高中信息技术华东师大版(2020)必修1 第二节 数字化与编码 课件(共3课时)

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高中信息技术华东师大版(2020)必修1 第二节 数字化与编码 课件(共3课时)

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(共37张PPT)
那具体怎样将纸质校刊制作成电子校刊呢?
1.如何将纸质校刊上的文字制作成电子文本或音频文件?
2.如何将纸质校刊上的插图制作成图像文件?
手机扫描,文字识别功能;手机录音软件、录音笔
相机、扫描仪
举例
概念
编码是为了方便信息的存储、检索和使用而规定的符号系统。我们的学号也是一种编码,将入学时间、班级信息按照一定的规则进行编码就得到了学号。所以
编码的过程就是将信息按照一定的规则进行变换。
编码
同学们你知道生活当中还有那些编码的例子吗?
教室号 车牌号
学籍号 索书号
身份证号等
相邻两个大写(小写)英文字母ASCII码相差1;
同一英文字母,大小写ASCII码相差32;
ASCII码规律
7位二进制编码,存储占一字节,最高位为0;
ASCII码大小比较:数字<大写字母<小写字母。
利用命令提示符工具,使用ASCII码输入字符按住Alt键不放。
小键盘输入ASCII编码表中,各字符对应的十进制数,然后松开Alt。
如何在word中查看ASCII码?
单击“插入”——“符号”,在右下角选择“ASCII十进制”
实验
背景
概念
目前我国主要使用的汉字编码标准是GB 18030—2005,它支持多种字节的汉字编码,如单字节、双字节和四字节编码等。在GB 18030—2005中,大部分常用汉字采用双字节编码,也就是说一个汉字占两个字节的大小。
汉字编码是计算机内部进行汉字存储和处理而使用的统一编码,每个汉字都对应一个唯一的二进制编码。每个字节的最高位为1。
汉字编码
英文字符码ASCII占多少字节呢?
1、输入码:将汉字输入到计算机中。常用的输入码有(汉字字音为主)拼音码、(汉字字形为主)五笔字型码、自然码、表形码、认知码、区位码和电报码等
2、交换码:也称为区位码,是一种将汉字与数字编码对应起来的系统,使用两个字节来表示一个汉字,其中第一个字节表示区号,第二个字节表示位号。交换码采用十进制数表示汉字的位置,而机内码则采用十六进制数表示汉字。
3、机内码:输入的汉字外码到机器内部都要转换成机内码,才能被存储和进行各种处理。
4、输出码:用于汉字的显示和打印输出——汉字字形码,是字库中存储的汉字字形的数字化信息。
汉字编码
概念
汉字机内码,又称"汉字ASCII码",简称"内码",指计算机内部存储,处理加工和传输汉字时所用的由0和1符号组成的代码。
输入码被接受后就由汉字操作系统的"输入码转换模块"转换为机内码,与所采用的键盘输入法无关。
机内码是汉字最基本的编码,不管是什么汉字系统和汉字输入方法,输入的汉字外码到机器内部都要转换成机内码,才能被存储和进行各种处理。
汉字机内码
注意
下图是某软件观察字符串“2021上海学考6选3”的机内码的截屏内容。由图可知,汉字“上”的机内码十六进制表示为( )。
汉字机内码
A.C9 B.31 C9 C.C9 CF D. CF BA
C
汉字的机内码用十六进制表示,但在计算机中,它仍然是以二进制码的形式存在的
https://blog.csdn.net/qq_41105058/article/details/106141693
汉字输出码
C
https://blog.csdn.net/qq_41105058/article/details/106141693
汉字输出码
https://blog.csdn.net/qq_41105058/article/details/106141693
汉字输出码
要将这本“大字典”里的Unicode字符转换成可用于传输、存储的二进制代码,则需要使用字符编码方案。目前,主要使用的是UTF-8,UTF-16,UTF-32三种编码方案。其中UTF-8是被广泛使用的编码方案。
Unicode字符集和编码方案
声音编码
声音编码
声音编码
声音编码
声音编码
声音编码
声音编码
声音编码
一组1小时的数字音乐(未经压缩)的采样频率为44.1 kHz,量化位数为16位,声道数为双声道。
数据存储量=44100×16×2÷8×360O(字节)
影响音频文件大小的因素有哪些?
声音编码
如果没有将多余的背景音乐剪掉,那么音频文件会怎样变化?
注意:例子中的文件是未经压缩的被保存为WAV格式的文件。如果改变了音频文件的格式,文件大小也会发生变化。
图像编码
图像编码
图像编码
图像编码
图像编码
图像编码
图像的采样是按一定的空间间隔从左到右、自上而下提取画面信息,将图像在空间上转换成若干个像素点,每个像素点呈现不同的颜色。
图像
像素点
转换
这种由纵横排列的像素点组成的图像叫做位图。
图像编码
水平方向上的像素数量乘以垂直方向上的像素数量称为图像分辨率。
图像编码
扫描仪里的宽度和高度,就是在设置扫描图像的分辨率。
图像编码
如果不考虑其他因素的影响,图像分辨率越高,采样的精度就越高,图像越清晰。
图像编码
对于一幅图像来说,颜色深度决定了该图像中的像素可以使用的最多颜色数量。
图像编码
图3的位深度是多少?
图像编码
图像编码
每个像素的颜色就可以用24比特表示,用这种方法可以组合成2的24次方种颜色(16777216)。
每种颜色分为0~255,共256个等级 ,用()位二进制数表示。
图像编码
图像编码
扫描仪中的扫描模式就是在设置扫描图像的位深度。
图像编码
数据存储量=1920 ×1080×24÷8(字节)
例如,一幅分辨率为1920×1080像素的图像,保存格式为“24位位图”,则其数据存储量怎样进行计算呢?(共21张PPT)
复习回顾
新课导入
新课导入
数据压缩
数据压缩就是采用特殊的编码方式处理数据,使数据占用的存储空间相对减少,以便存储和传输。
①数据存在冗余——重复出现、出现频繁、可预见位置
②相邻数据之间经常存在相关性——少量变化、具有规律和周期性
原因
数据压缩
数据压缩
数据压缩
0010111 1100011 0010111
数据压缩
文档、表格、演示文稿、图像、声音、视频都可以使用压缩软件进行无损压缩。
数据压缩
数据压缩
我们可使用常见的无损压缩软件对文件进行压缩,压缩后生成的压缩文件存储容量可能只有原来的几分之一甚至更小。压缩文件中的数据需要用压缩软件解压缩后才能还原使用。
对于一些程序数据和文档数据而言,只能采用无损压缩,以确保数据的准确性,否则一旦还原的数据有误,就无法使用了。
数据压缩
图像的有损压缩是指在较小地损失图像质量的情况下,对图像文件中相同或相似的数据进行大量压缩,使得生成的文件更小。
有损压缩过程中会损失一定的信息,压缩后的数据无法还原到与压缩前一致,但不会导致人们对原始数据表达的信息产生误解。但这种技术在一定程度上损害了图像的原始质量,也就是丢掉了一些数据的信息。
数据压缩
相对于无损压缩,有损压缩只适用于图像、声音、视频等多媒体文件。
常见的图像、音频、视频有损压缩格式分别是JPEG(图像数据压缩格式)、MP3(音频数据压缩格式)、MPEG(视频数据压缩格式)等。
数据压缩
无损压缩
有损压缩
请比较有损压缩和无损压缩的不同
数据压缩
无损压缩 不会损失信息 数据前后相同 文档、表格、演示文稿、图像、声音、视频 bmp、gif、png、zip、rar、wav等 压缩率低
有损压缩 损失一定信息 数据前后不同 图像、声音、视频 mp3 、jpg 、jpeg、 rm 、rmvb、 wma 、wmv 压缩率高
请比较有损压缩和无损压缩的不同
数据压缩
1、如果一幅图像的部分像素色彩值的排列为:“红红红红红红红红红绿绿绿绿绿蓝蓝蓝蓝蓝蓝”,经某种方法压缩后变成“红9绿5蓝6””,这种压缩称为 (选填:有损压缩/无损压缩)
无损压缩
数据压缩
2、无损压缩的主要特点是:( )
文件大小显著减小,但会丢失部分数据
文件大小减小,但保留所有原始数据
文件大小不变,但数据存储更高效
文件大小增加,但数据更易读
B
数据压缩
3、有损压缩通常不适用于以下哪种场景:( )
A. 音乐文件压缩
B. 图像文件压缩
C. 文档或源代码压缩
D. 视频文件压缩
C
4、以下哪种文件格式属于无损压缩?( )
A. JPEG B. MP3 C. ZIP D. MOV
C
数据压缩
5、有损压缩的核心优势是什么?( )
A.保留所有原始数据
B. 文件压缩率更高,适合存储和传输
C. 支持所有文件类型
D. 解压后文件完全恢复原样
B
数据压缩
6、以下哪种情况更适合使用无损压缩? ( )
压缩一张高质量的照片以便快速传输
压缩一段音乐文件以便存储更多歌曲
压缩一段视频文件以便上传到社交媒体
压缩一个重要的电子表格或文档以便长期保存
D
作业
1、完成课本P25页的作业练习
2、认真阅读知识延伸中“图像隐写术”相关内容
谢谢聆听(共22张PPT)
如果做成电子校刊又有哪些类型的数据呢?
电子校刊上各种类型的数据,以怎样的形式存储在计算机中?
数据只有是二进制才能被计算机处理,因此数据以二进制的形式存储在计算机中。
将文字、数字、图片、声音、视频转换为二进制的过程就是信息的数字化,信息数字化是计算机处理信息的基础。
计算机用二进制来表示信息,为什么不是十进制或其他进制呢?
售价37是十进制数,那37在计算机中表示的二进制数是多少呢?
进位计数制
数码 基数 进位规则 位权 实例(10)
十进制
二进制
十六进制
进位计数制
二进制十进制
二进制十六进制
十进制十六进制(十进制RGB颜色码)
N位二进制数可以组成2的N次方个编码。即对N位二进制数进行排列组合可以有2的N次方种可能性
一位二进制数代表()个十六进制数
两位二进制数代表()个十六进制数
三位二进制数代表()个十六进制数
四位二进制数代表()个十六进制数
比特(bit)是计算机中最小的数据存储单位,即一个二进制位,一位的数值只能取0或1.
字节(Byte)是计算机中信息组织和存储的基本数据存储单位,1字节就是8比特。字节用字母B表示,描述存储容量的常用单位还有KB、MB、GB、TB、PB、EB。
习题
1. 一款数制转换的手机APP,程序启动后输入十进制数2020,转化成二进制数的正确结果是()
A. 111 1110 0100 B. 101 1110 0110
C. 110 1101 1110 D. 111 0001 1100
2. 某班主任老师用二进制数对本班45位同学进行编号,最少需要几位二进制数()
A. 2 B. 6
C. 8 D. 10
A
B
习题
3. 有数码相同的四个二位数:(11)16、(11)10、(11)8、(11)2,它们分别是十六进制、十进制、八进制、二进制,下列描述正确的是()
A.(11)16最大 B.(11)10 最大
C.(11)8 最大 D.(11)2最大
4. 下列四个数中最小的是()
A. (11 0011)2 B. (64)8
C. (50)10 D. (40)16
相同数值中,进制越大,则表示的数值越大。
A
C
思考
5. 在一个7位二进制整数1101010最右边添加一个0变成8位二进制数,则8位二进制数的值是原7位二进制数值的()
A. 10倍 B. 8倍
C. 4倍 D. 2倍
D
手机话筒采集到的是模拟信号,他是连续变化的。
1.将连续变化的物理量称为“模拟量”,模拟量通常以模拟信号的形式进行传递。时间和幅度都是连续变化的。例如,电池的电压随着使用时间的变化而连续变化
2.数字量的变化在时间或数值上都是离散的,使用二进制的0和1来表示,数字量通常以数字信号的形式进行传递。数字信号的幅度变化是跳变的,而不是连续的。例如,单片机的IO口输出的电平,要么是高电平,要么是低电平。
模拟量和数字量都是对某一物理量的反映或表达。(水银温度计和数字温度计)
模拟信号与数字信号
模拟量 数字量 模数转换(A/D)
数字量 模拟量 数模转换(D/A)
模拟信号与数字信号
在一定条件下,模拟信号和数字信号可以相互转换。
用手机录音,手机话筒采集的信号就是模拟信号,他是连续变化的,如图所示:
为了能让数字设备进行存储和处理,需要将模拟信号转换成数字信号。
数字信号
数字化
模数转换设备(声卡等)
模拟信号的数字化
1.采样,在连续的模拟信号中,每隔一定时间取一个模拟信号值。
例如间隔一秒取一个模拟信号值,一共取了()个值。
思考:如果间隔0.5秒取一个值,能取到多少个值呢
同一个模拟信号采样的间隔时间越小,单位时间内采集的样本是越多还是越少呢?
每秒钟采样的次数称为采样频率,单位用赫兹(Hz)表示。
2.量化,把采样的值用二进制数表示出来。
问题:大家能不能把图中所有的量化值按顺序写出来呢?
过程:按模拟信号变化的幅度将其划分为几个区段,把落在某个区段的样本值归为一类,并赋予相应的二进制数值来表示量化值。
3.编码,将读取到的量化值按照顺序排列,形成一系列二进制代码。
100 101 100 011 100 110 111 101 011 011 100 100 011
至此,计算机就可以对其进行识别、存储、加工了。
思考
用以上方式对声音进行数字化后,如何使声音更加逼真?
①采样频率(Hz)越高,声音保真度越高。
②量化位数(bit)越多,精度越高,音质越有保证。

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