第一单元 项目二探究计算机中的数据表示一一认识数据编码 教案 2022—2023学年沪科教（2019）高中信息技术必修1

项目二：认识数据编码（必修1） （第1课时） 作者：洛阳市第十二高级中学 卫君利 学习目标： 1. 了解编码的意义和作用 2. 了解数据编码的基本方法 3. 了解常用的文本数据编码方式 4. 掌握二进制与十进制相互转换的方法；原码、反码、补码的转换规则，ASCII码的推导方法，编码位数的确定方法 导入： 观看战争中电报的发送，引出福尔摩斯码。 上图是一份摩斯密码对照表。在谍战电影中我们经常会听到摩斯密码，看起来很神秘是吗？其实摩尔斯密码就是一种把书面字符用可变长度的信号表示的编码方式。日常生活中我们经常见到的身份证号，邮政编码，银行卡号，学籍号等等，都是按照一定规则产生的编码。那什么是编码呢？编码的意义和作用是什么？为了使用计算机处理数据，我们又如何对信息进行编码呢？这一节我们就来学习这些内容。 活动一：从树牌号认识编码，理解编码的意义（阅读书本14页，小组合作完成下列问题） 1.树牌号编码过程：先制定（相应的编码规则），再（按照编码规则进行编码）。 2.根据书中的编码规则，在林地中找出编号为2041068的树木，并用圆圈圈出。 3.结合树牌号的编码过程，及刚才找2041068树木的方法，及书本19-20页“编码”的内容试着用自己的语言说一说编码的意义。 通过根据编码的规则释义编码的代表的意义，能够快速的在林地内找到该编码所代表的树木。编码可以唯一的标识现实的事物。经过编码后我们可以比较方便的对信息进行排序、筛选等处理。 4.如果2 区11子区中有10023棵树，书本中的编码规则是否可以使用？为什么？如何更改编码规则才能保障每棵树都有唯一的树牌号？ 不可以。 树木编码共有四个位，每位可以使用的字符个数为10（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9），根据排列组合规则，可以有编码从0000到9999共10000个编码，可以代表10000棵树，11子区中的树木数量超过了可以表示的最大数据木数，所以不可以。 使用至少5位数字对树木编码才能保障每棵树都有唯一的树牌号。 5. 即时练习：为了保证用户安全，通常会要求用户设置登录密码，如果用6位十进制数字表示密码，有（106）组合；如果用6位十进制数或小写字母或大写字母表示密码有（626）组合。 解析：十进制数可用字符个数为10，共有6位，可组合的方式有：10*10*10*10*10*10，共106种。如果可用十进制或小写字母或大写字母，每个位上可用的字符个数为（10+26+26）共计62种，可组合的方式有：62*62*62*62*62*62即626种。 6. 编码的概念：编码（encoding）是指用（预先规定的）方法将（文字）、（数字）或（其他对象）转换成（规定的符号组合），或将（信息）、（数据）转换为规定的（脉冲电信号）。在计算机中，编码一般是指用预先规定的方法将数字、文字、图像、声音、视频等对象编成二进制代码的过程。 计算机是由逻辑电路组成的，逻辑电路通常只有高低两种电位状态，正好可以表示“0”与“1”，所以用计算机采用二进制来存储和表示数据，因此，要想用计算机存储和处理现实中的数值、文本、图形、图像、声音和视频等数据，必须对数据进行二进制编码，即将其转化为由“0”和“1”组成的代码。数据类型不同，编码的方法也不同。接下来一起看下计算机中各种数据的编码方法与过程。 活动二：计算机中数值数据的编码（阅读书本20-21页内容，小组合作完成下列问题） 1.生活中我们常用的数制是（十进制），计算机中广泛采用的数制是（二进制）。 2.在计算机中数值数据的编码过程为： 3.要用计算机存储和处理数值数据，首先要将其转换为二进制数。十进制数转二进制数，整数部分的转换方法是（除2反向取余），小数部分的转换方法是（乘2正向取整）。请按照书中示例将25.25转换为二进制数，并列出计算过程。 4. 思考问题：将十进制转换为二进制后，为什么不可以直接使用呢？为什么还要进一步编码呢？ 为了表示不同的数，对数进行处理和运算，所以还需要进一步编码，来表示数中出现的正负号、小数点等等。 5.计算机中的数值数据的编码分为（原码）（反码）（补码），计算机中数值数据是以补码的方式表示的。 即时练习：以十进制12和-12的8位编码为例，12的二进制数为（1100）、原码为（00001100）、反码为（00001100）、补码为（00001100）。-12的二进制数为（-1100）、原码为（10001100）、反码为（11110011）、补码为（11110100）。 解析：根据原码、反码和补码的编码规则进行计算。 5. 二进制的基数是（2），以小数点为界，向左（整数部分）各位的位权依次是20、21、22……，向右（小数部分）各位的位权依次为2-1,2-2……，下面是一个二进制数，请在表中标出其各位的位权，各位所代表的数值