计算机通识（一）

目录

• 计算机通识
  • 信息编码
    • 进制转换
      • 进制定义
      • 进制间转换
        • 二进制转其他进制
        • 十进制转其他进制
  • 信息单位
    • 单位分类
    • 换算公式
  • 奇偶校验
  • 多媒体基础参数
    • 参数定义
    • 计算公式
  • 数据结构常识
    • 常见数据结构
  • 算法常识
    • 常见算法

计算机通识

信息编码

进制转换

进制转换在很多地方都能用到，从高中的数学到现在的实际开发中，实际开发中的多媒体数据采集、分割、压缩、编解转码、传输、纠错、合并等工作都与它息息相关。

进制定义

• 二进制：是指在数学和数字电路中以 2 为基数的记数系统，二进制只有 0 和 1 两个数 字符号，其运算规律是逢 2 进 1，例如 101101。为了与其他进制区别，二进制数的后缀都 用大写字母 B，例如 101101B；
• 八进制：一种以 8 为基数的计数法，采用 0，1，2，3，4，5，6，7 这八个数字符号， 其运算规律是逢 8 进 1，例如 77。为了与其他进制区别，八进制数的后缀都用大写字母 O （不是数字 0），例如 77O；
• 十进制：一种以 10 为基数的计数法，采用 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9 这十个 数字符号，其运算规律是逢 10 进 1，例如 88。为了与其他进制区别，十进制数的后缀都 用大写字母 D，例如 88D；
• 十六进制：一种以 16 为基数的计数法，采用 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A， B，C，D，E，F 这十六个数字和字母符号，其运算规律是逢 16 进 1，例如 9527。为了 与其他进制区别，十六进制数的后缀都用大写字母 H，例如 9527H；

进制间转换

二进制转其他进制

• 二进制转十进制：采用位置计数法，其位权是以 2 为底的幂，顺序从右到左，从 0 开 始计数。例如二进制数 1011B = 1 * 23 + 0 * 22 + 1 * 21 + 1 * 20 = 11D

• 二进制转八进制：采用三合一，即从二进制的小数点为分界点，向左（或向右）每三 位对应八进制的一位，不足三位的前面补 0，例如：10110011B = (0)10 110 011 = 263O；

• 二进制转十六进制：采用四合一法，即从二进制的小数点为分界点，向左（或向右）每 四位对应十六进制的一位，不足四位的前面补 0，例如：10110011B = 1011 0011 = B3H；

十进制转其他进制

十进制转二进制：整数采用“除 2 倒取余”，小数采用“乘 2 取整”；

十进制转八进制十六进制和二进制一样；

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信息单位

单位分类

• 存储单位：存储在计算机硬盘或内存中的信息容量标准，最小计量单位是“位”（bit， 比特），一个比特位表示一个二进制的 0 或 1 在计算机中所占用的存储空间；
• 传输单位：在计算机网络中称为带宽，宽带传输速率的单位为 bps，bps 是 bit per second 的缩写，表示每秒钟传输多少比特位信息（很多人都会把这里的 bit 误以为是 Byte， 也就是错把位当成字节），例如：带宽的单位是 10Mb/s，这里其实指的是每秒传输 10 兆 位，而不是 10 兆字节数据，因此将位数需要除以 8 换算成字节数，也就是每秒传输 1.25 兆字节，即 10Mbit/s = 1.25MByte/s（重点）

换算公式

1 字节（Byte）= 8 位（bit）

1KB（Kilo Byte，千字节）= 1024B（Byte）

1MB（Mega Byte，兆字节）= 1024KB

1GB（Giga Byte，吉字节）= 1024MB

1TB（

Tera Byte，太字节）= 1024GB

1PB（Peta Byte，拍字节）= 1024TB

1EB（Exa Byte，艾字节）= 1024PB

1ZB（Zeta Byte，泽字节）= 1024EB

1YB（Yotta Byte，尧字节）= 1024ZB

1BB（Bronto Byte，珀字节）= 1024YB

1NB（Nona Byte，诺字节）= 1024BB

1DB（Dogga Byte，刀字节）= 1024NB

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奇偶校验

根据传输的二进制数据和奇偶校验位中“1”的个数进行校验。如果连同校验位中“1” 的个数是奇数，就是奇校验；反之，就是偶校验

多媒体基础参数

所谓多媒体（Multimedia）指的是多种媒体的综合，一般包括图像、声音和视频等形 式或者它们的组合。可以通过基础参数来衡量多媒体文件质量的好坏；

参数定义

• 比特率：音视频、图像都可以采用这个指标，它指的是规定时间内传输的比特数，单位 是 bps（bit per second），比特率越高，数据传输的速度就越快，流媒体的播放质量就越 好（音视频越清晰），所需带宽也越大，比特率有时候也和码率混为一谈，但码率的单位一 般是 kbps（千位每秒）；
• 视频码率：是指一个视频流在单位时间内传输的数据量，也叫码流率。码率越大，说明 单位时间内采样率越大，这样表现出来的的效果就是：视频画面更清晰画质更高；
• 音频码率：和视频码率类似，是指一个音频流在单位时间内传输的数据量；
• 采样率：专用于音频多媒体，也称为采样速度或者采样频率，它定义了每秒从连续信号 中提取并组成离散信号的采样个数，单位为赫兹（Hz）。采样率的意义在于将模拟信号转 换成数字信号时，单位时间内采样多少个数据点，常用的采样率为 44.1KHz，表示 1 秒钟 内的采样数据点是 44100 个；
• 采样位深：也被称为采样精度，单位为 Bit，常见的位深有 16Bit 和 24Bit，它其实就 是每个采样样本中信息的比特数；

计算公式

• 视频码率计算公式（kbps，千比特每秒） = 文件大小（Kilo Byte，千字节）× 8 / 秒 数（注意：这里的文件大小单位是 千字节 而非 千比特 ，所以需要将文件大小乘以 8，因 为 1 Byte = 8 Bit）
• 音频码率计算公式（KBPS，千位每秒） = 采样率 × 采样位深 × 通道数

数据结构常识

数据结构是计算机存储、组织数据的方式。数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。数据结构反映数据的内部构成，即数据由那部分构成

常见数据结构

数组（Array）：它是将具有相同类型的若干数据组织在一起的集合，这是一种最基本 而且也是一种最经常使用的数据结构；

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栈（Stack）：一种特殊的线性表，只能在一个表的固定端进行数据节点的插入和删除 操作，栈正是一种按照后进先出（LIFO）的原则来存储数据的数据结构；

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队列（Queue）：和栈类似，但不同的是，它是在一端执行入队操作，而在另一端进行出队操作 ；

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链表（Linked List）：它和数组一样，也是一组数据的集合，但和数组不一样的是， 它并不是一组连续的数据集合，而是通过指针连接在一起的；

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树（Tree）：这是一种典型的非线性结构，之所以叫做“树”，是因为它的结构看起 来就像一颗倒过来的树，它只有一个根结点，但可以有多个后继节点；

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堆（Heap）：它是一种特殊的树型结构，它的特点是根结点的值是所有节点中最大或 者最小的，而且根结点的子节点也是一个堆结构；

最小堆

最大堆

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图（Graph）：这也是一种非线性数据结构，在图结构中，数据节点称为顶点，顶点之间的连线称为边；

有向图

无向图

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散列表（Hash）：这种数据结构来源于散列函数，它的思想是如果存在 x，那么就必 然有一个唯一的存储位置 f(x)可以找到 x，这样通过数学函数就直接计算出 x 的存储位置而 不用在进行比较、查找以后才知道;

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算法常识

算法（Algorithm）是对方案的一种描述，对于计算机来说，它是一系列解决问题的计 算步骤。算法的意义在于，在各种不同的解决方法之中，找到那个效率最高的；

常见算法

• 二分查找：又叫折半查找，它要求列表必须是有序的。它的原理是每次都把待比较元素 A 和列表中间的元素 B 进行比较，如果 A 小于 B，那么 A 再和位于 B 前半部分的元素进行 比较，并且再次选择中间元素进行比较，直到比较完所有元素为止；
• 冒泡排序：它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果它们的顺序错误就 把它们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经 排序完成。这个算法的名字由来是因为越小（大）的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶 端

??[算法动态演示](Brute Force - Bubble Sort (algorithm-visualizer.org))