2019粤教版信息技术 必修1 1.2 数据编码 课件（共20张ppt)

(共20张PPT)
1.2数据编码
1、了解模拟信号和数字信号及各自优缺点
2、知道文字、图像、声音等数据在计算机中的编码方式。
学习目标
1.2.1 模拟信号与数字信号
1.模拟信号：指用连续变化的物理量所表达的信息。其信号的幅度、频率或相位随时间作连续变化。
模拟信号是一种不仅在时间上连续、数值上也连续的物理量，具有无穷多的数值，从自然界感知的大部分物理量都是模拟性质的，如速度、压力、温度、声音、重量等都是最常见的模拟信号。
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减弱。
2.数字信号：是离散时间信号的数字化表示
数字信号是不连续的离散的，是对模拟信号进行采样得到。数字信号是模拟信号的近似，既然是近似就不可能完全一模一样，所以电子秤永远有个最小精度。
0
1
0 1 0 1
3.优缺点
模拟信号：
优点：a.精确的分辨率，在理想情况下，它具有无穷大的分辨率。与数字信号相比，模拟信号的信息密度更高，它可以对自然界物理量的真实值进行尽可能逼近的描述。
b.模拟信号的处理过程更简单
缺点：容易受到噪声影响；长距离传输会因能量损耗而衰减。
数字信号：
优点：a.抗干扰能力特别强
b.有利于存储、加密和纠错，具有较强的保密性和可靠性。
缺点：算法复杂，技术要求高
1.2.2编码的基本方式
编码：用少量的基本符号，根据简单的组合规则，以表示大量复杂的信息。
计算机最主要的功能就是处理信息，而信息在计算机中如何表示、存放、传递？这是首先要解决的问题。基本要求是：信息的表示、存放和传递要方便、可靠、易处理。显然，在计算机内部，信息只有经过数字化编码后才能表示、存放和传递。
计算机存储的最小单位—— 二进制位，也叫比特（bit或b）
计算机存储的基本单位—— 字节（Byte或B）
1字节=8位 或 1B=8b
位（b）
1个字节（B）
1、计算机中的数制
0 1 0 0 0 0 0 1
*


标准的ASCII码使用7位的二进制数来编码，即每一个字符对应着一个7位的二进制数。所以用标准的ASCII码可以表示2^7 = 128个字符，其中包含10个阿拉伯数字，52个英文大小字母，33个符号及33个控制字符。


（1） ASCII码
（American Standard Code for Information Interchange，美国标准信息交换码）
ASCII码表
（American Standard Code for Information Interchange，美国标准信息交换码）
*
西文字符处理起来比较简单，而中文信息处理起来就复杂了。汉字是图形文字，常用汉字就有3000～6000个，形状和笔画差异很大。这就决定了汉字字符的编码方案比西文的编码方案复杂的多。
（2）汉字编码
*
我国在1980年制定了《信息交换用汉字编码字符集·基本集》作为国家标准GB2312编码字符集，称为国标码。GB2312-80中规定了信息交换用的6763个汉字和682个非汉字符号（包括字母、数字和符号）的代码。
在国家标准GB2312中，每个汉字采用双字节表示。每个字节只用ASCII码中的低7位。




国标码采用十六进制表示。
国标码
*
十六进制编码
国标码编码
?
00……20?
21 22 23 24 25 26 …………7C 7D 7E
7F
00～20
位
区
1 2 3 4 5 6 ………………91 92 93 94
?
21～2F
1～15
非汉字图形符号（常用符号、数字序号、俄文、英文、法文、希腊字母、日文平、片假名等）
?
30～57
16～55
啊 阿 埃 一级汉字
（3755个）
?
58～77
56～87
二级汉字（3008个）
?
78～7E
88～94
空白区域
?

7F
?
?
“学”字的编码 00000111 00110001
国标码
*
图像编码也称图像压缩，是指在满足一定质量的条件下，以较少比特数表示图像或图像中所包含信息的技术。
2.图像编码
（1）位图图像编码
位图，也叫做点阵图像或栅格图像，是由称作像素（图片元素）的单个点组成的。这些点可以进行不同的排列和染色以构成图样。当放大位图时，可以看见赖以构成整个图像的无数单个方块。
0001 0001 1000 1000
图像的二进制编码
（2）位图文件的大小
在计算机二进制数系统中，每个0或者1就是一个位（bit）
黑白图像每一个像素有2种可选颜色（黑、白），称为1位图像。
16色图像，每个像素有16种颜色可以选择，称为4位图像
256色图像，每个像素用1个字节表示，称为8位图像
24位图像，可以表示 2^24 （2的24次方），也就是16,777,216种色彩
文件大小=文件头+信息头+颜色表项+图像分辨率*图像量化位数÷8
图像分辨率=水平方向的像素数 X 垂直方向的像素数
问：一幅分辨率为1024*768的256色位图大小是多少？


1024 * 768 * 8÷8 = 786,432B / 1024 = 768KB
描述数字声音的参数有：
采样：把输入的模拟信号按适当的时间间隔得到各个时刻的样本值，使其转换为时间上离散，幅度上连续的脉冲信号。
采样频率：一秒钟内采样的次数。

量化：把样值信号的无限个可能取值，近似的用有限的数值来表示。

编码：将量化后的采样值用二进制数码表示，并转换为由二进制编码0和1组成的数字信号。

量化位数：采样值的二进制位数。
声道数：一次采样所记录产生的声音波形个数，分为单声道和双声道。
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3.声音编码
声音编码的一般过程
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1秒钟CD音质的数据量为：
44.1kHz ×16bit ×2 × 1s÷8 = 1411.2kb/s ÷ 8 = 176.4kB
1小时CD音质的数据量为：
176.4kB×3600 ÷ 1024 = 635.04MB
声音信息存储的文件大小计算
声音存储空间=采样频率 X 量化位数 X 声道数 X 时间÷8
作业：

1.上网查询有关视频编码的知识.
2.了解视频是如何编码的？