第一章《数据与信息》课件 2022—2023学年粤教版（2019）高中信息技术必修1（51张PPT）

(共51张PPT)
背 景
信息技术涵盖了获取、表示、传输、存储和加工信息在内的各种技术。
自电子计算机问世以来，信息技术沿着以个人计算机为核心、到互联网为核心、再到以数据为核心的发展脉络，深刻影响着社会的经济结构和生产方式，加快了全球范围内的知识更新和技术创新。
第一章 数据与信息
1.1数据及其特征
1.1 数据及其特征
1.1 数据及其特征
请你用数据描述一下自己。
身高：
体重：
视力：
学习成绩：
1.1 数据及其特征
什么是数据？
数据是事实或观察的结果，是显示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。
日常生活中常用的符号：175CM、70Kg、36.5℃、优秀、阴雨等，它不仅指狭义上的数字，还可以是具有一定意义的文字、字母、数字符号的组合。
数据以图形、图像、视频、音频、文字、数字、符号等形式存在。
1.1 数据及其特征
在计算机科学中，数据是对所有输入到计算机并被计算机识别、存储和处理的符号的总称，是联系现实世界和计算机世界的途径，以二进制0 ，1表示。
计算机系统中的数据
1.1 数据及其特征
计算机存储的数据：
11100111 11000011
10000001 00100100
00000000 11011011 10100101 01011010
1.1 数据及其特征
汉字的字形点阵
表示
字形码
0000000110000000
0000000110000000
0000000110000000
0000000110000000
0000000110000000
0000000110000000
0000000110000000
0000000110000000
1111111111111111
1111111111111111
1100000110000011
1100000110000011
1100000110000011
1100000110000011
1111111111111111
1111111111111111
点阵汉字
1.1 数据及其特征
几种常用的数制及其特点
数制 基数 数码 进位规则
十进制 10 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 逢十进一
二进制 2 0、1、 逢二进一
八进制 8 0、1、2、3、4、5、6、7 逢八进一
十六进制 16 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F 逢十六进一
1.1 数据及其特征
十进制数的概念
1×1000＋9×100＋9×10＋9×1
=1×103＋9×102＋9×101＋9×100
十进制数由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个不同的符号组成。
如1999年可表示成：
1.1 数据及其特征
二进制
一个二进制数具有下列两个基本特点：
只有0和1
逢二进一
1.1 数据及其特征
1、二进制转换成十进制数：
位权：对于多位数，处在某一位上的1所
表示的数值的大小，称为该位似的位权。
把二进制数转换为十进制数数的方法是，
将二进制数按权展开求和。
1.1 数据及其特征
二进转
十进制
（11101）2 = （ ）10
1 1 1 0 1
20
21
22
23
24
方法：每一位数字乘以其相应的权后，
再相加就是该数的数值。
1×24 1×23 1×22 0× 21 1×20
2、二进制 十进制
= 29
= 16 + 8 + 4 + 0 + 1
29
+
+
+
+
1.1 数据及其特征
例：将二进制数（11010110）2转换为十进制
数，可按“按权展开求和”进行计算。
（11010110）2=0×20＋1×21＋1×22＋0×23＋1×24
＋0×25＋1×26＋1×27
=0＋2＋4＋0＋16＋64＋128
=（214）10
1.1 数据及其特征
练习
（11001）2 = （ ）10 （100010）2 = （ ）10
1×24 +1 × 23 +0 × 22 +0 × 21 +1 × 20
= 16+8+0+0+1
= 25
1 × 25 + 0 × 24 +0 × 23 +0 × 22 +1 × 21 +0 × 20
= 32+0+0+0+2+0
= 34
方法：
每一位数字乘以其相应的权后再相加就是该数的数值。
25
34
1.1 数据及其特征
例：将（10110011.101)2转换成十进制数
的方法如下：
（10110011.101）2=1×27＋0×26＋1×25＋1×24
＋0×23＋0×22＋1×21＋1×20
＋1×2－1＋0×2－2
＋1×2－3
=128+0+32+16+0+0+2+1+0 .5
+0+0.125
=(179.625)10
1.1 数据及其特征
2、十进制整数转换为二进制整数
把被转换的十进制数反复的除以2，直到商为0，所得的余数（从末位读起）就是这个数的二进制数。
简单的说，就是“除2倒取余法”
1.1 数据及其特征
例：将十进制整数105转换为二进制整数，可按“除2倒取余计算”
2 105
2
52
2
26
2
13
2
6
2
3
1
……1
……0
……0
……1
……0
……1
得到105=（101001）2
1.1 数据及其特征
练习
（17）10 =（ ）2
（40）10 =（ ）2
1 7
2
8
……
1
2
4
……
0
2
2
……
0
0
4 0
2
2 0
……
0
2
1 0
……
0
2
5
……
0
2
2
……
1
2
1
……
0
1
方法： （1）用2去整除 （2）取余 （3）从下至上
1
……
2
1
10001
101000
2
0
……
2
0
……
1.1 数据及其特征
十进制小数转换成二进制小数：即“乘2取整法”
例：将十进制（0.6875）10转换成二进制数的方法如下：
0.687
×) 2
1.3750
0.3750
×) 2
0.7500
×) 2
1.500
0.500
×) 2
1.0
整数=1
整数=0
整数=1
整数=1
（0.6875）10=(0.1011)2
1.1 数据及其特征
（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
在计算机科学中，数据具有如下基本特征：
1.2 数据编码
1.2 数据编码
1.2 数据编码
1.2.1 模拟信号与数字信号
声信号
光信号
识别和接受
1.2 数据编码
模拟信号是指连续变化的物理量所表达的信息
信号的幅度、频率随时间作连续变化，如声音信号、图形信号等
模拟信号的波形可以是简单的，也可以使是复杂的。
图1-7 多频率组合波形示意图
1.2 数据编码
模拟信号是传导能量的一种方式
在传播过程中，能量会不断被损耗而逐渐衰减。
模拟信号
1.2 数据编码
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。
数字信号
1.2 数据编码
数字信号
1.2 数据编码
1.2 数据编码
1.2 数据编码
1.2.2编码的基本方式
在现代技术的信号处理，数据基本上是通过编码将模拟信号转换为数字信号进行存储和传输，文字、图像、声音等类型的数据都可经过编码进行存储和传输。
1.2 数据编码
1、文字编码
1.2 数据编码
1、文字编码
1.2 数据编码
1、文字编码
1.2 数据编码
GB2312：1980年
GBK1.0：1995年
认识汉字编码
1、文字编码
1.2 数据编码
1、文字编码
1.2 数据编码
1.2 数据编码
2、图像编码
1.2 数据编码
不同色彩图片效果
黑白
8位色（256种颜色）
256级灰度
32位色（约42.9亿种颜色）
2、图像编码
1.2 数据编码
红
兰
浅蓝
淡蓝
深蓝
绿
黄
青
粉红
紫
黑
白
深黄
浅黄
棕
褐
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
图像的表示
这是一张16色图像，分辨率为400*300的局部图片
2、图像编码
1.2 数据编码
图像的编码方式
2、图像编码
1.2 数据编码
位图文件的大小
2、图像编码
1.2 数据编码
位图文件的大小
2、图像编码
1.2 数据编码
计算机内的容量单位
存储容量（文件大小）单位B、KB、MB、GB、TB
1KB=1024B KB（千字节）
1MB=1024KB MB（兆字节）
1GB=1024MB GB（千兆字节）
1TB=1024GB TB（百万兆字节）
计算机存储的最小单位— 二进制位（比特、bit或b）
计算机存储的基本单位— 字节（Byte或B）
8位（比特）＝1个字节、 8bit＝1Byte 、8b＝1B
1.2 数据编码
位图文件的大小
1.2 数据编码
1.2 数据编码
3.声音编码
1.2 数据编码
3.声音编码
根据奈奎斯特采样定理，如果以一定时间间隔对某个信号f(t)进行采样，并且采样频率高于该信号最高频率的两倍，则采样值包含了原信号的全部信息
1.2 数据编码
3.声音编码
声音编码
首先将采样信号幅度划分为若干个量化等级
然后将采样后的信号幅度与划分的各个量化等级进行比较，向下取最接近的量化等级数值
1.2 数据编码
3.声音编码
声音编码
1.2 数据编码
3.声音编码
1.2 数据编码
3.声音编码
方法一
方法二