3.1 数据编码 课件-【上好课】高中信息技术同步备课系列（教科版2019 必修1）

3.1数据编码 第 2 单元 学习目标 1.2 数据的计算 ★了解各类数据采集的基本方法。 ★能够解释文本、音频等数据的编码原理。 ★理解数据编码的意义和作用。 新课导入----各种数据的采集 在1.1的时候，我们学习了数据无处不在，无时不有。而我们的计算机是用来处理数据的工具，虽然我们所有的数据在计算机中最终都会以二进制的形式来表示。我们数据的表现形式可以有数字、文字、图像、声音、视频等，这些不同数据的编码的方式不同，因此在处理过程中也不一样 那么，我们思考一下来思考一下不同数据的采集方法？ 新课导入----各种数据的采集 图像数据用什么采集呢？ 照相机 手机 扫描仪 新课导入----各种数据的采集 视频数据用什么采集呢？ 摄像机 手机 摄像头 新课导入----各种数据的采集 声音数据用什么采集呢？ 录音笔 手机 话筒 新课导入----各种数据的采集 我们经常给人发微信，那么我们是怎么把这种语音数据转换到计算机中的呢？ 模拟数据与数字数据 用传感器获得信号一般称为模拟信号，随时间连续变化的，波形光滑，这种信号称为模拟信号。 模拟信号的值称为模拟数据。 模拟数据 随时间变化的非连续的，这种信号称为数字信号。 数字信号的值即数字数据，直接用计算机所能理解的二进制表示。 数字数据 模拟数据转化为数字数据的过程 采样 。在时间轴上按照一定的时间间隔取一系列时刻，得到每个时刻对应的声波信号的瞬时振幅值。 第一步 模拟数据转化为数字数据的过程 量化。将第一步所得的振幅瞬时值往最接近的整数取整。每个对应的整数值即为坐标。 第二步 模拟数据转化为数字数据的过程 编码。将样本值用二进制表示的过程称为编码。 第三步 时刻 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 二进制数值 001 010 011 100 011 010 010 010 011 011 模拟数据转化为数字数据的过程 录音文件的大小 计算公式：文件大小=时间（秒）*采样率（赫兹)×量化位数（bit）*声道数 例如：15秒的的音频，采样率为44.1khz，量化位数16位，声道数为双声道，求该段音频文件的大小 15*44.1*1000*16*2=21168045（b)=2646000(B)≈2.52(MB) 进制转换 什么是十进制？ 什么是二进制？ 由0-9的数字构成 进数规则：逢十进一 由0、1两个数字构成 进数规则：逢二进一 进制转换 10010（2）=0*20+1*21+0*22+0*23+1*24=18（10） 权值 R进制数（R≥2）转换为十进制数:按权展开求和法 进制转换 2 18 余数 2 9 0 低位 2 4 1 2 2 0 2 1 0 0 1 高位 十进制数转换为R进制数:短除法(除R取余法) 进制转换 十六进制需要使用16个不同的基本数字，除了0到9外，一般用字母A到F依次表示后续数字，（相当于十进制数中的10~15）。 基本计数规则是逢十六进1，即F+1=10。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 16进制： 10进制： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 存储单位 计算机存储数据的最小单位是二进制位，用比特（bit）表示。 计算机存储数据的基本单位是字节（Byte,简写为B）,8比特为一个字节。 字节单位太小，常用的存储单位有KB,MB,GB等。 1KB = 210B = 1024B 1MB = 210KB = 220B = 1048576B 1GB = 210MB = 220KB = 230B = 1073741824B 1比特能表示两种（21）状态（即0和1）； 2比特能表示00、01、10、11四种（22）状态； 3比特能表示八种（23）状态； 1字节能表示28（256）种状态。 文本数据的编码 用于文本数据字符编码的方案有多种类型，其中ASCII码和unicode是典型的2种方案。 ASCII码 用7位或8位二进制数表示一个字符，集中定义了大小写英文字母，标点符号和数字等字符和符号，共128个。 计算机内部用一个字节来存放一个ASCII码字符，最高位用0表示，例如，“A”的ASCII码为01000001，即65。 ASCII码（十进制） 字符 0~31 控制字符或通信专用字符（不可见） 32 空格 48~57 数字0~9 65~90 大写英文字母A~Z 97~122 小