數(shù)據(jù)采集與編碼 課件【高效課堂+備課精研】浙教版（2019）高中信息技術(shù)必修1

1.3數(shù)據(jù)采集與編碼目錄CONTENTS1數(shù)據(jù)采集2數(shù)字化3數(shù)制4編碼01PARTONE數(shù)據(jù)采集上節(jié)課中我們學習了數(shù)據(jù)，想一想，古代的時候，人們對數(shù)據(jù)是怎么進行進行采集的呢？人工采集01數(shù)據(jù)采集現(xiàn)代進行數(shù)據(jù)采集的方式發(fā)生了什么變化？更多使用機器采集（傳感器）。01數(shù)據(jù)采集01數(shù)據(jù)采集傳感器是一種能感受被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。在科研、生產(chǎn)和日常生活中，常需要利用傳感器對環(huán)境中的物理量、化學量和生物量等進行感知與測量，并轉(zhuǎn)換成電信號，進行適當處理后形成數(shù)據(jù)。傳感器可以持續(xù)不斷地采集數(shù)據(jù)。生活中的傳感器：接電話時手機靠近耳朵會自動熄屏開車進入小區(qū)時會自動識別車牌號紅外線測溫儀會自動測量經(jīng)過的人的

體溫你還能舉出其他例子嗎？01數(shù)據(jù)采集從互聯(lián)網(wǎng)采集數(shù)據(jù)從互聯(lián)網(wǎng)采集數(shù)據(jù)有很多方法，如借助網(wǎng)絡爬蟲來獲取數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡爬蟲是一種按照一定的規(guī)則，自動地抓取網(wǎng)頁上數(shù)據(jù)的程序或腳本。與人在瀏覽網(wǎng)頁時的行為相似，網(wǎng)絡爬蟲也是通過網(wǎng)頁中的超鏈接在網(wǎng)頁間跳轉(zhuǎn)，根據(jù)需求按特定的關(guān)鍵字獲取某一方面的網(wǎng)頁數(shù)據(jù)，然后對這些數(shù)據(jù)進行處理、存儲等操作，并可用專門軟件對這些數(shù)據(jù)進行分析。02PARTTWO數(shù)字化02數(shù)字化信號可用模擬信號或數(shù)字信號表達。模擬信號以連續(xù)變化的物理量存在；數(shù)字信號在取值上是離散的、不連續(xù)的信號。在信息技術(shù)中數(shù)字信號表示的數(shù)據(jù)可被計算機存儲、處理的二進制數(shù)據(jù)。模擬信號或數(shù)字信號可以相互轉(zhuǎn)換。補充：數(shù)字信號和模擬信號的轉(zhuǎn)化通過調(diào)制解調(diào)器（貓）來完成。發(fā)送信息：數(shù)字信號→模擬信號接受信息：模擬信號→數(shù)字信號02數(shù)字化將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號一般需要經(jīng)過采樣、量化與編碼。采樣是將信號從連續(xù)時間(空間)域上的模擬信號轉(zhuǎn)換到離散時間(空間)域上的離散信號的過程，通過采樣器實現(xiàn)。對于同一模擬信號，采樣的時間間隔越小，采集到的信號樣本數(shù)量越多。每秒的采樣樣本數(shù)叫作采樣頻率，單位用赫茲(Hz)表示。在相同的時間內(nèi)，采樣頻率越高，采集的樣本數(shù)量越多。02數(shù)字化將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號一般需要經(jīng)過采樣、量化與編碼。在數(shù)字信號處理領(lǐng)域，量化指將信號的連續(xù)取值近似為有限個離散值的過程。連續(xù)信號經(jīng)過采樣成為離散信號，離散信號經(jīng)過量化后可用數(shù)值表示。03PARTTHREE數(shù)制03數(shù)制請同學們回顧一下，以前學過哪些進制呢？二進制、十進制進制是一種記數(shù)方式，亦稱進位計數(shù)法或位值計數(shù)法。利用這種記數(shù)法，可以使用有限種數(shù)字符號來表示所有的數(shù)值。任何一種數(shù)制都包含兩個基本要素:基和權(quán)?；纸谢鶖?shù)，是組成該數(shù)制的數(shù)碼個數(shù)；權(quán)又叫權(quán)值，是指每一個數(shù)位上的1對應的數(shù)值，可以表示為基數(shù)的若干次冪。03數(shù)制二進制的數(shù)碼為0,1，則基數(shù)為2十進制的數(shù)碼為0,1,2,3,4,5,6,7,8,9，則基數(shù)為10基數(shù)你能推出八進制和十六進制的數(shù)碼和基數(shù)嗎？八進制的數(shù)碼為0,1,2,3,4,5,6,7，則基數(shù)為8十六進制的數(shù)碼為0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F（A-F分別對應數(shù)字10-15），則基數(shù)為1603數(shù)制例如：(010)2，從左到右

0,1,0

三個數(shù)的權(quán)依次為22,21,20(2391)10，從左到右2,3,9,1四個數(shù)的權(quán)依次為103,102,101,100權(quán)值請推出以下八進制和十六進制的權(quán)值(473)8的權(quán)值？(A9)16的權(quán)值？

從左到右4,7,3三個數(shù)的權(quán)依次為82,81,80

從左到右A,9三個數(shù)的權(quán)依次為161,16003數(shù)制進制的標識進制標識二進制B八進制O十進制D十六進制H例如：（2389）10可寫成2389D

（0100）2可寫成0100B（423）8可寫成?（7CB9）16可寫成?423O7CB9H03數(shù)制進位規(guī)則進制進位規(guī)則二進制逢二進一八進制逢八進一十進制逢十進一十六進制逢十六進一03數(shù)制十進制二進制八進制十六進制000011112102231133410044510155611066711177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F每4位二進制數(shù)可以用1位十六進制數(shù)字代替。每3位二進制數(shù)可以用1位八進制數(shù)字代替。十進制、二進制、八進制、十六進制的關(guān)系二進制轉(zhuǎn)十進制：（10010）2

=1×24+0×23+0×22+1×21+0×20=（18）10

03數(shù)制進制轉(zhuǎn)換十六進制轉(zhuǎn)十進制：（A3）16

=10×161+3×160=（164）10

八進制轉(zhuǎn)十進制方法同上。十進制轉(zhuǎn)二進制：

除2取余法（倒著?。?）10

03數(shù)制進制轉(zhuǎn)換11252212110余數(shù)=(1011)203數(shù)制進制轉(zhuǎn)換二進制轉(zhuǎn)換為十六進制方法：根據(jù)它們在數(shù)位上的對應關(guān)系，將二進制數(shù)分別轉(zhuǎn)換成十六進制，每四位一組構(gòu)成一位十六進制數(shù)。從最右邊開始，每四位二進制一組，當最后一位不夠四位時，應在左側(cè)添加“0”，湊足四位。

例如：將二進制數(shù)11110000110111轉(zhuǎn)換為十六進制

111100001101110011110000110111C733(111100001100111)2

═(3C37)16

842184218421842103數(shù)制進制轉(zhuǎn)換二進制轉(zhuǎn)換為八進制方法：根據(jù)它們在數(shù)位上的對應關(guān)系，將二進制數(shù)分別轉(zhuǎn)換成八進制，每三位一組構(gòu)成一位十六進制數(shù)。從最右邊開始，每四位二進制一組，當最后一位不夠四位時，應在左側(cè)添加“0”，湊足四位。例如：將二進制數(shù)11110000110111轉(zhuǎn)換為八進制

111100001101110111100001101110766(111100001100111)2

═(36067)8

3421421421421421練一練(110110)2=()10()2=(37)10(1011100111)2=()8(1011100111)2=()16()

2=(5AD)16()

2=(742)8(55)8=()10(4C)

16=()105410010113472E710110101101111100010457603數(shù)制練一練03數(shù)制昆明現(xiàn)有6條線路，每條線路不超過29個站點，如果分別為線路和站點設(shè)計一個二進制編碼方案，則表示線路的二進制編碼至少需要

位，站點的二進制編碼至少需要

位。3503數(shù)制如果用●代表一位數(shù)，幾個●代表幾位數(shù)，則(1

●1)2表示的數(shù)字可能是十進制數(shù)中的（）和（）。

57如果用●代表一位數(shù)，幾個●代表幾位數(shù)，則(1●

●●

1)2表示的數(shù)字范圍是（）。

17-31練一練04PARTTHREE編碼04編碼編碼(Encoding)是信息按照某種規(guī)則或格式，從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式的過程。解碼是編碼的逆過程。計算機對信息進行存儲、加工、傳遞等處理，實際上是對信息的載體--數(shù)據(jù)進行處理。數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式可以是文本、圖形、圖像、聲音、視頻等，但不管是哪種形式的數(shù)據(jù)，最終存儲在計算機中的都是經(jīng)過一定規(guī)則編碼后的二進制數(shù)字。04編碼字符編碼ASCII碼共有128個，主要顯示現(xiàn)代英語、符號、阿拉伯數(shù)字。詳見最后一頁。一個字母占一個字節(jié)漢字編碼外碼、交換碼、機內(nèi)碼、字形碼一個漢字占兩個字節(jié)條形碼黑條、白條組成二維碼幾何圖案分布聲音編碼聲音是振動產(chǎn)生的聲波，頻率一般以HZ表示圖像編碼矢量圖形、位圖圖像視頻編碼MPEG-1、MPEG-2MPEG-404編碼位（bit）：位是最小的存儲單位，存放一位二進制數(shù)。字節(jié)(byte)：用8個二進制位一個字節(jié)。字節(jié)是計算機存儲信息的基本單位。常用的單位有：B：1B═8bKB：1KB═210B═1024BMB：1MB═210KB═1024KBGB：1GB═210MB═1024MBTB：1TB═210GB═1024GB計算機中的存儲單位04編碼矢量圖形位圖圖像矢量圖形和位圖圖像對比04編碼音頻文件、圖像文件的存儲容量計算公式聲音：存儲容量=采樣頻率（HZ）*量化位數(shù)（bit）*聲道數(shù)*時長（s）（單位：位）圖像：存儲容量=總像素*顏色位深度（單位：位）04編碼音頻文件、圖像文件的存儲容量計算公式1.一幅RGB靜態(tài)圖像分辨率為1007*663，已知RGB每一種顏色用8bit表示，該圖像的數(shù)據(jù)量為（）。A.1007*663*8bitB.1007*663*3bitC.1