沪科版（2019）必修一项目二 探究计算机中的数据表示--认识数据编码

项目二 探究计算机中的数据表示--认识数据编码 一、选择题 1．以下说法中，错误的是（   ） A．把一个十进制整数转化为二进制数，可以采用“除二取余”法 B．二进制数10000000000的数值相当于2的10次方 C．二进制数100100左起第四位数1相当于十进制的4 D．十进制数255相当于二进制数111111111 2．计算机存储器的每个字节为8个二进制位，因此16×16点阵的一个汉字需要用（    ）个字节来存放。 A．8 B．16 C．32 D．256 3．用二进制数对一个二维表格的行号和列号进行编码，都需要4个二进制位，则它的单元格个数至多有（   ） A．16个 B．64个 C．81个 D．256个 4．在计算机的存储器中，一个字节可以存放（  ） A．一个汉字 B．一个英文字母 C．"abcd" D．一张真彩色图片 5．某声音模拟信号的采样如图所示（未经压缩），下列说法正确的是（   ） A．图中整个幅度分为0~7级，其量化位数为3位 B．图中纵坐标划分得越细表示采样频率越高，保真度越高 C．图中各采样点的量化值不同，其量化位数也不同 D．声音数字化过程是将离散的模拟信号转换成连续的数字信号 6．将模拟声音数字化需要经历的过程顺序是（   ） ①量化 ②采样 ③编码 A．①②③ B．②①③ C．②③① D．③②① 7．数字视频的采样质量与下列哪个因素无关？（ ） A．计算机配置及软件平台 B．信号源的性能质量 C．视频采集卡的性能 D．数字视频的播放工具 8．下图是一个8×8的棋盘，共有64个格子。如果对每个格子的位置采用二进制编码，编码至少需要（   ） A．4位 B．5位 C．6位 D．7位 9．下列有关数制的说法，正确的是（   ） A．计算机内部二进制表示较大数时位数太长，可以用十六进制数方式进行存储和处理 B．古代1斤为16两，“半斤八两”体现了八进制数的思维方式 C．两位十六进制正整数，末位是“9”，转换为十进制数，最大值是249D D．将某十六进制数末尾添加一个数“1”，等价于将该数转换为二进制数后末尾添加“1111” 10．一个未经压缩的BMP格式图像文件，其相关信息如图所示。由此可知，表示该图像的颜色数是（   ） A．24 B．28 C．224 D．232 11．一幅未经压缩的1024×768像素的BMP图像“海滩.bmp”，压缩成JPG格式图像“海滩.jpg”后容量约为51KB，压缩比为15:1。则“海滩.bmp”图像中，每个像素所占二进制位数为（   ） A．1b B．4b C．8b D．24b 12．2022年卡塔尔世界杯中运用了多项高新科技，其中最让球迷耳目一新的高科技就是半自动越位技术。足球内部嵌了一颗采用“CTR-CORE”系统的中央芯片，能够实时收集高精度的足球运动数据，并以每秒500次的频率将数据发送给人工智能系统进行整合分析。同时，每个比赛场馆都有12个专用的摄像头来跟踪球和球员，并以每秒50次的频率记录下发生在64场比赛中的每一个瞬间，可以有效判别球员是否越位。另一大亮点是球场的降温技术。为了将温度降至18℃到24℃，体育场配备了冷却技术和可伸缩屋顶，为运动员和球迷们提供更舒适的比赛和观赛环境。场地周边配备有ElPalm凉亭，它带有太阳能电池板供电的风力涡轮机，不仅可为球迷提供遮阴，还可为他们提供USB充电和WiFi。此外，赛事组织者还采用了世界上第一个盲文娱乐平台Bonocle，为视障人士提供了访问数字内容的辅助技术。小明在比赛现场拍照时，发现相机内存还剩1GB的空间，假设拍摄的照片为24位真彩色的BMP格式，为使还能够拍摄200张照片并尽可能保证高分辨率，则应选择的最佳分辨率为（   ） A．1024×768 B．1280×768 C．1536×1024 D．2048*1536 13．小明录制了一段时长为4分钟，采样频率为44.1KHz，量化位数为8位，单声道的无压缩音频，需要占用的存储空间大约是（    ） A．20MB B．10MB C．40MB D．5MB 14．采样频率是44.1KHz，量化位数为8的一段未经压缩的wav音频文件，时长为3分钟，需占用的空间约为（  ） A．7.57MB B．60.56MB C．1.06MB D．132.3KB 15．对某灰度图像进行数字化，每个像素取值为0-199共200级灰度中的某一个级别，则颜色位深数最少是（    ） A．7 B．8 C．16 D．200 16．任意类型的数据，最终在计算机中存储的都是经过一定规则编码后的二进制数字，下列关于数据编码的说法，正确的是（   ） A．基本的ASCII码需用7位二进制编码 B．4位二进制能表示的最多编码数为15个 C．常见的字符编码有Unicode、GB2312、GIF等 D．常见的视频编码方式为JPEG 二、填空题 17．某一分辨率为1024*768像素的BMP图像，含有200种颜色，此图像的数据量至少为 KB。 18．在多媒体技术中， 是指将模拟信号转换为数字信号的过程。 19．数据存储的最小单位是 。16X16点阵汉字是用16行，每行16点来表示汉字。其中一个点用一个二进制位表示。那么16X16点阵的一个汉字要用 个字节来表示。 20．存储一幅没有经过压缩的1024X768像素，24位真彩色的图像需要______MB存储空间？ 21．党的二十大报告提出加快建设农业强国，到2035年基本实现农业现代化的目标，为实现农业现代化擘画出了清晰的时间表和路线图。如今，随着人工智能、物联网、大数据、5G等信息技术的发展，我国部分区域已经进入了农业4.0的初探阶段。农场种植区按农作物的种类被划分为15个片区，若要用二进制代码表示每个片区，至少需要的二进制位数是 。 三、判断题 22．ASCII码是一种国际通用的西文字符编码标准，每个字符用8个二进制位表示。( ) 23．图像数字化的采样是对一幅连续的模拟图像在空间上转换成若干个离散的像素点。( ) 24．把一段模拟信号的音频数字化后，它的音质会更高。( ) 25．GIF格式采用无损压缩，不支持动态，颜色数最多为256色。( ) 26．数字信号在大小和时间上均连续，而模拟信号则相反。( ) 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．D 【详解】本题考查编码。 选项D，十进制数255相当于二进制数111111111，错误，255的二进制数是11111111。故正确答案为：选项D。 2．C 【详解】本题考查的是编码。点阵方式是将汉字分解成若干个“点”组成的点阵字形，每一个点用一个二进制位表示。由于计算机存储器的每个字节位8个二进制位，因此，16*16点阵的一个汉字字形需要用16*16/8=32个字节来存放。故选C。 3．D 【详解】本题考查二进制编码。用4个二进制位对行号编码，可表示的行数为2^4=16行；用4个二进制位对列号编码，可表示的列数为2^4=16列。所以单元格个数至多有16×16=256个。故答案为：D。 4．B 【详解】本题考查的是计算机编码。在计算机的存储器中，一个字节可以存放一个英文字母，两个字节可以存放一个汉字。故本题应选B。 5．A 【详解】本题考查的是音频数字化。图中整个幅度分为0~7级，其量化位数至少为3位；图中横坐标划分得越细表示采样频率越高，保真度越高；图中各采样点的量化值不同，但其量化位数相同；声音数字化过程是将连续的模拟信号转换成离散的数字信号，故本题选A选项。 6．B 【详解】本题主要考查声音的数字化。从声音到数字的过程（即模拟信号的数字化过程）为采样、量化、编码。故本题应选B。 7．D 【详解】本题考查的是视频数字化相关知识。数字视频的采样质量与信号源的性能质量、视频采集卡的性能、计算机配置及软件平台有关,与数字视频的播放工具无关。故本题应选D。 8．C 【详解】本题考查的是信息编码。n位二进制数最多能表示2n种状态。26=64。64个格子，如果对每个格子的位置采用二进制编码，编码至少需要6位。故本题应选C。 9．C 【详解】 本题考查的是进制数。选项A错误，计算机底层是以二进制形式存储信息的；选项B错误，“半斤八两”体现的是16进制数的思维方式；选项C正确，两位16进制数最大是F9H，即15*16+1* 9=249；选项D错误，比如FH对应2进制1111B，F1H对应11110001B。故本题应选C。 10．D 【详解】本题考查图像文件。由图可知，像素个数为640*512；容量为1.25MB；设每个像素存储所需位数为x。由图像容量公式可知：1.25=640*512*x/8/1024/1024，故x约为32。颜色数=2位数=232。故答案为：D。 11．C 【详解】本题考查图像数字化。压缩比是指压缩后的图像大小与原始图像大小的比值。在这里，压缩比为15:1，即压缩后的图像大小是原始图像大小的1/15。由于原始图像是1024×768像素的BMP图像，而压缩后的JPG图像大小约为51KB，即原始图像大小的1/15，所以原始图像大小约为51KB*15≈765KB。现在我们知道原始图像大小为765KB，而图像中的每个像素所占的二进制位数可以通过以下公式计算：总位数=宽度×高度×每个像素的位数。在BMP图像中，每个像素的位数通常为24位（每个颜色通道占8位，总共3个颜色通道），所以：765KB×1024字节×8位/字节=6291456位。将总位数代入公式，得到：6291456位=1024×768×每个像素的位数。解这个方程可以得到每个像素的位数：每个像素的位数=6291456位/1024/768≈8位。因此，每个像素所占的二进制位数为8位，故答案为：C。 12．C 【详解】本题考查图像存储容量计算相关内容。存储容量=图像长×图像宽×像素位数÷8。按照4个选项中的分辨率，分别计算照片的存储容量：A选项，1024×768×24÷8÷1024÷1024=2.25MB，拍摄200张照片，所需存储容量为：2.25MB×200=450MB<1GB；B选项，1280×768×24÷8÷1024÷1024=2.8125MB，拍摄200张照片，所需存储容量为：2.8125MB×200=562.5MB<1GB；C选项，1536×1024×24÷8÷1024÷1024=4.5MB，拍摄200张照片，所需存储容量为：4.5MB×200=900MB<1GB；D选项，2048×1536×24÷8÷1024÷1024=9MB，拍摄200张照片，所需存储容量为：9MB×200=1800MB>1GB。由“相机内存还剩1GB的空间，假设拍摄的照片为24位真彩色的BMP格式，为使还能够拍摄200张照片并尽可能保证高分辨率”可知，C选项更符合要求。故本题答案是C选项。 13．B 【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=44.1*1000*8*1*4*60/8/1024/1024≈10MB，故本题选B选项。 14．A 【详解】本题考查的是音频数字化。未压缩音频文件容量=采样频率*量化位数*声道数*时长/8=44.1*1000*8*1*3*60/8/1024/1024≈7.57MB，选项A正确。 15．B 【详解】本题考查图像数字化相关内容。每个像素取值为0-199共200级灰度中的某一个级别，需要位深数最少是8，原因：27=128<200，28=256>200。故本题答案是B选项。 16．A 【详解】本题考查数据编码。ASCII使用7位二进制编码，表示128个字符，包括字母、数字、标点符号和控制字符，A选项正确。4位二进制可以表示的最大编码数是2^4=16个，因为每位可以是0或1，所以总共有16种组合，B选项错误。GIF是一种图像文件格式，它们不是字符编码，C选项错误。JPEG是一种图像压缩格式，而不是视频编码方式。常见的视频编码方式包括H.264、MPEG-4等，D选项错误。故答案为A选项。 17．768 【详解】本题考查图像存储。图像数据量 = 图像水平分辨率×图像垂直分辨率×颜色位数÷ 8 。颜色数为200 ，则颜色位数为log₂200，约为7.64位，向上取整为8位。图像分辨率为1024×768像素，所以数据量=1024×768×8÷8÷1024 = 768KB 。故答案为：768。 18．采样 【详解】本题考查数据采样。在多媒体技术中，采样是将模拟信号转换为数字信号的过程。模拟信号是连续变化的，而数字信号是离散的。通过按照一定的时间间隔对模拟信号进行测量（采样），并将测量值用数字表示，就实现了从模拟信号到数字信号的转换。采样的频率和精度会影响数字信号对原始模拟信号的还原程度。故答案为：采样。 19． 位或bit 32 【详解】本题考查的是编码。数据存储的最小单位是位（bit）。16X16点阵的一个汉字要用个16*16/8=32字节来表示。 20．2.25MB 【详解】本题考查图像存储。图像文件存储量=水平像素×垂直像素×每个像素所需位数/8 （字节）。存储量=1024*768*24/8/1024/1024=1024*768*3/1024/1024=2.25MB。故答案为：2.25MB。 21．4 【详解】本题考查的是编码相关知识。n位二进制数，最多能表示2n状态。24=16，15个片区，若要用二进制代码表示每个片区，至少需要的二进制位数是4位。 22．正确 【详解】本题考查编码。ASCII码是一种国际通用的西文字符编码标准，每个字符用7个二进制位表示，扩展ASCII码使用8个二进制位。故答案为错误。 23．正确 【详解】本题考查图像数字化。图像数字化的采样过程是将一幅连续的模拟图像在空间上转换成若干个离散的像素点。故正确答案为：正确。 24．错误 【详解】本题考查音频数字化相关内容。音频的音质与采样频率、量化位数、声道数有关，与数字化无关，故本题答案是：错误。 25．错误 【详解】本题考查图像文件格式相关内容。GIF格式的文件采用无损压缩标准，文件容量小，支持动态效果，最多支持256种颜色。故本题答案是：错误。 26．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。 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 $$