1.2 数据编码-【高效课堂】高一信息技术同步精讲课件（粤教版2019必修1）

1.2 数据编码 1 1 模拟信号与数字信号 2 编码的基本方式 CONTENT 1.2.1 模拟信号与数字信号 声信号 光信号 电信号 计算机如何处理、转换信号？ 1.2.1 模拟信号与数字信号 模拟信号 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，如声音信号、图形信号等。 多频率组合波形示意图 单一频率波形示意图 1.2.1 模拟信号与数字信号 模拟信号是传导能量的一种方式，如声波通过空气等介质传播，能量被不断损耗而逐渐衰减。 无论是有线相连的电话，还是无线发送的广播电视，都是通过模拟信号来传递信息的。 1.2.1 模拟信号与数字信号 数字信号 数字信号是离散时间信号的数字化表示。其信号的自变量、因变量都是离散的。例如，开关电路中输出电压和电流脉冲就是离散的信号。 1.2.1 模拟信号与数字信号 摩斯密码 1.2.1 模拟信号与数字信号 航海灯语系统 1.2.1 模拟信号与数字信号 光信号是模拟信号还是数字信号？ 手机播放的语音属于模拟信号还是数字信号？ 为什么说航海灯语系统传递的是数字信号？ 1.2.1 模拟信号与数字信号 在计算机中，数字信号的大小常用有限位的二进制数表示。 尽管基于数字信号的数据通信才出现几十年，但因其抵抗电路本身干扰和环境干扰的能力强，且数字信号有利于存储、加密与纠错，从而具有较强的保密性和可靠性。因此在现代技术的信号处理中，数字信号发挥的作用越来越大，覆盖的范围越来越广。 1.2.1 模拟信号与数字信号 名称 优点 缺点 模拟信号 数字信号 进行远距离传送时，用哪种信号比较好？ 1、信息密度高 2、容易实现 1、抗干扰能力差 2、保密性差 1、抗干扰能力强 2、保密性强 3、便于存储、加密、纠错 1、技术要求高 2、模数转换可能带来量化误差 数字信号 1.2.2 编码的基本方式 文字、图像、声音、视频等类型的数据 模拟信号 数字信号 二进制数 编码 存储和传输 1.2.2 编码的基本方式 文字编码 单字节码 双字节码 ASCII码、莫尔斯码 国标码（GBK）、统一码（Unicode） 1个二进制数位 1个比特（bit） 8个二进制数位 8个比特（bit） 1个字节（Byte） 16个二进制数位 2个字节（Byte） 16个比特（bit） 1.2.2 编码的基本方式 1 ASCII码 1960年，香农创立了数字计算机的基本字符编码系统，即ASCII码，用8位二进制码为所有英文字母（大小写共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，第一次将符号转换为“0”和“1”构成的编码。 48-57：数字0-9 65-90：大写字母A-Z 97-122：小写字母a-z 1.2.2 编码的基本方式 先列后行 二进制转十进制 （0100 0001）2 =1×26+1×20 =（65）10 1.2.2 编码的基本方式 2 国标码（GBK） ASCII码能不能编码汉字？ 编码汉字能不能用单字节码？ 我国设计了用于处理汉字的简体中文的GB码和用于繁体中文的BIG5码。 1.2.2 编码的基本方式 图像编码 图像 位图：由像素（光栅点）构成 矢量图：一系列由线连接的点 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。 1.2.2 编码的基本方式 每一个像素只有两种可能性的黑白图像 如上图所示的黑白图像中，共有32×2个像素，如果将黑、白分别映射为1、0，则表示为：11111111，00000110，10000110，11111111，10000001，01100011，01111100，10000001。通常图像编码采用十六进制编码，则表示为：FF，06，86，FF，81，63，7C，81。 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1.2.2 编码的基本方式 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 包含文件的类型、大小和位图起始位置等信息，共14个字节。 用于说明位图的尺寸等信息，占40个字节。 图像x方向的像素数×图像y方向的像素数 1.2.2 编码的基本方式 1位图像 2色图像（21=2） 4位图像 16色图像（24=16） 8位图像 256色图像（28=256） 24位图像 224色 量化位数 颜色种数 量化位数越大，记录每个像素点颜色的种数就越多，图像的颜色就越丰富。 颜色表项 2×4字节 16×4字节 256×4字