資源簡介

(共52張PPT)
第一章 數據與信息
1.3 數據采集與編碼
心有靈犀
01 03 05 07
09 11 13 15
17 19 21 23
25 27 29 31
33 35 37 39
41 43 45 47
49 51 53 55
57 59 61 63
08 09 10 11
12 13 14 15
24 25 26 27
28 29 30 31
40 41 42 43
44 45 46 47
56 57 58 59
60 61 62 63
02 03 06 07
10 11 14 15
18 19 22 23
26 27 30 31
34 35 38 39
42 43 46 47
50 51 54 55
58 59 62 63
16 17 18 19
20 21 22 23
24 25 26 27
28 29 30 31
48 49 50 51
52 53 54 55
56 57 58 59
60 61 62 63
04 05 06 07
12 13 14 15
20 21 22 23
28 29 30 31
36 37 38 39
44 45 46 47
52 53 54 55
60 61 62 63
32 33 34 35
36 37 38 39
40 41 42 43
44 45 46 47
48 48 50 51
52 53 54 55
56 57 58 59
60 61 62 63
第一張
第四張
第二張
第五張
第三張
第六張
心有靈犀
01 03 05 07
09 11 13 15
17 19 21 23
25 27 29 31
08 09 10 11
12 13 14 15
24 25 26 27
28 29 30 31
02 03 06 07
10 11 14 15
18 19 22 23
26 27 30 31
16 17 18 19
20 21 22 23
24 25 26 27
28 29 30 31
04 05 06 07
12 13 14 15
20 21 22 23
28 29 30 31
32 33 34 35
36 37 38 39
40 41 42 43
44 45 46 47
第一張
第四張
第二張
第五張
第三張
第六張
數制
數制是用一組固定的數碼和一套統一的規則(逢N進一)來表示數目的方法，其包含兩個基本要素：基(基數)和權(權值)
數位：指數字符號在一個數中所處的位置。
數碼：數制中表示基本數值大小的不同數字符號。
基數：每個數位上可以使用的數碼的個數叫做這種計數制的基數。
權值：每一個數位上的1對應的數值，可以表示為基數的若干次冪（
數位：指數字符號在一個數中所處的位置。
數碼：數制中表示基本數值大小的不同數字符號。
基數：每個數位上可以使用的數碼的個數叫做這種計數制的基數。
權值：每一個數位上對應的數值，可以表示為基數的若干次冪（
678=6×102+7×101+8×100
678=6×102+7×101+8×100
678=6×102+7×101+8×100
678=6×102+7×101+8×100
數制
10011
第1位
第2位
第3位
第4位
第5位
第N位
…
數碼
基數
位權值
基數
數位-1
逢二進一 逢十進一 逢十六進一
0,1 0~9 0~9,A~F
2 10 16
2n-1 10n-1 16n-1
B D H
數制
進位制 二進制 十進制 十六進制
規則
數碼
基數
權值
形式標識
課本p16
數制是用一組固定的數碼和一套統一的規則(逢N進一)來表示數目的方法，其包含兩個基本要素：基(基數)和權(權值)
十進制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
二進制 0 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 10000
十六進制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 10
數制的轉換——N進制轉十進制
3
2
1
0
(
)10
100
101
103
=0x100+1x101+2x102+3x103
102
權值
1
0
1
1
(
)2
20
21
23
22
=1x20+1x21+0x22+1x23
=（11）10
即 1011B=11D
權值
權值
數碼
任何進制轉換為十進制，都可以用位權相加法
數制的轉換——N進制轉十進制
任何進制轉換為十進制，都可以用位權相加法
3
(
)16
160
161
=12x160+3x161=（60）10
權值
C
(1111)2=( )10
(FF)16=( )10
15
255
即 3CH=60D
進位制 二進制 十進制 十六進制
形式標識 B D H
（176）8=（ ）10
AFH = D
126
175
小結
十進制
二進制
十六進制
位權相加法
數制的轉換——十進制轉二進制
結果： 100D ＝1100100B
被除數
基數
100
2
50 （商） 0 （余）
2
25 （商） 0 （余）
2
12 （商） 1 （余）
2
6 （商） 0 （余）
2
3 （商） 0 （余）
2
1 （商） 1 （余）
2
0 （商） 1 （余）
十進制轉換為N進制,可用除N取余(直到商為0),所得余數倒序輸出。
數制的轉換——十進制轉N進制
185
8
23……1
8
2……7
8
0……2
（1 8 5）10 = （2 7 1）8
余數
3981
16
248……13(D)
16
15……8
16
0……15(F)
余數
（3 9 8 1）10 = （F 8 D）16
例: 將185D 轉換為八進制
例: 將3981D 轉換為十六進制
小結
十進制
二進制
十六進制
除2取余 倒序輸出
除16取余 倒序輸出
位權相加法
數制的轉換——十六進制轉二進制
二進制與十六進制互轉：四位轉一位，一位轉四位
十進制（標識符D） 二進制（標識符B） 十六進制（標識符H）
0 0000 0
1 0001 1
2 0010 2
3 0011 3
4 0100 4
5 0101 5
6 0110 6
7 0111 7
8 1000 8
9 1001 9
10 1010 A
11 1011 B
12 1100 C
13 1101 D
14 1110 E
15 1111 F
二進制轉十六進制：
從低位開始，每四位二進制數轉換成一位十六進制數，位數不夠左邊補0湊足。
111010B= H
數制的轉換——十六進制轉二進制
二進制與十六進制互轉：四位轉一位，一位轉四位
所以：111010B= 3A H
0011
111010B= H
0011 1010
111010
1010
3AH= B
所以：3AH= 111010 B
A
3
小結
十進制
二進制
十六進制
除2取余 倒序輸出
除16取余 倒序輸出
四位轉一位
一位轉四位
位權相加法
心有靈犀——解密
01 03 05 07
09 11 13 15
08 09 10 11
12 13 14 15
02 03 06 07
10 11 14 15
04 05 06 07
12 13 14 15
第一張
第四張
第二張
第三張
0001 0011 0101 0111
1001 1011 1101 1111
1000 1001
1010 1011
1100 1101
1110 1111
0010 0011 0110 0111
1010 1011
1110 1111
0100 0101 0110 0111
1100 1101
1110 1111
第一張
第四張
第二張
第三張
趣味拓展：一只小白鼠喝了毒藥后一小時就會離世，現在給你十只小白鼠，一千瓶液體，其中999瓶是水，只有一瓶毒藥，如何在一個小時內找出這瓶毒藥呢？
課堂小練
1、106D轉化為二進制為（ ）
A
A
A選項正確
B
B
B選項錯誤，對應的十進制為數77
C
C
C選項錯誤，對應的十進制為數109
D
D
D選項錯誤，對應的十進制為數74
2、十六進制數4B用二進制數來表示，下列選項中正確的是（ ）
A
A
A選項錯誤，對應的十六進制數為49
B
B
B選項正確
C
C
C選項錯誤，對應的十六進制數為55
D
D
D選項錯誤，對應的十六進制數為5B
1101010
1001101
1101101
1001010
1001001
1001011
1010101
1011011
課堂小練
3、2616轉化為十進制為（ ）
A
A
A選項錯誤，對應的十六進制數為1C
B
B
B選項正確
C
C
C選項錯誤，對應的十六進制數為2B
D
D
D選項錯誤，對應的十六進制數為24
4、二進制數1111010換成十六進制數是（ ）
A
A
A選項錯誤，對應的十六進制數為1101011
B
B
B選項錯誤，對應的十六進制數為1111011
C
C
C選項正確
D
D
D選項錯誤，對應的十六進制數為11100010000
28
38
43
36
6B
7B
7A
710
拓展題
5、某個在100~255之間的十進制偶數x，將其轉化為二進制數y，下列說法不正確的是( )
A
A
A選項說法正確
B
B
B選項說法錯誤，應該是右側4位的值
C
C
C選項說法正確
D
D
D選項說法正確
x//2的運算結果轉換為二進制數一定比y少一位
十進制數x+1轉換為二進制數不超過8位
十進制數x除以16的余數與二進制數y左側4位的值相等
二進制數y的最低位一定是0
編碼——引入
311100
110
33011020051220XXXX
編碼
編碼：是信息按照某種規則或格式，從一種形式轉換為另一種形式的過程。
解碼：解碼是編碼的逆過程。
計算機中編碼：按一定規則將文本、圖形、圖像、聲音、視頻等數據編成可在計算機中處理的二進制數字。
人能讀懂的數據
計算機能讀懂的數據
編碼
編碼
計算機中存儲的最基本單位：字節 (Byte)(B)，1B=8b
8位二進制能表示幾種信息？
1000種信息需幾位二進制？
計算機中存儲容量最小的單位：比特 (bit)(b)，1位二進制數碼表示1個bit
1110010101010011
有幾位？幾個字節？
28=256
210=1024
★ 未標明是b，B，默認是B
1KB=1024B
1B=8b
1MB=1024KB
1GB=1024MB
1TB=1024GB
1PB=1024TB
1ZB=1024EB
1EB=1024PB
b
↓
B
↓
KB
↓
MB
↓
GB
↓
TB
編碼——數據的存儲容量單位
ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美國信息交換標準代碼）。
ASCII碼主要用于顯示現代英語和其他西歐語言。
ASCII碼共有 個，用1個字節中的低7位編碼。
對應十進制范圍： ；
二進制范圍： ；
十六進制范圍： ；
基本的ASCII碼包含33個控制字符、10個阿拉伯數字、26個英文大寫字母、26個英文小寫字母與一些標點符號、運算符號。
常見的ASCII碼值（十進制）：
A： ，a： ，數字0： 。
0
128
0 D ~127 D
00000000 B ~ 01111111 B
00 H ~ 7F H
65
97
48
字符編碼——ASCII碼
計算機中的漢字也是采用二進制進行編碼的。
用計算機處理漢字需要解決以下幾個問題：
怎樣將漢字輸入計算機？
在計算機內部怎樣處理漢字？
在各計算機之間怎樣交換漢字信息
計算機怎樣實現漢字信息的輸出（顯示）？
①
③
④
②
字符編碼——漢字編碼
① 怎樣將漢字輸入計算機——輸入碼(外碼)
漢字輸入碼是用來將漢字輸入到計算機中的一組鍵盤符號。
漢字輸入碼使用字母、數字和符號來對漢字進行編碼，如“漢”的拼音“han”。
★ 音碼：全拼、雙拼、智能ABC、百度、搜狗輸入法等
★ 形碼：五筆字形法、倉頡輸入法
★ 音形碼
字符編碼——漢字編碼
② 在計算機內部怎樣處理漢字——內碼（機內碼/處理碼）
處理碼是計算機內部用于信息處理的漢字代碼，也稱為機內碼或內碼。
★ 在GB2312字符集中，1個漢字在計算機中用2個字節(2B)表示，每個字節（8位二進制）都以1開頭。
>=80H
>=80H
字符編碼——漢字編碼
UltraEdit：十六進制內碼觀察器
觀察字符內碼
中 國 C h i n a
字節號：表示第幾個字節
字符 二進制編碼 查看到的內碼 存儲
ASCII碼字符 8位 2個十六進制數 占1B
漢字 16位 4個十六進制數 占2B
字符編碼——漢字編碼
思考2
（1）圖1中“,”的內碼是？圖2中“，”的內碼是？
（2）為什么兩個“，”的字符內碼不一樣？
2C
A3 AC
英文狀態下符號為1個字節的ASCII碼；
中文模式下符號為2個字節的漢字編碼。
字符編碼——漢字編碼
計算機中的漢字也是采用二進制進行編碼的。
用計算機處理漢字需要解決以下幾個問題：
怎樣將漢字輸入計算機？
在計算機內部怎樣處理漢字？
在各計算機之間怎樣交換漢字信息
計算機怎樣實現漢字信息的輸出（顯示）？
①
③
④
②
字符編碼——漢字編碼
全角：一個字符占用兩個標準字符位置的狀態。
半角：一個字符占用一個標準字符的位置。
全角狀態下各種符號，如A、B、C、1、2、3等，應將這些符號理解為漢字。
字符編碼——漢字編碼
1. 大寫字母X的ASCII碼為88,則小寫字母v的ASCII值是( )
A 86 B 117 C118 D 119
C
2.使用UltraEdit軟件查看字符內碼，部分界面如下圖所示。圖中內碼所對應的字符是（ ）
A. bdoaMLNV B. 填充顏色
C. 背景back D. 技術abcd
C
課堂練習
1. 用UltraEdit軟件觀察字符內碼，結果如下圖所示：
則其中內碼“32 30”表示的字符為（ ）
（A）2010 （B）20 （C）10 （D）假
2.用UltraEdit軟件觀察字符內碼，結果如下圖所示：
將其前兩個字節數據“B8 FC”刪除后，則右側的“更上一層樓”
五字將變成（ ）
（A）上一層樓 （B）更上一層
（C）樓層一上 （D）樓上一層
B
A
練 一 練
③ 在各計算機之間怎樣交換漢字信息——交換碼（區位碼）
漢字交換碼(GB2312－80)又稱區位碼，全稱為《信息交換用漢字編碼及字符集》；
區位碼分94個區，每區94個位，構成94*94個單元的表格。
“區號”和“位號”各占1個字節（第1個字節標記區號，第2個字節標記位號），所以1個漢字占2個字節。
“啊” 的區號是16，位號是01
字符編碼——漢字編碼
④ 計算機怎樣實現漢字信息的輸出——字形碼
漢字的字形碼與輸出顯示和打印有關。
常見的字形碼有兩種表示方式：點陣方式和矢量方式。
字符編碼——漢字編碼
環節 西文字符 漢字編碼
輸入 鍵盤直接鍵入 輸入碼
（拼音、五筆等）
處理 ASCII編碼 機內碼
輸出 字形碼（輸出碼）：點陣&矢量
字節數 1 2
判斷 字節高位<8 兩字節高位>=8
1 漢字輸入碼（外碼）
2 處理碼（內碼）
3 字形碼
4 交換碼（區位碼）——GB2312
漢字輸入
漢字存儲
漢字顯示
漢字打印
漢字傳輸
1
2
3
3
4
字符編碼——漢字編碼
某字庫采用點陣方式描述漢字字形，點陣規模為16×16，每個點用1個二進制位表示，“0”表示白點，“1”表示黑點，逐行編碼。漢字“和”的字形如右圖所示，下列描述正確的是 ( )
A. 該漢字字形編碼需要16×16個字節
B. 該漢字字形第一行編碼需要2個字節
C. 該漢字字形編碼的第一個字節內容是OFH
D. 該漢字字形編碼的最后一個字節內容是FFH
B
課堂練習
條形碼是將寬度不等的多個黑條和白條，按一定編碼規則排列，用以表達一組信息的圖形標識符。（黑線代表1，白線代表0）
我國普遍采用EAN13條形碼（European Article Number ，歐洲物品編碼的縮寫)。
由13位數字組成，前3位數字表示國家代碼，最后一位叫校驗碼，用來檢查掃描到的數字是不是有錯誤，這個數字由前12位數字按一定規律計算得到。
條形碼
二維碼是用某種特定的幾何圖形按一定規律在平面上（二維方向）分布的黑白相間的圖形記錄數據符號信息。相對于一維條形碼，二維碼的信息存儲量更大，功能更強大，使用過程中注意安全隱患。
二維碼
① 采樣頻率(HZ)
每秒的采樣樣本數叫做采樣頻率，單位赫茲（Hz），
采樣頻率常用三種：11.025KHz、22.05KHz、44.1KHz
② 量化位數( b）
數字信號幅值被劃分為2N個級數，N稱為量化位數，是描述每個采樣點值的二進制位數。
常用的量化位數為8位、16位。
影響數字音頻質量的參數
23=8
24=16
聲音編碼——聲音文件格式
聲音文件類型：Wave（未壓縮）、APE（無損壓縮）、MP3(有損壓縮)、WMA等
Wave格式音頻文件的存儲容量計算
存儲容量=采樣頻率(Hz) X 量化位數（bit）X 聲道數 X 時長（s）（單位：位bit ）
存儲容量=采樣頻率(Hz) X 量化位數（bit）X 聲道數 X 時長（s）/8（單位：字節B ）
圖像編碼——聲音文件格式
錄制一個采樣頻率為44.1kHz，量化位數為32，四聲道立體環繞的WAVE格式音頻數據40秒，需要的磁盤存儲空間大約是 ( )
A.27MB B.225MB C.7MB D.27KB
存儲量=44100 *40 *32 *4 / 8（B）
=28224000（B）
=26.916（MB）
注：KHz中的K=1000
圖像編碼——聲音文件格式
位圖圖像：又稱柵格圖或點陣圖，由像素組成，每個像素點用二進制數據來描述其顏色與亮度等信息。
位圖圖像縮放或以低于創建時的分辨率來打印它們，將丟失其中的細節，并會出現鋸齒狀。
矢量圖形：是指用點、直線或多邊形等基于數學方程的幾何圖元表示的圖像。
矢量圖形保存的文件大小一般比位圖要小。
矢量圖形任意放大都不會丟失細節或影響清晰度。
圖像編碼——數字圖像分類
圖像編碼——位圖圖像與矢量圖形的區別
圖像的存儲空間 = 總的像素點個數 × 每個像素點所占的顏色位深度
① 像素點個數 →水平像素點的個數×垂直像素點的個數。
② 每個像素點所占的位數 → 圖像的顏色數
5×5
黑白圖像：1位 2種顏色
圖像的存儲空間 = 5×5×1位
1.3.4 編碼—圖像編碼
圖像的存儲空間 = 總的像素點個數 × 每個像素點所占的顏色位深度
① 像素點個數 →水平像素點的個數×垂直像素點的個數。
② 每個像素點所占的位數 → 圖像的顏色數
8×8
2位 4種顏色
圖像的存儲空間 = 8×8×2位
3 3 3 3 3 3 3 3
3 2 2 2 2 2 2 3
3 2 1 1 1 1 2 3
3 2 1 0 0 1 2 3
3 2 1 0 0 1 2 3
3 2 1 1 1 1 2 3
3 2 2 2 2 2 2 3
3 3 3 3 3 3 3 3
1.3.4 編碼—圖像編碼
位圖（BMP）存儲容量=總像素數 X 顏色位深度（單位：位b）
位圖（BMP）存儲容量=水平像素 X 垂直像素 X 顏色位深度 /8（單位：字節B）
顏色 每個像素點所占的二進制位數(量化位數/位深度)
黑白兩色（即2色位圖） 1位(21=2）
256色圖像 8位(28=256）
16色圖像 4位(24=16）
16位真彩色 16位
RGB彩色圖像 24位
256級灰度 8位色（28=256）
顏色數=2n位
聲音編碼——圖像存儲容量（未壓縮BMP）
視頻是由連續的圖像幀組成的。
視頻存儲容量 = 每張圖片的大小 X 幀頻 X 時間（s）
常見的視頻制式：
中國電視制式（PAL）：每秒播放25幀圖像，即幀頻為25fps
歐美電視制式（NTSC）：每秒播放30幀圖像，即幀頻為30fps
水平像素 X 垂直像素 X 顏色位深度/8（單位：字節B）
常見的視頻編碼方式有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4
視頻常見擴展名：avi，mpg，asf，wmv
視頻編碼
存儲容量=采樣頻率(Hz)X量化位數（bit）X聲道數X時間（s）
（單位：bit）
Wave格式音頻文件存儲容量的計算：
位圖圖像（BMP）存儲容量的計算：
存儲容量=水平像素X垂直像素X顏色位深度（單位：bit）
存儲容量=每張圖片的大小X幀頻X時間（單位：bit）
視頻存儲容量的計算：
小結
1、有一段WAV格式的音頻文件，采用44.1KHz的采樣頻率，量化位數為16位，雙聲道，時長為10秒，此音頻文件的數據量大小為 B。
2、圖像素材中有一張“接力比賽.bmp”文件，它是分辨率1024*768的32位真彩色位圖圖像，該圖像占用的存儲空間大小是 B。
3、一段時長為10秒鐘，分辨率為800×600的256色的PAL制式視頻所需的存儲空間為 MB 。
44.1*1000*16*2*10/8
1024*768*32/8
800*600*8*25*10/8/1024/1024
課堂練習
感謝一路有你

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