数据是关于组织及其业务活动的原始事实，是信息系统中最活跃的元素。大部分数据本身没有任何意义和用途，可以从不同的角度进行不同的分类。

数据可以分为两类：模拟数据和数字数据。模拟网站设计数据是在一定区间内连续变化的数值。例如，声音和视频是幅度不断变化的波形，温度和压力也是不断变化的数值；数字数据是离散值，例如文本信息和整数。

一个企业：业务要处理的数据通常有三种不同类型的数据，应用数据和派生数据，它们的特点有很大的不同。

• 业务数据代表事实，例如捕获的业务电话记录等，它们在一段时间内是不变的。

应用数据主要描述人或事物的属性。如客户的姓名、地址、电话和传真号码、电子邮件地址等。应用数据一般是在客户请求服务时获得的，并且经常跨系统复制，具有很大的可变性。相同的应用数据可能版本不一致，容易产生冲突，管理复杂。

派生数据是对已有数据进行某种数学运算或数据变换得到的事实，如累计费用、不同税种的应缴纳税款总额等。

数据有多种形式，所有这些都可以数字化并存储在计算机中。下面是如何在计算机中表示数据。数据在计算机中的表示与存储

数据是计算机处理的内容。从外在形式上，计算机可以处理数值、文本、图像、声音、视频等。但是，在计算机系统内部，这些不能直接由计算机处理和存储，必须由计算机以特殊的形式进行处理。这种特殊的表示形式就是二进制编码的形式，即用二进制编码来表示数值、文本、图像、声音和视频等。计算机系统中的数据都是以二进制编码的形式出现的。

在二进制编码系统中，只有0和1两种基本符号，二进制数的每一位都可以用两个稳定的物理器件（如三极管）来表示。例如，用高低两个电位，是否有脉冲，或脉冲的正负极性等，都可以方便可靠地表示出来。 1、如图2-1所示。1.计算机中的数据单位

1人

在二进制系统中，每个.和1被称为二进制位（Binary bit），简称位（bit）。可以使用不同的组合将位组织在一起以表示数据——数字、字母、标点符号等。例如字母H可以用01001000表示（即off-on-off-off-on-off-off-off）。

2）字节

在计算机系统中，8个二进制位构成一个字节（Byte），缩写为B，即1B=8b。字节是计算机处理数据的基本单位。一个字节可以表示2'=256个状态，可以存储一个整数（0-255范围内），也可以是一个英文字母的代码，也可以是一个符号。

在计算机中，字节常用于表示文件或数据的长度和存储容量的大小。

3）字和字长

计算机一次存取、处理和传输的数据称为一个字（Word），即一组二进制位作为一个整体参与运算或处理的单元。一个字通常由一个或多个字节组成，用于存储一条指令或一条数据。

一个字所包含的二进制位数称为字长。不同电脑的字长是不一样的。常用的字长有16位、32位和“位”，常被称为16位机、32位机和64位机。字长是计算机性能的重要指标。字长越长，一次可以处理的位数越多，速度也越快。2.计算机中常用的数据编码

数字可以分为无符号数（没有符号的数字）和有符号数（有符号的数字）。对于无符号数，所有位都用于表示数的大小。有符号数用最高位表示数的符号，即设置一个符号位，该位为0表示正数，1表示负数，其他位表示数的大小。

符号和数字的组合构成了数字的内部表示，称为机器号。而它实际代表的带符号的值称为机器号的真值。机器数分为定点数和浮点数。机器号中，真值的正负号用0、1代替。机器号用一定的字长表示，即假设字长为，一个机器号总是用n位二进制表示。

在计算机中，机号有三种表示方式：原码、补码和反码。

1）原码、补码和反码

(1) 原码： 对于无符号数，原码是由数值本身表示的二进制码。

对于有符号数，原始代码是由符号和值表示的二进制代码。原来有符号数的编码规则是：用最高位表示符号，正数用0表示，负数用1表示，其他位表示数的绝对值。例如，如果字长为8 位，则10

进制整数+1的原码表示为0000 0001，一1的原码表示为1000 0001。

(2)反码:反码使用得较少，它只是补码的一种过渡。

对于无符号数，反码是一种对数值按位取反(对0取反得到1，对1取反得到0)表示的二进制编码。

对于有符号数，反码是一种用符号位和对数值按位取反表示的二进制编码。有符号数的反码编码规则是:用最高位表示符号，正数用。表示，负数用1表示，正数的反码是其原码本身，负数反码的数值部分是原码的数值部分按位取反。例如，设字长为8位，则十进制整数+1的反码表示为0000 0001，一1的反码表示为1111 1110。

(3)补码:补码是计算机中表示和处理有符号数的运算时常用的一种方式。

对于无符号数，补码是一种对数值按位取反并加1表示的二进制编码。对于有符号数，补码是一种用符号和对数值按位取反并加1表示的二进制编码.有符
号数的补码编码规则是:用最高位表示符号，正数用。表示，负数用1表示;正数的补码是其原码本身，负数补码的数值部分是对其原码的数值部分按位取反后加1。例如，设字长为8位，则十进制整数+1的补码表示为0000 0001，一1的补码表示为1111 1111。

2) BCD码

计算机使用二进制数来处理信息，但是如果用二进制的形式来输人和输出数据，就十分不方便了.一般来说，输入时采用十进制数。因此计算机把十进制数转换成二进制数就要用到一种转换码，BCD码就是其中的一种。BCD码分为压缩BCD码和非压缩BCD码。对于压缩BCD码，每位BCD码用四个二进制位表示，一个字节表示两位BCD码.非压缩BCD码用一个字节表示一位BCD码，其高四位总是0000，低四位从0000-1001，分别表示0-9。

3) ASCII码

ASCII码(American Standard Code for Information Interchange，美国标准信息交换码)已经被国际标准化组织(International Standard Organization, ISO)采纳，作为国际通用的标准信息交换码。ASCII码包含5;个大、小写英文字母，0---9共10个数字字符，32个标点符号、运算符号、特殊符号，还有34个不可显示和打印的控制字符编码，一共有128个编码。

ASCII码一般在计算机的输人输出过程中使用，而二进制码和BCD码则在运算、处理过程中使用。因此，在应用计算机解决实际问题时，常常需要在这几种机器码之间进行转换。

4)小数的表示

当所要处理的数含有小数部分时，就存在一个如何表示小数点的问题。在计算机中并不用某个二进制位来表示小数点，而是规定小数点的隐含位置。若约定小数点的位置是固定的，则称为定点表示法，用这种方法表示的数称为定点数;若约定小数点的位置是可以变动的，则称为浮点表示法，用这种方法表示的数称为浮点.数。

对于定点表示法，通常小数点的固定位置有两种情况，一种是默认固定在数的最右边，即只有整数部分而没有小数部分，实际上也就是整数.因此这种数也被称为定点纯整数。另一种是把小数点固定在符号位之后、最高数值位之前，即只有小数部分而没有整数部分，因此也被称为定点纯小数。

当要处理的数既有整数部分又有小数部分时，采用定点表示法很不方便，因此一般采用浮点数来表示。

浮点数由阶码和尾数两部分组成，表示为：
            N=2^E X S

其中E是有符号的纯整数，表示浮点数N的阶码;S表示N的尾数，是数值的有效数字部分，一般规定取二进制定点纯小数形式.底数2在机器数中不出现，是隐含的。

浮点数的格式如下:



5)其他编码

原码、补码与反码通常用来表示数值数据，对于文字、图形图像、声音等非数值数据的表示也有对应的编码标准.

(1)汉字编码:为了使计算机能处理汉字，也必须对汉字进行编码，在计算机中存放汉字实际上就是存放汉字的编码。由于汉字数量大、字形复杂，因此汉字的编码要比ASCII码复杂得多。

为了能显示和打印汉字，必须存储汉字的字形.现在普遍使用的汉字字型码是用点阵方式表示的，通常称为“点阵字模码”。

目前，汉字编码通常采用双七位编码方案，即用两个字节存放一个汉字，并规定两个字节的首位必须为1，以便与西文ASCII码区别。

(2) Unicode: Unicode(统一码、万国码、单一码)是基于通用字符集(UniversalCharacter Set)标准、在计算机上使用的一种字符编码，它为全世界每种语言的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码，以满足跨语言、跨平台进行文本转换、处理的要求。

(3)音频和视频编码:声音信号是一种模拟信号，计算机要对它进行处理，必须将它转换成为数字声音信号，即用二进制数字的编码形式来表示声音。最基本的声音信号数字化步骤是采样、量化和编码。基于音频数据的统计特性进行编码的典型技术是波形编码，PCM(脉冲编码调制)是其中最简单、最基本的编码方法。改进方法则有差值量化(DPCM)、自适应量化(APCM)和自适应预测编码(ADPCM)等，实现了数据的压缩。此外，还有参数编码和混合编码方法。数字语音压缩编码有多种国际标准，如G.711,G.721,G. 726,G. 727 , G. 722 , G. 728.G. 729A,G. 723. 1, IS96 (CDMA)等。

计算机中的图形数据有两种常用的表示形式:一种称为几何图形或矢量图形，简称图形;另一种称为点阵图像或位图图像。一般可以通过硬件(输人输出设备)或软件实现图形和图像之间的转换.图像压缩编码方法有多种国际标准和工业标准，目前广泛使用的编码及压缩标准有JPEG,MPEG和H. 261,MPEG是运动图像压缩算法的国际标准，它包括MPEG视频、MPEG音频和MPEG系统(视频、音频同步)三个部分。

3.数据在计算机中的存储方式

用来存储数据的设备称为计算机的存储设备，如内存、硬盘、软盘、光盘等。不同的存储设备因所采用的材料不同而采用不同的方式来存储数据。磁存储、光存储和半导体存储是目前所使用的三种主要的存储方式。

1)磁存储

自从有计算机以来，磁介质就一直在数据和信息的存储中起着重要的作用。硬盘、软盘和磁带都是磁存储器。

数据通过读写磁头存储到磁介质上。读写磁头实际上是用软磁材料做铁芯、绕有读写线圈的电磁铁，它是通过磁化方式排列磁介质上的金属颗粒(氧化铁与猫合剂的混合物)来记录数据的。这些金属颗粒对应于二进制数位(例如，排成直线表示二进制数1，没有排成直线则表示0)。写磁头记录数据，读磁头获取数据。

2)光存储

光存储使用光信号来存储信息.激光器产生的一束光通过一些透镜，最后汇集在某个金属盘片或塑料涡流盘的表面上.该盘片的反射模式(对应于它所承载的数据)是读写数据和信息的关键部分。典型的光存储设备就是光盘。记录数据时，一束强大的激光在光盘的表面打一个凹槽，这些激光凹槽的有和无对应于二进制编码中的1和0。读取光盘上存储的信息时，一束较弱的激光扫描光盘表面，感知凹槽的模式.该模式被反馈给阅读器，由它解释出数据并把数据发送给CPU(中央处理器或中央处理单元)。

3)半导体存储

半导体存储器(Semi-conductor Memory)是一种以半导体电路作为存储媒体的存储器。按其功能可分为随机存取存储器(Random Access Memory, RAM)和只读存储器(Read Only Memory, ROM);按其制造工艺可分为双极晶体管存储器和MOS晶体管存储器;按其存储原理可分为静态(Static)和动态(Dynamic)两种。

ROM的电路结构包含存储矩阵、地址译码器和输出缓冲器三个组成部分，使用时其内容只能读取，不可改写。

静态MOS存储器由存储体、读写电路、地址译码电路和控制电路等组成，其存储体的基本单元为触发器，接通表示1，断开表示。。这种存储器速度快，但功耗大且集成度较低，因此存储容量较小。

动态MOS存储器是靠电容的电荷存储效应存储数据的，即电容充有电荷表示存储1,没有电荷表示存储。，因此除了具有存储体、读写电路、地址译码器和控制电路等部件外，还需要刷新电路，对存储单元进行定期刷新以保证数据不丢失。这种存储器速度较慢，但功耗低且集成度高，因此存储容量大。

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