高中信息技术 粤教版 必修1：数据编码 教学设计

第一章数据与信息

1.2数据编码

深圳市西乡中学罗荣

--教材分析

本节是广东教育出版社《信息技术必修一数据与计算》第一章第二节的内

容。课程标准中学业要求，知道信息编码的基本方式。本节内容介绍了模拟信号

与数字信号的概念，剖析了他们的优劣；然后以文字编码，图像编码，声音编码

为例详细介绍了数据编码的基本方式，让学生充分理解数据编码相关知识。本节

内容有一定难度。

二.学情分析

在上一节中，学习了数据及其特征和二进制、八进制、十六进制与十进制等

概念及他们之间相互转换的方法，以上知识是学习本节的基础。生活在信息时代

的高中生，在日常学习生活中已经接触和使用着各种形式的数据，大部分学生能

熟悉利用各种数字化工具（如：摄像和录像设备、录音设备等）进行数据采集,

少数学生还能借助各种数据处理软件编辑数据，但是学生并未深入思考数据与信

息的特征，也未深入思考和探究模拟信号数字化的原理，对科学性数据编码的方

式也不了解，导致学生缺乏全面系统的认知影响了学生利用数字化工具处理数据

的能力。

三.教学目标

1.知识与技能：比较模拟信号和数字信号；列举常见数据的编码方式。

2.过程与方法：体验数据编码的基本方法和过程，掌握不同类型（文字、图像、

声音）数据编码的基本方式，熟练计算图像文件和声音文件所占的存储空间

3.情感态度与价值观：激发学生对数据编码的好奇心，在数字化学习中体验抽象

数字化的乐趣。

四.重难点

重占.文字声音图片的编码.

难涓;知道数据编码的方式，文件大小和声音存储空间的计算。

五.教学形式与方法：

网上教学。讲授为主，讨论交流、任务驱动，自主探究为辅

六.教学过程

网上教学，直截了当，引入新课教学：

模拟信号是随时间靠续变化的物理量所表达的数据，其信号的幅度、频率或

相位随时间作连续变化，波形是光滑的。如声音、温度、压强、压力、电压、时

间等。

数字信号是离散时间信号的数字化表示。数字信号是随时间非连续变化的物

理量，以离散值表示的数据。其信号的自变量、因变量都是离散的。其波形不是

光滑的。如开关输出的电压和电流脉冲就是离散的信号。

课堂任务一：分析，比较模拟信号与数字信号及其优劣

名

模拟信号数字信号

称

是指用连续变化的物理量

是离散时间信号的数字化表示。

所表达的信息。

含其信号的自变量、因变量都是离散的。

其信号的幅度、频率或相位

义如开关电路中输出信号和电压脉冲都是离散

随时间作连续变化，

的信号。

如声音信号、图形信号等。

优抵抗电路干扰和环境干扰能力强，易于存储，

技术要求简单

点加密与纠错,有较强的可靠性和保密性。

缺技术要求复杂，占用频带较宽，数模转化时会

保密性差，抗干扰能力弱。

点带来量化误差。

远距离传送时哪种更好？数字信号

（二）编码的基本方式

生活中的常用编码：身份证、条形码、二维码、汽车牌等从而引出下面的学

习内容：文字编码、图像编码、声音编码

1.文字编码：是效率相对较低的编码方式，有单字节码和双字节码。①单字

节码:ASCH码和莫尔斯码②双字节码：国标码（GBK）、统一码（Unicode）o了

解ASCH码（美国信息交换标准代码）和国标码（GBK）

（1）ASCII码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）

（美国信息交换标准代码），包含33个标点符号，运算符号；10个阿拉伯数字；

26个大写字母；26个小写字母和33个常用的不可见控制符。学会读常用ASCH

码对照表（如下图）

ASCII值ILASCH值ASCH值ASCII值控制字符

控制字符控制字符

二1十十六—十十六—十十六—十十六

【中31项对000NUL（空字符）001000003220SPACE（空格）010000006110@011000009660

i01SOH（标题开始）001000013321।010000016511A011000019761a

202SIX（正文开附001000103122,,010000106612B011000109862b

000000111303ETX（正文结束）001000113523010000116713C011000119963c

⑷岫4EON传输给束）001001003621$01000100681!D0110010G10061d

000001011505ENQ（询问请求）001001013725%010001016915E0110010110165e

606ACK（收刊通知）001001103826&01000110-016F0110011010266f

00000111707BEL（响性）001001113927010001117117G01100111103678

00001000808BS（退格）001010001028010010007218H01101000^10168h

00001001909HT（木半制表）001010011129）010010017319I0110100110569i

00001010100ALF（换行）00101010122A♦0100101071IAJ011010101066Aj

0000101111OBVT（率直制的00101011132B0100101175IBK011010111076B

0000110012OC林（换贞）00101100112C0100110076ICL011011001086C1

nnnnurn13nnnmnuni1S■?nmnnurn77,inMnunurninqABm

课堂任务二：做一做

某公司想为每个员工分配一个唯一的二进制位ID,以便计算机管理。如果

有500名员工，则最少需要多少位来表示？如果又增加了200名员工，则是否需

要调整位数？如果需要调整，应该调整到多少位合适？

（2）国标码：由于ASCH码只包含英文、数字和一些控制符号，并不能表

示汉字，因此我国设计了用于处理汉字的简体中文的GB码和用于繁体中文的

BIG5码（大五码）。

1980年发布的《信息交换用汉字编码字符集》（GB2312）一共收录了7445

个字符，包括6763个汉字和682个其他符号。

1995年公布的《汉字内码扩展规范》（GBK1.0）收录了21886个符号，分

为汉字区和符号区，汉字区包括21003个字符。

课堂任务三：实践

通过以下网址查询自己名字对应的国标码

https：//ww.qqxiuzi.cn/bianma/guobiaoma.php

2.图像编码：在满足一定保真度的条件下，对图像（位图、矢量图）数据进

行变换、编码和压缩，以较少比特数表示图像或图像中所包含的信息的技术。我

们以位图为例，一起来学习图像编码的原理与方法，以及图像文件大小的计算方

法。

（1）通过观看微课，学习图像编码的方式。

（2）把微课中的图像变成16色彩色图像，进一步理解图像编码：

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（3）相关概念与知识

像素（pixel）：一幅图像中纵横排列的许多彩色或灰度的点。

位图：又称为点阵图（像素图），是用像素来表示图像的。像素的数量越多，

图像的信息量就越大；像素的色彩越丰富，图像就越逼真。图像文件的大小取决

于图像尺寸和色彩数量。通常用扫描仪、数码相机、智能手机、摄像头等设备获

取到位图图像。

图像量化位数：是图像中每个像素点记录颜色所用二进制数的位数。例如：

黑白两种颜色的图像，只需要1个二进制位就能表示图中的颜色。黑点用1表示，

白点用0表示。常见的图像有8位、16位、24位和32位等。量化位数越大，图

像文件的色彩就越丰富，图像文件占用的空间也就越大。

计算公式：文件的大小（B）=图像分辩率X因像量化位数+8+颜色表项+

信息头+文件头

课堂任务四：计算

有一幅8位的位图图像，像素为1024*800,试确定其数据文件的大小。

3.声音编码：声音是一种波，是模拟信号。通过采样、量化和编码来实现声

音的数字化编码。

（1）采样：就是把输入的模拟信号按适当的时间间隔得到各个时刻的样本

值，使其转换为时间上离散、幅度上连续的脉冲信号。

采样频率：每秒钟采样点的次数。

对于音频信号，常用的采样频率有44.1kHz、22.05kHz和11.025kHz。

奈奎斯特采样定理：如果以一定时间间隔