電腦通識（一）

目錄

電腦通識

資訊編碼

進位轉換

進位轉換在很多地方都能用到，從高中的數學到現在的實際開發中，實際開發中的多媒體數據採集、分割、壓縮、編解轉碼、傳輸、糾錯、合併等工作都與它息息相關。

進位定義

  • 二進位：是指在數學和數字電路中以 2 為基數的記數系統，二進位只有 0 和 1 兩個數 字元號，其運算規律是逢 2 進 1，例如 101101。為了與其他進位區別，二進位數的後綴都 用大寫字母 B，例如 101101B；
  • 八進位：一種以 8 為基數的計數法，採用 0，1，2，3，4，5，6，7 這八個數字元號， 其運算規律是逢 8 進 1，例如 77。為了與其他進位區別，八進位數的後綴都用大寫字母 O （不是數字 0），例如 77O；
  • 十進位：一種以 10 為基數的計數法，採用 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9 這十個 數字元號，其運算規律是逢 10 進 1，例如 88。為了與其他進位區別，十進位數的後綴都 用大寫字母 D，例如 88D；
  • 十六進位：一種以 16 為基數的計數法，採用 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A， B，C，D，E，F 這十六個數字和字母符號，其運算規律是逢 16 進 1，例如 9527。為了 與其他進位區別，十六進位數的後綴都用大寫字母 H，例如 9527H；

進位間轉換

二進位轉其他進位

  • 二進位轉十進位：採用位置計數法，其位權是以 2 為底的冪，順序從右到左，從 0 開 始計數。例如二進位數 1011B = 1 * 23 + 0 * 22 + 1 * 21 + 1 * 20 = 11D

  • 二進位轉八進位：採用三合一，即從二進位的小數點為分界點，向左（或向右）每三 位對應八進位的一位，不足三位的前面補 0，例如：10110011B = (0)10 110 011 = 263O；

  • 二進位轉十六進位：採用四合一法，即從二進位的小數點為分界點，向左（或向右）每 四位對應十六進位的一位，不足四位的前面補 0，例如：10110011B = 1011 0011 = B3H；

十進位轉其他進位

十進位轉二進位：整數採用「除 2 倒取余」，小數採用「乘 2 取整」；

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十進位轉八進位十六進位和二進位一樣；

資訊單位

單位分類

  • 存儲單位：存儲在電腦硬碟或記憶體中的資訊容量標準，最小計量單位是「位」（bit， 比特），一個比特位表示一個二進位的 0 或 1 在電腦中所佔用的存儲空間；
  • 傳輸單位：在電腦網路中稱為頻寬，寬頻傳輸速率的單位為 bps，bps 是 bit per second 的縮寫，表示每秒鐘傳輸多少比特位資訊（很多人都會把這裡的 bit 誤以為是 Byte， 也就是錯把位當成位元組），例如：頻寬的單位是 10Mb/s，這裡其實指的是每秒傳輸 10 兆 位，而不是 10 兆位元組數據，因此將位數需要除以 8 換算成位元組數，也就是每秒傳輸 1.25 兆位元組，即 10Mbit/s = 1.25MByte/s（重點）

換算公式

1 位元組（Byte）= 8 位（bit）

1KB（Kilo Byte，千位元組）= 1024B（Byte）

1MB（Mega Byte，兆位元組）= 1024KB

1GB（Giga Byte，吉位元組）= 1024MB

1TB（

Tera Byte，太位元組）= 1024GB

1PB（Peta Byte，拍位元組）= 1024TB

1EB（Exa Byte，艾位元組）= 1024PB

1ZB（Zeta Byte，澤位元組）= 1024EB

1YB（Yotta Byte，堯位元組）= 1024ZB

1BB（Bronto Byte，珀位元組）= 1024YB

1NB（Nona Byte，諾位元組）= 1024BB

1DB（Dogga Byte，刀位元組）= 1024NB

奇偶校驗

根據傳輸的二進位數據和奇偶校驗位中「1」的個數進行校驗。如果連同校驗位中「1」 的個數是奇數，就是奇校驗；反之，就是偶校驗

多媒體基礎參數

所謂多媒體（Multimedia）指的是多種媒體的綜合，一般包括影像、聲音和影片等形 式或者它們的組合。可以通過基礎參數來衡量多媒體文件品質的好壞；

參數定義

  • 比特率：音影片、影像都可以採用這個指標，它指的是規定時間內傳輸的比特數，單位 是 bps（bit per second），比特率越高，數據傳輸的速度就越快，流媒體的播放品質就越 好（音影片越清晰），所需頻寬也越大，比特率有時候也和碼率混為一談，但碼率的單位一 般是 kbps（千位每秒）；
  • 影片碼率：是指一個影片流在單位時間內傳輸的數據量，也叫碼流率。碼率越大，說明 單位時間內取樣率越大，這樣表現出來的的效果就是：影片畫面更清晰畫質更高；
  • 音頻碼率：和影片碼率類似，是指一個音頻流在單位時間內傳輸的數據量；
  • 取樣率：專用於音頻多媒體，也稱為取樣速度或者取樣頻率，它定義了每秒從連續訊號 中提取並組成離散訊號的取樣個數，單位為赫茲（Hz）。取樣率的意義在於將模擬訊號轉 換成數字訊號時，單位時間內取樣多少個數據點，常用的取樣率為 44.1KHz，表示 1 秒鐘 內的取樣數據點是 44100 個；
  • 取樣位深：也被稱為取樣精度，單位為 Bit，常見的位深有 16Bit 和 24Bit，它其實就 是每個取樣樣本中資訊的比特數；

計算公式

  • 影片碼率計算公式（kbps，千比特每秒） = 文件大小（Kilo Byte，千位元組）× 8 / 秒 數（注意：這裡的文件大小單位是 千位元組 而非 千比特 ，所以需要將文件大小乘以 8，因 為 1 Byte = 8 Bit）
  • 音頻碼率計算公式（KBPS，千位每秒） = 取樣率 × 取樣位深 × 通道數

數據結構常識

數據結構是電腦存儲、組織數據的方式。數據結構是指相互之間存在一種或多種特定關係的數據元素的集合。數據結構反映數據的內部構成，即數據由那部分構成

常見數據結構

數組（Array）：它是將具有相同類型的若干數據組織在一起的集合，這是一種最基本 而且也是一種最經常使用的數據結構；

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棧（Stack）：一種特殊的線性表，只能在一個表的固定端進行數據節點的插入和刪除 操作，棧正是一種按照後進先出（LIFO）的原則來存儲數據的數據結構；

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隊列（Queue）：和棧類似，但不同的是，它是在一端執行入隊操作，而在另一端進行出隊操作 ；

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鏈表（Linked List）：它和數組一樣，也是一組數據的集合，但和數組不一樣的是， 它並不是一組連續的數據集合，而是通過指針連接在一起的；

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樹（Tree）：這是一種典型的非線性結構，之所以叫做「樹」，是因為它的結構看起 來就像一顆倒過來的樹，它只有一個根結點，但可以有多個後繼節點；

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堆（Heap）：它是一種特殊的樹型結構，它的特點是根結點的值是所有節點中最大或 者最小的，而且根結點的子節點也是一個堆結構；

最小堆

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最大堆

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圖（Graph）：這也是一種非線性數據結構，在圖結構中，數據節點稱為頂點，頂點之間的連線稱為邊；

有向圖

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無向圖

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散列表（Hash）：這種數據結構來源於散列函數，它的思想是如果存在 x，那麼就必 然有一個唯一的存儲位置 f(x)可以找到 x，這樣通過數學函數就直接計算出 x 的存儲位置而 不用在進行比較、查找以後才知道;

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演算法常識

演算法（Algorithm）是對方案的一種描述，對於電腦來說，它是一系列解決問題的計 算步驟。演算法的意義在於，在各種不同的解決方法之中，找到那個效率最高的；

常見演算法

  • 二分查找：又叫折半查找，它要求列表必須是有序的。它的原理是每次都把待比較元素 A 和列表中間的元素 B 進行比較，如果 A 小於 B，那麼 A 再和位於 B 前半部分的元素進行 比較，並且再次選擇中間元素進行比較，直到比較完所有元素為止；
  • 冒泡排序：它重複地走訪過要排序的數列，一次比較兩個元素，如果它們的順序錯誤就 把它們交換過來。走訪數列的工作是重複地進行直到沒有再需要交換，也就是說該數列已經 排序完成。這個演算法的名字由來是因為越小（大）的元素會經由交換慢慢「浮」到數列的頂 端

👉[演算法動態演示](Brute Force - Bubble Sort (algorithm-visualizer.org))

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