタル変換
進数を2進数を変換し、4桁の各グループ、各進数を対応するデジタル変換して、右端の桁の2進数から始まり
2.2.4進数は、他の16進数に変換しました
アルゴリズム：
（商はゼロではない）しながら、
小数に加えて新たな塩基を用いて
次の番号への答えの残りのままに
商業的に使用して小数の代わりに2.2.5バイナリ値とコンピュータ
デジタルコンピュータは、バイナリ形式、バイナリ値で表される全ての情報を表すために使用されます。各コンピュータストレージサブレベル値は0又は1であり、格納場所は、0又は1を空に格納されなければならないことはできません。
- バイナリ桁：桁の2進記数、0または1のどちらか。
- ビット：二進数の略。
- バイト：8ビット
単語：一つ以上のバイトは、コンピュータの桁ワード長と呼ばれます。
第3章
データ表現
3.1データおよびコンピュータ
- データ：基本的な事実や数値。
インフォメーション：組織や効率的な方法で処理されたデータ。
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コンピュータは表して、保存し、各種のデータを修正するなどの中で私たちを助けることができます。- デジタル
- テキスト
- オーディオ周波数
- イメージとグラフィックス
ビデオ
これらのデータは、最終的に二進数として記憶されます。各文書、画像、オーディオ、0と1の文字列によって表されます。
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- マルチメディア：メディアのいくつかの異なる形式。
- データ圧縮：データの一枚を格納するのに必要なスペースを削減します。
- 帯域幅：一定時間内にビットまたはバイトのある場所から別の場所に移し、最大。
- 圧縮率：元のデータサイズの値を分割することによって、圧縮後のデータのサイズ。
- 可逆圧縮：データ圧縮技術を失うことなく。
非可逆圧縮：データ圧縮技術を失います。
******3.1.1アナログデータとデジタルデータ
2つの方法でデータを表現します：
- シミュレーション
- デジタル法律
- アナログデータは、それが表すアナログ実データの連続的な表現です。（連続した情報の形で表されます）
- デジタルデータは離散的な表現であり、部門が独立した情報要素となりました。（離散形式で表現される情報）
- デジタル：離散セグメントに情報を分割します。
- パルス符号変調（PCM） ：両極端の間の信号変化がジャンプ。
再タイミング：それは元の状態の動作にリセットされる前に、あまりにも多くの信号劣化。
3.1.2バイナリ表記
一般に、nビットの2進数が2つの表すことができ、Nがnビットのデジタル2つのとして形成することができる、状態nは、0と1の組み合わせ。
場合でも、技術的には、状態の集合を表すために使用されるビット数の最小値を必要とし、我々はいくつかの数字を割り当てる可能性が高くなります。
このような8、16又は32のような、ビットアドレッシング、通常、2のべき乗を移動の最小値を有することが可能なコンピュータアーキテクチャ。
したがって、任意のタイプのデータに割り当てられたメモリの最小量は、典型的には2の累乗の倍数です。3.2デジタルデータ表現
3.2.1負の表現
数値記号表記：番号が属する（正または負）シンボル分類は、数の大きさのデジタル表現の値を表します。
****小数補数
- 定義：表現の負の一種、負Iは、k番目のパワーマイナス10 I図を用いて。
式：陰性（I）は10 = K kは桁数である-1を
2の補数
- 同じ式の10進補数
これは、デジタル表現が8個のみを使用することができ、7つのシンボルを表す値を表すものと仮定する。
左端のビットが「0」である場合、それは数が正であることを示し、左端のビットが「1」である場合、この数は負であること。
ある単純な 2の補数を計算する方法は：すべてのプラスワンの否定。これは、正の数、全て「1」「0」に、すべて「0」から「1」に、プラス1を取るています。
- 数値オーバーフロー：予約済みビットは、計算された結果の状態値を保存します。
3.2.2リアルタイム表記
- 小数点（raadixポイント）：記数システムでは、整数部分と点の小数部に実数です。
- 浮動小数点表現：マーク記号、実際の仮数部と指数表現。
コンピュータに、我々実数メモリビット整数プラス小数点の位置を示す情報。即ち、任意の実際の値は3つの特性、すなわち、符号（正または負の数）、仮数と指数によって記述することができ、仮数はデジタル値によって構成され、その右に小数点仮数に対して指数関数的に決定ポイントを想定変位。実際の小数の値は次式で定義することができる。
署名仮数X X 10 EXP
この表記は、桁数が固定されているので、浮動小数点表現と呼ばれ、それは小数点をフローティングされます。値は、浮動小数点形式で表現され、小数点の右側のインデックスnとなり、負の屈折率は、小数点の左側になります。
以下の式は、バイナリ浮動小数点値を定義： シンボルX 2 X仮数EXP
小数部は10進数に変換します。
操作：番号（16進数）を乗じた新たなベース（10進数）と、キャリーレス乗算が正解の横桁となり、乗算結果の小数部分は、新しい被乗数となり、全体のプロセスの乗算結果まで小数部分がゼロカットオフです。
科学表記法：別の浮動小数点表現。
例えば：初期科学的表記法では、12001.32708 1.200322708E + 4のように記述されるであろう
今：1.200322708×10 43.3テキスト表現
文字セット：文字のリストとそのコードを表現します。
3.3.1 ASCII文字セット
当初は、7とASCII文字セットは、各文字が128種類の文字を表すことができ表します。チェックサム・ビットの各バイトの8番目のビットは、本来正しいデータ伝送を保証するために使用されます。その後、各文字の進化は256文字、すなわち、ラテン1拡張ASCII文字セットを表すために8ビットで表現されます。
注意：各ASCII文字は、彼らがコードの決定を使用するストレージである、独自の順序を持っています。各文字は、相対（前または後に他の文字）以外の文字の位置を持っています。3.3.2 Unicode文字セット
Unicode文字セットは、多くのプログラミング言語とコンピュータシステムに使用されています。
追加の文字を表現するために多くのスペースを必要に応じて、通常の状況下では、それぞれの文字エンコーディングは16ですが、それはまた、非常に柔軟性があり、それぞれの文字を使用することができます。
一貫性を保つため、Unicode文字セットは、ASCII文字セットのスーパーセットであるように設計されています。それは、拡張ASCII文字セットの最初の256文字のUnicode文字セットが同じである、です。このように、基本となるシステムはプログラムのASCII値を使用して、Unicode文字セットを使用している場合でも影響を受けません。3.3.3テキスト圧縮
- キーワードエンコーディング
定義：代わりに通常の単語の一文字。（かなり直接圧縮法）
制限：
- 文字エンコーディングに使用するキーワードは、あいまいさを防ぐために、オリジナルのテキストで表示することはできません。
- コンピュータの大文字と小文字でコーディング異なるシンボルを使用し、異なる文字です。
- 文字と圧縮の手紙のためにしないでください
- スペースの節約は、代わりに少なく、単語や短いモードを符号化された後に通常あります。
- （即ち、低い圧縮比）
- ランレングス符号化（反復符号化）
定義：彼らは定期的な文字の数を繰り返すのシリーズを置き換えます。
操作：ランレングス符号化では、繰り返される文字の並びに置き換えているフラグ文字、数字、文字、文字の繰り返し数の増加の後ろの説明を繰り返しました。
制限事項：私たちは繰り返し文字レコードの番号を使用しているため、2または3エンコーディングの文字列は、価値がないので、それは9回の繰り返しをコードする配列を超えていない表示されます。バイナリ文字列をエンコードするには適していません。
（すなわち、圧縮比等） ハフマン符号化が
定義されている：文字可変長のバイナリ文字列を、文字が共通のショートコードを有することになります。
内容：ハフマン符号化は、各文字の長さを表す異なるビットシーケンスを使用しています。多くの場合、より少ないビットを持つ文字、長いビット列には、定期的な文字が残っていません。
重要な特徴：ビット列を表すために使用される文字は別の文字のプレフィックスはビット列ではないです。3.4オーディオデータ表現
コンピュータ上のオーディオデータを表現するために、デジタル化された音響波である必要があり、それは個別の、扱いやすい断片に分割されています。一つの方法は、アナログ音声の本当のデジタル表現です。すなわち、収集された音波を表す電気信号であり、離散値の系列を表します。
アナログ信号は、連続的に電圧が変化しています。この信号をデジタル化するためには、周期的に電圧信号を測定する必要があり、適切な値を記録し、プロセスがない結果として生じる連続信号、サンプリングと呼ばれ、むしろ異なるデジタルレベルの一連。記憶された音響再生を行うことができる電圧値を使用して新しい連続的な電気信号を生成します。元の信号のレベルが次の電圧値に格納された電圧値から一様に変化する、と仮定する。あなたは短い時間で十分な数のサンプルを収集する場合、これは妥当な仮定です。しかし、サンプリング処理情報が失われることは間違いありません。
- ビニル音波のアナログ表現です。
CD（CD）は、デジタル化されたオーディオ情報に格納されます。
3.4.1オーディオフォーマット
WAV、AU、AIFF、VQFをしてMP3や他：彼らは、
その圧縮率は同期間、他の圧縮形式よりも高くなっているため、現在の優位性は、MP3です。場合でも、将来は他のフォーマットでのより効果的な証明することができますが、MP3は人気がお気に入りです。3.4.2 MP3オーディオフォーマット
MP3は、略語のMPEG-2オーディオレイヤー3で、MPEGはデジタル・オーディオとビデオの開発のための圧縮規格の国際委員会です（動画像専門家グループ）動画像専門家グループを移動するための略語です。
MP3フォーマットは、2つの方法で非可逆圧縮と可逆圧縮を使用しています。まず、周波数解析を拡大していきますし、人間の心理音響（耳と脳の間の研究の相互関係）数学的モデルを比較するために、それらの人間が情報を聞くことができない廃棄し、その後、ハフマンは、得られたビットさらなる圧縮をコーディング流れ。3.5画像とグラフィック表現
3.5.1カラー表記
色は、私たちが網膜に到達する光の様々な周波数についてどのように感じているかです。私たちは、異なる周波数の光を受光する責任三色網膜の光受容コーンを、持っています。これらの感光体は、赤、緑、青の各色に対応して分類されています。他の色は、人間の目によって知覚されることができる、これら3色の混合物を有することができます。
コンピュータ、通常色のRGB（赤-緑-青）値を示すには、これは実際には3つの図は、原色の各々の相対シェアを示しています。0から255までの番号を持つ要素の部分を表す場合255がその完全参加を表し、0は、色が関与していないことを示しています。- 色深度は、色を表すために使用されるデータの量です。
- 色は、16ビットカラーの強化色深度を指します。
真の色は、24ビットの色の色深度を指します。
それ以上16.7億色を生成することが可能であるので、8ビットで表されるRGB値の各数値は、各数値の範囲は、0〜255属します。トゥルーカラー24ビットカラーは、人間の目が色を区別することができるよりも多くを提供します。さらに、カラーディスプレイはまた、表示された特定の色の深さに制限することができます。3.5.2デジタル画像とグラフィックス
- ピクセル：画像、代表画像要素を表すために使用される孤立ドット。
- 解像度：画像を表すために使用されるピクセルの数。
- ラスタグラフィックス形式：フォーマット・バイ・ピクセル情報を画像に格納され
たビットマップ（BMP）、GIF、およびJPEG：ラスタグラフィックス形式。
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- ビットマップファイルは、最も直接的なグラフィック表現の一つです。詳細のいくつかを管理することに加えて、ビットマップファイルは、左から右へ順に、ストレージの上から下への画像の画素のみの色値を含みます。ビットマップファイルは、24ビットトゥルーカラーをサポートしていますが、通常のファイルを減らすために色深度を指定します。
- GIFフォーマット 256色に限定されるもので入手可能のカラー画像数。
- JPEG形式：近距離トーン内の平均値を保存します。それが写真のカラー画像を保存するための推奨フォーマットです。
PNG形式は：GIF形式を改善するために、そして最終的にそれを置き換える、GIF圧縮よりも優れている、色深度範囲が広いです。しかし、アニメーションをサポートしていないが、またとして広くGIF形式をサポートしていません。
3.5.3ベクタグラフィック表現
ベクトルグラフィックス：画像の表現及び線分幾何。
異なるサイズおよび比率パターンの格子パターンを得るためには、複数の符号化を必要とし、ベクトルグラフィックは、数学的な計算によってサイズ変更することができ、動的に計算します。
ベクターグラフィックスは、実世界のイメージを表現するためには適用されません。JPEG画像は、実世界の画像、ラインアートや漫画の描画に適したベクターグラフィックスのための最初の選択肢です。
現在、ネットワークで最も人気のベクトルグラフィックス形式は、フラッシュ、フラッシュが自分の画像保存された画像を作成するためにあるバイナリ形式のための専用のエディタが必要です。プレーンテキストで表現される開発中の新しいSVGベクトル形式、。SVGフォーマットが完了すると、ベクトルグラフィックイメージングネットワークの一般的な方法になることができます。3.6映像表現
- ビデオコーデック：映画のサイズを低減するための方法。
- タイムコンプレッション：連続するフレーム間の差に基づいて圧縮技術ムービー。
空間圧縮：圧縮技術は、動画、静止画像圧縮技術に基づいています。