资源简介

(共13张PPT)
3.1
数据编码
第2课时
第3单元
认识数据
学
习
目
标
1认识二进制，了解文本的编码。
2.会进行二进制与其他进制的转换。
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活动一:请阅读P52的任务二的活动1
“卡片组合游戏”，
动手做一做，领会二进制计数的基本原理。
0
1
0
0
1
1.
用图3.1.6（a）中的5张卡片，最大能表示的十进制数是多少？
若用二进制数表示，是多少？
最大能表示的十进制数是31，用二进制表示是11111。
二进制数只有0和1两个数字符号，其计数特点是逢二进一，即1+1=10。
计算机存储数据的最小单位是二进制位，用比特（bit）表示。
计算机存储数据的基本单位是字节（Byte,简写为B）,8比特为一个字节。
字节单位太小，常用的存储单位有KB（千）,MB（兆）,GB（吉）等。
1KB=
210B
=
1024B
1MB=
210KB
=1024KB=
220B
=
1048576B
1GB
=
210MB
=
1024MB=220KB
=
1048576KB=230B
=
1073741824B
1比特能表示两种（21）状态（即0和1）；2比特能表示00、01、10、11四种（22）状态；
3比特能表示八种（23）状态；
二进制与数制转换
1字节能表示28（256）种状态。
(10010)2=0?20+1?21+0?22+0?23+1?24=18
二进制数转换为十进制数
在二进制数中，每一个数字在不同的位置上具有不同的权值，各位上的权值
是基数2的若干次幂。
二进制数：
1
0
0
1
0
从右到左20——24
即
20——2n-1
n为位数
权值：
方法：
将二进制数的每个位置上的数字与其对应位置的权值
相乘（求积），然后求和。
24
23
22
21
20
各位数的权值：
十进制数转换为二进制数
方法：十进制非负数转换为二进制，用短除法，即“除二倒取余”
18（10）=（
）（2）
18
2
9
0
余数
2
4
1
2
2
2
2
0
1
0
0
1
从下往上倒取余数
10010
易错点：商为0，余数为1时止
二进制数位数较多，书写不便，常改用十六进制数表示。我国古代曾经在重量单位上使用十六进制，如规定16两为1斤。
十六进制需要使用16个不同的基本数字，除了0到9外，一般用字母A到F依次表示后续数字，（相当于十进制数中的10~15）。
基本计数规则是逢十六进1，即F+1=10。
十六进制数
十进制非负整数和R（R>=2）进制数转换
十进制非负整数转换成R进制数：除R倒取余法
R进制非负整数转换成十进制数：按R的权展开求和法
>>>
ord(”男”)
#显示字符”男”的编码值
30007
>>>ord
(”1”)
#字符“1”的编码值为49
49
>>>ord(”A”)
#
字符”A”的编码值为65
65
>>>bin(65)
#将十进制数65转换为二进制数
0b1000001
>>>chr(0b1000001)
#将编码值转换为对应的字符
‘A’
活动二：尝试用Python语言实践下面的程序，了解文本数据对应的编码。
文本数据是用来表示一定意思的一系列字符，包括字母、数字、标点符号、汉字等。
用于文本数据字符编码的方案有多种类型，其中ASCII码和unicode是典型的2种方案。
ASCII码（American
Standard
Code
for
Information
Interchange,美国信息交换标准码）用7位（标准ASCII码）或8位（扩展ASCII码）二进制数表示一个字符，集中定义了大小写英文字母，标点符号和数字等字符和符号，共128个。计算机内部用一个字节来存放一个ASCII码字符，最高位用0表示，例如，“A”的ASCII码为01000001，即65。
ASCII码（十进制）
字符
0~31
控制字符或通信专用字符（不可见）
32
空格
48~57
数字0~9
65~90
大写英文字母A~Z
97~122
小写英文字母a~z
其他
英文标点符号、运算符号、括号
文本数据的编码
为解决传统字符编码方案的局限性而产生了Unicode
码，它可以用2个字节表示一个符号，还可以用更多字节来对字符进行编码。Unicode码兼容ASCII码。原来用ASCII码能表示的字符，其对应的unicode码只是在原来的ASCII码前加上8个0。比如“a”的ASCII码是01100001，其unicode码是00000000
01100001
计算机要处理汉字，必须对每个汉字进行编码，
每个汉字至少需要2个字节。
汉字编码方案：
GB
2312
-1980字符集
GBK
字符集
GB
18030-2000字符集
GB18030-2005
字符集
文本数据的编码
除了文本数据、声音数据外，其他类型的数据也都有各自的编码方式。
与声音数据类似，图像数据的数字化，也需要先进行采样。视频是图像（称为帧）在时间上的表示，一段视频就是一系列的帧连续播放而形成的，同时，视频往往有伴音。由于视频常常数据量很大，往往要压缩存储。(共12张PPT)
3.1
数据编码
第1课时
第3单元
认识数据
学
习
目
标
1了解各类数据采集的基本方法。
3.理解数据编码的意义和作用。
2.能够解释文本、音频等数据的编码原理。
编码是信息从一种形式或格式转换为另一种形式或格式的过程。
编码用预先规定的方法将文字、数字或其他对象变成可以存储在计算机里的数值。
市民在办理市民卡时，一般要到指定地点办理录入信息、拍照等手续。想一想，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？请尝试分析这些问题，并将相关内容填入表3.1.1。
表现形式
实例
采集该数据的设备
文本
姓名、家庭住址、性别，手机号
数字
年龄，身高、体重、肺活量，血压、身份证号
图像
照片
声音
讲话的声音、音乐、其他声音
视频
监控视频
用传感器获得信号一般称为模拟信号，如声音、温度、压强。
模拟信号的值称为模拟数据。模拟信号的值是随时间连续变化的，波形光滑。
如：通过话筒的声音传感器
获得的语音信号
模拟信号与数字信号
信号
模拟信号
数字信号
（取值特征）
数字信号随时间的变化是非连续的。数字信号可以由模拟信号转换得来。
数字信号的值即数字数据，直接用计算机所能理解的二进制表示，以方便计算机对其进行处理。
模拟信号与数字信号
我们不能把连续的音频信号存放在计算机中，必须将模拟声音数据转换为数字数据。将模拟声音数据转换为数字数据的这一过程，称为声音的数字化。通常先对模拟声音信号按给定的时间间隔进行采样，然后对采样数据进行量化，最后将量化后的数据用计算机能够存储和处理的二进制数值表示，即编码。
声音的数字化
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振幅值。
在横轴上按一定的时间间隔，从信号中取一个瞬时值，这个过程称为采样。
声音的数字化
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。
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。
声音的数字化
第三步
编码。
时刻
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
十进制
1
2
3
4
3
2
2
2
3
3
二进制数值
001
010
011
100
011
010
010
010
011
011
将样本值用二进制表示的过程称为编码。
量化位数：每个幅值用16个二进制位记录，CD音质的量化位数为16位，
即用16个二进制位记录一个数值，因此可记录216=65536种不同的数值。
声音的数字化
声道(Sound
Channel)
是指声音在录制或播放时在不同空间位置采集或回放的相互独立的音频信号，所以声道数也就是声音录制时的音源数量或回放时相应的扬声器数量。声卡所支持的声道数是衡量声卡档次的重要指标之一。
拓展：声道与立体声
从模拟数据到数字数据，要经过采样、量化、编码三个过程。
采样是时间的离散化数字化。
量化是赋值的离散化数字化。
编码是数据的格式与文件化。
课堂小结

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