第一章-课时2-数据采集与编码(一)-课件(共56张课件)浙教版(2019)必修1

课时2数据采集与编码(一)第一章数据与信息1.了解数据采集的常见方法,能通过互联网采集所需数据。2.掌握模拟信号数字化的一般流程,理解采样与量化的概念。3.掌握二进制、十进制、十六进制之间的转换方法。目

录CONTENTS知识梳理01例题精析02随堂检测03巩固与提升04知识梳理11.数据采集 (1)早期采用观察、______、______、调查等人工方法。 (2)互联网、物联网下以________、网络爬虫等机器获取方法为主。2.数字化 (1)将______信号转换为______信号的过程称为数字化。 (2)将模拟信息转换成数字信号一般需要经过______、______与编码。测量实验传感器模拟数字采样量化3.数制及进制转换(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)常用的数制有:二进制(B)、八进制(O)、十进制(D)、十六进制(H)(3)十进制转二进制、十六进制方法(除R取余,倒序连接)十进制转二进制:除2取余数,直到商为0,将所得余数倒序输出。即:35D=100011B十进制转十六进制:除16取余数,直到商为0,将所得余数倒序输出。即:35D=23H(4)二进制、十六进制转十进制方法(位权展开)二进制、十六进制转十进制方法为位权展开。二进制的权值为2n,十六进制的权值为16n(n为0、1、2…)(11011)2=1×24+1×23+0×22+1×21+1×20=(27)10,即11011B=27D(5E)16=5×161+14×160=(94)10,即5EH=94D(5)二进制与十六进制互换方法二进制转十六进制:从二进制数的低位开始,每4位二进制数转换为1位十六进制数,位数不够左边补0。例如:1101011B=

H

即:1101011B=6BH十六进制转换为二进制:每1位十六进制数转换成4位二进制数,转换为二进制数后最前面的0省去不写。例如:D7H=

B

即:D7H=11010111B例题精析2A.只有数字化后的信号才能用计算机来进行处理B.计算机在获取数据时,只能是传感器、网络爬虫等机器获取的方式C.采样是将模拟信号从时间(空间)上离散,而量化是将其从取值上离散D.计算机中的文字、图片、视频、代码都是经过一定规则编码后,以二进制形式存储的B解析本题考查数据的采样和量化。B选项计算机还可以通过输入数据、数据库查找数据等方式获取数据。A.播放音频文件的过程中音响发出的声音属于数字信号B.可以利用扫描仪、照相机、手机等采集设备对信息进行数字化C.将模拟信号转换成数字信号一般需要经过采样、量化和编码D.在信息技术中,数字信号表示的数据是指可被计算机存储、处理的二进制数据解析本题考查信息数字化。A选项播放音频文件的过程中音响发出的声音属于模拟信号;BCD正确。AA.图甲是模拟信号采样的过程B.数字信号是在取值上是离散的、不连续的信号C.纵坐标划分得越细,量化就越精细,与实际数据也越接近D.量化就是在纵坐标上进行划分,然后将每个采样点用数字表示出来A解析本题考查数字化的过程,采样—量化的过程,采样是按一定的时间间隔取值,即横坐标,图甲在纵坐标进行划分为量化的过程。变式训练2某声音模拟信号的采样如图所示,下列说法正确的是(

)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秒内取样点100个,因此采样频率为100/0.5=200Hz。将连续的模拟信号转换成离散的数字信号是量化。DA.M与N采样点位置不同,它们的量化值也不同B.0.5秒内取样点100个,因此采样频率为100HzC.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3bit例3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.7B.8C.16D.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。B变式训练3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.8B.9 C.10 D.11解析本题考查十进制数转换为二进制数。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。C例4下列有关数制的说法,正确的是(

) A.计算机内部二进制表示较大数时位数太长,可以用十六进制数方式进行存储和处理 B.古代l斤为16两,半斤八两体现了八进制数的思维方式 C.两位十六进制正整数,末位是9,转换为十进制数,最大值是249D D.将某十六进制数末尾添加一个数l等价于将该数转换为二进制数后末尾添加1111解析本题考查数制和数制转换。A选项计算机中只能存储和表示二进制信息。B选项半斤八两体现了十六进制数。C选项符合题意,两位十六进制数最大的是F9,转换为十进制数为F*16+9=249。D选项十六进制数末尾添加一个数l等价于二进制数后面添加了0001。C变式训练4某5位二进制数“1■1■1”,其中两位模糊不清,下列描述正确的是

(

)A.该数末位数字“1”对应的权值是21B.若模糊的那两位数字是1,则对应的十六进制数为F1HC.该二进制数转换为十进制数后一定是奇数D.该二进制数对应的十进制数有2种可能解析本题考查数制和数制转换。A选项最后一位的权值为2^0。B选项从右至左每4位为一组,应为1FH。C选项二进制数的位权为2x-1,x表示从右至左的位数,当x大于1时,位权值均为偶数,因此最后一位决定了该数转换成十进制数后的奇偶。D选项有两个位置上数未知,每个数的可能性有2种,因此有4种可能性。C变式训练5十进制正整数n转换为二进制数,该二进制数末位是“0”。下列说法正确的是(

)A.无法确定n是奇数还是偶数B.若该二进制数的位数是4,则n的最大值是15C.n与n+1分别转换为二进制数,这两个二进制数的位数可能不同D.该二进制数末位的“0”去掉后,再转换为十进制数,所得的值是n/2解析由于整数n对应的二进制数末位是“0”,因此可确定正整数n为偶数,因此A选项错误;若该二进制数的位数是4,则n的最大值是14(1110),因此B选项错误;整数n对应的二进制数末位是“0”,因此整数n+1对应的二进制数的末位为“1”,即n与n+1转换为二进制数的位数相同,因此C选项错误;该二进制数末位的“0”去掉后,再转换为十进制数,所得的值是n/2,因此答案为D。D随堂检测3A.自然界中流水的声音B.电流表指针指向的电流值C.水银温度表呈现的温度值D.存储在计算机中的照片D解析本题考查的是模拟信号和数字信号的区别。模拟数据一般用模拟信号来表示,它是一些连续变化的物理量所表达的信息,如温度、湿度、压力、长度、电流、电压等。数字信号在取值上是离散的、不连续的信号,在信息技术中,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.下列有关数据采集的说法,正确的是(

)A.传感器主要用于随时获取来自计算机的数据B.人工获取数据的方式已经被机器获取完全替代C.图书馆是人们获取日常所需数据的主要来源D.“华为运动手环”可以用于数据的采集D解析本题考查的是数据的采集。早期一般是通过观察、实验等人工方式得到数据,并将其记录下来,数据量较小,可以用传统方式进行处理。互联网、物联网的发展使得数据的获取方式更多、获取速度更快。数据的获取方法已逐渐以机器获取为主,但并没有完全取代人工获取数据的方式。除此之外,互联网也成了人们日常所需数据的主要来源。传感器随时获取来自自然信源的数据。3.关于计算机中各种类型的数据,以下说法正确的是(

)A.用计算机录制并存储一段声音,需要经历“数模转换”的过程B.由于编码方式不同,图像文件具有BMP、JPEG、GIF等不同格式C.位图是用基于数学方程的几何图元描述的,放大后不会失真D.由反射率相差很大的黑条和白条排成的平行线图案叫作二维码B解析本题主要考查数据类型的相关知识。A选项用计算机录制并存储一段声音,需要经历“模数转换”的过程;B选项正确;C选项矢量图是用基于数学方程的几何图元描述的,放大后不会失真;D选项由反射率相差很大的黑条和白条排成的平行线图案叫作条形码,故选项为B。4.用坐标轴模拟一段时长为1ms的声波数字化的过程,每隔0.1ms取一个采样点,其中A点和B点分别为声波的最高点和最低点,如图所示,下列说法正确的是(

)C解析本题考查声音的采样和量化。每隔0.1ms取一个采样点,需将ms转换成秒,因此采样频率为1/(0.1/1000)=10000Hz,量化的最高点和最低点共有-128至0以及0-127,共256个点,因此可以采用8个二进制位来表示。

A.该音频的采样频率为44.1kHz,量化位数至少是8位B.该音频的采样频率为44.1kHz,量化位数至少是7位C.该音频的采样频率为10kHz,量化位数至少是8位D.该音频的采样频率为10kHz,量化位数至少是7位5.下列数字最大的是(

)A.11011BB.11010BC.25DD.1CHD解析本题考查数制转换。在进制不一时,比较大小最好都将所有的数据转换为最为熟悉的十进制,A选项为27;B选项为26;C选项为25;D选项为28;综合四个选项选择D。6.下列有关n进制数120的说法,正确的是(

)A.该数转换成十进制后一定是偶数B.该数转换成十进制后可能小于10C.该n进制至少包含3个数码D.该n进制数去掉最低位的“0”后,其对应的十进制值扩大n倍C解析本题考查数制和数制转换。A选项若为三进制,转换后为奇数。B选项该数中最大数为2,进制大于等于三,若为三进制,转换后的值为1*32+2*31+0=15,至少大于等于15。D选项去掉0,该数将减小。A.可以确定该十进制数n为奇数B.将该二进制数末位的1去掉后,再转换为十进制数,所得的值是n/2C.该十进制数n+1转换成二进制数,二进制位数可能比y多D.若该二进制数末位后加上数码0,则新数是原数的2倍B8.二进制数1■■■■■0的首位是1,末位是0,其余数字模糊不清,下列说法正确的是(

) A.在该数后面添加一个0,新数是原数的10倍 B.若将该数转换成十进制数,可以表示成[64,126]范围中任意一个整数 C.该数转换成十进制数,最小值是64D D.该数用十六进制表示,最大值是7FHC解析本题考查进制的基本知识。A选项错误,二进制数字末尾添加0后新数是原数的2倍;B选项该数转换为十进制最小为64即模糊处全部为0,最大为126,但是末位数字为0决定了该数为偶数,B选项错误;C选项正确,解析见B选项;D选项最大是7EH。4巩固与提升基础巩固能力提升1.指纹锁在使用前需要完成数据采集,其工作原理可以分为下列几个步骤:①指纹图像采集②指纹图像处理③控制门锁开启④指纹图像特征值的匹配⑤指纹图像特征的提取。正确的顺序是(

) A.①②⑤④③

B.①⑤②④③ C.①②③④⑤

D.①④⑤②③A解析指纹锁依靠传感器采集信息。本题在考查数据采集的同时,还考查了信息的加工处理、输出等信息技术的重要加工过程。2.RGB(r,g,b)三个参数r,g,b分别表示红色、绿色、蓝色三种基本色的量,根据三个基本色的量可得到一个合成的颜色值。如图RGB(255,0,0)得到红色,RGB(255,255,255)得到白色。根据描述可知,紫色可表示为(

) A.RGB(0,0,0) B.RGB(255,0,255) C.RGB(0,255,255) D.RGB(255,255,0)B解析本题考查RGB颜色分量表示。紫色是由红色和蓝色合成,没有绿色。3.下列有关数据采集和数字化的描述,正确的是(

)A.数据采集必须使用的设备是传感器B.数据采集后一定要用计算机才能处理C.数字化工具可将模拟信号可以转换为数字信号,反之则不行D.在信息技术中,数字信号表示的数据指能被计算机存储和处理的二进制数据D解析本题考查数据的采集和量化。A选项数据可以输入或从数据库获取。B选项人工也可能处理。C选项数字信号也可以转换为模拟信号,如声卡将数字信号转换为音箱可以接受的模拟信号。4.声卡是实现声音信号“模/数”和“数/模”转换的设备。下列关于在计算机上录、放音的说法,正确的是(

)

①录音的过程就是通过采样、量化和编码实现模拟信号的数字化的过程②放音过程中无需由数字信号转换为模拟信号③录音时提高采样频率,得到的音频文件音质会提高④录音时降低量化位数,得到的音频文件音质会提高 A.①②

B.②④

C.①③

D.③④C解析录音的过程就是通过采样和量化实现模拟信号的数字化的过程,放音过程就是由数字信号转换为模拟信号的过程。录音时提高采样频率和量化位数,得到的音频文件音质会提高。5.声音的数字化通过采样和量化来实现,如图所示,其中图甲和图乙分别表示的是对同一段声音采用不同频率进行采样的示意图。下列叙述正确的是(

)C解析同一模拟信号,采样的时间间隔越小,采集到的信号样本数量越多。量化就是将采样到的信号用数字表示出来,即将模拟信号的波形转换为数字。A.图乙的采样频率低,数字化后的数据量小B.图甲的采样频率高,数字化后的数据量小C.图乙的采样频率高,数字化后的数据量大D.图甲的采样频率低,数字化后的数据量大6.量化位数相同时,按下列参数采集的音频,声音保真程度最好的是(

)D解析录音时提高采样频率和量化位数,得到的音频文件音质会提高。7.下列关于数字化的说法正确的是(

) A.水银温度计呈现的温度值是数字信号 B.使用“作业帮”APP拍照搜题获取难题解析的过程中涉及到图像数字化 C.计算机只能处理十进制、十六进制数据,并将它们都转换为二进制形式进行存储 D.经过采样、量化两个步骤即可将模拟信号转换成数字信号B解析

A选项数字信号是转换为二进制代码。C选项计算机只能处理二进制。D选项还需编码这个步骤。8.十进制正整数n转换为二进制数,该二进制数末位是“1”。下列说法正确的是(

) A.无法确定n是奇数还是偶数 B.若该二进制数的位数是4,则n的最大值是14 C.n与n-1分别转换为二进制数,这两个二进制数的位数可能不同 D.将该二进制数末位的“1”去掉后,再转换为十进制数,所得的值是(n-1)/2D9.十进制正整数n转换为2位十六进制数m,该十六进制数末位为“F”,下列说法正确的是(

) A.无法确定n是奇数还是偶数 B.十进制数n+1转换为二进制数,该二进制数一定小于8位 C.十六进制数m,去掉末位“F”,所得新数等于m/16 D.十进制数n+1转换为十六进制数,该十六进制数末位一定是0D解析本题考查进制的相关知识。A选项十六进制末位为F,转换为二进制末位为1,因此是奇数;B选项若该十六进制数为FFH,加一后二进制为9位;C选项,十六进制数若是末位是0,去掉末位0后,得到的新数为原数的1/16;D选项正确。10.设某K进制数n的值为“12”,下列描述正确的是(

)A.该进制数不可能为二进制B.若为十六进制数则比十六进制数码“E”小C.数字“1”的权值为K2D.该数制的数码为1~K这K个数字A解析本题考查数制和数制转换。A选项二进制最大基数为1。B选项12H是两位数,比E大。C选项权值为K1。D选项基数为0-(k-1)。

11.下列关于数制的说法,正确的是(

)A.若二进制数末位为1,则该数可能是偶数B.二进制数的10110中首位1对应的权值是25C.二位十六进制数的值小于28D.二进制数去掉末尾的一位,所得的数值是原来1/2C解析本题考查进制转换知识。选项A二进制数末位为1,则该数不可能是偶数。选项B权值是24。由于最大的两位十六进制是FF,小于256,故选项C正确。选项D错误,例如111B=7D,而11B=3D,不是两倍的关系。12.关于二进制、十进制与十六进制的整数,下列说法正确的是(

)A.7位二进制数的最大值为128DB.任何4位二进制数都不可能大于FHC.仅凭十六进制最末位上的数,无法确定该数的奇偶性D.在十六进制数最末位后加上一位,此位的值为A,所得新数是原数的16倍B解析本题考查进制转换知识。7位二进制数的最大值为127D,选项A说法不正确;1111B=FH,选项B说法正确;该数的奇偶性由最末位上的数字确定,选项C说法不正确;最后加上一位0,才是16倍,选项D说法不正确。A解析二进制数X末位是1,则该数是奇数,不可能是10。4位二进制数最大值是(1111)2,即(F)16。若X+1的数字位数大于X的位数,说明X是(1111)2,即(15)10,加1后是(10000)2。二进制数去除一个末位数,所得的值是X整除2。A.该十进制数一定是奇数B.十进制数n和n+1所对应的二进制数的位数可能不同C.十进制数n*10得到的值与在二进制数末尾添加数字0得到的值相同D.如在转化后的二进制数的末尾添加一个“1”,此时除以4的余数是3C15.下列不同进制的数字中,值最大的是(

)A.103H B.256DC.FFH D.11111010BA16.用RGB模式表示颜色时,每个颜色分量用2位十六进制数表示,不足两位,前面补0。如RGB(255,1,255)可以转换为FF01FF,则RGB(255,64,12)可以转换为(

) A.FF4004 B.FF40C C.FFC840 D.FF400CD解析本题考查十进制转十六进制知识,十进制转十六进制采用除16取余,逆序输出的方法。17.十进制数n转化为二进制数,该二进制数末位是“1”,下列说法正确的是(

)A.若该二进制数的位数是7,则十进制数n的最大值是128B.十进制数n和n+1所对应的二进制数的位数可能不同C.十进制数n×10就是在二进制数末位“1”后面添加数字“0”D.若该十进制数的位数是2,则对应最小的二进制数是101B解析选项A,若n是七位二进制数,则对应的十进制数最大127。选项C,可以举例说明该选项错误,2D与20D对应的二进制数并不是简单的后面添0。若该十进制数的位数是2,则对应最小的二进制数是1011。A18.下列关于数据采集与数字化的说法,正确的是(

) A.心电监护仪通过传感器采集心率数据 B.心率数据只能通过传感器采集得到 C.传感器采集到的心率信号属于数字信号 D.若主机对信号进行处理得到的二进制数据为“10011101”,也可用十六进制“9C”表示解析

B选项心率数据也可通过人工方式采集得到;C选项传感器采集到的心电图信号是电压信号,还需通过主机进一步处理才能得到数字信号;D选项二进制“10011101”转换成十六进制为“9D”。CA.8位二进制数能表示的最大十进制数为255B.若二进制数末尾是“0”,则该数转换的十进制数是偶数C.若十六进制数末尾是“0”,则该数转换的十进制数的末尾也是“0”D.某3位的十六进制数,转换为二进制数后,有效位数不超过12位解析若十六进制数末尾是“0”,则该数转换的十进制数是末尾不一定是“0”,如十六进制数10H。A20.八位二进制数10的首位是1,末位是0,其余数字模糊不清,下列说法正确的是(

) A.该数转换成十进制,肯定是偶数 B.该数用十六进制表示,最大值是7FH C.在该数后面添加一个0,新数是原数的10倍 D.该数转换成十六进制,值的范围是A0至FE解析该数用十六进制表示,最大值是FEH;在该数后面添加一个0,新数是原数的2倍;最小的数为中间的数全为0,最大的数为中间的数全为1,转成十六进制数的范围是80至FE。DA.x/2的运算结果转为二进制一定比y少1位B.二进制数y的最低位一定是0C.十进制数x+1转化为二进制数不超过8位D.十进制数x除以16的余数与二进制数y的左侧4位的值相等解析本题考查进制转换知识。选项A,二进制进位规则为“逢二进一”,十进制数x整除2的运算结果转为二进制一定比y少1位。选项B,x为偶数,偶数的二进制最低位一定为0。选项C,x的最大取值为254,转换成二进制为11111110,x+1转换成二进制数不会超过8位。选项D,十进制数x除以16的余数得到的值转换成二进制为二进制数y的右侧4位。D22.十进制正整数n转换为二进制数,该二进制数共4位,下列说法正确的是(

)A.若该二进制数的首位为1,则n必大于9B.若该二进制数的末位为1,则n+1可能为奇数C.该二进制数首位去掉,转换为十进制数,所得的值是n/2D.该二进制数按位取反,转换为十进制数,与n相加的结果必为15解析本题主要考查进制转化相关知识。若该二进制数的首位为1,最小可取8。若该二进制数的末位为1,则n+1肯定为偶数。若该二进制数为1000,首位去掉后变为0。4位二进制数,每位上的数字非0即1,每位上对应的反码分别是1和0,两者相加的和,每位上都是1,转换成十进制数,即15。C23.如图所示,用黑色代表“1”,白色代表“0”,每行或每列均表示一个二进制数,如第3行表示的二进制数为0010100B,则下列说法正确的是(

)A.第一行表示的二进制数的十六进制表示为65HB.所有列表示的二进制数之和转化为十进制数为254DC.前4行表示的二进制数之和转化为十进制数为127DD.前