1.2.1数据编码（一）模拟信号与数字信号课件2021-2022学年高中信息技术粤教版（2019）必修1数据与计算（23张PPT）

(共23张PPT)
信息技术 必修1 :数据与计算
第一章 数据与信息
1.2 数据编码
数据是现实世界客观事物的符号记录，是信息的载体，是计算机加工的对象。
现实世界的各种符号，包括图形、图像、视频、音频、文本（文字、数字、数值、字符）等数值性和非数值性符号。
例如：身高 180cm 体重60kg 速度 120km/h等
1.1.1 数据
知识回顾
第一章 数据与信息
（1）二进制
在计算机中，数据以二进制的形式存储、加工。
（2）语义性
语义是将数据符号解释为客观世界的事物。
（3）分散性
数据是分散的记录，分别记录不同客观事物的运动状态
（4）多样性与感知性
数据记录的形式是多样的、可看的、可听的、可感知的，
如图形、图像、视频、音频、文本等。
1.1.2 数据的基本特征
知识回顾
第一章 数据与信息
进制数的转换：
知识回顾
( 1 1 0 0 1 ) 2
(11001)2=1*24+ 1*23+0*22+0*21+1*20
=16+8+1
=25
二进制
十进制
(11001)2 =(25)10
第一章 数据与信息
4 3 2 1 0
进制数的转换：
知识回顾
(1 5 7 ) 8
(157)8=1*82+5*81+ 7*80
=64+40+7
=111
其他进制
十进制
(157)8 =(111)10
( 1 8 B ) 16
(18B)16=1*162+8*161+ 11*160
=256+128+11
=395
(18B)16 =(395)10
第一章 数据与信息
2 1 0
2 1 0
进制数的转换：
知识回顾
二进制
十进制
2 5
2
1 2
……1
2
6
……0
2
3
……0
2
1
……1
2
0
……1
(25)10=(11001)2
2 5
2
1 2
……1
2
6
2
3
2
1
2
0
……0
……0
……1
……1
第一章 数据与信息
进制数的转换：
知识回顾
其他进制
十进制
(111)10=(157)8
1 1 1
8
1 3
……7
8
1
8
0
……5
……1
3 9 5
16
2 4
……11
16
1
16
0
……8
……1
(B)
(395)10=(18B)16
第一章 数据与信息
思维导图工具
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1.2 数据编码
1.2.1 模拟信号与数字信号
【例】观看微课《模拟信号与数字信号》，分析、比较模拟信号与数字信号的特点和异同，并在记录表中回答问题。
思考1：传统有线电话、电台广播电视，是通过什么信号传递信息？
思考2：现代计算机网络，是通过什么信号传递信息？
交流：10月1日国庆节，北京天安门将举行盛大的阅兵仪式，你会选择哪种方式，观看阅兵仪式呢？为什么？
1.2 数据编码
1.2.1 模拟信号与数字信号
【模拟信号】 模拟信号是指用连续变化的物理量所表达的信号。
模拟信号是传导能量的一种方式，其幅度、频率或相位随时间作连续变化。
常见的模拟信号应用：有线相连的电话和无线发送的广播电视。
1.2 数据编码
1.2.1 模拟信号与数字信号
【模拟信号】模拟信号的波形可以是简单的，也可以是复杂的。其波形可以是仅仅包括一个单一频率，也可以是复杂波形，包含了许多不同频率的组合。模拟信号是传导能量的一种方式。例如，声波通过空气等介质来向远处传送能量，在传播的过程中，能量会不断被损耗而逐渐衰减。
多频率组合波形示意图
模拟信号的衰减示意图
单一频率波形示意图
1.2 数据编码
1.2.1 模拟信号与数字信号
【数字信号】数字信号是离散时间信号的数字化表示。其信号的自变量、因变量都是离散的。
在计算机中，数字信号的大小常用有限位的二进制数表示。
【例】字长为2位的二进制数可表示00、01、10和11四种数字信号。
常见的数字信号应用：开关电路中输出电压和电流脉冲的信号。
1.2 数据编码
1.2.1 模拟信号与数字信号
【模拟信息与数字信号的优缺点】
名称 优点 缺点
模拟信号
数字信号
简单容易实现
保密性差，抗干扰能力弱
抗干扰能力强，保密性、可靠性强
技术实现复杂，占用频带宽
1.2 数据编码
1.2.1 模拟信号与数字信号
【例】 在计算机网络中使用MODEM时，它的功能是( )。
A、实现数字信号的编码 B、把模拟信号转换为数字信号
C、把数字信号转换为模拟信号 D、实现模拟信号与数字信号之间的相互转换
【解析】在远距离传送时，为防止信号畸变，一般采用频带传输，即将数字
信号变换成模拟信号，便于在通信线路中传输的交流信号进行传输。此时在
发送端由直流变成交流称为调制，在接收端由交流变成直流称为解调，兼有
这两种功能的装置称为调制解调器(MODEM)。
D
1.2 数据编码
【实验】
利用小程序“发报机”、手电筒，按照摩尔斯密码来发出信号，请同学们译出信号！
1.2 数据编码
1.2.2 编码的基本方式
计算机中所有的信息都是用“0”和“1”来表示的。
在实际中信息的形式是多种多样的，最常见的是文字、声音、图片等等。要用计算机来处理信息，就需要先把这些信息转化为“0”和“1”的数据形式，即信息数字化。
计算机中的文字、数字、声音、视频都是通过二进制编码来
表示的。只是表示信息类型不同，编码方案也不同。
1.2 数据编码
1.2.2 编码的基本方式
文字（字符）编码是效率相对较低的编码方式，有单字节码和双字节码两种。
ASCII码、莫尔斯码属于单字节码
国标码（GBK）、统一码（Unicode）属于双字节码。
【文字编码】
A
0100
0001
1.2 数据编码
1.2.2 编码的基本方式
【文字编码】：ASCII码
65
记住几个常见字符的ASCII码值：
A的编码为 01000001（十进制数65）
a 的编码为 01100001（十进制数97）
0 的编码为 00110000（十进制数48）
ASCII码是美国信息交换标准代码、用8位二进制码表示的基本字符编码系统
ASCII码是美国信息交换标准代码、用8位二进制码表示的基本字符编码系统
常用的不可见控制符（33个）
ASCII码（英文字符编码）
以及标点符号、运算符号等33个
阿拉伯数字（10个）
英文字母（大小写52 个）
共27=128个字符
1.2 数据编码
1.2.2 编码的基本方式
【文字编码】：国际码
为了使每个汉字有一个全国统一的代码而颁布了汉字编码的国家标准。每个汉字有个二进制编码，叫汉字国标码。 每个汉字使用2个字节，主要分为两部分：编号127之前的符号跟ASCII 码所表示的意义相同，属于单字节码；编号127之后的符号统一用两个字节表示，包含了几乎所有的简体中文字（中文编码高字节的最高位不为0）。
1.2 数据编码
1.2.2 编码的基本方式
【文字编码】：汉字编码
【文字编码】：汉字编码
输入码
又叫“外码”，按照汉字的读音进行编码，例如：双拼、
智能ABC、微软拼音输入法、紫光拼音输入法；
按照形状进行编码，例如：五笔、二笔、郑码、
表形码；
机内码
用于存储汉字的编码
GB2312-80——简称GB码，由两个字节组成
（16位二进制数），即存储一个汉字2个字节，如：
11010100 11000110——云
11000100 11001111——南
含6763个汉字。
港台地区的BIG5码——繁体字。
近来我国用的GB1300编码，含20902个汉字。
字形码
又叫输出码或字模，是描述每个汉字形状的编码，即汉字显示的代码，如：点阵法和矢量法
16*16，24*24，32*32，48*48点阵
10*10编码
1.2 数据编码
1.2.2 编码的基本方式
【文字编码与进制数的关系】
文字编码必须保证唯一性，即一个“码”只能表示一个“字符”。因此，由N位二进制数组成的编码，最多可以表示2N个字符。
例：两位二进制数编码最多能表示的字符数为22个字符，即4个字符
00 01 10 11
思考：GB码使用十六位二进制数编码，最多能表示多少个字符？
216个字符，即65536个字符