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(共47张PPT)
数据与计算
shuju yu jisuan
（粤教版必修一）
1数据与信息
本章章节
contents
1.1
数据及其特征
数据编码
1.2
信息及其特征
1.3
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1.1
数据及其特征
数据编码
1.2
信息及其特征
1.3
1.1数据及其特征？思考：什么是数据？第一章 数据与信息新课讲授1.1数据及其特征数据的概念：数据是现实世界客观事物的符号记录，是信息的载体，是计算机加工的对象。第一章 数据与信息1.1.1数据的概念小林的身高是;一间教室的面积有;一瓶矿泉水是;……183cm80m22元数据可以表现为数值。第一章 数据与信息/1.1数据及其特征数据仅仅只是数值吗？183802……1.1.1数据的概念第一章 数据与信息/1.1数据及其特征无法用数值直接表示数据可以表现为文本。可以用数值表示1.1.1数据的概念第一章 数据与信息/1.1数据及其特征数据可以表现为图形。2022年北京冬季奥运会设7个大项，15个分项，109个小项；共将产生109枚金牌。1.1.1数据的概念第一章 数据与信息/1.1数据及其特征数据可以表现为图像。思考：如何描述一个地方的景色？数值？沙滩宽200米，绵延20多公里；文字？碧海、蓝天、落日；秋水共长天一色，落日与孤鹜齐飞。1.1.1数据的概念第一章 数据与信息/1.1数据及其特征猜一猜：下面的几段声音分别是什么？数据可以表现为音频。1.1.1数据的概念第一章 数据与信息/1.1数据及其特征思考：假如要记录一场篮球场，应该采用什么方式？数据可以表现为视频。双方比分精彩得分瞬间运动员的整场表现情况……1.1.1数据的概念第一章 数据与信息/1.1数据及其特征数值文本图形视频音频图像在生活中，数据是人们用来记录客观事物的符号，包括图形、图像、音视频、文本（文字、数值、字符）；在计算机中，一切数据被加工处理转换成二进制数。（0和1）数据1.1.1数据的概念第一章 数据与信息/1.1数据及其特征（2）字符“cm”（1）数值180（4）表情的部分二进制码01100011 01101101文字在线转二进制网站：https://www./bianma/erjinzhi.php1011010011100101101000011001001001001110011100100001000100010100100010000000111101000101100011001111101101110001110000111111001000000010000000000101110111001100100000101001000000011100011111111101000100011101001011011000010001111110100010111011101111111111010001001000010001000010111111110011111100111111010001101110111000101000001010100000001000000011110111010000000100001111110010010……1101000011000101110011111010001010111100101111001100101011110101（3）字符“信息技术”的二进制码1.1.1数据的概念第一章 数据与信息/1.1数据及其特征二进制语义性分散性在计算机中，数据以二进制的形式存储、加工。语义是将数据符号解释为客观世界的事物。数据是分散的记录，分别记录不同的客观事物的运动状态。多样性与感知性数据的记录形式是多样的、可看的、可听的、可感知的，如图形、图像、视频、音频、文本等。数据的基本特征：1.1.2数据的基本特征第一章 数据与信息/1.1数据及其特征1.1数据及其特征练习题：1.数据是现实世界客观事物现象的（）,是信息的载体。A.符号记录B.还原C.反映D.提升2.下列描述属于数据的基本特征的是（）。A.数据只能使用数值来表示B.都是以二进制形式存储在存储器C.数据以多种形式存储在内存中D.数据的记录形式是单一固定的巩固提升AB第一章 数据与信息
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数据及其特征
数据编码
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信息及其特征
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1.2数据编码将现实世界的事物现象符号化、数字化，需要有一个理解、抽象、推理的过程，这个过程由计算机来完成。计算机将它们处理成二进制编码，进而采用基于二进制的算术运算和逻辑运算。第一章 数据与信息二进制的运算第一章 数据与信息/1.2数据编码二进制的算术运算二进制的逻辑运算加法:逢2进1、借1当20+0 =1+0 =0+1 =1+1 =01110减法：0-0 =1-0 =0-1 =1-1 =0110与：或：非：1 & 1 = 11& 0 = 00& 1 = 00& 0 = 01 | 1 = 11|0 = 10| 1 = 10| 0 = 0~ 0 = 1~ 1 = 0数制转换第一章 数据与信息/1.2数据编码二进制（Binary）：有2 个基数：0、1，逢二进一八进制（Octal）：有8个基数：0、1、2、3、4、5、6、7，逢八进一十六进制（Hexadecimal）：有16个基数：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，逢十六进一归纳规律：R进制：有R个基数：0、1、……、R-1，逢R进1。思考：十进制的19转成二进制、八进制、十六进制分别是什么？19D=10011B= 23O= 13H（19）10=（10011）2=（23）8=（13）16或数制转换第一章 数据与信息/1.2数据编码十进制0123456789101112131415二进制0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111十六进制0123456789ABCDEF表1十进制0~15的二进制对照表表2指数10以内的2的N次方对·照表2的n次方20212223242526272829210结果124816326412825651210241.2.1模拟信号与数字信号第一章 数据与信息/1.2数据编码【模拟信号】是指用连续变化的物理量所表达的信息。其幅度、频率或相位随时间作连续变化。图1-6单一频率波形示意图图1-7多频率组合波形示意图简单波形：仅仅包括一个单一频率；复杂波形：包含了两个以上不同频率的组合。应用：有线连接的电话、无线发送的广播电视、特点：传播的过程中会衰减；1.2.1模拟信号与数字信号第一章 数据与信息/1.2数据编码【数字信号】离散时间信号的数字化表示。其信号的自变量、因变量都是离散的。应用：开关电路中输出的电压、电流脉冲特点：抗干扰能力强，有利于存储、加密、纠错，从而具有较强的保密性和可靠性。1.2.1模拟信号与数字信号第一章 数据与信息/1.2数据编码思考：模拟信号和数字信号能否互相转化？能，通过调制解调器转换。调制：即将数字信号变换模拟信号的过程，实现设备称为数模转换器（DAC）。解调：即将模拟信号变换为数字信号的过程，实现设备称为模数转换器（ADC）。调制解调器（Modem），俗称“猫”模数转换数模转换信号塔1.2.2编码的基本方式第一章 数据与信息/1.2数据编码在现代技术的信号处理中，数据基本上都是通过编码将模拟信号转换成数字信号进行存储和传输，文字、图像、声音等类型的数据都可以经过编码进行存储和传输。010203文字编码图像编码声音编码1.2.2编码的基本方式第一章 数据与信息/1.2数据编码【文字编码】（1）ASCII码单字节码美国信息交换标准代码，规定了英文字母、数字和常用的英文标点符号以及一些控制符的二进制码。1.2.2编码的基本方式第一章 数据与信息/1.2数据编码【文字编码】（2）国标码双字节码汉字国标码（GB码），创建于1980年，目的为了使每个汉字有一个全国统一的代码而颁布了汉字编码的国家标准。 在我国汉字代码标准GB2312-80中有6763个常用汉字规定了二进制编码。（3）统一码Unicode双字节码万国码，1991年，国际标准化组织和Unicode组织联合制定统一码，也就是Unicode，Unicode致力于将世界上所有文字和符号都纳入其中。Unicode作为一个字符集，并没有规定字符在计算机中编码和传输的编码，为了更好地用计算机处理这些字符，还需要更加具体的字符编码格式。例：“信”字的国标码：11010000110001011.2.2编码的基本方式第一章 数据与信息/1.2数据编码【文字编码】计算机中存储一个"0"或“1”占用一个二进制位（bit），8个二进制位组成一个字节（byte）。ASCII码中使用8个bit位来表示常见英文字母、数字等，属于单字节码；在GB18030-2005中，大部分汉字采用16个bit位，因此属于双字节码。计算机中常见的存储单位和换算关系如下表所示。存储单位换算关系B，字节1B = 8b（bit，位）KB，千字节1KB = 1024 B = 210BMB，兆字节1MB = 1024 KB = 210KB = 220BGB，吉字节1GB = 1024 MB = 210MB = 230BTB，太字节1TB = 1024 GB = 210GB = 240B相邻两个存储计量单位的进率是210。1.2.2编码的基本方式第一章 数据与信息/1.2数据编码【图像编码】图像编码是指在满足一定保真度的条件下，对图像数据进行变换、编码和压缩，以较少比特数表示图像或图像中所包含的信息的技术。（1）位图图像的编码光栅点（像素）( 8 X 5个像素)0110 00000011 10000000 11000000 11100000 011160H38H0CH0EH07H1.2.2编码的基本方式第一章 数据与信息/1.2数据编码【图像编码】图像编码是指在满足一定保真度的条件下，对图像数据进行变换、编码和压缩，以较少比特数表示图像或图像中所包含的信息的技术。（1）位图文件的大小位图文件所占用的空间，可按以下公式计算：文件的大小=文件头+信息头+颜色表项+图像分辨率×图像量化位数÷8因为文件头14个字节，位图信息头40个字节，颜色表项占4个字节，占用空间相对较小，很多时候计算的位图大小仅仅指的是数据文件的大小。位图数据文件大小=图像分辨率×图像量化位数÷81.2.2编码的基本方式第一章 数据与信息/1.2数据编码【声音编码】应用计算机处理声音时，需要将声波的模拟信号转换成数字信号，也就是声音的数字化。思考：声音的数字化，一般需要经过几个步骤，分别是什么？声音数字化的基本方法是按照一定的时间间隔采集声波的振幅，并将其转换为二进制序列，即通过采样、量化和编码来实现。以声音信息为例，其存储空间遵循如下公式：声音存储空间=采样频率×量化位数×声道数×时间÷81.2数据编码巩固提升第一章 数据与信息练习题：【例1】有一幅16位的位图图像，像素为1024×1024。其数据文件的大小为？位图数据文件大小：1024×1024×16÷8=2MB若将上述图像另存为256色位图图像，则文件大小为多大？因为256=28，所以位图数据文件大小=1024×1024×8÷8=1MB【例2】有一段30秒的音频，采样频率为44.1 kHz、量化位数为16位的立体声，求这段音频所占内存大小。44.1×1000×16×2×30÷8≈ 5.05MB温故知新【回顾旧知】数据的概念：数据是现实世界客观事物的符号记录，是信息的载体，是计算机加工的对象。第一章 数据与信息思考：什么是信息？
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数据及其特征
数据编码
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信息及其特征
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1.3.1信息的概念新课讲授第一章 数据与信息/1.3信息及其特征【了解】信息的概念信息是经过加工处理的、具有意义的数据。信息是对客观世界中各种事物的运动状态和变化的反映，是客观事物之间相互联系和相互作用的表征。香农：认为信息是“用来消除不确定性的东西”。维纳：信息就是信息，不是物质，也不是能量。专门指出信息是区别于物质与能量的第三类资源。数据与信息的关系：数据是信息的载体，信息是数据所表示的意义。依附于一定的载体，通过各种途径进行传播，能够帮助获取者了解情况、形成判断或者做出决策的内容，可以称为信息。1普遍性。信息不是虚无缥缈的事物，只要有事物运动，有数据存在，就会有信息存在。信息普遍存在于自然界和人类社会发展的始终，可以被人们感知、获取、传递和利用。第一章 数据与信息/1.3信息及其特征上课铃声红绿灯1.3.2信息的基本特征2传递性。信息的传递打破了时间和空间的限制。第一章 数据与信息/1.3信息及其特征1.3.2信息的基本特征例：2022年6月5日，神舟十四号载人飞船发射取得圆满成功。这是我国载人航天工程立项实施以来的第23次飞行任务，也是空间站阶段的第3次载人飞行任务。我们可以借助计算机、网络、手机等工具了解发生在实践各地的许多事情。3共享性。信息作为一种资源，通过交流可以在不同的个体或群体间共享。第一章 数据与信息/1.3信息及其特征1.3.2信息的基本特征信息交流与实物交流有本质上的不同：实物交流，一方有所得，另一方必有所失。而信息交流则不然，两个人交流信息，会产生更多的信息。你有一个苹果，我有一个苹果，彼此交换一下，各自仍然有一个苹果；但你有一种思想，我有一种思想，如果彼此交换一下，我们就都有了两种思想，甚至更多。英国作家萧伯纳4依附性和可处理性。各种信息必须依附于一定的图像、文字、声音等符号才能够表现出来，为人们所接收，并按照某种需要进行处理和存储。信息经过分析和处理，往往会产生新的信息，使信息得到增值。第一章 数据与信息/1.3信息及其特征1.3.2信息的基本特征情境设想：假如下一节课我们需要去机房上课，任课老师只通知了学委，学委可以采用什么方式通知到全班同学？①黑板上写下这则通知；②下课时口头说一声；信息不能独立存在，需要依附于一定的载体；同一个信息可以依附于不同的载体。思考：你能举例说出生活中同一信息依附于不同载体的例子还有哪些吗？啤酒和尿布的故事促销信息5时效性。信息不是一成不变的东西，会随着客观事物的变化而变化。信息如果不能反映事物的最新变化状态，它的效用就会降低或失去原有的效用。第一章 数据与信息/1.3信息及其特征1.3.2信息的基本特征某大型商场促销活动优惠信息：凡于此期间，当日在我商场一次性购物满88元及以上者均凭小票加一元得一件超值礼品。(每日限量，先到先得)日用商品类全场6.8折！购物满88元加1元得散装月饼2个！购物满158元加1元得礼盒月饼一盒！购物满288元加1元得精美礼盒月饼两盒！买越多，优惠更多！活动时间：2021年月9月1日-30日要及时掌握最新的、最有用的信息。6真伪性。人们接收到的信息，并不都是对事物的真实反映。第一章 数据与信息/1.3信息及其特征1.3.2信息的基本特征产生伪信息的原因有很多：故意篡改、凭空捏造；表达能力不足导致；传递过程中失真；对信息的真伪性需要加以辨认、鉴别。7价值相对性。信息具有使用价值，能够满足人们某一方面的需要，但信息使用价值的大小是相对的，它取决于接收信息者的需求及其对信息的理解、认识和利用的能力。同一信息的价值因时因人而异。第一章 数据与信息/1.3信息及其特征1.3.2信息的基本特征同一信息的价值因时因人而异。有价值没价值1.3信息及其特征巩固提升第一章 数据与信息练习题：【例1】下列对信息的概念的描述，正确的是（）A.信息是人类不可或缺的资源B.信息是一种虚无的概论C.信息为人们提供了物质享受D.信息为人们提供了能量【例2】下列分别体现信息的什么特征？三人成虎。飞鸽传书。三个臭皮匠，顶过一个诸葛亮。一传十，十传百。好事不出门恶事行千里。一千个读者，一千个“哈姆雷特”。孙膑的“增兵减灶”；诸葛亮“空城计”。A真伪性依附性共享性传递性价值相对性真伪性本章学业评价巩固提升第一章 数据与信息课本P201. 单选题（1）数据是现实世界原始事物现象的()，是信息的载体。A.符号记录B.还原C.反映D.提升（2）下列编码方式中，属于图像编码的是()。A.ASCII码B.GBKC.图像压缩D.统一码（3）有人写了一个数制转换的式子：70-25=41。若要使该等式成立，则70、25、41有可能分别为()。A.十进制、十进制、十六进制B.十进制、十六进制、八进制C.六进制、八进制、进制D.八进制、八进制、十六进制2. 思考题在信息时代如何判别信息的真伪？谈谈你的方法或经验。ABC第一章数据与信息本章总结第一章数据与信息课后作业课后作业预习第二章《知识与数字化学习》内容，并思考数据、信息与知识之间的关系。

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