资源简介

数据编码
一、基本说明
1.面向学生：高一年级
2.课课名称：《数据编码》（高中信息技术教科版必修一数据与计算第三章第一节）
3.教学时间：45分钟
4.课时：1
二、教学目标
1.了解各类数据采集的基本方法
2.能够解释文本、音频等数据的编码原理
3.理解数据编码的意义和作用
三、教学重难点
（一）教学重点
理解数据化过程中采样、量化、编码三个主要过程。
（二）教学难点
认识数据编码的原理。
教学过程
【课前预习】（3min）
提前预习课本内容并设置前置性题目，让学生了解本节课的教学内容。
【课题引入】（5min）
通过一段音频的播放，想一想，录制音频时，声音是如何如何存储在电脑里面的？
模拟信号 B．声音压缩 C．编码 D．采样 E．选择声音录制软件
学生通过以上题目，了解声音信号的存储过程。
【新知讲授】（7min）
模拟信号与数字信号
（1）模拟信号一般用传感器直接获得，如声音、温度、压强等。模拟信号的值随时间而连续变化，波形光滑。
这些数据计算机能直接处理吗？——不能，必须转换为数字信号。
(2)数字信号一般随时间而产生非连续的变化。数字信号可以由模拟信号转化而来，数字信号的值即数字数据，可直接用计算机所能理解的二进制表示，方便计算机对其处理。
声音的数字化
模拟声音数据转换为数字数据的这一个过程，称为声音的数字化。
采样：对模拟声音信号按给定的时间间隔进行采样
量化：对采样数据进行量化
编码：量化后的数据用二进制数值表示
（1）采样
在横轴上按一定的时间间隔，从信号中取一个瞬时值，这个过程称为采样。
录音采样频率越高，声音还原度越好
但记录的数据越多，存储容量就越高
（2）量化
将第一步所得的振幅瞬时值往最接近的整数取整。
（3）编码
将样本值用二进制表示的过程称为编码。
量化位数：每个幅值用16个二进制位记录，CD音质的量化位数为16位，即用16个二进制位记录一个数值。
【活动一设计】（8min）
通过选择题的形式巩固总结知识点。
1.关于模拟信号和数字信号，下列说法错误的是（ ）
A、按照取值特征，可以将信号分为模拟信号和数字信号
B、用传感器直接获得的信号一般为模拟信号
C、模拟信号的值是随时间连续变化的，波形光滑，数字信号随时间的变化是非连续的
D、用不同数字的组合表示的信号叫做数字信号
2.采样频率和量化位数是数字音频系统中的两个基本指标，下列叙述正确的是( )
A、48kHz是量化位数 B、16bit是量化位数
C、量化位数少的质量高 D、采样频率低的质量高
3.下面选项中属于数字信号的是（ ）
A、胶卷上记录的照片 B、电话线中传输的信号
C、录音磁带上记录的信号 D、计算机中的图片文件
【新知讲授】（7min）
(3)文件大小的计算。
文件大小＝采样频率×量化位数×声道数×时间（秒）
计算机存储数据的最小单位是二进制位，用比特（bit）表示。
计算机存储数据的基本单位是字节（Byte,简写为B）, 8比特为一个字节。
【活动二设计】（8min）
通过计算题掌握文件大小计算方法。
1.一段时长为1分钟的双声道立体声的无压缩音频（采样频率为44.1kHz，量化位数为16位），占用的存储空间是多少MB（精确到0.1）？
2.一张CD光盘的容量大约为700MB，能容纳多长时间的无压缩双声道立体声CD音频（采样频率为44.1kHz，量化位数为16位）？
【课堂拓展】（2min）
除了声音信号，生活中还有很多数据类型可以采集，且都有各自的编码方式。
【课堂总结与巩固】(5min)
总结模拟信号与数字信号的知识点以及声音数字化的三个过程。并通过几个选择题巩固本节课的知识点。
1.关于声音的数字化，下列说法错误的是（ ）
A、连续的音频信号可以存放在计算机中
B、在时间轴上按照一定的时间间隔取一系列时刻得到每个时刻对应的声波信号的瞬时振幅值，这一过程为采样
C、对区间的采样点按四舍五入的规则取整选值，这个过程称为量化
D、将量化后的数据用计算机能够存储和处理的二进制数值表示，即编码
2.由中国自主研制的嫦娥三号飞船于2013年12月2日成功发射，它在轨运行时不断发回科学探测数据。科学探测数据的计量单位通常为TB，1TB等于( )
A、1024B B、1024KB C、1024GB D、1024MB
3.6MB的存储空间，若要存储大小为1024KB的照片，最多能存放( )
A、14张 B、15张 C、16张 D、17张
五、板书设计
数据编码

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