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十进制
二进制
十六进制
除2取余 倒序输出
除16取余 倒序输出
四位转一位
一位转四位
位权相加法
除N取余法
N
第1章 数据与信息
1.3 数据采集与编码（二）
1
1.3.1数据采集
2
1.3.2数字化
目录 Contents
互联网、物联网技术发展
传统方式：
人工方式为主；
观察、实验等方式。
现代方式：
机器获取为主；
传感器获取自然信源的数据
网络爬虫获取网络数据。
1.3.1数据采集——数据的获取方式
现在（数据多）
早期（数据少）
观察、实验
物联网、互联网
传感器是一种能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。在科研、生产和日常生活中，常需要利用传感器对环境中的物理量、化学量和生物量等进行感知与测量，并转换成电信号，进行适当处理后形成数据。
1.3.1数据采集——传感器
传感器是一种能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。在科研、生产和日常生活中，常需要利用传感器对环境中的物理量、化学量和生物量等进行感知与测量，并转换成电信号，进行适当处理后形成数据。
1.3.1数据采集——传感器
传感器随时从自然信源获取数据
光线传感器(Ambient Light Sensor)
距离传感器(proximity sensor)
重力传感器(G-Sensor)
磁(场)传感器(Magnetism Sensor)
陀螺仪(Gyroscope)
GPS
指纹传感器
气压传感器(气压计，barometer)
心率传感器
紫外线传感器
1.3.1数据采集——传感器
传感器随时从自然信源获取数据
PPG光反射心率传感器
1.3.1数据采集——传感器
传感器随时从自然信源获取数据
1.3.1数据采集——传感器
互联网已成为人们日常所需数据的主要来源
1. 网络爬虫是一种按照一定的规则，自动抓取网页上数据的程序或脚本，网络爬虫也是通过网页中的超链接在网页间跳转，根据需求按特定的关键字获取某一方面的网页数据。
1.3.1数据采集——互联网采集数据
互联网已成为人们日常所需数据的主要来源
1. 网络爬虫是一种按照一定的规则，自动抓取网页上数据的程序或脚本，网络爬虫也是通过网页中的超链接在网页间跳转，根据需求按特定的关键字获取某一方面的网页数据。
2. 应用程序接口（API）。互联网上有许多向公众开放的数据服务，用户可以通过应用程序接口（API）采集这类数据，如国家气象局提供了气象数据API服务，用户根据API的调用规则即可采集气象数据。
1.3.1数据采集——互联网采集数据
互联网
internet
又称国际网络，指的是网络与网络之间所串连成的庞大网络。
物联网
IoT，Internet of things
即“万物相连的互联网”，是互联网基础上的延伸和扩展的网络，将各种信息传感设备（传感器）与网络结合起来而形成的一个巨大网络，实现任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通 。
1.3.1数据采集——互联网采集数据
计算机已成为数据处理的主要工具，计算机是如何处理这些数据
计算机只能处理二进制的数据
数据
数字化
？
1.3.1数据采集
将模拟信号转换为数字信号的过程称为数字化。
模拟信号(Analog)：以连续变化的物理量存在，如水银温度表呈现的温度值，电流表指针指向的电流值等。
数字信号(Digital)：在取值上是离散的、不连续的信号，在信息技术中，这种信
号表示的数据是指可被计算机存储、处理的二进制数据。
采样、量化、编码
1.3.1数据采集——数字化的定义
模拟信号先由采样器按照一定时间间隔采样获得时间上离散的信号，再经过模数转换器（ADC）在数值上进行离散化（量化），经过编码转换成数字信号。
1.3.2 数字化
模拟信号先由采样器按照一定时间间隔采样获得时间上离散的信号，再经过模数转换器（ADC）在数值上进行离散化（量化），经过编码转换成数字信号。
连续变化的物理量
在取值上是离散的
1.3.2 数字化
采样是将信号从连续时间（空间）域上的模拟信号转换到离散时间（空间）域上的离散信号的过程，通过采样器实现。
采样频率：每秒的采样样本数叫做采样频率，单位赫兹（Hz）。
在相同时间内，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
1.3.2数字化——采样
量化是将信号的连续取值近似为有限个离散值的过程。就是将采样到的信号用数字表示出来。
量化的过程是先将整个幅度划分为有限个小幅度的集合，把落入某个范围内的样值归为一类，并赋予相同的量化值。
纵坐标划分得越细，量化就越精细，与实际数据也越接近。
量化位数
1.3.2数字化——量化
编码
1.3.2数字化——编码
编码是将量化得到的数值转换为二进制数字。
模拟信号
数字信号
？
模数转换器（ADC或A/D）
数模转换器（DAC或D/A）
喇叭
DAC
存储器
话筒
ADC
存储器
1.3.2数字化——编码
下列工具中不能把模拟图像转换成数字图像的是( )
A.扫描仪 B.数码相机
C.智能手机 D.打印机
D

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