3.1数据编码课件-2025-2026学年教科版高中信息技术必修1

3.1 数据编码 第 3 单元 认识数据 泸科版高中《信息技术》 制作人：陆兴涛（博雅高级中学） ★ 了解各类数据采集的基本方法。 ★ 能够解释文本、音频等数据的编码原理。 ★ 理解数据编码的意义和作用。 学习目标 世界的本质是数据。 —维克托 • 迈尔－舍恩伯格 任务一 认识智能公交系统中的数据 ※ 活动1　办理市民卡 ※ 活动1　办理市民卡 表现形式 实例 采集该类数据的设备 文本 数字 图像 声音 视频 在办理市民卡的流程中，管理系统都收集了哪些数据？生活中还有哪些数据可以采集以及如何采集？相关内容补充完整。 计算机处理的数据 姓名、住址 年龄、身份证、电话号码 证件照片、生活照片 讲话的声音、动物的声音 监控视频、人脸视频 键盘、鼠标、触控屏、语音输入设备 键盘、鼠标、触控屏、语音输入设备 摄像机、手机、电脑、平板 录音机、手机、电脑、平板 摄像机、手机、电脑、平板 模拟信号与数字信号 ● 模拟信号 取值特征： 值是随时间连续变化的 波形光滑的 ● 数字信号 取值特征： 值是随时间非连续变化的 波形不是光滑的 注意： 模拟信号和数字信号可以相互转换 ※ 活动2 将语音模拟数据转换为数字数据 待转换的模拟声音波形，其横轴为时间t，纵轴为声波的振幅 第一步，采样。 在时间轴上按照一定的时间间隔取一系列时刻，得到每个时刻对应的声波信号的瞬时振幅值。 第二步，量化。 将信号波形的纵轴划分为若干区间。落到某一区间的采样点按四舍五入的规则取整选值，这个过程称为量化。 1 2 3 4 3 2 2 2 3 3 第三步，编码。 将样本值用计算机能够存储和处理的二进制数值表示，最后按 PCM 格式打包。 010 011 100 101 111 1000 1001 1010 110 ● 声音的数字化 模拟声音数据经历采样->量化->编码的过程，称为声音的数字化。 数字化后的波形 1 0 1 0 1 0 1 0 ● 音频文件的压缩 有损压缩：音频数据会在压缩过程中丢失一些信息，因此文件大小较小，但音质有一定损失。常见的有损格式包括MP3、AAC、Opus、Vorbis等。 无损压缩：音频数据在压缩过程中不会丢失任何信息，压缩后音质保持原样，但文件较大。常见的无损格式有FLAC、ALAC、WAV、AIFF等。 无压缩：如WAV和AIFF，音频数据没有进行压缩，通常用于需要极高音质的专业音频应用，但文件很大。 例如：15秒的的音频，采样频率为44.1khz，量化位数16位，声道数为双声道，求该段音频文件的数据量为多少MB。 44.1*1000*16*2*15/8 计算公式：文件大小=采样频率×量化位数×声道数×时间 单位：秒 单位：赫兹(Hz) 1TB=1024GB 1GB=1024MB 1MB=1024KB 1KB=1024B 1B=8bit （单位：B） =2646000(B)≈2.52(MB) ● 音频文件大小计算 任务二　查看存储在计算机中的数据 ※ 活动1　卡片组合游戏 0 1 0 0 1 01001 = 9 十进制数9对应的二进制数就是01001 1 1 1 1 1 二进制与数制转换 ● 常见进制 1+1=10 ● 二进制 0 0 0 1 0 0 1 0 1比特能表示2种（）状态（即0或1） 1bit 2比特能表示4种（）状态（即00，01，10，11） 计算机中存储数据的： 最小单位是二进制位（bit） 基本单位是字节（Byte，简写为B） n比特能表示种状态 1字节能表示几种状态？ 种=256种 1TB=1024GB 1GB=1024MB 1MB=1024KB 1KB=1024B 1B=8bit ● 二进制转十进制 0 0 0 1 0 0 1 0 10010(2) = 1× +0× +0× +1× +0×=18 位权展开，权值相乘再求和 位权法 ● 十进制转二进制 02 整数转换 01 除二取余，逆序输出法 小数转换 乘二取整，顺序输出法 思考：将下列二进制和十进制数互相转换。 结果：1× +0× +1× +0× +1×= 21 结果： ※ 活动2 查看数据的编码 ● 文本数据的编码 西文字符的编码 应用最广泛的西文字符编码方案是ASCII码。 “A”的ASCII码为0 100 0001，即65 汉字的编码 GB2312（国标码）用 2 个字节表示一个汉字。 “一”的GB2312码为0xD2BB，即 13×16³+2×16²+11×+11×16⁰=53947 Unicode 全世界有上百种语言，人们希望有一种编码，能将世界上所有的符号都纳入其中，每一个符号都给予一个独一无二的编码。Unicode 应运而生。 当堂小结 当堂练习 1. 数据编码是指（   ） A. 将数据转换为计算机可理解的形式 B. 对数据进行加密处理 C. 将数据从一种格式转换为另一种格式 D. 对数据进行可视化展示 【答案】A 2. 下列哪个选项不是数字信号的特点（   ） A. 随时间连续变化 B. 波形光滑 C. 用二进制表示 D. 可以由模拟信号转换得来 【答案】A 3. 采样频率是指（   ） A. 音频信号的最大频率 B. 每秒内采样的数量 C. 音频信号的最小频率 D. 数字信号的传输速率 【答案】B 4. 以下哪个不是数字信号的优点（   ） A. 易于存储 B. 抗干扰性强 C. 易于传输 D. 易于修改 【答案】D 5. 以下哪个编码不是用于文本数据编码（   ） A. ASCII码 B. Unicode码 C. GB2312码 D. JPEG码 【答案】D 6. 在音频数字化过程中，第二步是进行（   ） A. 量化 B. 编码 C. 采样 D. 放大 【答案】A 谢谢观看 高中信息技术《数据与计算》科教版 制作人：陆兴涛 $