1.2数据编码课件-2025-2026学年粤教版高中信息技术必修一

该高中信息技术课件聚焦数据编码核心内容，系统阐述模拟信号与数字信号的区别、编码的基本方式（文字、图像、声音编码）。通过“机械表（模拟信号）与电子表（数字信号）”的情境导入，直观对比连续变化与离散跳跃特征，构建从信号分类到编码应用的知识脉络，形成由基础概念到具体实践的学习支架。 其亮点在于深度融合新课标核心素养，情境导入帮助学生建立信息感知力，课堂讨论对比信号优缺点培养计算思维中的分析能力，结合ASCII码、图像采样量化等实例及编码计算练习提升数字化学习与创新能力。学生能通过具象实例理解抽象编码原理，教师可借助结构化内容和互动设计高效开展教学。

第一章 数据与信息 1.2 数据编码 授课人： 杨晓蓉 教材： 广东教育出版社《信息技术》（必修1） 数据与计算 一 模拟信号与数字信号 二 编码的基本方式 目 录 CONTENTS 情境导入：时间的两种“语言” 机械表（模拟信号） 特点：指针连续平滑转动，如“平滑的斜坡” 电子表（数字信号） 特点：数字跳跃显示，如“一级级的楼梯” 核心区别：连续变化 离散跳跃 数据编码：连接人与计算机的桥梁 1. 模拟信号与数字信号 数据编码：连接人与计算机的桥梁 声信号 光信号 电信号 识别和接受 识别和运作 按照取值特征，可以将信号分为：模拟信号和数字信号。 2. 认识模拟信号 特点 ● 连续不断，数值变化平滑 ● 任意时刻有唯一确定值 生活实例 ● 水银温度计 ● 指针式手表 ● 声音波形 数据编码：连接人与计算机的桥梁 模拟信号： 随时间连续变化的信号，如声音、温度、压强等。它在时间和幅度上连续变化。 单一频率波形示意图 多频率组合波形示意图 1. 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。 2. 在传播的过程中，能量会不断被损耗而逐渐衰减。。 认识模拟信号 有线电话，无线广播电视等，都是通过模拟信号来传递信息的。 3. 认识数字信号 特点： ● 离散间断，数值变化跳跃，仅用有限个离散值描述。 ● 抗干扰能力强，有利于存储、加密、纠错，有较强的可靠性和保密性。 数据编码：连接人与计算机的桥梁 数字信号：是离散时间信号的数字化表示。(时间和数值上都不连续) 在计算机中，数字信号的大小常用有限位的二进制数0,1表示。 ● 生活实例 ● 二进制代码 ● LED灯 电子表 离散的脉冲信号 课堂活动 名称 优点 缺点 模 拟 信 号 数 字 信 号 远距离传输哪个更好？ 价格低， 简单容易实现 传输距离短、 抗干扰能力弱， 保密性差 抗干扰能力强， 保密性、可靠性强 成本高， 技术实现复杂 数字信号 讨论：模拟信号和数字信号的优缺点 关键结论：要将现实世界的模拟信息交给计算机处理，必须进 行数字化（模拟→数字信号转换） 4. 数据编码 通常人们把用来表示信息的符号组合叫做信息的代码。 生活中常见的编码 5. 编码的基本方式 文字编码 A 图像编码 B 声音编码 C 在现代技术的信号处理中，数据基本上是通过编码将模拟信号转换为数字信号进行存储和传输，文字、图像、声音等类型的数据都可经过编码进行存储和传输 。 6. 文字编码 核心问题：计算机如何表示英文字母“A”和汉字“中”？ 1. ASCII码 (西文字符) 用 1个字节 (8位二进制) 表示1个西文字符 例： “A” → 十进制 65 → 二进制 01000001 2. 国标码 (中文字符) 用 2个字节 (16位二进制) 表示1个汉字 例： “中” → GBK 编码 D6 D0 （十六进制 ） 本质：建立字符与二进制的 一一映射关系 01 ASCII码 1960年，香农创立了的基本字符编码系统，即ASCII码（美国标准信息交换代码），用8位二进制码为所有的英文字母（大小写52个）、阿拉伯数字（10个）和常用的不可见控制符33个以及标点符号、运算符等（33个）建立了转换码，第一次将符号转化为“0”和“1”构成的编码。 分类：单字节码和双字节码两种 ① ASCII码和莫尔斯码属于单字节码， ② 国标码（GBK）、统一码（Unicode）属于双字节码。 6. 文字编码 6. 文字编码 1. 选择题 标准ASCII码中，下列关系式成立的是（ ） A. “A” > “b” B. “3” > “t” C. “d” > “b” D. “t” < “T” 答案：C （提示：ASCII码中大写字母<小写字母，“d” =100，“b”=98） 6. 文字编码 02 国标码 创建于1980年，目的为了使每个汉字有一个全国统一的代码而颁布了汉字编码的国家标准。每个汉字有个二进制编码，叫汉字国标码。国标码是一个4位十六进制数。 6. 文字编码 汉字编码之国家标准： （1）GB 2312—1980字符集共收录6763个汉字 （2）GBK字符集，兼容GB 2312—1980标准，收入21003个汉字 Unicode字符集，是全球可以共享的编码字符集，涵盖了世界上主要文字的字符，其中包括简繁体汉字，共计74686个汉字。如汉字“男” 的Unicode编码为30007（十进制），用十六进制表示为7537，用二进制表示为0111010100110111。 7. 图像的分类 矢量图：由点、线、曲线等几何元素构成的图，缩放不失真，体积小。 点阵图（位图）：由像素构成的图，只有点的信息，缩放会失真。 8. 图像编码 图像模拟信号的数字化流程： 采样 量化 编码 将信号从连续空间域上的模拟信号转换成离散空间域上的离散信号。 采样的实质就是要用多少个点来描述一幅图像。 采样点越多，分辨率越高，图像越清晰。 该图像的分辨率为：8×11 11 8 第一步：采样 像素（光栅点） 图像的最小单位 分辨率=横向像素×纵向像素 图像的量化：指要使用多大范围的数值来表示图像采集后每个像素的颜色信息。 黑、白 两种颜色0、1 量化位数1 黑、白、深灰、浅灰 四种颜色00、01、10、11 量化位数2 量化位数越高，表现的颜色越多。 第二步：量化 将量化后的采样值用二进制数码表示。 00000000 01100110 01100110 00000000 00000000 最后面三行如何表示？ 第三步：编码 位图编码原理 存储每个像素的颜色信息，采用RGB颜色模式（红、绿、蓝） 8位(256色)、24位(1677万色，真彩色) 1 2 3 4 5 6 7 8 8 7 6 5 4 3 2 1 映射为：0 映射为：1 采样 量化 编码 分辨率 图像量化位数 图像的大小 × ＝ 练习：一张分辨率为1280*720，图像量化位数为24的位图图像，存储容量是多少？ 图像模拟信号的数字化流程 解：1280×720×24÷8=2764800B 2764800B/1024≈2700KB/1024≈2.6MB 本节课学习路径 9. 声音编码 声音信号的数字化流程： 采样 量化 编码 1.在横轴上按一定的时间间隔，从信号中取一个样本值，这个过程称为采样。 2.录音设备在1秒内对声音信号的采样次数称为采样频率（Hz），常用的CD音质的采样频率是44.1KHz。 3.在一定的时间内，采集的信号样本划分越细密、对信号波形的表示就越精确。 第一步：采样 9. 声音编码 第二步：量化 将第一步所得的振幅瞬时值往最接近的整数取整， 每个样本所对应的整数值即为纵坐标，在图中标出这些整数值。 1. 将信号波形的纵轴划分为若干区间。 2. 落到某一区间的采样点按四合五入的规则取整选值，这个过程称为量化。 9. 声音编码 第三步： 编码 定义：将量化后的等级值转为二进 制代码 示例：量化到170级 → 二进制 10101010 存储容量公式： 声音存储容量 ( 字节 ) = 采样频率 × 量化位数 × 声道数 × 时间 ÷ 8 计算： 一首时长100秒的双声道音乐，采样频率44.1kHz，量化位数 16，计算其存储容量。 解：容量 = 采样频率 × 量化位数 × 声道数 × 时间 ÷ 8 = 44100 × 16 × 2 × 100 ÷ 8 =17640000B ≈ 17MB 归纳总结： 信号：模拟信号（连续）、数字信号（离散） 编码：文字(ASCII/国标)、图像(像素/RGB)、声音(采样/量化) 核心思想 升华 我们看到的、听到的，在计算机中都是0和1的河流。编码技术，正 是架起人类与计算机沟通的宏伟桥梁！ 数据编码：连接人与计算机的桥梁 编码即映射：将现实世界的信息转换为计算机可识别的0和1. 思考练习 数据编码：连接人与计算机的桥梁 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $