資源簡介

專題2　數據采集與編碼
學習目標　
1.掌握傳感技術特別是射頻技術的應用；
2.掌握數據編碼是將信息轉換為一定規則文本和數字過程及意義；
3.掌握進制的含義和進制的轉換；
4.掌握輸入碼、交換碼、處理碼、機內碼和輸出碼等字符編碼的作用；
5.理解ASCII碼與漢字編碼的區別，能夠內碼區別兩種編碼.
由于組成計算機原材料是半導體，半導體是否導電，只有兩種狀態，因此計算機內信息表示存儲只能使用二進制信息，即信息必須經過數字化后才能被計算機存儲和表示。采集數據的來源主要有數據庫、互聯網、傳感器等。互聯網能快速地獲取數據庫中數據，物聯網主要通過傳感器獲取數據。數字化的過程包含采樣、量化和編碼，涉及數據的采集并劃分等級，最終用等長的二進制數來表示。
(2024年1月浙江省選考)圖像F為圖a所示的200×100像素、256色位圖，圖像G為圖b所示的200×100像素、16色位圖，則圖像F與G的存儲容量之比為(　　)
A.1∶2 B.1∶1 C.2∶1 D.16∶1
重難點1　傳感與控制
傳感器屬于信息輸入設備，一般由敏感元件、轉換元件、其他輔助元件三部分組成。根據基本感知功能的不同，通常把傳感器分為熱敏、光敏、氣敏、力敏、磁敏、濕敏、聲敏、色敏和味敏等傳感器。射頻是一種無線高頻電磁波，射頻技術也稱射頻識別，包含發射端——RFID標簽(也稱電子標簽)和接收端——RFID讀寫器兩大基本元素。電子標簽存儲信息，分有源電子標簽和無源電子標簽，源指電源，有源電子標簽能主動向讀寫器發送信號，無源電子標簽靠近讀寫器后，獲得能量并向讀寫器發送信號。發射端發送特定的射頻信號，接收端接收到射頻信號后，并從中提取出有用信息。
例1 智能手機可以利用NFC功能讀取門禁卡信息保存到手機中，讓手機變成鑰匙，進小區時可以刷手機開門。下列說法正確的是(　　)
A.NFC是一種短距低頻的射頻識別技術
B.門禁卡屬于RFID中的有源電子標簽
C.刷手機開門時不需要開啟手機NFC功能
D.手機讀取門禁卡信息時作為RFID讀寫器
變式1 安裝車載電子標簽的ETC車輛與在收費站進行專用短程通信，進行數據傳輸與費用結算，下列說法不正確的是(　　)
A.射頻識別需要兩大基本要素：電子標簽(發射端)和RFID讀寫器(接收端)
B.二代身份證、銀行卡等內置的電子標簽屬于無源標簽
C.射頻識別技術是物聯網的關鍵技術
D.NFC技術由RFID演變而來，是一種遠距離高頻的無線電技術
例2 某智能快遞柜自動采集包裹的尺寸、重量等數據，并分配儲物格。收件人手機APP掃碼，系統控制對應位置的儲物格鎖扣打開，允許收件人取件。下列說法正確的是(　　)
A.通過傳感器可以獲取包裹的尺寸、重量數據
B.手機APP掃碼使用的是射頻識別技術
C.快遞柜上用于輸入取件碼的觸摸屏屬于執行器
D.由收件人的手機直接發出打開鎖扣的控制信號
變式2 高速路口ETC(電子不停車收費系統)的工作示意圖如圖所示，當裝有非接觸式識別卡的汽車經過地感線圈時，進入了讀卡器的感應區域，攝像頭開始工作，當車牌被識別后，后臺系統向閘門控制器發出指令，打開道閘。以下說法正確的是(　　)
A.車牌號的識別用到了人工智能技術
B.該過程中用到了NFC技術，從信息采集的角度來看，它屬于傳感器技術
C.非接觸式卡是接收端，讀卡器是發射端
D.閘機的打開和關閉，是傳感器技術的一種應用
重難點2　進制和編碼
計算機只能表示二進制數，由于計算機基本存儲單位是一個字節，8個二進制位最多能表示256種信息，若能分成兩組，每組4位二進制數，因此可以采用2位十六進制數表示一個字節的內容，需要學習和掌握十六進制、二進制和十進制之間的互相轉換。n位k進制數能表示數的范圍是0至kn－1，表示數的數量為kn，權值是k進制數上每個位上1對應值。編碼是按一定規則用文字圖像等表示信息，有文字、圖像、聲音等編碼。
例1 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
變式1 下列算式計算結果為10H的是(　　)
A.1H×10D B.9H＋1H
C.20D－10B D.10B×8D
例2 下列關于編碼的說法，正確的是(　　)
A.計算機內部數據采用十六進制編碼
B.7位二進制能表示256種顏色
C.每個漢字的輸入碼是唯一的
D.對數據的壓縮是編碼的過程
變式2 下列有關進制與信息編碼的說法，正確的是(　　)
A.二維碼的信息存儲量比一維條形碼更大，功能也更強大
B.十六進制數A7轉換為二進制數為1010111
C.圖像的數字化需要經過采樣、量化和解碼等環節
D.用n位二進制數表示顏色數量，最多能表示2n－1種顏色
重難點3　數字化
聲音在時間上可以分成無限小的數據點，圖像在空間上也可以分成有限小的數據點，只要在一定的精度范圍內，獲取相應的數據點，就可以還原聲音或圖像，因此在連續數據點上每隔一定時間或空間獲取一個點，稱為采樣。將采集到的數據按比例劃分等級，稱為量化。由于計算機只能存儲和表示二進制信息，因此需將這些數據采用一個等長的二進制代碼來表示，稱為編碼，整個采樣、量化和編碼的過程稱為信息的數字化。
例1 模擬聲音信號通過采樣、量化、編碼等過程轉換成數字信號，如圖所示。下列關于聲音數字化的說法，不正確的是(　　)
A.甲圖所示，模擬聲音信號以連續變化的物理量存在
B.乙圖所示，采樣是按一定的時間間隔取值，間隔越小，采集到的信號樣本數量越多
C.丙圖所示，將聲音的高低劃分成8個等級，則量化位數至少為8位
D.聲音數字化的過程會引起失真
變式1 下列關于數據采集與數字化的說法，正確的是(　　)
A.計算機在獲取數據時，只能通過傳感器、網絡爬蟲等機器獲取的方式
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
C.提高聲音的音量，一定會影響該聲音的采樣頻率與量化位數
D.為了提高聲音的保真度，可以無限制地提高采樣頻率與量化位數
例2 一幅未經壓縮的1024*768像素的BMP位圖圖像，將該圖像存儲為JPEG格式(其他參數不變)，其存儲容量為96KB，圖像的壓縮比約為8∶1，則該圖像的類型可能是(　　)
A.黑白位圖 B.8色位圖
C.256級灰度位圖 D.16色位圖
變式2 小張利用圖像處理軟件對一張1024*768分辨率的BMP格式的照片進行處理，在其他參數不變的情況下，將其顏色模式由24位色圖改為256級灰度圖，則處理前后的照片存儲容量比約為(　　)
A.1∶10 B.3∶1 C.1∶32 D.1∶1
例3 將時長為5分鐘、采樣頻率為44.1 kHz、量化位數為16bit、立體聲未經壓縮的Wave格式音頻壓縮為MP3格式文件，壓縮后的MP3格式文件大小為5MB，則其壓縮比約為(　　)
A.3∶1 B.5∶1 C.10∶1 D.20∶1
變式3 使用某軟件錄制A、B兩個WAVE格式的音頻文件，參數設置分別如圖a、圖b所示。其中A的量化位數為24bit，左聲道設置為靜音，B的量化位數為16bit，A、B文件大小之比約為(　　)
A.2∶3 B.3∶1 C.4∶1 D.6∶1
重難點1　傳感與控制
1.某轎車安裝了自動大燈，能實現根據環境光暗自動點亮、環境光強自動關閉的功能，該大燈安裝的傳感器屬于(　　)
A.熱敏傳感器 B.聲敏傳感器
C.光敏傳感器 D.氣敏傳感器
2.一些學校的圖書館或宿舍有RFID門禁系統，學生經過門禁機時可以刷卡進入，由系統記錄信息，該信息系統不涉及的硬件是(　　)
A.數據庫服務器 B.光敏傳感器
C.電子標簽 D.RFID讀寫器
3.系統結合智能終端實現對短跑比賽計時，下列說法不正確的是(　　)
A.終點可能采用了紅外線傳感器
B.智能終端可以通過傳感器實現數據輸入
C.比賽得分數據最終存儲在智能終端
D.傳感器采集選手到達終點的信號，這一過程需要進行模數轉換
4.下列關于校園卡的說法正確的是(　　)
A.校園卡應用了RFID技術，內置了有源電子標簽
B.識別校園卡信息不屬于傳感器技術
C.校園卡內置電池，會主動向RFID讀寫器發送信號
D.校園卡具有唯一的電子編碼
5.集成多種傳感器和NFC功能的智能手環，具有睡眠檢測、健康趨勢分析等功能。下列說法正確的是(　　)
A.傳感器是整個設備的控制中心
B.健康趨勢分析功能無需應用軟件支持
C.通過NFC方式無法實現移動支付
D.傳感器的植入使得智能手環更加具有“智能性”
重難點2　進制和編碼
1.單極性不歸零碼是傳輸二進制數據時采用的一種編碼方式，用正電壓表示二進制數1，用零電壓表示二進制數0(按從左往右順序編碼)。某8位二進制數據傳輸圖像如圖所示，下列選項能表示該數的是(　　)
A.10101000B B.11101010B
C.53H D.57H
2.下列四個選項中所描述的數從數值上比較，最大的是(　　)
A.5位十六進制數能表示的最大值
B.20位二進制能表示的不同數的個數
C.存儲10000個ASCII碼所需字節數
D.存儲圖像大小為100×100像素的黑白兩色位圖所需的字節數
3.下列與(16)16相等的是(　　)
A.(10000)2 B.(10)10
C.(10110)2 D.(32)8
4.下列有關數據采集與編碼說法正確的是(　　)
A.基本的ASCII碼共有127個，二進制范圍為00000000～01111111
B.圖片的色彩越豐富，其顏色位深度值越大
C.量化是指將信號的連續取值近似為有限個離散值的過程
D.由反射率相差很大的黑條和白條排成的平行線圖案叫做二維碼
5.無牌車輛可以通過車主用智能手機微信、支付寶掃一掃功能實現登記后自主入場，下面說法錯誤的是(　　)
A.生成二維碼的過程屬于信息的解碼
B.車主的微信、支付寶賬號信息可作為無牌車輛的臨時電子標簽
C.微信、支付寶掃一掃功能實現登記后自主入場，該過程包含數據的采集
D.智能手機作為最常見的移動終端，過度開放APP所需權限，增加了信息泄露的可能
6.下列有關信息編碼知識的說法正確的是(　　)
A.手機掃描某二維碼得到其中的信息是信息的編碼過程
B.對一張黑白位圖進行編碼，每個像素的顏色至少需要用2位二進制來表示
C.對聲音進行數字化時，采樣頻率越高，得到的聲音越逼真，需要的存儲空間也越大
D.我國編制的“中華字庫”包含50多萬個漢字，在計算機中存儲時不能用二進制方式編碼
7.下列關于信息編碼的說法，正確的是(　　)
A.ASCII碼共有128個字符，編碼范圍從1到128
B.黑白圖像的顏色位深度是2位
C.聲音數字化的過程中若其他條件不變，采樣頻率越高，則聲音更保真
D.根據GB2312編碼，“技術IT”總共占8bit
重難點3　數字化
1.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，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
2.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
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做二維碼
4.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
5.圖像1為200×100像素、256級灰度圖，圖像2為300×200像素、位深度是16位，則圖像1與圖像2的存儲容量之比為(　　)
A.1∶3 B.3∶1 C.1∶12 D.1∶6
6.使用某APP時可通過手機相機拍照，并保存為1024×768，顏色位深度16位的BMP格式圖像，下列說法正確的是(　　)
A.該圖像某個像素的顏色值編碼表示可能為0000H
B.拍照過程實現了信號的數模轉換
C.若將拍照圖像轉換為256級灰度BMP格式位圖，則存儲容量變為原來的2倍
D.無論采用哪種格式，在計算機內部都是以十六進制的形式存儲圖像
7.某雙聲道Wave格式的音頻文件，其采樣頻率為44.1 kHz，量化位數為2字節，時長為10秒，則其存儲空間約為(　　)
A.861KB B.1.68MB C.6.9MB D.215KB
重難點1　傳感與控制
1.下列關于傳感器的說法不正確的是(　　)
A.在信息系統從外部世界采集信息的過程中，傳感器在各種應用中都起著極為重要的作用
B.信息系統要從傳感器獲取信息，可以采用多種通信方式，如無線網絡、藍牙、串口等
C.通過霍爾傳感器可以實現加密、解密、電子支付等功能
D.同一種傳感器采用不同的算法，還可以實現不同的功能
2.下列有關傳感器及其實現功能的說法，不正確的是(　　)
A.利用加速度傳感器，實現計步功能
B.利用光線傳感器，實現自動調節屏幕背光的亮度
C.利用霍爾傳感器，實現手機橫豎屏智能切換
D.利用指紋傳感器，實現解鎖、電子支付等功能
3.小明媽媽在購買新手機后，經常使用其NFC功能進行支付。以下關于射頻識別技術的說法不正確的是(　　)
A.RFID技術是由NFC技術演進過來的
B.RFID標簽有有源和無源之分，其中的“源”是指電源
C.利用NFC技術可以實現安全的移動支付
D.銀行卡的“閃付”功能，也是用到了NFC技術
4.某智能眼鏡可以安裝軟件來實現計步、圖像導航、拍照等功能，用戶可以用語音、手勢、視覺等操作控制。下列說法正確的是(　　)
A.該智能眼鏡的性能指標只有處理器、屏幕分辨率
B.該智能眼鏡的計步功能是通過重力傳感器實現的
C.該智能眼鏡包括輸入、處理、存儲和輸出四個部分
D.該智能眼鏡中植入了傳感器以接收外界信號指令，體現了“移動性”
5.下列選項中不屬于執行器的應用的是(　　)
A.自動識別系統將車牌信息輸入信息系統
B.智能手環通過簡單的震動來提醒用戶
C.火警預報系統發現火情后提醒用戶找到逃生通道
D.火車、地鐵的檢票系統控制閘機的打開和關閉
6.智慧飲料瓶回收機器的工作流程為：機器通過身份卡或人臉識別對用戶進行身份認證，身份識別后用戶可投放飲料瓶，機器對當前飲料瓶進行判斷，符合回收條件則按塑料瓶和鋁制易拉罐進行分類，塑料瓶按容量計算金額，鋁制易拉罐按重量計算金額，若不符合回收條件則退回，結束投瓶后機器統計飲料瓶個數和金額，并將回收數據通過網絡傳送至服務器。下列關于該信息系統中的傳感與控制技術，說法不正確的是(　　)
A.人靠近回收機器時自動開啟人臉識別使用了光線傳感器
B.將卡靠近回收機器感應區時立即識別身份是采用了無線射頻技術
C.該機器使用金屬傳感器迅速區分塑料瓶和鋁制易拉罐
D.機器使用稱重傳感器對鋁制易拉罐進行稱重
7.某信息系統利用RFID技術識別電子標簽的工作流程如圖所示：
包括以下步驟：①讀寫器通過天線向電子標簽發送一定頻率的射頻信號；②讀寫器采集電子標簽的信息并解碼；③讀寫器處理解碼信息后，將結果發送至信息系統；④電子標簽從讀寫器獲得能量，向讀寫器發送編碼信息。正確的工作流程順序是(　　)
A.①②③ B.①④③ C.④②③ D.①④②
8.下列關于傳感與控制及網絡技術的說法，正確的是(　　)
A.平板實現翻蓋自動解鎖、合蓋自動鎖屏是通過壓力傳感器實現的
B.第五代移動通信技術(簡稱5G)，其數據傳輸速率達到了5Gb/s
C.同一傳感器采用不同的算法，可以實現不同的功能
D.調制解調器用于實現網絡中各計算機之間的連接
9.下列關于傳感與控制的說法，不正確的是(　　)
A.傳感器屬于信息系統的輸入設備
B.信息系統的控制可分為開環控制和閉環控制兩種
C.信息系統通過執行器可以作用于外部世界
D.射頻識別技術的兩大基本元素是接收端和讀寫器
重難點2　進制和編碼
1.對產品編號可以有效地對產品進行動態管理與追蹤，某批產品的數量不超過50000件，若用數字‘0’－‘9’及字母‘A’－‘F’對每個產品編號，最少需要的編碼位數是(　　)
A.2 B.3 C.4 D.5
2.已知n是一個6位二進制數1■01■0，其中有兩位數字模糊不清。下列數中，可能與它相等的是(　　)
A.37D B.54D C.28H D.44H
3.下列有關數據采集與編碼的說法，正確的是(　　)
A.數字信號轉換為模擬信號的過程稱為數字化
B.ASCII碼的最大值十進制表示為128
C.信息編碼的本質是信息形式轉換的過程
D.圖像的數字化不需要經過采樣階段
4.某段聲音信號的量化過程如圖所示，量化位數至少為(　　)
A.3 B.4 C.8 D.14
5.下列關于量化與編碼的說法，正確的是(　　)
A.可以使用2位四進制數表示24個小時
B.某7位二進制數的最高位為1，將其轉換為十進制數后的值大于等于128
C.一幅1024*768的未經壓縮的BMP格式的黑白圖像的存儲容量約為192KB
D.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
6.下列關于數據采集與編碼的說法不正確的是(　　)
A.用計算機解決問題，本質上就是數據運算
B.字母“A”的ASCII碼十六進制為41，則字母“C”二進制是01000011
C.二維碼相對于條形碼，信息的存儲量更大
D.任意進制的一個數n，若末尾為0，該數轉為十進制一定是偶數
7.下列關于進制和信息編碼的說法，正確的是(　　)
A.根據GB2312編碼，“杭州亞運會”共占10bit
B.若一個十進制是奇數，則它的二進制數末位一定是1
C.錄音過程就是通過采樣和量化實現數字信號的模擬化過程
D.十六進制數1011H，其最左邊的“1”對應的權值為16的4次方
8.以下關于數據編碼的說法，正確的是(　　)
A.1個漢字字符在計算機中存儲需要1個字節
B.不同聲音信號經編碼后生成的文件類型一定不同
C.位圖圖像編碼時位深度大小與圖像質量無關
D.1個ASCII碼字符在計算機中以8位二進制存儲
9.下列關于信息編碼的說法，正確的是(　　)
A.只有計算機中才有信息編碼
B.ASCll碼是一種漢字編碼
C.掃描二維碼的過程屬于信息編碼
D.采用8位色進行編碼的BMP圖像，其顏色數量總共有256種
10.結合如圖所示的條形碼，下列說法不正確的是(　　)
A.條形碼是數據的表現形式之一
B.條形碼編制的過程其實就是信息的解碼過程
C.“56789”這串數字具有意義，因為其包含了商品代碼信息
D.條形碼嚴重損壞會導致信息丟失，說明信息具有載體依附性
11.下列關于信息編碼的說法，不正確的是(　　)
A.根據ASCII編碼標準，“IT”兩個字母共占用2bit
B.漢字的輸入碼不是唯一的
C.相對于一維條形碼，二維碼的信息存儲量更大
D.對視頻進行壓縮的過程，是編碼的過程
12.下列關于信息的編碼說法正確的是(　　)
A.信息編碼只能使用二進制表示
B.條形碼可承載的信息量通常比二維碼多
C.將末位為0的十六進制數轉換為二進制數后，二進制數的末位一定是0
D.“B”的ASCII碼值為66D，由此可知字符“b”的ASCII碼值為86D
13.下列關于編碼的說法，正確的是(　　)
A.計算機中的漢字也是采用二進制進行編碼的
B.模擬信號是以離散的、不連續的物理量形式存在的
C.將模擬聲音數字化需要經過采樣、量化、編碼三個過程，該過程為數模轉換
D.對某段聲音進行數字化，量化值的范圍是0－256，則量化位數最少是8位
重難點3　數字化
1.下列關于圖像數字化的說法，不正確的是(　　)
A.將圖像柵格化成像素屬于采樣
B.將像素的顏色信息用數值表示屬于量化
C.將圖像保存為不同的格式，其編碼方式往往不同
D.將BMP格式圖像壓縮成JPEG格式用到了模數轉換
2.下列關于數據與數字化的說法，正確的是(　　)
A.結繩記事中“大事大結，小事小結”，繩結是信息
B.“一百個人心中有一百個哈姆雷特”體現了人們面對相同的信息構建的知識會有所區別
C.數字信號轉換為模擬信號一般需要經過采樣、量化與編碼
D.位圖圖像像素點越多越容易出現鋸齒狀，圖像質量越差
3.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3bit
4.下列關于圖像采集與處理的說法，不正確的是(　　)
A.數碼相機采集圖像的過程進行了模數轉換
B.圖像數字化的一般過程是采樣、量化、編碼
C.數字信號在取值上是離散的、不連續的信號
D.按同參數保存為BMP格式文件，圖像色彩越豐富，存儲容量越大
5.將模擬信號轉換成數字信號一般需要采樣、量化與編碼。下列說法正確的是(　　)
A.采樣點的量化值不同，其量化位數也一定不同
B.對于同一模擬信號，采樣的時間間隔越長，采集的樣本數量越多
C.改變量化等級，會影響采集的數據與實際數據的關系
D.模擬信號采樣后，再經過ADC在數值上進行離散化，經過編碼轉換成數字信號
6.一幅未經壓縮的1024×768像素的BMP圖像文件，其存儲容量約為2.25MB，則該圖像每個像素色彩編碼的位數為(　　)
A.3 B.8 C.16 D.24
7.某段未經壓縮的音頻，采樣頻率是44.1 kHz，量化位數為8b，下列說法正確的是(　　)
A.聲音數字化需要經過采樣和量化兩個過程
B.該音頻數字化時，量化值取值范圍為1～256
C.數字化的文件轉換為模擬信號的聲波
D.該音頻數字化時，每分鐘的采樣樣本數為44100個
8.將一個時長為1分鐘、采樣頻率為44.1 kHz、量化位數為16位的未經壓縮的Wave格式立體聲音頻文件以10∶1的壓縮比壓縮成MP3格式，則壓縮完成后該MP3格式文件大小約為(　　)
A.0.5MB B.1MB C.4MB D.8MB
9.現有一段時長20秒、PAL制式(25fps)、畫面尺寸為1024*576的未經壓縮的AVI格式視頻，容量約為562.5MB，則該視頻每幀畫面的位深度為(　　)
A.8 B.16 C.24 D.32
10.下列有關數字化的說法，正確的是(　　)
A.數碼照相機拍照片的過程是模數轉換的過程
B.錄音時，說話者的聲音越大，得到的音頻文件占用的存儲空間也越大
C.量化位數越大，說明采集聲音時每秒鐘得到的采樣點越多
D.一張圖像的位深度為8，說明這張圖像最多可以呈現255種不同的顏色
11.音頻和圖像的采樣、量化過程如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.一般而言，音頻采樣時降低采樣頻率能提高保真率
B.圖中所示的音頻數字化后至少需要8位量化位數
C.圖中所示的圖像數字化后若存儲為256色位圖，則存儲容量為14×12×256字節
D.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
12.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
專題2　數據采集與編碼
學習目標　
1.掌握傳感技術特別是射頻技術的應用；
2.掌握數據編碼是將信息轉換為一定規則文本和數字過程及意義；
3.掌握進制的含義和進制的轉換；
4.掌握輸入碼、交換碼、處理碼、機內碼和輸出碼等字符編碼的作用；
5.理解ASCII碼與漢字編碼的區別，能夠內碼區別兩種編碼.
由于組成計算機原材料是半導體，半導體是否導電，只有兩種狀態，因此計算機內信息表示存儲只能使用二進制信息，即信息必須經過數字化后才能被計算機存儲和表示。采集數據的來源主要有數據庫、互聯網、傳感器等。互聯網能快速地獲取數據庫中數據，物聯網主要通過傳感器獲取數據。數字化的過程包含采樣、量化和編碼，涉及數據的采集并劃分等級，最終用等長的二進制數來表示。
(2024年1月浙江省選考)圖像F為圖a所示的200×100像素、256色位圖，圖像G為圖b所示的200×100像素、16色位圖，則圖像F與G的存儲容量之比為(　　)
A.1∶2 B.1∶1 C.2∶1 D.16∶1
答案　C
解析　本題考查圖像的編碼及容量計算。位圖圖像容量取決于采樣的數據點的個數和每個數據點的容量，與圖像內容無關。256色位圖每個像素點容量為8位，16色位圖容量為4位，因此兩者之比為2∶1。
重難點1　傳感與控制
傳感器屬于信息輸入設備，一般由敏感元件、轉換元件、其他輔助元件三部分組成。根據基本感知功能的不同，通常把傳感器分為熱敏、光敏、氣敏、力敏、磁敏、濕敏、聲敏、色敏和味敏等傳感器。射頻是一種無線高頻電磁波，射頻技術也稱射頻識別，包含發射端——RFID標簽(也稱電子標簽)和接收端——RFID讀寫器兩大基本元素。電子標簽存儲信息，分有源電子標簽和無源電子標簽，源指電源，有源電子標簽能主動向讀寫器發送信號，無源電子標簽靠近讀寫器后，獲得能量并向讀寫器發送信號。發射端發送特定的射頻信號，接收端接收到射頻信號后，并從中提取出有用信息。
例1 智能手機可以利用NFC功能讀取門禁卡信息保存到手機中，讓手機變成鑰匙，進小區時可以刷手機開門。下列說法正確的是(　　)
A.NFC是一種短距低頻的射頻識別技術
B.門禁卡屬于RFID中的有源電子標簽
C.刷手機開門時不需要開啟手機NFC功能
D.手機讀取門禁卡信息時作為RFID讀寫器
思維點撥
明考向 本題考查無線射頻技術相關知識
精　點　撥 A NFC是一種短距高頻的射頻識別技術
B 門禁卡屬于RFID中的無源電子標簽
C 刷手機開門時需要開啟手機NFC功能
答案　D
變式1 安裝車載電子標簽的ETC車輛與在收費站進行專用短程通信，進行數據傳輸與費用結算，下列說法不正確的是(　　)
A.射頻識別需要兩大基本要素：電子標簽(發射端)和RFID讀寫器(接收端)
B.二代身份證、銀行卡等內置的電子標簽屬于無源標簽
C.射頻識別技術是物聯網的關鍵技術
D.NFC技術由RFID演變而來，是一種遠距離高頻的無線電技術
答案　D
解析　本題考查射頻識別技術。A選項射頻識別需要兩大基本要素，電子標簽發送信息，讀寫器接收并解碼信息。B選項電子標簽按是否有電源分為有源標簽和無源標簽。C選項物聯網獲取信息主要通過傳感器，而射頻識別技術是傳感技術中重要的一個部分。D選項NFC是短距離高頻的無線電技術。
例2 某智能快遞柜自動采集包裹的尺寸、重量等數據，并分配儲物格。收件人手機APP掃碼，系統控制對應位置的儲物格鎖扣打開，允許收件人取件。下列說法正確的是(　　)
A.通過傳感器可以獲取包裹的尺寸、重量數據
B.手機APP掃碼使用的是射頻識別技術
C.快遞柜上用于輸入取件碼的觸摸屏屬于執行器
D.由收件人的手機直接發出打開鎖扣的控制信號
思維點撥
明考向 本題考查傳感與控制
精　點　撥 A 傳感器是輸入設備，可以獲取數據
B 手機APP掃碼是將圖像的解碼
C 輸入取件碼的觸摸屏屬于輸入設備
D 系統控制對應位置的儲物格鎖扣打開
答案　A
變式2 高速路口ETC(電子不停車收費系統)的工作示意圖如圖所示，當裝有非接觸式識別卡的汽車經過地感線圈時，進入了讀卡器的感應區域，攝像頭開始工作，當車牌被識別后，后臺系統向閘門控制器發出指令，打開道閘。以下說法正確的是(　　)
A.車牌號的識別用到了人工智能技術
B.該過程中用到了NFC技術，從信息采集的角度來看，它屬于傳感器技術
C.非接觸式卡是接收端，讀卡器是發射端
D.閘機的打開和關閉，是傳感器技術的一種應用
答案　A
解析　本題考查傳感與控制。A選項車牌號的識別利用人工智能識別圖像中文字。B選項NFC技術是短距離高頻技術，但車輛與閘門距離較遠。C選項卡中保存車輛信息，是發射端，讀卡器是接收端。D選項閘機的打開和關閉，是控制器技術的一種應用。
重難點2　進制和編碼
計算機只能表示二進制數，由于計算機基本存儲單位是一個字節，8個二進制位最多能表示256種信息，若能分成兩組，每組4位二進制數，因此可以采用2位十六進制數表示一個字節的內容，需要學習和掌握十六進制、二進制和十進制之間的互相轉換。n位k進制數能表示數的范圍是0至kn－1，表示數的數量為kn，權值是k進制數上每個位上1對應值。編碼是按一定規則用文字圖像等表示信息，有文字、圖像、聲音等編碼。
例1 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
思維點撥
明考向 本題考查數制的相關知識
精點撥 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
答案　B
變式1 下列算式計算結果為10H的是(　　)
A.1H×10D B.9H＋1H
C.20D－10B D.10B×8D
答案　D
解析　本題考查數制的轉換。A選項計算結果160D，即A0H。B選項9H＋1H＝AH。C選項20D－10B＝18D即12H。D選項10B×8D＝2*8＝16D，即10H。
例2 下列關于編碼的說法，正確的是(　　)
A.計算機內部數據采用十六進制編碼
B.7位二進制能表示256種顏色
C.每個漢字的輸入碼是唯一的
D.對數據的壓縮是編碼的過程
思維點撥
明考向 本題考查信息的編碼
精　點　撥 A 計算機內部數據采用二進制編碼
B 7位二進制能表示128種顏色
C 每個漢字可以有多種輸入法
D 數據壓縮是信息轉換為另一種形式
答案　D
變式2 下列有關進制與信息編碼的說法，正確的是(　　)
A.二維碼的信息存儲量比一維條形碼更大，功能也更強大
B.十六進制數A7轉換為二進制數為1010111
C.圖像的數字化需要經過采樣、量化和解碼等環節
D.用n位二進制數表示顏色數量，最多能表示2n－1種顏色
答案　A
解析　本題考查進制與信息的編碼。A選項一維條形碼僅在水平方向上表達信息，只能包含數字和字母，存儲容量有限，二維條形碼則在水平和垂直方向的二維空間存儲信息，含更大量的信息。B選項一位十六進制數轉換為4位二進制數，不足4位補0，A7轉換為二進制數為10100111。C選項最后是編碼的過程。D選項最多能表示0至2n－1共2n種顏色。
重難點3　數字化
聲音在時間上可以分成無限小的數據點，圖像在空間上也可以分成有限小的數據點，只要在一定的精度范圍內，獲取相應的數據點，就可以還原聲音或圖像，因此在連續數據點上每隔一定時間或空間獲取一個點，稱為采樣。將采集到的數據按比例劃分等級，稱為量化。由于計算機只能存儲和表示二進制信息，因此需將這些數據采用一個等長的二進制代碼來表示，稱為編碼，整個采樣、量化和編碼的過程稱為信息的數字化。
例1 模擬聲音信號通過采樣、量化、編碼等過程轉換成數字信號，如圖所示。下列關于聲音數字化的說法，不正確的是(　　)
A.甲圖所示，模擬聲音信號以連續變化的物理量存在
B.乙圖所示，采樣是按一定的時間間隔取值，間隔越小，采集到的信號樣本數量越多
C.丙圖所示，將聲音的高低劃分成8個等級，則量化位數至少為8位
D.聲音數字化的過程會引起失真
思維點撥
明考向 本題考查聲音的數字化過程
精　點　撥 A 模擬信號是連續的
B 采樣時間間隔小，頻率高，采集的樣本多
C 8個等級量化位數至少要3個
D 數字化過程中參數設置不合理，會導致失真
答案　C
變式1 下列關于數據采集與數字化的說法，正確的是(　　)
A.計算機在獲取數據時，只能通過傳感器、網絡爬蟲等機器獲取的方式
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
C.提高聲音的音量，一定會影響該聲音的采樣頻率與量化位數
D.為了提高聲音的保真度，可以無限制地提高采樣頻率與量化位數
答案　B
解析　本題考查數據采集與數字化。A選項還可以直接輸入等方式。B選項信號的數字化經過采樣、量化與編碼三個步驟。C選項聲音的音量指采樣得到數據點的量化值，與采樣頻率和量化位數無關。D選項提高采樣頻率與量化位數會增加存儲容量，因此不可能無限制地提高。
例2 一幅未經壓縮的1024*768像素的BMP位圖圖像，將該圖像存儲為JPEG格式(其他參數不變)，其存儲容量為96KB，圖像的壓縮比約為8∶1，則該圖像的類型可能是(　　)
A.黑白位圖 B.8色位圖
C.256級灰度位圖 D.16色位圖
思維點撥
明考向 本題考查圖像的數字化及容量計算。設圖像的位深度為x，則有等式1024*768*x/8/8＝96*1024，解得x的值為8
精　點　撥 A 圖像的位深度為1位
B 圖像的位深度為3位
C 圖像的位深度為8位
D 圖像的位深度為4位
答案　C
變式2 小張利用圖像處理軟件對一張1024*768分辨率的BMP格式的照片進行處理，在其他參數不變的情況下，將其顏色模式由24位色圖改為256級灰度圖，則處理前后的照片存儲容量比約為(　　)
A.1∶10 B.3∶1 C.1∶32 D.1∶1
答案　B
解析　本題考查圖像的數字化及容量計算。顏色模式由24位色圖改為256級灰度圖，位深度由原來的24位變為8位，因此容量是原來的1/3。
例3 將時長為5分鐘、采樣頻率為44.1 kHz、量化位數為16bit、立體聲未經壓縮的Wave格式音頻壓縮為MP3格式文件，壓縮后的MP3格式文件大小為5MB，則其壓縮比約為(　　)
A.3∶1 B.5∶1 C.10∶1 D.20∶1
思維點撥
明考向 本題考查聲音容量的計算
精點撥 聲音容量由每個采樣點的量化位數及采樣點數量決定的。采樣點數量為44.1*1000*5*60*2，因此Wave聲音容量為44.1*1000*5*60*2*16/8，約為50MB，因此壓縮比為10∶1
答案　C
變式3 使用某軟件錄制A、B兩個WAVE格式的音頻文件，參數設置分別如圖a、圖b所示。其中A的量化位數為24bit，左聲道設置為靜音，B的量化位數為16bit，A、B文件大小之比約為(　　)
A.2∶3 B.3∶1 C.4∶1 D.6∶1
答案　D
解析　本題考查聲音容量的計算。聲音容量計算公式為采樣頻率*時間*聲道數*量化位數/8。兩個聲音的容量比為：44100*2*60*2*24/8比22050*2*60*1*16/8＝6∶1。
重難點1　傳感與控制
1.某轎車安裝了自動大燈，能實現根據環境光暗自動點亮、環境光強自動關閉的功能，該大燈安裝的傳感器屬于(　　)
A.熱敏傳感器 B.聲敏傳感器
C.光敏傳感器 D.氣敏傳感器
答案　C
解析　4個選項中，只有光敏傳感器對環境光的強弱比較敏感。
2.一些學校的圖書館或宿舍有RFID門禁系統，學生經過門禁機時可以刷卡進入，由系統記錄信息，該信息系統不涉及的硬件是(　　)
A.數據庫服務器 B.光敏傳感器
C.電子標簽 D.RFID讀寫器
答案　B
解析　RFID是通過電磁感應技術實現，因此無需光敏傳感器。
3.系統結合智能終端實現對短跑比賽計時，下列說法不正確的是(　　)
A.終點可能采用了紅外線傳感器
B.智能終端可以通過傳感器實現數據輸入
C.比賽得分數據最終存儲在智能終端
D.傳感器采集選手到達終點的信號，這一過程需要進行模數轉換
答案　C
解析　本題考查智能終端的相關知識。A選項短跑比賽計時精度要求較高，需要高精度的傳感器，紅外線傳感器是合適的選擇。B選項智能終端通過傳感器獲取收集數據，實現數據輸入。C選項智能終端一般只有數據收集和上傳的功能，數據最終是存儲在服務器的數據庫中。D選項傳感器采集數據過程中經過了模擬信號到數字信號的轉換。
4.下列關于校園卡的說法正確的是(　　)
A.校園卡應用了RFID技術，內置了有源電子標簽
B.識別校園卡信息不屬于傳感器技術
C.校園卡內置電池，會主動向RFID讀寫器發送信號
D.校園卡具有唯一的電子編碼
答案　D
解析　A選項校園卡屬于無源電子標簽。B選項校園卡應用了RFID技術，屬于傳感器技術。
5.集成多種傳感器和NFC功能的智能手環，具有睡眠檢測、健康趨勢分析等功能。下列說法正確的是(　　)
A.傳感器是整個設備的控制中心
B.健康趨勢分析功能無需應用軟件支持
C.通過NFC方式無法實現移動支付
D.傳感器的植入使得智能手環更加具有“智能性”
答案　D
解析　A選項傳感器僅僅是輸入設備。C選項NFC可以實現移動支付。
重難點2　進制和編碼
1.單極性不歸零碼是傳輸二進制數據時采用的一種編碼方式，用正電壓表示二進制數1，用零電壓表示二進制數0(按從左往右順序編碼)。某8位二進制數據傳輸圖像如圖所示，下列選項能表示該數的是(　　)
A.10101000B B.11101010B
C.53H D.57H
答案　D
解析　根據高低電平，可以得到二進制代碼為01010111。每4位二進制轉換為1位十六進制，因此0101轉換為5，0111轉換為7。
2.下列四個選項中所描述的數從數值上比較，最大的是(　　)
A.5位十六進制數能表示的最大值
B.20位二進制能表示的不同數的個數
C.存儲10000個ASCII碼所需字節數
D.存儲圖像大小為100×100像素的黑白兩色位圖所需的字節數
答案　B
解析　本題考查進位制、ASCII碼、編碼等知識。A選項5位十六進制相當于20位二進制數，最小數為0，最大值比所有個數少1。C選項一個ASCII碼占用1個字節，10000個ASCII碼的占10000個字節，數值上比A選項小。D選項100×100像素的黑白兩色位圖，其存儲容量的字節數是100×100×1/8＝1250，數值上比C選項要小。
3.下列與(16)16相等的是(　　)
A.(10000)2 B.(10)10
C.(10110)2 D.(32)8
答案　C
解析　一位十六進制數可以轉換為4位二進制數，不足4位，在前面補0，6轉換為二進制為110，因此需補1個0，而1前面的0屬于高位，可以不補。
4.下列有關數據采集與編碼說法正確的是(　　)
A.基本的ASCII碼共有127個，二進制范圍為00000000～01111111
B.圖片的色彩越豐富，其顏色位深度值越大
C.量化是指將信號的連續取值近似為有限個離散值的過程
D.由反射率相差很大的黑條和白條排成的平行線圖案叫做二維碼
答案　B
解析　A選項基本的ASCII碼共有128個。B選項色彩越豐富，顏色種類越多，量化位數大。C選項采樣是將信號的連續取值近似為有限個離散值的過程。D選項黑條和白條排成的平行線圖案叫條形碼。
5.無牌車輛可以通過車主用智能手機微信、支付寶掃一掃功能實現登記后自主入場，下面說法錯誤的是(　　)
A.生成二維碼的過程屬于信息的解碼
B.車主的微信、支付寶賬號信息可作為無牌車輛的臨時電子標簽
C.微信、支付寶掃一掃功能實現登記后自主入場，該過程包含數據的采集
D.智能手機作為最常見的移動終端，過度開放APP所需權限，增加了信息泄露的可能
答案　A
解析　A選項生成二維碼的過程屬于信息的編碼，從二維碼中獲取信息屬于解碼。
6.下列有關信息編碼知識的說法正確的是(　　)
A.手機掃描某二維碼得到其中的信息是信息的編碼過程
B.對一張黑白位圖進行編碼，每個像素的顏色至少需要用2位二進制來表示
C.對聲音進行數字化時，采樣頻率越高，得到的聲音越逼真，需要的存儲空間也越大
D.我國編制的“中華字庫”包含50多萬個漢字，在計算機中存儲時不能用二進制方式編碼
答案　C
解析　本題考查信息編碼相關知識。A選項掃描二維碼是讀取圖形中的信息，屬于解碼過程。B選項每個像素需要1位二進制位記錄黑白圖像兩種顏色。D選項在計算機中所有的數據用二進制編碼。
7.下列關于信息編碼的說法，正確的是(　　)
A.ASCII碼共有128個字符，編碼范圍從1到128
B.黑白圖像的顏色位深度是2位
C.聲音數字化的過程中若其他條件不變，采樣頻率越高，則聲音更保真
D.根據GB2312編碼，“技術IT”總共占8bit
答案　C
解析　A選項編碼范圍從0到127。B選項黑白圖像的顏色位深度是1位。
重難點3　數字化
1.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，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。
2.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。
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做二維碼
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做條形碼。
4.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　本題考查多媒體數據的采樣和量化。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。
5.圖像1為200×100像素、256級灰度圖，圖像2為300×200像素、位深度是16位，則圖像1與圖像2的存儲容量之比為(　　)
A.1∶3 B.3∶1 C.1∶12 D.1∶6
答案　D
解析　256級灰度圖的位深度為8位。
6.使用某APP時可通過手機相機拍照，并保存為1024×768，顏色位深度16位的BMP格式圖像，下列說法正確的是(　　)
A.該圖像某個像素的顏色值編碼表示可能為0000H
B.拍照過程實現了信號的數模轉換
C.若將拍照圖像轉換為256級灰度BMP格式位圖，則存儲容量變為原來的2倍
D.無論采用哪種格式，在計算機內部都是以十六進制的形式存儲圖像
答案　A
解析　A選項4位二進制數可以轉化為1位十六進制數，十六進制數0000H共有16個二進制位。B選項拍照過程是圖像數字化過程，屬于模數轉換；C選項將圖像轉換為256級灰度，即位深度為8位，存儲容量變為原來的。D選項圖像在計算機中均為二進制存儲。
7.某雙聲道Wave格式的音頻文件，其采樣頻率為44.1 kHz，量化位數為2字節，時長為10秒，則其存儲空間約為(　　)
A.861KB B.1.68MB C.6.9MB D.215KB
答案　B
解析　本題考查聲音容量計算。44100*10*2*2/1024/1024，約等于1.68MB。
重難點1　傳感與控制
1.下列關于傳感器的說法不正確的是(　　)
A.在信息系統從外部世界采集信息的過程中，傳感器在各種應用中都起著極為重要的作用
B.信息系統要從傳感器獲取信息，可以采用多種通信方式，如無線網絡、藍牙、串口等
C.通過霍爾傳感器可以實現加密、解密、電子支付等功能
D.同一種傳感器采用不同的算法，還可以實現不同的功能
答案　C
解析　C選項通過NFC傳感器可以實現加密、解密、電子支付等功能，霍爾傳感器可以檢測磁場及其變化。
2.下列有關傳感器及其實現功能的說法，不正確的是(　　)
A.利用加速度傳感器，實現計步功能
B.利用光線傳感器，實現自動調節屏幕背光的亮度
C.利用霍爾傳感器，實現手機橫豎屏智能切換
D.利用指紋傳感器，實現解鎖、電子支付等功能
答案　C
解析　霍爾傳感器將變化的磁場轉化為輸出電壓的變化，用作開關，如手機息屏和亮屏。
3.小明媽媽在購買新手機后，經常使用其NFC功能進行支付。以下關于射頻識別技術的說法不正確的是(　　)
A.RFID技術是由NFC技術演進過來的
B.RFID標簽有有源和無源之分，其中的“源”是指電源
C.利用NFC技術可以實現安全的移動支付
D.銀行卡的“閃付”功能，也是用到了NFC技術
答案　A
解析　A選項NFC技術是由RFID技術演進過來的。
4.某智能眼鏡可以安裝軟件來實現計步、圖像導航、拍照等功能，用戶可以用語音、手勢、視覺等操作控制。下列說法正確的是(　　)
A.該智能眼鏡的性能指標只有處理器、屏幕分辨率
B.該智能眼鏡的計步功能是通過重力傳感器實現的
C.該智能眼鏡包括輸入、處理、存儲和輸出四個部分
D.該智能眼鏡中植入了傳感器以接收外界信號指令，體現了“移動性”
答案　C
解析　A選項還有內存等。B選項加速度傳感器實現計步功能。D選項植入了傳感器體現智能性。
5.下列選項中不屬于執行器的應用的是(　　)
A.自動識別系統將車牌信息輸入信息系統
B.智能手環通過簡單的震動來提醒用戶
C.火警預報系統發現火情后提醒用戶找到逃生通道
D.火車、地鐵的檢票系統控制閘機的打開和關閉
答案　A
解析　本題考查的是信息系統中的控制。A選項屬于輸入信號這一步驟，選項B、C、D都屬于執行器的應用。
6.智慧飲料瓶回收機器的工作流程為：機器通過身份卡或人臉識別對用戶進行身份認證，身份識別后用戶可投放飲料瓶，機器對當前飲料瓶進行判斷，符合回收條件則按塑料瓶和鋁制易拉罐進行分類，塑料瓶按容量計算金額，鋁制易拉罐按重量計算金額，若不符合回收條件則退回，結束投瓶后機器統計飲料瓶個數和金額，并將回收數據通過網絡傳送至服務器。下列關于該信息系統中的傳感與控制技術，說法不正確的是(　　)
A.人靠近回收機器時自動開啟人臉識別使用了光線傳感器
B.將卡靠近回收機器感應區時立即識別身份是采用了無線射頻技術
C.該機器使用金屬傳感器迅速區分塑料瓶和鋁制易拉罐
D.機器使用稱重傳感器對鋁制易拉罐進行稱重
答案　A
解析　本題考查傳感與控制。A選項人靠近機器時自動開啟人臉識別使用了紅外線傳感器，是通過接收身體表面輻射出來的紅外線來感知的。
7.某信息系統利用RFID技術識別電子標簽的工作流程如圖所示：
包括以下步驟：①讀寫器通過天線向電子標簽發送一定頻率的射頻信號；②讀寫器采集電子標簽的信息并解碼；③讀寫器處理解碼信息后，將結果發送至信息系統；④電子標簽從讀寫器獲得能量，向讀寫器發送編碼信息。正確的工作流程順序是(　　)
A.①②③ B.①④③ C.④②③ D.①④②
答案　D
解析　根據題意可知這是無源RFID，因此電子標簽必須先獲得一定的能量，然后電子標簽向外發送信息，最后讀寫器接收信息并完成解碼即可實現信息的采集。
8.下列關于傳感與控制及網絡技術的說法，正確的是(　　)
A.平板實現翻蓋自動解鎖、合蓋自動鎖屏是通過壓力傳感器實現的
B.第五代移動通信技術(簡稱5G)，其數據傳輸速率達到了5Gb/s
C.同一傳感器采用不同的算法，可以實現不同的功能
D.調制解調器用于實現網絡中各計算機之間的連接
答案　C
解析　A選項翻蓋自動解鎖是通過霍爾傳感器實現的。B選項第五代移動通信技術傳輸速率可以達到20Gb/s。D選項調制解調器用于將光信號轉換為電信號。
9.下列關于傳感與控制的說法，不正確的是(　　)
A.傳感器屬于信息系統的輸入設備
B.信息系統的控制可分為開環控制和閉環控制兩種
C.信息系統通過執行器可以作用于外部世界
D.射頻識別技術的兩大基本元素是接收端和讀寫器
答案　D
解析　D選項射頻識別技術兩大基本元素是發射端(電子標簽)和接收端(讀寫器)。
重難點2　進制和編碼
1.對產品編號可以有效地對產品進行動態管理與追蹤，某批產品的數量不超過50000件，若用數字‘0’－‘9’及字母‘A’－‘F’對每個產品編號，最少需要的編碼位數是(　　)
A.2 B.3 C.4 D.5
答案　C
解析　采用16種數制來表示信息，因此n位16進制表示信息的數據是16的n次方，因此n至少為4。
2.已知n是一個6位二進制數1■01■0，其中有兩位數字模糊不清。下列數中，可能與它相等的是(　　)
A.37D B.54D C.28H D.44H
答案　B
解析　該數可能是100100B、100110B、110100B、110110B，即24H、26H、34H、36H。轉換為十進制，分別是36D、38D、52D、54D。
3.下列有關數據采集與編碼的說法，正確的是(　　)
A.數字信號轉換為模擬信號的過程稱為數字化
B.ASCII碼的最大值十進制表示為128
C.信息編碼的本質是信息形式轉換的過程
D.圖像的數字化不需要經過采樣階段
答案　C
解析　A選項模擬信號轉換為數字信號的過程稱為數字化。B選項ASCII碼的最大值為127。C選項信息編碼往往是將一種形式轉換為另外一種形式，如數字化時，將量化的十進制數轉換成二進制數。D選項圖像的數字化第一個階段是采樣。
4.某段聲音信號的量化過程如圖所示，量化位數至少為(　　)
A.3 B.4 C.8 D.14
答案　A
解析　劃分0－7共8個量化等級，因此最少需要3個二進制位。
5.下列關于量化與編碼的說法，正確的是(　　)
A.可以使用2位四進制數表示24個小時
B.某7位二進制數的最高位為1，將其轉換為十進制數后的值大于等于128
C.一幅1024*768的未經壓縮的BMP格式的黑白圖像的存儲容量約為192KB
D.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
答案　D
解析　A選項2位四進制數最多表示4的平方即16個數。B選項該數大于等于2的6次，即大于等于64。C選項黑白圖像屬于1位色，容量為1024*768*1/8，約192KB。
6.下列關于數據采集與編碼的說法不正確的是(　　)
A.用計算機解決問題，本質上就是數據運算
B.字母“A”的ASCII碼十六進制為41，則字母“C”二進制是01000011
C.二維碼相對于條形碼，信息的存儲量更大
D.任意進制的一個數n，若末尾為0，該數轉為十進制一定是偶數
答案　D
解析　A選項計算機中運算器是對數據進行數據或邏輯運算。B選項C的ASCII碼比A大2。D選項若為奇數進制就不一定，比如三進制的10，轉換為十進制值為3。
7.下列關于進制和信息編碼的說法，正確的是(　　)
A.根據GB2312編碼，“杭州亞運會”共占10bit
B.若一個十進制是奇數，則它的二進制數末位一定是1
C.錄音過程就是通過采樣和量化實現數字信號的模擬化過程
D.十六進制數1011H，其最左邊的“1”對應的權值為16的4次方
答案　B
解析　A選項每個漢字占兩個字節，而不是兩個bit。B選項可以采用除2倒取余數方法將十進制數轉換為二進制，第1個余數為1，因此二進制最后一位為1。C選項還有編碼的過程。D選項一共4位，左邊第n位上位權為16的n－1次方。
8.以下關于數據編碼的說法，正確的是(　　)
A.1個漢字字符在計算機中存儲需要1個字節
B.不同聲音信號經編碼后生成的文件類型一定不同
C.位圖圖像編碼時位深度大小與圖像質量無關
D.1個ASCII碼字符在計算機中以8位二進制存儲
答案　D
解析　A選項1個漢字往往用2個字節。B選項不同的文件類型有不同的編碼方式。C選項位深度越大，圖像質量越高。
9.下列關于信息編碼的說法，正確的是(　　)
A.只有計算機中才有信息編碼
B.ASCll碼是一種漢字編碼
C.掃描二維碼的過程屬于信息編碼
D.采用8位色進行編碼的BMP圖像，其顏色數量總共有256種
答案　D
解析　A選項信息編碼是將信息按照某種規則，從一種形式轉換為另一種形式的過程，日常生活中非常常見，比如編制學號的過程就是信息編碼；B選項ASCII碼是一種國際上普遍采用的英文字符編碼；C選項掃描二維碼的過程屬于信息的解碼；D選項采用8位色進行編碼的BMP圖像，每個像素點用8位二進制表示，而8位二進制能產生256種編碼，所以其顏色數量總共有256種。
10.結合如圖所示的條形碼，下列說法不正確的是(　　)
A.條形碼是數據的表現形式之一
B.條形碼編制的過程其實就是信息的解碼過程
C.“56789”這串數字具有意義，因為其包含了商品代碼信息
D.條形碼嚴重損壞會導致信息丟失，說明信息具有載體依附性
答案　B
解析　B選項編制條形碼是將信息轉換成黑白的圖像，屬于編碼。
11.下列關于信息編碼的說法，不正確的是(　　)
A.根據ASCII編碼標準，“IT”兩個字母共占用2bit
B.漢字的輸入碼不是唯一的
C.相對于一維條形碼，二維碼的信息存儲量更大
D.對視頻進行壓縮的過程，是編碼的過程
答案　A
解析　A選項ASCII編碼每個字符占一個字節，而不是一個二進制位。
12.下列關于信息的編碼說法正確的是(　　)
A.信息編碼只能使用二進制表示
B.條形碼可承載的信息量通常比二維碼多
C.將末位為0的十六進制數轉換為二進制數后，二進制數的末位一定是0
D.“B”的ASCII碼值為66D，由此可知字符“b”的ASCII碼值為86D
答案　C
解析　A選項生活中可以用字符、圖像等進行編碼。B選項條形碼相對信息較少。C選項一位十六進制可以表示為4位二進制數，不足4位，前面補0。D選項小寫字母比相應的大寫字母大32。
13.下列關于編碼的說法，正確的是(　　)
A.計算機中的漢字也是采用二進制進行編碼的
B.模擬信號是以離散的、不連續的物理量形式存在的
C.將模擬聲音數字化需要經過采樣、量化、編碼三個過程，該過程為數模轉換
D.對某段聲音進行數字化，量化值的范圍是0－256，則量化位數最少是8位
答案　A
解析　A選項計算機中所有信息均采用二進制編碼。B選項數字信號是以離散的、不連續。C選項這個過程稱為模擬向數字轉換，簡稱模數轉換。D選項量化值的范圍是0－255。
重難點3　數字化
1.下列關于圖像數字化的說法，不正確的是(　　)
A.將圖像柵格化成像素屬于采樣
B.將像素的顏色信息用數值表示屬于量化
C.將圖像保存為不同的格式，其編碼方式往往不同
D.將BMP格式圖像壓縮成JPEG格式用到了模數轉換
答案　D
解析　考查圖像數字化。A選項，采樣將信號從連續時間(空間)域上的模擬信號轉換到離散時間(空間)域上的離散信號的過程，通過采樣器實現。B選項量化將信號的連續取值近似為有限個離散值的過程。C選項不同的格式代表不同的編碼方式。D選項模數轉換是將模擬信號轉換為數字信號，而非編碼格式的轉換。
2.下列關于數據與數字化的說法，正確的是(　　)
A.結繩記事中“大事大結，小事小結”，繩結是信息
B.“一百個人心中有一百個哈姆雷特”體現了人們面對相同的信息構建的知識會有所區別
C.數字信號轉換為模擬信號一般需要經過采樣、量化與編碼
D.位圖圖像像素點越多越容易出現鋸齒狀，圖像質量越差
答案　B
解析　本題考查信息及其數字化的相關常識A選項“大事大結，小事小結”中的結繩是數據。B選項獲取相同的信息聯想到的知識并不一定相同。C選項模擬信號轉數字信號一般需要經過采樣、量化與編碼。D選項相同大小的位圖，其圖像像素點越多越清晰，質量越好。
3.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3bit
答案　D
解析　本題考查對數據采集與編碼。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。將離散的模擬信號轉換成連續的數字信號是量化。
4.下列關于圖像采集與處理的說法，不正確的是(　　)
A.數碼相機采集圖像的過程進行了模數轉換
B.圖像數字化的一般過程是采樣、量化、編碼
C.數字信號在取值上是離散的、不連續的信號
D.按同參數保存為BMP格式文件，圖像色彩越豐富，存儲容量越大
答案　D
解析　A選項圖像的數字化是將模擬信號轉換為數字信號。D選項色彩取決于位深度，參數不變，圖像色彩不變
5.將模擬信號轉換成數字信號一般需要采樣、量化與編碼。下列說法正確的是(　　)
A.采樣點的量化值不同，其量化位數也一定不同
B.對于同一模擬信號，采樣的時間間隔越長，采集的樣本數量越多
C.改變量化等級，會影響采集的數據與實際數據的關系
D.模擬信號采樣后，再經過ADC在數值上進行離散化，經過編碼轉換成數字信號
答案　D
解析　本題考查模擬數據的數字化。A選項對同一信號使用相同的量化位數。B選項采樣的時間間隔越長，采集的樣本數量越少。C選項改變量化等級，會影響采集的數據的精確度，但不會影響采集的數據與實際數據的關系。D選項ADC即模數轉換器，將模擬信號轉換為數字信號。
6.一幅未經壓縮的1024×768像素的BMP圖像文件，其存儲容量約為2.25MB，則該圖像每個像素色彩編碼的位數為(　　)
A.3 B.8 C.16 D.24
答案　D
解析　設位深度為x，則有表達式1024×768×x/8＝2.25×1024×1024，可以得到編碼的位數為24。
7.某段未經壓縮的音頻，采樣頻率是44.1 kHz，量化位數為8b，下列說法正確的是(　　)
A.聲音數字化需要經過采樣和量化兩個過程
B.該音頻數字化時，量化值取值范圍為1～256
C.數字化的文件轉換為模擬信號的聲波
D.該音頻數字化時，每分鐘的采樣樣本數為44100個
答案　C
解析　A選項還要經過編碼的過程。B選項量化值取值范圍為0～255。D選項采樣頻率中的k指1000。
8.將一個時長為1分鐘、采樣頻率為44.1 kHz、量化位數為16位的未經壓縮的Wave格式立體聲音頻文件以10∶1的壓縮比壓縮成MP3格式，則壓縮完成后該MP3格式文件大小約為(　　)
A.0.5MB B.1MB C.4MB D.8MB
答案　B
解析　Wave格式立體聲音頻計算公式為44100×16×60×2/8/1024/1024，約等于10MB，再進行10∶1的壓縮，最終得到1MB。
9.現有一段時長20秒、PAL制式(25fps)、畫面尺寸為1024*576的未經壓縮的AVI格式視頻，容量約為562.5MB，則該視頻每幀畫面的位深度為(　　)
A.8 B.16 C.24 D.32
答案　B
解析　視頻文件大小＝像素×位深度×時間×制式/8，因此位深度＝562.5*1024*1024*8/(1024*576*20*25)＝16。
10.下列有關數字化的說法，正確的是(　　)
A.數碼照相機拍照片的過程是模數轉換的過程
B.錄音時，說話者的聲音越大，得到的音頻文件占用的存儲空間也越大
C.量化位數越大，說明采集聲音時每秒鐘得到的采樣點越多
D.一張圖像的位深度為8，說明這張圖像最多可以呈現255種不同的顏色
答案　A
解析　A選項拍照是數字化過程。B選項聲音音量大，劃分等級高，但還是同樣位數的二進制數來表示和存儲。C選項量化位數大，說明劃分等級多，精度高。D選項位深度為8，可以表示0至255共256種不同的顏色。
11.音頻和圖像的采樣、量化過程如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.一般而言，音頻采樣時降低采樣頻率能提高保真率
B.圖中所示的音頻數字化后至少需要8位量化位數
C.圖中所示的圖像數字化后若存儲為256色位圖，則存儲容量為14×12×256字節
D.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
答案　D
解析　A選項采樣頻率越高，聲音質量越好。B選項劃分8個等級，至少需要3個位表示。C選項256色位圖的位深度為8位，因此容量為14×12×8/8。
12.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。(共84張PPT)
第一部分　信息與信息系統
專題2 數據采集與編碼
1.掌握傳感技術特別是射頻技術的應用；
2.掌握數據編碼是將信息轉換為一定規則文本和數字過程及意義；
3.掌握進制的含義和進制的轉換；
4.掌握輸入碼、交換碼、處理碼、機內碼和輸出碼等字符編碼的作用；
5.理解ASCII碼與漢字編碼的區別，能夠內碼區別兩種編碼.
目 錄
CONTENTS
體系構建
01
真題再現
02
考點精練
03
當堂檢測
04
課后練習
05
體系構建
1
由于組成計算機原材料是半導體，半導體是否導電，只有兩種狀態，因此計算機內信息表示存儲只能使用二進制信息，即信息必須經過數字化后才能被計算機存儲和表示。采集數據的來源主要有數據庫、互聯網、傳感器等。互聯網能快速地獲取數據庫中數據，物聯網主要通過傳感器獲取數據。數字化的過程包含采樣、量化和編碼，涉及數據的采集并劃分等級，最終用等長的二進制數來表示。
真題再現
2
(2024年1月浙江省選考)圖像F為圖a所示的200×100像素、256色位圖，圖像G為圖b所示的200×100像素、16色位圖，則圖像F與G的存儲容量之比為(　　)
解析　本題考查圖像的編碼及容量計算。位圖圖像容量取決于采樣的數據點的個數和每個數據點的容量，與圖像內容無關。256色位圖每個像素點容量為8位，16色位圖容量為4位，因此兩者之比為2∶1。
C
考點精練
3
重難點1　傳感與控制
傳感器屬于信息輸入設備，一般由敏感元件、轉換元件、其他輔助元件三部分組成。根據基本感知功能的不同，通常把傳感器分為熱敏、光敏、氣敏、力敏、磁敏、濕敏、聲敏、色敏和味敏等傳感器。射頻是一種無線高頻電磁波，射頻技術也稱射頻識別，包含發射端——RFID標簽(也稱電子標簽)和接收端——RFID讀寫器兩大基本元素。電子標簽存儲信息，分有源電子標簽和無源電子標簽，源指電源，有源電子標簽能主動向讀寫器發送信號，無源電子標簽靠近讀寫器后，獲得能量并向讀寫器發送信號。發射端發送特定的射頻信號，接收端接收到射頻信號后，并從中提取出有用信息。
例1 智能手機可以利用NFC功能讀取門禁卡信息保存到手機中，讓手機變成鑰匙，進小區時可以刷手機開門。下列說法正確的是(　　)
A.NFC是一種短距低頻的射頻識別技術
B.門禁卡屬于RFID中的有源電子標簽
C.刷手機開門時不需要開啟手機NFC功能
D.手機讀取門禁卡信息時作為RFID讀寫器
D
思維點撥
明考向 本題考查無線射頻技術相關知識
精　點　撥 A NFC是一種短距高頻的射頻識別技術
B 門禁卡屬于RFID中的無源電子標簽
C 刷手機開門時需要開啟手機NFC功能
變式1 安裝車載電子標簽的ETC車輛與在收費站進行專用短程通信，進行數據傳輸與費用結算，下列說法
A.射頻識別需要兩大基本要素：電子標簽(發射端)和RFID讀寫器(接收端)
B.二代身份證、銀行卡等內置的電子標簽屬于無源標簽
C.射頻識別技術是物聯網的關鍵技術
D.NFC技術由RFID演變而來，是一種遠距離高頻的無線電技術
D
解析　本題考查射頻識別技術。A選項射頻識別需要兩大基本要素，電子標簽發送信息，讀寫器接收并解碼信息。B選項電子標簽按是否有電源分為有源標簽和無源標簽。C選項物聯網獲取信息主要通過傳感器，而射頻識別技術是傳感技術中重要的一個部分。D選項NFC是短距離高頻的無線電技術。
例2 某智能快遞柜自動采集包裹的尺寸、重量等數據，并分配儲物格。收件人手機APP掃碼，系統控制對應位置的儲物格鎖扣打開，允許收件人取件。下列說法正確的是(　　)
A.通過傳感器可以獲取包裹的尺寸、重量數據
B.手機APP掃碼使用的是射頻識別技術
C.快遞柜上用于輸入取件碼的觸摸屏屬于執行器
D.由收件人的手機直接發出打開鎖扣的控制信號
A
思維點撥
明考向 本題考查傳感與控制
精點撥 A 傳感器是輸入設備，可以獲取數據
B 手機APP掃碼是將圖像的解碼
C 輸入取件碼的觸摸屏屬于輸入設備
D 系統控制對應位置的儲物格鎖扣打開
變式2 高速路口ETC(電子不停車收費系統)的工作示意圖如圖所示，當裝有非接觸式識別卡的汽車經過地感線圈時，進入了讀卡器的感應區域，攝像頭開始工作，當車牌被識別后，后臺系統向閘門控制器發出指令，打開道閘。以下說法正確的是(　　)
A
A.車牌號的識別用到了人工智能技術
B.該過程中用到了NFC技術，從信息采集的角度來看，它屬于傳感器技術
C.非接觸式卡是接收端，讀卡器是發射端
D.閘機的打開和關閉，是傳感器技術的一種應用
解析　本題考查傳感與控制。A選項車牌號的識別利用人工智能識別圖像中文字。B選項NFC技術是短距離高頻技術，但車輛與閘門距離較遠。C選項卡中保存車輛信息，是發射端，讀卡器是接收端。D選項閘機的打開和關閉，是控制器技術的一種應用。
重難點2　進制和編碼
計算機只能表示二進制數，由于計算機基本存儲單位是一個字節，8個二進制位最多能表示256種信息，若能分成兩組，每組4位二進制數，因此可以采用2位十六進制數表示一個字節的內容，需要學習和掌握十六進制、二進制和十進制之間的互相轉換。n位k進制數能表示數的范圍是0至kn－1，表示數的數量為kn，權值是k進制數上每個位上1對應值。編碼是按一定規則用文字圖像等表示信息，有文字、圖像、聲音等編碼。
例1 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
B
思維點撥
明考向 本題考查數制的相關知識
精點撥 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1 下列算式計算結果為10H的是(　　)
A.1H×10D B.9H＋1H
C.20D－10B D.10B×8D
D
解析　本題考查數制的轉換。A選項計算結果160D，即A0H。B選項9H＋1H＝AH。C選項20D－10B＝18D即12H。D選項10B×8D＝2*8＝16D，即10H。
例2 下列關于編碼的說法，正確的是(　　)
A.計算機內部數據采用十六進制編碼 B.7位二進制能表示256種顏色
C.每個漢字的輸入碼是唯一的 D.對數據的壓縮是編碼的過程
D
思維點撥
明考向 本題考查信息的編碼
精　點　撥 A 計算機內部數據采用二進制編碼
B 7位二進制能表示128種顏色
C 每個漢字可以有多種輸入法
D 數據壓縮是信息轉換為另一種形式
變式2 下列有關進制與信息編碼的說法，正確的是(　　)
A.二維碼的信息存儲量比一維條形碼更大，功能也更強大
B.十六進制數A7轉換為二進制數為1010111
C.圖像的數字化需要經過采樣、量化和解碼等環節
D.用n位二進制數表示顏色數量，最多能表示2n－1種顏色
A
解析　本題考查進制與信息的編碼。A選項一維條形碼僅在水平方向上表達信息，只能包含數字和字母，存儲容量有限，二維條形碼則在水平和垂直方向的二維空間存儲信息，含更大量的信息。B選項一位十六進制數轉換為4位二進制數，不足4位補0，A7轉換為二進制數為10100111。C選項最后是編碼的過程。D選項最多能表示0至2n－1共2n種顏色。
重難點3　數字化
聲音在時間上可以分成無限小的數據點，圖像在空間上也可以分成有限小的數據點，只要在一定的精度范圍內，獲取相應的數據點，就可以還原聲音或圖像，因此在連續數據點上每隔一定時間或空間獲取一個點，稱為采樣。將采集到的數據按比例劃分等級，稱為量化。由于計算機只能存儲和表示二進制信息，因此需將這些數據采用一個等長的二進制代碼來表示，稱為編碼，整個采樣、量化和編碼的過程稱為信息的數字化。
例1 模擬聲音信號通過采樣、量化、編碼等過程轉換成數字信號，如圖所示。下列關于聲音數字化的說法，
C
A.甲圖所示，模擬聲音信號以連續變化的物理量存在
B.乙圖所示，采樣是按一定的時間間隔取值，間隔越小，采集到的信號樣本數量越多
C.丙圖所示，將聲音的高低劃分成8個等級，則量化位數至少為8位
D.聲音數字化的過程會引起失真
思維點撥
明考向 本題考查聲音的數字化過程
精　點　撥 A 模擬信號是連續的
B 采樣時間間隔小，頻率高，采集的樣本多
C 8個等級量化位數至少要3個
D 數字化過程中參數設置不合理，會導致失真
變式1 下列關于數據采集與數字化的說法，正確的是(　　)
A.計算機在獲取數據時，只能通過傳感器、網絡爬蟲等機器獲取的方式
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
C.提高聲音的音量，一定會影響該聲音的采樣頻率與量化位數
D.為了提高聲音的保真度，可以無限制地提高采樣頻率與量化位數
B
解析　本題考查數據采集與數字化。A選項還可以直接輸入等方式。B選項信號的數字化經過采樣、量化與編碼三個步驟。C選項聲音的音量指采樣得到數據點的量化值，與采樣頻率和量化位數無關。D選項提高采樣頻率與量化位數會增加存儲容量，因此不可能無限制地提高。
例2 一幅未經壓縮的1024*768像素的BMP位圖圖像，將該圖像存儲為JPEG格式(其他參數不變)，其存儲容量為96KB，圖像的壓縮比約為8∶1，則該圖像的類型可能是(　　)
A.黑白位圖 B.8色位圖
C.256級灰度位圖 D.16色位圖
思維點撥
明考向 本題考查圖像的數字化及容量計算。設圖像的位深度為x，則有等式1024*768*x/8/8＝96*1024，解得x的值為8
精　點　撥 A 圖像的位深度為1位
B 圖像的位深度為3位
C 圖像的位深度為8位
D 圖像的位深度為4位
C
變式2 小張利用圖像處理軟件對一張1024*768分辨率的BMP格式的照片進行處理，在其他參數不變的情況下，將其顏色模式由24位色圖改為256級灰度圖，則處理前后的照片存儲容量比約為(　　)
A.1∶10 B.3∶1 C.1∶32 D.1∶1
B
解析　本題考查圖像的數字化及容量計算。顏色模式由24位色圖改為256級灰度圖，位深度由原來的24位變為8位，因此容量是原來的1/3。
例3 將時長為5分鐘、采樣頻率為44.1 kHz、量化位數為16bit、立體聲未經壓縮的Wave格式音頻壓縮為MP3格式文件，壓縮后的MP3格式文件大小為5MB，則其壓縮比約為(　　)
A.3∶1 B.5∶1 C.10∶1 D.20∶1
思維點撥
C
明考向 本題考查聲音容量的計算
精點撥 聲音容量由每個采樣點的量化位數及采樣點數量決定的。采樣點數量為44.1*1000*5*60*2，因此Wave聲音容量為44.1*1000*5*60*2*16/8，約為50MB，因此壓縮比為10∶1
變式3 使用某軟件錄制A、B兩個WAVE格式的音頻文件，參數設置分別如圖a、圖b所示。其中A的量化位數為24bit，左聲道設置為靜音，B的量化位數為16bit，A、B文件大小之比約為(　　)
B
解析　本題考查聲音容量的計算。聲音容量計算公式為采樣頻率*時間*聲道數*量化位數/8。兩個聲音的容量比為：44100*2*60*2*24/8比22050*2*60*1*16/8＝6∶1。
A.2∶3 B.3∶1 C.4∶1 D.6∶1
D
當堂檢測
4
重難點1　傳感與控制
重難點2　進制和編碼
重難點3　數字化
1.某轎車安裝了自動大燈，能實現根據環境光暗自動點亮、環境光強自動關閉的功能，該大燈安裝的傳感器屬于(　　)
A.熱敏傳感器 B.聲敏傳感器
C.光敏傳感器 D.氣敏傳感器
C
解析　4個選項中，只有光敏傳感器對環境光的強弱比較敏感。
B
解析　RFID是通過電磁感應技術實現，因此無需光敏傳感器。
2.一些學校的圖書館或宿舍有RFID門禁系統，學生經過門禁機時可以刷卡進入，由系統記錄信息，該信息系統 硬件是(　　)
A.數據庫服務器 B.光敏傳感器
C.電子標簽 D.RFID讀寫器
C
解析　本題考查智能終端的相關知識。A選項短跑比賽計時精度要求較高，需要高精度的傳感器，紅外線傳感器是合適的選擇。B選項智能終端通過傳感器獲取收集數據，實現數據輸入。C選項智能終端一般只有數據收集和上傳的功能，數據最終是存儲在服務器的數據庫中。D選項傳感器采集數據過程中經過了模擬信號到數字信號的轉換。
3.系統結合智能終端實現對短跑比賽計時，下列說法
A.終點可能采用了紅外線傳感器
B.智能終端可以通過傳感器實現數據輸入
C.比賽得分數據最終存儲在智能終端
D.傳感器采集選手到達終點的信號，這一過程需要進行模數轉換
D
解析　A選項校園卡屬于無源電子標簽。B選項校園卡應用了RFID技術，屬于傳感器技術。
4.下列關于校園卡的說法正確的是(　　)
A.校園卡應用了RFID技術，內置了有源電子標簽
B.識別校園卡信息不屬于傳感器技術
C.校園卡內置電池，會主動向RFID讀寫器發送信號
D.校園卡具有唯一的電子編碼
D
解析　A選項傳感器僅僅是輸入設備。C選項NFC可以實現移動支付。
5.集成多種傳感器和NFC功能的智能手環，具有睡眠檢測、健康趨勢分析等功能。下列說法正確的是(　　)
A.傳感器是整個設備的控制中心
B.健康趨勢分析功能無需應用軟件支持
C.通過NFC方式無法實現移動支付
D.傳感器的植入使得智能手環更加具有“智能性”
D
解析　根據高低電平，可以得到二進制代碼為01010111。每4位二進制轉換為1位十六進制，因此0101轉換為5，0111轉換為7。
1.單極性不歸零碼是傳輸二進制數據時采用的一種編碼方式，用正電壓表示二進制數1，用零電壓表示二進制數0(按從左往右順序編碼)。某8位二進制數據傳輸圖像如圖所示，下列選項能表示該數的是(　　)
A.10101000B B.11101010B
C.53H D.57H
B
解析　本題考查進位制、ASCII碼、編碼等知識。A選項5位十六進制相當于20位二進制數，最小數為0，最大值比所有個數少1。C選項一個ASCII碼占用1個字節，10000個ASCII碼的占10000個字節，數值上比A選項小。D選項100×100像素的黑白兩色位圖，其存儲容量的字節數是100×100×1/8＝1250，數值上比C選項要小。
2.下列四個選項中所描述的數從數值上比較，最大的是(　　)
A.5位十六進制數能表示的最大值
B.20位二進制能表示的不同數的個數
C.存儲10000個ASCII碼所需字節數
D.存儲圖像大小為100×100像素的黑白兩色位圖所需的字節數
C
解析　一位十六進制數可以轉換為4位二進制數，不足4位，在前面補0，6轉換為二進制為110，因此需補1個0，而1前面的0屬于高位，可以不補。
3.下列與(16)16相等的是(　　)
A.(10000)2 B.(10)10
C.(10110)2 D.(32)8
B
解析　A選項基本的ASCII碼共有128個。B選項色彩越豐富，顏色種類越多，量化位數大。C選項采樣是將信號的連續取值近似為有限個離散值的過程。D選項黑條和白條排成的平行線圖案叫條形碼。
4.下列有關數據采集與編碼說法正確的是(　　)
A.基本的ASCII碼共有127個，二進制范圍為00000000～01111111
B.圖片的色彩越豐富，其顏色位深度值越大
C.量化是指將信號的連續取值近似為有限個離散值的過程
D.由反射率相差很大的黑條和白條排成的平行線圖案叫做二維碼
A
解析　A選項生成二維碼的過程屬于信息的編碼，從二維碼中獲取信息屬于解碼。
5.無牌車輛可以通過車主用智能手機微信、支付寶掃一掃功能實現登記后自主入場，下面說法
A.生成二維碼的過程屬于信息的解碼
B.車主的微信、支付寶賬號信息可作為無牌車輛的臨時電子標簽
C.微信、支付寶掃一掃功能實現登記后自主入場，該過程包含數據的采集
D.智能手機作為最常見的移動終端，過度開放APP所需權限，增加了信息泄露的可能
C
解析　本題考查信息編碼相關知識。A選項掃描二維碼是讀取圖形中的信息，屬于解碼過程。B選項每個像素需要1位二進制位記錄黑白圖像兩種顏色。D選項在計算機中所有的數據用二進制編碼。
6.下列有關信息編碼知識的說法正確的是(　　)
A.手機掃描某二維碼得到其中的信息是信息的編碼過程
B.對一張黑白位圖進行編碼，每個像素的顏色至少需要用2位二進制來表示
C.對聲音進行數字化時，采樣頻率越高，得到的聲音越逼真，需要的存儲空間也越大
D.我國編制的“中華字庫”包含50多萬個漢字，在計算機中存儲時不能用二進制方式編碼
C
解析　A選項編碼范圍從0到127。B選項黑白圖像的顏色位深度是1位。
7.下列關于信息編碼的說法，正確的是(　　)
A.ASCII碼共有128個字符，編碼范圍從1到128
B.黑白圖像的顏色位深度是2位
C.聲音數字化的過程中若其他條件不變，采樣頻率越高，則聲音更保真
D.根據GB2312編碼，“技術IT”總共占8bit
1.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，下列說法
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。
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。
2.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　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做條形碼。
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做二維碼
B
解析　本題考查多媒體數據的采樣和量化。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。
4.下列有關數據采集、數字化過程的說法，
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
D
解析　256級灰度圖的位深度為8位。
5.圖像1為200×100像素、256級灰度圖，圖像2為300×200像素、位深度是16位，則圖像1與圖像2的存儲容量之比為(　　)
A.1∶3 B.3∶1 C.1∶12 D.1∶6
A
6.使用某APP時可通過手機相機拍照，并保存為1024×768，顏色位深度16位的BMP格式圖像，下列說法正確的是(　　)
A.該圖像某個像素的顏色值編碼表示可能為0000H
B.拍照過程實現了信號的數模轉換
C.若將拍照圖像轉換為256級灰度BMP格式位圖，則存儲容量變為原來的2倍
D.無論采用哪種格式，在計算機內部都是以十六進制的形式存儲圖像
B
解析　本題考查聲音容量計算。44100*10*2*2/1024/1024，約等于1.68MB。
7.某雙聲道Wave格式的音頻文件，其采樣頻率為44.1 kHz，量化位數為2字節，時長為10秒，則其存儲空間約為(　　)
A.861KB B.1.68MB C.6.9MB D.215KB
課后練習
5
重難點1　傳感與控制
重難點2　進制和編碼
重難點3　數字化
1.下列關于傳感器的說法
A.在信息系統從外部世界采集信息的過程中，傳感器在各種應用中都起著極為重要的作用
B.信息系統要從傳感器獲取信息，可以采用多種通信方式，如無線網絡、藍牙、串口等
C.通過霍爾傳感器可以實現加密、解密、電子支付等功能
D.同一種傳感器采用不同的算法，還可以實現不同的功能
C
解析　C選項通過NFC傳感器可以實現加密、解密、電子支付等功能，霍爾傳感器可以檢測磁場及其變化。
2.下列有關傳感器及其實現功能的說法，
A.利用加速度傳感器，實現計步功能
B.利用光線傳感器，實現自動調節屏幕背光的亮度
C.利用霍爾傳感器，實現手機橫豎屏智能切換
D.利用指紋傳感器，實現解鎖、電子支付等功能
C
解析　霍爾傳感器將變化的磁場轉化為輸出電壓的變化，用作開關，如手機息屏和亮屏。
3.小明媽媽在購買新手機后，經常使用其NFC功能進行支付。以下關于射頻識別技術的說法
A.RFID技術是由NFC技術演進過來的
B.RFID標簽有有源和無源之分，其中的“源”是指電源
C.利用NFC技術可以實現安全的移動支付
D.銀行卡的“閃付”功能，也是用到了NFC技術
A
解析　A選項NFC技術是由RFID技術演進過來的。
4.某智能眼鏡可以安裝軟件來實現計步、圖像導航、拍照等功能，用戶可以用語音、手勢、視覺等操作控制。下列說法正確的是(　　)
A.該智能眼鏡的性能指標只有處理器、屏幕分辨率
B.該智能眼鏡的計步功能是通過重力傳感器實現的
C.該智能眼鏡包括輸入、處理、存儲和輸出四個部分
D.該智能眼鏡中植入了傳感器以接收外界信號指令，體現了“移動性”
C
解析　A選項還有內存等。B選項加速度傳感器實現計步功能。D選項植入了傳感器體現智能性。
A
解析　本題考查的是信息系統中的控制。A選項屬于輸入信號這一步驟，選項B、C、D都屬于執行器的應用。
5.下列選項中 執行器的應用的是(　　)
A.自動識別系統將車牌信息輸入信息系統
B.智能手環通過簡單的震動來提醒用戶
C.火警預報系統發現火情后提醒用戶找到逃生通道
D.火車、地鐵的檢票系統控制閘機的打開和關閉
6.智慧飲料瓶回收機器的工作流程為：機器通過身份卡或人臉識別對用戶進行身份認證，身份識別后用戶可投放飲料瓶，機器對當前飲料瓶進行判斷，符合回收條件則按塑料瓶和鋁制易拉罐進行分類，塑料瓶按容量計算金額，鋁制易拉罐按重量計算金額，若不符合回收條件則退回，結束投瓶后機器統計飲料瓶個數和金額，并將回收數據通過網絡傳送至服務器。下列關于該信息系統中的傳感與控制技術，說法
A.人靠近回收機器時自動開啟人臉識別使用了光線傳感器
B.將卡靠近回收機器感應區時立即識別身份是采用了無線射頻技術
C.該機器使用金屬傳感器迅速區分塑料瓶和鋁制易拉罐
D.機器使用稱重傳感器對鋁制易拉罐進行稱重
解析　本題考查傳感與控制。A選項人靠近機器時自動開啟人臉識別使用了紅外線傳感器，是通過接收身體表面輻射出來的紅外線來感知的。
A
7.某信息系統利用RFID技術識別電子標簽的工作流程如圖所示：
D
解析　根據題意可知這是無源RFID，因此電子標簽必須先獲得一定的能量，然后電子標簽向外發送信息，最后讀寫器接收信息并完成解碼即可實現信息的采集。
包括以下步驟：①讀寫器通過天線向電子標簽發送一定頻率的射頻信號；②讀寫器采集電子標簽的信息并解碼；③讀寫器處理解碼信息后，將結果發送至信息系統；④電子標簽從讀寫器獲得能量，向讀寫器發送編碼信息。正確的工作流程順序是(　　)
A.①②③ B.①④③ C.④②③ D.①④②
C
解析　A選項翻蓋自動解鎖是通過霍爾傳感器實現的。B選項第五代移動通信技術傳輸速率可以達到20Gb/s。D選項調制解調器用于將光信號轉換為電信號。
8.下列關于傳感與控制及網絡技術的說法，正確的是(　　)
A.平板實現翻蓋自動解鎖、合蓋自動鎖屏是通過壓力傳感器實現的
B.第五代移動通信技術(簡稱5G)，其數據傳輸速率達到了5Gb/s
C.同一傳感器采用不同的算法，可以實現不同的功能
D.調制解調器用于實現網絡中各計算機之間的連接
9.下列關于傳感與控制的說法，
A.傳感器屬于信息系統的輸入設備
B.信息系統的控制可分為開環控制和閉環控制兩種
C.信息系統通過執行器可以作用于外部世界
D.射頻識別技術的兩大基本元素是接收端和讀寫器
D
解析　D選項射頻識別技術兩大基本元素是發射端(電子標簽)和接收端(讀寫器)。
1.對產品編號可以有效地對產品進行動態管理與追蹤，某批產品的數量不超過50000件，若用數字‘0’－‘9’及字母‘A’－‘F’對每個產品編號，最少需要的編碼位數是(　　)
A.2 B.3 C.4 D.5
C
解析　采用16種數制來表示信息，因此n位16進制表示信息的數據是16的n次方，因此n至少為4。
B
解析　該數可能是100100B、100110B、110100B、110110B，即24H、26H、34H、36H。轉換為十進制，分別是36D、38D、52D、54D。
2.已知n是一個6位二進制數1■01■0，其中有兩位數字模糊不清。下列數中，可能與它相等的是(　　)
A.37D B.54D C.28H D.44H
C
解析　A選項模擬信號轉換為數字信號的過程稱為數字化。B選項ASCII碼的最大值為127。C選項信息編碼往往是將一種形式轉換為另外一種形式，如數字化時，將量化的十進制數轉換成二進制數。D選項圖像的數字化第一個階段是采樣。
3.下列有關數據采集與編碼的說法，正確的是(　　)
A.數字信號轉換為模擬信號的過程稱為數字化
B.ASCII碼的最大值十進制表示為128
C.信息編碼的本質是信息形式轉換的過程
D.圖像的數字化不需要經過采樣階段
A
4.某段聲音信號的量化過程如圖所示，量化位數至少為(　　)
A.3 B.4 C.8 D.14
解析　劃分0－7共8個量化等級，因此最少需要3個二進制位。
D
解析　A選項2位四進制數最多表示4的平方即16個數。B選項該數大于等于2的6次，即大于等于64。C選項黑白圖像屬于1位色，容量為1024*768*1/8，約192KB。
5.下列關于量化與編碼的說法，正確的是(　　)
A.可以使用2位四進制數表示24個小時
B.某7位二進制數的最高位為1，將其轉換為十進制數后的值大于等于128
C.一幅1024*768的未經壓縮的BMP格式的黑白圖像的存儲容量約為192KB
D.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
D
解析　A選項計算機中運算器是對數據進行數據或邏輯運算。B選項C的ASCII碼比A大2。D選項若為奇數進制就不一定，比如三進制的10，轉換為十進制值為3。
6.下列關于數據采集與編碼的說法
A.用計算機解決問題，本質上就是數據運算
B.字母“A”的ASCII碼十六進制為41，則字母“C”二進制是01000011
C.二維碼相對于條形碼，信息的存儲量更大
D.任意進制的一個數n，若末尾為0，該數轉為十進制一定是偶數
B
解析　A選項每個漢字占兩個字節，而不是兩個bit。B選項可以采用除2倒取余數方法將十進制數轉換為二進制，第1個余數為1，因此二進制最后一位為1。C選項還有編碼的過程。D選項一共4位，左邊第n位上位權為16的n－1次方。
7.下列關于進制和信息編碼的說法，正確的是(　　)
A.根據GB2312編碼，“杭州亞運會”共占10bit
B.若一個十進制是奇數，則它的二進制數末位一定是1
C.錄音過程就是通過采樣和量化實現數字信號的模擬化過程
D.十六進制數1011H，其最左邊的“1”對應的權值為16的4次方
D
解析　A選項1個漢字往往用2個字節。B選項不同的文件類型有不同的編碼方式。C選項位深度越大，圖像質量越高。
8.以下關于數據編碼的說法，正確的是(　　)
A.1個漢字字符在計算機中存儲需要1個字節
B.不同聲音信號經編碼后生成的文件類型一定不同
C.位圖圖像編碼時位深度大小與圖像質量無關
D.1個ASCII碼字符在計算機中以8位二進制存儲
9.下列關于信息編碼的說法，正確的是(　　)
A.只有計算機中才有信息編碼
B.ASCll碼是一種漢字編碼
C.掃描二維碼的過程屬于信息編碼
D.采用8位色進行編碼的BMP圖像，其顏色數量總共有256種
D
解析　A選項信息編碼是將信息按照某種規則，從一種形式轉換為另一種形式的過程，日常生活中非常常見，比如編制學號的過程就是信息編碼；B選項ASCII碼是一種國際上普遍采用的英文字符編碼；C選項掃描二維碼的過程屬于信息的解碼；D選項采用8位色進行編碼的BMP圖像，每個像素點用8位二進制表示，而8位二進制能產生256種編碼，所以其顏色數量總共有256種。
10.結合如圖所示的條形碼，下列說法
B
解析　B選項編制條形碼是將信息轉換成黑白的圖像，屬于編碼。
A.條形碼是數據的表現形式之一
B.條形碼編制的過程其實就是信息的解碼過程
C.“56789”這串數字具有意義，因為其包含了商品代碼信息
D.條形碼嚴重損壞會導致信息丟失，說明信息具有載體依附性
11.下列關于信息編碼的說法，
A.根據ASCII編碼標準，“IT”兩個字母共占用2bit
B.漢字的輸入碼不是唯一的
C.相對于一維條形碼，二維碼的信息存儲量更大
D.對視頻進行壓縮的過程，是編碼的過程
A
解析　A選項ASCII編碼每個字符占一個字節，而不是一個二進制位。
12.下列關于信息的編碼說法正確的是(　　)
A.信息編碼只能使用二進制表示
B.條形碼可承載的信息量通常比二維碼多
C.將末位為0的十六進制數轉換為二進制數后，二進制數的末位一定是0
D.“B”的ASCII碼值為66D，由此可知字符“b”的ASCII碼值為86D
C
解析　A選項生活中可以用字符、圖像等進行編碼。B選項條形碼相對信息較少。C選項一位十六進制可以表示為4位二進制數，不足4位，前面補0。D選項小寫字母比相應的大寫字母大32。
13.下列關于編碼的說法，正確的是(　　)
A.計算機中的漢字也是采用二進制進行編碼的
B.模擬信號是以離散的、不連續的物理量形式存在的
C.將模擬聲音數字化需要經過采樣、量化、編碼三個過程，該過程為數模轉換
D.對某段聲音進行數字化，量化值的范圍是0－256，則量化位數最少是8位
A
解析　A選項計算機中所有信息均采用二進制編碼。B選項數字信號是以離散的、不連續。C選項這個過程稱為模擬向數字轉換，簡稱模數轉換。D選項量化值的范圍是0－255。
D
解析　考查圖像數字化。A選項，采樣將信號從連續時間(空間)域上的模擬信號轉換到離散時間(空間)域上的離散信號的過程，通過采樣器實現。B選項量化將信號的連續取值近似為有限個離散值的過程。C選項不同的格式代表不同的編碼方式。D選項模數轉換是將模擬信號轉換為數字信號，而非編碼格式的轉換。
1.下列關于圖像數字化的說法，
A.將圖像柵格化成像素屬于采樣
B.將像素的顏色信息用數值表示屬于量化
C.將圖像保存為不同的格式，其編碼方式往往不同
D.將BMP格式圖像壓縮成JPEG格式用到了模數轉換
B
解析　本題考查信息及其數字化的相關常識。 A選項“大事大結，小事小結”中的結繩是數據。B選項獲取相同的信息聯想到的知識并不一定相同。C選項模擬信號轉數字信號一般需要經過采樣、量化與編碼。D選項相同大小的位圖，其圖像像素點越多越清晰，質量越好。
2.下列關于數據與數字化的說法，正確的是(　　)
A.結繩記事中“大事大結，小事小結”，繩結是信息
B.“一百個人心中有一百個哈姆雷特”體現了人們面對相同的信息構建的知識會有所區別
C.數字信號轉換為模擬信號一般需要經過采樣、量化與編碼
D.位圖圖像像素點越多越容易出現鋸齒狀，圖像質量越差
D
3.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3bit
解析　本題考查對數據采集與編碼。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。將離散的模擬信號轉換成連續的數字信號是量化。
D
解析　A選項圖像的數字化是將模擬信號轉換為數字信號。D選項色彩取決于位深度，參數不變，圖像色彩不變
4.下列關于圖像采集與處理的說法，
A.數碼相機采集圖像的過程進行了模數轉換
B.圖像數字化的一般過程是采樣、量化、編碼
C.數字信號在取值上是離散的、不連續的信號
D.按同參數保存為BMP格式文件，圖像色彩越豐富，存儲容量越大
D
解析　本題考查模擬數據的數字化。A選項對同一信號使用相同的量化位數。B選項采樣的時間間隔越長，采集的樣本數量越少。C選項改變量化等級，會影響采集的數據的精確度，但不會影響采集的數據與實際數據的關系。D選項ADC即模數轉換器，將模擬信號轉換為數字信號。
5.將模擬信號轉換成數字信號一般需要采樣、量化與編碼。下列說法正確的是(　　)
A.采樣點的量化值不同，其量化位數也一定不同
B.對于同一模擬信號，采樣的時間間隔越長，采集的樣本數量越多
C.改變量化等級，會影響采集的數據與實際數據的關系
D.模擬信號采樣后，再經過ADC在數值上進行離散化，經過編碼轉換成數字信
D
解析　設位深度為x，則有表達式1024×768×x/8＝2.25×1024×1024，可以得到編碼的位數為24。
6.一幅未經壓縮的1024×768像素的BMP圖像文件，其存儲容量約為2.25MB，則該圖像每個像素色彩編碼的位數為(　　)
A.3 B.8 C.16 D.24
C
解析　A選項還要經過編碼的過程。B選項量化值取值范圍為0～255。D選項采樣頻率中的k指1000。
7.某段未經壓縮的音頻，采樣頻率是44.1 kHz，量化位數為8b，下列說法正確的是(　　)
A.聲音數字化需要經過采樣和量化兩個過程
B.該音頻數字化時，量化值取值范圍為1～256
C.數字化的文件轉換為模擬信號的聲波
D.該音頻數字化時，每分鐘的采樣樣本數為44100個
B
解析　Wave格式立體聲音頻計算公式為44100×16×60×2/8/1024/1024，約等于10MB，再進行10∶1的壓縮，最終得到1MB。
8.將一個時長為1分鐘、采樣頻率為44.1 kHz、量化位數為16位的未經壓縮的Wave格式立體聲音頻文件以10∶1的壓縮比壓縮成MP3格式，則壓縮完成后該MP3格式文件大小約為(　　)
A.0.5MB B.1MB C.4MB D.8MB
B
解析　視頻文件大小＝像素×位深度×時間×制式/8，因此位深度＝562.5*1024*1024*8/(1024*576*20*25)＝16。
9.現有一段時長20秒、PAL制式(25fps)、畫面尺寸為1024*576的未經壓縮的AVI格式視頻，容量約為562.5MB，則該視頻每幀畫面的位深度為(　　)
A.8 B.16 C.24 D.32
A
解析　A選項拍照是數字化過程。B選項聲音音量大，劃分等級高，但還是同樣位數的二進制數來表示和存儲。C選項量化位數大，說明劃分等級多，精度高。D選項位深度為8，可以表示0至255共256種不同的顏色。
10.下列有關數字化的說法，正確的是(　　)
A.數碼照相機拍照片的過程是模數轉換的過程
B.錄音時，說話者的聲音越大，得到的音頻文件占用的存儲空間也越大
C.量化位數越大，說明采集聲音時每秒鐘得到的采樣點越多
D.一張圖像的位深度為8，說明這張圖像最多可以呈現255種不同的顏色
D
11.音頻和圖像的采樣、量化過程如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.一般而言，音頻采樣時降低采樣頻率能提高保真率
B.圖中所示的音頻數字化后至少需要8位量化位數
C.圖中所示的圖像數字化后若存儲為256色位圖，則存儲容量為14×12×256字節
D.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　A選項采樣頻率越高，聲音質量越好。B選項劃分8個等級，至少需要3個位表示。C選項256色位圖的位深度為8位，因此容量為14×12×8/8。
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。
12.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

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