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高中信息技术粤教版 (2019)必修1 数据与计算第一章 数据与信息1.2 数据编码1.2.1 模拟信号与数字信号课文配套ppt课件
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这是一份高中信息技术粤教版 (2019)必修1 数据与计算第一章 数据与信息1.2 数据编码1.2.1 模拟信号与数字信号课文配套ppt课件，共29页。PPT课件主要包含了2数据编码，生活中常见的编码，粤B88888，单字节，双字节，罗C2DE，荣C8D9，每像素4位等内容，欢迎下载使用。
一.模拟信号与数字信号二.编码的基本方式文字编码图像编码声音编码
模拟信号是指用连续变化的物理量所表达的信息。
信号的幅度，频率随时间做连续变化，如声音信号，图形信号等。
模拟信号是传导能量的一种方式。
在传播过程中，能量会不断被损耗逐渐衰竭。
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。
基于数字信号的数据通信具有以下特点：
分析，比较模拟信号与数字信号应用中的优劣。
直观，容易实现，简单易处理
易干扰，传输距离短，易衰减
抗干扰强；利于存储；保密性和可靠性好
条形码：考试（考生信息） 超市商品及价格信息
二维码：付款码，健康码，共享单车
在现代技术的信号处理中，数据基本上是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经过编码进行存储和传输 。
文字编码是效率相对较低的编码方式，有单字节码和双字节码。
①单字节码：ASCII码和莫尔斯码②双字节码：国标码（GBK）、统一码（Unicde）
1字节=8位 或 1B=8b Byte（字节） bit(比特）
ASCII码（American Standard Cde fr Infrmatin Interchange)（美国信息交换标准代码）
33个标点符号，运算符号10个阿拉伯数字26个大写字母26个小写字母33个常用的不可见控制符
28=25627=128
某公司想为每个员工分配一个唯一的二进制位ID，以便计算机管理。如果有500名员工，则最少需要多少位来表示？如果又增加了200名员工，则是否需要调整位数？如果需要调整，应该调整到多少位合适？
提示：28=256 29=512 210=1024
答案：9位 需要 10位
由于ASCII码只包含英文、数字和一些控制符号，并不能表示汉字，因此我国设计了用于处理汉字的简体中文的GB码和用于繁体中文的BIG5码（大五码）。1980年发布的《信息交换用汉字编码字符集》（GB 2312）一共收录了7445个字符，包括6763个汉字和682个其他符号。1995年公布的《汉字内码扩展规范》（GBK 1.0）收录了21 886个符号，分为汉字区和符号区，汉字区包括21 003个字符。
实践：通过以下网址查询自己名字对应的国标码（国标码是一个4位十六进制数）
1100 0010 1101 1110
1100 1000 1101 1001
图像编码：在满足一定保真度的条件下，对图像（位图、矢量图）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。
我们以位图为例，一起来学习图像编码的原理与方法，以及图像文件大小的计算方法
？彩色图像如何编码？（假设这幅图为16色图像：每个像素可能有16种颜色）
黑白图像：2种颜色（黑,白）0和1
彩色图像：16种颜色：几位？
大小：9*8*4/8=36B
黑白图像 有2种（2=21）可选颜色 图像量化位数为1
16色图像 有16种（16=24）可选颜色 图像量化位数为4
256色图像 有256种（256=28）可选颜色 图像量化位数为8
实际上，一个位图文件除了图形数据；还包括文件头，位图信息头、颜色信息等几部分。
位图文件的大小（字节数）=
有一幅8位的位图图像，像素为1024*800，试确定其数据文件的大小。
答案：1024*800*8/8+4*256+40+14=820278B文件大小约为820KB
提示：文件的大小（B）=图像分辩率×图像量化位数÷8 +颜色表项+信息头+文件头
就是把输入的模拟信号按适当的时间间隔得到各个时刻的样本值，使其转换为时间上离散、幅度上连续的脉冲信号
采样频率：每秒钟采样点的次数
知识点：奈奎斯特采样定理：如果以一定时间间隔对某个信号进行采样，并且采样频率高于该信号最高频率的两倍，则采样值包含了原信号的全部信息。
音频信号常用的采样频率44.1kHz
22.05kHz
11.025kHz
国标声音量化等级分为256级，即28个，因此量化位数就是8位。量化级数越大，量化位数就越多，声音质量就更好，占存储空间也越大
是把样值信号的无限多个可能的取值，近似地用有限个数的数值来表示
首先是将采样信号幅度划分为若干量化等级(课本右图划了256级)，然后将采样后的信号幅度与所划分的各个量化等级进行比较，向下取最接近的量化等级的数值。
量化位数为8：可用8位二进制数表示，最高位表示符号，正数位0，负数位1。
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。
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(B)=采样频率(HZ)*量化位数*声道数*时间(S)/8
如：采样频率为44.1kHz，量化位数为16位的立体声，1秒声音所需字节数为多少？
44.1*1000*16*2*1/8=176400(B)
视频是如何进行编码的？
一.模拟信号与数字信号二.编码的基本方式文字编码图像编码声音编码
模拟信号是指用连续变化的物理量所表达的信息。
信号的幅度，频率随时间做连续变化，如声音信号，图形信号等。
模拟信号是传导能量的一种方式。
在传播过程中，能量会不断被损耗逐渐衰竭。
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。
基于数字信号的数据通信具有以下特点：
分析，比较模拟信号与数字信号应用中的优劣。
直观，容易实现，简单易处理
易干扰，传输距离短，易衰减
抗干扰强；利于存储；保密性和可靠性好
条形码：考试（考生信息） 超市商品及价格信息
二维码：付款码，健康码，共享单车
在现代技术的信号处理中，数据基本上是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经过编码进行存储和传输 。
文字编码是效率相对较低的编码方式，有单字节码和双字节码。
①单字节码：ASCII码和莫尔斯码②双字节码：国标码（GBK）、统一码（Unicde）
1字节=8位 或 1B=8b Byte（字节） bit(比特）
ASCII码（American Standard Cde fr Infrmatin Interchange)（美国信息交换标准代码）
33个标点符号，运算符号10个阿拉伯数字26个大写字母26个小写字母33个常用的不可见控制符
28=25627=128
某公司想为每个员工分配一个唯一的二进制位ID，以便计算机管理。如果有500名员工，则最少需要多少位来表示？如果又增加了200名员工，则是否需要调整位数？如果需要调整，应该调整到多少位合适？
提示：28=256 29=512 210=1024
答案：9位 需要 10位
由于ASCII码只包含英文、数字和一些控制符号，并不能表示汉字，因此我国设计了用于处理汉字的简体中文的GB码和用于繁体中文的BIG5码（大五码）。1980年发布的《信息交换用汉字编码字符集》（GB 2312）一共收录了7445个字符，包括6763个汉字和682个其他符号。1995年公布的《汉字内码扩展规范》（GBK 1.0）收录了21 886个符号，分为汉字区和符号区，汉字区包括21 003个字符。
实践：通过以下网址查询自己名字对应的国标码（国标码是一个4位十六进制数）
1100 0010 1101 1110
1100 1000 1101 1001
图像编码：在满足一定保真度的条件下，对图像（位图、矢量图）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。
我们以位图为例，一起来学习图像编码的原理与方法，以及图像文件大小的计算方法
？彩色图像如何编码？（假设这幅图为16色图像：每个像素可能有16种颜色）
黑白图像：2种颜色（黑,白）0和1
彩色图像：16种颜色：几位？
大小：9*8*4/8=36B
黑白图像 有2种（2=21）可选颜色 图像量化位数为1
16色图像 有16种（16=24）可选颜色 图像量化位数为4
256色图像 有256种（256=28）可选颜色 图像量化位数为8
实际上，一个位图文件除了图形数据；还包括文件头，位图信息头、颜色信息等几部分。
位图文件的大小（字节数）=
有一幅8位的位图图像，像素为1024*800，试确定其数据文件的大小。
答案：1024*800*8/8+4*256+40+14=820278B文件大小约为820KB
提示：文件的大小（B）=图像分辩率×图像量化位数÷8 +颜色表项+信息头+文件头
就是把输入的模拟信号按适当的时间间隔得到各个时刻的样本值，使其转换为时间上离散、幅度上连续的脉冲信号
采样频率：每秒钟采样点的次数
知识点：奈奎斯特采样定理：如果以一定时间间隔对某个信号进行采样，并且采样频率高于该信号最高频率的两倍，则采样值包含了原信号的全部信息。
音频信号常用的采样频率44.1kHz
22.05kHz
11.025kHz
国标声音量化等级分为256级，即28个，因此量化位数就是8位。量化级数越大，量化位数就越多，声音质量就更好，占存储空间也越大
是把样值信号的无限多个可能的取值，近似地用有限个数的数值来表示
首先是将采样信号幅度划分为若干量化等级(课本右图划了256级)，然后将采样后的信号幅度与所划分的各个量化等级进行比较，向下取最接近的量化等级的数值。
量化位数为8：可用8位二进制数表示，最高位表示符号，正数位0，负数位1。
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。
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(B)=采样频率(HZ)*量化位数*声道数*时间(S)/8
如：采样频率为44.1kHz，量化位数为16位的立体声，1秒声音所需字节数为多少？
44.1*1000*16*2*1/8=176400(B)
视频是如何进行编码的？
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