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王麦齐先森の博客

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2019-2020-1学期20192401《网络空间安全专业导论》第一周学习总结

2019-2020-1学期20192401《网络空间安全专业导论》第一周学习总结

此次于空间安全导论的第二三章的学习中,我了解了二进制数值与计数系统和数据表示法.
其中关于二进制中的有关问题,我有以下几项收获:
一、二进制数值与计数系统
1.在2.1中数字与计算章节中,我了解到自然数以及在各种计数系统中如何表示他们,得知了所有计数系统之间的关系。在2.2的位置计数法中我了解关于数字中的实体问题,关于如何正确解答一个数字的实体问题,取决于技术系统中的基数(若基数为2,则其有两个数字为0和1。)

总结而言,所用的数字即为由0开始数到基数减一的可用数字。
数字是用位置计数法编写的,最右边的数值乘以技术的零次幂,以此类推。

2.在介绍二进制,八进制,十六进制中,由于8,16都为二的倍数,所以在各种进制的转换中有技巧,在二进制转换为八进制中,即可用从左到右数3位数字直接可以转化为八进制中的数字,十六进制也是如此(即从左到右数四位,因为16为2的四次方)。
3.在其他进制的转换中,普遍使用由各位进制转换为十进制,再由10进制转为其他进制。转换的方法为短除法余数倒数排列法。其他进制的转换详见P40.
二、数据表示法
1.数据与计算机:
①我们区别了数据和信息的含义,总而言之,信息可以为进行加工后的数据。此外,我们还引入了多媒体,数据压缩,带宽的概念,由于第一接触带宽这一概念,我再次将他展示于此:在固定时间内从一个地点传输到另一个地点的最大位数或字节数。
②关于压缩率的概念是压缩后的数据大小除以原始的数据大小的值,而无损压缩是不会丢失的数据压缩技术,反而言之引出了有损压缩
2.模拟数据与数字数据
①模拟数据是一种连续表示方法模拟他表示的真实信息;数字数据是一种离散表示法,把信息分割成了独立的元素。

数字化(digitize):把信息分割成离散的片段。

②如果电信号只用二进制传输数据,不仅费用降低,而且易于维护。
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在沿线下降时,所有电信号都会降级。另一方面,数字信号只在两个极端中跳跃,被称为脉冲编码调制(PCM)。数字信号在丢失之前可以降级相当多,因为大于某个阈值的电平值都被看做高电平,小于这个阈值的电平值都被看为低电平。数字信号会被周期性的重新计时,以为恢复到他原来的位置只要在信号降级太多之前重新计时,就不会丢失信息。

3.二进制表示法:
①一般来说,N位二进制数字可以表示2^n种0和1的组合多加一位便会多加一倍。
4.负数表示法:
①十进制补码:Negative(I)=10^k-I
②二进制补码:Negative(I)=2^k-I其中最左边的位置1表示负数,0表示正数。

有一个更简单的方法来计算二进制补码:将每一位取反再加一。

③数字溢出:给结果预留的位数存不下计算出的值的状况。
5.实数表示法
①在计算中我们把非整数的值成为实值。根据实数在计算机中的用途,把它定义为可能具有小数部分的值。也就是说,实数具有小数部分和整数部分。在二进制中我们采用与十进制相同的法则只是基数为2。由于处理的不是十进制数,所以用radix point来表示小数点,任何计数系统中都可以使用这个术语

二进制的实值可以用以下公式定义:符号×尾数×2^exp

浮点表示法(floating point)标明以上元素的实数表示法。

②将十进制中的小数转换为其他进制的方法:用新基数乘它。
先将小数点右侧的整数部分进行转化,再将右侧的小数部分乘以基数,进位保留至最后一位并将剩余小数继续乘以基数,如此重复直到为0.

6.ASCII字符集与Unicode字符集:
①ASCII字符集是Unicode字符集的子集
7.文本压缩:
现有三种类型
①关键字编码(keyword encoding):用单个字符代替常用的单词。
②行程长度编码(run-length encoding):把一系列重复字符替换为他们重复出现的次数。

因为我们用一个字符记录重复的次数,所以看起来不能对重复次数大于9的序列编码。但是,在某些字符中,一个字符是由多个位进行表示的。例如,字符5在ASCII中表示为53,这是一个八位的二进制字符串00110101。因此,我们将字符解释为一个二进制数,而不是解释为一个ASCII数字。这样一来,能够编码的重复字符的重复次数可以是0到255的任何数,甚至是4到259的任何数,因为长度位2或3的序列不会被编码。

③赫夫曼编码(Huffman encoding)::用变长的二进制串表示字符,使常用的字符具有较短的编码。
8.音频数据表示法:
①用离散的数值表示表示声波的电信号,以震动鼓膜的方式来进行输入和传输。

由于模拟信号随电压连续变化。要数字化这种信号,需要周期性的测量信号的电压,并记录合适的数值,这个过程称为采样
一般来说,采样率在每秒40000次左右就足够创建合理的声音复制品。

②唱片机的播放是由唱针的上下伸缩来模拟表示声音的信号的电压变化。激光唱片是由光盘表面极小的凹槽通过激光的反射强度来进行电信号的输入。
9.MP3音频格式:
在过去的几年中,出现了多种流行的音频数据格式,包括WAV,AU,AIFF,VQF和MP3等,尽管都是由模拟信号采样得到的电压值,但是他们格式化信息的细节的方式不同,采用的压缩技术也不相同。目前由MP3占据统治地位,源于他较高的压缩率。MP3格式使用有损和无损压缩两种压缩方法,首先,他将分析频率打开,检验后舍弃那些人类听不到的信息,再用赫夫曼编码来进一步压缩得到的位流。
10.图像与图形表示法
图像和图形的压缩方式有相同之处。
①颜色表示法:基本颜色颜色由红绿蓝三种颜色混合而成,而我们则用RGB值来表示颜色。由于真彩色的所给出的颜色有部分无法被人眼识别,所以在显示屏中显示时,会先将颜色放入调色板寻找与其相近的颜色后显示出来。
②数字化与图形:照片是图像的模拟表示,数字化一幅图像是把他表示为一个独立的点集,这些点称为像素,代表图像的元素,每个像素由一种颜色构成,表示衣服图像的像素个数成为分辨率

逐个像素存储图像信息的方法称为光栅图形格式

位图文GIF件是最直接的图形表示之一,可用学过的行程长度编码来进行压缩此文件。
③GIF(图形转换格式)格式将颜色的数量控制在256种颜色,但是不同的GIF可以是不同颜色的色集构成,这种技术称之为索引颜色,如果需要可以采用更少位数的色深度。GIF文件最适合用于存储颜色较少的图形和图像,因此,他是存放线条格式的首选。有一种GIF格式版本还可以存储一系列在浏览器这样的程序中连续显示的图像来定义动画。
JPEG格式利用了人眼特性,它保存了短距离内色调的平均值。它被看做存储照片颜色图像的首选格式。
PNG图像的压缩效果通常比GIF的效果好,但是它并不支持动画,也并不如GIF广受欢迎。
11.图形的矢量表示法:
矢量图形是另一种表示图像的方法。它利用的是线段和几何图形描述图像,矢量图形是一系列描述线段的方向,线宽和颜色的命令。现在最流行的格式是Flash,SVG正在开发,是用文本表示的。
12.视频表示法:
①视频编码译器:表示压缩器和解压缩器,指的是用于缩减电影大小的方法,几乎所有的视频编码译器都采用有损压缩,以最小化与视频相关的数据量,因此。压缩的目标不是舍弃影响观众视觉的信息。
它采用的压缩方法为时间压缩和空间压缩。
时间压缩根据连续帧之间的差距压缩电影的技术,关键帧会得以完整的保留,其他的连续的图像都会保留改变的部分,对于基本没有活动的视频,时间压缩是一个有效的压缩方式。
空间压缩将删除一个帧的冗余信息,压缩时把颜色颜色相同的部分放在一个色块当中,存储的不是每个像素的信息,而是块的颜色和坐标。

如今流行的视频编码译器有:Sorenson,Cinepak,MPEG和Real Video。

相关问题:
1.因为我们用一个字符记录重复的次数,所以看起来不能对重复次数大于9的序列编码。但是,在某些字符中,一个字符是由多个位进行表示的。例如,字符5在ASCII中表示为53,这是一个八位的二进制字符串00110101。因此,我们将字符解释为一个二进制数,而不是解释为一个ASCII数字。这样一来,能够编码的重复字符的重复次数可以是0到255的任何数,甚至是4到259的任何数,因为长度位2或3的序列不会被编码。对于这句话,将一个字符解释为一个二进制数字,不还是一个对应的数字吗?对应不应该还是一个值吗?怎么转化就可以表示255个了?是一个字符可以定义为多个二进制数吗?
2.什么是位流?
3.几乎所有的视频编码译器都采用有损压缩,以最小化与视频相关的数据量,因此。压缩的目标不是舍弃影响观众视觉的信息。意思是不是压缩的目标就是尽可能地让数据量变小?这其中包没包含处理一些影响观众的信息?这个处理是不是要比处理影响观众的信息的任务要复杂的多?

posted @ 2019-10-09 23:20 王麦齐20192401 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏