项目二研究计算机中的数据表示教学设计2024-2025学年高一上学期高中信息技术必修1第一单元沪科版（2019）

项目二《研究计算机中的数据表示》（教案） 课题 认识数据编码 1、 导入正课 今天我们将学习项目二认识数据编码。在项目一林地鸟类活动调查中，研究人员以树为单位，观察并记录每棵树上鸟的活动数据。为了清楚无误地区分和表示每棵树，方便识别和交流，研究人员为林地中的每棵树都设置了编码，也就是树牌号，给树编号的过程其实是一个编码的过程。 2、 讲授新课 一、认识编码 1、 从树牌号认识编码 【师讲】为了给林地的每一棵树，设置一个唯一的树牌号，需要制定相应的编码规则：下图的例子中：每个树牌号是由7位数字组成的，第1位数字是一级区域编码0-9，分别代表林地划分的一个一级的区域；第2个和第3个数字，是第二区域编码01-20，代表该一级区域中的子区。第4位到第7位数字为树木编码，范围是0001到9999，分别代表每个子区域中的一棵树。比如，树牌号是2130198，代表2区113子区域第198号树。 【生答】2130123，4080059代表的树。 【思考】如果在2区11子区域当中有10002棵树，以上的编码是否还可以使用？ 2、 生活中的编码 A身份证 【师讲】在我们的生活中编码是无处不在的，比如某个地下停车场，就类似刚才的树牌号，有3个区域5个子区域，150个车位。 【思考】生活中还有哪些编码？ 【师答】身份证、银行号、邮政编码、学籍号、车牌号，以及条形码、二维码等都是按照这样的规律产生编码的，那么，让我们一起考虑一下关于身份证的问题。 【生活动】了解身份证的编码规则，分析一代身份证与二代身份证号的区别，思考用二代身份证考的原因。 【师演示】新旧身份证对比。 230103201105151929偶数表示女性 从身份证 生日 身份证的号码，第一代是15位，第二代是18位：出生年份由2位变为4位；最后增加了一位校验码，由0-9数字及罗马数字X(代表10)，共11个符号。这后面4位数字把每个人细分到具体的派出所、男女，再加上校验码。 B考籍号 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~活动一：设计学籍号~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 【师讲】根据我们学校的实际情况，设计适用的学生学籍号编码规则，保证每位学生拥有一个唯一的学籍号。如230103（黑龙江省哈尔滨市）2017（入学年份）03（学校代码）0462。 【生活动】在班级内分享自己的学籍号编码方案说明，交流如何保证无重码以及在什么情况下需要修改编码规则、如何修改。 3、 编码的概念——板书 编码：是指用预先规定的方法，将文字、数字或其他对象，转成规定的符号组合，或将信息数据，转换成规定的脉冲电信号。 二、了解数值数据和文本数据的编码 【师讲】在鸟类研究过程中，科学家们采集了丰富多彩的数据。如何将这些数据数字化后存入计算机？计算机是由逻辑电路组成的，逻辑电路通常只有高低两种状态，正好可以用0和1表示，所以计算机采用二进制来存储和表示数据。 因此，要想用计算机存储和处理现实中的数字、文本、图形、图像、声音、视频等数据，必须对数据进行二进制编码，这就是计算机中的编码。 1、数值数据：是一类常见的数据，是可用于算术运算的具体数值，比如说鸟儿的数量21只，21在计算机中就是一个数值数据。计算机中的数值数据是以补码的方式来表示的，以十进制21的八位编码为例，它的进制反码、原码、补码如下。（+21）10=（+10101）2 【师讲】除2取余，反写 【生练习】 2、文本数据的编码。记录鸟类活动时需要记录鸟类的名称，例如blue bird，对于这些由字母构成的数据，计算机是如何存储和表示的呢？字母、数字、标点，称为西文字符，计算机在存储和处理这些西文字符时，需要为每个字符规定一个由01组成的代码，目前国际上普遍采用的西文字符编码是ASCII码。 【师讲】这是需要大家帮助解密的一串数字。这句话是用ASCII码的十进制来表示的，每三位表示一个字母，请学生们通过查阅ASCII码对照表，将这句话翻译成英文。 【技巧】相同的，多1加一。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~活动二：解码~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 【生练习】学生黑板写 108 032 097 109 032 097 032 115 116 117 100 101 110 116 046 I sp a m sp a sp s t u d e n t . I am a student. sp（空格） 【师讲】十进制是生活中常用的数制，二进制是计算机中广泛应用的数值。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~活动三：设计密码、解码~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 【师讲】讲解莫斯密码 【扩展资料】 摩斯密码编码简单清晰，二义性小，编码主要是由两个字符表示的：".""-"，一长一短，它在很多情况下有应用，比如发送求救信号。电影《风声》中就是采用在衣服上缝出摩尔密码，将消息传播出去的。动漫《名侦探柯南》中也用到了这种方法。 在利用摩尔密码灯光求救的时候，定义：灯光长亮为"-"，灯光短亮为"."，那么就可以通过手电筒的开关来发送各种信息，例如求救信息。 如果灯光是按照“短亮 暗 短亮 暗 短亮 暗 长亮 暗 长亮 暗 长亮 暗 短亮 暗 短亮 暗 短亮”这个规律来显示的话，那么它就意味求救信号SOS。 因为SOS的摩尔编码为：··· －－－ ··· ，按照上面的规定，即可进行灯光编码。这个编码其实非常简单，三短、三长、三短。 除了灯光之外，利用声音（两种区别的声音）也可以发出求救信号。这种求救方式是我们都应该了解的，也许在需要的时候就可以派上用场。 下面是一些有特殊意义的点划组合。它们由二个字母的摩尔斯电码连成一个使用，这样可以省去正常时把它们作为两个字母发送所需要的中间间隔时间。 AR：·—·—·（停止，消息结束） AS：·—···（等待） K：—·—（邀请发射信号）（一般跟随AR，表示“该你了”） SK：···—·—（终止，联络结束） BT：—···—（分隔符） ···—·（我将重新发送最后一个单词） ·· ··（同样） ········（错误） 【任务】根据ASCII码、摩斯码、自创码设计密码并加密解密。学生两人一组，其中一个学生将要表达的意图，用编码写下来，比如01080705表示一个字。01表示语文书，08表示第8页，07表示第7行，05表示这一行的第5个字，另一个同学将其还原。 【生生互评】学生展示各自的成果，相互评价，讨论改进方案。 【思考】翻译出密码之后，再次加密。 【师评】评价学生表现。 3、 归纳总结 【师总结】加密解密游戏中，这一串串数字和转换成英语的字符串都是数据，计算出的数字和英语字符串所表达的意义或内容就是信息，学生们的加密解密活动中用到了数据编码方法，也体现了信息传递的过程。 4 学科网（北京）股份有限公司 $$