第1章數(shù)據(jù)與信息信息技術(shù)必修1第1頁1.2數(shù)據(jù)編碼第1章數(shù)據(jù)與信息2第2頁【理解】信號(hào)基礎(chǔ)概念信號(hào)是表達(dá)消息物理量。例如：聲、光信號(hào)是人感官所能識(shí)別和接收信號(hào)。利用計(jì)算機(jī)將現(xiàn)實(shí)世界事物現(xiàn)象符號(hào)化、數(shù)據(jù)化，需要有包括理解、抽象、推理一種過程。計(jì)算機(jī)將它們處理轉(zhuǎn)換成0和1組成二進(jìn)制編碼，進(jìn)而采取基于二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算進(jìn)行處理。1.2.1模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)3第1章數(shù)據(jù)與信息\數(shù)據(jù)編碼第3頁【理解】模擬信號(hào)

模擬信號(hào)是指用連續(xù)變化物理量所體現(xiàn)信息。1.2.1模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)4第1章數(shù)據(jù)與信息\數(shù)據(jù)編碼模擬信號(hào)是傳導(dǎo)能量一種方式，其幅度、頻率或相位隨時(shí)間作連續(xù)變化。常見模擬信號(hào)應(yīng)用：有線相連電話和無線發(fā)送廣播電視。第4頁【理解】數(shù)字信號(hào)

數(shù)字信號(hào)是離散時(shí)間信號(hào)數(shù)字化表達(dá)。其信號(hào)自變量、因變量都是離散。1.2.1模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)5第1章數(shù)據(jù)與信息\數(shù)據(jù)編碼在計(jì)算機(jī)中，數(shù)字信號(hào)大小常用有限位二進(jìn)制數(shù)表達(dá)。常見數(shù)字信號(hào)應(yīng)用：開關(guān)電路中輸出電壓和電流脈沖信號(hào)。第5頁1-1模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)6第6頁【理解】模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)優(yōu)缺陷對(duì)比1.2.1模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)7第1章數(shù)據(jù)與信息\數(shù)據(jù)編碼名稱長(zhǎng)處缺陷模擬信號(hào)簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)保密性差，抗干擾能力弱數(shù)字信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)，保密性、可靠性強(qiáng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，占用頻帶寬進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)哪種信號(hào)比較好？模擬信號(hào)，由于在遠(yuǎn)距離傳送時(shí)，為避免信號(hào)畸變，一般采取頻帶傳輸，即將數(shù)字信號(hào)變換成便于在通信線路中傳輸交流信號(hào)進(jìn)行傳輸。第7頁計(jì)算機(jī)領(lǐng)域“代碼”兩個(gè)字是特指“0”、“1”，計(jì)算機(jī)只能識(shí)別“0”和“1”符號(hào)串組成代碼。其他信息都要轉(zhuǎn)換成“0”、“1”符號(hào)串，才能被計(jì)算機(jī)識(shí)別。7為何計(jì)算機(jī)內(nèi)部采取二進(jìn)制第8頁為何計(jì)算機(jī)內(nèi)部采取二進(jìn)制1、技術(shù)上實(shí)現(xiàn)容易：大部分電子器件有2種狀態(tài)。例如：晶體管導(dǎo)通與截止，電壓高和低，磁性有和無等。三極管電路板數(shù)字電路9第9頁為何計(jì)算機(jī)內(nèi)部采取二進(jìn)制2、可靠性高：二進(jìn)制中只使用0，1兩個(gè)數(shù)字，傳輸和處理過程中不易犯錯(cuò)，能夠確保計(jì)算機(jī)具有很高可靠性。第10頁為何計(jì)算機(jī)內(nèi)部采取二進(jìn)制3、運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單：二進(jìn)制運(yùn)算規(guī)則要簡(jiǎn)單多，方便運(yùn)算器速度提升。第11頁1.2.2

二進(jìn)制（補(bǔ)充）十進(jìn)制二進(jìn)制（1）有10個(gè)基本數(shù)碼：0~9（2）采取逢十進(jìn)一進(jìn)位規(guī)則（3）每個(gè)數(shù)碼在不一樣數(shù)位上對(duì)應(yīng)不一樣權(quán)值如：99=9+90=9*100+9*101（1）有2個(gè)基本數(shù)碼：0、1（2）采取逢二進(jìn)一進(jìn)位規(guī)則（3）每個(gè)數(shù)碼在不一樣數(shù)位上對(duì)應(yīng)不一樣權(quán)值如：11B=?第12頁進(jìn)制標(biāo)識(shí)符進(jìn)制例二進(jìn)制（1110）2、110B八進(jìn)制（62）8、52O十進(jìn)制65、95D十六進(jìn)制(A9)16、B9H為了區(qū)分多種進(jìn)位制數(shù)碼，有2種表達(dá)辦法。1.用下標(biāo)，10進(jìn)制能夠省略。2.字母標(biāo)識(shí)，二進(jìn)制B,八進(jìn)制O，十進(jìn)制D,十六進(jìn)制H.1.2.2

二進(jìn)制（補(bǔ)充）第13頁二進(jìn)制→十進(jìn)制本位上數(shù)字*權(quán)值展開相加例1（11011.01）2=（）D（11011.01）2=1*20+1*21+0*22+1*23+1*24

+0*2-1+1*2-227.25十進(jìn)制：99=9+90=9*100+9*101第14頁二進(jìn)制→十進(jìn)制（1）11010.1B=()D（2）101011B=（）D（3）10111B=（）D=0*20+1*21+0*22+1*23+1*24

++1*2-1=1*20+1*21+0*22+1*23+0*24+1*25=1*20+1*21+1*22+0*23+1*2426.54222第15頁二進(jìn)制→十進(jìn)制21~10次方2122242382416253226642712828256295122101024第16頁56228商余數(shù)00214027232101112十進(jìn)制→二進(jìn)制辦法：除2取余，至商為0，余數(shù)倒敘例2

56D=()B111000第17頁十進(jìn)制→二進(jìn)制簡(jiǎn)單辦法：65D=()B拆提成2次方，65=64+1=26+20=1000001B541D=()B拆提成2次方，541D=512+16+8+4+1=29+24+23+22+20=1000001101B第18頁十進(jìn)制→二進(jìn)制(1)255D=()B(2)35D=()B(3)75D=()B111111111001011100011第19頁【理解】編碼概念在當(dāng)代技術(shù)信號(hào)處理中，通過編碼將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行存放和傳輸。文字、圖像、聲音等類型數(shù)據(jù)也可進(jìn)行編碼?！纠斫狻课淖志幋a文字（字符）編碼是效率相對(duì)較低編碼方式，有單字節(jié)碼和雙字節(jié)碼兩種。其中，ASCII碼、莫爾斯碼屬于單字節(jié)碼，國(guó)標(biāo)碼（GBK）、統(tǒng)一碼（Unicode）屬于雙字節(jié)碼。1.2.2編碼基本方式20第1章數(shù)據(jù)與信息\數(shù)據(jù)編碼第20頁（1）ASCII碼。用7位二進(jìn)制碼為所有英文字母（大小寫52個(gè)）、阿拉伯?dāng)?shù)字（10個(gè)）和常用不可見控制符（33個(gè)）以及標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、運(yùn)算符號(hào)等（33個(gè)）建立了轉(zhuǎn)換碼。英文字母A和a編碼分別為01000001（十進(jìn)制數(shù)65）和01100001（十進(jìn)制數(shù)97）。1.2.2編碼基本方式21第1章數(shù)據(jù)與信息\數(shù)據(jù)編碼第21頁1.2.2編碼基本方式22第1章數(shù)據(jù)與信息\數(shù)據(jù)編碼ASCII碼表第22頁（2）國(guó)標(biāo)碼。目標(biāo)為了使每個(gè)漢字有一種全國(guó)統(tǒng)一代碼而頒布了漢字編碼國(guó)標(biāo)。每個(gè)漢字有個(gè)二進(jìn)制編碼，叫漢字國(guó)標(biāo)碼。每個(gè)漢字使用2個(gè)字節(jié)，主要分為兩部分：編號(hào)127之前符號(hào)跟ASCII碼所示意義相同，屬于單字節(jié)碼；編號(hào)127之后符號(hào)統(tǒng)一用兩個(gè)字節(jié)表達(dá)，包括了幾乎所有簡(jiǎn)體漢字字（漢字編碼高字節(jié)最高位不為0）。1.2.2編碼基本方式23第1章數(shù)據(jù)與信息\數(shù)據(jù)編碼第23頁（3）統(tǒng)一碼（Unicode）統(tǒng)一碼，也叫萬國(guó)碼、單一碼（Unicode）是計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域里一項(xiàng)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，包括字符集、編碼方案等。Unicode是為理解決傳統(tǒng)字符編碼方案局限而產(chǎn)生，它為每種語言中每個(gè)字符設(shè)定了統(tǒng)一并且唯一二進(jìn)制編碼，以滿足跨語言、跨平臺(tái)進(jìn)行文本轉(zhuǎn)換、處理要求1.2.2編碼基本方式24第1章數(shù)據(jù)與信息\數(shù)據(jù)編碼第24頁1-2文字編碼25第25頁【理解】圖像編碼（1）圖像編碼是指在滿足一定保真度條件下，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行變換、編碼和壓縮，以較少比特?cái)?shù)表達(dá)圖像或圖像中所包括信息技術(shù)。（2）位圖，最小單位為光柵點(diǎn)（或稱像素），也叫作點(diǎn)陣圖（或像素圖）。（3）位圖文獻(xiàn)所占用空間，可按下列公式計(jì)算：文獻(xiàn)大小=文獻(xiàn)頭+信息頭+顏色表項(xiàng)+圖像辨別率×圖像量化位數(shù)÷8其中，圖像辨別率=圖像x方向像素?cái)?shù)×圖像y方向像素?cái)?shù)。由于文獻(xiàn)頭14個(gè)字節(jié)，位圖信息頭40個(gè)字節(jié)，顏色表項(xiàng)占4個(gè)字節(jié)，占用空間相對(duì)較小，很多時(shí)候計(jì)算位圖大小僅僅指是數(shù)據(jù)文獻(xiàn)大小。位圖數(shù)據(jù)文獻(xiàn)大小=圖像辨別率×圖像量化位數(shù)÷81.2.2編碼基本方式26第1章數(shù)據(jù)與信息\數(shù)據(jù)編碼第26頁【例】有一幅24位位圖圖像，像素為1024×800。其數(shù)據(jù)文獻(xiàn)大小為位圖數(shù)據(jù)文獻(xiàn)大小=1024×800×24÷8=2.34MB若將上述圖像另存為256色位圖圖像，則文獻(xiàn)大小為多大？由于256=28，因此位圖數(shù)據(jù)文獻(xiàn)大小=1024×800×8÷8=0.78MB1.2.2編碼基本方式27第1章數(shù)據(jù)與信息\數(shù)據(jù)編碼第27頁1-3圖像編碼28第28頁【理解】聲音編碼聲音編碼三部曲：采樣、量化、編碼。（1）采樣。采樣就是把輸入模擬信號(hào)按合適時(shí)間間隔得到各個(gè)時(shí)刻樣本值，使其轉(zhuǎn)換為時(shí)間上離散、幅度上連續(xù)脈沖信號(hào)。常用采樣頻率有三種：44.1kHz、22.05kHz和11.025kHz。（2）量化。量化是把樣值信號(hào)無限多種也許取值，近似地用有限個(gè)數(shù)數(shù)值來表達(dá)。國(guó)標(biāo)聲音量化等級(jí)分為256個(gè)，即28

個(gè)。1.2.2編碼基本方式29第1章數(shù)據(jù)與信息\數(shù)據(jù)編碼第29頁（3）編碼。編碼是將量化后采樣值用二進(jìn)制數(shù)碼表達(dá)，并轉(zhuǎn)換為由二進(jìn)制編碼0和1組成數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)采樣后可用8位二進(jìn)制數(shù)表達(dá)，最高位表達(dá)符號(hào)，正數(shù)為0，負(fù)數(shù)為1。例如，采樣值48二進(jìn)制編碼為00110000，-100二進(jìn)制編碼為11100100。以聲音信息為例，其存放空間遵循如下公式：聲音存放空間=采樣頻率×量化位數(shù)×聲道數(shù)×?xí)r間÷8【例】采樣頻率為44.1kHz、量化位數(shù)為16位立體聲，1秒聲音所需字節(jié)數(shù)為44.1×1000×16×2×1÷8=176.4（KB）。1.2.2編碼基本方式30第1章數(shù)據(jù)與信息\數(shù)據(jù)編碼第30頁1-4聲音編碼31第31頁1.在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用MODEM時(shí)，它功能是()。A、實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)編碼B、把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)C、把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)D、實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間互相轉(zhuǎn)換【解析】在遠(yuǎn)距離傳送時(shí)，為避免信號(hào)畸變，一般采取頻帶傳輸，即將數(shù)字信號(hào)變換成便于在通信線路中傳輸交流信號(hào)進(jìn)行傳輸。此時(shí)在發(fā)送端由直流變成交流稱為調(diào)制，在接收端由交流變成直流稱為解調(diào)，兼有這兩種功能裝置稱為調(diào)制解調(diào)器(MODEM)?！敬鸢浮緿課堂練習(xí)32第1章數(shù)據(jù)與信息\數(shù)據(jù)編碼第32頁2.十進(jìn)制數(shù)15對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)是____。A.1111

B.1110C.1010

D.11003.將二進(jìn)制數(shù)11011101轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制是_____。A.220

B.221C.251

D.3214.算式1010B*4D值是（

）A.100100B

B.

44D C.

101001B

D.

28H分析：1010B是二進(jìn)制轉(zhuǎn)為十進(jìn)制為10，4D表達(dá)十進(jìn)制為4，因此運(yùn)算后成果為十進(jìn)制40。答案A二進(jìn)制轉(zhuǎn)為十進(jìn)制為36，C轉(zhuǎn)換后為41，D為十六進(jìn)制，可先將2轉(zhuǎn)為10，8轉(zhuǎn)為1000，二進(jìn)制為101000B，為40。因此選D課堂練習(xí)33第1章數(shù)據(jù)與信息\數(shù)據(jù)編碼ABD第33頁5.文