第1章 第3课 数据采集与编码2——数据编码-【精彩三年】2024-2025学年高中信息技术必修第一册课程探究与巩固Word教参（浙教版2019）

第3课　数据采集与编码2——数据编码(见学生用书P8) ——1.3　数据采集与编码，教材第19～24页 1．能对文本、图像、声音和视频等数据进行编码。　2.掌握常用数据编码的基本方式。理解数据编码的意义。 编码是信息按照某种规则或格式，从一种形式转换为另一种形式的过程。解码是编码的逆过程。 1．字符编码 (1)ASCII码 ASCII主要用于显示现代英语和其他西欧语言。基本的ASCII 码共有__128__个，用__1__个字节中的__低7位__编码。二进制范围为00000000～01111111，即十六进制的__00～7F__。 (2)汉字编码 汉字编码包括__输入码__(外码)、__交换码__(区位码)、__机内码__(处理码)、字形码。 外码：分为音码(微软拼音)、形码(五笔输入法)、音形码、形音码。 交换码：计算机间交换汉字信息，占两个字节(区码、位码)。 机内码：计算机内部用于信息处理的汉字代码。 字形码：为了将汉字输出，需要描述汉字的字形，典型的有点阵方式和矢量方式两种。 2．条形码(barcode)是将宽度不等的多个黑条和白条，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。我国普遍采用的是__EAN13__条形码。 3．二维条码/二维码(2－dimensional bar code)是用某种特定的几何图形按一定规律在平面上(二维方向)分布的__黑白相间__的图形记录数据符号信息。二维码的信息存储量更大，功能也更加强大。 4．声音编码 (1)将模拟声音数字化需要经过采样、量化、编码三个过程。 (2)录音时，声音信号通过麦克风转换成电流信号，通过声卡上的__模数转换器__(ADC)将电流信号转换成一串数字信号，采样、量化后对其进行编码，存储到计算机中。重放时，这些数字信号送到声卡上的__数模转换器__(DAC)还原为模拟信号，放大后送到扬声器发声。 (3)常见的声音文件类型有Wave、MP3、WMA等。 (4)Wave格式音频文件的存储容量计算公式： 存储容量＝__采样频率(Hz)×量化位数(bit)×声道数×时长(s)__(单位：位)。 5．图像编码 (1)数字图像包括__矢量图形__与__位图图像__。在计算机图形学中，矢量图形是指用点、直线或者多边形等基于__数学方程__的几何图元表示的图像，适合线框形作品(比如三视图)，放大、旋转等操作后不会丢失细节或影响清晰度。位图图像(又称__栅格图__、点阵图)，是通过“__像素__”来描述图像的，适合表现层次和色彩比较丰富的图像，所需的存储空间较大，相机拍的都是位图，放大后会失真。 (2)位图图像数字化 ①采样：把一张图像分解成一个一个大小相同的像素，像素点越__多__，图像越真实。 ②量化：要使用多大范围的数值来表示图像采样之后每个像素的颜色信息。一般用二进制数表示，其长度也称为颜色的__位深度__。图像存储容量可以根据像素与颜色位深度进行计算：存储容量＝__总像素×颜色位深度__(单位：位)。 ③编码：以多种图像文件格式保存，如BMP、JPEG、GIF、PNG等。 6．视频编码 (1)视频是由连续的画面组成动态图像的一种表示方式，常见的视频数据格式主要有AVI、MPEG、MOV。在早期的模拟电视中，PAL制式(我国采用)的视频每秒播放__25__帧图像，而NTSC制式的视频每秒播放__30__帧图像。 (2)视频存储容量＝__帧图像存储量×帧频×播放时间(秒)÷8__(单位：B)。 (3)常见的视频编码方式有MPEG－1、MPEG－2、MPEG－4等。 1．查看字符内码 在早期的GB2312字符集中，1个汉字在计算机中用2个字节表示；1个ASCII字符占1个字节。 基本规律：一般以数字开头(0～7)的内码，1对内码对应1个英文字符(半角字母、标点符号、其他字符)，如图1中的“2E”对应半角字符“.”，内码“40”对应 符号“@”(半角字符，占用1个字节)。 ASCII码(半角字符)的范围为00～7F。以字母开头的2对内码对应1个字符(全角字符，占用2个字节)，如图2中内码“A1 A3”对应全角字符“。”，中文“角”的内码为“BD C7”。 图1 图2 2．计算机存储单位 计算机中存储容量最小的单位是比特(bit)，计算机中存储的基本单位是字节(Byte)，1个字节为8个bit。常见的单位还有KB、MB、GB、TB等，它们之间的换算关系是： 1KB＝1024B　1MB＝1024KB　1GB＝1024MB　1TB＝1024GB 3．声音采样频率越高，量化位数越大，声音保真度越好，存储容量越大。 4．颜色数与位深度转换 颜色 每个像素点所占的位数 黑白 1位(21＝2) 128色 7位(27＝128) 24位真彩色 24位 结论：颜色数≤2n(其中n表示每个像素点的存储位数) 　　使用软件查看字符内码，部分界面如图所示。下列说法正确的是(　C　) A．字符“H”的十六进制内码值是50H B．“亚运会@”这些字符的内码共8个字节 C．字符“Z”内码值的二进制表示为01011010B D．字符“2”内码值的十进制表示为2 【解析】 选项A，由图可知，字符“H”的十六进制内码值是48H，选项错误；选项B，由图可知，“@”是个半角字符，“亚运会@”的内码共7个字节，选项错误；选项D，字符“2”的十六进制内码值为32H，将该值转换成十进制数为50D，选项错误。 变式　　2024·慈溪中学检测使用UltraEdit软件查看字符内码，部分界面如图所示。下列说法正确的是(　C　) A．图中共有4个ASCII字符 B．字符“＋”的十六进制内码是2B 33 C．字符“2022”的十六进制内码是32 30 32 32 D．字符“A”的内码用二进制表示是01000010 【解析】 选项A，图中共有5个ASCII字符，选项错误；选项B，字符“＋”的十六进制内码是2B，选项错误；选项D，字符“A”的内码用二进制表示是01000001，选项错误。 　　下列关于编码的说法中，正确的是(　D　) A．ASCII码用7位二进制编码，共128个，它的二进制范围为0000001～1111111 B．汉字编码分为外码、交换码、机内码和字形码，其中交换码和机内码其实是同一种 C．条形码是宽度相等的多个黑条和白条组成的图形标识符，中国普遍采用的是EAN13条形码 D．二维码和条形码相比，二维码的信息存储量更大，功能也更强大 【解析】 选项A，ASCII码用7位二进制编码，共128个，它的二进制范围为00000000～01111111，选项错误；选项B，交换码和机内码不同，选项错误；选项C，条形码是宽度不等的多个黑条和白条组成的图形标识符，选项错误。 变式　　下列关于信息编码的说法中，不正确的是(　A　) A．计算机中，最小的存储容量单位是字节 B．根据国标码的规定，每一个汉字都有确定的二进制代码，在计算机内部汉字代码都用机内码 C．ASCII码是现今最通用的单字节编码系统，共有128种编码 D．条形码和二维码也是一种信息的编码，但相对于条形码，二维码的信息存储量更大，功能也更强大 【解析】 计算机中，最小的存储容量单位是比特，选项A错误。 　　2024·定海一中检测录制一段时长为4分16秒的双声道音频，采样频率为44.1kHz，量化位数为2 个字节。若不进行压缩，则该音频的存储容量约为(　A　) A．43MB B．21.5MB C．5.4MB D．2.7MB 【解析】 未经压缩音频的存储容量＝采样频率×量化位数×声道数×时间÷(8×1024×1024)MB＝44.1×1000×16×2×256÷(8×1024×1024)≈43MB，选项A正确。 变式　　使用GoldWave软件编辑某音频文件，部分界面如图所示。将该文件直接另存为MP3 格式后得到的文件大小为15MB，则压缩比约为(　C　) A．100∶1 B．80∶1 C．10∶1 D．5∶1 【解析】 压缩比＝压缩前音频容量∶压缩后音频容量，未经压缩音频容量＝采样频率×量化位数×声道数×时间÷(8×1024×1024)MB，压缩比＝(44100×16×2×15×60)÷(8×1024×1024))∶15≈10∶1，选项C正确。 　　将一幅未经压缩的2048×1500像素16色位图的BMP图像另存为JPEG格式文件，存储后的JPEG文件存储容量为300KB，则BMP文件与JPEG文件的存储容量之比约为(　A　) A．5∶1 B．20∶1 C．40∶1 D．160∶1 【解析】 图像存储容量(单位：B)＝水平像素×垂直像素×每个像素所占的颜色位数÷8，存储容量之比＝2048×1500×4÷(8×1024)∶300＝5∶1，选项A正确。 变式　　2024·天台中学检测相同像素大小的两幅图像，分别由黑白像素和256 种颜色的像素组成，其存储容量大小之比为(　A　) A．1∶8 B．1∶1 C．1∶128 D．1∶256 【解析】 根据图片容量计算公式可得，相同像素大小的图像，容量之比就是其位数之比。黑白像素图像用1 位二进制来表示，256 种颜色用8 位二进制来表示，故容量之比为1∶8，选项A正确。 　　一个时长为10秒、512×410像素、24位真彩色、PAL制式的未经压缩的AVI格式的无声视频文件，其存储容量约为(　C　) A．6MB B．80MB C．150MB D．180MB 【解析】 已知PAL制式的视频每秒25帧，存储容量＝(512×410×24×25×10)÷(8×1024×1024)≈150MB，选项C正确。 变式　　一个时长为1小时、4096×2160 像素、24 位真彩色、30 帧/秒的未经压缩的AVI 格式的无声4K 视频文件，压缩为MP4 格式后的文件大小约为2.67GB，则其压缩比约为(　C　) A．4∶1 B．150∶1 C．1000∶1 D．750∶1 【解析】 压缩比＝∶2.67≈1000∶1，选项C正确。 　　下列关于计算机信息编码和信息存储的说法中，正确的是(　D　) A．计算机中存储容量基本单位是比特(bit) B．将AVI 格式的视频存储为其他格式，使用了模数转换 C．二维码是将多条宽度不等的黑条和白条按一定的编码规则排列的图形标识符 D．将声音的模拟信号转换为数字信号一般需要经过采样、量化、编码三个过程 【解析】 选项A，计算机中存储容量的基本单位是字节(Byte)，比特(bit)是计算机中存储容量最小的单位，选项错误；选项B，将AVI格式的视频存储为其他格式只是数字化形式上格式的转换，并不是模数转换，选项错误；选项C，二维码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面上分布的黑白相间的图形记录数据符号信息，选项错误。 变式1　　2024·缙云中学检测为了早日实现“碳中和”的总目标，多地政府提倡绿色出行。其中共享单车是一个重要的推广项目：一般情况下，用户只需要在手机中打开相应的APP，扫描车上的二维码就能解锁，骑行后在指定区域上锁并听到类似“还车成功”的提示音即可完成一次租借。其中，租赁数据包括用户信息、租车时间、租车地点、还车时间、还车地点等，均已储存于二维表结构中。下列关于进制与信息编码的说法中，正确的是(　D　) A．扫描二维码是编码的过程 B．将用户信息加密是解码的过程 C．播放语音提示的过程需经过采样、量化与编码 D．若将用户骑行的距离值转化成二进制数进行存储，其值的大小不变 【解析】 选项A，生成二维码是一个编码的过程，扫描二维码是一个解码的过程，选项错误；选项B，将用户信息加密是编码的过程，选项错误；选项C，录音等声音编码过程需要进行采样、量化与编码，播放语音需要进行解码，选项错误。 变式2　　下列关于计算机中各种类型的数据的说法中，正确的是(　B　) A．用计算机录制并存储一段声音，需要经历“数模转换”的过程 B．由于编码方式不同，图像文件具有BMP、JPEG、GIF 等不同格式 C．位图是用基于数学方程的几何图元描述的，放大后不会失真 D．由反射率相差很大的黑条和白条排成的平行线图案叫做二维码 【解析】 选项A，需要经历“模数转换”的过程，选项错误；选项C，位图是用基于数学方程的几何图元描述的，放大后会失真，选项错误；选项D，由反射率相差很大的黑条和白条排成的平行线图案叫做条形码，选项错误。 |随|堂|检|测| 1．2024·嘉兴一中检测使用UltraEdit 软件观察字符“杭州亚运Coming！”的内码，部分界面如图所示。下列说法正确的是(　A　) A．图中汉字是GB2312 字符，其他字符是ASCII 字符 B．字符“C”的内码值用二进制表示为“0010000001000011” C．图中字符共占16 bit D．小写字母“j”的内码值用十六进制表示为“70H” 【解析】 选项B，字符“C”的内码值用二进制表示为“01000011”，选项错误；选项C，图中字符共占16 个字节，选项错误；选项D，小写字母“j”的内码值用十六进制表示为“6AH”，选项错误。 2．下列关于进制和编码的说法中，正确的是(　A　) 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．在计算机内部，汉字和英文字符均采用ASCII编码 C．某7位二进制数的最高位为1，将其转换成十进制数后的最大值为128 D．已知大写字母“P”的内码值为50H，则大写字母“O”的内码值为49H 【解析】 选项B，在计算机内部，汉字采用GB2312编码，选项错误；选项C，将7位二进制数转换成十进制数后的最大值为127，选项错误；选项D，大写字母“O”的内码值用十六进制表示为4FH，选项错误。 3．有甲、乙两幅图，甲图为1024×384像素，乙图为512×768 像素，甲、乙两图的存储容量之比为3∶1。下列说法不正确的是(　B　) A．甲图为24 位色，乙图为256 色 B．甲图为256 色，乙图为3 位色 C．甲、乙两图颜色位深度之比为3∶1 D．甲、乙两图颜色数量之比为3∶1 【解析】 若甲图为256色，乙图为3位色，则两图像的存储容量比为(1024×384×8)∶(512×768×3)＝8∶3，选项B错误。 4．如图，这是某音频文件的部分参数，则该音频文件的存储容量约为(　C　) A．520KB B．1280KB C．5MB D．45MB 【解析】 存储容量＝(44100×16×2×30)÷(8×1024×1024)≈5(MB)，选项C正确。 5．一段未经压缩的AVI 格式无声视频参数为512×400 像素、24 位真彩色，NTSC 制式。若该视频文件存储容量为105MB，则该视频的时长约为(　A　) A．6 秒 B．3 秒 C．24 秒 D．12 秒 【解析】 假设时长为y，存储容量＝(512×400×24×30×y)÷(8×1024×1024)＝105(MB)，得到y≈6，选项A正确。 6．2024·富阳中学检测某饮品店采用会员积分消费模式。顾客扫描店铺二维码关注公众号，输入手机号及个人资料注册后即成为普通会员，每消费10 元可积1 分。消费积分累计100 分，可升级为V1 会员，享受8 折消费优惠；消费积分累计180 分，可升级为V2 会员，享受7 折消费优惠。根据材料，下列说法正确的是(　D　) A．顾客扫描二维码只能获取文本信息 B．店铺生成二维码的过程属于信息的解码 C．二维码在使用过程中不存在安全隐患 D．通过智能手机应用程序可读取二维码中的信息 【解析】 选项A，顾客扫二维码可以获取二维码中存储的各种信息，包括网址、名片、文本信息、特定代码等，选项错误；选项B，生成二维码的过程属于信息的编码，选项错误；选项C，二维码在使用时也存在一定的安全隐患，用户应认真审核二维码的来源，选项错误。 温馨提示：请完成高效作业3　) 学科网（北京）股份有限公司 $$