信息的数字化表示

《信息的数字化表示》教案
铜梁中学校 信息组 王
【教学目标】：
1、掌握二进制数的基本运算以及与十进制数之间的相互转换；
2、掌握ASCII码和扩展ASCII码；
3、了解汉字的数字化表示；
【设计思路】：
本课为高中信息技术的第二节课，在整个高中信息技术理论课中起着举足轻重
的地位。本课较抽象，理论性强，不易理解，因此在教学中应注意循序渐进，
不宜过偏、过难，处处联系实际，采取多元化的教学手段增强学生学习兴趣，
激发学生自主学习和创新学习。
【教学重难点】：
1、理解为什么计算机要将信息进行数字化；
2、十进制数向二进制数的转换；
3、ASCII码基本概念；
【教学准备】：
电子教案、笔记本电脑、投影机。
【教学过程】：
1、引入新课：
同学们，我们上一节课系统地学习了信息与信息技术的基本概念，知道信
息是无处不在的，它的表现方式是多种多样的（让学生回顾上节课所学内容，
并列举出常见的几种信息的存在方式：语言、文字、符号、声音、图像），那么，
作为信息技术载体的计算机要进行处理的信息也是多种多样的，计算机是怎样
将这些种类繁多的信息进行表示的呢？这就是我们这节课要解决的问题，信息
在计算机内的表示方法——信息的数字化表示。
2、分组讨论：
我们之所以将信息在计算机内的表示方法称为信息的“数字化”，这里的“数
字”到底跟信息存在怎样的相关联系，请大家结合教材上的相关内容讨论以下
几个问题（将全班学生分成四个小组，每个小组对每个问题都给出至少一个答
案，在学生分组讨论时，给学生以下提示：计算机比较擅长做简单的、重复性
高的工作。）：
⑴为什么计算机在处理信息时要将信息统一化？
⑵为什么计算机在采用“数字化表示”时要采用二进制而不采用十进制？
3、总结归纳
将同学们给出的答案进行总结和归纳，计算机在处理种类繁多的信息时将
其统一为“二进制编码”有如下原因：
a、二进制数运算简单、通用性强；
b、二进制数运算速度快；
c、二进制数用电子元件表示技术上容易实现；
d、二进制数适合逻辑运算。
通过上述讨论、归纳和总结，学生较容易将本节课内容和实际日常生活中
接触到的“数字化”（如数字信号、数字电视等等）联系起来，增强了学生的学
习兴趣和求知欲。
4、温故知新
在认识二进制数之前，同学们先来回顾一下我们非常熟悉的十进制数（提
问：十进制数有哪些基本数字？十进制数的运算规则是怎样的？十进制数的每
一位数字表示的意义跟什么有关系？）：
十进制数的基本符号：0～9；
十进制数的运算规则：逢十进一；
举例说明十进制数的位权关系：
538.2＝5×102＋3×101＋8×100＋2×10
－1
相比十进制数而言，二进制数还要简单一些，同学们类比一下十进制数，
想象一下二进制数应该有哪些特点（让学生发挥想象力，提问让学生回答）：
二进制数的基本符号：0、1；
二进制数的运算规则：逢二进一；
二进制数的位权关系：
（110.1）2＝1×22＋1×21＋0×20＋1×2－1
提示：为了区别二进制数和十进制数，二进制数统一用下标“2”作为标记。
5、进制转换
通过上面的分析，任何一个二进制数都可以按位展开，那么展开之后的数
相加起来应该是一个什么数？（十进制数），因此，如果让同学们将一个二进制
数转换为一个十进制数应该怎么做？（按位展开求和）
拓展：如果有其它进制的数（八进制，十六进制等等），又该怎样将其转化
为十进制数呢？
那么，同学们再思考一下：反过来如何将一个十进制数转换为二进制数呢？
（可以让学生动手尝试将一个简单的十进制数如10转化为二进制数，看看用什
么方法，是否有简便方法），通过实践发现，简单的十进制数可以很容易转化为
二进制数，但是比较复杂、位数较多的十进制数转化为二进制数就不是很直观，
这里有两个规则可以让任何一个十进制数转换为二进制数：
转换规则：“除二取余”、“乘二取整”
先给出示例：(17.25)=( 10001.01 )2并在演示文稿中展示如下：

让学生总结十进制数向二进制数转换的的要点（可提问或点拨）：
a、整数部分：除以二取余数，倒排列余数，商为0时，结束除法；
b、小数部分：乘以二取整数，顺排列整数，积为0时，结束乘法。
总结完上面的规则后，可提出两个难度稍大的题目让全班同学进行练习巩
固。（注意:例如123.3等十进制数的小数部分并不能精确转换为二进制数,只能
精确到一定的位数）
6、ASCII码
上面讲到二进制数的基本运算和二进制数与十进制数之间的相互转换，大
家对二进制数有了较全面的认识，下面我们具体看看计算机怎样将最基本的信
息——数字、字母和标点符号用二进制数表示。
结合教材，提出ASCII码基本概念：美国标准信息交换码，通用的一种表
示常见字符的二进制编码方式，并分层提出以下问题：
⑴ASCII码采用多少位二进制数表示一个字符，为什么？
⑵大小写字母的ASCII码相同吗？
⑶比较下列几个字符的大小：9，A，Z，a（9引入扩展ASCII码的概念：在ASCII码的基础上增加一个二进制位来表示
字符（让学生思考扩展ASCII码有什么优点：构成一个字节，能表示的字符数
目增加到256个）。
7、汉字的数字化表示
除了基本字符之外，跟我们关系最密切的要数汉字了，汉字的二进制表示
方式比字符要复杂，采用十六位二进制数（让学生思考为什么）表示一个汉字，
编码方式主要有以下几种：
⑴GB2312-80：也叫国标码或区位码，通行与中国内地和新加坡等地。
01-09区为符号、数字区；
16-87区为汉字区，包括一级汉字3755个，二级汉字3008个。
⑵GBK：GB码的扩展字符编码，共收入21886个汉字和图形符号。
⑶CJK：中日韩统一编码汉字，主要在因特网中使用。
【教学拓展】：
由于二进制数书写、表达不方便，实际应用中往往采用十六进制数或八进
制数表示二进制数。
1、十六进制数的基本符号是什么，运算规则是什么？
2、十六进制数或八进制数与十进制数之间的转换规则应该是怎样的。
3、二进制数可以通过“分节表示法”表示成十六进制数或八进制数。