數(shù)據(jù)采集與編碼 課件【高效課堂+備課精研】浙教版（2019）高中信息技術(shù)必修1

1.3數(shù)據(jù)采集與編碼目錄CONTENTS1數(shù)據(jù)采集2數(shù)字化3數(shù)制4編碼01PARTONE數(shù)據(jù)采集上節(jié)課中我們學(xué)習(xí)了數(shù)據(jù)，想一想，古代的時(shí)候，人們對(duì)數(shù)據(jù)是怎么進(jìn)行進(jìn)行采集的呢？人工采集01數(shù)據(jù)采集現(xiàn)代進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的方式發(fā)生了什么變化？更多使用機(jī)器采集（傳感器）。01數(shù)據(jù)采集01數(shù)據(jù)采集傳感器是一種能感受被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。在科研、生產(chǎn)和日常生活中，常需要利用傳感器對(duì)環(huán)境中的物理量、化學(xué)量和生物量等進(jìn)行感知與測(cè)量，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，進(jìn)行適當(dāng)處理后形成數(shù)據(jù)。傳感器可以持續(xù)不斷地采集數(shù)據(jù)。生活中的傳感器：接電話時(shí)手機(jī)靠近耳朵會(huì)自動(dòng)熄屏開車進(jìn)入小區(qū)時(shí)會(huì)自動(dòng)識(shí)別車牌號(hào)紅外線測(cè)溫儀會(huì)自動(dòng)測(cè)量經(jīng)過(guò)的人的

體溫你還能舉出其他例子嗎？01數(shù)據(jù)采集從互聯(lián)網(wǎng)采集數(shù)據(jù)從互聯(lián)網(wǎng)采集數(shù)據(jù)有很多方法，如借助網(wǎng)絡(luò)爬蟲來(lái)獲取數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)爬蟲是一種按照一定的規(guī)則，自動(dòng)地抓取網(wǎng)頁(yè)上數(shù)據(jù)的程序或腳本。與人在瀏覽網(wǎng)頁(yè)時(shí)的行為相似，網(wǎng)絡(luò)爬蟲也是通過(guò)網(wǎng)頁(yè)中的超鏈接在網(wǎng)頁(yè)間跳轉(zhuǎn)，根據(jù)需求按特定的關(guān)鍵字獲取某一方面的網(wǎng)頁(yè)數(shù)據(jù)，然后對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)等操作，并可用專門軟件對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。02PARTTWO數(shù)字化02數(shù)字化信號(hào)可用模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)表達(dá)。模擬信號(hào)以連續(xù)變化的物理量存在；數(shù)字信號(hào)在取值上是離散的、不連續(xù)的信號(hào)。在信息技術(shù)中數(shù)字信號(hào)表示的數(shù)據(jù)可被計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)可以相互轉(zhuǎn)換。補(bǔ)充：數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)化通過(guò)調(diào)制解調(diào)器（貓）來(lái)完成。發(fā)送信息：數(shù)字信號(hào)→模擬信號(hào)接受信息：模擬信號(hào)→數(shù)字信號(hào)02數(shù)字化將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)一般需要經(jīng)過(guò)采樣、量化與編碼。采樣是將信號(hào)從連續(xù)時(shí)間(空間)域上的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換到離散時(shí)間(空間)域上的離散信號(hào)的過(guò)程，通過(guò)采樣器實(shí)現(xiàn)。對(duì)于同一模擬信號(hào)，采樣的時(shí)間間隔越小，采集到的信號(hào)樣本數(shù)量越多。每秒的采樣樣本數(shù)叫作采樣頻率，單位用赫茲(Hz)表示。在相同的時(shí)間內(nèi)，采樣頻率越高，采集的樣本數(shù)量越多。02數(shù)字化將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)一般需要經(jīng)過(guò)采樣、量化與編碼。在數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域，量化指將信號(hào)的連續(xù)取值近似為有限個(gè)離散值的過(guò)程。連續(xù)信號(hào)經(jīng)過(guò)采樣成為離散信號(hào)，離散信號(hào)經(jīng)過(guò)量化后可用數(shù)值表示。03PARTTHREE數(shù)制03數(shù)制請(qǐng)同學(xué)們回顧一下，以前學(xué)過(guò)哪些進(jìn)制呢？二進(jìn)制、十進(jìn)制進(jìn)制是一種記數(shù)方式，亦稱進(jìn)位計(jì)數(shù)法或位值計(jì)數(shù)法。利用這種記數(shù)法，可以使用有限種數(shù)字符號(hào)來(lái)表示所有的數(shù)值。任何一種數(shù)制都包含兩個(gè)基本要素:基和權(quán)?；纸谢鶖?shù)，是組成該數(shù)制的數(shù)碼個(gè)數(shù)；權(quán)又叫權(quán)值，是指每一個(gè)數(shù)位上的1對(duì)應(yīng)的數(shù)值，可以表示為基數(shù)的若干次冪。03數(shù)制二進(jìn)制的數(shù)碼為0,1，則基數(shù)為2十進(jìn)制的數(shù)碼為0,1,2,3,4,5,6,7,8,9，則基數(shù)為10基數(shù)你能推出八進(jìn)制和十六進(jìn)制的數(shù)碼和基數(shù)嗎？八進(jìn)制的數(shù)碼為0,1,2,3,4,5,6,7，則基數(shù)為8十六進(jìn)制的數(shù)碼為0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F（A-F分別對(duì)應(yīng)數(shù)字10-15），則基數(shù)為1603數(shù)制例如：(010)2，從左到右

0,1,0

三個(gè)數(shù)的權(quán)依次為22,21,20(2391)10，從左到右2,3,9,1四個(gè)數(shù)的權(quán)依次為103,102,101,100權(quán)值請(qǐng)推出以下八進(jìn)制和十六進(jìn)制的權(quán)值(473)8的權(quán)值？(A9)16的權(quán)值？

從左到右4,7,3三個(gè)數(shù)的權(quán)依次為82,81,80

從左到右A,9三個(gè)數(shù)的權(quán)依次為161,16003數(shù)制進(jìn)制的標(biāo)識(shí)進(jìn)制標(biāo)識(shí)二進(jìn)制B八進(jìn)制O十進(jìn)制D十六進(jìn)制H例如：（2389）10可寫成2389D

（0100）2可寫成0100B（423）8可寫成?（7CB9）16可寫成?423O7CB9H03數(shù)制進(jìn)位規(guī)則進(jìn)制進(jìn)位規(guī)則二進(jìn)制逢二進(jìn)一八進(jìn)制逢八進(jìn)一十進(jìn)制逢十進(jìn)一十六進(jìn)制逢十六進(jìn)一03數(shù)制十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制000011112102231133410044510155611066711177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F每4位二進(jìn)制數(shù)可以用1位十六進(jìn)制數(shù)字代替。每3位二進(jìn)制數(shù)可以用1位八進(jìn)制數(shù)字代替。十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制的關(guān)系二進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制：（10010）2

=1×24+0×23+0×22+1×21+0×20=（18）10

03數(shù)制進(jìn)制轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制：（A3）16

=10×161+3×160=（164）10

八進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制方法同上。十進(jìn)制轉(zhuǎn)二進(jìn)制：

除2取余法（倒著?。?）10

03數(shù)制進(jìn)制轉(zhuǎn)換11252212110余數(shù)=(1011)203數(shù)制進(jìn)制轉(zhuǎn)換二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制方法：根據(jù)它們?cè)跀?shù)位上的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將二進(jìn)制數(shù)分別轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制，每四位一組構(gòu)成一位十六進(jìn)制數(shù)。從最右邊開始，每四位二進(jìn)制一組，當(dāng)最后一位不夠四位時(shí)，應(yīng)在左側(cè)添加“0”，湊足四位。

例如：將二進(jìn)制數(shù)11110000110111轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制

111100001101110011110000110111C733(111100001100111)2

═(3C37)16

842184218421842103數(shù)制進(jìn)制轉(zhuǎn)換二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制方法：根據(jù)它們?cè)跀?shù)位上的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將二進(jìn)制數(shù)分別轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制，每三位一組構(gòu)成一位十六進(jìn)制數(shù)。從最右邊開始，每四位二進(jìn)制一組，當(dāng)最后一位不夠四位時(shí)，應(yīng)在左側(cè)添加“0”，湊足四位。例如：將二進(jìn)制數(shù)11110000110111轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制

111100001101110111100001101110766(111100001100111)2

═(36067)8

3421421421421421練一練(110110)2=()10()2=(37)10(1011100111)2=()8(1011100111)2=()16()

2=(5AD)16()

2=(742)8(55)8=()10(4C)

16=()105410010113472E710110101101111100010457603數(shù)制練一練03數(shù)制昆明現(xiàn)有6條線路，每條線路不超過(guò)29個(gè)站點(diǎn)，如果分別為線路和站點(diǎn)設(shè)計(jì)一個(gè)二進(jìn)制編碼方案，則表示線路的二進(jìn)制編碼至少需要

位，站點(diǎn)的二進(jìn)制編碼至少需要

位。3503數(shù)制如果用●代表一位數(shù)，幾個(gè)●代表幾位數(shù)，則(1

●1)2表示的數(shù)字可能是十進(jìn)制數(shù)中的（）和（）。

57如果用●代表一位數(shù)，幾個(gè)●代表幾位數(shù)，則(1●

●●

1)2表示的數(shù)字范圍是（）。

17-31練一練04PARTTHREE編碼04編碼編碼(Encoding)是信息按照某種規(guī)則或格式，從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式的過(guò)程。解碼是編碼的逆過(guò)程。計(jì)算機(jī)對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)、加工、傳遞等處理，實(shí)際上是對(duì)信息的載體--數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式可以是文本、圖形、圖像、聲音、視頻等，但不管是哪種形式的數(shù)據(jù)，最終存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的都是經(jīng)過(guò)一定規(guī)則編碼后的二進(jìn)制數(shù)字。04編碼字符編碼ASCII碼共有128個(gè)，主要顯示現(xiàn)代英語(yǔ)、符號(hào)、阿拉伯?dāng)?shù)字。詳見(jiàn)最后一頁(yè)。一個(gè)字母占一個(gè)字節(jié)漢字編碼外碼、交換碼、機(jī)內(nèi)碼、字形碼一個(gè)漢字占兩個(gè)字節(jié)條形碼黑條、白條組成二維碼幾何圖案分布聲音編碼聲音是振動(dòng)產(chǎn)生的聲波，頻率一般以HZ表示圖像編碼矢量圖形、位圖圖像視頻編碼MPEG-1、MPEG-2MPEG-404編碼位（bit）：位是最小的存儲(chǔ)單位，存放一位二進(jìn)制數(shù)。字節(jié)(byte)：用8個(gè)二進(jìn)制位一個(gè)字節(jié)。字節(jié)是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)信息的基本單位。常用的單位有：B：1B═8bKB：1KB═210B═1024BMB：1MB═210KB═1024KBGB：1GB═210MB═1024MBTB：1TB═210GB═1024GB計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)單位04編碼矢量圖形位圖圖像矢量圖形和位圖圖像對(duì)比04編碼音頻文件、圖像文件的存儲(chǔ)容量計(jì)算公式聲音：存儲(chǔ)容量=采樣頻率（HZ）*量化位數(shù)（bit）*聲道數(shù)*時(shí)長(zhǎng)（s）（單位：位）圖像：存儲(chǔ)容量=總像素*顏色位深度（單位：位）04編碼音頻文件、圖像文件的存儲(chǔ)容量計(jì)算公式1.一幅RGB靜態(tài)圖像分辨率為1007*663，已知RGB每一種顏色用8bit表示，該圖像的數(shù)據(jù)量為（）。A.1007*663*8bitB.1007*663*3bitC.1