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．已知英文字母C的ASCII码是01000011，则英文字母E的ASCII码是（    ） A．01000101 B．01000110 C．01001011 D．01000111 2．关于声音信息数字化，以下表述中正确的是（    ） A．采样频率越高，量化级数越高，声音的失真度越大 B．量化级数的高低是决定声音数据量大小的唯一因素 C．声波可以通过采样、量化、编码三个步骤转换为数字信息 D．采样频率是每秒在声波信号上采集的样本数量，采样频率越低，声音失真度越小 3．下列关于数制的说法，正确的是（    ） A．若某十六进制数的末位为0，则该数转换为十进制数后，可能是奇数 B．二进制数1110001B转换为十六进制数是EIH C．二进制数1101B去掉末位数码1，新数110B是原数1101B的1/2 D．n进制表达式（6）n+（1）n的计算结果为两位n进制数，则n一定为7 4．下列关于数字化的说法，正确的是（   ） A．每个汉字的输入码是唯一的 B．将模拟信号转换成数字信号一般需要经过采样、量化与编码 C．录音时说话声音越大，音频文件占用的存储空间也越大 D．ASCII码共有128个字符，十进制编码范围从1到128 5．在下列字符中，其ASCII码值最大的一个是（   ） A．9 B．Z C．d D．X 6．将二进制数（1011）2转换为十进制数等于（   ） A．10 B．11 C．12 D．13 7．声音的采集和量化过程中，采样频率越高，量化位数越多，则（    ） ①声音的保真度越高 ②音质效果越差 ③数据容量越大 ④存储容量越小 A．①③ B．②④ C．①②③ D．①②④ 8．设汉字点阵为32ⅹ32，那么100个汉字的字形状信息所占用的字节数是（   ） A．12800 B．3200 C．32ⅹ3200 D．128k 9．阳阳截取了某照片中的部分图像，并将其另存为BMP格式图像，其中一个像素的RGB值如图所示，则下列说法不正确的是（   ） A．该图像属于位图 B．该图像每个像素需要8位进行存储 C．拍摄图像经过了采样、量化和编码等环节 D．按不同的规则进行编码不会影响图像的像素总数 10．关于信息的数字化，以下叙述正确的是（    ） A．各种形式的信息转换成不同进制存放在电脑中的过程称为信息的数字化 B．磁盘中的影视信息在计算机上播放的过程就是信息的数字化 C．计算机中存放的图像数据信息显示在显示器上的过程是信息的数字化 D．将声音、影像等信息转化为二进制数形式的过程是信息的数字化 11．PCM编码是一种将声音等模拟信号变换为数字信号的编码方式。如图所示，依据PCM 编码，一段音频模拟信号（图1）经过①②③数字化的过程，最终转变为一组由二进制码表示的数字信号（图2）。这段音频信号的最高频率为22.05kHz，依据奈奎斯特采样定理，若要包含原信号的全部信息，则采样频率最少为（   ） A．11.025kHz B．22.05kHz C．44.1kHz D．88.2kHz 12．为考生编制考试号的过程属于（    ） A．信息的采集 B．信息的编码 C．信息的加密 D．信息的发布 13．声音数字化的三个要素会直接影响数字化后音频的质量及其数据量的大小，这三个要素通常指（   ） A．采样频率、量化位数、声道数 B．采样频率、编码位数、声道数 C．采样位数、量化频率、声道数 D．采样频率、量化位数、编码数 14．下列不属于数字化学习工具的是（  ） A．在线博物馆 B．数字实验仪器 C．网络购物平台 D．数字仿真软件 15．某位图图像最多需要表示500种颜色，若采用十六进制给每种颜色编号，至少需要的编码位数是（   ） A．4 B．3 C．2 D．1 16．小申打算下次与同学一起乘坐地铁前往科技馆，经查询，目前上海地铁投入运营和在建的共有33条线路，小明用n位二进制数对线路和站点分别进行编码。已知所有线路中站点数最多为36，那么n最小为（   ） A．10 B．11 C．12 D．13 二、填空题 17．计算机外部的各种形式的数据经过编码后，都以 数的形式存储在计算机中。 18．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 。 19．将十进制数9转换成二进制数是 。二进制数10011转化为十进制为 。 20．存储2个国标汉字内码通常需要( )字节。 21．某同学在计算机中保存了一张有8种颜色的位图文件，该位图的每个像素至少要用 位二进制数进行编码。 三、判断题 22．在计算机中，数值数据一般以二进制形式存储。( ) 23．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。人们可以使用火狐浏览器、谷歌浏览器等信息加工工具检索数字图书馆的网站。( ) 24．计算机中使用的字符编码采用的均为ASCII码。( ) 25．八位二进制数的最大值所对应十进制数为256。( ) 26．容量是1GB的存储卡，相当于1000MB。( ) 四、操作题 27．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） 28．二维码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面上（二维方向）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息。现有点阵规模为 24*24 的二维码图像，通过黑、白像素进行逐个编码，每个点用 1 个二进制位(bit)表示，如果用“0”表示白点，用“1”表示黑点，如下图所示： 请回答下列问题： （1）该二维码的第九行第一个字节（如上面左图加框处，放大后如上面右图所示），其二进制编码为 B，转化为十六进制编码是 H。 （2）存储该二维码需要的空间是 Byte。 （3）二维码目前广泛应用于汉字、数学、图片、指纹、声音等信息的存储。下列关于二维码的说法，正确的是( )（多选） A．二维码是记录数据符号信息的图形，不同黑白相间的组合确定了二维码的意义 B．手机扫描二维码，属于信息的编码过程 C．扫一扫政府部门官方发布的二维码，一般不存在安全隐患 D．扫描二维码可能感染病毒是因为二维码本身携带病毒 E.付款二维码每隔一定时间自动更新，主要体现了信息的价值性 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】本题考查编码。 已知英文字母C的ASCII码是01000011（这是C的ASCII码值的二进制表示），我们需要找出英文字母E的ASCII码。E在C之后两个位置，所以E的ASCII码应该是C的ASCII码加2（十进制）。在二进制中，这相当于在C的ASCII码二进制表示的最低有效位之后（从右往左数）加两个1（注意二进制加法中的进位）。因此，英文字母E的ASCII码是01000101。故正确答案为：选项A。 2．C 【详解】本题考查的是音频编码。采样频率越高，量化级数越高，声音的失真度越小；量化级数的高低和采样频率均决定声音数据量大小；声波可以通过采样、量化、编码三个步骤转换为数字信息；采样频率是每秒在声波信号上采集的样本数量，采样频率越低，声音失真度越大。故本题应选C。 3．D 【详解】本题考查数制。十六进制数的末位为0意味着该数是16的倍数，而16是偶数，因此转换为十进制数后不可能是奇数，故A选项错误。将二进制数1110001分组为四位一组，从右到左：01110001，对应的十六进制数为71H，而不是EIH，故B选项错误。二进制数1101B对应十进制数13，去掉末位数码1的新数110B对应十进制数6，而13的一半是6.5，不是6，故C选项错误。n进制数（6）n表示6，(1)n表示1，两者相加为7。如果结果为两位n进制数，则n必须大于6，最小的n为7，故D选项正确。故答案为：D。 4．B 【详解】本题考查数字化。A选项不正确。汉字的输入码不一定是唯一的，不同的输入法（如拼音、五笔等）可能对同一个汉字有不同的输入码。B选项正确。将模拟信号转换为数字信号的过程包括三个主要步骤：采样（以一定频率获取信号的瞬时值）、量化（将采样值映射到有限的离散值集合）和编码（将量化值转换为二进制代码）。C选项不正确。音频文件占用的存储空间主要取决于采样率、量化位数和录音时间，而不是声音的大小。声音越大，只会影响音频信号的振幅。D选项不正确。标准ASCII码共有128个字符，但它的十进制编码范围是从0到127。故答案为：B。 5．C 【详解】本题考查字符编码相关内容。在ASCII码表中：0~31及127（共33个）是控制字符或通信专用字符；32~126（共95个）是字符（32是空格），其中48~57为0到9十个阿拉伯数字；65~90为26个大写英文字母，97~122号为26个小写英文字母，其余为一些标点符号、运算符号等。ASCII码编码顺序：数字、大写字母、小写字母。四个选项中，d的ASCII码值值最大。故本题答案是C选项。 6．B 【详解】本题考查二进制转化为十进制。1011转化为十进制1×20+1×21+0×22+1×23=1+2+0+8=11。故选B。 7．A 【详解】本题考查音频数字化相关内容。一般情况下，采样频率、量化的分辨率越高，则音质越好，存储容量越大。故本题答案是A选项。 8．A 【详解】本题考查的是编码。汉字点阵为3232=1024个二进制位，也就是1024/8=128字节，那么100个汉字的字形状信息所占用的字节数是128*100=12800，故选A。 9．B 【详解】本题考查图像编码相关内容。A选项，BMP是英文Bitmap（位图）的简写，它是Windows操作系统中的标准图像文件格式，能够被多种Windows应用程序所支持，该图像属于位图，选项正确。B选项，每个像素有三种颜色，每种颜色需要8位二进制，每个像素需要3*8=24个二进制位编码，选项错误。C选项，拍摄图像经过了采样、量化和编码等环节，选项正确。D选项，按照不同规则编码不会影响图像像素个数，选项正确。故本题答案是B选项。 10．D 【详解】本题考查的是数字化。各种形式的信息转换成二进制存放在电脑中，选项A说法错误；磁盘中的影视信息已经是数字化了，选项B说法错误；计算机存放的图像数据，就已经是信息的数字化，选项C说法错误；将声音、影像等信息转化为二进制形式的过程是信息的数字化，选项D说法正确；故本题选D选项。 11．C 【详解】本题考查数字化。奈奎斯特采样定理指出，为了准确地重构原始模拟信号，采样频率必须至少是信号中最高频率的两倍。在PCM编码中，为了捕捉原始模拟信号的全部信息，采样频率必须满足奈奎斯特采样定理。给定原始信号的最高频率为22.05kHz，根据奈奎斯特采样定理，采样频率至少应为最高频率的两倍，即44.1kHz。故答案为：C。 12．B 【详解】本题考查信息编码相关内容。信息处理过程分为：信息获取、存储、加工和表达。信息处理之前，对每位考生编制考试号属于信息编码过程。故本题答案是B选项。 13．A 【详解】本题考查声音数字化相关内容。声音数字化的三个要素通常指采样频率、量化位数、声道数。故本题答案是A选项。 14．C 【详解】本题考查数字化学习工具相关内容。ABD选项属于数字化学习工具，C选项不属于数字化学习工具。故本题答案是C选项。 15．B 【详解】本题考查的是编码相关知识。n位十六进制数最多能表示16n种颜色。由162=256<500，163=4096>500，可知n=3，故至少要用3位十六进制数进行编码。故本题应选B。 16．C 【详解】本题考查信息编码相关内容。目前上海地铁投入运营和在建的共有33条线路，如用二进制编码，则2t>=33，t值最小为6，所有线路中站点数最多为36，对站点编码，则2m>=36，m最小值为6。n值最小为6+6=12。故本题答案是C选项。 17．二进制 【详解】本题考查数据编码相关内容。在计算机中，数据以二进制的形式存储、加工。故本题答案是：二进制。 18． 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。 19． 1001 19 【详解】本题考查进制数的转换。十进制数9通过“除权取余、逆序排列”的方法转换为二进制数是1001。二进制数10011通过“按权展开、逐项相加”的方法转化为十进制为1×20+1×21+0×22+0×23+1×24=19。 20．4 【详解】本题考查汉字编码。在信息编码中，一个英文占1个字节，一个中文（含繁体）占2个字节，因此存储2个国标汉字内码通常需要2*2=4个字节。 21．3 【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种颜色。由2n=8，可知n=3，故至少要用3位二进制数进行编码。 22．正确 【详解】本题考查数制。在计算机中，无论是数值数据、文本数据还是其他类型的数据，它们通常都以二进制形式存储和处理。这是因为二进制是计算机能够直接理解和操作的基础数据形式。故题干说法正确。 23．错误 【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。火狐浏览器、谷歌浏览器属于搜索引擎，不是信息加工工具。故本题答案是：错误。 24．错误 【详解】本题考查计算机信息编码相关内容。在计算机中使用的字符编码有ASCII码、GBK等编码，故本题答案是：错误。 25．错误 【详解】本题考查数制相关内容。八位二进制数的最大值所对应的十进制数是255，而不是256。这是因为八位二进制数可以表示的最大值是11111111（每一位都是1），其对应的十进制数是255。故本题答案是：错误。 26．错误 【详解】本题考查存储容量相关内容。容量基本单位为字节B，字节向上分别为KB、MB、GB、TB，其中，1KB=1024Byte，1MB=1024KB，1GB=1024MB。容量是1GB的存储卡，相当于1024MB。故本题答案是错误。 27． 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。 28． 11100110 E6 72 AC 【详解】本题考查信息编码。 （1）用“0”表示白点，用“1”表示黑点，该二维码的第九行第一个字节（如上面左图加框处，放大后如上面右图所示），一个字节由八位二进制组成，其二进制编码为11100110B。一位十六进制数可由四位二进制数表示，因此转化为十六进制编码是E6H。 （2）1B=8b，存储该二维码需要的空间是24*24/8=72Byte。 （3）二维码是记录数据符号信息的图形，不同黑白相间的组合确定了二维码的意义；手机扫描二维码，属于信息的解码过程；扫一扫政府部门官方发布的二维码，一般不存在安全隐患；扫描二维码可能感染病毒是因为二维码所含信息存在病毒；付款二维码每隔一定时间自动更新，主要体现了信息的时效性。故选AC。 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 $$