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专题10 进制转换及字符编码
一、编码和进制转换
1.用来表示信息的符号(数字或文字)组合称为信息的代码,编制这个代码的过程称为信息的编码。
2.在二进制数中,包含0和1两个基数,一个二进制数的每一位上的位权是不一样的,如二进制数“1011”,从右至左用该位上的数字乘以位权表示:(1011)2=1×20+1×21+0×22+1×23
3.在计算机中,所有的信息都是采用二进制数存储的,计算机存储的最小单位是位,每一个二进制位可以表示0和1两种信息。
4.n位二进制数可以表示信息的数量是2n,反之,要表示N种信息,则需要二进制位的个数为大于或等于log2N的最小整数。例如要分别表示2、8、10、100、1024种信息,则至少需要用到二进制位数为1、3、4、7、10。
5.表示信息的基本单位是字节(Byte),是连续8个位(bit)的组合。比字节大的计量单位依次分别是KB、MB、GB和TB,他们的换算关系:后者是前者的1024倍,即210倍
1B=8b 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB
6.由于二进制存储信息位数较多,较冗长,因此往往用1位十六进制数来表示4位二进制数,有效地缩短信息的长度。熟记以下常见等量关系,相邻数据可以通过加1或减1得到。
十六进制数 2 4 8 A C F
二进制数 0010 0100 1000 1010 1100 1111
7.二进制、十进制和十六进制区别
进制 基数 进位机制 用字母表示的方法
二进制数 0,1 逢2进1 B
十进制数 0至9,共10个 逢10进1 D
十六进制数 0至9,A,B,C,D,E,F,共16个 逢16进1 H
二、ASCII码和汉字编码
1.计算机内的英文字符以二进制编码的形式来表示,其中使用最广的是ASCII码,即美国信息交换标准代码。一个ASCII码存储在计算机内部占8位(一个字节),最高位标记为“0”,ASCII码用一个字节中的后7个位来表示,二进制编码从00000000到01111111(对应十进制0到127),可以表示128种编码。用十进制或其他进制数表示英语字符与数字的对应关系,称为交换码,机内码特指用8位二进制数表示英文字符。
2.美国国家信息交换标准码简称ASCII码。它具有以下规律:
(1)ASCII码值是该字符在编码集中的位置,往往用十进制数表示。
(2)英文字符和数字的ASCII码值分别按顺序从小到大排列,如“A”的ASCII码值为65,则“B”、“C”的ASCII码值为66、67。
(3)在计算机中存储时,用一个字节中的7个位表示128个字符,最高(最左边)位是0。
3.我国最早采用的汉字编码是GB2312,每个汉字用两个字节进行编码,每个字节的最高位用“1”填充。用UltraEdit或WinHex工具软件观察内码时,ASCII码(英文字符)只占1个字节,汉字编码占2个字节。区位码指用2个十进制数表示汉字与数字的对应关系,属于交换码。而机内码特指用两个字节的二进制数表示汉字。
4.国家颁布的《信息交换用汉字编码及字符集》简称GB2312字符集,又称区位码。他具有下列规律:
(1)包含区位和码位两个部分,用区号和位号表示,每个区包含94个位,构成一个94×94的表格;
(2)区位码指汉字在编码集(94×94表格)中位置,往往用十进制数表示。
(3)在计算机中用两个字节来标记,第一个字节标记区号,第二个字节标记位号,且每个字节的最高位用1表示,因此该字节的二进制值转换成十进制数,与区号和位号并不相等。
5.观察字符的内码常见的软件有UltraEdit或WinHex。内码指字符在计算机内部的存储形式,实际的存储形式为二进制数,但二进制太冗长,用十六进制形式来显示。
C
考点一 编码和进制转换
1.编码是处理信息的前提,把信息按一定的规则编制成文本或数字代码的过程。没有数据编码,计算机就无法处理信息。
2.要清楚二进制、十进制和十六制数的表示方法以及相互转换的计算方法。
【例1】 下列关于计算机信息编码的描述,正确的是( )
A.字符“0”的ASCII码值是0
B.每个汉字的输入码都是唯一的
C.数据的压缩是一个编码过程
D.16色位图的每个像素必须用16位二进制数进行编码
解析 本题考查信息编码相关知识。字符“0”的ASCII码值是48,而不是0。不同输入法对应不同的输入码,但在计算机中存储的内码是唯一的。数据的压缩本质上是对二进制数数据进行重新编码的过程,所以C正确。16色位图的每个像素可用4位二进制数进行编码。
C
【变式1】 关于信息编码,下列描述正确的是( )
A.GB2312汉字编码属于机内码
B.扫描条形码是信息的编码过程
C.可以使用十六进制数对信息进行编码
D.使用4位二进制数可以实现对某班40个学号进行编码
解析 本题主要考查信息编码。A项GB2312是交换码,ASCII是机内码;B项扫描条形码是信息的解码过程;D项n个位能表示的信息数是2n,4位二进制只能表示16种不一样的编码。
B
【例2】 下列十六进制数中,转换为二进制数后含有奇数个“1”的是( )
A.F082 B.EA30 C.A906 D.F311
解析 本题考查进制转换相关知识。A选项F082转换为二进制位1111000010000010。B选项EA30转换为二进制位1110101000110000。C选项A906转换为二进制位1010100100000110。C选项F311转换为二进制位1111001100010001。
C
【变式2】 将十六进制数56转换成8位二进制数,再将该8位二进制数从左向右按两位一组依次分为4组,每组中的两位相互交换,得到新的8位二进制数,则新的8位二进制数对应的十六进制数是( )
A.D0 B.34 C.A9 D.65
解析 本题考查进制转换。56H=01010110B每组中的两位相互交换后10101001B=A9H。
D
【变式3】 十进制正整数n 转换为二进制数,该二进制数末位是“0”。下列说法正确的是( )
A.无法确定n 是奇数还是偶数
B.若该二进制数的位数是4,则n 的最大值是15
C.n 与n+1 分别转换为二进制数,这两个二进制数的位数可能不同
D.该二进制数末位的“0”去掉后,再转换为十进制数,所得的值是n/2
解析 根据位权展开得知,二进制末位是“0”代表偶数,二进制末位是“1”代表奇数,所以确定该数为偶数。若该二进制数的位数是4,最大值为1110B,所以n 的最大值是14。n 与n+1,一个是偶数,一个是奇数,分别转换为二进制数,位数相同,区别在于末位0 和1。通过位权展开原理可知该二进制数末位的“0”去掉后,再转换为十进制数,所得的值是n/2。
考点二 字符内码
为了在计算机内部能够区分是汉字编码还是ASCII码,把ASCII码的最高位设置为0,把汉字的区位码转换为国标码,再转换成二进制数,并把每个字节的最高位设置为1,相当于把区号和位号分别加了160,再转换成二进制数。下表表示两种编码的内码的区别。
编码 表示的信息 字节数 最高位
ASCII码 英文字符内码 1字节 0,形如0×××××××
区位码 汉字内码 2字节 1,形如1×××××××1×××××××
C
【例3】 使用UltraEdit软件查看字符内码,部分界面如下图所示。
图中内码所对应的字符是( )
A.bdoaMLNV B.填充颜色
C.背景back D.技术abcd
解析 从内码来看,前面两个为汉字,后面4个为英文字符。答案D中4个字符是连续的,而图中62 61 63 6B符合back的规律。
D
【例4】 使用UltraEdit软件观察字符“A—Z a—z 0—9”的内码,部分界面如图所示。
下列说法正确的是( )
A.字符“F”、“d”、“6”的内码值由小变大
B.字符“a”与“A”内码值之差的十进制表示为20
C.字符“2”内码值的二进制表示为“00000010”
D.图中所有字符内码值的十进制表示均小于128
解析 从图中可以看到,0-9的数字字符内码最小,大写字母的内码其次,小写字母的内码最大。字符“a”与“A”内码值之差为61H-41H=20H=32D。字符2的内码应为32H即0011 0010。图中每个内码的最高位均小于8,转换为二进制数的最高位为0,不可能大于127。
D
【变式4】 (2021·1月浙江选考)英文字符在计算机中有全角和半角之分。全角英文字符的内码由两个字节组成,第一个字节的值是A3H,第二个字节的值是其对应的半角内码值加上80H得到的。例如,半角字符“A”的内码值是41H,则全角字符“A”的内码值是A3C1H。用UltraEdit软件查看字符内码,部分界面如图所示。
下列说法错误的是( )
A.全角字符“U”的内码值是A3D5H B.全角字符“Q”的内码值是A3D1H
C.半角字符“P”的内码值是50H D.全角字符“a”的内码值是A3F1H
解析 考查了内码查看。“a”是半角字符,内码是“61H”,选项D错误。
1.下列关于计算机信息编码的描述,正确的是( )
A.8位二进制数的最大值是128D
B.汉字和英文字符在计算机内部编码是采用十六进制形式
C.数据具有冗余,所以可以被压缩,压缩是编码的过程
D.16色位图的每个像素必须用16位二进制数进行编码
解析 本题考查计算机信息编码。数据具有冗余,所以可以被压缩,压缩是编码的过程,解压过程是解码。最大的8位二进制数是11111111,转化为十进制数为255D。16色位图的每个像素用4位二进制数进行编码。
C
2.下列有关信息编码描述,不正确的是( )
A.ASCII码由128个代码组成,码值范围为1-128
B.输入码有音码、形码、音形码、形音码等多种类型
C.数字化声音的质量主要取决于采样频率和量化位数
D.256级灰度图像中每个像素的颜色用1个字节进行编码
解析 ASCII码值的范围是0-127。
A
3.下列关于数制的说法,正确的是( )
A.二进制数1110001转换为16进制数是E1
B.二进制数1110中的末位数码0对应权值是21
C.若二进制数末位为0,则该数对应的十六进制数末位不一定是0
D.若二进制数1101去掉末位数码1,则新数110是原数1101的1/2
解析 每4位二进制数转1位十六进制数,因此二进制数1110001转换为16进制数是71。4位二进制数,最后一位为0,可能为110,100,010和000,因此转换为十六进制数,不一定为0,二进制数向十进制数转换的方法为从低位开始,按权相加,最低为2的0次方,二进制数1110中的末位数码0对应权值是20。去除最后一位0,是原来的1/2。
C
4.用24位二进制数来表示RGB的颜色,将其每位二进制数取反(0改为1,1改为0),即变为另一种颜色,这种操作称为颜色反相。若某RGB颜色值用十六进制表示为123456H,则其反相后的颜色值用十六进制表示为( )
A.654321H B.987654H
C.EDCBA9H D.FEDCBAH
解析 本题考查二进制与十六进制的转换,每个十六进制位对应4位二进制位,十六进制数123456H第1位的1对应二进制的0001,反相后二进制为1110,转换为十六进制为E,只有C第一位为E,已可判定答案为C。其他位转换方法相同。
C
5.八位二进制数1■■■■■■0的首位是1,末位是0,其余数字模糊不清,把该二进制数转成十进制整数n,下列说法正确的是( )
A.n可能是奇数
B.n可能小于128
C.n用十六进制表示的最大值是7F
D.该二进制数最右边补一个0后转成十进制数是 2*n
解析 本题主要考查进制转化相关知识。首位是 1,末位是 0的八位二进制数一定是偶数。n取最小值时为10000000,转为十进制数是128。n可取的最大值为11111110,转化为十六进制后为FEH。
D
6.用RGB模式表示颜色时,每个颜色分量用两位十六进制数表示,不足两位,前面补0。如RGB(255,1,255)可以转换为#FF01FF,则RGB(255,64,12)可以转换为( )
A.FFC840 B.FF40C C.FF4004 D.FF400C
解析 本题主要考查进制转换中十进制转换为十六进制的知识。十进制转十六进制采用除16倒取余数的方法,255D=FFH,64D=40H,12D=CH,又每个颜色分量用两位十六进制数表示,故结果为FF400C。
D
7.将0~9的十进制数用4位二进制编码(不足4位的左边补0,例如2转换成0010),多个数字从左至右每位分别转换成对应编码,然后依次连接。则十进制数519转换后的编码是( )
A.1000000111 B.011000001101
C.10100011001 D.010100011001
解析 本题考查进制的转换变式。十进制用4为二进制数编码,5编码后为0101,1编码后为0001,9编码后为1001,因此519转换后的编码为010100011001。
D
8.下列对于数制及数制转换说法正确的是( )
A.数678一定是十进制数
B.最大4位二进制数转换为十进制数是16
C.某十六进制数右边第2位上的位权是161
D.将某十六进数末位的“0”去掉后,再转换为十进制数,所得的值是原来的1/10
解析 数678可能是大于8的任何进制,最大4位二进制数是15D,十六进制数增加或减少一个数,相差16倍。
C
9.某十进制偶数x,范围为100-254,将其转化为二进制数y,以下说法不正确的是( )
A.x/2的运算结果转为二进制一定比y少1位
B.二进制数y的最低位一定是0
C.十进制数x+1转化为二进制数不超过8位
D.十进制数x mod 16与二进制数y的左侧4位的值相等
解析 选项A,二进制进位规则为“逢二进一”,十进制数x整除2的运算结果转为二进制一定比其二进制少1位。选项B,x为偶数,偶数的二进制最低位一定为0。选项C,x的最大取值为254,转换成二进制为111110,x+1转换成进制数不会超过8位。选项D,十进制数x mod 16得到的值转换成二进制为二进制数的y的右侧4位。
D
10.下列关于数制的说法,不正确的是( )
A.8位二进制数能表示的最大十进制数为255
B.若二进制数末尾是“0”则该数转换的十进制数是偶数
C.若十六进制数末尾是“0”,则该数转换的十进制数是末尾也是“0”
D.某3位的十六进制数,转换为二进制数后,有效位数不超过12位
解析 本题主要考查进制的理解与转换。C项十六进制的末尾是0,转成十进制后的尾数还要需加上十六进制中除尾数外的其他数乘于其权值后的个位数。
C