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必修1《数据与计算》
第一章 数据与信息
1.3 数据采集与编码
情境引入
问题讨论
为什么二维码会取代条形码？
知识讲解
计算机中存储信息的单位
位（bit）：位是最小的存储单位，存放一位二进制数。
字节(byte)：用8个二进制位一个字节。字节是计算机存储信息的基本单位。
常用的单位有：
B：1B═8b
KB：1KB ═ 210 B ═ 1024 B
MB：1MB ═ 210 KB ═ 1024 KB
GB：1GB ═ 210 MB ═ 1024 MB
TB：1TB ═ 210 GB ═ 1024 GB
图像数字化
图像数字化的基本思想是把一幅图像看成由许许多多或各种级别灰度的点组成的，这些点纵横排列起来构成一幅画，这些点成为像素（pixel）。
每个像素由深浅不同的颜色，像素越多，排列越紧密，图像就越清晰。
50×50像素
100×100像素
200×200像素
1、下面是一个“大”字的8*8信息编码点阵图，假设空方块用“0”表示，黑方块用“1”表示，试分析并回答系列问题。
(1)点阵图第二行用“0”和“1”从左向右排列的信息编码是
(2)表示该字型的方法是点阵方式还是矢量方式？
(3)只修改一行编码就可以将原图的“大”字改成“人”字，修改第 行，
修改后的编码是
(4)该点阵图需要多少存储空间？
黑白位图图像存储空间计算
800 × 600的黑白图像需要多少存储空间？
8位（比特）＝1字节 8bit＝1B
1位二进制数表示1个像素
800×600 =480000像素
480000像素需要存储空间为480000bit
480000bit/8=60000B/1024≈58.6KB
彩色位图图像存储空间计算
800 × 600的16色图像需要多少存储空间？
16色(24)：4位二进制数表示1个像素
256色(28) ：8位二进制数表示1个像素
(800×600 ×4)/8=240000B
800 × 600的256色图像需要多少存储空间？
(800×600 ×8)/8=480000B
字符编码
计算机出除了要处理数值类型的数据外，还要处理各种非数值类型的数据。为了能让计算机存储、处理这些数据，需要为每个字符规定一个二进制形式的代码。
目前国际上最广泛使用的字符编码是“美国信息交换标准码”（American Standard Code for Internation Interchange)简称ASCII码
标准的ASCII码采用七位二进制编码，由128个字符组成，
分为94个图形字符码（52个大小写英文字母、10个数字符号、32个标点及其他常用符号）、34个控制符号（10个传输控制符、6个版面调整符、4个设备控制符、4个信息分隔符和10个特殊控制符）。
每个字符对应一个七位的二进制数，这个二进制数的值称为ASCII码值。
在计算机中信息处理的基本单位是字节，而ASCII码只占用了一个字节八位中的七位，
规定其最高位为0。
标准的ASCII码
3.使用UltraEdit软件观察字符内码，结果如下图所示：
则字符"apple"的内码为(　　)
A ． 61 70 70 6C 65
B ． 65 6C 6C 70 70
C ． 62 70 70 6C 65
D ． 63 65 65 6C 65
A
汉字输入
汉字存储
汉字显示
汉字打印
汉字传输
1
2
3
3
4
汉字编码：GB2312（国标）、GBK（包含生僻字）、BIG5（繁体）
1 汉字输入码（外码）
2 处理码（内码）
3 字形码
4 区位码(交换码)
汉字输入码、处理码、交换码、字形码之间的关系
输入码
（外码）
译码
处理码
（内码）
交换码
计算机系统B
字型码
汉字显示
OS的汉字服务程序
计算机系统A
声音编码
采样、量化
模拟信号（连续）
数字信号（0、1）
采样频率：每秒所采样的次数，单位为HZ(赫兹)。
量化位数：每个采样点所需的二进制位数。
声音编码
WAV音频容量＝采样频率×量化位数×声道数×时长
在GoldWave软件中录制了一段10分钟的Wave格式音频，状态信息如图所示：
请计算该音频的存储容量。
方法一：10*60*44100*16*2/8/1024/1024MB
方法二：10*60*1411/8/1024 MB
视频编码
视频是如何数字化的呢？（连续播放的图像）
视频是由连续的图像帧组成的。我国使用的PAL制式的视频每秒显示25帧。
如果一段10秒钟长的视频的分辨率为720×576的PAL制式的彩色视频(3B)，它包含约300MB的数据。NTSC制式的视频每秒显示30帧.
视频存储空间＝水平像素×垂直像素×每个像素所需位数×帧频×时间
进位制的转换
二进制数不便于书写和记忆，人们经常采用十六进制数来表示他们，因为两种之间的转换非常方便。每4位二进制数可以用1位十六进制数字代替。
十进制 二进制 十六进制
0 0 0
1 1 1
2 10 2
3 11 3
4 100 4
5 101 5
6 110 6
7 111 7
8 1000 8
9 1001 9
10 1010 A
11 1011 B
12 1100 C
13 1101 D
14 1110 E
15 1111 F
二进制转换成十六进制
方法：根据它们在数位上的对应关系，将二进制数分别转换成十六进制，每四位一组构成一位十六进制数。从最右边开始，每四位二进制一组，当最后一位不够四位时，应在左侧添加“0”，凑足四位。
例如：将二进制数11110000110111转换为十六进制
11110000110111
0011110000110111
C
7
3
3
(111100001100111)2 ═(3C37)16
知识总结
编码是信息按照某种规则或格式，从一种形式转换为另一种形式的过程。
生活中的编码：邮政编码、身份证、电话号码……
计算机中的编码：
字符编码
条形码
二维码
声音编码
图像编码
视频编码

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