1、1.2 数据编码 教学设计 粤教版（2019）高中信息技术必修1教学目标1 比较模拟信号和数字信号的区别及其特点。2 体验数据编码的基本方法和过程，掌握不同类型(文字、图像、声音)数据编码的基本方式，并计算图像文件和声音文件所占的存储空间。3 激发学生对数据编码的好奇心，在数字化学习中体验抽象数字化的乐趣。教学重难点1 模拟信号和数字信号的特点。2 文字、图像、声音数据的编码方式教学过程一、 模拟信号与数字信号模拟信号是指用连续变化的物理量所表达的信息。其信号的幅度、频率或相位随时间作连续变化。其特点是：连续、强弱变化，在传播的过程中会逐渐衰减数据信号：离散时间信号的数字化表示。其信号的自变量
2、、因变量都是离散的。其特点是：离散的，没有强弱变化过程。二、 编码的基本方式将模拟信号转换为数字信号进行存储、处理和传输。1 文字编码（1） ASCII码ASCII码（American Standard Code for Information Interchange）是美国信息交换标准代码，用8位二进制码为所有的英文字母（大小写52个）、阿拉伯数字（10个）和常用的不可见控制符（33个）以及标点符号、运算符号等（33个）建立了转换码，将符号转换为“0”和“1”构成的编码。（2） 国标码由于ASCII码只包含英文、数字和一些控制符号，并不能表示汉字，因此，我国设计了用于处理汉字的简体中文的GB
3、码和用于繁体中文的BIG5码（大五码）。1980年发布的信息交换用汉字编码字符集（GB 2312）一共收录了7445个字符，包括6763个汉字和682个其他符号。GB 2312主要分为两部分：编号127之前的符号跟ASCII码所表示的意义相同，属于单字节码；编号127之后的符号统一用两个字节表示，包含了几乎所有的简体中文字（中文编码高字节的最高位不为0）。1995年公布的汉字内码扩展规范（GBK 1.0）收录了21 886个符号，分为汉字区和图形符号区，汉字区包括21 003个字符。2 图像编码图像编码是指在满足一定保真度的条件下，对图像数据进行变换、编码和压缩，以较少比特数表示图像或图像中所
4、包含的信息的技术。位图采用位映射存储格式，即将每一个像素映射为一个数据，存放在以字节为单位的矩阵中。例如，在如图所示的黑白图像中，共有322个像素，如果将黑、白像素分别映射为1和0，就表示为11111111，00000110，10000110，11111111，10000001，01100011，01111100，10000001，这就是该黑白图像的二进制编码。位图文件的大小=文件头+信息头+颜色表项+图像分辨率图像量化位数8文件头：包含文件的类型、大小和位图起始位置等信息，共14个字节。位图信息头：用于说明位图的尺寸等信息，占40个字节。颜色信息：用于说明位图中的颜色，有若干个表项，每一个表
5、项定义一种颜色。当图像量化位数为1、4、8时，分别有2、16、256种颜色，每个颜色表项占4个字节；当图像量化位数为24时，没有颜色表项。图形数据：记录位图的每一个像素值，其记录顺序先从左到右，再从下到上。图像分辨率=图像x方向的像素数图像y方向的像素数。图像量化位数，也叫图像深度，是指图像中每个像素点记录颜色所用二进制数的位数。3 声音编码（1） 采样如果以一定时间间隔对某个信号 f（t）进行采样，并且采样频率高于该信号最高频率的两倍，则采样值包含了原信号的全部信息。常用的采样频率有三种：44.1 kHz、22.05 kHz和11.025 kHz（2） 量化量化是把样值信号的无限多个可能的取
6、值，近似地用有限个数的数值来表示。首先是将采样信号幅度划分为若干量化等级（国标声音量化等级分为256个，即28个），然后将采样后的信号幅度与所划分的各个量化等级进行比较，向下取最接近的量化等级的数值。（3） 编码编码是将量化后的采样值用二进制数码表示，并转换为由二进制编码0和1组成的数字信号。模拟信号采样后可用8位二进制数表示，最高位表示符号，正数为0，负数为1。例如，采样值48的二进制编码为00110000，-100的二进制编码为11100100。声音存储空间=采样频率量化位数声道数时间8编码时采用的二进制位数越多，数据量越大，占用的存储空间也越大。例如，采样频率为44.1 kHz、量化位数为16位的立体声，1秒声音所需字节数为44.1100016218=176 400（B）归纳小结:一模拟信号与数字信号二、编码的基本方式1.文字编码.(1) ASCII码(2)国标码(GBK)2、图像编码(1)编码方式概念:像素，分辨率，量化位数(2)文件大小=图像分辨率*量化位数/8+颜色表项+信息头+文件头3、声音编码(1)数字化过程:采样-量化-编码(2)文件大小=采样频率*量化位数*声道数*时间/8
