3.1数据编码　ppt课件-2023新教科版（2019）《高中信息技术》必修第一册.pptx

1、D ATA C O D I N G1.了解各类数据采集的基本方法2.能够解释文本、音频等数据的编码原理3.理解数据编码的意义和作用学习目标信 息 采 集 的 基 本 方 法二 进 制 与 数 制 转 换声音和图片大小的计算文 本 数 据 的 编 码数据编码1 市民在办理身份证医保卡时，一般要到指定地点办理录入信息、拍照等手续。想一想，在办理卡的流程中，管理系统都收集了哪些数据？生活中还有哪些数据可以采集以及如何采集？表现形式实 例采 集 该 数 据 的 设 备键盘、手写输入、语音输入姓名、性别、家庭住址、手机号文 本年龄、身份证号、身高、体重、肺活量，血压键盘、各种数字化采集仪、手写输入数 字

2、照片、指纹手机、相机、摄像头、扫描仪图 像手机、录音机、录音笔、话筒讲话的声音、音乐、其他声音声 音手机、摄像机、摄像头监控视频、电影视 频这些数据计算机能直接处理吗？数据采集的基本方法数字设备数 据模 拟 数 据数 字 数 据编 码数字化文字视频声音图像编码：就是信息从一种形式或格式转换成另一种形式或格式 的过程。编码与数字化数字化：将文字、图像、声音、视频等模拟数据转换成手机或 计算机中可以保存、处理、传输、发布的对象，即数 字化过程。优势：便于在数字设备中存储、处理和传输。202可由模拟信号转换得来数字信号的值即数字数据，直接用计算机所能理解的二进制表示。数字信号模 拟 信 号 与 数

3、字 信 号A信号按取值特征用传感器直接获得的信号如声音、温度、压强。用连续变化的物理量来表示信息。值随时间连续变化，波形光滑。01模拟信号模拟信号随时间连续变化的，波形光滑，这种信号称为模拟信号，模拟信号的值称为模拟数据上图是通过话筒的传感器获得的语音信号（声音）模拟数据最小值最大值0时间数字信号随时间非连续变化的，波形如台阶，这种信号称为数字信号，数字信号的值称为数字数据，直接用计算机所能理解的二进制表示。上图是语音信号数字化后的图像，数字信号可以由模拟信号转换得来。数字数据最小值最大值0时间模拟数据的数字化 我们不能把连续的音频信号存放在计算机中，必须将模拟声音数据转换为数字数据。数字信号

4、可以由模拟信号转换得来模拟数据最小值最大值0时间数字数据最小值最大值0时间模 拟 信 号 的 数 字 化模拟数据最小值最大值0时间第一步：采样在时间轴上按照一定的时间间隔取一系列时刻，得到每个时刻对应的声波信号的瞬时振幅值。接近0接近2接近4接近3接近1接近2接近2第二步：量化将信号波形的纵轴划分为若干区间，落到某一区间的采样点按四舍五入的规则取整选值。第三步：编码即将样本值用二进制表示的过程（可以存储在计算机里的数值）10243122（十进制）1001 1100 0100 1100 0011 0010 二进制接近1 模 拟 信 号 的 数 字 化不同的采样频率对音频的声音质量有什么影响？采样

5、量化编码模 拟 信 号 的 数 字 化3用于记录数据，表示数据的多少常用的数制系统生活中：十进制(逢十进一)、六十进制(逢六十进一)计算机：二进制(逢二进一)、八进制、十六进制进位计数制的三个要素：基数、数位、权值数 制 系 统基 数十进制10二进制2N进制n指在某种进位计数制中，数位上所能使用的数字符号的个数。数 位10011指数字符号在一个数中所处的位置。权 值数 位权 值10011一个数字处在不同的位置所代表的值。十 进 制提问：我们从小一直接触的是十进制，同学们能说出十进制有什么特征吗？1.有09十个基本数字；2.“逢十进一”的进位原则；152=2 100+5 101+1 1021 5

6、 2100101102数 位权 值十进制012345678二进制二 进 制111011001101111000101.二进制只有0和1两个数字符号，基本计数规则是“逢二进一”。2.计算机外部的各种形式的数据经过编码，都以二进制数的形式存 储在计算机里。10二 进 制规定：灯亮为1，灯灭为011100041二 进 制规定：手指伸直为1，手指弯曲为011000 2410001 1701111 15二维码二 进 制 数 的 大 小存储单位换算关系B（byte），字节1B=8b（bit，位）KB（kilobyte），千字节KB=210B =1024BMB（megabyte），兆字节1MB=210KB=

7、1024 KBGB（gigabyte），吉字节1GB=210MB=1024MB常用的存储单位有B,KB,MB,GB等。更高的还有TB太字节、PB拍字节、EB艾字节10110010bit，位1B=8b怎样用5根蜡烛表示29岁生日呢？蜡烛点燃为1，不点燃为019基 数十进制数余 数222942102211001第0位第1位第2位第3位第4位低位高位2除2取余法十进制转二进制（29）10=（11101）2怎样用5根蜡烛表示29岁生日呢？蜡烛点燃为1，不点燃为0二进制转十进制10011权 值结 果120016十进制数19按权展开求和法(10011）2=120+121+022+023+124=（19）1

8、0（152）10=（）2（11010010）2=（）1010011000210八 进 制 与 十 六 进 制十六进制：因二进制书写不便，采用十六进制表示，用数字或字母 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F 表示 逢十六进一，即F+1=10八进制：用数字 0，1，2，3，4，5，6，7 表示，逢八进一，即7+1=10进制十进制0123456789101112131415166364255256八进制0123456710111213141516172077100377400十六进制0123456789ABCDEF103F40FF1008216281161十进制除R取余法R

9、进制二进制八进制十六进制按权展开求和法十进制转R进制十进制十六进制1751001616余 数1510低位高位175（10）=AF（16）例如：（175）10=（）16除R取余法十进制八进制例如：（18）10=（）818 2 0 22余数(18)10=(22)888低位高位FA十六进制十进制八进制十进制例如：（1E）16=（）10例如：（12）8=（）10按权展开求和法(1E）16=14160+1161=（30）10(12）8=280+181=（10）10（123）16=（000100100011）2二进制十六进制二进制十六进制从右往左，4位一组，不够补0例：（110110111）2=（）160

10、001 101101111 11 7 1 B 7 110110111（110110111）2=（1B7）16十六进制二进制例：（123）16=（）21 2 3 0001 00100011110111位十六进制数转换为4位二进制=（100100011）2二进制八进制二进制八进制从右往左，3位一组，不够补0例：（10110111）2=（）80101101112 6 7 10110111（10110111）2=（267）8八进制二进制1位八进制数转换为3位二进制例：（123）8=（）21 2 3 00101001111011（123）8=（001010011）2=（1010011）2数制转换（程序体

11、验）bin()输出二进制 0b前缀oct()输出八进制 0o前缀hex()输出十六进制 0 x前缀Int()输出十进制 注：结果显示均为字符串十进制 R进制 二进制 0b八进制 0o十六进制 0 x十进制转成R进制bin(?)oct(?)hex(?)R进制之间的转换bin(前缀+数)oct(前缀+数)hex(前缀+数)R进制转成十进制int(0b+数)int(0o+数)int(0 x+数)数制转换（程序体验）bin(100)#将十进制整数100转换为二进制0b1100100#前缀0b表示二进制（字符串类型）oct(100)#将十进制整数100转换为八进制0o144#前缀0o表示八进制（字符串类

12、型）hex(100)#将十进制整数100转换为十六进制0 x64#前缀0 x表示十六进制（字符串类型）十进制 R进制 数制转换（程序体验）0 x40#返回结果为字符串，前缀0 x表示十六进制 hex(0o100)#将八进制数100转换为十六进制？oct(0b100)#将二进制数100转换为八进制？0o4#返回结果为字符串，前缀0o表示八进制 bin(0 x100)#将十六进制数100转换为二进制？R进制 R进制 ！加进制前缀0b100000000#返回结果为字符串，前缀0b表示二进制数制转换（程序体验）64#返回结果为字符串，十进制 int(0o100)#将八进制数100转换为十进制？int(

13、0b100)#将二进制数100转换为十进制？4#返回结果为字符串，十进制 int(0 x100)#将十六进制数100转换为十进制？R进制 十进制 ！加进制前缀256#返回结果为字符串，十进制数制转换（程序体验）巩固练习十进制二进制八进制十六进制1100110146123101100000285435100110102321026611110117B10001110116011D1549A3521735404声 音 文 件 大 小 的 计 算一段时长1分钟，采样频率为44.1KHz，量化位数为16位，双声道立体声的无压缩音频，其占用的存储空间是 MB?(精确到0.1)采样：在横轴上按一定的时间间

14、隔从信号中取一个瞬时值，这个过程称为 采样。时长)采样频率：录音设备在1秒内对声音信号的采样次数称为采样频率。常用的CD音质的采样频率是44.1KHz。量化：将信号波形的纵轴划分为若干区间。落到某一区间的采样点按四舍 五入额规则取整选值，这个过程称为量化。声 音 文 件 大 小 的 计 算一段时长1分钟，采样频率为44.1KHz，量化位数为16位，双声道立体声的无压缩音频，其占用的存储空间是 MB?(精确到0.1)声音文件大小（单位：B,字节）=时长(秒)*采样频率(Hz)*量化位数*声道数/8=60*44.1*1000*16*2/8=10584000B 10335.9KB 10.1MB声 音

15、 文 件 大 小 的 计 算图片文件大小的计算 例：图像尺寸68像素,即横向6个像素(宽度);纵向8个像素(高度)组成。图像尺寸即组成图像的像素的数量。u 常见的彩色图像深度有8位、16位、24位（RGB）、32位等。u 色彩深度为n，能代表的颜色就有2n种。u 色彩深度越大，图像文件的色彩越丰富，文件占用空间越大。图片文件大小的计算图片文件大小（单位：字节Byte）=图像宽度*图像高度*色彩深度/8 图片文件大小的计算 如俗称4000万像素相机拍摄的一张24位真彩色、分辨率为7296*5472的JPG图像占用的空间大小是？大小=72965472248 =119771136 B 114.223

16、 MB5文本数据包括字母、数字、标点符号、汉字等ASCII码和Unicode码是最经典的两种编码方案文本数据的编码通过对其中每一个字符进行编码实现字 符 编 码标准ASCII码（用7位二进制数表示一个字符）：集中定义了大小写英文字母、标点符号、数字等字符和符号，共128个。A S C I IA S C I I 码扩展ASCII码（用8位二进制数表示一个字符）：计算机内部用一个字节来存放一个ASCII码字符，最高位用0表示。“A”1 01000 0 0“65”ASCII码（十进制）字符031控制字符或通信专用字符（不可见）32空格4857数字096590大写英文字母AZ97122小写英文字母az

17、其他英文标点符号、运算符号、括号通用字符编码方案 UnicodeUnicode字符集 为解决传统字符编码方案的局限性而产生了Unicode 码，它可以用2个字节表示一个符号，还可以用更多字节来对字符进行编码。例：汉字“男”，Unicode编码为30007（10）/7573（16）/0111010100110111(2)Unicode字符集，是全球可以共享的编码字符集，涵盖了世界上主要文字的字符，其中包括简繁体汉字，共计74686个汉字。汉字的编码GB 2312-1980 字符集，收录 6763 个汉字GBK 字符集，兼容GB 2312-1980 标准，收录21003个汉字GB 18030-2005 字符集，收录70244个汉字GB 18030-2000 字符集，收录27533个汉字汉字的编码区位码 ：2026全拼编码：chun五笔字型：dw春用机内码表示、存储用汉字字型输出汉字键盘输入（输入码）用于输入汉字的编码。如区位码、拼音码、王码（五笔字型）、自然码等。用于存储汉字的编码。如国标码（GB）和BIG5码编码转换（机内码）用于输出汉字的编码。如字模1616，2424宋体、楷体、隶书等编辑与输出（字型码）T H A N K Y O U