资源简介 课时2 信息编码和数字化【学业要求】知识点 学业水平等级1.掌握进制转换及文字编码。 22.理解编码的概念与具体应用,能计算声音与图像的存储容量。 2 数字化是计算机接收数据的基础,根据计算机的特性,需要了解二进制数的特点(2023年6月卷),考查声音和图像量化位数与二进制数的关系(2024年1月卷)。在数据的加工处理过程中,一定要对信息进行编码,不同类型的数据往往有不同的编码方式。数字化后的数据,还可以重新进行编码,如文件类型的转换以及数据的压缩等操作,在多媒体数据的格式转换中,往往会影响多媒体的质量(2024年6月卷)。1.(2023年6月浙江选考)对某段声音进行数字化,量化值的范围是0~200,则量化位数最少是( )A.7 B.8C.16 D.200答案 B解析 本题考查数制的相关知识。n位二进制可以表示2的n次方种情况,201介于128和256之间,因此至少需要8位二进制代码。2.(2024年6月浙江选考)某校基于线下校史馆创建在线数字校史馆,将学校发展历史及校友的代表性成果、活动影像等资料,以文本、图像、视频等格式存储。下列对校史馆资料的处理方式,不合理的是( )A.为了方便预览,为高清图像生成缩略图B.为了节省存储空间,将JPEG格式的图像转换成BMP格式C.为了方便传输,对高清视频进行压缩D.为了便于检索,将纸质文稿扫描成图像后识别出文字一并保存答案 B解析 本题考查图像处理和数据压缩。A选项高清图像容量大,显示或存储不方便,为了方便预览,生成容量更小的缩略图比较合适。B选项将JPEG格式的图像转换成BMP格式容量会增加。C选项对高清视频进行压缩可以有效地减少容量,方便存储和传输。D选项检索往往是进行文字内容的比对,因此转换为文本更加合适。 1.计算机的器材决定只能以 方式对数据进行存储和处理。 2.常见的数制有二进制、八进制、十进制和 进制。 3.任何进制数都可以用基数与 来表示。对于k进制数,其计数规则为“逢k进一” 。 4.将十进制整数转换成k进制整数可用除k取余法,将k进制数转换成十进制数可用 法。 5.二进制数转换成十六进制数,从二进制数的 位开始,每 位二进制数转换成一位十六进制数;反之,每 位十六进制数可转换成四位二进制数。 6.n位k进制数能表示从0至kn-1共 个数据。 7. (Encoding)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。 是编码的逆过程。 8. 码( barcode)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。 9. 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。条形码与二维码中的信息可以由专用设备扫描获取,也可由智能手机扫描获取。 10.常见的字符编码有 、 及各种汉字编码。 11.ASCII码主要用于表示现代英语和其他西欧语言。基本的ASCII码共有 个,用1个字节中的低7位编码。二进制范围为01111111即十六进制的00~ 。 12.汉字编码分为外码、 、 码和字形码。机内码也称为内码,不同的字符集有不同的表示方式,GB2312采用 个字节表示一个汉字。 13.将模拟信号转换为 信号的过程称为数字化。其中用到的主要设备是 转换器(ADC)。 14.模拟信号以 变化的物理量存在,自然界中大多数信号都以模拟量形式存在,如温度、湿度、光照强度、血压等。 15.数字信号在取值上是 的、不连续的信号,通常指保存在计算机中的二进制代码。 16.将模拟信号转换成数字信号一般需要经过采样、 与编码三个步骤。 17.声音 是按一定的时间间隔取信号中数据,可以用采样频率来表示单位 内的采样次数;图像采样是按一定 间隔取信号中数据,可以用单位长度内的像素点个数表示采样次数。 18.量化指将信号划分成若干个 ,如256个等级可以表示256种颜色,可以理解为一个十进制数表示最小数据和最大数据的范围。 19.声音图像 指将量化的十进制数表示范围用若干位二进制数来表示,主要参数是量化位数,单位是 (bit);量化等级越多,量化位数越 ,划分的越精细,量化结果与实际数据也越接近。 20.bit(比特)是计算机最小储存容量,8bit为1Byte(字节),是基本存储容量单位。通常文件容量以 为单位。 21.常用储存单位还有KB、 、 和TB,后者为前者的1024倍,如1GB=1024MB。 22.Wave格式音频文件的存储容量可以通过下面的公式进行计算:存储容量= 频率(Hz)* 位数(bit)* *时长(s)/8(单位:字节) 23.图像颜色 指表示每个像素颜色二进制数位数。如256种颜色用8位(28=256)二进制表示,位深度为8。RGB/8指由红绿蓝三种颜色分量(每个分量用8位二进制表示)颜模式,因此位深度为24位。 24.图像中总共的像素点个数称为 ,图像存储容量:图像宽度×高度×颜色位深度/ (单位:字节)。 25.视频由静态的 连续播放形成,根据帧速率的不同可分为 、NTSC等制式。 是常见的视频压缩格式。 自我校对:1.二进制 2.十六 3.权值 4.按权展开相加 5.低 四 一 6.kn 7.编码 解码 8.条形 9.二维 10.ASCII Unicode 11.128 7F 12.交换码 机内 两 13.数字 模数 14.连续 15.离散 16.量化 17.采样 时间 空间 18.等级 19.编码 比特 多 20.字节 21.MB GB 22.采样 量化 声道数 23.位深度 24.分辨率 8 25.图像 PAL MPEG 【典例1】 将1000个苹果放入若干个箱子,并在每个箱子的封面标注箱子中的苹果数量,并封好箱子。为了在不拆开箱子的情况下,一次性取走1~1000中任意个数的苹果,则装苹果时至少要准备的箱子数为( )A.8 B.9C.10 D.11思维点拨明考向 本题考查十进制数转换为二进制数精点拨 n位二进制数可以表示0至2n-1个整数,表示1-1000的整数需要10位二进制数答案 C【变式1】 现对130名观众,用两位数编码(每位数可以是0-9或A-F的数字表示),则该编码对应的最小的进制数是( )A.8 B.10C.12 D.16答案 C解析 本题考查n位R进制最多能表示数的个数。若R是十进制,能够表示0-99的100种情况,若R是二进制数,能表示00,01,10,11共4种组合。用两位数R进制数编码,一位数可能是0至R-1共R个数,两个数的组合为R的平方个数,因为130介于121和144之间,因此需要12进制数进行编码。A选项2位8进制最多有表示8的2次即64名观众。B选项2位10进制最多有表示10的2次即100名观众。C选项2位12进制最多有表示12的2次即144名观众。D选项2位16进制最多有表示16的2次即256名观众。【典例2】 图像F为图a所示的200×100像素、256色位图,图像G为图b所示的200×100像素、16色位图,则图像F与G的存储容量之比为( )A.1∶2 B.1∶1C.2∶1 D.16∶1思维点拨明考向 本题考查信息的编码及容量计算精点拨 位图图像容量取决于采样的数据点的个数和每个数据点的容量,与图像内容无关。256色位图每个像素点容量为8位,16色位图容量为4位,因此两者之比为2∶1答案 C【变式2】 一幅未经压缩的1024×768像素的BMP位图图像,将该图像存储为JPEG格式(其他参数不变),其存储容量为96KB,图像的压缩比约为8∶1,则该图像的类型可能是( )A.黑白位图 B.8色位图C.256级灰度位图 D.16色位图答案 C解析 本题考查图像的数字化及容量计算。设图像的位深度为x,则有等式1024*768*x/8/8=96*1024,解得x的值为8。A选项图像的位深度为1位;B选项图像的位深度为3位;C选项图像的位深度为8位;D选项图像的位深度为4位。【典例3】 (2025年6月浙江选考)某智慧公交系统中的车载终端识别违规驾驶行为,发出语音提醒,将车载终端采集的声音存储为未经压缩的Wave格式音频文件,下列说法不正确的是( )A.声音采集实现了从模拟信号到数字信号的转换B.音频采集模块的采样频率会影响音频的音质C.现场声音越嘈杂,得到的音频文件存储容量越大D.为了节省存储空间,可将Wave格式音频转换为MP3格式思维点拨明考向 本题考查数据的编码及加工精点拨 A 数据的数字化的本质是模拟信号转换为数字信号B 音质取决于采样频率和量化位数C 音量的大小不会影响声音的容量D MP3格式是对未经压缩的Wave格式音频重新编码,实现数据的压缩答案 C【变式3】 图像和语音需要数字化后才能被计算机处理,下列说法正确的是( )A.颜色位深度影响图像色彩的丰富程度B.图像内容会影响未经压缩图像的存储容量C.声音的数字化需经历采样和编码两个步骤D.声音的质量与其时长有关答案 A解析 本题考查图像的数字化。A选项颜色位深度越大,图像色彩越丰富;B选项未压缩图片的存储容量与分辨率和颜色位深度有关;C选项声音的数字化需经历采样、量化、编码三个步骤;D选项声音的存储容量与其时长有关,质量和时长无关。【典例4】 模拟声音信号通过采样、量化、编码等过程转换成数字信号,如图所示。下列关于声音数字化的说法,不正确的是( )A.甲图所示,模拟声音信号以连续变化的物理量存在B.乙图所示,采样是按一定的时间间隔取值,间隔越小,采集到的信号样本数量越多C.丙图所示,将声音的高低划分成 8 个等级,则量化位数至少为 8 位D.声音数字化的过程会引起失真思维点拨明考向 本题考查声音的数字化过程精点拨 A 模拟信号是连续的B 采样时间间隔小,频率高,采集的样本多C 8个等级量化位数至少要3位D 数字化过程中参数设置不合理,会导致失真答案 C【变式4】 下列关于数据采集与数字化的说法正确的是( )A.计算机在获取数据时,只能通过传感器、网络爬虫等机器获取的方式B.将模拟信号转换成数字信号一般需要经过采样、量化与编码C.提高声音的音量,一定会影响该声音的采样频率与量化位数D.为了提高声音的保真度,可以无限制地提高采样频率与量化位数答案 B解析 本题考查数据采集与数字化。A选项还有直接输入等方式。B选项信号的数字化经过采样、量化与编码三个步骤。C选项声音的音量指采样得到数据点的量化值,与采样频率和量化位数无关。D选项提高采样频率与量化位数会增加存储容量,因此不可能无限制地提高。 数字化是将模拟信号经过采样、量化与编码转换成数字信号的过程,这是计算机处理外部数据的基础。采样是在模拟信号按照一定时间间隔获得离散的信号;量化是按照某种规则划分若干个等级(2的n倍的十进制数),将采样得到的信号填充到对应的等级中;编码是每个信号转换成相等长度(量化位数)的二进制数。经过数字化后的二进制数据以文件形式存储在存储器中,每个文件包含一个文件头,包含文件类型、大小和编码方式等信息。 位权是指k进制数字上每一固定位置上的单位值,第i位的位权为k的(i-1)次幂,通过位权可以进行十进制数与k进制的互相转换。计算机的最小单位为二进制bit,每8个二进制位的组合称为一个字节byte。字节是信息存储的基本单位,每个字节若分为高4位和低4位,可以分别采用2个十六进制数来表示,因此十六进制数可以简洁地显示存储器中二进制。信息编码按照某种规则或格式,从一种形式转换为固定长度代码的过程。编码的意义在于提高信息的传输效率、确保信息的准确性和完整性,以及实现信息的安全通信。常见的字符编码有ASCII(标准ASCII采用一个字节中的低七位)、GB2312(每个汉字占两个字节)、Unicode及各种汉字编码。图像和声音是对每个采集点进行编码,为了提高传输和存储的效率,可以对多媒体信号进行压缩,压缩是信息重新编码,生成新的编码方式。1.下列算式计算结果为10H的是( )A.10H×10D B.9H+1HC.20D-10B D.10B×8D答案 D解析 本题考查数制的转换。A选项计算结果160D,即A0H。B选项9H+1H=AH。C选项20D-10B=18D即12H。D选项10B×8D=2*8=16D,即10H。2.某地区有100家连锁餐厅,每家餐厅安装有5台AI抓拍设备。若使用二进制对这些设备进行编码,二进制的前几位表示餐厅号,其余位表示设备号,则所需的二进制位数最少是( )A.10 B.9C.8 D.7答案 A解析 本题考查编码知识的应用的相关知识。100家连锁餐厅用二进制编码需要7个位。每家餐厅需要安装5个AI抓拍设备,则需要3个二进制位对每家抓拍设备进行编码,共至少需要7+3=10个二进制位表示和存储。3.某段声音信号的量化过程如图所示,量化位数至少为( )A.3 B.4C.8 D.14答案 A解析 划分0-7共8个量化等级,因此最少需要3个二进制位。4.有甲乙两幅未经压缩的相同像素的BMP图像文件,甲图为16色,乙图为24位色,则甲图和乙图的存储容量之比约为( )A.2∶3 B.4∶5C.4∶3 D.1∶6答案 D解析 甲图为16色,即4位色。5.如图所示为某二进制数据的图形编码,使用□表示0,■表示1,逐行编码,下列说法正确的是( )A.存储图中数据需要32字节B.该编码过程实现了数模转换C.该数据第2个字节的编码是11011101D.该图形编码可表示十六进制数DD5B08FA答案 D解析 A选项图片中有4行,每行代表一个字节(8位),所以总共有4个字节。B选项数模转换指的是数字信号转化为模拟信号的过程,而这里只是将数据用图形的形式表示出来,没有涉及任何信号类型的转换。C选项根据图片内容可知第一行编码为11011101,第二行为01011011。D选项根据图片得到二进制编码后转换为十六进制为DD5B08FA。6.图像A(单环)为图a所示的100×100像素、黑白2色BMP图像,利用图像编辑软件,将图像A制作为图像B(五环)效果,如图b所示的200×100像素、16色BMP图像,则图像A与B的存储容量之比为( )A.1∶2 B.1∶8C.1∶16 D.1∶40答案 B解析 本题考查编码的相关知识。图像A的存储容量为100*100*1/8,图像B的存储容量为200*100*4/8,图像A与图像B的存储容量之比为1∶8。7.小李录制并保存了a1.wav和a2.wav两段音频,再分别另存为a1.mp3和a2.mp3,参数如表所示。文件名 格式 采样频率 量化位数 声道数 时长a1.wav wave 44100 Hz 16位 立体声 30 sa2.wav wave 22050 Hz 8位 立体声 60 sa1.mp3 mp3 44100 Hz 16位 立体声 30 sa2.mp3 mp3 22050 Hz 8位 立体声 60 s下列说法正确的是( )A.a1.wav与a2.wav的存储容量一样大 B.a1.wav与a1.mp3的存储容量一样大C.a1.wav比a2.wav保真度高D.a2.wav与a2.mp3的保真度一样答案 C解析 C选项a1.wav的采样频率和量化位数均比a2.wav大,因此a1.wav声音质量高。8.多媒体课件把文字、图形、图像、声音、动画、影像等多种媒体素材在时间和空间两方面进行集成,下列对课件的处理方式,做法不合理的是( )A.把图片文稿识别为文字再放入课件B.利用数据库技术管理大量的课件C.保存为BMP格式位图再到教室放映D.利用人工智能辅助制作课件答案 C解析 C选项BMP格式位图无压缩,容量大,又没有交互,不合适。9.下列关于量化与编码的说法,正确的是( )A.可以使用2位四进制数表示24个小时B.某7位二进制数的最高位为1,将其转换为十进制数后的值大于等于128C.一幅1024*768的未经压缩的BMP格式的黑白图像的存储容量约为192KBD.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答案 D解析 A选项2位四进制数最多表示4的平方即16个数。B选项该数大于等于2的6次方,即大于等于64。C选项黑白图像属于1位色,容量为1024*768*1/8,约96KB。10.下列有关信息编码的说法不正确的是( )A.编码是将信息进行形式转换的过程B.不同信息在计算机内均以二进制方式进行存储和处理C.相同数据经不同编码方式后生成的文件容量一定相同D.文本、图像、音频、视频文件的压缩过程属于编码答案 C解析 本题考查信息编码。A选项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。B选项计算机中只能保存二进制信息。C选项不同的编码表示同一信息所用二进制位数或方法不一样。D选项压缩是按一定的规则将一种编码转换为另一种编码。11.下列关于信息编码的说法,正确的是( )A.扫二维码是信息的编码过程B.将文件存储在云端是信息的编码过程C.黑白两色位图的每一个像素可用1位二进制位编码D.根据不同的编码方式,声音存储格式有Wave、MP3、GIF答案 C解析 本题考查信息编码。A选项扫二维码是将图像编码转换成文本,属于解码。B选项文件存储是保存文件的过程。C选项黑白两色位图只有2种颜色,可以用1个二进制位来表示。D选项GIF是图像编码。1.设定待发送的3位二进制数据为a0a1a2,则相应传输数据为h0a0a1a2h1,其中h0=a0 a1,h1=h0 a2, 运算规则为:0 0=0,0 1=1,1 0=1,1 1=0,例如待发送数据为111,则传输数据为01111。现有某待发送的3位二进制数据,则相应传输数据发生错误的是( )A.11010 B.01100C.10111 D.00011答案 C解析 数据中间3位是待发送数据,C选项h0的值为0 1,值为1。则h2的值为1 1,结果为0,应为10110。2.已知n是一个6位二进制数1■01■0,其中有两位数字模糊不清。下列数中,可能与它相等的是( )A.37D B.54DC.28H D.44H答案 B解析 两位数字共有4种组合,即100100B、100110B、110100B、110110B,对应的十六进制数依次为24H、26H、34H、36H,37D和54D转换为十六进制数分别为25H和36H。3.一幅32×64像素,256种颜色的图像,它的颜色位深度最少是( )A.3 B.8C.11 D.256答案 B解析 由于2的8次方等于256,256种颜色需要8个位来编码。4.下列关于信息编码的说法,正确的是( )A.只有计算机中才有信息编码B.ASCII码是一种汉字编码C.扫描二维码的过程属于信息编码D.采用8位色进行编码的BMP图像,其颜色数量总共有256种答案 D解析 A选项信息编码是将信息按照某种规则,从一种形式转换为另一种形式的过程,日常生活中非常常见,比如编制学号的过程就是信息编码;B选项ASCII码是一种国际上普遍采用的英文字符编码;C选项扫描二维码的过程属于信息的解码;D选项采用8位色进行编码的BMP图像,每个像素点用8位二进制表示,而8位二进制能产生256种编码,所以其颜色数量总共有256种。5.某段未经压缩的立体声音频,其采样频率为44.1 kHz,量化位数为8位,下列说法中正确的是( )A.通过音响播放该音频是模数转换的过程B.时长40秒钟的该音频文件,其存储容量约为3.3MBC.该音频数字化时,每秒钟采集的样本点数为128个D.其他参数不变,若将其转换为单声道音频,则其存储容量不变答案 B解析 A选项播放音频是数字信号向模拟信号转换。B选项采样点的个数为44100*40*2,量化位数为8,因此容量为44100*40*2*8/8/1024/1024MB,约为3.3MB。C选项每秒钟采集的样本点数为44100*2个。D选项转换为单声道音频,容量是原来的一半。6.一幅未经压缩的图像由1024*768像素组成,颜色位深度为16位的BMP图像,下列说法正确的是( )A.在图像处理软件中任意放大该图像,不会丢失细节或影响清晰度B.该图像中最多出现1024*768种颜色C.若该图像采用JPEG格式存储后容量为500 KB,则压缩比约为3∶1D.若仅将图像的颜色调整至只有黑和白两色,存储容量只需要原来的1/8答案 C解析 A选项位图图像放大会失真。B选项16位的BMP图像颜色数为2的16次方种。D选项黑白图像是一位色,是原料的1/16。7.一幅未经压缩的2048×1536像素的BMP图像文件,其存储容量约为3MB,则该图像的每个像素色彩编码的位数为( )A.3 B.8C.16 D.24答案 B解析 未经压缩的图像存储容量的计算公式:存储容量=水平像素×垂直像素×每个像素色彩所需位数/8(单位:字节)。每个像素色彩所需位数:3*1024*1024*8/(2048*1536)=8。8.图像A为400×200像素、16色位图,图像B为200×100像素、256色位图,则图像A与图像B的存储容量之比为( )A.1∶2 B.1∶1C.2∶1 D.16∶1答案 C解析 图像A为4位色,图像B为8位色,因此容量之比为(400×200×4/8)∶(200×100*8/8)=2∶1。9.下列有关数字化及数据编码的说法正确的是( )A.模拟信号转为数字信号的过程中不会产生失真B.不能通过采样、量化和编码的方式将图像信号数字化C.在相同的采样频率下,提高量化位数能提高音频的质量D.将某BMP黑白图像转换为256色灰度图像,每个像素点的位深度不变答案 C解析 A选项数字化过程会产生失真。B选项图像数字化过程也需要采样、量化、编码。C选项音频的质量与采样频率、量化位数都有关。D选项每个像素点的位深度由1位变为8位。10.下面关于编码的说法,不正确的是( )A.一张未经压缩的1024×800像素、256色的位图,存储容量为800 KBB.模拟信号的数字化一般需要经过采样、量化与编码C.量化值的取值范围是0到255时,量化位数至少为7位D.生成付款二维码的过程属于对信息的编码答案 C解析 C选项表示256个量化值,至少需8位二进制。11.下列关于数制和编码的说法,正确的是( )A.量化是指将信号的连续取值近似为有限个离散值的过程B.一幅未经压缩的黑白的1024*512的BMP图像,其存储容量约为128KBC.汉字在计算机内部不采用二进制编码D.某十六进制数末位为0,该数转为十进制数后,末位可能是奇数也可能是偶数答案 A解析 B选项黑白BMP图像是一位色,存储容量1024*512*1/8,约为64KB。某十六进制数末位为0,则前面的数均乘以16的倍数,相加后肯定是偶数。12.某未经压缩的音频数据经过编码后,前3个采样点的编码为“001101000101111001111111”若这段音频共有1000个采样点,则该音频的数据量接近于( )A.512B B.1KBC.2KB D.4KB答案 B解析 前3个采样点共24个点位,因此每个采样点量化位数为8位;音频容量公式中的采样频率×时间=总采样点个数=1000个,故该音频容量为1000×8/8/1024约为1KB。13.下列关于信息编码的说法,正确的是( )A.降低声音强度能节省Wave音频文件的存储空间B.同一幅BMP位图图像中,黑色和白色像素点的编码位数是相同的C.识别二维码是一个信息编码的过程D.同一个字符,在不同的字符集中内码值相同答案 B解析 A选项声音强度是音量等级划分,不会影响到声音容量。B选项同一幅图像的编码方式是相同的。C选项识别二维码是解码的过程。D选项不同的字符集有不同的编码方式。14.二维码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面上分布的黑白相间的图形记录数据符号信息,下列关于二维码说法不正确的是( )A.二维码在计算机中也是采用二进制存储的B.一个由24×24黑白像素组成的二维码至少需要72字节的存储空间C.手机扫描商品标签上的二维码时会把模拟信号转换为数字信号D.手机扫描商品标签上的二维码后可以查看商品图片,故二维码能直接存储图像信息答案 D解析 A选项计算机中所有数据均为二进制。B选项24×24黑白像素存储空间为24×24×1/8=72字节。C选项二维码存储图片的链接地址。15.某音乐原创平台以发表、展示、交流原创音乐作品为核心业务,在录制音乐作品时,为提高音频信号的保真度,下列做法合适的是( )A.采用较低的采样频率B.采用较高的量化位数C.采用较高压缩比的存储格式D.加大音频音量答案 B解析 音频信号的保真度与采样频率和量化位数有关,采样频率越高,保真度越高;量化位数越高,保真度越高。16.某健身设备通过人脸识别用户,在运动中自动采集用户的身高、体重、体脂率等身体指标。系统实时采集用户的心率、卡路里消耗量、跑步姿势等数据,与用户语音互动交流。以下关于该系统中数据存储和处理的叙述,正确的是( )A.系统中的数据以十六进制方式编码后才能存储在计算机中B.将采集到的运动姿势图片存储为BMP格式更节省存储空间C.系统采集用户的跑步姿势的过程经历了数据的采样和量化D.健身设备发出声音与用户交流的过程是模数转换过程答案 C解析 A选项计算机中信息以二进制形式存储。B选项BMP格式是未经压缩的原始图像格式,同等参数情况下,BMP格式存储量大。D选项信息系统中原本的声音数据是数字化的,播放出来后人们听到的是模拟信号,因此这一过程是“数模转换”。17.某官方平台通过文字、图片、音视频发布2024年双十一购物用户数同比增长超20%,直播订单量同比增长3.8倍。下列关于信息的编码说法正确的是( )A.音量的变化不会影响音频的存储容量B.一幅未经压缩的位图图像,添加文字后存储容量会增大C.将矢量图另存为JPEG格式仍具有放大后不易失真的特点D.十进制不能用于信息编码,只有二进制才能用于信息编码答案 A解析 A选项音频的存储容量与采样频率、量化位数、声道数、时长有关,与音量无关;B选项位图图像存储容量与分辨率、位深度有关,与像素点的具体内容无关;C选项JPEG格式是位图图像,放大后会失真;D选项十进制也可以用于信息编码,如邮政编码、电话号码等。(共63张PPT)必修一 数据与计算课时2 信息编码和数字化知识点 学业水平等级1.掌握进制转换及文字编码。 22.理解编码的概念与具体应用,能计算声音与图像的存储容量。 2目 录CONTENTS真题剖析01知识梳理02课堂突破03当堂检测04课后作业05真题剖析1 数字化是计算机接收数据的基础,根据计算机的特性,需要了解二进制数的特点(2023年6月卷),考查声音和图像量化位数与二进制数的关系(2024年1月卷)。在数据的加工处理过程中,一定要对信息进行编码,不同类型的数据往往有不同的编码方式。数字化后的数据,还可以重新进行编码,如文件类型的转换以及数据的压缩等操作,在多媒体数据的格式转换中,往往会影响多媒体的质量(2024年6月卷)。1.(2023年6月浙江选考)对某段声音进行数字化,量化值的范围是0~200,则量化位数最少是( )A.7 B.8C.16 D.200解析 本题考查数制的相关知识。n位二进制可以表示2的n次方种情况,201介于128和256之间,因此至少需要8位二进制代码。BB解析 本题考查图像处理和数据压缩。A选项高清图像容量大,显示或存储不方便,为了方便预览,生成容量更小的缩略图比较合适。B选项将JPEG格式的图像转换成BMP格式容量会增加。C选项对高清视频进行压缩可以有效地减少容量,方便存储和传输。D选项检索往往是进行文字内容的比对,因此转换为文本更加合适。知识梳理21.计算机的器材决定只能以________方式对数据进行存储和处理。 2.常见的数制有二进制、八进制、十进制和______进制。 3.任何进制数都可以用基数与________来表示。对于k进制数,其计数规则为“逢k进一” 。 4.将十进制整数转换成k进制整数可用除k取余法,将k进制数转换成十进制数可用____________法。 5.二进制数转换成十六进制数,从二进制数的________位开始,每________位二进制数转换成一位十六进制数;反之,每________位十六进制数可转换成四位二进制数。 二进制十六权值按权展开相加低四一6.n位k进制数能表示从0至kn-1共________个数据。 7.________(Encoding)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。________是编码的逆过程。 8.________码( barcode)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。 9.________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。条形码与二维码中的信息可以由专用设备扫描获取,也可由智能手机扫描获取。 10.常见的字符编码有________、________及各种汉字编码。 kn编码解码条形二维ASCIIUnicode11.ASCII码主要用于表示现代英语和其他西欧语言。基本的ASCII码共有________个,用1个字节中的低7位编码。二进制范围为01111111即十六进制的00~________。 12.汉字编码分为外码、________、________码和字形码。机内码也称为内码,不同的字符集有不同的表示方式,GB2312采用________个字节表示一个汉字。 13.将模拟信号转换为________信号的过程称为数字化。其中用到的主要设备是________转换器(ADC)。 14.模拟信号以________变化的物理量存在,自然界中大多数信号都以模拟量形式存在,如温度、湿度、光照强度、血压等。 1287F交换码机内两数字模数连续15.数字信号在取值上是________的、不连续的信号,通常指保存在计算机中的二进制代码。 16.将模拟信号转换成数字信号一般需要经过采样、________与编码三个步骤。 17.声音________是按一定的时间间隔取信号中数据,可以用采样频率来表示单位________内的采样次数;图像采样是按一定________间隔取信号中数据,可以用单位长度内的像素点个数表示采样次数。 18.量化指将信号划分成若干个________,如256个等级可以表示256种颜色,可以理解为一个十进制数表示最小数据和最大数据的范围。 离散量化采样时间空间等级19.声音图像________指将量化的十进制数表示范围用若干位二进制数来表示,主要参数是量化位数,单位是________(bit);量化等级越多,量化位数越________,划分的越精细,量化结果与实际数据也越接近。 20.bit(比特)是计算机最小储存容量,8bit为1Byte(字节),是基本存储容量单位。通常文件容量以________为单位。 21.常用储存单位还有KB、________、________和TB,后者为前者的1024倍,如1GB=1024MB。 22.Wave格式音频文件的存储容量可以通过下面的公式进行计算:存储容量=_______频率(Hz)*_______位数(bit)*_______*时长(s)/8(单位:字节) 编码比特多字节MBGB采样量化声道数23.图像颜色________指表示每个像素颜色二进制数位数。如256种颜色用8位(28=256)二进制表示,位深度为8。RGB/8指由红绿蓝三种颜色分量(每个分量用8位二进制表示)颜模式,因此位深度为24位。 24.图像中总共的像素点个数称为________,图像存储容量:图像宽度×高度×颜色位深度/________(单位:字节)。 25.视频由静态的________连续播放形成,根据帧速率的不同可分为________、NTSC等制式。________是常见的视频压缩格式。 位深度分辨率8图像PALMPEG课堂突破3【典例1】 将1000个苹果放入若干个箱子,并在每个箱子的封面标注箱子中的苹果数量,并封好箱子。为了在不拆开箱子的情况下,一次性取走1~1000中任意个数的苹果,则装苹果时至少要准备的箱子数为( )A.8 B.9 C.10 D.11答案 C思维点拨 明考向 本题考查十进制数转换为二进制数精点拨 n位二进制数可以表示0至2n-1个整数,表示1-1000的整数需要10位二进制数【变式1】 现对130名观众,用两位数编码(每位数可以是0-9或A-F的数字表示),则该编码对应的最小的进制数是( )A.8 B.10 C.12 D.16解析 本题考查n位R进制最多能表示数的个数。若R是十进制,能够表示0-99的100种情况,若R是二进制数,能表示00,01,10,11共4种组合。用两位数R进制数编码,一位数可能是0至R-1共R个数,两个数的组合为R的平方个数,因为130介于121和144之间,因此需要12进制数进行编码。A选项2位8进制最多有表示8的2次即64名观众。B选项2位10进制最多有表示10的2次即100名观众。C选项2位12进制最多有表示12的2次即144名观众。D选项2位16进制最多有表示16的2次即256名观众。C【典例2】 图像F为图a所示的200×100像素、256色位图,图像G为图b所示的200×100像素、16色位图,则图像F与G的存储容量之比为( )A.1∶2 B.1∶1C.2∶1 D.16∶1答案 C思维点拨 明考向 本题考查信息的编码及容量计算精点拨 位图图像容量取决于采样的数据点的个数和每个数据点的容量,与图像内容无关。256色位图每个像素点容量为8位,16色位图容量为4位,因此两者之比为2∶1【变式2】 一幅未经压缩的1024×768像素的BMP位图图像,将该图像存储为JPEG格式(其他参数不变),其存储容量为96KB,图像的压缩比约为8∶1,则该图像的类型可能是( )A.黑白位图 B.8色位图C.256级灰度位图 D.16色位图解析 本题考查图像的数字化及容量计算。设图像的位深度为x,则有等式1024*768*x/8/8=96*1024,解得x的值为8。A选项图像的位深度为1位;B选项图像的位深度为3位;C选项图像的位深度为8位;D选项图像的位深度为4位。C答案 C思维点拨 明考向 本题考查数据的编码及加工精点拨 A 数据的数字化的本质是模拟信号转换为数字信号B 音质取决于采样频率和量化位数C 音量的大小不会影响声音的容量D MP3格式是对未经压缩的Wave格式音频重新编码,实现数据的压缩【变式3】 图像和语音需要数字化后才能被计算机处理,下列说法正确的是( )A.颜色位深度影响图像色彩的丰富程度B.图像内容会影响未经压缩图像的存储容量C.声音的数字化需经历采样和编码两个步骤D.声音的质量与其时长有关解析 本题考查图像的数字化。A选项颜色位深度越大,图像色彩越丰富;B选项未压缩图片的存储容量与分辨率和颜色位深度有关;C选项声音的数字化需经历采样、量化、编码三个步骤;D选项声音的存储容量与其时长有关,质量和时长无关。AA.甲图所示,模拟声音信号以连续变化的物理量存在B.乙图所示,采样是按一定的时间间隔取值,间隔越小,采集到的信号样本数量越多C.丙图所示,将声音的高低划分成 8 个等级,则量化位数至少为 8 位D.声音数字化的过程会引起失真答案 C思维点拨 明考向 本题考查声音的数字化过程精点拨 A 模拟信号是连续的B 采样时间间隔小,频率高,采集的样本多C 8个等级量化位数至少要3位D 数字化过程中参数设置不合理,会导致失真【变式4】 下列关于数据采集与数字化的说法正确的是( )A.计算机在获取数据时,只能通过传感器、网络爬虫等机器获取的方式B.将模拟信号转换成数字信号一般需要经过采样、量化与编码C.提高声音的音量,一定会影响该声音的采样频率与量化位数D.为了提高声音的保真度,可以无限制地提高采样频率与量化位数解析 本题考查数据采集与数字化。A选项还有直接输入等方式。B选项信号的数字化经过采样、量化与编码三个步骤。C选项声音的音量指采样得到数据点的量化值,与采样频率和量化位数无关。D选项提高采样频率与量化位数会增加存储容量,因此不可能无限制地提高。B 数字化是将模拟信号经过采样、量化与编码转换成数字信号的过程,这是计算机处理外部数据的基础。采样是在模拟信号按照一定时间间隔获得离散的信号;量化是按照某种规则划分若干个等级(2的n倍的十进制数),将采样得到的信号填充到对应的等级中;编码是每个信号转换成相等长度(量化位数)的二进制数。经过数字化后的二进制数据以文件形式存储在存储器中,每个文件包含一个文件头,包含文件类型、大小和编码方式等信息。 位权是指k进制数字上每一固定位置上的单位值,第i位的位权为k的(i-1)次幂,通过位权可以进行十进制数与k进制的互相转换。计算机的最小单位为二进制bit,每8个二进制位的组合称为一个字节byte。字节是信息存储的基本单位,每个字节若分为高4位和低4位,可以分别采用2个十六进制数来表示,因此十六进制数可以简洁地显示存储器中二进制。信息编码按照某种规则或格式,从一种形式转换为固定长度代码的过程。编码的意义在于提高信息的传输效率、确保信息的准确性和完整性,以及实现信息的安全通信。常见的字符编码有ASCII(标准ASCII采用一个字节中的低七位)、GB2312(每个汉字占两个字节)、Unicode及各种汉字编码。图像和声音是对每个采集点进行编码,为了提高传输和存储的效率,可以对多媒体信号进行压缩,压缩是信息重新编码,生成新的编码方式。当堂检测41.下列算式计算结果为10H的是( )A.10H×10D B.9H+1HC.20D-10B D.10B×8D解析 本题考查数制的转换。A选项计算结果160D,即A0H。B选项9H+1H=AH。C选项20D-10B=18D即12H。D选项10B×8D=2*8=16D,即10H。D2.某地区有100家连锁餐厅,每家餐厅安装有5台AI抓拍设备。若使用二进制对这些设备进行编码,二进制的前几位表示餐厅号,其余位表示设备号,则所需的二进制位数最少是( )A.10 B.9C.8 D.7A解析 本题考查编码知识的应用的相关知识。100家连锁餐厅用二进制编码需要7个位。每家餐厅需要安装5个AI抓拍设备,则需要3个二进制位对每家抓拍设备进行编码,共至少需要7+3=10个二进制位表示和存储。3.某段声音信号的量化过程如图所示,量化位数至少为( )A解析 划分0-7共8个量化等级,因此最少需要3个二进制位。A.3 B.4 C.8 D.144.有甲乙两幅未经压缩的相同像素的BMP图像文件,甲图为16色,乙图为24位色,则甲图和乙图的存储容量之比约为( )A.2∶3 B.4∶5C.4∶3 D.1∶6D解析 甲图为16色,即4位色。5.如图所示为某二进制数据的图形编码,使用□表示0,■表示1,逐行编码,下列说法正确的是( )A.存储图中数据需要32字节B.该编码过程实现了数模转换C.该数据第2个字节的编码是11011101D.该图形编码可表示十六进制数DD5B08FAD解析 A选项图片中有4行,每行代表一个字节(8位),所以总共有4个字节。B选项数模转换指的是数字信号转化为模拟信号的过程,而这里只是将数据用图形的形式表示出来,没有涉及任何信号类型的转换。C选项根据图片内容可知第一行编码为11011101,第二行为01011011。D选项根据图片得到二进制编码后转换为十六进制为DD5B08FA。6.图像A(单环)为图a所示的100×100像素、黑白2色BMP图像,利用图像编辑软件,将图像A制作为图像B(五环)效果,如图b所示的200×100像素、16色BMP图像,则图像A与B的存储容量之比为( )A.1∶2 B.1∶8C.1∶16 D.1∶40B解析 本题考查编码的相关知识。图像A的存储容量为100*100*1/8,图像B的存储容量为200*100*4/8,图像A与图像B的存储容量之比为1∶8。7.小李录制并保存了a1.wav和a2.wav两段音频,再分别另存为a1.mp3和a2.mp3,参数如表所示。C下列说法正确的是( )A.a1.wav与a2.wav的存储容量一样大 B.a1.wav与a1.mp3的存储容量一样大C.a1.wav比a2.wav保真度高 D.a2.wav与a2.mp3的保真度一样文件名 格式 采样频率 量化位数 声道数 时长a1.wav wave 44100 Hz 16位 立体声 30 sa2.wav wave 22050 Hz 8位 立体声 60 sa1.mp3 mp3 44100 Hz 16位 立体声 30 sa2.mp3 mp3 22050 Hz 8位 立体声 60 s解析 C选项a1.wav的采样频率和量化位数均比a2.wav大,因此a1.wav声音质量高。C解析 C选项BMP格式位图无压缩,容量大,又没有交互,不合适。9.下列关于量化与编码的说法,正确的是( )A.可以使用2位四进制数表示24个小时B.某7位二进制数的最高位为1,将其转换为十进制数后的值大于等于128C.一幅1024*768的未经压缩的BMP格式的黑白图像的存储容量约为192KBD.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D解析 A选项2位四进制数最多表示4的平方即16个数。B选项该数大于等于2的6次方,即大于等于64。C选项黑白图像属于1位色,容量为1024*768*1/8,约96KB。10.下列有关信息编码的说法不正确的是( )A.编码是将信息进行形式转换的过程B.不同信息在计算机内均以二进制方式进行存储和处理C.相同数据经不同编码方式后生成的文件容量一定相同D.文本、图像、音频、视频文件的压缩过程属于编码C解析 本题考查信息编码。A选项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。B选项计算机中只能保存二进制信息。C选项不同的编码表示同一信息所用二进制位数或方法不一样。D选项压缩是按一定的规则将一种编码转换为另一种编码。11.下列关于信息编码的说法,正确的是( )A.扫二维码是信息的编码过程B.将文件存储在云端是信息的编码过程C.黑白两色位图的每一个像素可用1位二进制位编码D.根据不同的编码方式,声音存储格式有Wave、MP3、GIFC解析 本题考查信息编码。A选项扫二维码是将图像编码转换成文本,属于解码。B选项文件存储是保存文件的过程。C选项黑白两色位图只有2种颜色,可以用1个二进制位来表示。D选项GIF是图像编码。课时作业5C解析 数据中间3位是待发送数据,C选项h0的值为0 1,值为1。则h2的值为1 1,结果为0,应为10110。2.已知n是一个6位二进制数1■01■0,其中有两位数字模糊不清。下列数中,可能与它相等的是( )A.37D B.54DC.28H D.44HB解析 两位数字共有4种组合,即100100B、100110B、110100B、110110B,对应的十六进制数依次为24H、26H、34H、36H,37D和54D转换为十六进制数分别为25H和36H。3.一幅32×64像素,256种颜色的图像,它的颜色位深度最少是( )A.3 B.8C.11 D.256解析 由于2的8次方等于256,256种颜色需要8个位来编码。B4.下列关于信息编码的说法,正确的是( )A.只有计算机中才有信息编码B.ASCII码是一种汉字编码C.扫描二维码的过程属于信息编码D.采用8位色进行编码的BMP图像,其颜色数量总共有256种D解析 A选项信息编码是将信息按照某种规则,从一种形式转换为另一种形式的过程,日常生活中非常常见,比如编制学号的过程就是信息编码;B选项ASCII码是一种国际上普遍采用的英文字符编码;C选项扫描二维码的过程属于信息的解码;D选项采用8位色进行编码的BMP图像,每个像素点用8位二进制表示,而8位二进制能产生256种编码,所以其颜色数量总共有256种。5.某段未经压缩的立体声音频,其采样频率为44.1 kHz,量化位数为8位,下列说法中正确的是( )A.通过音响播放该音频是模数转换的过程B.时长40秒钟的该音频文件,其存储容量约为3.3MBC.该音频数字化时,每秒钟采集的样本点数为128个D.其他参数不变,若将其转换为单声道音频,则其存储容量不变B解析 A选项播放音频是数字信号向模拟信号转换。B选项采样点的个数为44100*40*2,量化位数为8,因此容量为44100*40*2*8/8/1024/1024MB,约为3.3MB。C选项每秒钟采集的样本点数为44100*2个。D选项转换为单声道音频,容量是原来的一半。6.一幅未经压缩的图像由1024*768像素组成,颜色位深度为16位的BMP图像,下列说法正确的是( )A.在图像处理软件中任意放大该图像,不会丢失细节或影响清晰度B.该图像中最多出现1024*768种颜色C.若该图像采用JPEG格式存储后容量为500 KB,则压缩比约为3∶1D.若仅将图像的颜色调整至只有黑和白两色,存储容量只需要原来的1/8C解析 A选项位图图像放大会失真。B选项16位的BMP图像颜色数为2的16次方种。D选项黑白图像是一位色,是原料的1/16。7.一幅未经压缩的2048×1536像素的BMP图像文件,其存储容量约为3MB,则该图像的每个像素色彩编码的位数为( )A.3 B.8C.16 D.24解析 未经压缩的图像存储容量的计算公式:存储容量=水平像素×垂直像素×每个像素色彩所需位数/8(单位:字节)。每个像素色彩所需位数:3*1024*1024*8/(2048*1536)=8。B8.图像A为400×200像素、16色位图,图像B为200×100像素、256色位图,则图像A与图像B的存储容量之比为( )A.1∶2 B.1∶1C.2∶1 D.16∶1C解析 图像A为4位色,图像B为8位色,因此容量之比为(400×200×4/8)∶(200×100*8/8)=2∶1。9.下列有关数字化及数据编码的说法正确的是( )A.模拟信号转为数字信号的过程中不会产生失真B.不能通过采样、量化和编码的方式将图像信号数字化C.在相同的采样频率下,提高量化位数能提高音频的质量D.将某BMP黑白图像转换为256色灰度图像,每个像素点的位深度不变C解析 A选项数字化过程会产生失真。B选项图像数字化过程也需要采样、量化、编码。C选项音频的质量与采样频率、量化位数都有关。D选项每个像素点的位深度由1位变为8位。C解析 C选项表示256个量化值,至少需8位二进制。11.下列关于数制和编码的说法,正确的是( )A.量化是指将信号的连续取值近似为有限个离散值的过程B.一幅未经压缩的黑白的1024*512的BMP图像,其存储容量约为128KBC.汉字在计算机内部不采用二进制编码D.某十六进制数末位为0,该数转为十进制数后,末位可能是奇数也可能是偶数A解析 B选项黑白BMP图像是一位色,存储容量1024*512*1/8,约为64KB。某十六进制数末位为0,则前面的数均乘以16的倍数,相加后肯定是偶数。12.某未经压缩的音频数据经过编码后,前3个采样点的编码为“001101000101111001111111”若这段音频共有1000个采样点,则该音频的数据量接近于( )A.512B B.1KBC.2KB D.4KBB解析 前3个采样点共24个点位,因此每个采样点量化位数为8位;音频容量公式中的采样频率×时间=总采样点个数=1000个,故该音频容量为1000×8/8/1024约为1KB。13.下列关于信息编码的说法,正确的是( )A.降低声音强度能节省Wave音频文件的存储空间B.同一幅BMP位图图像中,黑色和白色像素点的编码位数是相同的C.识别二维码是一个信息编码的过程D.同一个字符,在不同的字符集中内码值相同B解析 A选项声音强度是音量等级划分,不会影响到声音容量。B选项同一幅图像的编码方式是相同的。C选项识别二维码是解码的过程。D选项不同的字符集有不同的编码方式。A.二维码在计算机中也是采用二进制存储的B.一个由24×24黑白像素组成的二维码至少需要72字节的存储空间C.手机扫描商品标签上的二维码时会把模拟信号转换为数字信号D.手机扫描商品标签上的二维码后可以查看商品图片,故二维码能直接存储图像信息D解析 A选项计算机中所有数据均为二进制。B选项24×24黑白像素存储空间为24×24×1/8=72字节。C选项二维码存储图片的链接地址。15.某音乐原创平台以发表、展示、交流原创音乐作品为核心业务,在录制音乐作品时,为提高音频信号的保真度,下列做法合适的是( )A.采用较低的采样频率B.采用较高的量化位数C.采用较高压缩比的存储格式D.加大音频音量B解析 音频信号的保真度与采样频率和量化位数有关,采样频率越高,保真度越高;量化位数越高,保真度越高。16.某健身设备通过人脸识别用户,在运动中自动采集用户的身高、体重、体脂率等身体指标。系统实时采集用户的心率、卡路里消耗量、跑步姿势等数据,与用户语音互动交流。以下关于该系统中数据存储和处理的叙述,正确的是( )A.系统中的数据以十六进制方式编码后才能存储在计算机中B.将采集到的运动姿势图片存储为BMP格式更节省存储空间C.系统采集用户的跑步姿势的过程经历了数据的采样和量化D.健身设备发出声音与用户交流的过程是模数转换过程C解析 A选项计算机中信息以二进制形式存储。B选项BMP格式是未经压缩的原始图像格式,同等参数情况下,BMP格式存储量大。D选项信息系统中原本的声音数据是数字化的,播放出来后人们听到的是模拟信号,因此这一过程是“数模转换”。17.某官方平台通过文字、图片、音视频发布2024年双十一购物用户数同比增长超20%,直播订单量同比增长3.8倍。下列关于信息的编码说法正确的是( )A.音量的变化不会影响音频的存储容量B.一幅未经压缩的位图图像,添加文字后存储容量会增大C.将矢量图另存为JPEG格式仍具有放大后不易失真的特点D.十进制不能用于信息编码,只有二进制才能用于信息编码A解析 A选项音频的存储容量与采样频率、量化位数、声道数、时长有关,与音量无关;B选项位图图像存储容量与分辨率、位深度有关,与像素点的具体内容无关;C选项JPEG格式是位图图像,放大后会失真;D选项十进制也可以用于信息编码,如邮政编码、电话号码等。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 课时2 信息编码和数字化.docx 课时2 信息编码和数字化.pptx