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(共22张PPT)
第一章 数据与信息
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目录
数据及其特征
1
随堂练习
4
数据编码
2
信息及其特征
3
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数据与计算
PART THREE
数据及其特征
数据编码
信息及其特征
随堂练习
1.1 数据的定义
工作回顾
数据及其
特征
数据编码
什么是数据呢？
https://www./video/BV1vg411C73f t=1.7
信息及其
特征
随堂练习
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
1.2 数据的基本特征
数据及其
特征
数据编码
信息及其
特征
随堂练习
1
2
3
4
在计算机中，数据以二进制的形式存储和加工。
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，分别记录不同客观事物的运行状态。
数据记录的形式是多样的、可看的、可听的、可感知的，如图形、图像、视频、音频、文本等
二进制
语义性
分散性
多样性与感知性
数据与计算
PART THREE
数据及其特征
数据编码
信息及其特征
随堂练习
2.1 模拟信号与数字信号
工作回顾
数据及其
特征
数据编码
信息及其
特征
随堂练习
模拟信号(A)：用连续变化的物理量所表达的信息
缺点：保密性差；抗干扰能力弱
数字信号(D)：离散时间的信号的数字化表示
缺点：占用频带较宽,技术要求复杂,进行模/数转换时会带来量化误差
2.2 编码的基本方式
工作回顾
数据及其
特征
数据编码
信息及其
特征
随堂练习
标准的ASCII编码(美国信息交换标准代码)使用8个二进制数(最高位为0)来表示128个符号,包括英文大小写字母、标点符号、数字和特殊控制符。
GB2312的前128个字符与ASCII编码相同，为了满足国内在计算机中使用汉字的需要,中国国家标准总局发布了一系列的汉字字符集国家标准编码,统称为GB码，或国标码。
如果有一种编码，将世界上所有的符号都纳入其中，无论是英文、日文，还是中文等，大家都使用这个编码表，就不会出现编码不匹配的现象。每个符号对应一个唯一的编码，乱码问题就不存在了。这就是Unicode编码。
文字编码
单字节码：ASCII、莫尔斯码
双字节码：国标码(GBK)、统一码（Unicode）
英文字符的编码
中文字符编码
Unicode编码
2.2 编码的基本方式
工作回顾
数据及其
特征
数据编码
信息及其
特征
随堂练习
图像编码
位图文件：最小单位为像素（光栅点），位图也称点阵图。
图像量化位数：也称图像颜色深度，是指图像中每个像素点记录颜色所用二进制数的位数。
BMP位图文件的大小(单位:字节B)=文件头（14）+信息头（40）+颜色表项（颜色总数*4，24位无颜色表项）+图像分辨率*图像量化位数 8（存储容量）。
其中，颜色数=2n，n为量化位数。
图像分辨率决定清晰度，量化位数决定了色彩的鲜艳程度，量化位数为1的图是黑白图，量化位数为24的图为真彩色图。
2.2 编码的基本方式
工作回顾
数据及其
特征
数据编码
信息及其
特征
随堂练习
声音编码
声音编码的过程：采样、量化、编码
根据安奎斯特采样定理，采样频率高于信号的最高频率的两倍，此采样信息包含了原信号的全部信息，常用采样频率：44.1kHz(CD音质)、22.05 kHz、11.025 kHz
国际声音量化等级分为256个，即28=256，用8位二进制数即可表示，最高位表示符号，正数为0，负数为1。
在量化过程中，向下取最接近的量化等级的数值。
WAV格式声音存储空间（单位：字节B）=采样频率（Hz单位）*量化位数*声道数*时间（秒） 8（实际声音文件的大小要加上44字节的头文件）。
压缩
压缩分为有损压缩（不能还原）、无损压缩（能还原）。
数制（计数值）的概念
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数据及其
特征
数据编码
信息及其
特征
随堂练习
常用数值：十进制（D/省略）、二进制（B）、八进制（O/Q） 、十六进制（H）
名称 数码 基数 位权 进位规则
二进制 0、1 2 2n 逢二进一
八进制 0~7 8 8n 逢八进一
十进制 0~9 10 10n 逢十进一
十六进制 0~9、A~F 16 16n 逢十六进一
数码：基本数值大小的不同数字符号
基数：数码的个数
位权：某一位数字所处的位置的价值
数制（计数值）转换
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数据及其
特征
数据编码
信息及其
特征
随堂练习
反向取余/正向取整（十进制→R进制）
整数部分：除以R反向取余法
小数部分：乘以R正向取整法
注：并不是所有的十进制小数都能精确地转换为二进制
eg. 35.375D= _____________B
eg. 47.125D= ____________O
100011.011
57.1
数制（计数值）转换
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数据及其
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数据编码
信息及其
特征
随堂练习
乘权求和法（R进制→十进制）
把每一位上的值乘以对应的价值相加
注：二进制和十进制相互转换可以使用8421拼凑法
eg. 11001100B=______________D
eg. A5 H=_______________D
204
165
数制（计数值）转换
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数据及其
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数据编码
信息及其
特征
随堂练习
分组转换（二进制→八/十六进制）
二进制→八进制，每3位一组，并将每组二进制分别转化为对应十进制
二进制→十六进制，每4位一组，并将每组二进制分别转化为对应的十进制
eg. 1011010.11 B=__________O
eg. 101101101.011 B=_________H
132.6
16D.6
数制（计数值）转换
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特征
数据编码
信息及其
特征
随堂练习
还组转换法
八进制→二进制，将每1位八进制转换为对应的3位二进制
十六进制→二进制，将每1位十六进制转换为对应的4位二进制
eg. 47.3 O=_____________B
eg. A5.8 H=_____________B
以二进制为中间桥梁（八进制<——>十六进制）
先还组为二进制，再重新分组转换
eg. DA.5C H=____________O
100111.011
10100101.1
332.27
数据与计算
PART THREE
数据及其特征
数据编码
信息及其特征
随堂练习
3.1 信息的定义
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数据及其
特征
数据编码
信息及其
特征
随堂练习
什么是信息？
信息是经过加工处理的、具有意义的数据。
扩展：
构成世界的三要素：物质，能源，信息
控制论的创始人维纳：信息是区别与物质和能量的第三类资源（本质）
信息论的创始人克劳德·香农：信息是用来消除不确定性的东西（作用）
中国信息论专家钟义信：信息是事物运动的状态和方式，也就是事物在时间和空间中运动的态势和规律（内涵）
3.2 信息的基本特征
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数据及其
特征
数据编码
信息及其
特征
随堂练习
普遍性
只要有事物运动，有数据存在，就会有信息存在。
传递性
信息的传递打破了时间和空间的限制。
共享性
信息作为一种资源，通过交流可以在不同个体或群体间共享。
时效性
信息不是一成不变的，会随着客观事物的变化而变化。
真伪性
人们接收到的信息，并不都是对事物的真实反映。
价值相对性
信息作为一种特殊的资源，具有相应的使用价值，但信息使用价值的大小是相对的。
依附性和可处理性
各种信息必须依附一定的图像、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，会产生新的信息，使信息得到增值。
3.3 信息的存储单位
工作回顾
数据及其
特征
数据编码
信息及其
特征
随堂练习
位 (bit,b)：计算机中的信息表示或处理的最小单位
字节 (Byte,B)：计算机中的存储容量的基本单位
机器字 (字,Word)：CPU一次性传输、运算或处理的二进制数据
字长 (字的长度)：CPU一次性传输、运输或处理的二进制数据的位数
基本概念
存储容量单位的换算
1Byte = 8bit (即8位二进制) = 2位十六进制
1024Byte=1KB（千字节） 1024KB=1MB（兆字节）1024MB=1GB（吉字节） 1024GB=1TB（太字节）1024TB=1PB（拍字节）
数据与计算
PART THREE
数据及其特征
数据编码
信息及其特征
随堂练习
4 随堂练习
工作回顾
数据及其
特征
数据编码
信息及其
特征
随堂练习
21.如图所示是一个“大”字的8×8信息编码点阵图，假设空方块用“0”表示，黑方块用“1”表示，试分析并回答下列问题。
(1)点阵图第3行从左向右用“0”和“1”表示的信息编码是________________
(2)该字的表示方法是点阵图还是矢量图 _____________
(3)只修改一行编码就可以将原图的“大”字改成“人”字，应修改第_____ 行，修改后的编码是______________________
谢谢大家

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