高中信息技术沪教版（2019）必修1 数据与计算1.从树牌号认识编码一等奖课件ppt

这是一份高中信息技术沪教版（2019）必修1 数据与计算1.从树牌号认识编码一等奖课件ppt，文件包含2项目二探秘计算机中的数据表示pptx、学生作业要求doc、项目二探究计算机中的数据表示认识数据编码教案doc等3份课件配套教学资源，其中PPT共44页， 欢迎下载使用。
不同领域有着不同的编码原则和方法。
让对象有唯一的标识，可以对信息进行有效的处理，比如容易排序，有时也是为了对信息加密，使其不为外人所知……
编码是指用预先规定的方法将数字、文字或其他对象转换成规定的符号组合,在计算机中 ,编码一般编成二进制代码的过程。
一年有12个月（12进制）；一分为60秒（60进制）电灯的开与关（2进制）古代秤是十六两为一斤（十六进制）……
在日常生活中，大家还有接触过哪些进制的数值呢？
计算机用高电平和低电平分别表示1和0
十进制、二进制、八进制和十六进制
技术实现简单；简化运算规则；适合逻辑运算；易于进行转换；具有抗干扰能力强；可靠性高等优点……
计算机内的数据和程序采用二进制代码表示。
十进制转R进制
1. 纯整数情况：短除法，逆向取余（ 从下到上 ）  
2.整数数带小数的情况： 乘以相应进制取整（从上到下)  
例： (0.375)10 =(0.011)2
注意：十进制的小数转R进制未必可以转完。
例： (43)10 =(101011)2
（3 2 9）10
规则：按权展开，但要注意各个位的权，最低位（最右边）的权是0次方，权值为1
（ 1 0 1 1 ）2=1*2３+ 0*2２＋1*2１+1*2０=（ 1 1 ）10
10２，10１，100
(329)10＝3*10２ +2*10１+9*100
同理,R进制转为十进制
=1 * R３+ 0 * R２＋1 * R１+1 * R０=（####）10
那么R进制有小数位的如何转十进制？
比如，十进制中的数转为2进制数 ，设计算机字长为8位，
到底是几个字节？具体看是哪种CPU
对于一个数， 计算机要使用一定的编码方式进行存储. 原码， 反码， 补码是计算机存储一个具体数字的编码方式。
这些数在计算机中也一定是以二进制形式存在的。
如果计算机字长为 是4个字节，最大值是多少？
如果计算机字长为 8位，是1个字节，则7位2进制数可以表示出最大值是2^7-1 =127 共可以有2^7 ＝128个字符（0--127）
正数符号位：0负数符号位：1
最大值为 2^31-1 ， 0 1111111,11111111, 11111111, 11111111 ( 0x7fffffff)
+2转换成二进制就是[00000010] -2转换成二进制就是 [10000010] 因为第一位是符号位
首位为符号位，其余为真值
首位为符号位，其它位分正数和负数两种情况。 反码正数：所有位和原码一样； 反码负数：除了符号位和原码一样，其他位相反。
正数：原码、反码、补码的表示都一样。负数：等于反码加1
2.解决了0的符号以及两个编码的问题 用[0000 0000]表示0，用[1000 0000]表示-128
1. 计算机被设计成只有加法而没有减法， 而让计算机辨别”符号位”会让计算机的基础电路设计变得十分复杂，于是就让符号位也参与运算，从而产生了反码。
注意： -128实际上是使用以前的-0的补码来表示的， 所以-128并没有原码和反码。
负零的补码表示也是00000000
计算机为什么要使用补码呢？
以简单数学算式7-6=1来分析：
7 的原码 ：0 0000111
-6 的原码 ：1 0000110
该数为负数，显然是计算错误的！！
注意：计算机里只有加法，没有减法
7反码 ：0 0000111
-6反码 ：1 1111001
10 0000000
该计算显然也是错误的！！
7 补码 ：0 0000111
-6 补码： 1 1111010
计算以下数的原码、反码、补码
以计算机字长为8位来计算
国际上普遍采用的的一种字符编码是ASCII码---表示英文字母、数字0到9、标点符号、一些特殊控制符号等。（American Standard Cde fr Infrmatin Interchange）
ASCII码采用 7 位(bit)二进制数表示一个字符，计算机内实际占 8 位即一个字节(Byte，简称B)，共表示字符数为 128 个
输入码：也叫外码，用键盘输入汉字时所使用的编码。 常用的输入码：拼音码、五笔字形码等
国标码：汉字编码的国家标准GB2312-80《信息交换用汉字编码字符集》，国标码用2个字节表示一个汉字，每个字节最高位为0 如：大的国标码 00110100 01110011
汉字机内码：是汉字在计算机内的基本表示形式。最高位均为1的2个字节，有效解决国标码在计算机内部存储和处理时会ASCII冲突 如：大的国标码 10110100 11110011
字形码（输出码）：表示汉字字型信息的编码，实现计算机对汉字的输出。
字形码（输出码） 表示汉字字型信息的编码，实现计算机对汉字的输出。 点阵法
0 51015
0 5 10 15
16*16点阵占多少字节？？
（16*16)/8=32B 使用16*16的点阵，每个汉字字形码占用32字节
常见点阵规格：16*16、24*24、32*32
在16×16点阵字库中的每一个汉字以32个字节存放，存储一、二级汉字及符号共8836个，需要282.5KB磁盘空间。而用户的文档假定有10万个汉字，却只需要200KB的磁盘空间。
因为用户文档中存储的只是每个汉字（符号）在汉字库中的地址（内码）
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。 Unicde- -般用2个字节表示一一个字符(非常偏僻的字符用4个字节)。
声音是一种连续的波，称为声波。
连续变化的波形信号（称为模拟信号）转换成离散的数字信号
将连续的模拟音频信号转换为离散的数字音频信号
声音与数字信号相互转换的过程
将模拟信号转换成数字信号，进行量化、采样
将数字信号发送到声卡，还原回模拟信号
将数字音频存储为mp3等格式
（1）采样： 每隔一段时间在模拟声音信号的波形上取一个幅度值。时间间隔称为采样频率。采样频率越高，采集的数据就越多信号的保真度就越好。
（2）量化 用二进制数表示采祥所得到的幅度值。
声音的量化就是对每次采集，将采集到的信息根据强度进行划分等级。量化位数越大，量化精度就越高，越能提高声音的保真度。
（3）编码 经过采样和量化，模拟声音信号转化为一组二进制数序列，再通过编码将其按照一定的规则记录下来。
0101 0010 0101 1100 ……
例：一张CD-ROM中存放了1小时的数字音乐(未经压缩),（采样频率为44100HZ,量化位数为16，声道数2）则其数据量为：
数据量=（采样频率*量化位数*声道数）/8*持续时间
(1)采样：按一定的空间间隔自左到右、自上而下提取画面信息，将一幅连续的模拟图像在空间上转换成若千个离散的像素点,每个像素点呈现不同的颜色(彩色图像)或亮度(灰度图像)。
(2)量化：将采样得到的每个像素点的颜色或亮度用若干位二进制数表示出来。
首先确定颜色或亮度的取值范围,然后将近似的颜色划分成同一种颜色，每种颜色用一个二进制数来表示。
单色图像中，一个像素点只需要一个二进制位（1bit）来记录，可以表示出两种颜色，黑像素用“0”表示，白像素用“1”表示。
每个像素用一个字节来表示，一个字节可以表示256种不同的灰度。
彩色图像即RGB模式：以红绿蓝为基本颜色，每个分量由8位二进制数表示。可以用3个字节来表示，每个字节分别表示此像素中的红、绿、蓝成分。
位图质量：图像分辨率和颜色深度
(3)编码:按照一定的格式将位图上各个像素点的量化数据记录下来。
由于位图的数据量大,并且含有大量的重复数据,编码时一般采用数据压缩技术进行压缩和还原处理。不同的编码方法形成了不同格式的图像文件,如BMP格式、JPEG格式。
存储空间大小=分辨率 * 位深 / 8
分析：一个像素可以存放黑或者白图像(2色或者1位色)，所以每个像素就是一个比特，即1位。因此，可以算出这幅图像的容量为：800*600*1/8=60000（B）
分析：256色也即在每个像素里有256种色彩的可能。也就是说存储一个像素要用8个比特即1个字节的存储空间。因此，可以算出这幅图像的容量为：800*600*8/8=480000（B）
eg3. 一幅1024*768的16位色彩的图像该如何计算它的容量？
分析：16位色彩即表示有2的16次方种颜色，即1024*768*16/8/1024=768*2KB。
eg1. 800*600像素的黑白图像如何计算？
eg2. 256色的800*600的图像又该如何计算呢？