1.2数据编码课件2024-2025学年高一上学期高中信息技术必修1第一章粤教版（2019）

1.2 数据编码 　　粤版高中信息技术《数据与计算》 声音？ 视频？ 图片？ 文字？ 符号？ 问题导入：人的感观信号 电信号 请同学们思考： 我们现实生活中的声音、影像、图片、文字、符号是怎样存储到我们的计算机中的呢？ 　　粤版高中信息技术《数据与计算》 数据信号的类型 模拟信号 指在时间和数值上均有连续性的信号。 数字信号 离散时间信号的数字化表示，通过电压脉冲的变化来表示要传输的数据。 模拟信号就是用电信号来直接模拟了自然界各种物理量。 把模拟信号采样，用高低电压来表示 　　粤版高中信息技术《数据与计算》 一、模拟信号与数字信号比较 信号类型 优点 缺点 模拟信号 直观、真实且容易实现 (1)保密性差 ，易被窃听 (2) 抗干扰能力弱 数字信号 (1)保密性强，可靠性高 (2) 抗干扰能力强 （1）占用频道宽 （2） 技术要求高 远距离传送时用哪种信号比较好？ 　　粤版高中信息技术《数据与计算》 文字编码（单字节，双字节） 　　粤版高中信息技术《数据与计算》 三、文本编码：单字节码 莫尔斯码 ASCII（American Standard Code for Information Interchange,美国信息交换标准码）是使用最广的文字编码。 标准的ASCII编码使用8个二进制数来表示128个符号，包括英文大小写字母、标点符号、数字和特殊控制符。 ASCII码 　　粤版高中信息技术《数据与计算》 文字编码 数字 字母 符号 1----49 (00110001) A----65 a----97 中文？ 　　粤版高中信息技术《数据与计算》 三、文本编码 其他文字编码 1）为了扩充ASCII编码，以用于显示本国的语言，不同的国家和地区制定了不同的标准，由此产生了 GB2312, BIG5 等各自的编码标准。这些使用 2 个字节来代表一个字符的各种汉字延伸编码方式，称为 ANSI 编码，又称为“MBCS”。在简体中文系统下，ANSI 编码代表 GB2312 编码，在日文操作系统下， ANSI 编码代表 JIS 编码，所以在中文 windows下要转码成gb2312只需要把文本保存为ANSI 编码即可。 不同 ANSI 编码之间互不兼容，当信息在国际间交流时，无法将属于两种语言的文字，存储在同一段 ANSI 编码的文本中。一个很大的缺点是，同一个编码值，在不同的编码体系里代表着不同的字。 2)BIG5,大五码是一种繁体中文汉字字符集，其中繁体汉字13053个，808个标点符号、希腊字母及特殊符号。大五码的编码码表直接针对存储而设计，每个字符统一使用两个字节存储表示。因为Big5的字符编码范围同GB2312字符的存储码范围存在冲突，所以在同一正文不能对两种字符集的字符同时支持。 3)如上ANSI编码条例中所述，世界上存在着多种编码方式，在ANSi编码下，同一个编码值，在不同的编码体系里代表着不同的字。如果有一种编码，将世界上所有的符号都纳入其中，无论是英文、日文、还是中文等，大家都使用这个编码表，就不会出现编码不匹配现象。每个符号对应一个唯一的编码，乱码问题就不存在了。这就是Unicode编码。 4)UTF-8 为了提高Unicode的编码效率，于是就出现了UTF-8编码。UTF-8可以根据不同的符号自动选择编码的长短1-4个字节。比如英文字母可以只用1个字节就够了。 UTF-8的编码是这样得出来的，以"汉"这个字为例: "汉"字的Unicode编码是U+00006C49，然后把U+00006C49通过UTF-8编码器进行编码，最后输出的UTF-8编码是E6B189。  　　粤版高中信息技术《数据与计算》 1 2 3 4 5 6 ASCII ANSI GB2312 GBK Unicode UTF-8 BIG5 其他文字编码 单字节 双字节 汉字 繁体字 汉字延伸 统一不同国家语言 　　粤版高中信息技术《数据与计算》 图像编码（变换、编码、压缩） 矢量图 位图 与分辨率无关， 放大拉小不变化 色彩不丰富 文件大小：小 由像素点组成 放大图像时， 有马赛克现象 色彩丰富 文件大小：大 位图表现的色彩比较丰富，可以表现色彩丰富的图像，可逼真表现自然界各类实物；而矢量图形色彩不丰富，无法表现逼真的实物，矢量图常常用来表示标识、图标、Logo、几何图形等简单直接的图。 　　粤版高中信息技术《数据与计算》 三、位图图像编码 像素： 位图也叫点阵图或像素图，将图像无限放大，会发现图像是由许多颜色方块组成，这些小方块就是构成图像的最小单位“像素”（或叫光栅点）。 图像分辨率： 图像分辨率的表达方式为“水平像素数×垂直像素数”，也可以叫做图像大小、图像尺寸、像素尺寸。一张图片分辨率是100x80，就是说这张图片1:1显示时，水平方向由100个像素点组成，垂直方向由80个像素点组成。 我们常说的4000万像素相机，说明这张照片大约由4000万个像素单元组成，分辨率决定了位图图像细节的精细程度。 　　粤版高中信息技术《数据与计算》 位图编码 像素： 位图中会发现图像是由许多颜色方块组成，这些小方块就是构成图像的最小单位“像素”（或叫光栅点）。 图像分辨率（图像大小、尺寸）： 图像分辨率= 水平像素数×垂直像素数 一张图片分辨率是100x80，就是说这张图片1:1显示时，水平方向由100个像素点组成，垂直方向由80个像素点组成。 每个像素点的颜色信息，颜色信息采用R位的二进制数表示，R称为图像的量化位数，R位可以表示2R种颜色，R越大，图像的色彩越丰富。 R=1，21种颜色，黑白图像 R=4， 24 =16种颜色 R=8， 28 = 256种颜色 R=24，224种颜色，真彩色 　　粤版高中信息技术《数据与计算》 三、位图文件大小 14页作业 BMP位图文件的大小（单位B）= 文件头（14）+信息头(40)+颜色表项(颜色数× 4，24位无颜色表项）+图像分辨率X图像量化位数÷8 举例： 1.一幅24位的BMP位图图像，分辨率为1024X800，其文件大小？ 54+1024 × 800 × 24/8=2457654B 2.一幅256色(8位）的BMP位图图像，分辨率为1024X800，其文件大小呢？ 54+256 × 4+1024 × 800 × 8/8=820278B 8位=1字节（B） 1024B=1MB 1024MB=1GB 　　粤版高中信息技术《数据与计算》 二、声音编码（采样、量化、编码） 模拟的连续声音信号转换为离散数字信号 采样频率高于该信号最高频率的两倍 采样频率：44.1、22.05、11.025kHz 　　粤版高中信息技术《数据与计算》 四、声音编码（编码） 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。 例如8位量化位数的编码如右图，最高位0为正数，1为负数。 　　粤版高中信息技术《数据与计算》 四、声音编码（编码） wav格式 Wav声音文件的大小（单位B） =文件头（44B）+采样频率（HZ）X量化位数X 声道数X 时间（秒）÷8 举例： 1.采样频率为44.1kHz、量化位数为16的立体声（双声道），1分钟声音文件的大小？ 44+44.1*1000*16*2*60/8=10584044B （计算过程见右动图） 　　粤版高中信息技术《数据与计算》 四、声音编码（编码） 验证文件大小 GoldWave软件建立采样频率44.1kHz，双声道，1分钟的声音文件； 保存为16bit的wav格式 查看文件的属性，对照计算出来的结果，检查是否一致？ 思考： 给这一分钟的声音录上不同的声音，对文件的大小是否有影响？为什么 注意此为声音文件，有44个字节的文件头，课本中求声音的存储空间忽略此44字节的空间。 验证方法 　　粤版高中信息技术《数据与计算》 四、声音编码（编码） 声音文件的大小（单位B） =采样频率（HZ）X 量化位数 X 声道数 X 时间（秒）÷8 举例： 1.采样频率为44.1kHz、量化位数为16的立体声（双声道），1分钟声音文件的大小？ 44.1 × 1000 × 16 × 2 × 60/8=10584044B 　　粤版高中信息技术《数据与计算》 $$