第一章 数据与信息 第1.2数据编码1.3信息及特征 课件（39张幻灯片）

(共39张PPT)
粤教版普通高中教科书
信息技术
必修1
数据与计算
主讲人：熊海青
数据与信息
1.2
数据编码
第一章
（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）多样性和感知性。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。
数据的基本特征
在计算机科学中，数据具有如下基本特征：
第一章
数据与信息
1.1
数据及其特征
（1）传统有线电话、电台广播电视，是通过什么信号传递信息？
探究活动
（2）现代计算机网络，是通过什么信号传递信息？
活动4：观看微课并比较模拟信号和数字信号
思
考
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？
交
流
第一章
数据与信息
1.2
数据编码
模拟信号定义
模拟信号是指用连续变化的物理量所表达的信息。其信号的幅度、频率或者相位随时间作连续变化，如声音信号、图形信号。模拟信号是传导能量的一种方式
第一章
数据与信息
1.1
数据及其特征
数字信号定义
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。如开关电路中输出电压、电流脉冲等。优点：抗干扰能力强、可靠性高等特点
在计算机中，数字信号的大小常用二进制表示，
模拟信号与数字信号的优缺点对比
第一章
数据与信息
1.1
数据及其特征
名称
优点
缺点
模拟信号
直观且容易实现
1、保密性差
2、抗干扰能力差
3、不适合远距离传输
数字信号
1、加强了通信的保密性
2、抗干扰能力强
3、可构建综合数字通信网
4、适宜远距离传输
算法复杂
进行远距离传送时用哪种信号好？
请一位同学上台控制手电筒开关，按照莫尔斯密码发送一组字母（如：CHINA），其他同学观察手电筒发出的光信号，记录数据，并使用莫尔斯密码译出这组字母。
探究活动
（1）通过分析实验数据，总结灯语这种方法传递信息有何优缺点？
活动5：体验模拟信号的数字化实验活动
（2）有没有比灯语更便捷、安全的信息传递方法？
实
验
讨
论
（3）莫尔斯码为众人所熟知，在传递过程中信息很容易被截取并破译，如何设计只有你和同伴才能看懂的“密码”，并用“密码”传递信息？
第一章
数据与信息
1.2
数据编码
S
O
S
莫尔斯密码介绍
第一章
数据与信息
1.1
数据及其特征
摩尔斯电码是由美国人摩尔斯在1837年被发明的，它的组成是由点dot（.）划dash（-）这两种符号所组成的。
摩尔斯电码只使用零和一两种状态的二进制代码，它的代码包括五种：短促的点信号“?”，读“滴”（Di）
保持一定时间的长信号“—”，读“嗒”（Da）表示点和划之间的停顿、每个词之间中等的停顿，以及句子之间长的停顿。
请根据老师的密码翻译出答案？
（1）ASCII码采用7位二进制编码，共表示多少个字符？
探究活动
活动6：观看微课并探究“一维数据”（如：字母、汉字等）的编码方式
（2）英文字母A的ASII码为01000001，转化为十进制（序号）后是多少？
（3）A公司设计一款数学公式编辑软件，需要将50个常用的数学符号编码成二进制，请问至少需要多少位来表示？
（4）如果将ASCII编码表中的128个字符改为用八进制编码，请问至少需要多少位来表示？
思
考
第一章
数据与信息
1.2
数据编码
编码的基本方式
什么是编码？
第一章
数据与信息
1.2
数据编码
模拟信号
数字信号
转换
文字、声音、图片等
二进制数
编码的分类
第一章
数据与信息
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、因变量都是离的。如开关电路中输出电压、电流脉冲等。优点：抗干扰能力强、可靠性高等特点
1、文字编码
ASCII码、摩尔斯码
单字节码
双字节码
编码效率低
国标码（GBK）、统一码(Unicode)
编码的分类
第一章
数据与信息
1.2
数据编码
ASCII是美国信息交换标准代码，用8位二进制码为所有英文字母、阿拉伯数字、常用的不可见控制符以及标点符号、运算符号等建立转换码。
ASCII码
同学们请根据书本上的ASCII码表，读出字母U的二进制数。
国标码
ASCII是不能表示汉字，因此，我国设计了简体中文的GB码和繁体中文的BIG5码。1980年中发布的GB2312中，一共收录了7445个字符，其中6763个汉字和682个其他字符。
编码的分类
第一章
数据与信息
1.2
数据编码
位图
矢量图
1、位图又叫点阵图，它是由许多点排列组合成的图像。
2、矢量图也叫平面对象绘图，是用数学向量方式来记录图像的内容。
2、图像编码分类
编码的分类
第一章
数据与信息
1.2
数据编码
位图，最小单位为像素，把黑、白像素映射为1和0。通常采用16进制编码。
1）位图图形编码
2）位图文件大小
保证保真度的条件下，对图像进行交换、编码、压缩。
计算机中，每个0或者1都表示一位（bit,数据存储的最小单位）
8位称为一个字节（byte）。
2、图像编码
编码的分类
第一章
数据与信息
1.2
数据编码
一个位图文件由文件头、位图信息头、颜色信息和图形数据四部分组成。
2）位图文件大小
名称
大小
文件
头
14字节
位图信息头
40字节
位图文件大小计算公式：
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
图像量化位数是指图像中每个像素点记录颜色所用二进制数的位数。
编码的分类
第一章
数据与信息
1.2
数据编码
练习
编码的分类
第一章
数据与信息
1.2
数据编码
对声音进行数据编码，必须经过前期的数据采样和数据量化。
对音频信号，常用的采样频率有三种：44.1kHz、22.05kHz和11.025kHz
3、声音编码
采样
编码的分类
第一章
数据与信息
1.2
数据编码
对声音进行数据编码，必须经过前期的数据采样和数据量化。
量化是把样值信号的无限多个可能的取值，近视地用有限个数的数值来表示。
3、声音编码
量化
编码的分类
第一章
数据与信息
1.2
数据编码
对声音进行数据编码，必须经过前期的数据采样和数据量化。
编码是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、1组成的数字信号。
3、声音编码
编码
例如，采样频率为44.1Khz、量化位数为16位，双声道，1秒声音所需字节数为多少？
文件大小=44.1
1000
16
2
1/8
=176400(B)。
编码时采用的二进制位数越多，数据量越大，占用的存储空间也越大。
声音存储空间=采样频率x量化位数x声道数x时间/8
编码的分类
第一章
数据与信息
1.2
数据编码
练习
（1）如何减少声音信号还原时的失真，提高声音的保真度？
（2）有一幅24位的位图图像，像素为1024
800，试确定其数据文件的大小。
（3）若将上述图像另存为256色位图图像，则文件大小为多大？
（4）模拟信号数字化的三个步骤依次是什么？
思
考
第一章
数据与信息
1.2
数据编码
数据与信息
1.3
信息及其特征
第一章
背景
第一章
数据与信息
1.3
信息及其特征
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。
信息的概念
第一章
数据与信息
1.3
信息及其特征
信息是客观世界中各种事物运动状态和变化的反应，是客观事物之间相互联系和相互作用的表征。
信息是经过加工处理的、具有意义的数据。
信息的基本特征
第一章
数据与信息
1.3
信息及其特征
1、普遍性
信息普遍存在于自然界和人类社会发展的始终，可以被人们感知、获取、传递和利用。
案例一
信息的基本特征
第一章
数据与信息
1.3
信息及其特征
案例二
信息的基本特征
第一章
数据与信息
1.3
信息及其特征
2、传递性
信息传递打破了时间和空间的限制。
信息的基本特征
第一章
数据与信息
1.3
信息及其特征
3、共享性
信息作为一种资源。通过交流可以在不同个体或者群体间共享。信息交流与实物交流有本质上的不同。
案例三
信息的基本特征
第一章
数据与信息
1.3
信息及其特征
4、依附性和可处理性
各种信息必须依附一定的图像、文字、声音等符号才能够表现出来，为人们所接收，并按照某种需要进行处理和存储。
5、时效性
信息不是一成不变的东西，会随客观事物的变化而变化。
6、真伪性
人们接收到的信息，并不都是对事物的真实反映，因此，信息具有真伪性。
7、价值相对性
信息作为一种特殊的资源，具有相应的使用价值，能够满足人们某些方面的需要。
信息的基本特征
第一章
数据与信息
1.3
信息及其特征
总结
练习
第一章
数据与信息
1.3
信息及其特征
练习
第一章
数据与信息
1.3
信息及其特征
练习
第一章
数据与信息
1.3
信息及其特征
练习
第一章
数据与信息
1.3
信息及其特征
练习
第一章
数据与信息
1.3
信息及其特征
练习
第一章
数据与信息
1.3
信息及其特征
练习
第一章
数据与信息
1.3
信息及其特征
练习
第一章
数据与信息
1.3
信息及其特征
练习
第一章
数据与信息
1.3
信息及其特征