資源簡介

課時2　數據采集與編碼(一)
課時目標
1.了解數據采集的常見方法,能通過互聯網采集所需數據。2.掌握模擬信號數字化的一般流程,理解采樣與量化的概念。3.掌握二進制、十進制、十六進制之間的轉換方法。
1.數據采集
(1)早期采用觀察、測量、實驗、調查等人工方法。
(2)互聯網、物聯網下以傳感器、網絡爬蟲等機器獲取方法為主。
2.數字化
(1)將模擬信號轉換為數字信號的過程稱為數字化。
(2)將模擬信息轉換成數字信號一般需要經過采樣、量化與編碼。
3.數制及進制轉換
(1)數據在計算機內部是以二進制方式進行存儲和處理的。
(2)常用的數制有:二進制(B)、八進制(O)、十進制(D)、十六進制(H)
(3)十進制轉二進制、十六進制方法(除R取余,倒序連接)
十進制轉二進制:除2取余數,直到商為0,將所得余數倒序輸出。即:35D=100011B 十進制轉十六進制:除16取余數,直到商為0,將所得余數倒序輸出。即:35D=23H
(4)二進制、十六進制轉十進制方法(位權展開)
二進制、十六進制轉十進制方法為位權展開。二進制的權值為2n,十六進制的權值為16n(n為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)二進制與十六進制互換方法
二進制轉十六進制:從二進制數的低位開始,每4位二進制數轉換為1位十六進制數,位數不夠左邊補0。例如:1101011B=　　H 即:1101011B=6BH 十六進制轉換為二進制:每1位十六進制數轉換成4位二進制數,轉換為二進制數后最前面的0省去不寫。例如:D7H=　　　B 即:D7H=11010111B
　　　　　　　　　　　　　　　　
例1 下列有關數據采集、數字化過程的說法,不正確的是 (　　)
A.只有數字化后的信號才能用計算機來進行處理
B.計算機在獲取數據時,只能是傳感器、網絡爬蟲等機器獲取的方式
C.采樣是將模擬信號從時間(空間)上離散,而量化是將其從取值上離散
D.計算機中的文字、圖片、視頻、代碼都是經過一定規則編碼后,以二進制形式存儲的
答案　B
解析　本題考查數據的采樣和量化。B選項計算機還可以通過輸入數據、數據庫查找數據等方式獲取數據。
變式訓練1　下列關于信息數字化的描述,錯誤的是 (　　)
A.播放音頻文件的過程中音響發出的聲音屬于數字信號
B.可以利用掃描儀、照相機、手機等采集設備對信息進行數字化
C.將模擬信號轉換成數字信號一般需要經過采樣、量化和編碼
D.在信息技術中,數字信號表示的數據是指可被計算機存儲、處理的二進制數據
答案　A
解析　本題考查信息數字化。A選項播放音頻文件的過程中音響發出的聲音屬于模擬信號;BCD正確。
例2 將模擬信號轉成數字信號,一般需要經過采樣、量化和編碼,下列說法不正確的是 (　　)
A.圖甲是模擬信號采樣的過程
B.數字信號是在取值上是離散的、不連續的信號
C.縱坐標劃分得越細,量化就越精細,與實際數據也越接近
D.量化就是在縱坐標上進行劃分,然后將每個采樣點用數字表示出來
答案　A
解析　本題考查數字化的過程,采樣—量化的過程,采樣是按一定的時間間隔取值,即橫坐標,圖甲在縱坐標進行劃分為量化的過程。
變式訓練2　某聲音模擬信號的采樣如圖所示,下列說法正確的是 (　　)
A.M與N采樣點位置不同,它們的量化值也不同
B.0.5秒內取樣點100個,因此采樣頻率為100 Hz
C.數字化過程是將離散的模擬信號轉換成連續的數字信號
D.圖中整個幅度劃分為0~7級的小幅度,其量化位數是3 bit
答案　D
解析　本題考查數據采集與編碼。M與N雖然采樣點位置不同,但都近似取值為5。0.5秒內取樣點100個,因此采樣頻率為100/0.5=200 Hz。將連續的模擬信號轉換成離散的數字信號是量化。
例3 對某段聲音進行數字化,量化值的范圍是0~200,則量化位數最少是 (　　)
A.7 B.8 C.16 D.200
答案　B
解析　本題考查數制的相關知識。n位二進制可以表示2的n次方種情況,201介于128和256之間,因此至少需要8位二進制代碼。
變式訓練3 將1000個蘋果放入若干個箱子,并在每個箱子的封面標注箱子中的蘋果數量,并封好箱子。為了在不拆開箱子的情況下,一次性取走 1~1000 中任意個數的蘋果,則裝蘋果時至少要準備的箱子數為 (　　)
A.8 B.9 C.10 D.11
答案　C
解析　本題考查十進制數轉換為二進制數。n位二進制數可以表示0至2n-1個整數,表示1-1000的整數需要10位二進制數。
例4 下列有關數制的說法,正確的是 (　　)
A.計算機內部二進制表示較大數時位數太長,可以用十六進制數方式進行存儲和處理
B.古代l斤為16兩,半斤八兩體現了八進制數的思維方式
C.兩位十六進制正整數,末位是9,轉換為十進制數,最大值是249D
D.將某十六進制數末尾添加一個數l等價于將該數轉換為二進制數后末尾添加1111
答案　C
解析　本題考查數制和數制轉換。A選項計算機中只能存儲和表示二進制信息。B選項半斤八兩體現了十六進制數。C選項符合題意,兩位十六進制數最大的是F9,轉換為十進制數為F*16+9=249。D選項十六進制數末尾添加一個數l等價于二進制數后面添加了0001。
變式訓練4 某5位二進制數“1■1■1”,其中兩位模糊不清,下列描述正確的是 (　　)
A.該數末位數字“1”對應的權值是21
B.若模糊的那兩位數字是1,則對應的十六進制數為F1H
C.該二進制數轉換為十進制數后一定是奇數
D.該二進制數對應的十進制數有2種可能
答案　C
解析　本題考查數制和數制轉換。A選項最后一位的權值為2^0。B選項從右至左每4位為一組,應為1FH。C選項二進制數的位權為2x-1,x表示從右至左的位數,當x大于1時,位權值均為偶數,因此最后一位決定了該數轉換成十進制數后的奇偶。D選項有兩個位置上數未知,每個數的可能性有2種,因此有4種可能性。
變式訓練5 十進制正整數n轉換為二進制數,該二進制數末位是“0”。下列說法正確的是 (　　)
A.無法確定n是奇數還是偶數
B.若該二進制數的位數是4,則n的最大值是15
C.n與n+1分別轉換為二進制數,這兩個二進制數的位數可能不同
D.該二進制數末位的“0”去掉后,再轉換為十進制數,所得的值是n/2
答案　D
解析　由于整數n對應的二進制數末位是“0”,因此可確定正整數n為偶數,因此A選項錯誤;若該二進制數的位數是4,則n的最大值是14(1110),因此B選項錯誤;整數n對應的二進制數末位是“0”,因此整數n+1對應的二進制數的末位為“1”,即n與n+1轉換為二進制數的位數相同,因此C選項錯誤;該二進制數末位的“0”去掉后,再轉換為十進制數,所得的值是n/2,因此答案為D。
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.下列不屬于模擬信號的是 (　　)
A.自然界中流水的聲音
B.電流表指針指向的電流值
C.水銀溫度表呈現的溫度值
D.存儲在計算機中的照片
答案　D
解析　本題考查的是模擬信號和數字信號的區別。模擬數據一般用模擬信號來表示,它是一些連續變化的物理量所表達的信息,如溫度、濕度、壓力、長度、電流、電壓等。數字信號在取值上是離散的、不連續的信號,在信息技術中,這種信號表示的數據是指可被計算機存儲、處理的二進制數據。
2.下列有關數據采集的說法,正確的是 (　　)
A.傳感器主要用于隨時獲取來自計算機的數據
B.人工獲取數據的方式已經被機器獲取完全替代
C.圖書館是人們獲取日常所需數據的主要來源
D.“華為運動手環”可以用于數據的采集
答案　D
解析　本題考查的是數據的采集。早期一般是通過觀察、實驗等人工方式得到數據,并將其記錄下來,數據量較小,可以用傳統方式進行處理。互聯網、物聯網的發展使得數據的獲取方式更多、獲取速度更快。數據的獲取方法已逐漸以機器獲取為主,但并沒有完全取代人工獲取數據的方式。除此之外,互聯網也成了人們日常所需數據的主要來源。傳感器隨時獲取來自自然信源的數據。
3.關于計算機中各種類型的數據,以下說法正確的是 (　　)
A.用計算機錄制并存儲一段聲音,需要經歷“數模轉換”的過程
B.由于編碼方式不同,圖像文件具有BMP、JPEG、GIF等不同格式
C.位圖是用基于數學方程的幾何圖元描述的,放大后不會失真
D.由反射率相差很大的黑條和白條排成的平行線圖案叫作二維碼
答案　B
解析　本題主要考查數據類型的相關知識。A選項用計算機錄制并存儲一段聲音,需要經歷“模數轉換”的過程;B選項正確;C選項矢量圖是用基于數學方程的幾何圖元描述的,放大后不會失真;D選項由反射率相差很大的黑條和白條排成的平行線圖案叫作條形碼,故選項為B。
4.用坐標軸模擬一段時長為1 ms的聲波數字化的過程,每隔0.1 ms取一個采樣點,其中A點和B點分別為聲波的最高點和最低點,如圖所示,下列說法正確的是 (　　)
A.該音頻的采樣頻率為44.1 kHz,量化位數至少是8位
B.該音頻的采樣頻率為44.1 kHz,量化位數至少是7位
C.該音頻的采樣頻率為10 kHz,量化位數至少是8位
D.該音頻的采樣頻率為10 kHz,量化位數至少是7位
答案　C
解析　本題考查聲音的采樣和量化。每隔0.1 ms取一個采樣點,需將ms轉換成秒,因此采樣頻率為1/(0.1/1000)=10000 Hz,量化的最高點和最低點共有-128至0以及0-127,共256個點,因此可以采用8個二進制位來表示。
5.下列數字最大的是 (　　)
A.11011B B.11010B C.25D D.1CH
答案　D
解析　本題考查數制轉換。在進制不一時,比較大小最好都將所有的數據轉換為最為熟悉的十進制,A選項為27;B選項為26;C選項為25;D選項為28;綜合四個選項選擇D。
6.下列有關n進制數120的說法,正確的是 (　　)
A.該數轉換成十進制后一定是偶數
B.該數轉換成十進制后可能小于10
C.該n進制至少包含3個數碼
D.該n進制數去掉最低位的“0”后,其對應的十進制值擴大n倍
答案　C
解析　本題考查數制和數制轉換。A選項若為三進制,轉換后為奇數。B選項該數中最大數為2,進制大于等于三,若為三進制,轉換后的值為1*32+2*31+0=15,至少大于等于15。D選項去掉0,該數將減小。
7.若將十進制數n轉換成二進制數y,該二進制數y的末位是1,下列說法不正確的是 (　　)
A.可以確定該十進制數n為奇數
B.將該二進制數末位的1去掉后,再轉換為十進制數,所得的值是n/2
C.該十進制數n+1轉換成二進制數,二進制位數可能比y多
D.若該二進制數末位后加上數碼0,則新數是原數的2倍
答案　B
8.二進制數1■■■■■0的首位是1,末位是0,其余數字模糊不清,下列說法正確的是 (　　)
A.在該數后面添加一個0,新數是原數的10倍
B.若將該數轉換成十進制數,可以表示成[64,126]范圍中任意一個整數
C.該數轉換成十進制數,最小值是64D
D.該數用十六進制表示,最大值是7FH
答案　C
解析　本題考查進制的基本知識。A選項錯誤,二進制數字末尾添加0后新數是原數的2倍;B選項該數轉換為十進制最小為64即模糊處全部為0,最大為126,但是末位數字為0決定了該數為偶數,B選項錯誤;C選項正確,解析見B選項;D選項最大是7EH。
一、基礎鞏固
1.指紋鎖在使用前需要完成數據采集,其工作原理可以分為下列幾個步驟:①指紋圖像采集　②指紋圖像處理　③控制門鎖開啟　④指紋圖像特征值的匹配　
⑤指紋圖像特征的提取。正確的順序是
A.①②⑤④③ B.①⑤②④③
C.①②③④⑤ D.①④⑤②③
答案　A
解析　指紋鎖依靠傳感器采集信息。本題在考查數據采集的同時,還考查了信息的加工處理、輸出等信息技術的重要加工過程。
2.RGB(r,g,b)三個參數r,g,b分別表示紅色、綠色、藍色三種基本色的量,根據三個基本色的量可得到一個合成的顏色值。如圖RGB(255,0,0)得到紅色,RGB(255,255,255)得到白色。根據描述可知,紫色可表示為 (　　)
A.RGB(0,0,0) B.RGB(255,0,255)
C.RGB(0,255,255) D.RGB(255,255,0)
答案　B
解析　本題考查RGB顏色分量表示。紫色是由紅色和藍色合成,沒有綠色。
3.下列有關數據采集和數字化的描述,正確的是 (　　)
A.數據采集必須使用的設備是傳感器
B.數據采集后一定要用計算機才能處理
C.數字化工具可將模擬信號可以轉換為數字信號,反之則不行
D.在信息技術中,數字信號表示的數據指能被計算機存儲和處理的二進制數據
答案　D
解析　本題考查數據的采集和量化。A選項數據可以輸入或從數據庫獲取。B選項人工也可能處理。C選項數字信號也可以轉換為模擬信號,如聲卡將數字信號轉換為音箱可以接受的模擬信號。
4.聲卡是實現聲音信號“模/數”和“數/模”轉換的設備。下列關于在計算機上錄、放音的說法,正確的是 (　　)
①錄音的過程就是通過采樣、量化和編碼實現模擬信號的數字化的過程　②放音過程中無需由數字信號轉換為模擬信號　③錄音時提高采樣頻率,得到的音頻文件音質會提高　④錄音時降低量化位數,得到的音頻文件音質會提高
A.①② B.②④ C.①③ D.③④
答案　C
解析　錄音的過程就是通過采樣和量化實現模擬信號的數字化的過程,放音過程就是由數字信號轉換為模擬信號的過程。錄音時提高采樣頻率和量化位數,得到的音頻文件音質會提高。
5.聲音的數字化通過采樣和量化來實現,如圖所示,其中圖甲和圖乙分別表示的是對同一段聲音采用不同頻率進行采樣的示意圖。下列敘述正確的是 (　　)
A.圖乙的采樣頻率低,數字化后的數據量小
B.圖甲的采樣頻率高,數字化后的數據量小
C.圖乙的采樣頻率高,數字化后的數據量大
D.圖甲的采樣頻率低,數字化后的數據量大
答案　C
解析　同一模擬信號,采樣的時間間隔越小,采集到的信號樣本數量越多。量化就是將采樣到的信號用數字表示出來,即將模擬信號的波形轉換為數字。
6.量化位數相同時,按下列參數采集的音頻,聲音保真程度最好的是 (　　)
答案　D
解析　錄音時提高采樣頻率和量化位數,得到的音頻文件音質會提高。
7.下列關于數字化的說法正確的是 (　　)
A.水銀溫度計呈現的溫度值是數字信號
B.使用“作業幫”APP拍照搜題獲取難題解析的過程中涉及到圖像數字化
C.計算機只能處理十進制、十六進制數據,并將它們都轉換為二進制形式進行存儲
D.經過采樣、量化兩個步驟即可將模擬信號轉換成數字信號
答案　B
解析　A選項數字信號是轉換為二進制代碼。C選項計算機只能處理二進制。D選項還需編碼這個步驟。
8.十進制正整數n轉換為二進制數,該二進制數末位是“1”。下列說法正確的是 (　　)
A.無法確定n是奇數還是偶數
B.若該二進制數的位數是4,則n的最大值是14
C.n與n-1分別轉換為二進制數,這兩個二進制數的位數可能不同
D.將該二進制數末位的“1”去掉后,再轉換為十進制數,所得的值是(n-1)/2
答案　D
9.十進制正整數n轉換為2位十六進制數m,該十六進制數末位為“F”,下列說法正確的是 (　　)
A.無法確定n是奇數還是偶數
B.十進制數n+1轉換為二進制數,該二進制數一定小于8位
C.十六進制數m,去掉末位“F”,所得新數等于m/16
D.十進制數n+1轉換為十六進制數,該十六進制數末位一定是0
答案　D
解析　本題考查進制的相關知識。A選項十六進制末位為F,轉換為二進制末位為1,因此是奇數;B選項若該十六進制數為FFH,加一后二進制為9位;C選項,十六進制數若是末位是0,去掉末位0后,得到的新數為原數的1/16;D選項正確。
10.設某K進制數n的值為“12”,下列描述正確的是 (　　)
A.該進制數不可能為二進制
B.若為十六進制數則比十六進制數碼“E”小
C.數字“1”的權值為K2
D.該數制的數碼為1~K這K個數字
答案　A
解析　本題考查數制和數制轉換。A選項二進制最大基數為1。B選項12H是兩位數,比E大。C選項權值為K1。D選項基數為0-(k-1)。
11.下列關于數制的說法,正確的是 (　　)
A.若二進制數末位為1,則該數可能是偶數
B.二進制數的10110中首位1對應的權值是25
C.二位十六進制數的值小于28
D.二進制數去掉末尾的一位,所得的數值是原來1/2
答案　C
解析　本題考查進制轉換知識。選項A二進制數末位為1,則該數不可能是偶數。選項B權值是24。由于最大的兩位十六進制是FF,小于256,故選項C正確。選項D錯誤,例如111B=7D,而11B=3D,不是兩倍的關系。
12.關于二進制、十進制與十六進制的整數,下列說法正確的是 (　　)
A.7位二進制數的最大值為128D
B.任何4位二進制數都不可能大于FH
C.僅憑十六進制最末位上的數,無法確定該數的奇偶性
D.在十六進制數最末位后加上一位,此位的值為A,所得新數是原數的16倍
答案　B
解析　本題考查進制轉換知識。7位二進制數的最大值為127D,選項A說法不正確;1111B=FH,選項B說法正確;該數的奇偶性由最末位上的數字確定,選項C說法不正確;最后加上一位0,才是16倍,選項D說法不正確。
13.某4位二進制數X末位是“1”,則有關該數說法不正確的是 (　　)
A.X轉換為十進制數可能是10
B.X的最大值是(F)16
C.若X+1的數字位數大于X的位數,則X的值是(15)10
D.X末位的“1”去掉后,所得的值是X整除2
答案　A
解析　二進制數X末位是1,則該數是奇數,不可能是10。4位二進制數最大值是(1111)2,即(F)16。若X+1的數字位數大于X的位數,說明X是(1111)2,即(15)10,加1后是(10000)2。二進制數去除一個末位數,所得的值是X整除2。
14.若將十進制數n轉換為二進制數,該二進制數的末位是1,下列說法不正確的是 (　　)
A.該十進制數一定是奇數
B.十進制數n和n+1所對應的二進制數的位數可能不同
C.十進制數n*10得到的值與在二進制數末尾添加數字0得到的值相同
D.如在轉化后的二進制數的末尾添加一個“1”,此時除以4的余數是3
答案　C
15.下列不同進制的數字中,值最大的是 (　　)
A.103H B.256D
C.FFH D.11111010B
答案　A
16.用RGB模式表示顏色時,每個顏色分量用2位十六進制數表示,不足兩位,前面補0。如RGB(255,1,255)可以轉換為FF01FF,則RGB(255,64,12)可以轉換為 (　　)
A.FF4004 B.FF40C C.FFC840 D.FF400C
答案　D
解析　本題考查十進制轉十六進制知識,十進制轉十六進制采用除16取余,逆序輸出的方法。
17.十進制數n轉化為二進制數,該二進制數末位是“1”,下列說法正確的是 (　　)
A.若該二進制數的位數是7,則十進制數n的最大值是128
B.十進制數n和n+1所對應的二進制數的位數可能不同
C.十進制數n×10就是在二進制數末位“1”后面添加數字“0”
D.若該十進制數的位數是2,則對應最小的二進制數是101
答案　B
解析　選項A,若n是七位二進制數,則對應的十進制數最大127。選項C,可以舉例說明該選項錯誤,2D與20D對應的二進制數并不是簡單的后面添0。若該十進制數的位數是2,則對應最小的二進制數是1011。
18.下列關于數據采集與數字化的說法,正確的是 (　　)
A.心電監護儀通過傳感器采集心率數據
B.心率數據只能通過傳感器采集得到
C.傳感器采集到的心率信號屬于數字信號
D.若主機對信號進行處理得到的二進制數據為“10011101”,也可用十六進制“9C”表示
答案　A
解析　B選項心率數據也可通過人工方式采集得到;C選項傳感器采集到的心電圖信號是電壓信號,還需通過主機進一步處理才能得到數字信號;D選項二進制“10011101”轉換成十六進制為“9D”。
二、能力提升
19.下列關于數制的說法,不正確的是 (　　)
A.8位二進制數能表示的最大十進制數為255
B.若二進制數末尾是“0”,則該數轉換的十進制數是偶數
C.若十六進制數末尾是“0”,則該數轉換的十進制數的末尾也是“0”
D.某3位的十六進制數,轉換為二進制數后,有效位數不超過12位
答案　C
解析　若十六進制數末尾是“0”,則該數轉換的十進制數是末尾不一定是“0”,如十六進制數10H。
20.八位二進制數10的首位是1,末位是0,其余數字模糊不清,下列說法正確的是 (　　)
A.該數轉換成十進制,肯定是偶數
B.該數用十六進制表示,最大值是7FH
C.在該數后面添加一個0,新數是原數的10倍
D.該數轉換成十六進制,值的范圍是A0至FE
答案　A
解析　該數用十六進制表示,最大值是FEH;在該數后面添加一個0,新數是原數的2倍;最小的數為中間的數全為0,最大的數為中間的數全為1,轉成十六進制數的范圍是80至FE。
21.某個在100~254的十進制偶數x,將其轉化為二進制數y,以下說法不正確的是 (　　)
A.x/2的運算結果轉為二進制一定比y少1位
B.二進制數y的最低位一定是0
C.十進制數x+1轉化為二進制數不超過8位
D.十進制數x除以16的余數與二進制數y的左側4位的值相等
答案　D
解析　本題考查進制轉換知識。選項A,二進制進位規則為“逢二進一”,十進制數x整除2的運算結果轉為二進制一定比y少1位。選項B,x為偶數,偶數的二進制最低位一定為0。選項C,x的最大取值為254,轉換成二進制為11111110,x+1轉換成二進制數不會超過8位。選項D,十進制數x除以16的余數得到的值轉換成二進制為二進制數y的右側4位。
22.十進制正整數n轉換為二進制數,該二進制數共4位,下列說法正確的是 (　　)
A.若該二進制數的首位為1,則n必大于9
B.若該二進制數的末位為1,則n+1可能為奇數
C.該二進制數首位去掉,轉換為十進制數,所得的值是n/2
D.該二進制數按位取反,轉換為十進制數,與n相加的結果必為15
答案　D
解析　本題主要考查進制轉化相關知識。若該二進制數的首位為1,最小可取8。若該二進制數的末位為1,則n+1肯定為偶數。若該二進制數為1000,首位去掉后變為0。4位二進制數,每位上的數字非0即1,每位上對應的反碼分別是1和0,兩者相加的和,每位上都是1,轉換成十進制數,即15。
23.如圖所示,用黑色代表“1”,白色代表“0”,每行或每列均表示一個二進制數,如第 3 行表示的二進制數為 0010100B,則下列說法正確的是 (　　)
A.第一行表示的二進制數的十六進制表示為65H
B.所有列表示的二進制數之和轉化為十進制數為254D
C.前4行表示的二進制數之和轉化為十進制數為127D
D.前4行表示的二進制數之和減去后三行表示的二進制數之和的值為1
答案　C
24.錄制聲音的過程如圖所示。
其中ADC模塊的主要功能是 (　　)
A.將模擬信號轉換為數字信號
B.將數字信號轉換為模擬信號
C.對模擬信號進行放大
D.對數字信號進行壓縮
答案　A
解析　本題主要涉及對聲音信號數字化的理解。音頻數字化過程包括:①采集模擬音頻信號,②將模擬音頻信號轉換成數字信號,③存儲數字音頻信號。在本題中,利用話筒采集模擬音頻信號,模數轉換器(ADC)將模擬音頻信號轉換成二進制數字信號,再將數字音頻信號存儲在存儲器中,完成模擬信號的數字化,因此本題選A。
25.模擬信號的采樣量化原理如圖所示,下列說法不正確的是 (　　)
A.對于同一模擬信號,采樣的時間間隔越小,采集到的信號樣本數量越多
B.將模擬信號轉換成數字信號一般需要經過采樣、量化與編碼解析
C.傳感器對環境中的物理量、化學量和生物量等進行感知與測量,并轉換成電信號
D.模擬信號以離散的、不連續的物理量存在
答案　D
解析　本題考查數據的采集和量化。A選項時間間隔越小,頻率越高,采集的數量越多。D選項模擬信號是連續的。
26.模擬信號的數字化過程,如圖所示:
(1)將模擬信號轉換成數字一般需要經過三個步驟:①　　　　,②　　　　,
③編碼。
(2)聲卡是實現聲音信號“模數”和“數模”轉換的設備,其中錄音的過程是實現　　　　轉換的過程,放音的過程是實現　　　　轉換的過程(選填,填字母,A.模數,B模)。
(3)如圖是一段錄音文件的參數界面,該錄音文件共采集的數據點個數為 　　　　。
答案　(1)①采樣　②量化　(2)A　B　(3)44100*12*1
解析　本題考查信息的數字化。(1)將輸入的模擬信號按適當的時間間隔得到各個時刻的樣本值,使其轉換為時間上離散,幅度上連續的脈沖信號稱為采樣,將采樣的信息進行二進制編碼稱為量化。(2)錄音是把模擬信號轉換為數字信號,稱為模數轉換。播放音樂是把數字信號轉換為模擬信號,稱為數模轉換。(3)一共采集到44100*12*1個數據點,每個點用16位表示。
27.圖像是人對視覺感知的物質再現,隨著數字采集技術和信號處理理論的發展,越來越多的圖像以數字形式存儲,請結合相關知識回答下列問題:
(1)數字圖像包括矢量圖形與　　　　。
(2)數字圖像以文件形式存儲于計算機中,以下不屬于圖像文件的是　　　　(選填,填字母,A.圖像bmp/B.圖像.jpg/C.圖像.wmv)。
答案　(1)位圖圖像　(2)C(共56張PPT)
課時2　數據采集與編碼(一)
第一章　數據與信息
1.了解數據采集的常見方法,能通過互聯網采集所需數據。
2.掌握模擬信號數字化的一般流程,理解采樣與量化的概念。
3.掌握二進制、十進制、十六進制之間的轉換方法。
目 錄
CONTENTS
知識梳理
01
例題精析
02
隨堂檢測
03
鞏固與提升
04
知識梳理
1
1.數據采集
(1)早期采用觀察、______、______、調查等人工方法。
(2)互聯網、物聯網下以________、網絡爬蟲等機器獲取方法為主。
2.數字化
(1)將______信號轉換為______信號的過程稱為數字化。
(2)將模擬信息轉換成數字信號一般需要經過______、______與編碼。
測量
實驗
傳感器
模擬
數字
采樣
量化
3.數制及進制轉換
(1)數據在計算機內部是以二進制方式進行存儲和處理的。
(2)常用的數制有:二進制(B)、八進制(O)、十進制(D)、十六進制(H)
(3)十進制轉二進制、十六進制方法(除R取余,倒序連接)
十進制轉二進制:除2取余數,直到商為0,將所得余數倒序輸出。 即:35D=100011B 十進制轉十六進制:除16取余數,直到商為0,將所得余數倒序輸出。
即:35D=23H
(4)二進制、十六進制轉十進制方法(位權展開)
二進制、十六進制轉十進制方法為位權展開。二進制的權值為2n,十六進制的權值為16n(n為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)二進制與十六進制互換方法
二進制轉十六進制:從二進制數的低位開始,每4位二進制數轉換為1位十六進制數,位數不夠左邊補0。 例如:1101011B=　　H 即:1101011B=6BH 十六進制轉換為二進制:每1位十六進制數轉換成4位二進制數,轉換為二進制數后最前面的0省去不寫。
例如:D7H=　　　B
即:D7H=11010111B
例題精析
2
A.只有數字化后的信號才能用計算機來進行處理
B.計算機在獲取數據時,只能是傳感器、網絡爬蟲等機器獲取的方式
C.采樣是將模擬信號從時間(空間)上離散,而量化是將其從取值上離散
D.計算機中的文字、圖片、視頻、代碼都是經過一定規則編碼后,以二進制形式存儲的
B
解析　本題考查數據的采樣和量化。B選項計算機還可以通過輸入數據、數據庫查找數據等方式獲取數據。
A.播放音頻文件的過程中音響發出的聲音屬于數字信號
B.可以利用掃描儀、照相機、手機等采集設備對信息進行數字化
C.將模擬信號轉換成數字信號一般需要經過采樣、量化和編碼
D.在信息技術中,數字信號表示的數據是指可被計算機存儲、處理的二進制數據
解析　本題考查信息數字化。A選項播放音頻文件的過程中音響發出的聲音屬于模擬信號;BCD正確。
A
A.圖甲是模擬信號采樣的過程
B.數字信號是在取值上是離散的、不連續的信號
C.縱坐標劃分得越細,量化就越精細,與實際數據也越接近
D.量化就是在縱坐標上進行劃分,然后將每個采樣點用數字表示出來
A
解析　本題考查數字化的過程,采樣—量化的過程,采樣是按一定的時間間隔取值,即橫坐標,圖甲在縱坐標進行劃分為量化的過程。
變式訓練2　某聲音模擬信號的采樣如圖所示,下列說法正確的是 (　　)
解析　本題考查數據采集與編碼。M與N雖然采樣點位置不同,但都近似取值為5。0.5秒內取樣點100個,因此采樣頻率為100/0.5=200 Hz。將連續的模擬信號轉換成離散的數字信號是量化。
D
A.M與N采樣點位置不同,它們的量化值也不同
B.0.5秒內取樣點100個,因此采樣頻率為100 Hz
C.數字化過程是將離散的模擬信號轉換成連續的數字信號
D.圖中整個幅度劃分為0~7級的小幅度,其量化位數是3 bit
例3 對某段聲音進行數字化,量化值的范圍是0~200,則量化位數最少是 (　　)
A.7 B.8 C.16 D.200
解析　本題考查數制的相關知識。n位二進制可以表示2的n次方種情況,201介于128和256之間,因此至少需要8位二進制代碼。
B
變式訓練3 將1000個蘋果放入若干個箱子,并在每個箱子的封面標注箱子中的蘋果數量,并封好箱子。為了在不拆開箱子的情況下,一次性取走 1~1000 中任意個數的蘋果,則裝蘋果時至少要準備的箱子數為 (　　)
A.8 B.9 C.10 D.11
解析　本題考查十進制數轉換為二進制數。n位二進制數可以表示0至2n-1個整數,表示1-1000的整數需要10位二進制數。
C
例4 下列有關數制的說法,正確的是 (　　)
A.計算機內部二進制表示較大數時位數太長,可以用十六進制數方式進行存儲和處理
B.古代l斤為16兩,半斤八兩體現了八進制數的思維方式
C.兩位十六進制正整數,末位是9,轉換為十進制數,最大值是249D
D.將某十六進制數末尾添加一個數l等價于將該數轉換為二進制數后末尾添加1111
解析　本題考查數制和數制轉換。A選項計算機中只能存儲和表示二進制信息。B選項半斤八兩體現了十六進制數。C選項符合題意,兩位十六進制數最大的是F9,轉換為十進制數為F*16+9=249。D選項十六進制數末尾添加一個數l等價于二進制數后面添加了0001。
C
變式訓練4 某5位二進制數“1■1■1”,其中兩位模糊不清,下列描述正確的是 (　　)
A.該數末位數字“1”對應的權值是21
B.若模糊的那兩位數字是1,則對應的十六進制數為F1H
C.該二進制數轉換為十進制數后一定是奇數
D.該二進制數對應的十進制數有2種可能
解析　本題考查數制和數制轉換。A選項最后一位的權值為2^0。B選項從右至左每4位為一組,應為1FH。C選項二進制數的位權為2x-1,x表示從右至左的位數,當x大于1時,位權值均為偶數,因此最后一位決定了該數轉換成十進制數后的奇偶。D選項有兩個位置上數未知,每個數的可能性有2種,因此有4種可能性。
C
變式訓練5 十進制正整數n轉換為二進制數,該二進制數末位是“0”。下列說法正確的是 (　　)
A.無法確定n是奇數還是偶數
B.若該二進制數的位數是4,則n的最大值是15
C.n與n+1分別轉換為二進制數,這兩個二進制數的位數可能不同
D.該二進制數末位的“0”去掉后,再轉換為十進制數,所得的值是n/2
解析　由于整數n對應的二進制數末位是“0”,因此可確定正整數n為偶數,因此A選項錯誤;若該二進制數的位數是4,則n的最大值是14(1110),因此B選項錯誤;整數n對應的二進制數末位是“0”,因此整數n+1對應的二進制數的末位為“1”,即n與n+1轉換為二進制數的位數相同,因此C選項錯誤;該二進制數末位的“0”去掉后,再轉換為十進制數,所得的值是n/2,因此答案為D。
D
隨堂檢測
3
A.自然界中流水的聲音
B.電流表指針指向的電流值
C.水銀溫度表呈現的溫度值
D.存儲在計算機中的照片
D
解析　本題考查的是模擬信號和數字信號的區別。模擬數據一般用模擬信號來表示,它是一些連續變化的物理量所表達的信息,如溫度、濕度、壓力、長度、電流、電壓等。數字信號在取值上是離散的、不連續的信號,在信息技術中,這種信號表示的數據是指可被計算機存儲、處理的二進制數據。
2.下列有關數據采集的說法,正確的是 (　　)
A.傳感器主要用于隨時獲取來自計算機的數據
B.人工獲取數據的方式已經被機器獲取完全替代
C.圖書館是人們獲取日常所需數據的主要來源
D.“華為運動手環”可以用于數據的采集
D
解析　本題考查的是數據的采集。早期一般是通過觀察、實驗等人工方式得到數據,并將其記錄下來,數據量較小,可以用傳統方式進行處理。互聯網、物聯網的發展使得數據的獲取方式更多、獲取速度更快。數據的獲取方法已逐漸以機器獲取為主,但并沒有完全取代人工獲取數據的方式。除此之外,互聯網也成了人們日常所需數據的主要來源。傳感器隨時獲取來自自然信源的數據。
3.關于計算機中各種類型的數據,以下說法正確的是 (　　)
A.用計算機錄制并存儲一段聲音,需要經歷“數模轉換”的過程
B.由于編碼方式不同,圖像文件具有BMP、JPEG、GIF等不同格式
C.位圖是用基于數學方程的幾何圖元描述的,放大后不會失真
D.由反射率相差很大的黑條和白條排成的平行線圖案叫作二維碼
B
解析　本題主要考查數據類型的相關知識。A選項用計算機錄制并存儲一段聲音,需要經歷“模數轉換”的過程;B選項正確;C選項矢量圖是用基于數學方程的幾何圖元描述的,放大后不會失真;D選項由反射率相差很大的黑條和白條排成的平行線圖案叫作條形碼,故選項為B。
4.用坐標軸模擬一段時長為1 ms的聲波數字化的過程,每隔0.1 ms取一個采樣點,其中A點和B點分別為聲波的最高點和最低點,如圖所示,下列說法正確的是 (　　)
C
解析　本題考查聲音的采樣和量化。每隔0.1 ms取一個采樣點,需將ms轉換成秒,因此采樣頻率為1/(0.1/1000)=10000 Hz,量化的最高點和最低點共有-128至0以及0-127,共256個點,因此可以采用8個二進制位來表示。
A.該音頻的采樣頻率為44.1 kHz,量化位數至少是8位
B.該音頻的采樣頻率為44.1 kHz,量化位數至少是7位
C.該音頻的采樣頻率為10 kHz,量化位數至少是8位
D.該音頻的采樣頻率為10 kHz,量化位數至少是7位
5.下列數字最大的是 (　　)
A.11011 BB.11010B C.25D D.1CH
D
解析　本題考查數制轉換。在進制不一時,比較大小最好都將所有的數據轉換為最為熟悉的十進制,A選項為27;B選項為26;C選項為25;D選項為28;綜合四個選項選擇D。
6.下列有關n進制數120的說法,正確的是 (　　)
A.該數轉換成十進制后一定是偶數
B.該數轉換成十進制后可能小于10
C.該n進制至少包含3個數碼
D.該n進制數去掉最低位的“0”后,其對應的十進制值擴大n倍
C
解析　本題考查數制和數制轉換。A選項若為三進制,轉換后為奇數。B選項該數中最大數為2,進制大于等于三,若為三進制,轉換后的值為1*32+2*31+0=15,至少大于等于15。D選項去掉0,該數將減小。
A.可以確定該十進制數n為奇數
B.將該二進制數末位的1去掉后,再轉換為十進制數,所得的值是n/2
C.該十進制數n+1轉換成二進制數,二進制位數可能比y多
D.若該二進制數末位后加上數碼0,則新數是原數的2倍
B
8.二進制數1■■■■■0的首位是1,末位是0,其余數字模糊不清,下列說法正確的是 (　　)
A.在該數后面添加一個0,新數是原數的10倍
B.若將該數轉換成十進制數,可以表示成[64,126]范圍中任意一個整數
C.該數轉換成十進制數,最小值是64D
D.該數用十六進制表示,最大值是7FH
C
解析　本題考查進制的基本知識。A選項錯誤,二進制數字末尾添加0后新數是原數的2倍;B選項該數轉換為十進制最小為64即模糊處全部為0,最大為126,但是末位數字為0決定了該數為偶數,B選項錯誤;C選項正確,解析見B選項;D選項最大是7EH。
4
鞏固與提升
基礎鞏固
能力提升
1.指紋鎖在使用前需要完成數據采集,其工作原理可以分為下列幾個步驟:①指紋圖像采集　②指紋圖像處理　③控制門鎖開啟　④指紋圖像特征值的匹配　⑤指紋圖像特征的提取。正確的順序是(　　)
A.①②⑤④③ B.①⑤②④③
C.①②③④⑤ D.①④⑤②③
A
解析　指紋鎖依靠傳感器采集信息。本題在考查數據采集的同時,還考查了信息的加工處理、輸出等信息技術的重要加工過程。
2.RGB(r,g,b)三個參數r,g,b分別表示紅色、綠色、藍色三種基本色的量,根據三個基本色的量可得到一個合成的顏色值。如圖RGB(255,0,0)得到紅色,RGB(255,255,255)得到白色。根據描述可知,紫色可表示為 (　　)
A.RGB(0,0,0) B.RGB(255,0,255)
C.RGB(0,255,255) D.RGB(255,255,0)
B
解析　本題考查RGB顏色分量表示。紫色是由紅色和藍色合成,沒有綠色。
3.下列有關數據采集和數字化的描述,正確的是 (　　)
A.數據采集必須使用的設備是傳感器
B.數據采集后一定要用計算機才能處理
C.數字化工具可將模擬信號可以轉換為數字信號,反之則不行
D.在信息技術中,數字信號表示的數據指能被計算機存儲和處理的二進制數據
D
解析　本題考查數據的采集和量化。A選項數據可以輸入或從數據庫獲取。B選項人工也可能處理。C選項數字信號也可以轉換為模擬信號,如聲卡將數字信號轉換為音箱可以接受的模擬信號。
4.聲卡是實現聲音信號“模/數”和“數/模”轉換的設備。下列關于在計算機上錄、放音的說法,正確的是 (　　)
①錄音的過程就是通過采樣、量化和編碼實現模擬信號的數字化的過程　②放音過程中無需由數字信號轉換為模擬信號　③錄音時提高采樣頻率,得到的音頻文件音質會提高　④錄音時降低量化位數,得到的音頻文件音質會提高
A.①② B.②④ C.①③ D.③④
C
解析　錄音的過程就是通過采樣和量化實現模擬信號的數字化的過程,放音過程就是由數字信號轉換為模擬信號的過程。錄音時提高采樣頻率和量化位數,得到的音頻文件音質會提高。
5.聲音的數字化通過采樣和量化來實現,如圖所示,其中圖甲和圖乙分別表示的是對同一段聲音采用不同頻率進行采樣的示意圖。下列敘述正確的是 (　　)
C
解析　同一模擬信號,采樣的時間間隔越小,采集到的信號樣本數量越多。量化就是將采樣到的信號用數字表示出來,即將模擬信號的波形轉換為數字。
A.圖乙的采樣頻率低,數字化后的數據量小
B.圖甲的采樣頻率高,數字化后的數據量小
C.圖乙的采樣頻率高,數字化后的數據量大
D.圖甲的采樣頻率低,數字化后的數據量大
6.量化位數相同時,按下列參數采集的音頻,聲音保真程度最好的是 (　　)
D
解析　錄音時提高采樣頻率和量化位數,得到的音頻文件音質會提高。
7.下列關于數字化的說法正確的是 (　　)
A.水銀溫度計呈現的溫度值是數字信號
B.使用“作業幫”APP拍照搜題獲取難題解析的過程中涉及到圖像數字化
C.計算機只能處理十進制、十六進制數據,并將它們都轉換為二進制形式進行存儲
D.經過采樣、量化兩個步驟即可將模擬信號轉換成數字信號
B
解析　A選項數字信號是轉換為二進制代碼。C選項計算機只能處理二進制。D選項還需編碼這個步驟。
8.十進制正整數n轉換為二進制數,該二進制數末位是“1”。下列說法正確的是 (　　)
A.無法確定n是奇數還是偶數
B.若該二進制數的位數是4,則n的最大值是14
C.n與n-1分別轉換為二進制數,這兩個二進制數的位數可能不同
D.將該二進制數末位的“1”去掉后,再轉換為十進制數,所得的值是(n-1)/2
D
9.十進制正整數n轉換為2位十六進制數m,該十六進制數末位為“F”,下列說法正確的是 (　　)
A.無法確定n是奇數還是偶數
B.十進制數n+1轉換為二進制數,該二進制數一定小于8位
C.十六進制數m,去掉末位“F”,所得新數等于m/16
D.十進制數n+1轉換為十六進制數,該十六進制數末位一定是0
D
解析　本題考查進制的相關知識。A選項十六進制末位為F,轉換為二進制末位為1,因此是奇數;B選項若該十六進制數為FFH,加一后二進制為9位;C選項,十六進制數若是末位是0,去掉末位0后,得到的新數為原數的1/16;D選項正確。
10.設某K進制數n的值為“12”,下列描述正確的是 (　　)
A.該進制數不可能為二進制
B.若為十六進制數則比十六進制數碼“E”小
C.數字“1”的權值為K2
D.該數制的數碼為1~K這K個數字
A
解析　本題考查數制和數制轉換。A選項二進制最大基數為1。B選項12H是兩位數,比E大。C選項權值為K1。D選項基數為0-(k-1)。
11.下列關于數制的說法,正確的是 (　　)
A.若二進制數末位為1,則該數可能是偶數
B.二進制數的10110中首位1對應的權值是25
C.二位十六進制數的值小于28
D.二進制數去掉末尾的一位,所得的數值是原來1/2
C
解析　本題考查進制轉換知識。選項A二進制數末位為1,則該數不可能是偶數。選項B權值是24。由于最大的兩位十六進制是FF,小于256,故選項C正確。選項D錯誤,例如111B=7D,而11B=3D,不是兩倍的關系。
12.關于二進制、十進制與十六進制的整數,下列說法正確的是 (　　)
A.7位二進制數的最大值為128D
B.任何4位二進制數都不可能大于FH
C.僅憑十六進制最末位上的數,無法確定該數的奇偶性
D.在十六進制數最末位后加上一位,此位的值為A,所得新數是原數的16倍
B
解析　本題考查進制轉換知識。7位二進制數的最大值為127D,選項A說法不正確;1111B=FH,選項B說法正確;該數的奇偶性由最末位上的數字確定,選項C說法不正確;最后加上一位0,才是16倍,選項D說法不正確。
A
解析　二進制數X末位是1,則該數是奇數,不可能是10。4位二進制數最大值是(1111)2,即(F)16。若X+1的數字位數大于X的位數,說明X是(1111)2,即(15)10,加1后是(10000)2。二進制數去除一個末位數,所得的值是X整除2。
A.該十進制數一定是奇數
B.十進制數n和n+1所對應的二進制數的位數可能不同
C.十進制數n*10得到的值與在二進制數末尾添加數字0得到的值相同
D.如在轉化后的二進制數的末尾添加一個“1”,此時除以4的余數是3
C
15.下列不同進制的數字中,值最大的是 (　　)
A.103H B.256D
C.FFH D.11111010B
A
16.用RGB模式表示顏色時,每個顏色分量用2位十六進制數表示,不足兩位,前面補0。如RGB(255,1,255)可以轉換為FF01FF,則RGB(255,64,12)可以轉換為 (　　)
A.FF4004 B.FF40C
C.FFC840 D.FF400C
D
解析　本題考查十進制轉十六進制知識,十進制轉十六進制采用除16取余,逆序輸出的方法。
17.十進制數n轉化為二進制數,該二進制數末位是“1”,下列說法正確的是 (　　)
A.若該二進制數的位數是7,則十進制數n的最大值是128
B.十進制數n和n+1所對應的二進制數的位數可能不同
C.十進制數n×10就是在二進制數末位“1”后面添加數字“0”
D.若該十進制數的位數是2,則對應最小的二進制數是101
B
解析　選項A,若n是七位二進制數,則對應的十進制數最大127。選項C,可以舉例說明該選項錯誤,2D與20D對應的二進制數并不是簡單的后面添0。若該十進制數的位數是2,則對應最小的二進制數是1011。
A
18.下列關于數據采集與數字化的說法,正確的是 (　　)
A.心電監護儀通過傳感器采集心率數據
B.心率數據只能通過傳感器采集得到
C.傳感器采集到的心率信號屬于數字信號
D.若主機對信號進行處理得到的二進制數據為“10011101”,也可用十六進制“9C”表示
解析　B選項心率數據也可通過人工方式采集得到;C選項傳感器采集到的心電圖信號是電壓信號,還需通過主機進一步處理才能得到數字信號;D選項二進制“10011101”轉換成十六進制為“9D”。
C
A.8位二進制數能表示的最大十進制數為255
B.若二進制數末尾是“0”,則該數轉換的十進制數是偶數
C.若十六進制數末尾是“0”,則該數轉換的十進制數的末尾也是“0”
D.某3位的十六進制數,轉換為二進制數后,有效位數不超過12位
解析　若十六進制數末尾是“0”,則該數轉換的十進制數是末尾不一定是“0”,如十六進制數10H。
A
20.八位二進制數1 0的首位是1,末位是0,其余數字模糊不清,下列說法正確的是(　　)
A.該數轉換成十進制,肯定是偶數
B.該數用十六進制表示,最大值是7FH
C.在該數后面添加一個0,新數是原數的10倍
D.該數轉換成十六進制,值的范圍是A0至FE
解析　該數用十六進制表示,最大值是FEH;在該數后面添加一個0,新數是原數的2倍;最小的數為中間的數全為0,最大的數為中間的數全為1,轉成十六進制數的范圍是80至FE。
D
A.x/2的運算結果轉為二進制一定比y少1位
B.二進制數y的最低位一定是0
C.十進制數x+1轉化為二進制數不超過8位
D.十進制數x除以16的余數與二進制數y的左側4位的值相等
解析　本題考查進制轉換知識。選項A,二進制進位規則為“逢二進一”,十進制數x整除2的運算結果轉為二進制一定比y少1位。選項B,x為偶數,偶數的二進制最低位一定為0。選項C,x的最大取值為254,轉換成二進制為11111110,x+1轉換成二進制數不會超過8位。選項D,十進制數x除以16的余數得到的值轉換成二進制為二進制數y的右側4位。
D
22.十進制正整數n轉換為二進制數,該二進制數共4位,下列說法正確的是 (　　)
A.若該二進制數的首位為1,則n必大于9
B.若該二進制數的末位為1,則n+1可能為奇數
C.該二進制數首位去掉,轉換為十進制數,所得的值是n/2
D.該二進制數按位取反,轉換為十進制數,與n相加的結果必為15
解析　本題主要考查進制轉化相關知識。若該二進制數的首位為1,最小可取8。若該二進制數的末位為1,則n+1肯定為偶數。若該二進制數為1000,首位去掉后變為0。4位二進制數,每位上的數字非0即1,每位上對應的反碼分別是1和0,兩者相加的和,每位上都是1,轉換成十進制數,即15。
C
23.如圖所示,用黑色代表“1”,白色代表“0”,每行或每列均表示一個二進制數,如第 3 行表示的二進制數為 0010100B,則下列說法正確的是 (　　)
A.第一行表示的二進制數的十六進制表示為65H
B.所有列表示的二進制數之和轉化為十進制數為254D
C.前4行表示的二進制數之和轉化為十進制數為127D
D.前4行表示的二進制數之和減去后三行表示的二進制數之和的值為1
D
24.錄制聲音的過程如圖所示。
解析　本題主要涉及對聲音信號數字化的理解。音頻數字化過程包括:①采集模擬音頻信號,②將模擬音頻信號轉換成數字信號,③存儲數字音頻信號。在本題中,利用話筒采集模擬音頻信號,模數轉換器(ADC)將模擬音頻信號轉換成二進制數字信號,再將數字音頻信號存儲在存儲器中,完成模擬信號的數字化,因此本題選A。
其中ADC模塊的主要功能是 (　　)
A.將模擬信號轉換為數字信號 B.將數字信號轉換為模擬信號
C.對模擬信號進行放大 D.對數字信號進行壓縮
A
D
A.對于同一模擬信號,采樣的時間間隔越小,采集到的信號樣本數量越多
B.將模擬信號轉換成數字信號一般需要經過采樣、量化與編碼解析
C.傳感器對環境中的物理量、化學量和生物量等進行感知與測量,并轉換成電信號
D.模擬信號以離散的、不連續的物理量存在
解析　本題考查數據的采集和量化。A選項時間間隔越小,頻率越高,采集的數量越多。D選項模擬信號是連續的。
26.模擬信號的數字化過程,如圖所示:
(1)將模擬信號轉換成數字一般需要經過三個步驟:①　　　　,②　　　　,③編碼。
(2)聲卡是實現聲音信號“模數”和“數模”轉換的設備,其中錄音的過程是實現　　　　轉換的過程,放音的過程是實現　　　　轉換的過程(選填,填字母,A.模數,B.數模)。
(3)如圖是一段錄音文件的參數界面,該錄音文件共采集的數據點個數為 　　　　。
答案　(1)①采樣　②量化　(2)A　B　(3)44100*12*1
解析　本題考查信息的數字化。(1)將輸入的模擬信號按適當的時間間隔得到各個時刻的樣本值,使其轉換為時間上離散,幅度上連續的脈沖信號稱為采樣,將采樣的信息進行二進制編碼稱為量化。(2)錄音是把模擬信號轉換為數字信號,稱為模數轉換。播放音樂是把數字信號轉換為模擬信號,稱為數模轉換。(3)一共采集到44100*12*1個數據點,每個點用16位表示。
27.圖像是人對視覺感知的物質再現,隨著數字采集技術和信號處理理論的發展,越來越多的圖像以數字形式存儲,請結合相關知識回答下列問題:
(1)數字圖像包括矢量圖形與　　　　。
(2)數字圖像以文件形式存儲于計算機中,以下不屬于圖像文件的是　　　　(選填,填字母,A.圖像bmp/B.圖像.jpg/C.圖像.wmv)。
答案　(1)位圖圖像　(2)C課時2　數據采集與編碼(一)
課時目標
1.了解數據采集的常見方法，能通過互聯網采集所需數據。2.掌握模擬信號數字化的一般流程，理解采樣與量化的概念。3.掌握二進制、十進制、十六進制之間的轉換方法。
1.數據采集
(1)早期采用觀察、________、________、調查等人工方法。
(2)互聯網、物聯網下以________、網絡爬蟲等機器獲取方法為主。
2.數字化
(1)將________信號轉換為________信號的過程稱為數字化。
(2)將模擬信息轉換成數字信號一般需要經過________、________與編碼。
3.數制及進制轉換
(1)數據在計算機內部是以二進制方式進行存儲和處理的。
(2)常用的數制有：二進制(B)、八進制(O)、十進制(D)、十六進制(H)
(3)十進制轉二進制、十六進制方法(除R取余，倒序連接)
十進制轉二進制：除2取余數，直到商為0，將所得余數倒序輸出。即：35D＝100011B 十進制轉十六進制：除16取余數，直到商為0，將所得余數倒序輸出。即：35D＝23H
(4)二進制、十六進制轉十進制方法(位權展開)
二進制、十六進制轉十進制方法為位權展開。二進制的權值為2n，十六進制的權值為16n(n為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)二進制與十六進制互換方法
二進制轉十六進制：從二進制數的低位開始，每4位二進制數轉換為1位十六進制數，位數不夠左邊補0。例如：1101011B＝____H即：1101011B＝6BH 十六進制轉換為二進制：每1位十六進制數轉換成4位二進制數，轉換為二進制數后最前面的0省去不寫。例如：D7H＝______B即：D7H＝11010111B
例1 下列有關數據采集、數字化過程的說法，不正確的是(　　)
A.只有數字化后的信號才能用計算機來進行處理
B.計算機在獲取數據時，只能是傳感器、網絡爬蟲等機器獲取的方式
C.采樣是將模擬信號從時間(空間)上離散，而量化是將其從取值上離散
D.計算機中的文字、圖片、視頻、代碼都是經過一定規則編碼后，以二進制形式存儲的
聽課筆記：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
變式訓練1　下列關于信息數字化的描述，錯誤的是(　　)
A.播放音頻文件的過程中音響發出的聲音屬于數字信號
B.可以利用掃描儀、照相機、手機等采集設備對信息進行數字化
C.將模擬信號轉換成數字信號一般需要經過采樣、量化和編碼
D.在信息技術中，數字信號表示的數據是指可被計算機存儲、處理的二進制數據
例2 將模擬信號轉成數字信號，一般需要經過采樣、量化和編碼，下列說法不正確的是(　　)
A.圖甲是模擬信號采樣的過程
B.數字信號是在取值上是離散的、不連續的信號
C.縱坐標劃分得越細，量化就越精細，與實際數據也越接近
D.量化就是在縱坐標上進行劃分，然后將每個采樣點用數字表示出來
聽課筆記：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
變式訓練2　某聲音模擬信號的采樣如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A.M與N采樣點位置不同，它們的量化值也不同
B.0.5秒內取樣點100個，因此采樣頻率為100 Hz
C.數字化過程是將離散的模擬信號轉換成連續的數字信號
D.圖中整個幅度劃分為0～7級的小幅度，其量化位數是3 bit
例3 對某段聲音進行數字化，量化值的范圍是0～200，則量化位數最少是(　　)
A.7 B.8
C.16 D.200
聽課筆記：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
變式訓練3 將1000個蘋果放入若干個箱子，并在每個箱子的封面標注箱子中的蘋果數量，并封好箱子。為了在不拆開箱子的情況下，一次性取走 1～1000 中任意個數的蘋果，則裝蘋果時至少要準備的箱子數為(　　)
A.8 B.9
C.10 D.11
例4 下列有關數制的說法，正確的是(　　)
A.計算機內部二進制表示較大數時位數太長，可以用十六進制數方式進行存儲和處理
B.古代l斤為16兩，半斤八兩體現了八進制數的思維方式
C.兩位十六進制正整數，末位是9，轉換為十進制數，最大值是249D
D.將某十六進制數末尾添加一個數l等價于將該數轉換為二進制數后末尾添加1111
聽課筆記：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
變式訓練4 某5位二進制數“1■1■1”，其中兩位模糊不清，下列描述正確的是(　　)
A.該數末位數字“1”對應的權值是21
B.若模糊的那兩位數字是1，則對應的十六進制數為F1H
C.該二進制數轉換為十進制數后一定是奇數
D.該二進制數對應的十進制數有2種可能
變式訓練5 十進制正整數n轉換為二進制數，該二進制數末位是“0”。下列說法正確的是(　　)
A.無法確定n是奇數還是偶數
B.若該二進制數的位數是4，則n的最大值是15
C.n與n＋1分別轉換為二進制數，這兩個二進制數的位數可能不同
D.該二進制數末位的“0”去掉后，再轉換為十進制數，所得的值是n/2
1.下列不屬于模擬信號的是(　　)
A.自然界中流水的聲音
B.電流表指針指向的電流值
C.水銀溫度表呈現的溫度值
D.存儲在計算機中的照片
2.下列有關數據采集的說法，正確的是(　　)
A.傳感器主要用于隨時獲取來自計算機的數據
B.人工獲取數據的方式已經被機器獲取完全替代
C.圖書館是人們獲取日常所需數據的主要來源
D.“華為運動手環”可以用于數據的采集
3.關于計算機中各種類型的數據，以下說法正確的是(　　)
A.用計算機錄制并存儲一段聲音，需要經歷“數模轉換”的過程
B.由于編碼方式不同，圖像文件具有BMP、JPEG、GIF等不同格式
C.位圖是用基于數學方程的幾何圖元描述的，放大后不會失真
D.由反射率相差很大的黑條和白條排成的平行線圖案叫作二維碼
4.用坐標軸模擬一段時長為1 ms的聲波數字化的過程，每隔0.1 ms取一個采樣點，其中A點和B點分別為聲波的最高點和最低點，如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A.該音頻的采樣頻率為44.1 kHz，量化位數至少是8位
B.該音頻的采樣頻率為44.1 kHz，量化位數至少是7位
C.該音頻的采樣頻率為10 kHz，量化位數至少是8位
D.該音頻的采樣頻率為10 kHz，量化位數至少是7位
5.下列數字最大的是(　　)
A.11011B B.11010B
C.25D D.1CH
6.下列有關n進制數120的說法，正確的是(　　)
A.該數轉換成十進制后一定是偶數
B.該數轉換成十進制后可能小于10
C.該n進制至少包含3個數碼
D.該n進制數去掉最低位的“0”后，其對應的十進制值擴大n倍
7.若將十進制數n轉換成二進制數y，該二進制數y的末位是1，下列說法不正確的是(　　)
A.可以確定該十進制數n為奇數
B.將該二進制數末位的1去掉后，再轉換為十進制數，所得的值是n/2
C.該十進制數n＋1轉換成二進制數，二進制位數可能比y多
D.若該二進制數末位后加上數碼0，則新數是原數的2倍
8.二進制數1■■■■■0的首位是1，末位是0，其余數字模糊不清，下列說法正確的是(　　)
A.在該數后面添加一個0，新數是原數的10倍
B.若將該數轉換成十進制數，可以表示成[64，126]范圍中任意一個整數
C.該數轉換成十進制數，最小值是64D
D.該數用十六進制表示，最大值是7FH

展開更多......

收起↑