资源简介

(共36张PPT)
数据采集与编码
Data and information
数据采集
计算机技术的应用，使得数据的处理方式发生了巨大的改变，数据的处理效率也得到了极大的提高。
数据采集
传感器获取来自自然信源的数据 。
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。
地感线圈采集交通数据
应用领域：传感器的应用领域非常的广泛，电子计算机、生产自动化、医疗、军事、交通、化学、环保、能源、海洋开发、遥感、宇航等。
农业生产：记录农作物生长的环境温度、空气湿度、风力强度、土壤中的营养成分等，跟踪分析数据，提高农产品产量和质量。
智能手机：获取声音、图像、地理位置、海拔高度、运动速度，丰富手机功能，改善了用户体验。
运动手表：记录用户的运动步数、心率、睡眠等数据，将人们的日常行为量化为数据，为用户提供个性化服务。
数据采集
数据采集
网络爬虫可在短时间内获取大量网络数据。
网络爬虫也是通过网页中的超链接在网页间进行跳转，根据需求按获取某一方面的网页数据，然后用专门的软件进行处理分析。
网络爬虫（网页蜘蛛）
数据采集
不同的采集方式使得所获取得数据形式多种多样，用计算机处理这些数据，需要对采集到的数据进行一定的转换。
1.3.2 模拟信号与数字信号
模拟信号以连续变化的物理量存在，如水银温度计呈现的温度值、电流表指向的电流值、汽车速度表盘指向的速度值等。
数字信号在取值上是离散的、不连续的信号，在信息技术中，这种信号表示的数据是指被计算机存储、处理的二进制数据。
3、模拟信号数字化过程
数字化是将模拟信号转换成数字信号的过程。
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），经过编码转换成由一连串由0和1来代表的脉冲数字信号。
模数转换（A/D）
模拟量
数字量
采样”和“量化
声音
声音文件
话筒
声卡
电流电压
3、模拟信号数字化过程——采样
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。
每秒的采样样本数叫采样频率，单位用赫兹（Hz）表示。在相同时间内，采样频率越高，采集的样本数量越多。
3、模拟信号数字化过程——量化
量化是将采样到的信号数字表示出来，即将模拟信号的波形转换为数字。
纵坐标划分得越细，量化就越精细，与实际数据也越接近。
3、模拟信号数字化过程——编码
计算机编码是用二进制数表示每个采样的量化值（十进制数）。
3、模拟信号数字化过程
例题：声音的数字化通过采样与量化来实现,如图,其中图a和图b分别表示的是两段时长相同的声音采用不同频率进行采样的示意图。下列叙述正确的是（ ）
A.图a的采样频率高,数字化后的数据量大
B.图b的采样频率高,数字化后的数据量大
C.图a的采样频率低,数字化后的音质好
D.图b的采样频率低,数字化后的音质好
答案：B
数制
1.计算机中的数据是用( )表示的
A.字母 B. ASCII码 C.二进制代码 D.英文
2.关于信息数字化的描述，错误的是( )
A.可以利用扫描仪、照相机、手机等采集设备
B.非数字化信息转化成数字信息，只需要经过采样、编码两个过程
C.非数字化信息要转化成二进制数字
D.需进入数字设备存储和加工
C
B
课堂小结
数字化
采样
量化
编码
信息的编码
——进制数
— * —
二进制
课堂小结
信息的编码
1
十进制 → 二进制
二进制 ← 十进制
1 信息的编码
— * —
课堂小结
信息的编码
二进制
2
十进制 → 二进制
二进制 → 十进制
2.1 计算机领域的编码——二进制
计算机只能识别和处理由“0”，“1”符号串组成的代码，这就需要对符号信息进行编码，人机交互时敲入的各种字符、汉字、图像、动画等，必须转化成二进制编码形式存入计算机。
客观世界的大量事物、概念的存在状态与变化方式都可以用“0”、“1”两种符号表示：
门关着 与 门开着 -- 两态
铃响着 与 铃不响 -- 两态
硬币的正-反，电梯的上-下……
这种只有数字”0”和”1”两个数的计数方法，我们称为二进制。
2.1 二进制（B）
2.2 为什么计算机内部采用二进制
1、技术上实现容易：大部分电子器件有2种状态。比如：晶体管的导通与截止，电压的高和低，磁性的有和无等。
三极管
电路板
数字电路
2.2 为什么计算机内部采用二进制
2、可靠性高：二进制中只使用0，1两个数字，传输和处理过程中不易出错，可以保证计算机具有很高的可靠性。
2.2 为什么计算机内部采用二进制
3、运算规则简单：二进制的运算规则要简单的多，方便运算器的速度的提高。
2.3 十进制(D)的特点
十进制(D)的特点：
（1）有10个基本数码：0~9
（2）采用逢十进一的进位规则
（3）每个数码在不同的数位上
对应不同的权值
...
如：1975=1000+900+70+5=1*103+9*102+7*101+5*100
十进制 大拇指（16） 食指（8） 中指（4） 无名指（2） 小拇指（1）
0 0
1 1
2 1 0
3 1 1
4 1 0 0
5 1 0 1
6 1 1 0
7 1 1 1
8 1 0 0 0
9
10
11
12
13
14
15
16
1 0 0 1
1 0 1 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 0 1
1 1 1 0
1 1 1 1
1 0 0 0 0
2.4 二进制(B)的特点
十进制(D)
二进制(B)
（1）有10个基本数码：0~9
（2）采用逢十进一的进位规则
（3）每个数码在不同的数位上
对应不同的权值
（1）有2个基本数码：0、1
（2）采用逢二进一的进位规则
（3）每个数码在不同的数位上
对应不同的权值
如：1010B=1*23+0*22+1*21+0*20=10D
...
...
如：1975=1000+900+70+5=1*103+9*102+7*101+5*100
— * —
二进制
课堂小结
信息的编码
3
十进制 → 二进制
二进制 → 十进制
商
余数
3 十进制（D）→二进制(B)
例2 56D=( )B
111000
56
2
28
0
2
14
0
2
0
7
2
1
3
2
1
1
2
0
1
方法：除2取余，至商为0，余数倒叙（余数从下而上依次书写）
(1)10D=( )B
(2)100D=( )B
1010
1100100
— * —
二进制
课堂小结
信息的编码
4
十进制 → 二进制
二进制 → 十进制
4 二进制(B)→十进制(D)
方法：本位上数字*权值展开相加(乘权求和法)
111000B
=0*20+0*21+0*22+1*23+1*24+1*25
=56D
（1）10111B=（ ）D （2）101011B=（ ）D
=1+2+8+32
=1*20+1*21+1*22+0*23+1*24
=1+2+4+16
43
23
4 二进制(B)→十进制(D)
二进制 1 1 1 1 1 1 1 1 1
权 值 28 27 26 25 24 23 22 21 20
256 128 64 32 16 8 4 2 1
课堂小结
进制 表示方式 基数 数码 权值 进位规则
十进制 D 10 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 10n 逢十进一
二进制 B 2 0,1 2n 逢二进一
八进制 O 8 0,1,2,3,4,5,6,7 8n 逢八进一
十六进制 H 16 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 A,B,C,D,E,F 16n 逢十六进一
十进制
(D) 二进制
(B) 十六进制
(H)
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
10 1010 A
11 1011 B
12 1100 C
13 1101 D
14 1110 E
15 1111 F
根据十进制与二进制的转换方法思考十进制与十六进制应当如何转换？
⑴ 35 D = H
⑵ 12 H = D
数制
23
18
进制关系对照表
— * —
二进制
信息的编码
课堂小结
5
十进制 → 二进制
二进制 → 十进制
小结
二进制
十进制
除2取余，至商为0，余数倒叙
位权展开相加
Thank You！

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