第一单元数据与信息项目二探究计算机中的数据表示-认识数据编码 课件 2023-2024学年高中信息技术沪科版（2019）必修1

项目二探究计算机中的数据表示——认识数据编码学习目标1.编码的意义和作用是什么？2.数值数据编码的基本方法是怎样的？3.常用的文本数据编码方式是怎样的？4.声音数宇化的基本方法是怎样的？5.图像数宇化的基本方法是怎样的？为什么要编码？计算机是由逻辑电路组成，只有高低两个电位状态，正好可以表示“0”和“1”。要想用计算机存储和处理现实中的数值、文本、图像、声音和视频等数据，必须对数据进行二进制编码。数据的类型不同，编码的方法也不同。1.什么是编码核心概念：编码编码(encoding）是指用预先规定的方法将文字、数字或其他对象转换成规定的符号组合，或将信息、数据转换为规定的脉冲电信号。在计算机中，编码一般是指用预先规定的方法将数宇、文字、因像、声音、视频等对象编成二进制代码的过程。数值数据的编码数值数据二进制数0、1代码转换编码25的二进制数是多少？252212………16………023221………0………10………1高位低位(25)10=(11001)2数值数据的编码数值数据二进制数0、1代码转换编码25.375的二进制数是多少？252212………16………02321………0………120………1高位低位(25.375)10=(11001.011)20.375*20.750*21.500*21.000………0………1………1二进制转十进制（11011.101）2转换成十进制=1*2+1*2+0*2+1*2+1*2+1*2+0*2+1*2=16+8+2+1+0.5+0.125=27.625采用权相加43210-1-2-3数值数据的编码数值数据二进制数0、1代码转换编码25和-25的原码、反码和补码有何不同？(+25)10=(+11001)2[+11001]原=00011001[+11001]反=00011001[+11001]补=00011001计算机中数值数据的编码分为原码、反码和补码(-25)10=(-11001)2[-11001]原=10011001[-11001]反=11100110[-11001]补=11100111数值数据的编码数值数据二进制数0、1代码转换编码计算机中数值数据的编码分为原码、反码和补码原码反码补码正数符号位（0）+数字部分（如果原数不足n-1位，在高位补0）同原码同原码负数符号位（1）+数字部分（如果原数不足n-1位，在高位补0）在原码基础上，符号位不变，其余各位取反在反码的基础上+1完成练习1-4题文本数据的编码字母、数字、标点符号等称为西文字符。目前国际上普遍采用的西文字符的编码标准是ASCII码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange美国标准信息交换代码）标准ASCII码用7个二进制位表示1个字符，例如字母A的ASCII码是1000001，符号#的ASCII码是0100011。汉字的编码又是怎样的？P21中华人民共和国国家标准GB2312——1980，又称国标码Unicode是国际组织制定的可以容纳世界上所有文字和符号的字符编码方案声音数据的编码采样量化编码模拟声音信号数字声音信号模拟信号：波形传递声音数据的编码采样量化编码模拟声音信号数字声音信号采样即每隔一段时间在模拟声音信号的波形上采集一个幅度值一段模拟声音信号对其采样时，在波形信号上按时间维度等距离选取若干个离散的点声音数据的编码采样量化编码模拟声音信号数字声音信号要用二进制数将采样得到的幅度值表示出来确定量化位数——划分量化级数确定采样点的量化值，四舍五入声音数据的编码采样量化编码模拟声音信号数字声音信号确定量化位数——划分量化级数确定采样点的量化值，四舍五入0101010100100101……采用不同的编码方法，会形成不同格式的音频文件，如wav格式、mp3格式等思考1.采样频率和声音有什么关系？2.量化位数和声音有什么关系？数据量（单位：字节）=数据率*持续时间 =（采样频率*量化位数*声道数）/8*持续时间一个字节由8个二进制位组成1MB=1024KB1KB=1024B例如：一张CD-ROM中存放了10分钟的数字音乐（未经压缩），则其数据量是多少KB？已知标准CD格式的采样频率是44.1kHz，量化位数为16，声道数为2。数据量=(44.1*1000*16*2)/8*10*60=105840000B

=103359.375KB图像数据的编码采样量化编码按一定的空间间隔自左到右、自上而下提取画面信息，将一幅连续的模拟图像在空间上转换成若干个离散的像素点一幅图像所包含的横向和纵向的像素点的数目称为图像的分辨率图像数据的编码采样量化编码将采样得到的每个像素点的颜色或亮度用若干位二进制数表示出来一幅黑白图像只有两种颜色，则每个像素点只需1个二进制位即可表示：1表示黑色，0表示白色。一幅256级灰度图像，每个像素点需8个二进制位来表示……图像数据的编码采样量化编码记录每个像素点的颜色或亮度所需的二进制位数，称为颜色深度(也称色彩位数)。对于彩色因像来说，颜色深度決定了该图像可以使用的最多颜色数目，颜色深度越大，显示的图像色彩越丰富，画面越自然、逼真。但要注意，在图像分辦率相同的情况下，颜色深度越大，因像所占的存储空间也越大。未经压缩的位图图像的数据量（单位：字节）=图像分辨率*颜色深度/8例如：存储画面为1080*720像素的16位彩色图像需要多少MB？=1080*720*16/8=1555200B

=1518.75KB