内容正文:
粤教版2019高中信息技术必修1 第一章数据与信息
知识清单
(模拟信号和数字信号)
第一部分: 考试内容分析
1、知道模拟信号和数字的概念。
2、知道模拟信号和数字信号的特点对比。
3、知道计算机中的数制和单位之间的换算。
第二部分: 知识点梳理
1、模拟信号的概念:
(1)指用连续变化的物理量所表达的信息。
(2)模拟信号是一种不仅在时间上连续、数值上也连续的物理量。
(3)通常又把模拟信号称为连续信号。
2、模拟信号的特点:
(1)模拟信号是传导能量的一种方式,在传播过程中,能量会不断被损耗而逐渐减弱。
(2)模拟信号传输过程中,先把信息信号转换成几乎“一模一样”的波动电信号(因此叫“模拟”),再通过有线或无线的方式传输出去,电信号被接收下来后,通过接收设备还原成信息信号。
(3)从自然界感知的大部分物理量都是模拟性质的,如速度、压力、温度、声音、重量、摄相机摄下的图像、录音机录下的声音、车间控制室所记录的压力、转速、湿度等都是最常见的模拟信号。
3、数字信号的概念:
(1)是离散时间信号的数字化表示。
(2)数字信号是不连续的、离散的,其自变量、因变量都是离散的,是对模拟信号进行采样得到。
(3)数字信号是一种不仅在时间上离散、数值上也离散的物理量。
4、数字信号的特点:
(1)数字信号抵抗电路本身干扰和环境干扰的能力强。
(2)有利于存储、加密和纠错。
(3)具有较强的保密性和可靠性。
5、模拟信号和数字信号的优缺点对比:
名称
模拟信号
数字信号
优点
1、精确的分辨率,在理想情况下,它具有无穷大的分辨率。与数字信号相比,模拟信号的信息密度更高,它可以对自然界物理量的真实值进行尽可能逼近的描述。
2、模拟信号的处理过程更简单
1、抗干扰能力特别强
2、有利于存储、加密和纠错,具有较强的保密性和可靠性。
缺点
1、容易受到噪声影响;
2、长距离传输会因能量损耗而衰减。
1、算法复杂,技术要求高
2、数字信号是不连续的、离散的
6、模拟信号和数字信号的转换:
(1)经历过程:采样、量化、编码。
(2)模拟信号→数字信号:使用工具是模数转换器ADC
(3)数字信号→模拟信号:使用工具是数模转换器DAC
7、计算机中的数制和单位换算:
(1)数制:
计算机存储的最小单位—— 二进制位,也叫比特(bit或b)
计算机存储的基本单位—— 字节(Byte或B)
1字节=8位 或 1B=8b
(2) 单位换算:
1B=8b
1KB=1024B
1MB=1024KB
1GB=1024MB
第三部分: 练习题
一、选择题
1.下列有关信息的描述中正确的是( )
A.计算机以数字化的方式对各种信息进行处理
B.信息的数字化已逐步被模拟化技术所取代
C.数字化信息需要转化为模拟信息才能被计算机处理
D.所有的声音、图形、文字是数字化信息,都能被计算机直接处理
2.模拟信号与数字信号可以相互转换,以下关于模拟信号转换为数字信号过程说法正确的是( )
A.从模拟信号到数字信号转换的主要设备是DAC。
B.该转换过程中首先要对模拟信号进行采样。
C.采样间隔越长,采样频率越高。
D.采样频率一定是越高越好。
3.下面哪个选项不是数字信号的优势。( )
A.抗干扰能力强
B.技术简单
C.保密性好
D.可靠性强
4.下列关于信号的说法不正确的是( )。
A.将模拟信号转换成数字信号的过程称为数字化
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.对于同一模拟信号,采样的时间间隔越长,采集到的数据量越大
D.量化就是将采样到的信号用数字表现出来
5.相对于模拟信号,下列选项中不属于数字信号优势的是( )。
A.抗干扰能力强
B.有利于存储
C.有较强的保密性和存储性
D.可以被人的感官所识别和接收
6. 英语老师上课播放的英语听力,可以在电脑中播放音频文件,也可以利用传统收录机播放磁带。这两种声音信号分别是( )。
A.数字信号、数字信号
B.模拟信号、模拟信号
C.数字信号、模拟信号
D.模拟信号、数字信号
7. 下列选项中关于信号的说法正确的是( )。
A.模拟信号是随时间非连续变化的,值为模拟数据
B.数字信号是随时间连续变化的,值为数字数据
C.按照取值特征,可以将信号分为模拟信号和数字信号
D.用传感器直接获得的信号一般为数字信号
8. 将模拟信号转换成数字信号一般需要采样、量化与编码。下列说法正确的是 ( )
A.模拟信号是离散、不连续的信号
B.对于同一模拟信号,采样频率越高,采集的样本数量越多
C.改变量化等级,不会影响采集的数据与实际数据的关系
D.计算机能直接处理模拟信号
9. 相对于数字信号,下面哪个选项是模拟信号的优势?( )
A.抗干扰能力强
B.技术简单
C.保密性好
D.可靠性强
10. 环境温度的变化、水流速度快慢可以通过连续的状态表示出来,也可通过离散的状态表示出来。通信系统中用连续变化的物理量所表达的信息,一般为( )。
A.数据信号
B.数字信号
C.离散信号
D.模拟信号
11. 将模拟信号转成数字信号,一般需要经过采样、量化和编码,下列说法不正确的是( )
A.图甲是模拟信号采样的过程
B.数字信号是取值上离散的、不连续的信号
C.纵坐标划分的越细,量化就越精细,与实际数据就越接近
D.量化就是在纵坐标进行划分,然后将每个采样点用数字表示出来
12. 将一段模拟信号转换成数字信号,一般要依次经过的三个步骤是( )
A.采样、量化、编码
B.采样、编码、量化
C.编码、量化、采样
D.量化、编码、采样
13.下列关于信息数字化的描述,正确的是 ( )
A.水银温度表呈现的温度值属于数字信号
B.模拟信号在取值上是离散的、不连续的信号
C.将数字信号转换成模拟信号一般需要经过采样、量化和编码
D.在信息技术中,数字信号表示的数据是指可被计算机存储、处理的二进制数据
14. 下列关于信息数字化的说法错误的是( )
A.对信息数字化后必须使用数字化设备才能被使用
B.录音磁带可以记录模拟信号数据
C.手机里保存的照片是数字化的信息
D.模拟信号转换为数字信号后,不能再转化成模拟信号
15. 下列属于数字信号的是( )
A.电话、电报、计算机输入/输出信号
B.电话、传真、数据信号
C.电话、传真、电报、数据信号
D.电报、计算机输入/输出信号、数据信号
16. 模拟信号(波形)的特性是( )。
A.离散的
B.脉冲序列
C.间断的
D.连续变化的
17. 跑步速度、室外气温等这些连续变化的信号称为( )
A.模拟信号
B.数字信号
C.数据信号
D.离散信号
18. 下列设备中不能把模拟信号转换成数字信号的是( )
A.显示器
B.智能手机
C.扫描仪
D.录音笔
19. 如果要把我们听到的声音存储到计算机中,需要把声音的波形信号转换成( )。
A.模拟信号
B.数字信号
C.磁性信号
D.电子信号
20. 下列信号属于数字信号的是( )。
A.
B.
C.
D.
21. 以下选项中不属于信息数字化过程的是( )
A.用数码相机翻拍底片丢失的老照片
B.记者利用录音笔录制采访声音
C.用电脑播放一段视频
D.将一篇文章通过键盘输入计算机
二、判断题
1.数字信号有利于存储、加密和纠错,从而具有较强的可靠性和保密性,但不易于处理加工。
2.数字信号在时间上是一种连续的信号。
3. 将模拟信号转换成数字信号,需要经历采样、量化和编码三个步骤。
练习题参考答案:
一、选择题
1. A
【详解】B选项中信息的数字化取代模拟化技术;C选项在信息需要转化为数字信号才能被计算机处理,这也叫信息的数字化;声音、图像这些是模拟信号,需要转换为数字信号才能被计算机处理。
2. B
【详解】从模拟信号到数字信号的主要设备是模数转换器ADC;转换的三个步骤:采样、量化、编码;采样频率越高,即采样的间隔时间越短,则在单位时间内计算机得到的样本数据就越多,对信号波形的表示也越精确;采样频率不是越高越好,常用的采样频率有:44.1KHz、22.05KHz、11.025KHz。
3. B
【详解】数字信号的优势有:抗干扰能力强,技术复杂,保密性好,可靠性强。
4. C
【详解】对于同一模拟信号,采样频率越高,即采样时间间隔越短,单位时间内计算机得到的样本数据就越多。
5. D
【详解】数字信号的特点:(1)数字信号抵抗电路本身干扰和环境干扰的能力强。(2)有利于存储、加密和纠错。(3)具有较强的保密性和可靠性。
6. C
【详解】电脑中的音频文件属于数字信号,而传统收录机播放的磁带属于模拟信号。
7.C
【详解】选项A:模拟信号的值是随时间连续变化的,模拟信号的值称为模拟数据;
选项B:数字信号随时间的变化是非连续的,数字信号的值即数字数据;
选项C:按照取值特征,可以将信号分为模拟信号和数字信号;
选项D:用传感器直接获得的信号一般为模拟信号,如声音、温度、压强等。
8.B
【详解】模拟信号是连续的信号;改变量化等级,会影响采集的数据和实际数据的关系;计算机不能直接处理模拟信号,模拟信号需要经过采样、量化和编码变成数字信号才能被计算机直接处理。
9.B
【详解】模拟信号的优势是技术简单。
10.D
【详解】温度、水流速度都属于模拟信号。
11.A
【详解】图甲是原始模拟信号。
12.A
【详解】模拟信号数字化的三个过程:采样、量化、编码。
13.D
【详解】水银温度表呈现的温度值属于模拟信号;模拟信号在取值上是连续的信号;将模拟信号转换成数字信号一般需要经过采样、量化和编码。
14.D
【详解】模拟信号和数字信息号可以相互转化。
15.D
【详解】电话使用的是模拟信号;传真使用的有模拟信号,也有数字信号;电报、计算机输入输出信号、数据信号属于数字信号。
16.D
【详解】模拟信号的波形是连续的。
17.A
【详解】跑步速度、室外气温属于模拟信号。
18.A
【详解】智能手机、 扫描仪、录音笔均可以实现模拟信号转换成数字信号;显示器输入的是已经是数字信号,无法将模拟信号转换成数字信号。
19.B
【详解】需声音存储在计算机中,需要把声音的波形转换成数字信号。
20.D
【详解】数字信号是离散的,因为数字信号只用两种物理状态来表示0和1的,故其抗干扰能力比模拟信号强很多。
21. C
【详解】用电脑播放一段视频不属于信息数字化过程,因为电脑中的视频已经是数字化。
二、判断题
1.错误
【详解】数字信号有利于存储、加密和纠错,从而具有较强的可靠性和保密性,易于处理加工,故表述错误。
2.错误
【详解】模拟信号在时间上是一种连续的信号,数字信号在时间上是一种离散的信号,故表述错误。
3.正确
【详解】将模拟信号转换成数字信号一般需要经过采样、量化和编码。
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