高中信息技術(shù)滬教版（2019）必修1 數(shù)據(jù)與計(jì)算1.從樹牌號認(rèn)識編碼一等獎?wù)n件ppt

這是一份高中信息技術(shù)滬教版（2019）必修1 數(shù)據(jù)與計(jì)算1.從樹牌號認(rèn)識編碼一等獎?wù)n件ppt，文件包含2項(xiàng)目二探秘計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示pptx、學(xué)生作業(yè)要求doc、項(xiàng)目二探究計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示認(rèn)識數(shù)據(jù)編碼教案doc等3份課件配套教學(xué)資源，其中PPT共44頁， 歡迎下載使用。
不同領(lǐng)域有著不同的編碼原則和方法。
讓對象有唯一的標(biāo)識，可以對信息進(jìn)行有效的處理，比如容易排序，有時也是為了對信息加密，使其不為外人所知……
編碼是指用預(yù)先規(guī)定的方法將數(shù)字、文字或其他對象轉(zhuǎn)換成規(guī)定的符號組合,在計(jì)算機(jī)中 ,編碼一般編成二進(jìn)制代碼的過程。
一年有12個月（12進(jìn)制）；一分為60秒（60進(jìn)制）電燈的開與關(guān)（2進(jìn)制）古代秤是十六兩為一斤（十六進(jìn)制）……
在日常生活中，大家還有接觸過哪些進(jìn)制的數(shù)值呢？
計(jì)算機(jī)用高電平和低電平分別表示1和0
十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制
技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡單；簡化運(yùn)算規(guī)則；適合邏輯運(yùn)算；易于進(jìn)行轉(zhuǎn)換；具有抗干擾能力強(qiáng)；可靠性高等優(yōu)點(diǎn)……
計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)和程序采用二進(jìn)制代碼表示。
十進(jìn)制轉(zhuǎn)R進(jìn)制
1. 純整數(shù)情況：短除法，逆向取余（ 從下到上 ） ?
2.整數(shù)數(shù)帶小數(shù)的情況： 乘以相應(yīng)進(jìn)制取整（從上到下) ?
例： (0.375)10 =(0.011)2
注意：十進(jìn)制的小數(shù)轉(zhuǎn)R進(jìn)制未必可以轉(zhuǎn)完。
例： (43)10 =(101011)2
（3 2 9）10
規(guī)則：按權(quán)展開，但要注意各個位的權(quán)，最低位（最右邊）的權(quán)是0次方，權(quán)值為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進(jìn)制轉(zhuǎn)為十進(jìn)制
=1 * R３+ 0 * R２＋1 * R１+1 * R０=（####）10
那么R進(jìn)制有小數(shù)位的如何轉(zhuǎn)十進(jìn)制？
比如，十進(jìn)制中的數(shù)轉(zhuǎn)為2進(jìn)制數(shù) ，設(shè)計(jì)算機(jī)字長為8位，
到底是幾個字節(jié)？具體看是哪種CPU
對于一個數(shù)， 計(jì)算機(jī)要使用一定的編碼方式進(jìn)行存儲. 原碼， 反碼， 補(bǔ)碼是計(jì)算機(jī)存儲一個具體數(shù)字的編碼方式。
這些數(shù)在計(jì)算機(jī)中也一定是以二進(jìn)制形式存在的。
如果計(jì)算機(jī)字長為 是4個字節(jié)，最大值是多少？
如果計(jì)算機(jī)字長為 8位，是1個字節(jié)，則7位2進(jìn)制數(shù)可以表示出最大值是2^7-1 =127 共可以有2^7 ＝128個字符（0--127）
正數(shù)符號位：0負(fù)數(shù)符號位：1
最大值為 2^31-1 ， 0 1111111,11111111, 11111111, 11111111 ( 0x7fffffff)
+2轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制就是[00000010] -2轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制就是 [10000010] 因?yàn)榈谝晃皇欠栁?br/> 首位為符號位，其余為真值
首位為符號位，其它位分正數(shù)和負(fù)數(shù)兩種情況。 反碼正數(shù)：所有位和原碼一樣； 反碼負(fù)數(shù)：除了符號位和原碼一樣，其他位相反。
正數(shù)：原碼、反碼、補(bǔ)碼的表示都一樣。負(fù)數(shù)：等于反碼加1
2.解決了0的符號以及兩個編碼的問題 用[0000 0000]表示0，用[1000 0000]表示-128
1. 計(jì)算機(jī)被設(shè)計(jì)成只有加法而沒有減法， 而讓計(jì)算機(jī)辨別”符號位”會讓計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)電路設(shè)計(jì)變得十分復(fù)雜，于是就讓符號位也參與運(yùn)算，從而產(chǎn)生了反碼。
注意： -128實(shí)際上是使用以前的-0的補(bǔ)碼來表示的， 所以-128并沒有原碼和反碼。
負(fù)零的補(bǔ)碼表示也是00000000
計(jì)算機(jī)為什么要使用補(bǔ)碼呢？
以簡單數(shù)學(xué)算式7-6=1來分析：
7 的原碼 ：0 0000111
-6 的原碼 ：1 0000110
該數(shù)為負(fù)數(shù)，顯然是計(jì)算錯誤的??！
注意：計(jì)算機(jī)里只有加法，沒有減法
7反碼 ：0 0000111
-6反碼 ：1 1111001
10 0000000
該計(jì)算顯然也是錯誤的??！
7 補(bǔ)碼 ：0 0000111
-6 補(bǔ)碼： 1 1111010
計(jì)算以下數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼
以計(jì)算機(jī)字長為8位來計(jì)算
國際上普遍采用的的一種字符編碼是ASCII碼---表示英文字母、數(shù)字0到9、標(biāo)點(diǎn)符號、一些特殊控制符號等。（American Standard Cde fr Infrmatin Interchange）
ASCII碼采用 7 位(bit)二進(jìn)制數(shù)表示一個字符，計(jì)算機(jī)內(nèi)實(shí)際占 8 位即一個字節(jié)(Byte，簡稱B)，共表示字符數(shù)為 128 個
輸入碼：也叫外碼，用鍵盤輸入漢字時所使用的編碼。 常用的輸入碼：拼音碼、五筆字形碼等
國標(biāo)碼：漢字編碼的國家標(biāo)準(zhǔn)GB2312-80《信息交換用漢字編碼字符集》，國標(biāo)碼用2個字節(jié)表示一個漢字，每個字節(jié)最高位為0 如：大的國標(biāo)碼 00110100 01110011
漢字機(jī)內(nèi)碼：是漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)的基本表示形式。最高位均為1的2個字節(jié)，有效解決國標(biāo)碼在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲和處理時會ASCII沖突 如：大的國標(biāo)碼 10110100 11110011
字形碼（輸出碼）：表示漢字字型信息的編碼，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對漢字的輸出。
字形碼（輸出碼） 表示漢字字型信息的編碼，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對漢字的輸出。 點(diǎn)陣法
0 51015
0 5 10 15
16*16點(diǎn)陣占多少字節(jié)？？
（16*16)/8=32B 使用16*16的點(diǎn)陣，每個漢字字形碼占用32字節(jié)
常見點(diǎn)陣規(guī)格：16*16、24*24、32*32
在16×16點(diǎn)陣字庫中的每一個漢字以32個字節(jié)存放，存儲一、二級漢字及符號共8836個，需要282.5KB磁盤空間。而用戶的文檔假定有10萬個漢字，卻只需要200KB的磁盤空間。
因?yàn)橛脩粑臋n中存儲的只是每個漢字（符號）在漢字庫中的地址（內(nèi)碼）
為每種語言中的每個字符設(shè)定了統(tǒng)一且唯一的二進(jìn)制編碼,以滿足跨語言、跨平臺進(jìn)行文本轉(zhuǎn)換和處理的要求。 Unicde- -般用2個字節(jié)表示一一個字符(非常偏僻的字符用4個字節(jié))。
聲音是一種連續(xù)的波，稱為聲波。
連續(xù)變化的波形信號（稱為模擬信號）轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字信號
將連續(xù)的模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字音頻信號
聲音與數(shù)字信號相互轉(zhuǎn)換的過程
將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，進(jìn)行量化、采樣
將數(shù)字信號發(fā)送到聲卡，還原回模擬信號
將數(shù)字音頻存儲為mp3等格式
（1）采樣： 每隔一段時間在模擬聲音信號的波形上取一個幅度值。時間間隔稱為采樣頻率。采樣頻率越高，采集的數(shù)據(jù)就越多信號的保真度就越好。
（2）量化 用二進(jìn)制數(shù)表示采祥所得到的幅度值。
聲音的量化就是對每次采集，將采集到的信息根據(jù)強(qiáng)度進(jìn)行劃分等級。量化位數(shù)越大，量化精度就越高，越能提高聲音的保真度。
（3）編碼 經(jīng)過采樣和量化，模擬聲音信號轉(zhuǎn)化為一組二進(jìn)制數(shù)序列，再通過編碼將其按照一定的規(guī)則記錄下來。
0101 0010 0101 1100 ……
例：一張CD-ROM中存放了1小時的數(shù)字音樂(未經(jīng)壓縮),（采樣頻率為44100HZ,量化位數(shù)為16，聲道數(shù)2）則其數(shù)據(jù)量為：
數(shù)據(jù)量=（采樣頻率*量化位數(shù)*聲道數(shù)）/8*持續(xù)時間
(1)采樣：按一定的空間間隔自左到右、自上而下提取畫面信息，將一幅連續(xù)的模擬圖像在空間上轉(zhuǎn)換成若千個離散的像素點(diǎn),每個像素點(diǎn)呈現(xiàn)不同的顏色(彩色圖像)或亮度(灰度圖像)。
(2)量化：將采樣得到的每個像素點(diǎn)的顏色或亮度用若干位二進(jìn)制數(shù)表示出來。
首先確定顏色或亮度的取值范圍,然后將近似的顏色劃分成同一種顏色，每種顏色用一個二進(jìn)制數(shù)來表示。
單色圖像中，一個像素點(diǎn)只需要一個二進(jìn)制位（1bit）來記錄，可以表示出兩種顏色，黑像素用“0”表示，白像素用“1”表示。
每個像素用一個字節(jié)來表示，一個字節(jié)可以表示256種不同的灰度。
彩色圖像即RGB模式：以紅綠藍(lán)為基本顏色，每個分量由8位二進(jìn)制數(shù)表示?？梢杂?個字節(jié)來表示，每個字節(jié)分別表示此像素中的紅、綠、藍(lán)成分。
位圖質(zhì)量：圖像分辨率和顏色深度
(3)編碼:按照一定的格式將位圖上各個像素點(diǎn)的量化數(shù)據(jù)記錄下來。
由于位圖的數(shù)據(jù)量大,并且含有大量的重復(fù)數(shù)據(jù),編碼時一般采用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)進(jìn)行壓縮和還原處理。不同的編碼方法形成了不同格式的圖像文件,如BMP格式、JPEG格式。
存儲空間大小=分辨率 * 位深 / 8
分析：一個像素可以存放黑或者白圖像(2色或者1位色)，所以每個像素就是一個比特，即1位。因此，可以算出這幅圖像的容量為：800*600*1/8=60000（B）
分析：256色也即在每個像素里有256種色彩的可能。也就是說存儲一個像素要用8個比特即1個字節(jié)的存儲空間。因此，可以算出這幅圖像的容量為：800*600*8/8=480000（B）
eg3. 一幅1024*768的16位色彩的圖像該如何計(jì)算它的容量？
分析：16位色彩即表示有2的16次方種顏色，即1024*768*16/8/1024=768*2KB。
eg1. 800*600像素的黑白圖像如何計(jì)算？
eg2. 256色的800*600的圖像又該如何計(jì)算呢？