高中信息技术沪教版（2019）必修1 数据与计算2.了解数值数据和文本数据的编码教课内容课件ppt

第一单元  数据与信息

项目二 探究计算机中的数据表示——认识数据编码（第1课时）

【教材分析】

本项目旨在落实课标中“知道数据编的基本方式”这一内容要求，让学生在体验数值、文本、声音、图像的基本编码方法的过程中，了解在数字化工具中存储数据的一般原理与方法。这部分内容理论性强，且对高中生有一定难度。教材继续沿用“鸟类研究”这一项目情境，从“将鸟类研究过程中采集的数据数字化后存入计算机”这一需求出发，以生活中的编码为切入点，按照各类数据编码的原理及特点设计了三个活动—从身份证号认识编码、了解数值数据和文本数据的编码，引导学生探究各类数据在计算机中的表示方法，学习数值、文本、等类型数据的基本编码方法，增强信息意识、发展计算思维、提升数字化学习能力。

【学习目标 】

1.了解数据编码的意义和作用，体会数据编码的基本思想与方法。

2.经历数值数据编码的过程，掌握数值数据编码的基本方法。

3.了解计算机处理文本数据的基本过程，知道常用的文本数据编码方式。

4.亲历方案设计、对比分析、探究实验等学习活动，体会运用信息技术开展学习、解决问题的思想与方法。

5.在数字化学习过程中掌握数字化学习的策略和方法，能够根据需要选用恰当的方法及合适的数字化工具和资源开展有效学习。

【教学重点】

编码的意义与作用，数值、文本等类型数据的基本编码方式。

【教学难点】

数值、文本等类型的基本编码方式

【导入新课】

列举生活中的各种编码实例，如家庭门牌号、学籍号、图书条形码、身份证号等，引出编码。

【项目学习指引】

一.从身份证号认识编码

活动一：学生上网查找下图中身份证号编码（18位）分别由哪些部分构成，例（如下图），引导学生分析编码中承载的信息、编码的方法，总结编码的规则。

公民身份号码是特征组合码，由十七位数字本体码和一位校验码组成。排列顺序从左至右依次为：六位数字地址码，八位数字出生日期码，三位数字顺序码和一位数字校验码。

★知识链接：

编码：是指用预先规定的方法将文字、数字或其他对象转换成规定的符号组合、或将信息、数据转换为规定的脉冲电信号。

编码的功能和意义

鉴别：编码是对象的唯一标识。通过辨识编码可以找到其唯一对应的对象。邮政编码对应的地区是唯一的、身份证号对应的人是唯一的，包裹单上的条形码对应的包裹也是唯一的。

排序：编码的符号都有一定的顺序，比较容易进行排序。

专用含义：编码一般都会包含一定的含义。例如，本项目的树牌号中包含着所在区和子区的信息，身份证号码中包含着出生日期的信息。

在计算机中，编码一般是指用预先规定的方法将数字、文字、图像、声音、视频等对象编成二进制代码的过程。

二.了解数值数据和文本数据的编码

要想用计算机存储和处理数据,必须先对它们进行编码,将它们转换成由“0”和 “1”组成的二进制代码。对不同类型的数据,应采用不同的编码方法。

（一）.数值数据编码

数值数据（数字数据），是可用于算术运算的具体的数值。

1.数制

数值数据通常采用数数制来表达，如，1打等于12个，用的是十二进制；1小时等于60 分钟，用的是六十进制；1斤等于10两，用的是十进制。

计算技术中常用的数制，见下表。

2.数值数据的编码

活动二：猜生日游戏，从以下卡片中找出有自己生日的，只说有或没有，老师引导学生如何猜出生日，从而引出二进制数与十进制的转换。

二进制是计算技术广泛采用的一种数制，它的基数为2.同样，以小数点为界，向左（整数部分）各位的位权依次为20、21、22 ……向右（小数部分）各位的位权依次为2-1、2-2……例如，二进制数110.11中，各位数字所代表的数值大小分别如图1-21所示。

      数值数据的编码过程如图所示

(1)转换

要用计算机存储和处理数值数据，首先要将其转换为二进制数。十进制数转换为二进制数，整数部分的转换方法是除2反向取余，小数部分的转换方法是乘2正向取整。如图1-23 和图 1-24 所示，将十进制数 37.375 转为为二进制数，首先将其整数部分和小数部分分别转换为二进制数，然后再合并，得到（37.375）10=（100101.011）2。

(２)编码

计算机中数值数据的编码分为原码、反码和补码，其编码规则见表1-3。通常情况下，

计算机用一个数的最位存放符号，即用0、1表示正负符号，正数为 0，负数为 1，这个二进制位数称为符号位。

例：十进制数21和-21的8位编码

（二）.文本数据编码

播放视据频：谍报人员将获取的情报加密、传送，接收方收到情报后拿出密码本解密，还原情报内容。引出文本数据编码。

字母、数字、标点符号等,称为西文字符。计算机在存储和处理这些西文字符时,需要为每个字符规定一个由0和1组成的代码。目前,国际上普遍采用的西文字符编码标准是ASCII码(American Standard Code for Information  Interchange美国标准信息交换代码)。如下图所示

活动三：玩加密解密游戏，教师出示一段数字代码，要同学们根据ASCII码找出密码是什么？

(１)西文字符的编码

ASCII码分为标准ASCII码和扩展ASCII码。标准ASCII码也叫基础ASCII码，使用7个二进制位来表示西文字符，包括所有的大写和小写字母、数字0到9、标点符号，以及在美式英语中使用的特殊控制字符。扩展ASCII码用8个二进制位来表示字符，第8位用于确定附加的128个特殊符号字符、外来语字母和图形符号。

(２)汉字的编码

常用汉字有近5000个，这种信息容量要用2个节长即16位二进制编码才能满足。1980年，中国国家标准总局发布了中华人民共和国国家标准GB2312—1980《信息交换用汉字编码字符集—基本集》，又称为国标码。国标码用2个字节表示一个汉字，其中每个字节的最高位为0。例如，“大”字的国标码为010010011。

国标码在计算机内部存储和处理时会与ASCII码发生冲突，例如“4s”的ASCII码在计算机中的表示也是0011010001110011。为了解决这个问题，汉字编码在计算机内的表示在国标码基础上稍做改动，将每个字节的最高位设为1,这被称为机内码(简称内码)。例如大”字的机内码为1011010011110011。机内码是用最高位均为1的2个字节表示一个汉字，是计算机内部存储、处理汉字所使用的统一编码。

３)unicode

全世界有上百种语言，人们希望有一种编码，能将世界上所有的符号都纳入其中，每一个符号都给予一个独一无二的编码。Unicode应运而生。

Unicode是国际组织制定的可以容纳世界上所有文字和符号的字符编码方案。1990年开始研发，1994年正式公布。它为每种语言中的每个字符设定了统一且唯一的二进制编码，以满足跨语言、跨平台进行文本转换和处理的要求。目前的 Unicode字符分为17组编排，每组称为Plane(平面)，每个Plane拥有65536个码位，共1114112个码位。

Unicode一般用2个字节表示一个字符(非常偏僻的字符用4个字节)。但是，一篇英文文章，用Unicode编码比用ASCII编码需要多一倍的存储空间。于是，又出现了把Unicode编码转化为“可变长编码”的UTF-8编码。UTF-8编码把一个 Unicode字符根据不同的数字大小编码成1~6个字节，常用的英文字母被编码成1个字节，汉字通常是3个字节，只有很生僻的字符才会被编码成4~6个字节。

Unicode的实现方式还有UTF-16和UTF-32等。

【课堂小结】

归纳小结本课知识点：编码、编码的意义和作用、常用的文本数据编码方式等。