1.2 数据编码 课件（28张幻灯片）

(共28张PPT)
粤教版普通高中教科书
信息技术
必修1
数据与计算
数据与信息
1.1
数据及其特征
1.2
数据编码
1.3
信息及其特征
第一章
数据基本上是指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以通过编码进行存储和传输。
传统有线电话、电台广播电视，是通过什么信号传递信息？
数据基本上是指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以通过编码进行存储和传输。
现代数字电视、现代计算机网络，是通过什么信号传递信息？
数字信号有利于存储、加密和纠错，从而具有较强的可靠性和保密性。
文字编码是效率相对较低的编码方式之一。
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外码（输入码）
内码
字形码
交换码
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1
ASCII是“美国标准信息交换标准码”的缩写，一共规定了128个字符的编码。
3
Unicode：简称为UCS。由国际组织制定的可以容纳世界上所有文字和符号的字符编码方案。故也称为统一码或万国码。满足了跨语言、跨平台进行文本转换、处理的要求。
2
（GB2312－80）：1981年我国颁布的（通用汉字字符集（基本集）及其交换准）简称：国标码。该标准包含6763个常用汉字和682个非汉字字符。（共7445个字符）
交换码除一般的ASCII码，还有其他各种编码，如表示汉字的GB2312-80编码，、统一编码Unicode　及大五码（BIG5）、GBK、GB18030等。
IE浏览器中就内置了各种不同的文字编码，以方便调阅不同语言的文本编码内容。
通过IE浏览器的【查看】->【编码】可以看到各种编码方式。
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ASCII码采用7位二进制编码，共表示多少个字符？
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英文字母A的ASCII码为65，转化为二进制后是多少？
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随着信息技术的日益普及，人们在日常生活学习中越来越习惯于通过计算机软件加工和处理各种日常文本信息，按照文本组织形式的复杂程度分：
日常文本信息
信函
论文
报告
求职简历等
报刊文本信息
报纸
杂志等
信函
论文
报告
报刊
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图形图像编码是指在满足一定保真度的条件下，对图形图像数据进行交换。编码和压缩，以较少比特数表示图像或图形包含信息的技术。被计算机接受的数字图像有位图图像和矢量图形两种。
位图图像---------图像（Image）
矢量图形---------图形（Graphic）
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位图图像，也叫点阵图，是由像素构成的。在计算机中通过每一个像素点映射数据（比如表示这些像素点的位置、颜色、亮度等信息）,从而将整幅图像显示出来。
特点１：图像信息的变化会随像素的变化而变化。如果在屏幕上对它们进行缩放，或以低于创建时的分辨率来打印它们，将丢失其中的细节，并会出现锯齿状（即放大失真）。
特点2：表现的色彩比较丰富，描述的对象逼真，适用于要求精细细节的图像或逼真照片。处理位图图像时，可使用PS、CorelPaint等。
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矢量图形，是以指令集合的形式来描述的，需要的存储量较小。
特点１：图像矢量放大后不会失真，一般适用于设计精细的线框型的美术作品，如公司图标、服装设计等方面。
特点2：最大的缺点是难以表现色彩层次丰富的逼真图像效果。Adobe公司的Illustrator、Corel公司的CorelDRAW是众多矢量图形设计软件中的佼佼者。大名鼎鼎的Flash
MX制作的动画也是矢量图形动画。
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黑白像素分别映射1和0，每个1或者0就是一个比特位bit
11111111
10000110
10000001
81
10000001
81
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通常我们用数码相机拍摄照片时，你能估算出你的存储卡能存放多少照片吗？
位图图像数据大小：
图像文件的字节数（即图像文件大小）=
图像分辨率×图像量位数/８
例如：一幅分辨率为1024
800的量化位数为24位图像，文件的大小为：
（1024×800×24）÷8＝2457600(B)
图像分辨率:
是指图像的水平方向和垂直方向的像素个数。
图像量化位数（深度）:
是指图像中每个像素点记录颜色所用二进制数的位数，它决定了彩色图像中可出现的最多颜色数，或者灰度图像中的最大灰度等级数。
每个图像可以使用的颜色数为：2
量化位数
例如：一个图像量化位数为8的图像，它表示的颜色为28=256种
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位图文件大小=文件头（14B）+信息头（40B）+颜色信息（每个颜色占4B）+图像数据
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你知道吗？
音频是多媒体信息的一个重要组成部分，也是表达思想和情感的一种必不可少的媒体。音频的合理使用，可使得多媒体作品更加丰富多彩。
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从声音到数字的过程（模拟信号的数字化过程）
采样是把时间连续的模拟信号按采样信号频率进行抽样，转换成在时间上离散、幅度上连续的脉冲信号。
实际中的采样点之间是非常密的，即在连续量上等间隔的取足够多的点，就能逼真地模拟出原来的连续量。对于音频信号，采样频率常用的有三种：44.1KHz、22.05KHz、11.025KHz。
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从声音到数字的过程（模拟信号的数字化过程）
量化的过程是先将采样后的信号按整个声波的幅度划分成有限个区段的集合，把落入某个区段内的样值归为一类，并赋于相同的量化值。
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从声音到数字的过程（模拟信号的数字化过程）
编码是将量化后的采样值用二进制的数码来表示，并转换成二进制编码0和1组成的数字信号。
声音存储空间＝采样频率×量化位数×声道数×时间÷8
例如：16位采样频率为44.1KHz，声音1秒钟所需字节是：
　　
44.1×1000×16×2×1÷8＝176400（Byte）
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压缩编码和处理：音频从模拟信号转换成数字信号后，使音频数据能更有效的存储和传输，就必须对数字信号进行压缩编码和处理。MP3就是一种经过压缩的声音文件，压缩为原文件的十分之一左右，同时保证原声音文件质量基本不变。
格式
声音质量
文件大小（1分钟）
传播途径
WAV
MP3
WMA
最好
比较好
较差
大（10M）
中（1M）
小（0.5M）
高质量音频制作
网络传播
网络传播
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视频的数据量很大，视频处理的重要内容就是视频的压缩编码，其中压缩与静态图像的压缩码有共同之处。压缩标准有MPEG，这个标准已经广泛应用在我们常用的VCD、DVD中。
第一段时视频清晰，经过压缩比例不高，文件数据量大；第二段视频模糊，压缩比例很大，文件数据量小。
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无损压缩：利用信号的冗余进行压缩，将相同的或相似的数据或数据特征归类，使较小的数据量描述原始数据，以达到减少数据量的目的。压缩率为2：1到5：1。
2：1
5：1
有损压缩：利用人类视觉和听觉器官对图像或声音中的某些频率成分不敏感的特性，允许在压缩过程中损失一定的信息以减少数据量。压缩率为100：1到200：1。此方法广泛应用于语音、图像和视频压缩。
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格式
特点
文件大小（1小时）
生活中的应用
AVI
MPEG-2
MPEG-1
RMVB
基本无压缩，质量最好
压缩比率较小，文件质量比较好
压缩比率较大，文件质量比较差
流媒体，适合在网上传播，质量相对应dvd
13G左右
4-8G
700M左右
300M左右
用于制作高质量的电视节目
制作DVD光碟
制作vcd光碟
网传播，流媒体数据流边传送边播放
程序设计，简称编程，也属于编码，是运用程序设计语言实现人机交互提高计算机应用效率，为实现操作程序化要求所进行的编码。