1.2数字化与编码2024—2025学年高中信息技术人教/中图版（2019）必修1

1.2 数字化与编码 一、选择题 1．歌曲《祖国不会忘记》的长3分钟、采样频率为44.1kHz、量化位数为16位、双声道，则其存储容量约为（   ） A．30MB B．200 MB C．150 MB D．100 MB 2．下列关于数制的说法，正确的是（    ） A．110B是11B的10倍 B．19H与11H之和为30H C．9DH相应的二进制数位数是8 D．1011B相应的十进制数是偶数 3．字符“D”的ASCII码十进制形式为“68”，以下说法正确的是（   ） A．字符“E”的ASCII码在计算机内部存储为“69” B．字符“E”的ASCII码在十六进制形式为“44” C．字符“E”的ASCII码在二进制形式为“100 0100” D．字符“E”的ASCII码在计算机内部存储为“0100 0101” 4．将未经压缩的200×200像素、16位色图像F.bmp另存为未经压缩的100×100像素、256色的图像G.bmp，则图像F.bmp与G.bmp存储容量之比为（   ） A．1：4 B．1：1 C．4：1 D．8：1 5．声音信号的数字化过程包括（   ） A．采样、量化、编码 B．输入、处理、输出 C．编辑、保顾、播放 D．扫描、打印、显示 6．如果用手指弯曲表示“0”，手指伸直表示“1”，下图中的手势可以表示的二进制数是（   ） A．1101 B．00101 C．11111 D．00000 7．已知“g”的ASCII码值的进制数103，则“d”的 ASCI 码值的十进制数是（   ） A．99 B．101 C．100 D．98 8．数据编码的用途和意义包括（    ） ①减少信息量，节省存储空间    ②提高计算机处理效率和精度     ③便于机器存储、传输和处理    ④方便用户使用，提高数据的利用率 A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①②③④ 9．压缩文件通常使用的软件是（   ） A．WinRAR B．Winamp C．Flash D．Excel 10．将6个灯泡排成一行，用表示灯亮和灯不亮，如图是这一行灯的五种情况，分别表示1，2，3，4，5，那么表示（  ） A．37 B．26 C．36 D．25 11．一段频率为44.1KHz，量化位数为16位，双声道、总计时2分钟的WAV格式音频文件。这个音频文件所占的存储空间为________字节。（   ） A．44.1×1024×16×2×2÷8 B．44.1×1024×16×2×120÷8 C．44.1×1000×16×2×2÷8 D．44.1×1000×16×2×120÷8 12．已知字符“i”的 ASCII码的二进制值是1101001,如果某字符的ASCI1码的十进制值是109,那么这个字符是（   ） A．h B．o C．m D．f 13．利用数字设备将模拟声音信号进行数字化处理，通常的处理过程是（   ） A．编码、采样、量化 B．采样、编码、量化 C．采样、量化、编码 D．量化、采样、编码 14．ASCII码使用一个字节的低7位来表示字符，那么它总共可以表示多少个字符（   ） A．256 B．128 C．64 D．512 15．下列关于模拟信号数字化过程的说法不正确的是（   ） A．数字化过程一般需要经过采样、量化与编码 B．数据在计算机中以二进制方式存储 C．将模拟信号转换成数字信号，会引起失真 D．量化值的范围是0~256，则量化位数最少是8位 二、填空题 16．按照取值特征，可以将信号分为 和 。 17．（10110101）2 =( )10 。 18．将十进制数39转换为二进制数后为 。 19．图1是一张磁卡通过刷卡器时显示的波形，已知该波形所表示的二进制代码为100101110。 （1）请根据图1的编码方式，将图2中波形表示的二进制代码补充完整。 （2）图2中波形表示的二进制代码的最后三位二进制编码分别为① 、② 、③ 。 20．一段时长为1分钟，采样频率为44.1kHz，量化位数为16位，双声道立体声的无压缩音频，占用的存储空间是 MB（保留整数位） 21．小申在科技馆拍了很多照片，回家后，用画图软件进行了编辑和处理，图像的分辨率为1024*768，以下是小申选择的保存类型，那么，每张图像的数据量为 MB。     三、判断题 22．声音数字化过程中的采样频率越高，量化位数越大，得到的音频质量就越差。( ) 23．数字视频信号可以通过将模拟视频信息数字化后获得，也可以由数码摄像机、数字摄像头、智能手机之类的设备直接取得。( ) 24．为了检测全班同学的编程基础，周老师可以采用问卷星出题进行数字化学习评价的获取。( ) 25．数字图书馆是没有围墙的图书馆，它通过互联网为用户提供信息资源存储、检索、传偷等服务，使人们获取信息消费不受空间时间限制。用户可以使用手机、电脑、平板等设备登录相关数字图书馆的网站，实现任何时间、任何地点、方便快捷地享用世界上任何一个“信息空闲”的数字化信息资源。数字图书馆让学习者的学习空间变得无围墙、无界限，使得数字化学习更具有开放性。( ) 26．压缩文件时，可以选择压缩文件格式及压缩方式，但不能更改压缩文件名称。( ) 27．数字信号在大小和时间上均连续，而模拟信号则相反。( ) 四、操作题 28．学校举办庆祝建党100周年歌咏比赛要求参赛选手自行录制歌曲，并上传到指定网站，文件大小不超过10MB。小明要参加此次比赛，他要完成歌曲录制的任务。 （1）下列选项中，( )是小明录制歌曲时必备的硬件设备 ①录音话筒 ②带声卡的电脑 ③扫描仪 ④打印机 ⑤摄像头⑥音箱 A．②③⑥     B．①②③     C．①②⑥     D．①②⑤ （2）小明录制歌曲的时候使用的参数如下图所示，歌曲时长为10分钟，保存的格式是WAV，该声音文件的大小为( ) A．50.4ME    B．6.3MIE    C．12.6MB    D．25.2ME （3）试听时，指导考师认为录制的音效不是很好，你认为小明可以采取哪些措施来改善音效( ) ①适当增加采样频率 ②适当减少采样频率 ③增加声道数 ④增加采样精度 ⑤改用十六进制编码 A．①③⑤    B．①③④    C．②④⑤    D．②③④⑤ （4）录制的歌曲文件大小超过举办方要求的10MB，大家想到压缩，可又担心质量受损，小明向大家介绍了一种无损压缩编码：行程长度编码RLE。原理就是把一系列重复的值用一个单独的值再加上一个计数值来取代。当最高位为1时，则后面7位表示是数据的重复次数；当最高位为0时，则后面7位数是被压缩的数据。例如：1011101 1011101 1011101 1011101 1011101 1011101这样一串编码重复了6次，所以可以写成10000110 01011101。第1个字节，最高位是1，后面的7位0000110表示数据重复次数是6；第2个字节，最高位是0，那么后面的7位1011101就是被重复的数据。根据以上压缩策略，下列( )经过RLE压缩后的数据为1000010101 01100110。 A．1100110 1100110 1100110 1100110 1100110    B．01100110 01100110 01100110 01100110 01100110 C．1100110 1100110 1100110 1100110    D．01100110 01100110 01100110 01100110 （5）小明为了让大家进一步了解声音录制与编码相关知识，为大家梳理了一张流程图，部分留空，请你完善流程图中的内容。( )、( )、( )、( )、( )。 （填字母：A．模拟信号 B．声音压缩 C．编码 D．采样 E.选择声音录制软件） 29．Base64编码是计算机中常见的一种编码方式，规则是把3个字节（24位）的数据按6位1组分成4组（24÷6=4），然后将每组数据分别转换为十进制，根据图1所示的对应表将这些十进制数所对应的字符连接，即为Base64编码。 索引 字符 索引 字符 索引 字符 索引 字符 0 A 16 Q 32 g 48 w 1 B 17 R 33 h 49 x 2 C 18 S 34 i 50 y 3 D 19 T 35 j 51 z 4 E 20 U 36 k 52 0 5 F 21 V 37 l 53 1 6 G 22 W 38 m 54 2 7 H 23 X 39 n 55 3 8 I 24 Y 40 o 56 4 9 J 25 Z 41 p 57 5 10 K 26 a 42 q 58 6 11 L 27 b 43 r 59 7 12 M 28 c 44 s 60 8 13 N 29 d 45 t 61 9 14 O 30 e 46 u 62 + 15 P 31 f 47 v 63 /                图1 以编码字符“Max”为例，如图2所示，字符“Max”对应的ASCII编码十六进制分别是4DH，61H，78H，分别转换为8位二进制数，按6位二进制数分组后再转换成十进制，查找它们的对应字符，得到“Max”的Base64编码为“TWF4”。         图2 请回答下列问题。 （1）字符“N”的ASCII码值使用十六进制表示为 ,使用十进制表示为 ，使用8位二进制表示为 。 （2）字符串“Num”的Base64编码为 。 （3）按照Base64编码原理，原文的字节数量应该是3的倍数。如果这个条件不能满足的话，具体的解决办法如下：原文剩余的字节根据编码规则继续单独转（余下1个字符则转成2个字符，余下2个字符则变成3个字符；不够的位数用0补全），再用=号补满4个字符。例如字符“M”的Base64编码为“TQ==”。则Base64编码“R28=”的原文为 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．A 【详解】本题考查音频文件存储容量相关内容。音频文件数据量（字节/秒）=  (采样频率（Hz）*采样位数（bit）*声道数)/ 8 ，其中单声道的声道数为1，立体声的声道数为2。故本题文件大小=44.1×1000×16×2×3×60/8/1024/1024≈ 30MB，故本题答案是A选项。 2．C 【详解】本题考查数制。 110B是11B的2倍；19H+11H=2AH；9DH=10011101B，二进制数位数为8；1011B=1×23+0×22+1×21+1×20）D=11D是奇数。故正确答案为：选项C。 3．D 【详解】本题考查编码。A选项错误，字符“E”的ASCII码十进制值为69，但在计算机内部存储为二进制形式；B选项错误，字符“E”的ASCII码十进制值为69，转换为十六进制形式为45；C选项错误，字符“E”的ASCII码十进制值为69，转换为二进制形式为01000101；D选项正确，字符“E”的ASCII码在计算机内部存储为01000101；故答案为：D。 4．D 【详解】本题考查图像数字化。计算公式为：（200×200×16）/8：（100×100×log2256）/8=8：1，故选择D。 5．A 【详解】本题主要考查声音数字化。声音数字化的过程包含采样、量化、编码三个步骤，故选A。 6．A 【详解】本题考查二进制编码。如果用手指弯曲表示“0”，手指伸直表示“1”，则图中的手势可以表示的二进制数是1101。故选A。 7．C 【详解】本题主要考查ASCII码。已知“g”的ASCII码值的十进制数是103，则“d”的ASCII码值的十进制数是103-3=100。故选C。 8．D 【详解】本题考查数据编码相关内容。对数据进行编码，可以减少信息量，节省存储空间；提高计算机处理效率和精度；便于机器存储、传输和处理；方便用户使用，提高数据的利用率。故本题答案是D选项。 9．A 【详解】本题考查压缩软件。WinRAR是解压缩软件，Winamp是多媒体播放器，Flash是动画制作软件，Excel是表格处理软件。故选A。 10．A 【详解】本题考查编码。由图可知，白圈表示1，黑圈表示0，而1表示为1；2表示为10；3表示为11，4表示为100；5表示为101。灯泡亮与不亮表示对应数字的二进制，数字为100101，转换为十进制为1*25+0*24+0*23+1*22+0*21+1*20=37。故答案为A选项。 11．D 【详解】本题考查声音文件容量计算相关内容。音频文件容量=采样频率*量化位数*声道数*时长/8。录制一段时长为2分钟，采样频率为44.1kHZ、量化位数为16位，双声道的WAV格式的音频，该音频的存储空间约为44.1×1000×16×2×120÷8字节，故本题答案是D选项。 12．C 【详解】本题考查编码相关内容。二进制数：1101001转换为十进制数为：105。109-105=4，在字符“i”后4位的字符为：m。故本题答案是C选项。 13．C 【详解】本题主要考查声音数字化编码。对声音进行数字化编码的过程是采样、量化、编码。采样是每隔一定的时间测量一次声音信号的幅值，把时间连续的，模拟信号转换成时间离散、幅值连续的采样信号。如果采样的时间间隔相等，这种采样称为均匀采样。量化是按“四舍五入”或其它方法将采样得到的数值限定在几个有限的数值中，将采样信号换成时间离散、幅度离散的数字信号。编码是将量化后的信号转换成一个二进制码组输出。故答案为C选项。 14．B 【详解】本题主要考查字符编码。ASCII码使用一个字节的低7位来表示字符，那么它总共可以表示27=128个字符，故本题选B选项。 15．D 【详解】本题主要考查模拟信号的数字化。数字化过程一般需要经过采样、量化与编码；数据在计算机中以二进制方式存储；将模拟信号转换成数字信号，会引起失真；量化值的范围是0~256，则量化位数最少是9位，故本题选D选项。 16． 模拟信号 数字信号 【详解】本题考查信号。模拟信号其值可以连续变化，并采取任意数值。数字信号其值只能采取离散的数值，通常用数字编码来表示。故答案是模拟信号和数字信号。 17．181 【详解】本题考查数制相关内容。二进制转换为十进制的方法：将二进制数按权值展开，每位上的数值乘以相应的权值，最后将所有结果相加。（10110101）2 =（1*27+1*25+1*24+1*22+1*20）10=（181）10。故本题答案是：181。 18．100111 【详解】本题考查进制数的转换。十进制数39通过“除权取余、逆序排列”的方法转换为二进制数是100111。 19． 1 0 1 【详解】本题考查的是数据编码。图1所表示的二进制代码为100101110（即1表示高电平，0表示低电平），故图2中的波形表示的二进制代码是101110101，故图2中波形表示的二进制代码的最后三位二进制编码分别为：1、0、1。 20．10 【详解】本题主要考查音频文件容量计算。音频文件容量=采样频率*量化位数*声道数*时长/8，故一段时长为1分钟的双声道立体声的无压缩音频（采样频率为44.1kHz，量化位数为16位），占用的存储空间是（60×44.1×1000×16×2）/8/1024/1024≈10MB。故答案为：10。 21．2.25MB 【详解】本题考查图像数字化相关内容。图像存储容量=水平像素*垂直像素*每个像素色彩所占位数/8。图像的数据量为：1024*768*24/8/1024/1024=2.25MB。故本题答案是2.25MB。 22．错误 【详解】本题考查声音数字化。声音数字化过程中，采样频率越高，量化位数越大，得到的音频质量越好，保真度越高。故正确答案为错误。 23．正确 【详解】本题考查视频数字化。数字视频信号的获取途径有两种，一是通过对模拟视频信号进行数字化转换得到，二是像数码摄像机、数字摄像头、智能手机等本身就能直接生成数字视频信号。故说法正确。 24．正确 【详解】本题考查的是数字化工具。问卷星可以用来测试和评价统计等服务，故题干中说法正确。 25．正确 【详解】本题考查数字化相关内容。数字图书馆是用数字技术处理和存储各种图文并茂文献的图书馆，实质上是一种多媒体制作的分布式信息系统。它把各种不同载体、不同地理位置的信息资源用数字技术存贮，以便于跨越区域、面向对象的网络查询和传播。它涉及信息资源加工、存储、检索、传输和利用的全过程。通俗地说，数字图书馆就是虚拟的、没有围墙的图书馆，是基于网络环境下共建共享的可扩展的知识网络系统，是超大规模的、分布式的、便于使用的、没有时空限制的、可以实现跨库无缝链接与智能检索的知识中心。数字图书馆让学习者的学习空间变得无围墙、无界限，使得数字化学习更具有开放性。故本题答案是：正确。 26．错误 【详解】本题考查文件压缩。在压缩文件时，通常是可以选择压缩文件的格式（如ZIP、RAR等）和压缩方式（如普通压缩、最大压缩等），同时也可以指定压缩后的文件名称和保存路径。用户通常可以自由设定压缩文件的名称，以满足个性化或组织需要。因此，压缩文件时是可以更改压缩文件名称的。故说法错误。 27．错误 【详解】本题考查数字信号和模拟信号。模拟信号是在时间和数值上均连续变化的电信号，如正弦波、三角波等。数字信号是在时间和数值上均离散的信号。故本题答案是：错误。 28． C C B A E A D C B 【详解】 本题考查的音频是数字化。 （1）音频设备主要是对音频输入输出设备的总称，其包括的产品类型也很多，一般可以分为功放机、音箱、多媒体控制台、数字调音台、音频采样卡、合成器、中高频音箱、话筒，PC中的声卡、耳机等。故选C。 （2）声音文件大小的计算公式是：数据量=（采样频率（Hz）×采样精度（bit）×声道数×时间）/8。计算时要注意几个单位的换算细节：时间单位换算：1分钟=60秒；采样频率单位换算：1kHz=1000Hz；数据量单位换算：1MB=1024×1024=1048576B；另外，单声道的声道数为1，立体声的声道数为2。如图所示该声音文件时长为10分钟，则该文件的大小=[22050×8×1×（10×60）]/（8×1024×1024）=12.6MB。故选C。 （3）音频文件的影响因素有采样频率、声道数和采样精度。采样频率越大，采样精度越高，声道数越多，音频文件的音效越好。故选B。 （4）观察压缩后的数据10000101 01100110，第1个字节的最高位是1,则其后面的7位0000101表示数据重复次数是5；第2个字节的最高位是0,那么后面的7位1100110就是被重复的数据，因此压缩前的数据为：1100110 1100110 1100110 1100110 1100110，选项A符合压缩原理。 （5）声音录制与编码流程为：准备阶段选择声音录制硬件——E.选择声音录制软件——A.模拟信号——录制——D.采样——量化——C.编码——数字信号——B.声音压缩——存储与上传。 29． 4E 78 01001110 TnVt GO 【详解】本题考查Base64编码相关内容。①对字符“N”进行十六进制转换，即可得到答案；②对字符“N”进行十进制转换，即可得到答案；③对字符“N”进行二进制转换，即可得到答案； ④ 画图展示： 故答案为TnVt； ⑤画图展示： 故答案为：GO。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$