第一单元 项目二 探究计算机中的数据表示——认识数据编码 课件 2023—2024学年沪科版（2019）高中信息技术必修1

第一单元 数据与信息 数据编码 1 编码 摩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，都是按照一定规则产生的编码。 编码 编码 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成，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就数字、文字、图像、声音、视频等对象编成二进制代码的过程。 编码 数值 声音 图像 文本 编码 事物 编码 一一对应 编码规则 编码包含一定的意义 便于排序等操作 确定编码规则 按照规则编码 编码 01 计算机中数值数据的编码 由于逻辑电路通常只有高低两种电位状态，正好可以表示“0”和“1”，所以计算机采用二进制来存储和表示数据。 通过上一节课的学习我们知道，数据有数值型数据和非数值型数据（文本、图、声音视频等），这些数据是如何转化成二进制组成的代码，并可以被计算机识别的呢？今天我们来一起学习《认识数据编码》 编码 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成，或将信息、数据转换为规定的脉冲电信号。 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。 编码（计算机中的编码）： 编码 编码的意义： 鉴别（唯一标识） 排序（有一定的顺序） 专用含义（含有一定的含义） 数值数据的编码 转 换 编 码 数值数据 二进制数 0、1代码 数值数据的编码 数值数据的编码 十进制转二进制 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。 数值数据的编码 数值数据是一类常见数据，是可用于算术运算的具体数值。 计算机中的数值数据是以补码的方式表示的，以十进制数+21和-21的8位编码为例，它们的二进制数原码、反码和补码分别如下： （+21）10=（+10101）2 [+10101]原=00010101 [+10101]反=00010101 [+10101]补=00010101 （-21）10=（-10101）2 [-10101]原=10010101 [-10101]反=11101010 [-10101]补=11101011 数值数据的编码 计算机中数值数据的编码分为原码、反码和补码，其编码规则见下表。 原码 反码 补码 正数 符号位（0）+数字部分 （如果原数不足n-1位，在高位补0） 同原码 同原码 负数 符号位（1）+数字部分 （如果原数不足n-1位，在高位补0） 在原码的基础上，符号位不变，其余各位取反 在反码的基础上+1 数值数据的编码 文本数据的编码 1. 西文字符的编码 字母、数字、标点符号等，称为西文字符。 目前，国际上普遍采用的西文字符编码标准是ASCII码。 用1个字节来表示，首位为0，后面7位来表示具体符号，此对照表前三位是高位，后四位是低位。 文本数据的编码 将每个字节的最高位设为1 “大” 国标码 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 “大”机内码 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 国标码（GB2312-1980） 使用2个字节长即16位二进制进行编码。 机内码 文本数据的编码 国际编码——Unicode 可容纳世界上所有文字和符号的字符编码方案。 Unicode UTF-8 UTF-16 UTF-32 …… 小练一下 （68.25）10= 声音的数字化 采样频率：计算机每秒钟在模拟声音信号的波形上采样的次数。 采样 采样 量化 编码 声音的数字化 在其他参数一样的前提下，采样频率越高，即采样的时间间隔越短，则在单位时间内得到的声音样本数据越多，对声音信号波形的表示越精确，声音的保真度越高。 采样 量化 编码 声音的数字化 图 b2 图 b1 图 a1 图 a2 量化位数：存储、记录声音幅度值所使用的二进制位数。 量化 采样 量化 编码 声音的数字化 声音的编码是按照一定格式把经过采样和量化得到的离散数据记录下来，并在其基础上加入用于纠错、同步和控制的数据，最终转换为数字音频信号。 不同的编码方式产生不同的格式。 WAV MP3 WMA 编码 采样 量化 编码 声音的数字化 音频参数：采样频率 量化位数 声道数 数据量=采样频率×量化位数×声道数÷8×持续时间(S) 未经压缩的音频文件的数据量计算方法：(计算结果单位B) 例1：CD的标准采样频率为44.1KHz,量化位数为16位立体声双声道（每次生成两个声波数据）,每秒数据量为 B。 例2: 录制一段时间为10秒，采样频率为22050Hz,量化位数为8