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第一章 数据与信息
1.3数据采集与编码（一）
数据采集
数制
数字化
1.3.1 数据采集
机器获取
人工方式（观察、实验）
传感器（自然信源）
（敏感元件+转换元件）
网络爬虫（互联网）
你是如何采集生活中的各种数据的？
传感器
手机横竖/屏幕切换
重力感应传感器
微信摇一摇
加速度传感器
自动调整屏幕亮度
光线感应器
射击游戏
三轴陀螺仪
电子地图、导航
GPS/电子罗盘
……
建立物理世界与数字世界的联系
1.3.2数字化
计算机只能处理二进制数据（数字信号）
数据需要转换
模拟信号
数字化过程
将模拟信号转变为数字信号的过程称为数字化。
数字、文字、图像、声音等模拟信号，都可以转化为数字信号。
连续变化的物理量
在取值上是离散的
数字化是信息社会的技术基础
采样
相同时间内，采样频率越高，采样时间间隔越小，采集的样本数越多。
失真
提高采样频率，提高保真度
采样频率常用单位是kHz,Hz
例：CD音乐采样频率为44100次/秒，即44.1KHZ
量化
纵坐标划分得越细，量化就越精细，与实际数据也越接近。
编码
1110
1100
1010
1000
0110
0100
0010
既然计算机只能处理数字信号，那么是不是意味着不再需要模拟信号了？
问题与讨论
模拟信号和数字信号可相互转换
计算机
输入设备
声音
图像
模拟信号
麦克风
声卡
模数转化（ADC）
数字信号
数模转化(DAC)
显示屏
音响
声音
图像
模拟信号
输出设备
例题
模拟信号的数字化过程是（ ）
连续信号 数值 离散信号 B.连续信号 数值 离散信号
C. 连续信号 离散信号 数值 D.数值 连续信号 离散信号
2. 对某个信号采样时，3秒内采集到的样本数量为180，则采样频率为（ ）
A.30 Hz B. 40 Hz C. 50 Hz D. 60Hz
C
D
1.3.3数制
名词 概念
进制（计数法或位值计数法） 一种记数方式。
基（基数） 组成该数制的数码个数
权（权值） 每一个数位上的1对应的数值，
可以表示为基数的若干次幂
数的进制
常用进制：二进制、八进制、十进制、十六进制
两种表示方法：
脚标： (100)2 (11)8 (56)10 (4F)16
字母： 100B 11O 34D 4FH
不同进制数的基本特点：
组成：0 1 (2 3 4 5 6 7 (8 9 (A B C D E F)))
基数：N（是几进制就是几）
加减运算规则：逢N进一，借一当N
权值：
二进制
十进制 二进制
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1
10
11
100
101
110
111
1000
1001
逢十进一
逢二进一
两个基本数码0和1
二进制转十进制
“按权相加”法
例：（ 1 0 1 0 1 0 ）2=（ ）10
42
20
21
22
23
24
25
= 25+ 23+ 21
十进制转二进制
“除二取余”法
例：（28）10=（ ）2
11100
除数
被除数
余数
28
2
14
0
2
0
7
2
1
3
2
1
1
2
1
0
除到商为零
倒序取余
练一练
(110101) 2 = （ ）10
（46）10=（ ）2
53
101110
思考：十六进制和十进制如何相互转换？
（154）10=（ ）16
(B2C4) 16 = （ ）10
十六进制和二进制相互转换
十进制 二进制 十六进制
0 0000 0
1 0001 1
2 0010 2
3 0011 3
4 0100 4
5 0101 5
6 0110 6
7 0111 7
8 1000 8
9 1001 9
十进制 二进制 十六进制
10 1010 A
11 1011 B
12 1100 C
13 1101 D
14 1110 E
15 1111 F
(1010000)2=( )16
0
5
(F6)16=( )2
1111
0110
每4位二进制数可以用1位十六进制数字代替
1、十六进制数3AH转换成二进制数是（ ）
A、(100001)2 B、(110101)2
C、(111010)2 D、(111111)2
2、用UltraEdit软件观察到“学”字的内码为D1A7H，其对应的二进制编码是（ ）
A、11010001 B、1010000110100010
C、11000110 D、1101000110100111
3、二进制数1011与十进制数2相乘的值是（ ）
A.（10110）2 B.（11010）2
C.（11100）2 D.（11111）2
练一练
√
√
√
进制转换
十进制
二进制
十六进制
除2倒取余
除16倒取余
位权展开相加
位权展开相加
4位转1位
1位转4位
课堂小结
数据采集
数字化
数制及数制转换

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