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数据采集与编码
1. 数据采集
早期一般通过观察、实验等人工方式得到数据;现在数据的获取方法已逐渐以机器获取为主,包括传感器、网络爬虫等。
(1)传感器通常由敏感元件和转换元件组成,可以随时获取来自自然信源的数据;网络爬虫可在短时间内获取大量网络数据。
(2)互联网也成为数据采集的主要来源。如用户可以通过应用程序接口(简称API)采集互联网上向公众开放的数据。
2. 数字化
(1)数字化是指将模拟信号转换成数字信号的过程。
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
数字信号 在取值上是离散的、不连续的信号,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
(2)数字化的理论依据是采样定理,即在一定条件下,用离散的序列可以完全代表一个连续函数。
(3)模拟信号的数字化过程:采样→量化→编码。
采样 将信号从连续时间(空间)域上的模拟信号转换为离散时间(空间)域上的离散信号的过程,通过采样器实现。采样频率(单位:Hz)越高,对模拟信号的保真度越高
量化 将采样到的信号用数字表示出来,使用模数转换器(ADC) 来实现。量化位数越大,量化越精细,与实际数据越接近
编码 将量化得到的数值按某种规则或格式转换为可利用的形式
3. 数制
(1)数据在计算机内部是以二进制方式进行存储和处理的。
(2)常用的进制有二进制(B)、八进制(O)、十进制(D)、十六进制(H)。
(3)进制转换
①任何进制数都可以用基数与权值来表示。对于k进制数,其计数规则为“逢k进一,借一当k”。
②二进制、十进制、十六进制之间的相互转换如图所示。
③n位二进制数最多能表示的不同信息个数是2n,n位二进制数能表示的最大十进制数是2n－1。
4. 字符编码
(1)编码是信息按照某种规则或格式,从一种形式转换为另一种形式的过程。解码是编码的逆过程。
(2)ASCII码
①ASCII(美国信息交换标准代码)是一套基于拉丁字母的计算机编码系统,主要用于显示现代英语和其他西欧语言。
②基本的ASCII码共有128个,用1个字节(即8位二进制数码)中的低7位编码。二进制数的范围是00000000~01111111,即十六进制的00~7F。
(3)计算机存储容量的单位:KB、MB、GB、TB。1 TB=1024 GB;1 GB=1024 MB;1 MB＝1024 KB;1 KB=1024 B;1 B=8 bit。
(4)汉字编码
①计算机中的汉字也是采用二进制进行编码的。
②汉字编码分为外码、交换码、机内码和字形码。
外码 也叫输入码,常用的输入码有拼音码、五笔字形码
交换码 GB2312, 全称为《信息交换用汉字编码字符集》
机内码 也称内码,在计算机内部汉字代码使用机内码,在磁盘上记录汉字代码也使用机内码。不同的字符集有不同的表示方式,GB2312采用2个字节表示1个汉字
字形码 点阵方式、矢量方式
③使用UltraEdit或WinHex工具软件观察内码时,1个ASCII码字符只占1个
字节。
1个GB2312编码字符(如汉字、中文输入法下输入的全角字符)占2个字节。
例如:
文字 中国 China
字符(全角/半角) 全角字符 半角字符
字节数量 4B 5B
内码 (十六进制H) D6 DO B9 FA 43 68 69 6E 61
注意 在内码观察软件中,ASCII码的每个字节都小于80H, 而汉字内码的每个字节都大于或等于A0H
5. 条形码和二维码
(1)条形码是将宽度不等的多个黑条和白条,按照一定的编码规则排列,用以表达一组信息的图形标识符。
(2)二维条码(二维码)是用某种特定的几何图形按一定规律在平面上(二维方向)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的图形标识符。
6. 声音编码
(1)音频数字化
①模拟声音经过采样、量化和编码三个过程实现数字化。
②采样频率越高,声音就越真实、自然,但存储容量也越大。
③量化位数:是量化值的二进制位数。量化位数越大,其量化值越接近采样值,即精度越高,但存储容量也越大。常见的量化位数有8 bit、16 bit、32 bit。
(2)常见的声音文件类型有Wave、MP3、WMA等。
(3)Wave格式音频文件存储容量的计算公式:
存储容量＝采样频率(Hz)×量化位数(bit)×声道数×时长(s)(单位:位)。
7. 图像编码
(1)矢量图形与位图图像
图像类型 矢量图形 位图图像
存储方式 用点、直线或者多边形等基于数学方程的几何图元表示的图像 以像素的形式存储,图像质量与分辨率有关
特征 存储容量小;经缩放、扭曲等操作后不会丢失细节或影响清晰度;主要用于工程图纸等 色彩丰富,存储容量大;经缩放、扭曲等操作后易失真;生活中大部分图像都是位图图像
(2)位图图像的数字化
采样 把一张图像分解成一个一个大小相同的像素点,点数越多,图像越真实,越能体现细节,需要的存储容量越大
量化 指用多大范围的数值来表示图像采样之后每个像素的颜色信息。一般用二进制数表示,其长度也称为颜色的位深度
编码 对经过量化的数据按一定规则进行编码后,数字图像将以文件形式存储于计算机中。根据不同的编码方式,可分为多种图像文件格式,如BMP、JPEG、GIF、PNG等
(3)图像存储容量计算
①影响位图图像存储容量的因素有像素数和颜色数。
②计算公式:存储容量＝水平像素数×垂直像素数×颜色的位深度(单位:位)。
③以800×600像素的BMP图像为例,计算各种类型的BMP图像的存储容量如表所示。
BMP图像类型 一个像素编码所需位数 总位数(bit) 存储容量(B)
黑白图像 1位(21=2) 800×600×1 800×600×1/8
256级灰度 8位(28=256) 800×600×8 800×600×8/8
16色彩色 4位(24=16) 800×600×4 800×600×4/8
256色彩色 8位(28=256) 800×600×8 800×600×24/8
24位真彩色 24位 800×600×24 800×600×24/8
RGB/8 24位 800×600×24 800×600×24/8
④由于图片的冗余程度不一样,因此压缩后的图片的存储容量不能用公式进行
计算。
8. 视频编码
(1)视频由静态的图像连续播放形成,根据帧率不同,分为PAL制式和NTSC制式。PAL制式每秒播放25帧,NTSC制式每秒播放30帧。
(2)未经压缩的视频文件(如AVI格式)存储容量的计算公式为:
存储容量＝一帧图像的存储容量×帧频×播放时间(s)/8(单位:字节)。声音往往有较大的时间冗余,因此压缩后声音的存储容量不能用公式进行计算。
(3)常见的视频数据格式主要有AVI、MPEG、MOV、广播电视制式等。
(4)常见的视频编码方式有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。
【例1】 下列关于图像数字化的说法,正确的是(　A　)
A. 通过手机拍照并存储可以实现图像的数字化
B. 图像的量化过程就是把图像分解成一个个像素
C. 黑白两色图像的颜色的位深度是2位
D. 把一幅24位色的图像另存为256色,文件的存储容量将变大
【解析】 本题考查信息数字化的知识。B将图像分解成一个个像素是采样的过程;C黑白图像的颜色深度是1位;D24位图像另存为256色后,文件的存储容量会变小。
【例2】 算式(13)16＋(10011)2的运算结果是(　C　)
A. (101011)2 B. (28)16
C. (38)10 D. 39D
【解析】 本题考查进制转换知识。由于(13)16＝19D,(10011)2＝19D,因此本题结果为38D＝26H＝100110B。
【例3】 下列关于数据采集与编码的说法,正确的是(　B　)
A. 在单位时间内表示0~255范围内的量化值,至少需要9位量化位数
B. 所有数据在计算机中的存储和处理都是以二进制形式实现的
C. 采样频率会影响信号保真度,在单位时间内降低采样样本数可以有效提高信号保真度
D. 矢量图形文件大小一般比位图小,矢量图的文件大小与其分辨率成正比
【解析】 本题考查数据采集与编码知识。表示0~255范围内的量化值,至少需要8位量化位数;提高单位时间内的采样样本数可以有效提高信号保真度;矢量图的文件大小与其分辨率无关。
【例4】 某声音模拟信号的采样情况如图所示,下列说法中,正确的是(　D　)
A. M与N采样点位置不同,它们的量化值也不同
B. 0.5秒内取采样点100个,因此采样频率为100 Hz
C. 数字化过程是将离散的模拟信号转换成连续的数字信号
D. 图中整个幅度划分为0~7级的小幅度,其量化位数是3 bit
【解析】 本题考查数据采集与编码。M与N虽然采样点位置不同,但都近似取值为5。0.5秒内取采样点100个,因此采样频率为100/0.5＝200 Hz。将连续的模拟信号转换成离散的数字信号的过程叫作量化。
【例5】 用UltraEdit软件观察字符内码,部分界面如图所示。下列说法中,正确的是(　C　)
A. 字符“:”的内码采用ASCII编码
B. 字符“37”的内码用二进制表示为00110111
C. 存储字符“℃”需要2Byte
D. 字符“温度:35 ℃~37 ℃”存储时占用11个字节
【解析】 本题考查字符编码。A选项,从图中可得字符“:”对应两个字节内码,因此采用GB2312编码;B选项中37为两个字符,需要两个字节,16位二进制,因此错误;C选项正确,“℃”编码为A1 E6H;D选项中的字符共占用13个字节。
1. 按ASCII码编码标准,英文字母按顺序排列,且大写字母的ASCII码值比相应的小写字母的ASCII码值小32。已知大写字母A的ASCII码是(1000001)2,则小写字母b的ASCII码转换成十进制数是(　D　)
A. 65 B. 66
C. 97 D. 98
【解析】 本题主要考查进制数的转换。已知大写字母A的ASCII码是(1000001)2,二进制数1000001转换为十进制数是65,大写字母的ASCII码值比相应的小写字母的ASCII码值小32,因此小写字母b的ASCII码转换成十进制数是65＋32＋1＝98。
2. 数字电路板上有4个开关,每个开关有“打开”和“闭合”两种状态。该电路板最多可以表示的状态数是(　A　)
A. 16 B. 8
C. 4 D. 2
【解析】 本题主要考查信息编码。数字电路板上有4个开关,每个开关有“打开”和“闭合”两种状态。该电路板最多可以表示的状态数是24＝16。
3. 有人写了一个数制转换的式子:110＋14＝18。若要使该等式成立,则110、14、18有可能分别为(　B　)
A. 十进制数、十进制数、十六进制数
B. 二进制数、八进制数、十进制数
C. 十六进制数、八进制数、十进制数
D. 八进制数、八进制数、十六进制数
【解析】 本题主要考查进制数的转换。显然,A、C错误;D,八进制数110对应的十六进制数是48,显然也不可能。验证B,二进制数110、八进制数14分别转换为十进制数是6、12,6＋12＝18。
4. 二维码是一种常见的编码方式,下列关于二维码的说法,错误的是(　C　)
A. 火车票上的二维码包含个人信息
B. 用手机扫描二维码可以快速访问相关资源
C. 二维码不能表示文字、图像、视频等信息
D. 用手机扫描二维码可能会导致手机感染病毒
【解析】 本题主要考查信息编码。火车票上的二维码包含个人信息;用手机扫描二维码可以快速访问相关资源;二维码可以包含文字、图像、视频等信息;用手机扫描二维码可能会导致手机感染病毒。
5. 下列关于信息采集与编码的说法,正确的是(　B　)
A. 每个汉字的输入码都是唯一的
B. 图像的数字化,一般需要经过采样、量化与编码
C. 录制音频时,模拟信号通过麦克风直接转换成数字信号
D. 网上传播的视频一般采用JPEG视频编码方式
【解析】 本题主要考查信息采集与编码。每个汉字的输入码都是不唯一的;图像的数字化,一般需要经过采样、量化与编码;录制音频时,模拟信号通过麦克风不能直接转换成数字信号,需要使用A/D转换,此处需要声卡实现;网上传播的视频一般采用MPEG－4编码方式。
6. 某军舰上有5盏信号灯,信号灯只有“开”和“关”两种状态。若5盏信号灯全关也算作一种信号编码方案,则5盏灯最多能表示的信号编码数为(　D　)
A. 10 B. 20
C. 5 D. 32
【解析】 本题主要考查二进制编码。信号灯只有“开”和“关”两种状态。如果5盏信号灯全关也是一种信号编码方案,则5盏灯最多能表示的信号编码数为25＝32种。
7. ASCII(American Standard Code for Information Interchange)是美国信息交换标准代码,由8位二进制组成,包括33个常用的不可见控制字符、10个阿拉伯数字、26个英文大写字母、26个英文小写字母与33个标点符号、运算符号共128个字符编码。其二进制的取值范围是(　C　)
A. 10000000~11111111 B. 0000000~1111111
C. 00000000~01111111 D. 00000000~11111111
【解析】 本题主要考查ASCII码。ASCII码十进制的取值范围是0~127,转换为二进制是00000000~01111111。
8. 下列数值中,转换为二进制数后含有偶数个“1”的是(　C　)
A. (F8)16 B. (26)10
C. (635)8 D. (1110110)2
【解析】 本题主要考查进制数的转换。十六进制数F8、十进制数26、八进制数635分别转换为二进制数是11111000、11010、110011101,转换为二进制数后含有偶数个“1”的是(635)8。
9. 如图所示为一幅8×8像素的黑白图像,已知该图像第一行从左向右的编码为“00111100”,那么第4行的编码是(　B　)
A. 01000010
B. 10100101
C. 01011010
D. 10011001
【解析】 本题主要考查二进制编码。已知该图像第一行从左向右的编码为“00111100”,可知白色方块编码为0,黑色方块编码为1,那么第4行的编码是10100101。
10. 已知英文字母m的ASCII码值为109,那么英文字母p的ASCII码值是(　A　)
A. 112 B. 113
C. 111 D. 114
【解析】 本题主要考查ASCII码。已知英文字母m的ASCII码值为109,那么英文字母p的ASCII码值是109＋3＝112。
11. 临近读书节,某高中计划设立图书漂流站,该校共有3个年级,每个年级各有6个班级,每个班级最多可捐赠的图书数量为100本,若仅遵循唯一性的原则为每本捐赠的图书设计编号(以二进制数表示),下列说法中,正确的是(　B　)
A. 编号长度至少为10位 B. 编号长度至少为11位
C. 编号长度至少为12位 D. 编号长度至少为13位
【解析】 本题主要考查信息编码。该校共有3个年级,每个年级各有6个班级,每个班级最多可捐赠的图书数量为100本,一共最多有3*6*100＝1800本书,
210＝1024＜1800＜211＝2048,因此编号长度至少为11位。
12. 有一个“1.TXT”文本文件,其内容为字符串“a+b=cd”,现使用某软件打开此文件并观察其内码,如下图所示。下列说法中,正确的是(　B　)
1.TXT
Offset 0 1 2 3 4 5 6 7
00000000 61 A3 AB 62 3D 63 64 a＋b＝cd
A. 字符“a”的内码为1110001B B. 字符“＋”的内码为A3ABH
C. 字符“c”的内码为3DH D. 该字符串在内存中共占6个字节
【解析】 本题主要考查字符编码。字符“a”的内码为61,转换为二进制数是0110 0001B;字符“＋”的内码为A3ABH;字符“c”的内码为63H;该字符串在内存中共占7个字节。
13. 酷酷需要对处理好的照片进行编码,照片的编码由类型和编号两部分构成。类型最多有10种,每种类型的照片不超过60张。在尽可能缩短编码长度的情况下,关于使用该编码方案保存的照片,下列说法中,正确的是(　D　)
A. 用2位二进制数表示照片类型,5位二进制数表示照片编号
B. 用3位二进制数表示照片类型,6位二进制数表示照片编号
C. 用3位二进制数表示照片类型,5位二进制数表示照片编号
D. 用4位二进制数表示照片类型,6位二进制数表示照片编号
【解析】 本题主要考查二进制编码。若类型最多有10种,则需要用4位二进制数表示照片类型,24＝16＞10;若每种类型的照片不超过60张,则需要用6位二进制数表示照片编号,26＝64＞60。
14. 交通控制中心对信号灯状态进行数据编码,如图1所示。若只允许左转车道的车辆通行,对应的编码是110101,如图2所示。若不允许车辆左转,只允许车辆直行和右转,对应的编码是(　C　)
编码 状态
01 红灯●
10 黄灯
11 绿灯●
图1
图2
A. 010111 B. 111111
C. 011111 D. 100101
【解析】 本题主要考查二进制编码。由题图1可知,绿灯的编码是11,红灯的编码是01。根据图2可知,若不允许车辆左转,只允许车辆直行和右转,左转指示的编码应该为01,直行指示的编码为11,右转指示的编码为11,所以“若不允许车辆左转,只允许车辆直行和右转”对应的编码是011111。
15. 将十进制数24转换为二进制数,下列结果中,正确的是(　B　)
A. 11011 B. 11000
C. 11001 D. 11010
【解析】 本题主要考查进制数的转换。十进制数24通过“除二取余、逆序排列”的方法转换为二进制数是11000。
16. 将十六进制数56转换成8位二进制数,再将该8位二进制数从左向右按2位一组依次分为4组,每组中的2位相互交换,得到新的8位二进制数,则新的8位二进制数对应的十六进制数是(　C　)
A. D0 B. 34
C. A9 D. 65
【解析】 本题考查进制转换的知识。十六进制数56转换成8位二进制数为01010110,从左往右按两位一组分成四组为01,01,01,10,每组两位相互交换后为10,10,10,01,新的8位二进制数为10101001,对应的十六进制数为A9。(共37张PPT)
二、 数据采集与编码
信息技术 必修1 数据与计算
数据与信息
第一章
知识过关
1. 数据采集
早期一般通过观察、实验等人工方式得到数据;现在数据的获取方法已逐渐以机器获取为主,包括传感器、网络爬虫等。
(1)传感器通常由敏感元件和转换元件组成,可以随时获取来自自然信源的数据;网络爬虫可在短时间内获取大量网络数据。
(2)互联网也成为数据采集的主要来源。如用户可以通过应用程序接口(简称API)采集互联网上向公众开放的数据。
2. 数字化
(1)数字化是指将模拟信号转换成数字信号的过程。
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
数字信号 在取值上是离散的、不连续的信号,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
(2)数字化的理论依据是采样定理,即在一定条件下,用离散的序列可以完全代表一个连续函数。
(3)模拟信号的数字化过程:采样→量化→编码。
采样 将信号从连续时间(空间)域上的模拟信号转换为离散时间(空间)域上的离散信号的过程,通过采样器实现。采样频率(单位:Hz)越高,对模拟信号的保真度越高
量化 将采样到的信号用数字表示出来,使用模数转换器(ADC) 来实现。量化位数越大,量化越精细,与实际数据越接近
编码 将量化得到的数值按某种规则或格式转换为可利用的形式
3. 数制
(1)数据在计算机内部是以二进制方式进行存储和处理的。
(2)常用的进制有二进制(B) 、八进制(O)、十进制(D) 、十六进制(H)。
(3)进制转换
①任何进制数都可以用基数与权值来表示。对于k进制数,其计数规则为“逢k进一,借一当k”。
②二进制、十进制、十六进制之间的相互转换如图所示。
③n位二进制数最多能表示的不同信息个数是2n,n位二进制数能表示的最大十进制数是2n－1。
4. 字符编码
(1)编码是信息按照某种规则或格式,从一种形式转换为另一种形式的过程。解码是编码的逆过程。
(2)ASCII码
①ASCII(美国信息交换标准代码)是一套基于拉丁字母的计算机编码系统,主要用于显示现代英语和其他西欧语言。
②基本的ASCII码共有128个,用1个字节(即8位二进制数码)中的低7位编码。二进制数的范围是00000000~01111111,即十六进制的00~7F。
(3)计算机存储容量的单位:KB、MB、GB、TB。1 TB=1024 GB;1 GB=1024 MB;
1 MB＝1024 KB;1 KB=1024 B;1 B=8 bit。
(4)汉字编码
①计算机中的汉字也是采用二进制进行编码的。
②汉字编码分为外码、交换码、机内码和字形码。
外码 也叫输入码,常用的输入码有拼音码、五笔字形码
交换码 GB2312, 全称为《信息交换用汉字编码字符集》
机内码 也称内码,在计算机内部汉字代码使用机内码,在磁盘上记录汉字代码也使用机内码。不同的字符集有不同的表示方式,GB2312采用2个字节表示1个汉字
字形码 点阵方式、矢量方式
③使用UltraEdit或WinHex工具软件观察内码时,1个ASCII码字符只占1个字节。
1个GB2312编码字符(如汉字、中文输入法下输入的全角字符)占2个字节。
例如:
文字 中国 China
字符(全角/半角) 全角字符 半角字符
字节数量 4B 5B
内码 (十六进制H) D6 DO B9 FA 43 68 69 6E 61
注意 在内码观察软件中,ASCII码的每个字节都小于80H, 而汉字内码的每个字节都大于或等于A0H 5. 条形码和二维码
(1)条形码是将宽度不等的多个黑条和白条,按照一定的编码规则排列,用以表达一组信息的图形标识符。
(2)二维条码(二维码)是用某种特定的几何图形按一定规律在平面上(二维方向)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的图形标识符。
6. 声音编码
(1)音频数字化
①模拟声音经过采样、量化和编码三个过程实现数字化。
②采样频率越高,声音就越真实、自然,但存储容量也越大。
③量化位数:是量化值的二进制位数。量化位数越大,其量化值越接近采样值,即精度越高,但存储容量也越大。常见的量化位数有8 bit、16 bit、32 bit。
(2)常见的声音文件类型有Wave、MP3、WMA等。
(3)Wave格式音频文件存储容量的计算公式:
存储容量＝采样频率(Hz)×量化位数(bit)×声道数×时长(s)(单位:位) 。
7. 图像编码
(1)矢量图形与位图图像
图像类型 矢量图形 位图图像
存储方式 用点、直线或者多边形等基于数学方程的几何图元表示的图像 以像素的形式存储,图像质量与分辨率有关
特征 存储容量小;经缩放、扭曲等操作后不会丢失细节或影响清晰度;主要用于工程图纸等 色彩丰富,存储容量大;经缩放、扭曲等操作后易失真;生活中大部分图像都是位图图像
(2)位图图像的数字化
采样 把一张图像分解成一个一个大小相同的像素点,点数越多,图像越真实,越能体现细节,需要的存储容量越大
量化 指用多大范围的数值来表示图像采样之后每个像素的颜色信息。一般用二进制数表示,其长度也称为颜色的位深度
编码 对经过量化的数据按一定规则进行编码后,数字图像将以文件形式存储于计算机中。根据不同的编码方式,可分为多种图像文件格式,如BMP、JPEG、GIF、PNG等
(3)图像存储容量计算
①影响位图图像存储容量的因素有像素数和颜色数。
②计算公式:存储容量＝水平像素数×垂直像素数×颜色的位深度(单位:位)。
③以800×600像素的BMP图像为例,计算各种类型的BMP图像的存储容量如表所示。
BMP图像类型 一个像素编码所需位数 总位数(bit) 存储容量(B)
黑白图像 1位(21=2) 800×600×1 800×600×1/8
256级灰度 8位(28=256) 800×600×8 800×600×8/8
16色彩色 4位(24=16) 800×600×4 800×600×4/8
256色彩色 8位(28=256) 800×600×8 800×600×24/8
24位真彩色 24位 800×600×24 800×600×24/8
RGB/8 24位 800×600×24 800×600×24/8
④由于图片的冗余程度不一样,因此压缩后的图片的存储容量不能用公式进行计算。
8. 视频编码
(1)视频由静态的图像连续播放形成,根据帧率不同,分为PAL制式和NTSC制式。PAL制式每秒播放25帧,NTSC制式每秒播放30帧。
(2)未经压缩的视频文件(如AVI格式)存储容量的计算公式为:
存储容量＝一帧图像的存储容量×帧频×播放时间(s)/8(单位:字节) 。声音往往有较大的时间冗余,因此压缩后声音的存储容量不能用公式进行计算。
(3)常见的视频数据格式主要有AVI、MPEG、MOV、广播电视制式等。
(4)常见的视频编码方式有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。
典例精选
【例1】 下列关于图像数字化的说法,正确的是(　　)
A. 通过手机拍照并存储可以实现图像的数字化
B. 图像的量化过程就是把图像分解成一个个像素
C. 黑白两色图像的颜色的位深度是2位
D. 把一幅24位色的图像另存为256色,文件的存储容量将变大
【解析】 本题考查信息数字化的知识。B将图像分解成一个个像素是采样的过程;C黑白图像的颜色深度是1位;D24位图像另存为256色后,文件的存储容量会变小。
A
【例2】 算式(13)16＋(10011)2的运算结果是(　　)
A. (101011)2 B. (28)16
C. (38)10 D. 39D
【解析】 本题考查进制转换知识。由于(13)16＝19D,(10011)2＝19D,因此本题结果为38D＝26H＝100110B。
C
【例3】 下列关于数据采集与编码的说法,正确的是(　　)
A. 在单位时间内表示0~255范围内的量化值,至少需要9位量化位数
B. 所有数据在计算机中的存储和处理都是以二进制形式实现的
C. 采样频率会影响信号保真度,在单位时间内降低采样样本数可以有效提高信号保真度
D. 矢量图形文件大小一般比位图小,矢量图的文件大小与其分辨率成正比
【解析】 本题考查数据采集与编码知识。表示0~255范围内的量化值,至少需要8位量化位数;提高单位时间内的采样样本数可以有效提高信号保真度;矢量图的文件大小与其分辨率无关。
B
【例4】 某声音模拟信号的采样情况如图所示,下列说法中,正确的是(　　)
A. M与N采样点位置不同,它们的量化值也不同
B. 0.5秒内取采样点100个,因此采样频率为100 Hz
C. 数字化过程是将离散的模拟信号转换成连续的数
字信号
D. 图中整个幅度划分为0~7级的小幅度,其量化位数
是3 bit
【解析】 本题考查数据采集与编码。M与N虽然采样点位置不同,但都近似取值为5。0.5秒内取采样点100个,因此采样频率为100/0.5＝200 Hz。将连续的模拟信号转换成离散的数字信号的过程叫作量化。
D
【例5】 用UltraEdit软件观察字符内码,部分界面如图所示。下列说法中,正确的是(　　)
C
A. 字符“:”的内码采用ASCII编码
B. 字符“37”的内码用二进制表示为00110111
C. 存储字符“℃”需要2Byte
D. 字符“温度:35 ℃~37 ℃”存储时占用11个字节
【解析】 本题考查字符编码。A选项,从图中可得字符“:”对应两个字节内码,因此采用GB2312编码;B选项中37为两个字符,需要两个字节,16位二进制,因此错误;C选项正确,“℃”编码为A1 E6H;D选项中的字符共占用13个字节。
自我检测
1. 按ASCII码编码标准,英文字母按顺序排列,且大写字母的ASCII码值比相应的小写字母的ASCII码值小32。已知大写字母A的ASCII码是(1000001)2,则小写字母b的ASCII码
转换成十进制数是(　　)
A. 65 B. 66
C. 97 D. 98
【解析】 本题主要考查进制数的转换。已知大写字母A的ASCII码是(1000001)2,二进制数1000001转换为十进制数是65,大写字母的ASCII码值比相应的小写字母的ASCII码值小32,因此小写字母b的ASCII码转换成十进制数是65＋32＋1＝98。
D
2. 数字电路板上有4个开关,每个开关有“打开”和“闭合”两种状态。该电路板最多可
以表示的状态数是(　　)
A. 16 B. 8
C. 4 D. 2
【解析】 本题主要考查信息编码。数字电路板上有4个开关,每个开关有“打开”和“闭合”两种状态。该电路板最多可以表示的状态数是24＝16。
A
3. 有人写了一个数制转换的式子:110＋14＝18。若要使该等式成立,则110、14、18有可
能分别为(　　)
A. 十进制数、十进制数、十六进制数
B. 二进制数、八进制数、十进制数
C. 十六进制数、八进制数、十进制数
D. 八进制数、八进制数、十六进制数
【解析】 本题主要考查进制数的转换。显然,A、C错误;D,八进制数110对应的十六进制数是48,显然也不可能。验证B,二进制数110、八进制数14分别转换为十进制数是6、12,6＋12＝18。
B
4. 二维码是一种常见的编码方式,下列关于二维码的说法,错.误.的是(　　)
A. 火车票上的二维码包含个人信息
B. 用手机扫描二维码可以快速访问相关资源
C. 二维码不能表示文字、图像、视频等信息
D. 用手机扫描二维码可能会导致手机感染病毒
【解析】 本题主要考查信息编码。火车票上的二维码包含个人信息;用手机扫描二维码可以快速访问相关资源;二维码可以包含文字、图像、视频等信息;用手机扫描二维码可能会导致手机感染病毒。
C
5. 下列关于信息采集与编码的说法,正确的是(　　)
A. 每个汉字的输入码都是唯一的
B. 图像的数字化,一般需要经过采样、量化与编码
C. 录制音频时,模拟信号通过麦克风直接转换成数字信号
D. 网上传播的视频一般采用JPEG视频编码方式
【解析】 本题主要考查信息采集与编码。每个汉字的输入码都是不唯一的;图像的数字化,一般需要经过采样、量化与编码;录制音频时,模拟信号通过麦克风不能直接转换成数字信号,需要使用A/D转换,此处需要声卡实现;网上传播的视频一般采用MPEG－4编码方式。
B
6. 某军舰上有5盏信号灯,信号灯只有“开”和“关”两种状态。若5盏信号灯全关也算
作一种信号编码方案,则5盏灯最多能表示的信号编码数为(　　)
A. 10 B. 20
C. 5 D. 32
【解析】 本题主要考查二进制编码。信号灯只有“开”和“关”两种状态。如果5盏信号灯全关也是一种信号编码方案,则5盏灯最多能表示的信号编码数为25＝32种。
D
7. ASCII(American Standard Code for Information Interchange)是美国信息交换标准代码,由8位二进制组成,包括33个常用的不可见控制字符、10个阿拉伯数字、26个英文大写字母、26个英文小写字母与33个标点符号、运算符号共128个字符编码。其二进制的
取值范围是(　　)
A. 10000000~11111111 B. 0000000~1111111
C. 00000000~01111111 D. 00000000~11111111
【解析】 本题主要考查ASCII码。ASCII码十进制的取值范围是0~127,转换为二进制是00000000~01111111。
C
8. 下列数值中,转换为二进制数后含有偶数个“1”的是(　　)
A. (F8)16 B. (26)10
C. (635)8 D. (1110110)2
【解析】 本题主要考查进制数的转换。十六进制数F8、十进制数26、八进制数635分别转换为二进制数是11111000、11010、110011101,转换为二进制数后含有偶数个“1”的是(635)8。
C
9. 如图所示为一幅8×8像素的黑白图像,已知该图像第一行从左向右的编码为
“00111100”,那么第4行的编码是(　　)
A. 01000010
B. 10100101
C. 01011010
D. 10011001
【解析】 本题主要考查二进制编码。已知该图像第一行从左向右的编码为“00111100”,可知白色方块编码为0,黑色方块编码为1,那么第4行的编码是10100101。
B
10. 已知英文字母m的ASCII码值为109,那么英文字母p的ASCII码值是(　　)
A. 112 B. 113
C. 111 D. 114
【解析】 本题主要考查ASCII码。已知英文字母m的ASCII码值为109,那么英文字母p的ASCII码值是109＋3＝112。
A
11. 临近读书节,某高中计划设立图书漂流站,该校共有3个年级,每个年级各有6个班级,
每个班级最多可捐赠的图书数量为100本,若仅遵循唯一性的原则为每本捐赠的图书设计
编号(以二进制数表示),下列说法中,正确的是(　　)
A. 编号长度至少为10位 B. 编号长度至少为11位
C. 编号长度至少为12位 D. 编号长度至少为13位
【解析】 本题主要考查信息编码。该校共有3个年级,每个年级各有6个班级,每个班级最多可捐赠的图书数量为100本,一共最多有3*6*100＝1800本书,210＝1024＜1800＜211＝2048,因此编号长度至少为11位。
B
12. 有一个“1.TXT”文本文件,其内容为字符串“a+b=cd”,现使用某软件打开此文件
并观察其内码,如下图所示。下列说法中,正确的是(　　)
1.TXT
Offset 0 1 2 3 4 5 6 7
00000000 61 A3 AB 62 3D 63 64 a＋b＝cd
B
A. 字符“a”的内码为1110001B B. 字符“＋”的内码为A3ABH
C. 字符“c”的内码为3DH D. 该字符串在内存中共占6个字节
【解析】 本题主要考查字符编码。字符“a”的内码为61,转换为二进制数是0110 0001B;字符“＋”的内码为A3ABH;字符“c”的内码为63H;该字符串在内存中共占7个字节。
13. 酷酷需要对处理好的照片进行编码,照片的编码由类型和编号两部分构成。类型最多有10种,每种类型的照片不超过60张。在尽可能缩短编码长度的情况下,关于使用该编码方案保存的照片,下列说法中,正确的是(　　)
A. 用2位二进制数表示照片类型,5位二进制数表示照片编号
B. 用3位二进制数表示照片类型,6位二进制数表示照片编号
C. 用3位二进制数表示照片类型,5位二进制数表示照片编号
D. 用4位二进制数表示照片类型,6位二进制数表示照片编号
【解析】 本题主要考查二进制编码。若类型最多有10种,则需要用4位二进制数表示照片类型,24＝16＞10;若每种类型的照片不超过60张,则需要用6位二进制数表示照片编号,
26＝64＞60。
D
14. 交通控制中心对信号灯状态进行数据编码,如图1所示。若只允许左转车道的车辆通行,对应的编码是110101,如图2所示。若不允许车辆左转,只允许车辆直行和右转,对应
的编码是(　　)
C
编码 状态
01 红灯●
10 黄灯　
11 绿灯●
图1
图2
A. 010111 B. 111111
C. 011111 D. 100101
【解析】 本题主要考查二进制编码。由题图1可知,绿灯的编码是11,红灯的编码是01。根据图2可知,若不允许车辆左转,只允许车辆直行和右转,左转指示的编码应该为01,直行指示的编码为11,右转指示的编码为11,所以“若不允许车辆左转,只允许车辆直行和右转”对应的编码是011111。
15. 将十进制数24转换为二进制数,下列结果中,正确的是(　　)
A. 11011 B. 11000
C. 11001 D. 11010
【解析】 本题主要考查进制数的转换。十进制数24通过“除二取余、逆序排列”的方法转换为二进制数是11000。
B
16. 将十六进制数56转换成8位二进制数,再将该8位二进制数从左向右按2位一组依次分为4组,每组中的2位相互交换,得到新的8位二进制数,则新的8位二进制数对应的十六进
制数是(　　)
A. D0 B. 34
C. A9 D. 65
【解析】 本题考查进制转换的知识。十六进制数56转换成8位二进制数为01010110,从左往右按两位一组分成四组为01,01,01,10,每组两位相互交换后为10,10,10,01,新的8位二进制数为10101001,对应的十六进制数为A9。
C

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