教科版必修1 数据与计算3.1 数据编码优质第2课时2课时教学设计及反思

第三单元　认识数据

3.1 数据编码（第2课时）

通过活动1的游戏，认识二进制，进而由二进制和十进制扩展到十六进制等，归纳总结任意进制系统共有的特征，并能对进制之间数据进行转换。

通过活动2，使用PYTHON工具，查看字符的ASCII码和UNICODE码，引导学生了解字符的编码，加深体验和认识。

了解数据采集和编码的一般方法，理解其基本原理，为应用数据解决问题打基础。

1、  教学重点： 认识二进制，了解文本的编码。

2、  教学难点：二进制及与其他进制之间的转换。

教师准备：打开微机，课件、投影仪等。

学生准备：结合课本提前预习。

【导入新课】

请阅读教科书第52页的任务二的活动1 “卡片组合游戏”，动手做一做，领会二进制计数的基本原理。

【学生思考1】

1、  用图3.1.6（a）中的5张卡片，最大能表示的十进制数是多少？
若用二进制数表示，是多少？如何分别表示十进制数的0、1、2、3等。

参考答案：最大能表示的十进制数是31，用二进制表示是11111。

【学生思考2】

2、现有255个相同的苹果，要求事先装成若干袋，每袋装若干个苹果，当顾客来买苹果时，无论他要多少个（不超过255个），都可以不打开袋子，直接给他选取几袋苹果。那么事先应该怎样装？如果他要100个苹果，则应给他哪几袋？

参考答案：每袋分别装1,2,4,8,16,32,64,128个苹果，共8袋。                                                            100=64+32+4

【教师活动1】

二进制数有0和1两种不同的数字，其基本计数规则是逢二进一，即1+1=10。

计算机存储数据的最小单位是二进制位，用比特（bit）表示，

计算机存储数据的基本单位是字节（Byte,简写为B）,8比特为一个字节。

字节单位太小，常用的存储单位有KB,MB,GB等。

1KB=210B=1024B

1MB=210KB=220B=1048576B

1GB=210MB=220KB=230B=1073741824B

1比特能表示两种（21）状态（即0和1），

2比特能表示00、01、10、11四种（22）状态，

3比特能表示八种（23）状态，

1字节能表示28（256）种状态

【教师活动2】 权值

10010=0x20+1x21+0x22+0x23x1x24=18

 【二进制与十进制间的转换】

【十六进制】

我国古代曾经在重量单位上使用十六进制，如规定16两为1斤。

十六进制需要使用16个不同的基本数字，除了0到9外，一般用字母A到F依次表示后续数字，（相当于十进制数中的10~15）.

基本计数规则是逢十六进1，即F+1=10.

【查看数据的编码】

>>> ord(‘男’)   #显示字符”男”的编码值

30007

>>>ord (‘1’)   #字符“1”的编码值为49

49

>>>ord(‘A’)    # 字符”A”的编码值为65

65

>>>bin(65)     #将十进制数65转换为二进制数

0b1000001

>>>chr(0b1000001)   #将编码值转换为对应的字符

‘A’

【文本数据的编码 】

用于文本数据字符编码的方案有多种类型，其中ASCII码和unicode是典型的2种方案。

1、ASCII码

用7位或8位二进制数表示一个字符，集中定义了大小写英文字母，
标点符号和数字等字符和符号，共128个。

计算机内部用一个字节来存放一个ASCII码字符，最高位用0表示，
例如，“A”的ASCII码为01000001，即65.

2、unicode 码

1）、产生原因：解决传统字符编码方案的局限性，用2个字节表示一个符号

2）、ASCII码与unicode码的关系：后者兼容前者。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。比如“a”的ASCII码是01100001，其unicode码是00000000 01100001

3）、计算机要处理汉字，必须对每个汉字进行编码，每个汉字至少需要2个字节

4）、汉字编码方案， GB 2312 -1980字符集

                  GBK 字符集

                   GB 18030-2000字符集

                   GB18030-2005 字符集

【拓展知识】

除了文本数据、声音数据外，其他类型的数据也都有各自的编码方式。

与声音数据类似，图像数据的数字化，也需要先进行采样。视频是图像（称为帧）在时间上的表示，一段视频就是一系列的帧连续播放而形成的，同时，视频往往有伴音。由于视频常常数据量很大，往往要压缩存储。

【课堂小结】

   1、认识二进制，了解文本的编码

2、二进制与其他进制的转换。

【巩固练习】

1、请将8进制数2071转换为10进制数。

 参考答案：1081

2、做教材83页第1题。

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