① 存储器存储容量怎么算
存储器的存储容量的基本单位是字节（Byte）。但由于目前存储器的容量都很大，因此常用KB、MB、GB以及TB作为存储容量的单位。
换算：
1B（byte，字节）= 8 bit；
1KB（Kilobyte，千字节）=1024B= 2^10 B；
1MB（Megabyte，兆字节，百万字节，简称“兆”）=1024KB= 2^20 B；
1GB（Gigabyte，吉字节，十亿字节，又称“千兆”）=1024MB= 2^30 B；
1TB（Terabyte，万亿字节，太字节）=1024GB= 2^40 B；
1PB（Petabyte，千万亿字节，拍字节）=1024TB= 2^50 B；
1EB（Exabyte，百亿亿字节，艾字节）=1024PB= 2^60 B；
1ZB（Zettabyte，十万亿亿字节，泽字节）=1024EB= 2^70 B。
(1)人类创造的数据需要多少存储器扩展阅读
Megabyte(MB)=1024KB相当于一则短篇小说的文字内容。
Gigabyte(GB)=1024MB相当于贝多芬第五乐章交响曲的乐谱内容。
Terabyte(TB)=1024GB相当于一家大型医院中所有的X光图片资讯量。
Petabyte(PB)=1024TB相当于50%的全美学术研究图书馆藏书资讯内容。
Exabyte (EB)=1024PB；5EB相当于至今全世界人类所讲过的话语。
Zettabyte(ZB)=1024EB如同全世界海滩上的沙子数量总和。
Yottabyte(YB)=1024ZB相当于7000位人类体内的微细胞总和。
② 大数据、高性能环境对存储的需求
大数据、高性能环境对存储的需求
一直以来，高性能计算的主要目的就是提高运算速度，来解决大规模科学计算和海量数据的处理问题。高性能计算每秒万亿次级的强大计算能力，使其成为石油、生物勘探、气象预测、生命科学研究等领域的重要技术选择。但是随着数据量以及数据价值的不断增长，金融、电信、互联网等领域对高性能计算的需求不断加大。随着技术的发展，高性能计算系统的处理能力越来越强，任务的计算时间越来越短，对业务的价值不断提高。但是，要想实现快速的任务计算处理，高性能计算系统的存储能力是关键。因为在计算开始，要从存储系统中读取数据；计算结束时，要向存储系统中写入计算后的结果。如果这之间的读取和写入速度不匹配，不仅会拖延高性能项目的完成周期，低延迟还会严重影响高性能创造价值的能力。通常，高性能计算要求存储系统能够满足性能、可扩展性要求，保护投资回报：吞吐量达到几个甚至几十个GB/s，容量能扩展至PB级；透明的访问和数据共享；集中式的智能化管理，高性价比；可按需独立扩展容量和性能等。中桥分析师在深圳华大基因研究院实地测试了EMC Isilon 产品在其HPC 环境下的运行情况，并记录下其结果。
背景
高性能计算（High Performance Computing—HPC ）指通常使用很多处理器（作为单个机器的一部分）或者某一集群组织中几台计算机（作为单个计算资源操作）的计算系统和环境。长期以来，高性能计算应用的主要领域是科学与工程计算，诸如高能物理、核爆炸模拟、气象预报、石油勘探、地震预报、地球模拟、药品研制、CAD 设计中的仿真与建模、流体力学的计算等。如今，像金融证券、政府信息化、电信行业、教育、企业、网络游戏等领域对HPC的需求也在迅猛增长。
高性能计算的应用
高性能计算有着广泛的行业应用基础，下面列举几个行业对高性能计算的应用需求：
1. 航空航天行业
在航空航天行业，随着中国航空航天事业的快速发展，尤其是载人航天技术的巨大成功，我国科技人员对空气动力学的数值模拟研究提出了越来越多的需求，常规的计算能力远远无法满足复杂的大型飞行器设计所带来的巨大需求。在航空航天企业的设计过程中，研究人员往往需要把飞机表面分成几百万甚至几千万个离散型的网格点，然后通过高性能计算平台求解方程，得出每个网格点的温度、速度、摩擦力等各种参数，并模拟出连续型的曲线，进而为飞机设计提供宝贵的参考资料。对这类计算来说，网格点分割得越细密，计算结果的精确度也就越好。但是这些大规模设计计算问题不但单个作业计算量庞大，且需不断调整、重复计算，因此高性能在航天航空行业中占据着举足轻重的地位。
2. 能源行业
石油能源作为国家战略资源，对于国家经济、安全、军事等各方面都具有非常重要的战略意义。石油勘探承担着寻找储油构造、确定井位的重要任务。目前的主流做法就是人为的制造相应规模的地震（视勘探地区面积与深度不同），同时在相应的地层遍布若干震波收集点。由于不同材料的地质环境对地震波的影响是有规可循的，所以借助这一点，通过相关的算法，即可以通过对地震波的传递演算来“计算出”地质结构，从而找出我们所需要的能源位置。这种计算量无疑是异常庞大的，由于地震波法勘探收集的数据通常都以TB计，近年来海洋油气勘探所采集的数据甚至开始向PB规模发展。为此，只有借助高性能计算，才能在最短的时间内处理这些海量数据。
3. 生命科学
在现代生命科学领域，以数据为驱动力的改变正引发着巨大的变革。海量生物数据的分析将会增强疾病的实时监控能力和对潜在流行病做出反应的能力，但海量数据的挖掘、处理、存储却面临着前所未有的挑战。特别是随着新一代测序技术的迅猛发展，基因组学研究产生的海量数据正以每12- 18个月10倍的速度增长，已远超越着名的摩尔定律，这使得众多生物企业和科研机构面临强大的数据分析和存储需求。
在国内，生物基因行业的发展势头也不可小觑。2011年1 月30日，国家发改委已批复同意深圳依托华大基因研究院组建国家基因库，这是中国首次建立国家级基因库，首期投资为1500万元。深圳国家基因库是一个服务于国家战略需求的国家级公益性创新科研及产业基础设施建设项目，是目前我国唯一一个获批筹建的国家级基因库，是全球仅次美国、日本和欧洲三个国家级基因库之后的世界第四个国家级基因库。现在，该国家基因库已经收集了100万GB的生物数据，包含基因组、转录组、蛋白质组、代谢组及表型的数据，同时也积累了约四十万份生物样本。预计该基因库最终将达到10亿GB级别的数据容量。深圳国家基因库和国际上已有的基因库相比，它的特点是既有“湿库”也有“干库”：前者把千万种实体的动植物、微生物和人类组织细胞等资源和样本纳入网络；后者汇集巨量的核酸、基因表达、蛋白、表型等多类数据信息，成为“大数据”生物学时代研究生物生长发育、疾病、衰老、死亡以及向产业化推广的利器。
4. 金融行业
金融说到底就是数据。在金融市场中，拥有速度就意味着更高的生产力和更多的市场份额。金融计算模型相当复杂，数据收集越多，计算结果越精确。金融分析师都迫切地需要一个能模拟复杂现实环境，并进行精确处理的金融计算程序，以便对每个投资产品及时地评估投资收益，衡量投资风险，以期获得更好的投资回报。也正因此，高性能计算已经越来越多地应用到全球资本市场，以期在最短时间内实现对市场的动态响应与转换。
5. 气象预报
世纪二十年代初，天气预报方程已基本建立。但只有在计算机出现以后，数值天气预报才成为可能。而在使用并行计算机系统之前，由于受处理能力的限制，只能做到24小时天气预报。高性能计算是解决数值预报中大规模科学计算必要手段。采用高性能计算技术，可以从提高分辨率来提高预报精度。
6. 游戏动漫和影视产业
随着3D、4D电影的兴起和高清动漫趋热，由高性能计算（HPC ）集群构成的“渲染农场”已经成为三维动画、影视特效公司不可或缺的生产工具。动漫渲染基于一套完整的程序进行计算，从而通过模型、光线、材质、阴影等元素的组合设定，将动漫设计转化为具体图像。以《玩具总动员》为例，如果仅使用单台工作站（单一处理器）进行动画渲染，这部长达77分钟的影片的渲染时间将会是43年，而采用集群渲染系统，只需约80天。
③ 大家谁知道人脑的存储量相当于多大的硬盘
大脑掌控着人的所有硬件。但是有些硬件能够实现复杂的功能，比如人类的语言。通过对声音的控制，人能够快速沟通。这取决于大脑中的驱动程序。其实人类可能有诸多的潜能，与其说还没有开发，不如说没安装驱动程序。驱动程序从哪里来，有可能需要通过后天的学习，在不断的推理过程中对这些硬件进行编程；也有可能需要通过基因的重组和变异才能够得到。也许人类以后通过皮肤都能够感知空气的震动从而“听到声音”。大脑由约140亿个细胞构成，重约1400克，大脑皮层厚度约为2-3毫米，总面积约为2200平方厘米，据估计脑细胞每天要死亡约10万个，一个人的脑储存信息的容量相当于1万个藏书为1000万册的图书馆，以前的观点是最善于用脑的人，一生中也仅使用掉脑能力的10%，但现代科学证明这中观点是错误的，人类对自己的大脑使用率是100%，大脑中并没有闲置的细胞。
④ 人的大脑大约相当于多大内存
人的大脑大约只占人体重量的2%，但是却呼吸人体25%的氧气，它的容量比较巨大，大约相当于100t的内存容量，容量还是比较巨大的，但是人的大脑潜力只开发了百分之零点零几吧
⑤ 由存储芯片构成存储器时,怎样确定需要多少芯片
确定芯片数量的方法：
芯片数量≥存储器容量/存储芯片容量。比如构成32K存储器模块，需要4K×8芯片的数量是：
n≥(32K*8)/(4K*8)=8片，所以选择8片即可。
存储器是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。其概念很广，有很多层次，在数字系统中，只要能保存二进制数据的都可以是存储器；在集成电路中，一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器，如RAM、FIFO等；在系统中，具有实物形式的存储设备也叫存储器，如内存条、TF卡等。
⑥ 人类到目前为止的历史存进电脑后内存总共多少
人类到目前为止的历史存进电脑后内存总共多少？
根据你所描述的问题的内容的具体的情况来看。人类到目前为止的历史存进电脑和内存总共多少？这个纯净电脑后的内存总共多少的看你存储的。内容的信息是多少是详细的内容还是说？大概的内容，如果大概的内容的话，那是非常非常的少的，根本就占不了什么内存，就算是个人的。一个很小的内存卡都可以储存下来的。如果你描述的非常非常的详细的话，把所有的事情发生的事情知道的事情通通的描述。心情内存储存的话，那么现有的内存都不够纯。因此呀，你说所说的历史存进电脑后应该是指。嗯，世界历史又是一个历史的概念的。情况加一部分的详细的历史情况。那么这样的情，历史的纯净，电脑也没有。呃，多少的内存基本上就是说把目前人类书籍。而历史书籍的内容存进电脑，那是绝对存的下的。嗯，也就是几个cp而已，或者说几个。即而已。其实你要存进电脑里面应该是有选择的呃进行存储的。所以你所表明的这个人类到目前为止的历史，曾经电脑和绿的是多少呢？必须。框定这个历史的范围才能够确定啊曾经电脑后到底需要多少内存？但是如果说把所有的内存知道的人，历史的详细情况存进去的话呃，理论上也是能够沉得下的，因为即便是目前是呃的内存存不下，那也没有关系呀。人类的目前可以继续的制造内存条可以继续的储存呐。你最大量的增加内存的储存量的，所以说呃任何的律师都能存的进去的。目前，所发生的。历史的情况都能存进去的。
⑦ 很多人都去买256GB这么大的存储，真的需要256GB吗
很多人都去买256GB这么大的存储，真的需要256GB吗？
说实话，个人并不觉得一般用户需要这么大储存，因此也不建议所有人都去买这么大的存储，可以肯定地说，256GB的存储对于绝大多数人属于资源浪费。当然，如果你觉得钱包太鼓，那随意自然也没啥毛病。
我们真的需要256GB？
关于存储这个问题，我曾仔细观察过身边很多朋友的使用习惯，看到绝大部分人的选择是128GB和256GB，选择128GB的人几乎一致认为够用。反而是那些买了256GB版本的人觉得有点后悔多花了钱，我说的这种情况都是一些普通用户的真实感受。
再来看一下不同存储空间的机器价格，比如P40Pro我买的时候好像128版本和256版本的价格相差是五六百。苹果12的128版本和256版本价格相差是八九百，用这个价差完全可以买到一个性能不错的固态硬盘（还可选择移动型），然后把我们重要的资料存在固态硬盘中不是更香吗。
除了存的东西多点，更大的存储并不会给我们其他体验带来多大提升。综合来讲，个人并不建议所有人把256GB版本作为第一选择考虑。以上观点是在考虑性价比的背景下得出的，如果您是土豪，请忽略不计！
⑧ 人的大脑有多少存储空间
第一，大脑大约有一万亿个脑细胞。 第二，一万亿脑细胞中间有一千亿的脑细胞具有记忆和存储功能。 这一千亿细胞中的每一个细胞的信息存储量相当于一个40G硬盘容量的奔腾Ⅳ计算机，如果你了解计算机你就明白，这是一个天文数字。一个40G硬盘的奔腾Ⅳ计算机，如果你想把他的空间全部存满，每分钟敲200字，连续不停的敲，需要敲200年！而你的大脑中有一千亿个这样的计算机！ 这个数字，据很多科学家讲，这个东西是没办法计算的，量太大了！ 大脑的记忆是透过全析的方式进行记忆的,每个细胞只记忆某一信息,大脑会进行分类。我看过大约20本关于脑科学方面的着述。脑科学是现在生理学上最前沿的部分。它告诉我们，大脑是人身上唯一一个可以终生发育成长的器官。大约你在18岁时基本完成，大脑的细胞不会再增多了，在人25岁时各个器官停止发育，基本按照成熟的人来行为了。身上唯一的器官，大脑细胞透过学习、思考，他进行网络连接，一个细胞大约可以和15万个细胞发生联系，如果你学过大学的高等数学，你可以知道1千亿个的细胞，1万个亿的细胞中的每一个再有15万种可能性来进行网络联系，这个数字几乎是无法说明它有多庞大的。实际上，我们只要思考，学习用脑，大脑细胞就会产生新的网络联系。大脑是英特网的一个缩影，或者说地球现在目前使用的英特网是一个人使用大脑的一个外化。一个人的大脑比作地球的话，它表面的新皮质的联系就是构成目前地球上的英特网，英特网每天都在增长，实际上大脑的每个细胞相当于一台计算机,然后再和其它细胞相连。大脑细胞不再成长,但是网络是可以终生成长的! 如果了解脑科学前沿，你会感叹人脑太不可思议了！那些大科学家发出惊叹：宇宙间再也没有比人脑更大的秘密！现在，假如按人的启蒙程度的话，我们人类对大脑的了解还停留在小学生那样的粗浅程度。我们所有影响大脑的方法都是间接的方法，还没有找到直接影响大脑的通路。大脑太奇妙了！从这个意义上讲，大脑的存储量是无限的。所以，原来英国科学家的估计都是保守的了，一个普通人的大脑1/3的空间相当于将200间足球场那么大的房间全部装满书籍的空间！这是九十年代英国科学家的测算，现在的研究认为，人脑的存储量要比这多得多。 第三，大脑的创造力是无限的。 创造是一种能力，这种能力是需要训练的。现在，很多朋友会开车，我们想一下不会开车的朋友们，你们有没有能力把开车学会？只要经过训练，任何人都有开车的能力！如果我来训练大家，一周的时间百分之百可以上路，没有问题！人脑的创造力和驾驶技能一样是一种能力。如果我们今天能够了解大脑的运作模式，这个创造力是大脑的一种特殊运算程序。经过训练，任何人都可以有创造力，任何人都可以创造自己想要的东西！实际上，对于大脑如果不懂它的运算程序，就像一个计算机没有操作系统，根本不知道如何启动。这是普通人的生活状态。所以，我们说人脑的创造性是无限的。 大脑的理解力。什么叫理解呢？把一个事物跟你已知的事物联系起来，找出这个事物之所以是这样的原因叫理解。那么，这句话暗含着只要你的背景知识足够大，你就可以理解任何的事情。说对一个事物不能理解，是什么意思？是说你的背景知识还不够。在这个意义上，知识是可以随时学的，只要你的知识量足够了，你就可以理解所有的事情了。这里要说到人智力的三个基本方面：记忆力、创造力、理解力。在这三个方面，我们任何一个人，几乎是无限的。所以说，人的潜能是无限的，主要是指大脑的潜能是无限的。那么，我们想告诉大家，一个人终生使用大脑，开发程度都不会超过10%。曾有人认为爱因思坦的大脑开发程度没有超过25%，现代脑科学研究认为，他绝对没有达到那么多。 如果我们了解了大脑，并且学习使用，其实每个人都能做出很大的成就。
求采纳
⑨ 人的大脑工作原理是什么储存容量相当于多大的电脑硬盘
据估算，人脑的数据存储极限约为3.5PB。（互联网的数据量约为1EB）
但是很明显，人脑的运算速度更快，效率更高。
据估算，人脑每秒可以执行2.2E15次浮点计算，是iPad2运算速度的1亿倍。
它的耗能很小哦，全功率运转只需40W。
数据来自Mark Fischetti为《SCIENTIFIC AMERICAN》专栏
大脑的信息传输和处理:
脑电波
现代科学研究已经知道，人脑工作时会产生自己的脑电波，可用电子扫描仪检测出，至少有四个重要的波段。经过研究证实大脑在至少有四个不同的脑电波。
一、“α”（阿尔法）脑电波，其频率为8-12Hz（赫兹）。
当人的大脑处于完全放松的精神状态（空的状态）下，或是在心神专注的时候出现的脑电波。在“放松活跃”状态时，我们能更快更有效地吸收信息。那是我们通常作某种沉思或倾听令人放松的音乐所取得的状态。当代一些流行的“快速学习”技巧，就是基于“巴洛克”音乐背景下的训练方法，就是许多巴洛克音乐作品的速度（即每分钟60-70拍），与大脑处于“放松性警觉”状态下“波长”是相似的。如果在那种音乐的伴奏下有人将信息读给你听，这信息就“飘进了你的潜意识”。
但是，对音乐的学习作用也不能走极端，其实道理十分简单。你在学习中使用音乐就会发现，如果你同时想收到四个音乐台，那这时的收音机是不可能发出任何有意义的音乐来的，或是杂乱无章怪音。人的大脑在学习中也是如此。你必须要清理你的脑电波——即只把它调到一个电台上。
这就是为什么每一个成功的学习课程总是轻轻松松地开始。有效清理你的思想，使你的潜意识能接收条理清晰和有价值的信息，并将它们存储进大脑中正确的“仓库”之中。在“放松性警觉（Relaxed Alertness）”状态时。
二、“β”（贝塔）脑电波，其频率为14—100Hz。
这种脑电波反映的是人类在一种通常的、日常的清醒状态下的脑电波情况。它是一般清醒状态下大脑的搏动状况，在这种状态下，人就会出现逻辑思维、分析以及有意识的活动。当你睁着双眼，目光盯着这个世界的一切事物，或者你在执行专门任务，比如解决问题和谈话。你头脑警觉、注意力集中、行动有效，但可能还有点情绪波动或焦虑不安，这就是典型的β脑波状态的人有时的反映，说出现烦恼、气愤、恐惧、恼火、紧张以及兴奋状态。
有的神经科学家进一步将脑波分成不同等级。有12－16Hz；还有高波(16－32Hz）；K复合波（33－35Hz）；以及超高级β波(35－150Hz）。K复合波仅仅呈短期、迸发式出现，在此情况下人可能会找到高创造力与洞察力的焦点。出现超高级β波时，你会有种超脱体外的感觉。
三、“θ”（西塔）脑电波，其频率4-8Hz。
这个阶段的脑电波为人的睡眠的初期阶段。即当你开始感觉睡意朦胧时——介于全醒与全睡之间的过渡区域——你的脑电波就变成以4～8Hz的速度运动。
四、δ”（德尔塔）脑电波，其频率为0.5-4Hz。
它为人的深度睡眠阶段的脑电波。当你完全进入深睡时，你的大脑就以0.5～4HZ运动，即δ波。你的呼吸深入、心跳慢、血压和体温下降。
你可能会问：以上这四种电波对学习和记忆有什么影响呢？美国快速学习先驱泰丽&S226；怀勒&S226;韦伯指出：β波——很快的脑电波——“对我们度过白天很有好处，但抑制了我们进入大脑更深层面。在α、θ波类型中可以进入更深的层面，这两种脑电波以放松、注意力集中和舒适等主观感受为特征，即在α、θ波状态下，非凡的记忆力、高度专注和不同寻常的创造力都可以取得。”你在快速阅读训练中怎样才能够取得对人的学习记忆最好的α、θ波状态，正是精英特在训练中要帮助你解决的重要题。
神经元
人脑约有1000亿个神经元，神经元之间约有上万亿的突触连接，形成了迷宫般的网络连接。每个神经元包含有数百万的蛋白质，执行不同的功能。确切地说，是各种蛋白质之间的相互作用形成了复杂的脑网络，而人们对这些蛋白质间相互作用的研究还处于起步阶段。[1]
⑩ 高分请教！存储器方面
第二章 企业信息的储存和处理
信息时代的核心无疑是信息技术，而信息技术的核心则在于信息的处理与存储。
2.1 数据表示
2.1.1 信息、数字和字符的表示
1．信息表示
存储数据的逻辑部件有两种状态，即高电位和低电位,分别与"1"和"0"相对应。在计算机中，如果一种电位状态表示一个信息单元，那么一位二进制数可以表示两个信息单元。若使用2位二进制数，则可以表示4个信息单元；使用3位二进制数，可以表示8个信息单元。二进制数的位数和可以表示的信息单元之间存在着幂次数的关系。也就是说，当用n位二进制数时，可表示的不同信息单元个数为2 个。
反之，如果有18个信息单元需要表示，那么应该用几位二进制数呢？若用4位二进制数，可表示的信息单元为16个；若用5位二进制数，可表示的信息为32个单元。所以要表示18个信息单元的数据，至少需要用5位二进制数。
计算机在存储数据时，常常把8位二进制数看作一个存储单元，或称为一个字节。用2 来计算存储容量，把 （即1024）个存储单元称为1K字节；把 K（即1024 K）个存储单元称为1M字节；把 M（即1024M）个存储单元称为1G字节。
2．数字表示
通过二进制格式来存储十进制数字，也即存储数值型数据。表示一个数值型数据，需要解决三个问题。
首先，要确定数的长度。在数学中，数的长度一般指它用十进制表示时的位数，例如258为3位数、124578为6位数等。在计算机中，数的长度按二进制位数来计算。但由于计算机的存储容量常以字节为计量单位，所以数据长度也常按字节计算。需要指出的是，在数学中数的长度参差不一，有多少位就写多少位。在计算机中，如果数据的长度也随数而异，长短不齐，无论存储或处理都很不便。所以在同一计算机中，数据的长度常常是统一的，不足的部分用"0" 填充。
其次，数有正负之分。在计算机中，总是用最高位的二进制数表示数的符号，并约定以"0"代表正数，以"1"代表负数，称为数符；其余仍表示数值。通常，把在机器内存放的正负号数码化的数称为机器数，把机器外部由正负号表示的数称为真值数。若一个数占8位，真值数为(-0101100)B,其机器数为10101100，存放在机器中的见图2.1.1
图2.1.1 存放在机器中的数
机器数表示的范围受到字长和数据的类型的限制。字长和数据类型确定了，机器数能表示的范围也定了。例如，若表示一个整数，字长为8位，最大值01111111，最高位为符号位，因此此数的最大值为127。若数值超出127，就要"溢出"。
再者是小数点的表示。在计算机中表示数值型数据，小数点的位置总是隐含的，以便节省存储空间。隐含的小数点位置可以是固定的，也可以是可变的。前者称为定点数，后者称为浮点数。
1) 定点数表示方法：
定点整数，即小数点位置约定在最低数值位的后面，用于表示整数。
整数分为带符号和不带符号的两类。对于为带符号的整数，符号位放在最高位。整数表示的数是精确的，但数的范围是有限的。根据存放的字长，它们可以用8、16、32位等表示，各自表示数的范围见表2.1.1。
表2.1.1 不同位数和数的表示范围
二进制位数 无符号整数的表示范围 有符号整数的表示范围
8
16
32
如果把有符号整数的长度扩充为4字节，则整数表示范围可从±32767扩大到±2147483647≈0.21×1010，即21亿多。但每个数占用的存储空间也增加了一倍。
定点小数，即小数点位置约定在最高数值位的前面，用于表示小于1的纯小数。
如用定点数表示十进制纯小数－0.6876，则为－0.101100000000011…。数字-0.6876的二进制数为无限小数，故存储时只能截取前15位，第16位开始略去。
若2个字节长度用来表示定点小数，则最低位的权值为2－15（在10－4 ~10－5之间），即至多准确到小数点后的第4至第5位（按十进制计算）。这样的范围和精度，即使在一般应用中也难以满足需要。为了表示较大或较小的数，用浮点数表示。
2）浮点数表示方法：
在科学计算中，为了能表示特大或特小的数，采用"浮点数"或称"科学表示法"表示实数，"浮点数"由两部分组成，即尾数和阶码。例如， ，则0.23456为尾数，5是阶码。
在浮点表示方法中，小数点的位置是浮动的，阶码可取不同的数值。为了便于计算机中小数点的表示，规定将浮点数写成规格化的形式，即尾数的绝对值大于等于0.1并且小于1，从而唯一规定了小数点的位置。尾数的长度将影响数的精度，其符号将决定数的符号。浮点数的阶码相当于数学中的指数，其大小将决定数的表示范围。
同样，任意二进制规格化浮点数的表示形式为：
其中 是尾数，前面的" "表示数符； 是阶码，前面的" "表示阶符。它在计算机内的存储形式如图2.1.2所示。
阶符 阶码 数符 尾数
图2.1.2 浮点数的存储格式
例如，设尾数为8位，阶码为6位；则二进制数 ，浮点数的存放形式见图2.1.3。
图2.1.3 的存放
3）原码、反码和补码表示法
"原码"编码方式
以上介绍的定点和浮点表示，都是用数据的第一位表示数的符号，用其后的各位表示数（包括尾数与阶码）的绝对值。这种方法简明易懂，但因运算器既要能作加法，又要能作减法，操作数中既有正数，又有负数，所以原码运算时常伴随许多判断。例如两数相加，若符号不同，实际要做减法；两数相减，若符号相异，实际要做加法，等等。其结果是，增加运算器的复杂性，并增加运算的时间。
"补码"和"反码"编码方式
怎样处理负数？由此提出了"补码"、"反码"等编码方法.补码运算的主要优点，是通过对负数的适当处理，把减法转化为加法。不论求和求差，也不论操作数为正为负，运算时一律只做加法，从而大大简化加减运算。补码运算通常通过反码运算实现。所以对算术运算的完整讨论不仅应包括数值，还应该包括码制（原、反、补码等）。
3．字符表示：
字符编码是指用一系列的二进制数来表示非数值型数据（如字符、标点符号等）的方法，简称为编码。表示26个英文字母，用5个二进制位已足够表示26个字符了。但是，每个英文字母有大小写之分，还有大量的标点符号和其他一些特殊符号（如$、#、@、&、+等）。把所有的符号计算在一起，总共有95个不同的字符需要表示。使用最广泛的三种编码方式是ASCII、ANSI和EBCDIC码，第四种编码方式Unicode码正在发展中。
1） ASCII（American Standard Code for Information Interchange,美国信息交换标准码）是使用最广的。使用ASCII码编码的文件称为ASCII文件。标准的ASCII编码使用7个二进制数来表示128个符号，包括英文大小写字母、标点符号、数字和特殊控制符。
2） ANSI（American National Institute,美国国家标准协会）编码使用8位二进制数来表示每个字符。8个二进制数能表示256个信息单元，因此，该编码可以对256个字符、符号等进行编码。ANSI开始的128个字符的编码和ASCII定义的一样，只是在最高位上加个0。例如，在ASCII编码中，字符"A"表示为1000001，而在ANSI编码中，则用01000001表示。除了表示ASCII编码中的128个字符外，ANSI编码还有128个符号可以表示，如版权符、英镑符、外国语言字符等。
3）EBCDIC（Extended Binary-Coded Decimal Interchange Code,扩展二、十进制交换码）是IBM公司为它的大型机开发的8位字符编码。值得注意的是，在EBCDIC编码开始的128个字符中，EBCDIC的编码和ASCII或ANSI的编码并不相同。
总的来说，标准的ASCII编码定义的128个字符，对于表示数字、字符、标点符号和特殊字符来说是足够了。ANSI编码表示了所有的ASCII编码所表示的128个字符，并且还表示了欧洲语言中的字符。EBCDIC编码表示了标准的字符和控制代码。但是，没有一种编码方案支持可选的字符集，也不支持非字母组合起来的语言，如汉语、日语等。
4）Unicode编码是一组16位编码，可以表示超过65000个不同的信息单元。从原理上讲，Unicode可以表示现在正在使用的、或者已经不再使用的任何语言中的字符。对于国际商业和通信来说，这种编码方式是非常有用的，因为在一个文件中可能需要包含有汉语、日语、英语等不同的语种。并且，Unicode编码还适用于软件的本地化，即可以针对特定的国家修改软件。另外，使用Unicode编码，软件开发人员可以修改屏幕的提示、菜单和错误信息提示等，来适用于不同国家的语言文字。
2.1.2图像数据和视频数据的表示
两种非常不同的图形编码方式，即位图编码和矢量编码方式。两种编码方式的不同，影响到图像的质量、存储图像的空间大小、图像传送的时间和修改图像的难易程度。视频是图像数据的一种，由若干有联系的图像数据连续播放而形成。人们一般讲的视频信号为电视信号，是模拟量；而计算机视频信号则是数字量。
1．位图图像：
位图图像是以屏幕上的像素点位置来存储图像的。 最简单的位图图像是单色图像。单色图像只有黑白两种颜色，如果某像素点上对应的图像单元为黑色，则在计算机中用0来表示；如果对应的是白色，则在计算机中用1来表示。
对于单色图像，用来表示满屏图像的图像单元数正好与屏幕的像素数相等。如果水平分辨率为640，垂直分辨率为480，将屏幕的水平分辨率与垂直分辨率相乘： 640×480=307200，则屏幕的像素数为307200个，因为单色图像使用一位二进制数来表示一个像素，所以存储一幅满屏的位图图像的字节数也就能计算出来： 307200÷8=38400，因此分辨率为640×480的满屏单色图像需要38400个字节来存储，这个存储空间不算大。但是单色图像看起来不太真实，很少使用。
灰度图像要比单色图像看起来更真实些。灰度图像用灰色按比例显示图像，使用的灰度级越多，图像看起来越真实。 通常计算机用256级灰度来显示图像。在256级灰度图像中，每个像素可以是白色、黑色或灰度中256级中的任何一个，也就是说，每个像素有256种信息表示的可能性。所以在灰度图像中，存储一个像素的图像需要256个信息单元，即需要一个字节的存储空间。因此，一幅分辨率为640×480、满屏的灰度图像需要307200个字节的存储空间。
计算机可以使用16、256或1,670万种颜色来显示彩色图像，用户将会得到更为真实的图像。
16色的图像中，每个像素可以有16种颜色。那么为了表示16个不同的信息单元，每个像素需要4位二进制数来存储信息。因此，一幅满屏的16色位图图像需要的存储容量为153600个字节。
256色的位图图像，每个像素可以有256种颜色。为了表示256个不同的信息单元，每个像素需要8位二进制数来存储信息，即一个字节。因此，一幅满屏的256色位图图像需要的存储容量为307200个字节，是16色的两倍，与256级灰度图像相同。
1,670万色的位图图像称为24位图像或真彩色图像。其每个像素可以有1.670万种颜色。为了表示这1,670万种不同的信息单元，每个像素需要24位二进制数来存储信息，即3个字节。显然，一幅满屏的真彩色图像需要的存储容量更大。
包含图像的文件都很大，需要很大容量的存储器来存储，并且传输和下载的时间也很长。例如，从因特网上下载一幅分辨率为640×480的256色图像至少需要1分钟；一幅16色的图像需要一半的时间；而一幅真彩色图像则会需要更多的时间。
有两种技术可以用来减少图像的存储空间和传输时间，即数据压缩技术和图像抖动技术。数据压缩技术随后介绍，而图像抖动技术主要是采用减少图像中的颜色数来减小文件存储容量的。抖动技术是根据人眼对颜色和阴影的分辨率，通过由两个或多个颜色组成的模式产生附加的颜色和阴影来实现。例如，256色图像上的一片琥珀色区域，可以通过抖动技术转换为16色图像上的黄红色小点模式。在因特网的Web页面上，抖动技术是用来减少图像存储容量的常用技术。
位图图像常用来表现现实图像，其适合于表现比较细致、层次和色彩比较丰富、包含大量细节的图像。例如扫描的图像，摄像机、数字照相机拍摄的图像，戓帧捕捉设备获得的数字化帧画面。经常使用的位图图像文件扩展名有：.bmp、.pcx、.tif、.jpg和.gif等。
由像素矩阵组成的位图图像可以修改戓编辑单个像素，即可以使用位图软件（也称照片编辑软件戓绘画软件）来修改位图文件。可用来修改戓编辑位图图像的软件如：Microsoft Paint、 PC Paintbrush、Adobe Photoshop、Micrografx Picture Publisher等，这些软件能够将图片的局部区域放大，而后进行修改。
2．矢量图像
矢量图像是由一组存储在计算机中，描述点、线、面等大小形状及其位置、维数的指令组成，而不是真正的图像。它是通过读取这些指令并将其转换为屏幕上所显示的形状和颜色的方式来显示图像的，矢量图像看起来没有位图图像真实。用来生成矢量图像的软件通常称为绘图软件，如常用的有：Micrographx Designer和CorelDRAW。
矢量图像的优缺点
优点：
存储空间比位图图像小。矢量图像的存储空间依赖于图像的复杂性，每条指令都需要存储空间，所以图像中的线条、图形、填充模式越多，需要的存储空间越大。但总的来说，由于矢量图像存储的是指令，要比位图图像文件小得多。
矢量图像可以分别控制处理图中的各个部分，即把图像的一部分当作一个单独的对象，单独加以拉伸、缩小、变形、移动和删除，而整体图像不失真。不同的物体还可以在屏幕上重叠并保持各自的特性，必要时仍可分开。所以，矢量图像主要用于线性图画、工程制图及美术字等。经常使用的矢量图像文件扩展名有：.wmf、.dxf、.mgx和.cgm等。
缺点：
处理起来比较复杂，用矢量图格式表示一复杂图形需花费程序员和计算机的大量时间，比较费时，所以通常先用矢量图形创建复杂的图，再将其转换为位图图像来进行处理。
位图图像和矢量图像的比较：
显示位图图像要比显示矢量图像快，但位图图像所要求的存储空间大，因为它要指明屏幕上每一个像素的信息。总之，矢量图像的关键技术是图形的制作和再现，而位图图像的关键技术则是图像的扫描、编辑、无失真压缩、快速解压和色彩一致性再现等。
3．数字视频：
视频信息实际上是由许多幅单个画面所构成的。电影、电视通过快速播放每帧画面，再加上人眼的视觉滞留效应便产生了连续运动的效果。视频信号的数字化是指在一定时间内以一定的速度对单帧视频信号进行捕获、处理以生成数字信息的过程。
与模拟视频相比，数字视频的优点为：
1）数字视频可以无失真地进行无限次拷贝，而模拟视频信息每转录一次，就会有一次误差积累，产生信息失真。
2）可以用许多新方法对数字视频进行创造性的编辑，如字幕、电视特技等。
3）使用数字视频可以用较少的时间和费用创作出用于培训教育的交互节目， 可以真正实现将视频融进计算机系统中以及可以实现用计算机播放电影节目等。
数字视频的缺点为：
因为数字视频是由一系列的帧组成，每个帧是一幅静止的图像，并且图像也使用位图文件形式表示。通常，视频每秒钟需要显示30帧，所以数字视频需要巨大的存储容量。
例如：一幅全屏的、分辨率为640×480的256色图像需要有307200字节的存储容量。那么一秒钟数字视频需要的存储空间是30乘上这个数，即9216000个字节，约为9兆。两小时的电影需要66 355 200 000个字节，超过66G字节。这样大概只有使用超级计算机才能播放。所以在存储和传输数字视频过程中必须使用压缩编码。
2.1.3 声音数据的表示
计算机可以记录、存储和播放声音。在计算机中声音可分成数字音频文件和MIDI文件。
1．数字音频
复杂的声波由许许多多具有不同振幅和频率的正弦波组成，这些连续的模拟量不能由计算机直接处理，必须将其数字化才能被计算机存储和处理
计算机获取声音信息的过程就是声音信号的数字化处理过程。经过数字化处理之后的数字声音信息能够像文字和图像信息一样被计算机存储和处理。模拟声音信号转化为数字音频信号的大致过程：
用数字方式记录声音，首先需对声波进行采样。声波采样前后波形如图2.1.4所示（其中横轴表示时间，纵轴表示振幅）：
图2.1.4 声波采样前后波形
采样频率指的是在采样声音的过程中，每秒钟对声音测量的次数。采样频率以Hz为单位。如果提高采样频率，单位时间内所得到的振幅值就多，也即采样频率越高，对原声音曲线的模拟就越精确。然后再把足够多的振幅值以同样的采样频率转换为电压值去驱动扬声器，则可听到和原波形一样的声音。这种技术称为脉冲编码调制技术（PCM）。
声音文件
存储在计算机上的声音文件的扩展名为：.wav，.mod，.au和.voc。要记录和播放声音文件，需要使用声音软件，声音软件通常都要使用声卡。
2．MIDI文件
乐器数字接口--MIDI（Musical Instrument Digital Interface），是电子乐器与计算机之间的连接界面和信息交流方式。MIDI格式的文件扩展名为.mid，通常把MIDI格式的文件简称为"MIDI文件"。
MIDI是数字音乐国际标准。数字式电子乐器的出现，为计算机处理音乐创造了极为有利的条件。MIDI声音与数字化波形声音完全不同，它不是对声波进行采样、量化和编码。它实际上是一串时序命令，用于纪录电子乐器键盘弹奏的信息，包括键、力度、时值长短等。这些信息称之为MIDI消息，是乐谱的一种数字式描述。当需要播放时，只需从相应的MIDI文件中读出MIDI消息，生成所需要的乐器声音波形，经放大后由扬声器输出。
MIDI文件的存储容量较数字音频文件小得多。如3分钟的MIDI音乐仅仅需要10KB的存储空间，而3分钟的数字音频信号音乐需要15MB的存储容量。
2.2 数据压缩
对数据重新进行编码，以减少所需要的存储空间。数据压缩必须是可逆的，也即压缩过的数据必须可以恢复成原状，其逆过程称为解压缩。
当数据压缩后，文件的大小变小了，可以用压缩比来衡量压缩的数量。例如，压缩比为20：1，表明压缩后的文件大小是原文件的1/20。压缩编码方法有无损压缩法（冗余压缩法）和有损压缩法。后者允许有一定程度的失真，可用于对图像、声音、数字视频等数据的压缩。其中用这种方法压缩数据时，数字视频图像的压缩比可达到100:1~200:1。
数据压缩可以由特殊的计算机硬件实现或完全由软件来实现，也可以软、硬件相结合的方法来实现 。常用的压缩软件由Winzip等。
2.2.1文本文件压缩
自适应式替换压缩技术
扫描整个文本并且寻找两个或多个字节组成的模式。一旦发现一个新的模式，会用文件中其他地方没有用过的字节来代替这个模式，并在字典中加入一个入口。例如：有这样一段文本
"the rain in Spain stays mainly on the plain, but the rain in Maine falls again and again"
其中："the" 是一种模式，在文中出现3次，若用"#"来替换，可以压缩6个字节；"ain"出现8次，若用"@"来替换，可以压缩16个字节；"in" 出现2次，若用"$"来替换，可以压缩2个字节等。可见，文件越长，包含重复信息的可能越大，压缩比也越大。
扫描整个文档，并寻找重复的单词。当一个单词出现的次数多于一次时，那么从第二次及以后出现的该单词都会用一个数字来替换。这个数字称为原单词的指针。例如：上例中的文本可以压缩为："the rain in Spain stays mainly on #1 plain, but #1 #2 #3 Maine falls again and #16"可见，只压缩了6个字节，文件越大，单词重复的频率越高，因而压缩效果也越好。
2.2.2图象数据压缩
游程编码是针对于图形文件的压缩技术，它是一种寻找字节模式并用一个可以描述这个模式的消息进行替代的压缩技术。
例如：假设图像中有一个191个像素的白色区域，并且每个像素用一个字节来表示。经过游程编码压缩后，这串191个字节的数据被压缩成2个字节。
扩展名为.bmp的位图文件是没有压缩过的文件。扩展名为.tif、.pcx、.jpg的位图文件是已经压缩过的文件。以.tif为文件扩展名的文件使用的是TIFF（即带标志的图像文件格式）格式。以.pcx为文件扩展名的文件使用的是 PCX格式。以.jpg为文件扩展名的文件使用的是有损失的JPEG（Joint Photographic Experts Group，联合图像专家组）格式。人们往往对图像实行有损压缩。
2.2.3视频数据压缩
视频由一系列的帧组成，每一帧又是一幅位图图像，故视频文件需要巨大的存储容量。
人们通过减少每秒钟的播放帧数、减少视频窗口的大小或者只对每帧之间变化的内容进行编码等技术，来减少视频信号的存储容量。
数字视频常常采用的格式有：Video for Windows、QuickTime和MPEG格式，其文件的扩展名分别为：.avi、.mov、.mpg其中.mpg是一种压缩文件。MPEG格式可以将两个小时的视频信息压缩到几个GB。
视频压缩中还可以用运动补偿技术来减少存储容量。这种技术只存储每一帧之间变化的数据，而不需要存储每一帧中所有的数据。当某个视频片断每帧之间的变化不大时，用运动补偿技术非常有效。例如：一个说话人的头部，只有嘴和眼睛在变化，而背景却保持相当的稳定。此时计算机只需计算出两帧之间的差别，只存储改变的内容即可。根据数据的不同，运动补偿的压缩比可以达到200:1。另外，每秒钟的播放帧数直接影响到视频的播放质量。减小图像的大小也是一种有效的减少存储容量的好方法。一般可以综合以上几种压缩技术来达到减小视频文件存储容量的目的。
2.2.4 音频数据压缩
音频数据最突出的问题是信息量大。音频信息文件所需存储空间的计算公式为 ：
存储容量(字节)= 采样频率×采样精度/8×声道数×时间
例如：一段持续1分钟的双声道音乐，若采样频率为44.1KHz，采样精度为16位，数字化后需要的存储容量为：44.1×103×16/8×2×60=10.584MB 。
数字音频的编码必须具有压缩声音信息的能力，最常用的方法是自适应脉冲编码调制法，即ADPCM压缩编码。
ADPCM压缩编码方案信噪比高，数据压缩倍率达2~5倍而不会明显失真，因此，数字化声音信息大多使用这种压缩技术。
2.3 信息加工
中央处理单元通常指为完成基本信息处理循环部件的总和。中央处理单元是计算机系统硬件的核心，它主要包括中央处理器（Central Processing Unit,CPU）、内存储器（Memory）、系统总线（System Bus）和控制部件等，通过这些部件的协同动作完成对信息的处理。
2.3.1 CPU
CPU是计算机系统的核心部件，它的工作就是处理信息、完成计算。CPU的种类很多。微型机的CPU也被称为"微处理器"，是采用最先进技术生产的超大规模集成电路芯片。在这种芯片中通常集成了数百万计的晶体管电子元件，具有非常复杂的功能。比微型计算机性能更强的各种计算机，例如用于高性能网络服务器的计算机等，它们的CPU常常由一组高性能芯片构成，具有更强的计算能力。此外在各种现代化设备，例如各种机器设备、仪器、交通工具等内部都安装有所谓"嵌入式"的CPU芯片，几乎所有的高档电器内部也都装备了一片甚至几片CPU芯片。
2.3.2 内存储器
内存储器又称为主存储器（Main Memory）,简称为内存或主存。内存是计算机工作中用于保存信息的主要部件，在一个计算机系统中起着极为重要的作用，它的工作速度和存储容量对系统的整体性能、对系统解决问题的规模和效能影响都非常大。对于内存储器，除了容量以外，另一个重要的性能指标就是它的访问速度。内存速度用进行一次读或写操作所花费的"访问时间"来衡量。
内存储器的基本存储单位称为存储单元，今天的计算机内存小存储器单元的结构模式，每个单元正好存储一个字节的信息（8位二进制代码）。每个单元对应了一个唯一的编号，由此形成的单元编号称为存储单元的地址。计算机中央处理单元中的各部件通过一条公共信息通路连接，这条信息通路称为系统总线。CPU和内存之间的信息交换是通过数据总线和地址总线进行的。内存是按照地址访问的，给出即可得到存储在具有这个地址的内存单元里的信息。CPU可以随即访问任何内存单元的信息。且访问时间的长短不依赖所访问的地址。
2.3.3 指令和程序
CPU的基本功能由它所提供的指令确定。当CPU得到一条指令以后，控制单元就解释这条指令，指挥其他部件完成这条指令。虽然有很多不同的CPU，但它们的基本指令具有共同性。CPU的基本指令主要包括以下几大类：
1） 存储器访问类指令
2） 算术运算和逻辑运算类指令
3） 条件判断和逻辑运算类指令
4） 输入输出指令
5） 控制和系统指令
指令也是在计算机里存在并需要在计算机里传输的一类信息，所以指令也必须采用二进制方式编码，以二进制形式在计算机里保存和传输。当CPU得到一条指令以后，控制单元就解释这条指令，指挥其他部件完成这条指令。
所谓"程序"就是为完成某种特定工作而实现的、由一系列计算机指令构成的序列。简单的说，程序就是指令的序列。一种具体的计算机的程序就是这种计算机的CPU能够执行的指令作为基本元素构成的序列。程序也可以看作是被计算机的CPU处理的一类信息，它实际上是被CPU的控制单元处理的，而不象一般数据那样被CPU的运算部件处理和使用。计算机基本工作循环由两个基本步骤组成：一个是取指令，另一个是执行指令。程序控制器是实现这个基本循环的主体。
人们在分析了在程序中需要实现的各种计算过程的需要之后，提出了程序的三种基本逻辑结构，称为程序的三种"基本控制结构"，即"顺序结构"、"分支结构"和"循环结构"，已经在理论上证明了这三种结构的能力是充分的，任何程序都能仅仅用这三种结构构造起来。三种基本控