第一章數據與計算第二課時粵教版高中信息技術必修一課件公開課一等獎課件省賽課獲獎課件

第一章數據與計算

（第二學時）第1頁生活中進制一年365天一天二十四小時一小時60分鐘第2頁每次取兩個，按不一樣次序排列，生成“四象”:太陰、少陰、少陽、太陽。每次取三個，生成八卦：坤、震、坎、兌、艮、離、巽、乾。第3頁在數學史上，二進制數系是與德國偉大數學家萊布尼茲(G.W.Leibniz,1646~1716)名字聯(lián)系在一起。萊布尼茲發(fā)明二進制后很快，通過傳教士理解了中國許多事情。萊布尼茲對《周易》很感愛好，他以為中國八卦中蘊含著二進制思想，因此驚嘆不已，他用中國二進制來解釋自己手搖計算機原理。事實上，若把“——”和“——”兩種卦爻分別用1和0替代，八卦就轉換成二進制數碼，即可表達為

萊布尼茲說，“八卦”是“流傳于宇宙科學中最古老紀念物”，這項發(fā)明“對于中國人民實在是值得慶幸事情”。萊布尼茲也因此產生對中國古代文明崇敬，尤其希望到中國來，但由于種種原因，他未能如愿。據r說，出于對中國向往，萊布尼茲曾復制了一臺自己發(fā)明手搖計算機送給中國康熙皇帝，成為中、德關系史上一段佳話。進制第4頁進制二進制位數和表達狀態(tài)關系

一位二進制碼能夠表達0-1兩種狀態(tài)兩位二進制碼能夠表達00-01-10-11四種狀態(tài)那么請同窗們思考一下，我們要表達26個英文字母最少需要幾位二進制碼呢？三位二進制碼能夠表達000-001-010-011-100-101-110-111八種狀態(tài)四位二進制呢?同窗們能夠嘗試在練習本上將四位二進制碼表達狀態(tài)羅列出來。第5頁二、漢字編碼-ASCII碼二進制位數和表達狀態(tài)關系

表達26個英文字母最少需要幾位二進制碼呢？255位二進制碼=32>26第6頁計算機要使用二進制原因：1.技術上容易實現(xiàn) 用雙穩(wěn)態(tài)電路表達二進制數字0和1是很容易事情。2.可靠性高 二進制中只使用0和1兩個數字，傳輸和處理時不易犯錯，因而能夠保障計算機具有很高可靠性。3.運算規(guī)則簡單 與十進制數相比，二進制數運算規(guī)則要簡單得多，這不但能夠使運算器構造得到簡化，并且有助于提升運算速度。4.與邏輯量相吻合 二進制數0和1正好與邏輯量“真”和“假”相對應，因此用二進制數表達二值邏輯顯得十分自然。

我心里只有0和1第7頁進制用二進制表示數據有一個最顯著弊端——過長數字代碼，對于我們閱讀或書寫都會有一定困擾。為理解決這個問題，因此有了八進制、十六進制。三種進制之間可以非常直接地互相轉換。二進制轉十進制二進制數據中由低到高每一位其權值分別為20，21，22……2N，即像1111這個二進制數據，可以通過以下計算得到其十進制值：1*20+1*21+1*22+1*23=15如果為1101，計算如下：1*20+0*21+1*22+1*23=13十進制轉換為二進制通過不停除2得到余數組合而成第8頁進制二進制數轉換為十六進制

只要將二進制數據以4位一段，分別轉換為十六進制即可

二進制數據：

1111

1101以四位一段得到十進制：

對應十六進制數據為：

十六進制轉換為二進制十六進制數據：F7先轉換F：看到F，我們懂得對應十進制是15，而十進制15對應二進制為1111；再轉換7：7二進制為111，不足四位，前面添0補足四位為0111；因此F7二進制為1111

0111。

F

D15

13

第9頁最基本單位（Byte）最小單位：位（bit）信息存放單位第10頁存放單位千字節(jié)(KB)吉字節(jié)(GB)兆字節(jié)(MB)字節(jié)（B）位（bit）除字節(jié)外，尚有千字節(jié)(KB)、兆字節(jié)(MB)、吉字節(jié)(GB)它們換算關系是：1KB=1024B=BlMB=l024KB=KB=B1GB=l024MB=MB=KB=B1TB=1024GB=GB=MB=KB=B第11頁數據編碼第12頁模擬信號與數字信號1圖像編碼3文本編碼2聲音編碼4目錄第13頁一、模擬信號與數字信號第14頁聽到聲音看到顏色問到氣味人能感知信號模擬信號第15頁計算機能感知信號電信號第16頁手機話筒將聲音轉為幾乎一模同樣波動電信號（因此叫模擬信號），對模擬信號采樣、量化、編碼得到聲音數字信號，通過無線網絡或者電話線路傳送到接收者手機或電話。第17頁模擬信號數字信號第18頁模擬信號

模擬信號是平滑連續(xù)曲線，y軸為電壓，x軸為時間（一般以秒為單位）。在圖中能夠看到一種模擬信號示例。第19頁數字信號

數字信號是離散時間信號數字化表達，其信號自變量、因變量都是離散。第20頁數字信號數字信號也許是模擬波形離散表達。遠遠望去，模擬波函數也許看起來光滑，不過當你認真看，這些是離散信號是模擬信號近似值。第21頁模擬信號

模擬信號應用場景：

有線電話（電話線）、無線廣播（電磁波）、錄音帶和錄像帶

雪花漂浮模擬信號自2023年6月15日啟動關停中央、省、市、縣地面模擬電視信號工作。第22頁模擬信號

電信號在沿線路傳輸過程中會受到外界和通信系統(tǒng)內部多種噪聲干擾，噪聲和信號混合后難以分開，從而使得通信質量下降。

線路越長，噪聲積累也就越多。第23頁數字信號數字信號在傳輸過程中會混入雜音，只有達成某一電壓幅度，電路才會有輸出值，較小雜音電壓達到時，由于它低于閾值而被過濾掉，不會引發(fā)電路動作。因而數字傳輸適用于較遠距離傳輸，也能適用于性能較差線路。第24頁模擬信號與數字信號比較DA電路實現(xiàn)簡單模擬信號抗干擾能力弱模擬信號保密性差技術實現(xiàn)復雜數字信號抗干擾能力強數字信號加強了通信保密性數字信號模擬信號第25頁轉換如何實現(xiàn)人機交互？模數轉換第26頁數模轉換

模擬信號轉換為數字信號三步驟：

數字信號轉換為模擬信號能夠當作是對數字信號譯，數模轉換是將輸入二進制數按其實際權值轉換成對應模擬量，然后將各個位數對應得到模擬量相加，得到總模擬量就與輸入數字量成正比，這就實現(xiàn)了數字信號到模擬信號轉換。采樣量化編碼數字信號模擬信號第27頁二、聲音編碼第28頁聲音編碼把輸入模擬信號按適本地時間間隔得到各個時刻地樣本值采樣對采樣后訊號與量化等級比較，取最接近地量化等級地數值量化將量化后采樣值用二進制編碼表達編碼第29頁聲音編碼采樣奈奎斯特采樣定理：

假如以一定地時間間隔對某個信號采樣，并且采樣頻率高于該信號最高頻率地兩倍，則采樣值包括了原信號