第一章 数据与信息（复习课件）-高中信息技术必修1期末复习粤教版（2019）

第1章 数据与信息 全章总复习 汇报人：妖雾下的良民 1、数据及其特征 第一章 第1节 数据及其特征 知识结构 数据是现实世界客观事物的符号记录，是信息的载体，是计算机加工的对象。 如：180cm、70kg、36.5℃等。 1、数据的概念 在计算机科学中，数据是对所有输入计算机并被计算机识别、存储和处理的符号的总称，是联系现实世界和计算机世界的途径。 第1节 数据及其特征 第1节 数据及其特征 数据包括图形、图像、视频、音频、文本（文字、数字、数值、字符）等数值性和非数值性符号，都可以被计算机转化为二进制数，进行各种算术以及逻辑运算，处理成有意义的数据；然后将计算机运算的二进制数转换成现实世界的视、听、触等各种感觉的信息。 1、数据的概念 例如：数字“180”在计算机中表示为10110100， 字符“cm”在计算机中表示为0110001101101101）， 第1节 数据及其特征 知识点二 2、数据的特征 1、二进制：在计算机中，数据以二进制的形式存储、加工。 2、语义性：语义是将数据符号解释为客观世界的事物。 3、分散性：数据是分散的记录，分别记录不同客观事物的运动状态。 4、多样性与感知性：数据记录的形式是多样的、可看的、可听的、可感知的，如图形、图像、视频、音频、 文本等。 第1节 数据及其特征 提升练习 1.数据是现实世界原始事物现象的（ ）,是信息的载体。 A.符号记录 B.还原 C.反映 D.提升 【答案】A 第1节 数据及其特征 提升练习 2.下列选项表示数据的是( )。 A.小明今早腋下体温是37.5℃ B.37.5 C.海南今日最高气温37.5℃ D.小明体重37.5公斤 【答案】B 第1节 数据及其特征 提升练习 3.手机微信APP中的下列哪些项目是数据。( ) ① 好友发送的聊天语音 ② 付款码 ③ 微信头像图片 ④ 账户余额数字 ⑤ 每天的运动步数 A.①②③ B. ④⑤ C. ③④⑤ D. ①②③④⑤ 【答案】D 第1节 数据及其特征 提升练习 4.下列有关数据的描述不正确的是( )。 A.数据是数值或者数字 B.数据是描述事物的符号 C.数据可被加工处理 D.数据是信息的载体 【答案】A 第1节 数据及其特征 提升练习 5. 当今社会数据无处不在，数据的呈现形式多种多样，下列关于数据的说法不正确的是( )。 A.车票上的身份证号码是数据 B.用于显示日期和时间的电子表是数据 C.古陶器上的刻画是数据 D.书刊上的国际标准书号(ISBN)是数据 【答案】B 2 第 章 信息及其特征 2、信息及其特征 第一章 第2节 信息及其特征 知识结构 第2节 信息及其特征 知识点一 信息是经过加工处理的、具有意义的数据。 1、信息的概念 教材第16页 第2节 信息及其特征 知识点二 2、信息的特征 1、普遍性：只要有事物运动，有数据存在，就会有信息存在。 2、传递性：信息的传递打破了时间和空间的限制。 3、共享性：多次交换共享而不会损耗 4、依附性和可处理性：信息必须依附一定的图像、文字、声音等符号才能够表现出来， 并且信息可二次加工得到增值。 第2节 信息及其特征 知识点二 2、信息的特征 5、时效性：如果信息不能反映事物的最新变化状态，它的效用就会降低，一旦超过其“生命周期”，信息就失去原有的效用，成为历史记录。 6、真伪性：人们接收到的信息，并不都是对事物的真实反映。 例：“空城计” 7、价值相对性性：信息使用价值的大小是相对的，取决于接收信息者的需求及其对信息的理解、认识和利用的能力。 第2节 信息及其特征 知识点三 3、信息论 维纳：控制论的奠基人，提出：能源、物质、信息是人类社会的三大要素。 香农：信息论之父，提出：信息是用来减少随机不定性的东西，或信息是确定性程度的增加。 第2节 信息及其特征 提升练习 1.下列选项中，属于信息的是( )。 A.互联网 B.教科书 C.交通灯信号 D.计算机 【答案】C 2.“国家中小学智慧教育平台”为全国中小学生提供了大量优质的名师课程，让偏远山区的孩子也能享受到名师教育。这主要体现了信息的( )。 A.真伪性 B.时效性 C.共享性 D.普遍性 【答案】C 3、模拟信号和数字信号的对比 第一章 第3节 模拟信号和数字信号的对比 知识结构 第3节 模拟信号和数字信号的对比 模拟信号是指用连续变化的物理量所表达的信息。 1、模拟信号的概念 自然界感知的大部分物理量都是模拟信号， 例如：速度、压力、温度、湿度、声音、重量等。 第3节 模拟信号和数字信号的对比 2、模拟信号的分类 1、简单的：由单一钢琴定音器产生的声波，就是简单波形，仅仅包括一个单一频率。 2、复杂的：人类或管风琴的声音产生的声波，就是复杂波形，包含了许多不同频率的组合 第3节 模拟信号和数字信号的对比 模拟信号是传导能量的一种方式。例如，声波通过空气等介质来向远处传送能量，在传播的过程中，能量会不断被损耗而逐渐衰减。 3、模拟信号的特点 第3节 模拟信号和数字信号的对比 数字信号是离散时间信号的数字化表示。其信号的自变量、因变量都是离散的。 例如，开关电路中输出电压和电流脉冲就是离散的信号。 4、数字信号的概念 第3节 模拟信号和数字信号的对比 数字信号的大小常用有限位的二进制数表示。 例如，字长为2位的二进制数可表示00、01、10和11四种数字信号。 5、数字信号的表示形式 第3节 模拟信号和数字信号的对比 6、数字信号的特点 1、抵抗电路本身干扰和环境干扰的能力强。 2、利于存储、加密与纠错。 3、较强的保密性和可靠性。 第3节 模拟信号和数字信号的对比 7、模拟信号和数字信号的转换 模拟信号 数字信号 采样、量化、编码 采集样本→量化信号→量化结果转换为二进制 工具：数模转换器DAC 第3节 模拟信号和数字信号的对比 提升练习 1．比如汽车的速度、空气的温度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 【答案】A 第3节 模拟信号和数字信号的对比 提升练习 2．数字信号相对于模拟信号而言有许多优势，以下不属于数字信号优 势的是（ ） A．传输过程中不容易被干扰 B．方便存储 C．处理实时性强 D．方便压缩传输 【答案】C 第3节 模拟信号和数字信号的对比 提升练习 2．数字信号相对于模拟信号而言有许多优势，以下不属于数字信号优 势的是（ ） A．传输过程中不容易被干扰 B．方便存储 C．处理实时性强 D．方便压缩传输 【答案】C 4、计算机中的数制和单位 第一章 第4节 计算机中的数制和单位 知识结构 第4节 计算机中的数制和单位 知识点一 1、计算机存储的最小单位—— 二进制位，也叫比特（bit或b） 2、计算机存储的基本单位—— 字节（Byte或B） 1字节=8位 或 1B=8b 1、计算机中的数制 第4节 计算机中的数制和单位 知识点二 2、计算机中的单位转换 中文单位 中文简称 英文简称 换算关系 位 比特 b 字节 字节 B 1B=8b 千字节 千字节 KB 1KB=1024B 兆字节 兆 MB 1MB=1024KB 吉字节 吉 GB 1GB=1024MB 太字节 太 TB 1TB=1024GB 第4节 计算机中的数制和单位 提升练习 1. 1GB=( )MB A.256 B.512 C.1024 D.128 【答案】C 5、进制转换 第一章 第5节 进制转换 知识结构 第5节 进制转换 进制三要素 数码 基数 位权 0,1 0,1,2,3,4,5,6,7 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, A, B, C, D, E, F 10,11,12,13,14,15 2(B) 8(Q) 10(D) 16(H) 2 8 10 16 基数的N此方 万 千 百 十 个 22 20 21 102 100 101 103 104 2048 1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1 23 ............ 第5节 进制转换 1、二进制转换成十进制 二进制数1011： 1 0 1 1 位权： 1×23 +0×22 +1×21 +1×20 22 20 21 23 2n-1 11D = 1001 = 1010 = 10101 = 11010 = 101011= 位权展开相加法： 第5节 进制转换 知识点一 1、八进制转换成十进制 八进制数 1654： 1 6 5 4 位权： 1×83 +6×82 +5×81 +4×80 82 80 81 83 8n-1 940D= 位权展开相加法： 第5节 进制转换 知识点一 1、十六进制转换成十进制 十六进制数1AC9： 1 A C 9 位权： 1×163 +A×162 +C×161 +9×160 162 160 161 163 16n-1 6857D= 位权展开相加法： 第5节 进制转换 知识点二 2、十进制转换成二进制 口诀：除基数倒取余：除2取余，商为0止，倒着排列 123 61 …………1 …………1 30 2 …………0 15 2 …………1 7 2 …………1 3 2 ………..1 1 2 0 ….…...1 2 2 123D=1111011B 第5节 进制转换 知识点二 2、十进制转换成八进制 口诀：除基数倒取余：除8取余，商为0止，倒着排列 123 15 …………3 …………7 1 8 …………1 0 8 8 123D= 173Q 第5节 进制转换 知识点二 2、十进制转换成十六进制 口诀：除K取余法：除16取余，商为0止，倒着排列 123 7 …………11（B） …………7 0 16 16 123D= 7BH 十六进制：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F 第5节 进制转换 知识点三 3、二进制转换成八进制 口诀：3个二进制数表示1个十六进制数 000=0 001=1 010=2 011=3 100=4 101=5 110=6 111=7 请完成转换： 1、651Q= 2、11001000101010111101000101= 第5节 进制转换 知识点三 3、二进制转换成十六进制 口诀：四个二进制数表示1个十六进制数 0000=0 0001=1 0010=2 0011=3 0100=4 0101=5 0110=6 0111=7 1000=8 1001=9 1010=A 1011=B 1100=C 1101=D 1110=E 1111=F 请完成转换： 1、ACF98H= 2、11001000101010111101000101= 第5节 进制转换 提升练习 1、二进制数10101转换为十进制数是（ ）。 A、20 B、21 C、22 D、23 B 10101=20+22+24=1+4+16=21 第5节 进制转换 提升练习 2. 十进制数2016D转换为十六进制数是（ ）。 A、71315H B、7E0H C、15137H D、FD7H B 2016 16 126 0 16 7 14 16 0 7 7E0 第5节 进制转换 提升练习 3. 二进制数10111110转换为十六进制数是（ ）。 A、B7 B、BF C、5E D、BE D 1011=20+21+23=1+2+8=11=B 1110=21+22+23=2+4+8=14=E 1011 1110 6、文字编码 第一章 第6节 文字编码 知识结构 第6节 文字编码 知识点一 文字（字符）编码是效率相对较低的编码方式，有单字节码和双字节码两种。 1、文字编码的分类 ASCII码 莫尔斯码 国标码（GBK） 统一码（Unicode） 单字节 双字节 第6节 文字编码 知识点二 ASCII码是美国信息交换标准代码，用8位二进制码表示。 2、ASCII码： 注意： 大写英文字母A对应的十进制数是65，小写英文字母a对应的十进制数是97。同理，B对应的是66，b对应的是98，后面的字母依次类推。 第6节 文字编码 知识点二 我国设计的用于处理汉字的编码。 2、国标码： 1980年发布的《信息交换用汉字编码字符集》（GB 2312）一共收录了7445个字符，包括6763个汉字和682个其他符号。 1995年公布的《汉字内码扩展规范》（GBK 1.0）收录了21 886个符号，分为汉字区和图形符号区，汉字区包括21 003个字符。 第6节 文字编码 提升练习 1. ASCII码只包含英文、数字和一些控制符号，并不能表示汉字。( ) √ 第6节 文字编码 提升练习 2. 英文大写字母C的ASCII码值是67，那么英文大写字母D的ASCII码值 是（ ）。 A. 98 B. 68 C. 69 D. 70 B 7、图像编码 第一章 第7节 图像编码 知识结构 第7节 图像编码 知识点一 1、矢量图和位图的对比 1、矢量图：采用直线和曲线描述的图形，通过数学公式计算获得。 2、位图。点阵图（或像素图），放大图像时，可以看到构成整个图像的无数个点。 第7节 图像编码 1、矢量图和位图的对比 矢量图 采用直线和曲线描述的图形，通过数学公式计算获得 位图 也称“点阵图”或“像素图”，最小单位为光栅点（或像素），当放大图像时，可以看到构成整个图像的无数个点。 第7节 图像编码 1、矢量图和位图的对比 图像 优点 缺点 矢量图 1、无论放大、缩小或旋转都不会失真 2、文件存储空间小 难以表现色彩丰富的逼真图像效果 位图 色彩层次丰富，图像效果逼真 1、放大会失真 2、文件存储较大 第7节 图像编码 2、位图图像编码 教材第12页 2色图像 4色图像 8色图像 16色图像 256色图像 16777216色图像 2N色图像 21=2 22=4 23=8 24=16 28=256 224=16777216 1位图像 2位图像 3位图像 4位图像 8位图像 24位图像 2N位图像 第7节 图像编码 3、位图文件大小计算 文件大小（B）=文件头（B）+信息头（B）+颜色表项（B）+位图图像存储空间（B） 位图图像存储空间（B）=图像分辨率 × 图像量化位数（b）÷8 文件头：包含文件类型、大小和位图起始位置等信息，共14个字节 位图信息头：用于说明位图的尺寸等信息，占40个字节 颜色信息：用于说明位图中的颜色，有若干个表项，每一项定义一种颜色。当图像量化位数为1、4、8时， 分别有2、16、256种颜色，每个颜色表项占4个字节；当图像量化位数为24时，没有颜色表项。 问：一幅分辨率为1024*768的256色位图，文件大小是多少？ 14+40+256*4+1024 * 768 * 8÷8 =787510 B 第7节 模拟信号和数字信号的对比 提升练习 1．下列编码方式中，属于图像编码的是（ ） A．ASCII码 B．GBK C．图像压缩 D．统一码 【答案】C 声音编码 第一章 第8节 声音编码 知识结构 第8节 声音编码 1、声音编码三过程 每秒1次，8个采样点 每秒2次，16个采样点 采样频率越高，采样点数越多，存储数据越多，所得到的离散幅值的数据点就越逼近于模拟信号波形。 采样间隔 最高频率： xHz 采样频率2xHzz 时间t 0s 1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s 8s 幅度y 1、采样： 把输入的模拟信号按适当的时间间隔（通常为1秒）得到各个时刻的样本值。 采样频率： 每秒采样的次数 CD的采样频率：44.1KHz 单位：Hz 每秒采集：44100次 常用的采样频率有三种：44.1 kHz、22.05 kHz和11.025 kHz。 第8节 声音编码 1、声音编码三过程 时间t 0s 1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s 8s 幅度y 6 7 4 3 2 5 1 8 9 10 4 6 5 10 7 4 3 1 0 1 2 3 4 5 6 量化等级越高，量化取值越精确，声音音质越还原 2、量化： 把样值信号的无限多个可能的取值，近似地用有限个数的数值来表示。首先是将采样信号幅度划分为若干量化等级（国标声音量化等级分为256个，即28个），然后将采样后的信号幅度与所划分的各个量化等级进行比较，向下取最接近的量化等级的数值。 量化位数： 存一个采样点样值所用的二进制位位数 23=8 量化位数为3时，量化等级为8 第8节 声音编码 1、声音编码三过程 3、编码： 是将量化后的采样值用二进制数码表示，并转换为由二进制编码0和1组成的数字信号。模拟信号采样后可用8位二进制数表示，最高位表示符号，正数为0， 负数为1。 第8节 声音编码 知识点二 2、采样定理 根据奈奎斯特（Harry Nyquist，物理学家，1889—1976）采样定理，如果以一定时间间隔对某个信号f（t） 进行采样，并且采样频率高于该模拟信号最高频率的两倍，则采样值包含了原信号的全部信息。模拟信号的最高频率是指信号中最高频率的分量，通常用赫兹(Hz)表示。 第8节 声音编码 知识点三 3、声音文件大小计算 注意点： 声音存储空间（B）=采样频率（Hz）×量化位数（b）×声道数×时间（s）÷8 声道数：一次采样所记录产生的声音波形个数，分为单声道和双声道 （1）在做题的时候注意题目中的关键词时间单位（若是秒直接计算，若不是，需要换算成秒）。 （2）计算文件大小的时候注意题目给的采样频率是kHz，而公式中采样频率的单位是Hz，所以，要记得×1000。 （3）单声道：声道数为1。 （4）双声道/立体声：声道数为2。 第8节 声音编码 提升练习 1. 存储一个10秒的单声道的wave格式音频文件，量化位数是8，若占存储容量最小，应采用的频率是（ ）。 A.11.025kHz B.48.000kHz C.44.100kHz D.22.050kHz 【答案】A，声音文件大小=采样频率×量化位数×声道数×时间 $$