1、数字化与编码 学习目标 l 了解数字化的意义与作用，感受 数字技术对生活的影响。 l 理解数据编码的基本方式，合理 选用数字化工具解决问题，感受 数字化工具的优势。 体验探索 体验数字化生活 信息技术的发展与普及为我们创造了 一个全新的数字化生活环境。例如，共享 单车、在线购物、网络通信和远程医疗等， 它们在给我们带来生活便利的同时，也在 逐渐地改变着我们的生活方式。 体验探索 1.数字化及其作用 模拟信号和数字信号 一般来说，通信系统中有两种主要的信息传 输形式：一种是模拟信号，其信号波形可以表示 为时间的连续函数；另一种是数字信号，它在取 值上是离散的、不连续的，例如以“0”和“1” 来表
2、示二进制数字信号。模拟信号和数字信号虽 然是两种不同形式的信号，但它们在传输过程中 是可以相互转换的。 1.数字化及其作用 模拟信号和数字信号 1.数字化及其作用 生活在数字世界 数字化是将复杂多样的事物属性或特征转化 为计算机可处理对象的过程。这些信息被数字化 后可以更方便地在数字设备中存储、处理和传输。 1.数字化及其作用 阅读拓展数字图书馆 2.二进制与数制转换 l 二进制的基数为2，两个基本数码是0和1； l 采用逢二进一的进位规则，例如1+1=10； l 不同的数位对应不同的权值，权值用基 数的幂表示。 2.二进制与数制转换 由于计算机中的操作需要通过二进制来实现， 因此计算机中的数
3、值计算就需要将十进制数转换 成二进制数。十进制整数转换为二进制数可采用 除2反向取余法，即将十进制整数除以2，得到商 数和余数，用商数再除以2，依此类推直到商数为 0为止，将每次得到的余数按照逆序排列，即为换 算的二进制数的结果。 2.二进制与数制转换 2.二进制与数制转换 通常，十进制整数转换成R进制数采用“除R 反向取余法”。R进制数转换成十进制数采用“按 权展开求和法”。 3.数据编码 通过数据编码，人们可以方便地存储、检索 和使用数据。生活中有许多数据编码的实例，例 如居民身份证号码、车辆的车牌号、电影院的座 位号等。计算机作为数据处理的一种工具，无论 处理的是字符、图像、声音，还是其
4、他形式的内 容，都需要转换成二进制形式的编码，这样才能 够处理。 3.数据编码 字符编码 字符是人与计算机交互过程中不可或缺的重 要内容，它是多种文字和符号的总称，由于计算 机只识别0和1，因此在处理各种字符时，就需要 将字符转换为计算机可以识别的二进制数据。 3.数据编码 计算机中存储一个“0”或“1”占用1个二进 制位（bit），8个二进制位组成1字节（byte）， ASCI编码用1字节表示英文字母、数字和常见字符。 在GB 18030-2005中，大部分常用汉字采用2字节 编码。 3.数据编码 声音编码 声波的振幅反映了声音响度的强弱，声波的 频率反映了声音音调的高低。应用计算机处理声
5、音时，需要将声波的模拟信号转换为数字信号， 也就是声音的数字化，编码是其中重要的一步。 通常，声音数字化的基本方法是按照一定的时间 间隔采集声波的振幅，并将其转换为二进制数序 列，即通过采样、量化和编码来实现。 3.数据编码 声音编码 对于采样所获得的量值，要进行分级量化， 就是将采样值变换到最接近的数字值，即用有限 个数的数值近似地表示原来连续变化的值。 3.数据编码 声音编码 通常，音频所占的存储容量取决于采样频率、 量化位数、声道数和时长，其计算公式为： 音频所占的存储容量=采样频率量化位数声道 数时长/8 3.数据编码 图像与视频编码 一幅图像可以看作由许多彩色或各种级别灰 度的点组成的，这些点按横纵进行排列，被称为 像素。 图像所占的存储容量=水平像素数垂直像素 数颜色深度/8 4.数据压缩 常用的压缩方法分为无损压缩和有损压缩。 无损压缩指对压缩后的数据进行还原后，得到的 数据与压缩前完全相同。相对于无损压缩，有损 压缩指在压缩过程中会损失一定的信息，压缩后 的数据无法还原成压缩前的样子。 课后作业： （1）了解常见的音频文件格式。 （2）了解常用的图像文件格式。 谢谢
