数据表示
文字、声音和图像的表示
ASCII 和 Unicode 等字符集,声音如何被采样,以及像素和颜色深度如何组成一幅图像。
示例使用 2026–2028 考纲中的剑桥伪代码。
文字与字符集
键盘上的每个字符都被分配一个数字,这个数字以二进制存储。字符及其编号的列表叫作字符集。
ASCII 使用 7 位,共 128 个字符:英文字母、数字、标点和控制码。扩展 ASCII 使用 8 位,共 256 个字符。
Unicode 每个字符最多使用 4 个字节,所以能表示一百多万个字符:所有文字系统、数学符号和表情符号。代价是每个字符可能比 ASCII 占用更多存储空间。
| 字符 | 十进制编码 | 二进制 |
|---|---|---|
| A | 65 | 01000001 |
| B | 66 | 01000010 |
| a | 97 | 01100001 |
| 0 | 48 | 00110000 |
| 空格 | 32 | 00100000 |
声音
声音是一条连续的模拟波。为了存储它,计算机每隔固定时间测量一次波的高度(振幅)。每次测量就是一个采样。
采样率是每秒采样的次数,单位是赫兹(Hz)。CD 音质使用 44,100 Hz。采样分辨率(位深)是存储每个采样所用的位数,它决定了能记录多少种不同的高度。
拖动滑块。采样少或位数少时,实线只是真实波形的粗糙阶梯版。把两者都调高,它就会紧贴曲线,但文件需要更多的位。
图像
位图图像是由叫作像素的小点组成的网格。每个像素的颜色都以一个二进制数存储。
分辨率是像素的数量,写作宽 × 高。颜色深度是每个像素的位数。1 位能表示 2 种颜色,8 位能表示 256 种,24 位约 1670 万种。
在下面画一画。颜色深度为 1 时,黑色是 1,白色是 0。切换颜色深度,看看即使像素数量不变,文件大小也会增长。
质量与大小的取舍
无论哪种情况,位数越多,质量越好,文件也越大:
| 提高 | 对质量的影响 | 对文件大小的影响 |
|---|---|---|
| 采样率 | 更接近原始声音 | 变大 |
| 采样分辨率 | 振幅更准确,动态范围更宽 | 变大 |
| 图像分辨率 | 细节更多,不那么像素化 | 变大 |
| 颜色深度 | 颜色更多,过渡更平滑 | 变大 |
自我检测
'C' 的 ASCII 码是 67。'E' 的编码是多少?查看答案
69。编码按字母顺序排列。
公司为什么可能选择 Unicode 而不是 ASCII?查看答案
Unicode 能表示所有语言的字符和表情符号,所以任何国家的文字都能存储。
4 位颜色深度能显示多少种颜色?查看答案
2⁴ = 16 种颜色。
描述降低录音采样率的一个影响。查看答案
文件变小,但采样变少,声音不那么准确,可能丢失高频。
编写这些课程时使用的参考资料
我们在编写本课程时参考了这些官方文件,用以确定考纲结构和课程要求。
Cambridge International · 2210 · 2026–2028 年考试