高中信息技术基础必修《信息编码》第一课时公开课PPT课件
合集下载
高中信息技术必修一数据编码多图课件
44.1 × 1000 × 16 × 2 ÷ 8 = 176400（B）
课后思考： 各小组讨论如何减少声音信号还原时的失 真，提高声音的保真度。提出改进方案后， 继续实验探索，直到得出结论。
2.便于存储、加密和纠错 2.技术复杂
信号 3.保密性和可靠性较强
1.2.2编码的基本方式
（1）文字编码——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。其中， 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
（2）图像编码——图像编码是指在满足一定保真度的条件下，对图像数据 进行变换、编码和压缩，以较 少比特数表示图像或图像中所包含的信息的 技术。
③编码。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和 1组成的数字信号。
声音信号的 数据编码
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。以声音信息为 例，其存储空间遵循如下公式
声音存储空间=采样频率× 量化位数×声道数×时间÷ 8
【例题1】采样频率为44.1 kHz、量化位数为16位的立体声，1秒声音 所需字节数为 ？
图中所包含的图形数据为 6 × 16 ÷ 8 = 12个字节
一个位图文件除了包含图形数据，还包括文件头、位图信息头、颜色信息、 图 形数据等几部分。 ①文件头：包含文件的类型、大小和位图起始位置等信息，共14个字节。 ②位图信息头：用于说明位图的尺寸等信息，占40个字节。 ③颜色信息：用于说明位图中的颜色，有若干个表项，每一个表项定义一种颜 色。当 图像量化位数为1、4、8时，分别有2、16、256种颜色，每个颜色表项 占4个字节；当图像 量化位数为24时，没有颜色表项。 ④图形数据：记录位图的每一个像素值，其记录顺序先从左到右，再从下到上。
课后思考： 各小组讨论如何减少声音信号还原时的失 真，提高声音的保真度。提出改进方案后， 继续实验探索，直到得出结论。
2.便于存储、加密和纠错 2.技术复杂
信号 3.保密性和可靠性较强
1.2.2编码的基本方式
（1）文字编码——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。其中， 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
（2）图像编码——图像编码是指在满足一定保真度的条件下，对图像数据 进行变换、编码和压缩，以较 少比特数表示图像或图像中所包含的信息的 技术。
③编码。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和 1组成的数字信号。
声音信号的 数据编码
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。以声音信息为 例，其存储空间遵循如下公式
声音存储空间=采样频率× 量化位数×声道数×时间÷ 8
【例题1】采样频率为44.1 kHz、量化位数为16位的立体声，1秒声音 所需字节数为 ？
图中所包含的图形数据为 6 × 16 ÷ 8 = 12个字节
一个位图文件除了包含图形数据，还包括文件头、位图信息头、颜色信息、 图 形数据等几部分。 ①文件头：包含文件的类型、大小和位图起始位置等信息，共14个字节。 ②位图信息头：用于说明位图的尺寸等信息，占40个字节。 ③颜色信息：用于说明位图中的颜色，有若干个表项，每一个表项定义一种颜 色。当 图像量化位数为1、4、8时，分别有2、16、256种颜色，每个颜色表项 占4个字节；当图像 量化位数为24时，没有颜色表项。 ④图形数据：记录位图的每一个像素值，其记录顺序先从左到右，再从下到上。
计算机信息编码课件
图像编码
图像编码是将图像信息转换为二进制代码的过程。常见的 图像编码有JPEG、PNG、BMP等。
音频编码
音频编码是将音频信息转换为二进制代码的过程。常见的 音频编码有MP3、AAC、WAV等。
视频编码
视频编码是将视频信息转换为二进制代码的过程。常见的 视频编码有MPEG、H.264、AVI等。
信息编码的标准
应用
在计算机内部，所有数据 都是以二进制形式存储和 处理的。
十进制编码
01
定义
十进制编码是用十进制数表示数 据的一种方法，其中每一位都是 0-9之间的数字。
02
03
特点
应用
十进制编码是人类日常使用最为 熟悉的数字系统，易于理解和计 算。
在日常生活中，我们经常使用十 进制进行计数、计算和表示数据 。
详细描述
GB2312码使用2个字节的16位二进制数表示一个字符，总共可以表示20992个常用的简体中文字符。
字符编码的应用
总结词
字符编码是计算机处理文本信息的基础，广泛应用于各种软件、操作系统和网络通信中 。
详细描述
无论是操作系统、办公软件还是网页浏览器，都需要使用字符编码来正确显示和处理文 本信息。同时，在网络通信中，字符编码也是实现不同系统之间信息交换的重要桥梁。
通过去除音频信号中的冗余成分，降低数据量， 便于存储和传输。
压缩编码方法
采用预测编码、变换编码、矢量量化等算法，实 现音频数据的压缩。
压缩编码标准
如MP3、AAC等，具有不同的压缩比和音质表现 。
音频无损压缩编码
无损压缩原理
保留原始音频数据的所有信息，不产生任何失真。
无损压缩编码方法
采用行程长度编码、哈夫曼编码等算法，实现无损压缩。
1.2 数字化与编码【新教材】高一信息技术(共39张PPT)
其基本规则如下： ① R进制的基数就是R，通常在数的右下角标明，遵循“逢R进一”原则。 ② 八进制数和十六进制数还可以分别用O和H表示。 ③ 八进制的基数为8，逢八进一，1位八进制数可以用3位二进制数表示。 ④ 十六进制的基数为16，逢十六进一，1位十六进制数可以用4位二进制数表示。 ⑤ 十进制整数转换成R进制数采用“除R反向取余法”。 ⑥ R进制数转换成十进制数采用“按权展开求和法”。
1.2.2二进制与数制转换
例2：将二进制数10011转换成十进制数
解析： 二进制数中每位数字的权是以2为底的幂，按权展开求和即: (10011)2=1×24+0×23+0×22+1×21+1×20=16+0+0+2+1=(19)10
1.2.2二进制与数制转换
➢ 其他进制的规则 在计算机科学中，除了使用二进制外，人们还经常使用八进制和十六进制。
1.2.1数字化及其作用
思考活动：录像带中视频的数字化 查找资料，指出将录像带中的视频转换为计算机中存储和处理的视频文件
的工具与方法有哪些。
1.2.1数字化及其作用
➢ 数字化
数字化是将复杂多样的事物属性或特征转化为计算机可处理对象的过程。这 些信息被数字化后可以更方便地在数字设备中存储、处理和传输。数字化让人们 的生活、学习和工作变得更加便捷。
1.2.1数字化及其作用
➢ 数字化的应用 ① 当今，社会中复杂多样的信息也可以用数字化形式表达。例如，网络商城
的卖家需要通过数字化方式来呈现商品信息：商品的说明书、商品的外观 图片、商品的操作视频等。 ② 借助数字化设备我们可以方便地获取身边事物的相关数据。例如，借助温 度传感装置可以方便地采集空气温度的数据。
1.2.2二进制与数制转换
例2：将二进制数10011转换成十进制数
解析： 二进制数中每位数字的权是以2为底的幂，按权展开求和即: (10011)2=1×24+0×23+0×22+1×21+1×20=16+0+0+2+1=(19)10
1.2.2二进制与数制转换
➢ 其他进制的规则 在计算机科学中，除了使用二进制外，人们还经常使用八进制和十六进制。
1.2.1数字化及其作用
思考活动：录像带中视频的数字化 查找资料，指出将录像带中的视频转换为计算机中存储和处理的视频文件
的工具与方法有哪些。
1.2.1数字化及其作用
➢ 数字化
数字化是将复杂多样的事物属性或特征转化为计算机可处理对象的过程。这 些信息被数字化后可以更方便地在数字设备中存储、处理和传输。数字化让人们 的生活、学习和工作变得更加便捷。
1.2.1数字化及其作用
➢ 数字化的应用 ① 当今，社会中复杂多样的信息也可以用数字化形式表达。例如，网络商城
的卖家需要通过数字化方式来呈现商品信息：商品的说明书、商品的外观 图片、商品的操作视频等。 ② 借助数字化设备我们可以方便地获取身边事物的相关数据。例如，借助温 度传感装置可以方便地采集空气温度的数据。
计算机信息编码课件
编码的分类
按照表示方式分类
可以分为二进制编码、十进制编码、十六进制编码等。
按照应用领域分类
可以分为字符编码、图像编码、音频编码、视频编码等。
按照编码方式分类
可以分为定长编码、变长编码等。
编码的标准与规范
ASCII码
01
是最早的计算机编码标准，主要用于表示英文字符。
Unicode
02 是一种国际化的编码标准，可以表示世界上几乎所有
语言的字符。
GB2312、GBK、GB18030
03
是中国制定的汉字编码标准，用于表示简体和繁体汉
字。
02 数字编码
二进制编码
01
02
03
定义
二进制编码是用二进制数 表示数据的一种方法，其 中每一位都是0或1。
特点
二进制编码具有抗干扰能 力强、可靠性高、易于计 算机处理等优点。
应用
在计算机内部，所有数据 都是以二进制形式存储和 处理的。
应用
在计算机科学中，十六进制编码常用于表示内存地址和机器码。
数字编码的应用
01
02
03
04
在通信中，数字编码可以用于 数据的传输和存储，提高数据
的可靠性和抗干扰能力。
在计算机科学中，数字编码是 计算机内部存储和处理数据的
基础。
在电子工程中，数字编码可以 用作控制信号的传输和接收。
在网络安全中，数字编码可以 用于数据的加密和解密，保障
01
WAV是一种无损音频格式，它以原始音频波形数据
的方式进行存储，保留了音频信号的所有信息。
02
WAV文件通常较大，占用存储空间较多，但音质表
现非常好，适合用于需要高质量音频的应用场景。
数据编码课件高中信息技术教科版必修1
2 29 2 1 4 ……1 2 7 ……0 2 3 ……1 2 1 ……1
0 ……1
（低位） （高位）
1d 29(10)=(
)(16)
16 2 9 16 1
0
……13 ……1
（低位）
（高位）
进制转换
29(10)=( 35 ) (8)
8 29 83 0
余数 （低位）
……5
……3
（高位）
十进制非负数转换成R进制数 （R≥2）采用“除R取余法”。
小结
1、进制转换：将二进制转换为八进制|十进制|十六进制，将八进制|十进制|十六进制 转换为二进制 2、什么是数据编码 3、字符编码：美国信息交换标准代码（ASCII码），汉字编码（GB2312，GB18030等）， Unicode码（万国码，UTF-8） 4、图像编码：利用扫描、摄像等技术将模拟图像采样，量化，编码为数字图像。 5、声音编码：将声音模拟信号，采样，量化，编码为数字信号。 6、视频编码
3.1数据编码
学 科：教育学科出版社 信息技术必修一
1
进制转换
2
字符编码
3
图像编码
目录
4
5
6
声音编码 知识拓展 小结
进制转换
数的进制：
数的基本要素
基数：组成该数制的数码个数 数码：组成该数制的基本数字
位权：每一个数位上的1对应的数值
进制转换
数制 基数
数码
位权（从右往左）
二进制 2 0，1
，2¹，2²，2³… （2的若干次幂）
2019(10) 9 100 1101 0 102 2 103 2F 3D(16) D 160 3161 F 162 2 163 练习：
信息的编码课件
23
17
每个汉字有两个字节 （1）GB2312-80 GB2312将 代码表分为94个区，对应第一字节； （2）每个区94个位，对应第二字节
18
这种汉字信息交换用的代码又称为区位码。 共分94个区，每个区有94个位。在94个分 区中，1—15区用来表示字母、数字和符号， 16—87区为 一级和二级汉字。 ‘级汉字以 汉语拼音为序排列，二级汉字以偏旁部首 进行排列。一个汉字的编码由它所在的区 号和位号组成，例如， “啊”字在GB 2312—80中的第16区第l位，它的区位码是 1601。
=16+2+1 =19
6
▲二进制的特点
（1）有两个基本数：0,1 （2） 采用逢二进一的进位规则。 （3） 每个数码在不同的数位上，对应
不同的权值。
7
1.2.2 字符编码
?
计算机除了要处理数值类型的数据外， 还要处理各种非数值类型的数据，例如英 文字母和汉字。这就需要为每个字符规定 一个二进制的代码，为了便于信息的要换， 必须采用标准化编码。
信息本身是看不见摸不着，但它 可以用一定的方式表现出来。通常人 们把用来表示信息的符号组合叫做信 息的代码。
1
问题转化为二进制 代码的计算问题
在计算机进行信息处理时， 首先需要解决的问题之一就 是采用正确的编码方法。
2
1.2.1二进制代码
●各 种 进 制 数 的表示 法
进位制
规则 基数 数符
二进制 逢2进1
8
目前，国际上使用得最多、最普遍的是 ASCII码(American National Standard Code for Information Inteterchange， 美国国家信息转换标准代码)。
17
每个汉字有两个字节 （1）GB2312-80 GB2312将 代码表分为94个区，对应第一字节； （2）每个区94个位，对应第二字节
18
这种汉字信息交换用的代码又称为区位码。 共分94个区，每个区有94个位。在94个分 区中，1—15区用来表示字母、数字和符号， 16—87区为 一级和二级汉字。 ‘级汉字以 汉语拼音为序排列，二级汉字以偏旁部首 进行排列。一个汉字的编码由它所在的区 号和位号组成，例如， “啊”字在GB 2312—80中的第16区第l位，它的区位码是 1601。
=16+2+1 =19
6
▲二进制的特点
（1）有两个基本数：0,1 （2） 采用逢二进一的进位规则。 （3） 每个数码在不同的数位上，对应
不同的权值。
7
1.2.2 字符编码
?
计算机除了要处理数值类型的数据外， 还要处理各种非数值类型的数据，例如英 文字母和汉字。这就需要为每个字符规定 一个二进制的代码，为了便于信息的要换， 必须采用标准化编码。
信息本身是看不见摸不着，但它 可以用一定的方式表现出来。通常人 们把用来表示信息的符号组合叫做信 息的代码。
1
问题转化为二进制 代码的计算问题
在计算机进行信息处理时， 首先需要解决的问题之一就 是采用正确的编码方法。
2
1.2.1二进制代码
●各 种 进 制 数 的表示 法
进位制
规则 基数 数符
二进制 逢2进1
8
目前，国际上使用得最多、最普遍的是 ASCII码(American National Standard Code for Information Inteterchange， 美国国家信息转换标准代码)。
数字化与编码课件高中信息技术人教中图版必修1
第一章 第二节
数字化与编码
教学目标：
1、掌握进位计数制的三要素。 2、了解二进制、八进制、十进制、十六进制数中三要素的具体含义。 3、学会不同进位计数制之间的相互转化。 4、了解数字化的过程与意义，知道字符、声音、图像编码的基本方式。
数码
二进制
B
（10011001）2 10011001B
八进制
O
16
163 ，162，161，160
2*163 ，0*162，8*161，11*160
1、十进制转二进制
方法：十进制数除2取余法，即十进制数除2，余数为权位上的数，得到的商值继续除2， 依此步骤继续向下运算直到商为0为止。“除以2取余，逆序排列”（除二取余法）
例：把十进制数 150 转换为 二进制数：
模拟信号
数字信号
时间连续，取值连续
时间离散，取值离散
通过采样、量化和编码等步骤可以将模拟信号转换为数字信号。
值
采样
t
➢ 采样
采样是在连续的模拟信号中，每隔一定时间（或空间）取一个值的过程。
采样频率指每秒采样的次数，以Hz(赫兹)为单位。
例如，高保真音乐采样频率一般为44.1kHz，即44100次/s。
（3752）8
3752O
十进制
D
（6872）10 6872D
十六进制
H
（208B）16 208BH
0，1
0,1,2,3,4,5,6,7
0,1,2,3,4,5,6,7，8,9 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9，
A,B,C,D,E,F
基数
位权(从右向左数，从第0位开始)
各个数位上的数字所代表的的数值分别为：
数据的存储单位
数字化与编码
教学目标：
1、掌握进位计数制的三要素。 2、了解二进制、八进制、十进制、十六进制数中三要素的具体含义。 3、学会不同进位计数制之间的相互转化。 4、了解数字化的过程与意义，知道字符、声音、图像编码的基本方式。
数码
二进制
B
（10011001）2 10011001B
八进制
O
16
163 ，162，161，160
2*163 ，0*162，8*161，11*160
1、十进制转二进制
方法：十进制数除2取余法，即十进制数除2，余数为权位上的数，得到的商值继续除2， 依此步骤继续向下运算直到商为0为止。“除以2取余，逆序排列”（除二取余法）
例：把十进制数 150 转换为 二进制数：
模拟信号
数字信号
时间连续，取值连续
时间离散，取值离散
通过采样、量化和编码等步骤可以将模拟信号转换为数字信号。
值
采样
t
➢ 采样
采样是在连续的模拟信号中，每隔一定时间（或空间）取一个值的过程。
采样频率指每秒采样的次数，以Hz(赫兹)为单位。
例如，高保真音乐采样频率一般为44.1kHz，即44100次/s。
（3752）8
3752O
十进制
D
（6872）10 6872D
十六进制
H
（208B）16 208BH
0，1
0,1,2,3,4,5,6,7
0,1,2,3,4,5,6,7，8,9 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9，
A,B,C,D,E,F
基数
位权(从右向左数，从第0位开始)
各个数位上的数字所代表的的数值分别为：
数据的存储单位
1.2信息的编码 课件
Ｏ
Ｄ
Ｈ
标识示例１ 1011B
47O
179D
4AFH
标识示例２ (1011)2
(47)8
(179)10
(4AF)16
二进制为计算机特有专用的数制，十进制为人们所熟悉的数 制，八进制与十六进制为方便信息的表示而设置的。
世界上最早的二进制：阴阳八卦
八卦起源于5000千年前三皇 五帝之首的伏羲，伏羲氏在陕 西天水卦台山始画八卦。八卦 表示事物自身变化的阴阳系统， 用“一”代表阳，用“- -”代表 阴，2000多年前出现的《系辞 传》记载：“是故易有太极， 是生两仪，两仪生四象，四象 生八卦，八卦定吉凶，吉凶生 大业。”交代了八卦按照一分 为二的方式禅释自然。是为世 界上最早的二进制。
２
１
１６１
１６０
３*１ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ １３*１
４８ + １３
十六进制数Ｄ等于十进制的１３
＝６１Ｄ
2、把（48）D转换为十六进制数
16 48 16 ３
除到商是0为止
0
（48）D＝ 0 3 0=30H
从
０
下
自
３
上
排
０
列
二进制与十六进制转换：分组转换法
二进制数不便于书写和记忆，人们经常采 用十六进制来表示他们。转换方法为：每4位 二进制数可以用1位十六进制数表示。
1111B =15D
11010B =26D
本节小结
1、信息的编码即采用一定的标准把不可见的信息直观表达；
2、计算机的编码就是把输入计算机的信息全部数字化，也即转化为二进制数；
3、二进制编码在计算机内方便表达，存储，处理，电路简单；
4、十进制编码的编码规则：
3.1数据编码-教科版(2019)高中信息技术必修一课件
ASCII码
用7位或者8位二进制数表示一个字符
计算机内部用1个字节来存放一个ASCII字符，最 高位用0表示
ASCII码
Unicode码
原来用ASCII码能表示的字符，其对应的Unicode 码只是在原来的ASCII码前加上8个0.
汉字编码的国家标准如下： （1）GB 2312—1980字符集共收录6763个汉字。 （2）GBK字符集，兼容GB 2312—1980标准，收入21003个汉字。 （3）GB 18030—2000字符集，包含GBK字符集和CJK统一汉字扩充A的汉 字，共计27533个汉字。 （4）GB 18030—2005字符集，在GB 18030—2000的基础上，增加了CJK 统一汉字扩充B的汉字及其他汉字， 共计70244个汉字。 Unicode字符集，是全球可以共享的编码字符集，涵盖了世界上主要文 字的字符，其中包括简繁体汉字，共计74686个汉字。如汉字“男” 的 Unicode编码为30007（十进制），用十六进制表示为7537，用二进制表示 为0111010100110111。 在Python中，函数ord()返回的是字符的Unicode码值，函数chr()返回 Unicode码对应的字符。
thanks！
谢谢
二进制Biblioteka 十六进制比特(bit,简写为b):计算机中最小的数据 单位是二进制位
字节（Byte,简写为B):计算机存储数据的 基本单位
关系：1字节=8比特
因为计算机内数据都是以二进制形式存储的，所以 文件大小的单位也是字节。由于字节单位太小，常 用的有KB,MB,GB等。
1KB=210B=1024B 1MB=210KB=220B=1,048,576B 1GB=210MB=220KB=230B=1,073,741,824B