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第一章 数据与信息
1.3数据采集与编码（二）
编码的概念
常见编码方式
二进制数表示的信息量
1.3.4 编码
（文本、图形、图像、声音、视频 ……）
人类可理解的抽象符号（数据）
计算机能处理的
（0、1数字串）
F（x）=y
编码
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。解码是编码的逆过程。
二进制数表示的信息量
1
0
2个信息单元
4个信息单元
00
01
10
11
1位
2位
3位
000 001 010 011
100 101 110 111
8个信息单元
4位
0000 0001 0010 0011
0100 0101 0110 0111
1000 1001 1010 1011
1100 1101 1110 1111
16个信息单元
2n
当有n个二进制位，可以表示的最多不同的信息单元的个数为 。
练习1
练习2
某军舰上有需要28种不同的信号状态，拥有的信号灯只有“开”和“关”两种状态，如果包括信号灯的全关状态，则最少需要的信号灯数是____。
A.4个 B.5个
C.6个 D.7个
B
（问：以上5盏信号灯能表示的十进制数的范围是多少）
计算机中的信息存储容量单位
计算机中存储信息的最小单位：位(bit)or(b)
计算机中存储信息的基本单位：字节(byte)or(B)
常用单位间的换算关系：
1B=8 bit
1KB=1024B
1MB=1024KB
1GB=1024MB
1TB=1024GB
1.字符编码——ASCII码（美国信息交换标准码）
3. 7位二进制编码
如：“A” 1000001
4.计算机用一个字节存放 ASCII码
0 1 0 0 0 0 0 1
1.表示128个字符(0-127)
2. 0～ 9
48～57
A～Z
65～90
a～z
97～122
<
<
ASCII码编码特点
ASCII码的第一位都为0
练习3：
大写字母X的ASCII码为88,则大写字母V的ASCII值是( )
A 85 B 86 C87 D 88
练习4：
ASCII码表中的大写字母Z后有6个其他字符，接着便是小写字母。现在已知：字母Y的ASCII码为(1011001)2，则字母a的ASCII码用十六进制表示是( )
A.61H B.62H C.63H D.64H
B
A
1.字符编码——汉字编码（外码、交换码、机内码、字形码）
早期的GB2312字符集规定：一个汉字用两个字节表示。
ASCII码占一个字节，GB2312字符占两个字节,
一般来说，汉字内码以字母开头，ASCII码以数字开头。
编码是人为的，可以有各种各样的编码方案，但为了便于信息的交换，必须采用标准化编码。
Unicode（万国码）是计算机科学领域里的一项业界标准,包括字符集、编码方案等。满足了跨语言、跨平台进行文本转换、处理的要求。
练习5. 用UltraEdit软件观察字符内码，结果如下图所示：
则其中内码“32 30”表示的字符为（ ）
（A）2010 （B）20
（C）10 （D）假
练习6.用UltraEdit软件观察字符内码，结果如下图所示：
将其前两个字节数据“B8 FC”删除后，则右侧的“更上一层楼”
五字将变成（ ）
（A）上一层楼 （B）更上一层
（C）楼层一上 （D）楼上一层
B
A
2.声音编码
量化位数=4
量化位数：对模拟音频信号的幅度轴进行数字化所采用的二进制位数 。
思考：量化位数的大小，对音质及编码的容量有何影响？
量化位数越大，其量化值就越接近采样值，即精度越高，但存储容量也越大。
1111
1110
1101
1100
1011
1010
1001
1000
0111
0110
0101
0100
0011
0010
0001
0000
模拟音频信号经过采样和量化以后，形成一系列的数字信号。将这些数字信号按一定的方式进行编码，以文件的形式存储在计算机的外部设备中。
声音容量计算
练习6：数字激光唱片的标准采样频率为44.lkHz，量化位数为16位，立体声，计算一分钟CD音乐需要的存储量？
44100×l6×2×60/8 ＝10584000B＝10.584MB
Wave格式的音频存储容量=采样频率(HZ)×量化位数(bit)×声道数×时长(s)(单位：位)
3.图像编码
矢量图形和位图图像
思考：1. 文件大小 2.清晰度 3. 应用范围
分辨率为300 dpi
分辨率越高，图像显示越清晰。
分辨率为 72 dpi
图像分辨率
图像分辨率是指单位面积（或长度）的像素数。其单位是DPI（dots per inch），意思是每英寸上的像素数。
思考：矢量图的质量和分辨率有关吗？
图像数字化
图像的存储容量
存储黑白两色图像的一个像素需要( ) bit
存储16色彩色图像的一个像素需要( ) bit
存储256色彩色(或256级灰度)图像的一个像素需要( ) bit
存储24位真彩色图像的一个像素需要( ) bit
1
8
24
未经压缩的BMP图像存储容量=
水平像素*垂直像素*每个像素所需的位数/8（B）
4
4.视频编码
视频是由一连串的图像连续播放而形成的，每一幅图像称为一帧
我国使用的是PAL制，每秒显示25帧 ；NTSC制式：每秒30帧
常见视频编码方式：avi、mpeg、MP4
5.条形码和二维码
课堂练习
1.用户到电信公司申请电话业务时，从运营商处得到一个电话号码。电话号码的确定属于( )
A.信息采样 B.信息编码 C.信息处理 D.信息加工
2.在计算机内部，信息的存储和处理都采用二进制，最主要的原因是( )
A.便于存储 B.数据输入方便
C.可以增大计算机存储容量 D.易于用电子元件实现
3.使用UltraEdit软件观察字符内码，结果如下图所示，则存储字符“伦敦2012”所需的字节数为
A. 3 B. 4 C. 6 D. 8
4.使用UltraEdit软件观察字符内码，结果如下图所示，则字符“Asia”的内码为
A. 41 6D 65 72 B. 41 71 69 61 C. 41 73 69 61 D. 41 72 69 61
√
√
√
√
课堂小结
二进制
十进制
十六进制
计算机
ASCII码
汉字
声音
视频
图像
编码
按权展开相加法
短除法
一转四
四转一
短除法
按权展开相加法
条形码 二维码……

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