第一單元數據與信息項目二探究計算機中的數據表示-認識數據編碼 課件 2023-2024學年高中信息技術滬科版（2019）必修1

項目二探究計算機中的數據表示——認識數據編碼學習目標1.編碼的意義和作用是什么？2.數值數據編碼的基本方法是怎樣的？3.常用的文本數據編碼方式是怎樣的？4.聲音數宇化的基本方法是怎樣的？5.圖像數宇化的基本方法是怎樣的？為什么要編碼？計算機是由邏輯電路組成，只有高低兩個電位狀態(tài)，正好可以表示“0”和“1”。要想用計算機存儲和處理現實中的數值、文本、圖像、聲音和視頻等數據，必須對數據進行二進制編碼。數據的類型不同，編碼的方法也不同。1.什么是編碼核心概念：編碼編碼(encoding）是指用預先規(guī)定的方法將文字、數字或其他對象轉換成規(guī)定的符號組合，或將信息、數據轉換為規(guī)定的脈沖電信號。在計算機中，編碼一般是指用預先規(guī)定的方法將數宇、文字、因像、聲音、視頻等對象編成二進制代碼的過程。數值數據的編碼數值數據二進制數0、1代碼轉換編碼25的二進制數是多少？252212………16………023221………0………10………1高位低位(25)10=(11001)2數值數據的編碼數值數據二進制數0、1代碼轉換編碼25.375的二進制數是多少？252212………16………02321………0………120………1高位低位(25.375)10=(11001.011)20.375*20.750*21.500*21.000………0………1………1二進制轉十進制（11011.101）2轉換成十進制=1*2+1*2+0*2+1*2+1*2+1*2+0*2+1*2=16+8+2+1+0.5+0.125=27.625采用權相加43210-1-2-3數值數據的編碼數值數據二進制數0、1代碼轉換編碼25和-25的原碼、反碼和補碼有何不同？(+25)10=(+11001)2[+11001]原=00011001[+11001]反=00011001[+11001]補=00011001計算機中數值數據的編碼分為原碼、反碼和補碼(-25)10=(-11001)2[-11001]原=10011001[-11001]反=11100110[-11001]補=11100111數值數據的編碼數值數據二進制數0、1代碼轉換編碼計算機中數值數據的編碼分為原碼、反碼和補碼原碼反碼補碼正數符號位（0）+數字部分（如果原數不足n-1位，在高位補0）同原碼同原碼負數符號位（1）+數字部分（如果原數不足n-1位，在高位補0）在原碼基礎上，符號位不變，其余各位取反在反碼的基礎上+1完成練習1-4題文本數據的編碼字母、數字、標點符號等稱為西文字符。目前國際上普遍采用的西文字符的編碼標準是ASCII碼（AmericanStandardCodeforInformationInterchange美國標準信息交換代碼）標準ASCII碼用7個二進制位表示1個字符，例如字母A的ASCII碼是1000001，符號#的ASCII碼是0100011。漢字的編碼又是怎樣的？P21中華人民共和國國家標準GB2312——1980，又稱國標碼Unicode是國際組織制定的可以容納世界上所有文字和符號的字符編碼方案聲音數據的編碼采樣量化編碼模擬聲音信號數字聲音信號模擬信號：波形傳遞聲音數據的編碼采樣量化編碼模擬聲音信號數字聲音信號采樣即每隔一段時間在模擬聲音信號的波形上采集一個幅度值一段模擬聲音信號對其采樣時，在波形信號上按時間維度等距離選取若干個離散的點聲音數據的編碼采樣量化編碼模擬聲音信號數字聲音信號要用二進制數將采樣得到的幅度值表示出來確定量化位數——劃分量化級數確定采樣點的量化值，四舍五入聲音數據的編碼采樣量化編碼模擬聲音信號數字聲音信號確定量化位數——劃分量化級數確定采樣點的量化值，四舍五入0101010100100101……采用不同的編碼方法，會形成不同格式的音頻文件，如wav格式、mp3格式等思考1.采樣頻率和聲音有什么關系？2.量化位數和聲音有什么關系？數據量（單位：字節(jié)）=數據率*持續(xù)時間 =（采樣頻率*量化位數*聲道數）/8*持續(xù)時間一個字節(jié)由8個二進制位組成1MB=1024KB1KB=1024B例如：一張CD-ROM中存放了10分鐘的數字音樂（未經壓縮），則其數據量是多少KB？已知標準CD格式的采樣頻率是44.1kHz，量化位數為16，聲道數為2。數據量=(44.1*1000*16*2)/8*10*60=105840000B

=103359.375KB圖像數據的編碼采樣量化編碼按一定的空間間隔自左到右、自上而下提取畫面信息，將一幅連續(xù)的模擬圖像在空間上轉換成若干個離散的像素點一幅圖像所包含的橫向和縱向的像素點的數目稱為圖像的分辨率圖像數據的編碼采樣量化編碼將采樣得到的每個像素點的顏色或亮度用若干位二進制數表示出來一幅黑白圖像只有兩種顏色，則每個像素點只需1個二進制位即可表示：1表示黑色，0表示白色。一幅256級灰度圖像，每個像素點需8個二進制位來表示……圖像數據的編碼采樣量化編碼記錄每個像素點的顏色或亮度所需的二進制位數，稱為顏色深度(也稱色彩位數)。對于彩色因像來說，顏色深度決定了該圖像可以使用的最多顏色數目，顏色深度越大，顯示的圖像色彩越豐富，畫面越自然、逼真。但要注意，在圖像分辦率相同的情況下，顏色深度越大，因像所占的存儲空間也越大。未經壓縮的位圖圖像的數據量（單位：字節(jié)）=圖像分辨率*顏色深度/8例如：存儲畫面為1080*720像素的16位彩色圖像需要多少MB？=1080*720*16/8=1555200B

=1518.75KB