2024-2025学年高一上学期华东师大版(2020)必修1第二节 数字化与编码

第二节 数字化与编码 一、选择题 1．用依次排列的6盏灯的“亮”、“暗”状态来表示二进制数，“亮灯”表示1，“暗灯”表示0，左为高位。若自左向右依次为“亮、暗、暗、亮、亮、暗”，那么此状态表示出的二进制数的值转为十进制是 。 A．32 B．36 C．38 D．42 2．将模拟声音信号转换成数字信号的过程主要包括（   ） A．采样、编码 B．编码、压缩 C．采样、量化 D．转换、量化 3．音频的数字化过程要经过3个主要步骤，不包括（   ） A．采样 B．量化 C．输入 D．编码 4．右图是汉字“你”的16*16点阵字形码。存储该字符的字形码需要（        ）个B A．2 B．1 C．32 D．256 5．下列关于数据采集与编码的说法不正确的是（ ） A．用计算机解决问题，本质上就是数据运算 B．字母“A”的ASCII码十六进制为41，则字母”C”二进制是0100 0011 C．二维码相对于条形码，信息的存储量更大 D．任意进制的一个数n，若末尾为0，该数转为十进制一定是偶数 6．通常将十进制正整数转换为R（R为二、八、十六）进制数采用的方法是（   ） A．按权展开求和法 B．拆数法 C．移位法 D．除R取余法 7．某未经压缩的双声道音频，采样频率是44.1kHz，量化位数为8位，下列说法正确的是（   ） A．10秒钟的该音频文件容量约为861kB B．该音频数字化时，每秒钟的采样样本数为256个 C．其他参数不变，采样频率修改为88.2kHz对该音频音质无影响 D．声音经过采样和量化两个过程，实现数字信号转换成模拟信号 8．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一般需要经过采样、量化与编码 B．对于同一模拟信号，采样的时间间隔越大，采集到的数据量越大 C．量化就是将采样到的信号用数字表现出来 D．将模拟信号转换成数字信号的过程称为数字化 9．关于信息编码，下列描述正确的是（   ） A．可以使用十六进制数对信息进行编码 B．扫描条形码是信息的编码过程 C．GB2312汉字编码属于输入码 D．使用4位二进制数可以实现对某班40个学号进行编码 10．单极性不归零码是传输二进制数据时采用的一种编码方式，用正电压表示二进制数1，用零电压表示二进制数0（按从左往右顺序编码）。某8位二进制数传输图像如图所示，下列选项能表示该数的是（   ） A．10101000B B．11101010B C．53H D．57H 11．下列有关信息编码的说法，正确的是（    ） A．十六进制数65H与ord("A")的值相等 B．根据GB2312-80标准，“信息”两个字的内码共占4个bit C．已知大写字母"X"的ASCII码值为58H，则大写字母"Z"的ASCII码值是60H D．某7位二进制数1*1****，将其转换为十进制数后的值大于等于80 12．关于模拟信号和数字信号，下列说法正确的是（   ） A．模拟信号和数字信号都能传递信息，在传递方式上没有区别 B．数字信号随时间的变化是连续的 C．数字信号的值可以被计算机直接处理 D．数字信号的值用十进制表示 13．汉字“牛”的Unicode编码（10进制）为29275，该数值对应的二进制编码是（   ） A．725B B．0111 0010 0101 1011 C．0111 0010 0101 1010 D．50595 14．恺撒密码是一种替换加密的技术，明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文。例如，当偏移量是3的时侯，所有的字母A将被替换成D，B变成E，以此类推。现有恺撒密码表，其密钥为3，将明文“CHINA”加密后，密文为（   ） A．FKLQD B．FJKPD C．FLMRD D．FKMPD 15．标准ASCII码字符集定义了大小写英文字母、标点符号和数字等字符。已知字符“A”的ASCII码值为65，那么字符“G”的ASCII码值为（   ） A．67 B．79 C．71 D．70 二、填空题 16．小申家安装的智能家居系统示意图如图1所示。家里各类家电、安防及照明等物件接入网络，为日常生活带来便利。智能家居系统中的照明系统根据外界环境调节灯光亮度时，需要光传感器采集光照强度。光传感器的工作原理示意图如图2所示。图中横线①处应填入 。（选填：模数/数模） 图1                                 图2 17．如图所示是一段声音的模拟信号图和数字信号图，回答下列问题： （1）模拟信号转换为数字信号一般经过 、 、 3个步骤。 （2）已知该段音频时长2秒，采样频率为44.1KHZ、量化位数为16位的双声道立体声，则该音频存储空间为 B．（填计算公式和结果） 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．ASCII码是美国信息交换标准码，如图所示为部分ASCII码。 ASCII值 字符 ASCII值 字符 ASCII值 字符 65 A 49 1 3 ! 66 B 50 2 34 “ 67 C 51 3 35 # 68 D 52 4 36 ￥ 69 E 53 5 37 % （1）在计算机中，字符转换为“0”和“1”构成的8位编码，则字符A的二进制编码为： 。 （2）根据上表可知，字符“8”的ASCII值是： 。 （3）小明设计了一种对字符的加密算法，对每一个ASCII字符做-6操作，如字母G加密后的ASCII码是65，即为“A”。则“OK”加密后的结果是： 。 20．进制转换：11011011B=① D=② H 三、判断题 21．八进制数115转换为十进制是77。( ) 22．人有人言，灯有灯语，灯语也是一种通讯工具。在航海灯语系统中，灯语是一种通信手段，也是一种编码方式。( ) 23．声音数字化的第一步是采样，不需要进行量化。( ) 24．比特是计算机中数据量的单位，1比特能存储二进制数的一个1或0。( ) 四、操作题 25．图像是人对视觉感知的物质再现，随着数字采集技术和信号处理理论的发展，越来越多的图像以数字形式存储，请结合相关知识回答下列问题： （1）将模拟信号转换成数字信号一般需要经过三个步骤：采样、 、编码。 （2）数字图像以文件形式存储于计算机中，以下不属于图像文件的是 。 （填字母，A．图像．bmp        B．图像．jpg         C．图像．wmv         D．图像．gif） （3）下图是某一图像文件的参数界面，该图像文件的存储容量为 MB。（参考公式：未经压缩的位图图像的数据量（单位：字节）＝图像分辨率×颜色深度÷8，一幅图像所包含的横向和纵向的像素点的数目称为图像分辨率。） 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．C 【详解】本题考查的是用0、1来表示事物的状态。根据题意，灯的二进制状态表示为100110，该数转为二进制为2+4+32=38，故选项C正确。 2．C 【详解】本题考查数字化相关内容。把模拟信号转换成数字信号的过程称为模/数转换，它主要包括：采样：在时间轴上对信号数字化；量化：在幅度轴上对信号数字化；编码：按一定格式记录采样和量化后的数字数据。故本题答案是C选项。 3．C 【详解】本题考查声音的数字化。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。故选C。 4．C 【详解】本题考查的是编码相关知识。存储该字符的字形码需要：16*16*1/8=32B。故本题应选C。 5．D 【详解】本题考查数据采集与编码。任意进制的一个数n，若末尾为0，该数转为十进制不一定是偶数，如七进制数100转换为十进制数是49，该说法对于偶进制数成立，对于奇进制数不成立。故选D。 6．D 【详解】本题考查数制转换相关内容。十进制整数转换成R进制数方法：除R取余法，把R进制整数转换成十进制数方法：按R的权展开求和法，故本题答案是D选项。 7．A 【详解】本题考查音频数字化。B选项，该音频数字化时，每秒钟的采样样本数为256个。采样频率是指每秒钟采样的次数，这里给出的采样频率是44.1kHz，即每秒钟采样44100次，远大于256次。因此，这个选项是错误的。C选项，其他参数不变，采样频率修改为88.2kHz对该音频音质无影响采样频率的提高意味着每秒钟采集更多的样本，理论上可以提高音频的保真度，尤其是在处理高频声音时。因此，将采样频率从44.1kHz提高到88.2kHz通常会提高音质，而不是没有影响。这个选项是错误的。D选项，声音经过采样和量化两个过程，实现数字信号转换成模拟信号这个描述是错误的。采样和量化是将模拟信号转换成数字信号的过程，而不是将数字信号转换成模拟信号。数字信号转换成模拟信号是通过数模转换器（DAC）来完成的。存储容量=采样频率×量化位数×声道数×时间（s）/8(单位：字节)，44100*8*2*10/(8*1024)≈861kB。故选项A正确。 8．B 【详解】本题主要考查信号的描述。对于同一模拟信号，采样的时间间隔越小，采集到的数据量越大，故本题选B选项。 9．A 【详解】本题考查信息编码。可以使用十六进制数对信息进行编码，A选项正确；扫描条形码是信息的解码过程，B选项错误；GB2312汉字编码属于字形码，C选项错误；使用4位二进制数最多能表示16个不同的状态，无法对40个学号进行编码，D选项错误；故答案为：A。 10．D 【详解】本题考查的是编码。用正电压表示二进制数1，用零电压表示二进制数0（按从左往右顺序编码），故图中二进制编码为：01010111，转换为十六进制为：57H。故本题应选D。 11．D 【详解】本题考查信息编码相关内容。A选项，ord("A")的值为41H，与十六进制数65H不相等，选项错误。B选项，“信息”两个字的内码共占4个Byte（字节），bit比特，是二进制位，选项错误。C选项，大写字母"Z"的ASCII码值是5AH，选项错误。D选项，某7位二进制数1*1****，将其转换为十进制数后的值大于等于80（26+24），选项正确。故本题答案是D选项。 12．C 【详解】本题考查模拟信号与数字信号相关内容。A选项，从模拟信号和数字信号的概念和特点进行分析，它们的传递方式是不同的，数字信号不仅可以用“点”或“划”表示，还可以用长短不同的声音、长短不同的亮光等表示，选项错误。B选项，数字信号随时间的变化是不连续的，选项错误。C选项，数字信号的值可以被计算机直接处理，选项正确。D选项，数字信号的值用二进制表示，选项错误。故本题答案是C选项。 13．B 【详解】本题考查数制转换相关内容。十进制转换二进制转换规则：十进制整数转换为二进制整数采用“除2取余，逆序排列”法。具体做法是：用2去除十进制整数，可以得到一个商和余数；再用2去除商，又会得到一个商和余数，如此进行，直到商为零时停止，然后把先得到的余数作为二进制数的低位有效位，后得到的余数作为二进制数的高位有效位，以此类推，依次排列起来。汉字“牛”的Unicode编码（10进制）为29275，该数值对应的二进制编码是0111 0010 0101 1011。故本题答案是B选项。 14．A 【详解】本题考查的是编码。依据题干编码规则，其密钥为3，将明文“CHINA”加密后，密文为：FKLQD。故本题应选A。 15．C 【详解】本题考查字符编码相关内容。字符“A”在标准ASCII码中值为65，则字符“G”的ASCII码值为65+6=71，故本题答案是C选项。 16．模数 【详解】本题考查的是数字化相关知识。模拟信号只有通过A/D转化为数字信号后才能用软件进行处理，这一切都是通过A/D转换器(ADC)来实现的。与模数转换相对应的是数模转换，数模转换是模数转换的逆过程。故图中横线①处应填入模数。 17． 采样 量化 编码 声音存储空间=采样频率*量化位数*声道数*时间/8   （44.1*1000*16*2*2/8=352800） 【详解】本题考查的是音频编码。模拟信号转换为数字信号一般经过采样、量化、编码3个步骤。声音存储空间=采样频率*量化位数*声道数*时间/8（其中立体声声道数为2）=44.1*1000*16*2*2/8=352800B。 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． 01000001 56 IE 【详解】本题考查的是编码相关知识。将十进制整数转换为二进制数可用“除 2 取余法”。由表中可知字符A的十进制数编码为65，转换为二进制数为：01000001。由表中可知字符“5”的ASCII值是53，故可以推出字符“8”的ASCII值是56。“O”做-6操作得到字符是“I”,“K”做-6操作得到字符是“E”。 20． 219 DB 【详解】本题考查进制转换相关内容。二进制到十进制的转换1*27+1*26+1*24+1*23+1*21+1*20=219D。二进制到十六进制的转换，从低位开始，每4位二进制数1组转换成1位十六进制数，不满4位时，进行补0操作。1011B=BH，1101B=DH，11011011B=DBH。故①处答案是：219，②处答案是DB。 21．正确 【详解】本题考查数制转换相关内容。（115）8=1*82+1*81+5*80=64+8+5=77，即（115）8=（77）10。故本题答案是：正确。 22．正确 【详解】本题考查信息编码相关内容。灯语是一种通信手段，用灯光一明一暗的间歇作出长短不同的信号来传递信息。灯语通信需要双方约定的明暗表达方式，这就是灯语编码，目前国际上流行的灯语编码是莫尔斯码。故本题答案是：正确。 23．错误 【详解】本题考查声音数字化。声音数字化的第一步是采样，但采样后还需要进行量化和编码。故正确答案为错误。 24．正确 【详解】本题考查编码。 比特（bit）确实是计算机中用来衡量数据量的单位，而且是最小单位。二进制系统只有两种状态：0和1，所以1比特（也就是1位）正好可以存储这两种状态中的一个。故正确。 25． 量化 C 1.5 【详解】本题考查图像处理。 （1）在将模拟信号转换成数字信号的过程中，第二个步骤是量化。量化是将连续的模拟信号按一定规则映射为离散的数字信号的过程，即将连续的信号幅度转换为离散的数值。故答案为：量化。 （2）wmv是视频文件格式，不是图像文件格式。故答案为：C。 （3）图像分辨率为1024×768，颜色深度为16位（即2^16=65536种颜色）。数据量=1024×768×16÷8=1572864字节；1字节=8位，1MB=1024×1024字节；1572864÷(1024×1024)=1.5MB。故答案为：1.5。 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 $$