2020-2021學(xué)年教科版(2019)高中信息技術(shù)必修1-數(shù)據(jù)與計(jì)算-3.1-數(shù)據(jù)編碼-教學(xué)課件

1.了解模擬信號(hào)及數(shù)字信號(hào)區(qū)別及聯(lián)系。2.理解聲音的數(shù)字化過程。3.學(xué)會(huì)十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制及十六進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)化。3.1數(shù)據(jù)編碼學(xué)習(xí)目標(biāo)教師：rfc隨時(shí)間連續(xù)變化的，波形光滑，這種信號(hào)稱為模擬信號(hào)。模擬信號(hào)的值稱為模擬數(shù)據(jù)。用傳感器獲得信號(hào)一般稱為模擬信號(hào)，類似的還有溫度、壓強(qiáng)、電壓等?；顒?dòng)一模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)1外部信息存入計(jì)算機(jī)內(nèi)部必須以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)語音信號(hào)數(shù)字化后的圖像，可見時(shí)間及幅值不是連續(xù)變化的，而是離散變化的，這種信號(hào)稱為數(shù)字信號(hào)。數(shù)字信號(hào)可以由模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換得來。數(shù)字信號(hào)的值即數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，直接用計(jì)算機(jī)所能理解的二進(jìn)制表示。模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)1第一步采樣。在時(shí)間軸上按照一定的時(shí)間間隔取一系列時(shí)刻，得到每個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的聲波信號(hào)的振幅值。2聲音的數(shù)字化過程在橫軸上按一定的時(shí)間間隔，從信號(hào)中取一個(gè)瞬時(shí)值，這個(gè)過程稱為采樣。錄音設(shè)備在1秒內(nèi)對(duì)聲音信號(hào)的采樣次數(shù)稱為采樣頻率，常用的CD音質(zhì)的采樣頻率就是44.1kHz。第二步量化。將第一步所得的振幅瞬時(shí)值往最接近的整數(shù)取整。2聲音的數(shù)字化過程將信號(hào)波形的縱軸劃分為若干區(qū)間，落到某一區(qū)間的采樣點(diǎn)按四舍五入的規(guī)則取整選值，這個(gè)過程稱為量化。第三步編碼。時(shí)刻12345678910十進(jìn)制1234322233二進(jìn)制數(shù)值0010100111000110100100100110112將樣本值用二進(jìn)制表示的過程稱為編碼。量化位數(shù)：每個(gè)幅值用16個(gè)二進(jìn)制位記錄，CD音質(zhì)的量化位數(shù)為16位，

即用16個(gè)二進(jìn)制位記錄一個(gè)數(shù)值，因此可記錄216=65536種不同的數(shù)值。聲音的數(shù)字化過程二進(jìn)制數(shù)有0和1兩種不同的數(shù)字，其基本計(jì)數(shù)規(guī)則是逢二進(jìn)一，即1+1=10。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最小單位是二進(jìn)制位，用比特（bit）表示。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的基本單位是字節(jié)（Byte,簡(jiǎn)寫為B）,8比特為一個(gè)字節(jié)。字節(jié)單位太小，常用的存儲(chǔ)單位有KB,MB,GB等。1KB=210B=1024B1MB=210KB=220B=1048576B1GB=210MB=220KB=230B=1073741824B1比特能表示兩種（21）狀態(tài)（即0和1）；2比特能表示00、01、10、11四種（22）狀態(tài)；3比特能表示八種（23）狀態(tài)；1字節(jié)能表示28（256）種狀態(tài)。二進(jìn)制與數(shù)制轉(zhuǎn)換11.二轉(zhuǎn)十：（10010）2=0

20+1

21+0

22+0

23+1

24=18進(jìn)制轉(zhuǎn)化237(8)=3X81+7X80=(31)(10)3D(16)=3X161+13X160=(61)(10)3.二、八、十六互轉(zhuǎn)“四位二進(jìn)制轉(zhuǎn)一位十六進(jìn)制”“三位二進(jìn)制轉(zhuǎn)一位八進(jìn)制”反之亦然2.任意轉(zhuǎn)十按權(quán)展開相加法218余數(shù)290低位24122021001高位十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)3法一：除2逆向取余法法二：拼湊法100103216842118=16+2010010一段時(shí)長(zhǎng)1分鐘的雙聲道立體聲的無壓縮音頻的采樣頻率為44.1KHz、量化位數(shù)為16位，其占用的存儲(chǔ)空間是多少M(fèi)B?(精確到0.1)參考答案：60*44.1*1000*16*2=84672000(位，比特)=10584000(B,字節(jié))≈10.1MB公式：頻率（Hz）X量化位數(shù)（位）X聲道數(shù)X時(shí)間（s）=()B牛刀小試用于文本數(shù)據(jù)字符編碼的方案有多種類型，其中ASCII碼和unicode是典型的2種方案。ASCII碼用7位或8位二進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)字符，集中定義了大小寫英文字母，標(biāo)點(diǎn)符號(hào)和數(shù)字等字符和符號(hào)，共128個(gè)。計(jì)算機(jī)內(nèi)部用一個(gè)字節(jié)來存放一個(gè)ASCII碼字符，最高位用0表示，例如，“A”的ASCII碼為01000001，即65。ASCII碼（十進(jìn)制）字符0~31控制字符或通信專用字符（不可見）32空格48~57數(shù)字0~965~90大寫英文字母A~Z97~122小寫英文字母a~z其他英文標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、運(yùn)算符號(hào)、括號(hào)文本數(shù)據(jù)的編碼41.產(chǎn)生原因：解決傳統(tǒng)字符編碼方案的局限性，用2個(gè)字節(jié)表示一個(gè)符號(hào)。2.ASCII碼與unicode碼的關(guān)系：后者兼容前者。原來用ASCII碼能表示的字符，其對(duì)應(yīng)的unicode碼只是在原來的ASCII碼前加上8個(gè)0。比如“a”的ASCII碼是01100001，其unicode碼是00000000011000013.計(jì)算機(jī)要處理漢字，必須對(duì)每個(gè)漢字進(jìn)行編碼，每個(gè)漢字至少需要2個(gè)字節(jié)。unicode碼文本數(shù)據(jù)的編碼41.現(xiàn)有255個(gè)相同的蘋果，要求事先裝成若干袋，每袋裝若干個(gè)蘋果，當(dāng)顧客來買蘋果時(shí)，無論他要多少個(gè)（不超過255個(gè)），都可以不打開袋子，直接給他選取幾袋蘋果。那么事先應(yīng)該怎樣裝？如果他要100個(gè)蘋果，則應(yīng)給他哪幾袋？參考答案：每袋分別裝1,2,4,8,16,32,64,128個(gè)蘋果，共8袋。 100=64+32+4牛刀小試1.請(qǐng)將8進(jìn)制數(shù)2071轉(zhuǎn)換為10進(jìn)制數(shù)。2071(8)=1

80+7

81+0

82+2

83=10812.完成下面習(xí)題。牛刀小試10110100(2)=(180)(10)

3D(16)=(61)(10)255(10)

=(FF)(16)100(10)=(1100100)(2)E2(16)=(11100010