【中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0】A3 演示文稿设计与制作 高中信息技术《数据编码的基本方式》演示文稿

1.2数据编码的基本方式学习目标：

1、了解二进制的基本原理以及二进制的计算；

2、了解二进制与各个进制之间的转换

3、知道数值、文字、图形图像、音视频等数据在计算机中的编码方式我们日常生活中最常用到的进位制：十进制Decimal为什么用十进制计数法？我们为什么要约定10呢，为什么不用9或11

很久很久以前，我们的祖先在清点猎物时他们怎么点数呢？就用他们的随身计数器吧，一个,二个，每个野兽对应着一根手指，等到十根手指用完,怎么办呢?他们就把数过的猎物放在一边，用一根绳子打个结，表示十个猎物，然后接着用手指数，这就是“逢十进一”的十进制的最早由来。小故事除了十进制以外，我们还知道哪些进制?十六进制二进制八进制通常情况我们用十进制计算，那么计算机用什么进制来计算呢？二进制Binary

什么是二进制？二进制的结构是什么？二进制怎么运算？怎么转换？为什么电脑要用二进制？电脑是由许多电子元件组成的，电子元件中的电子电路（逻辑电路）有两个状态：开关的接通与断开（电压的高与低）。很显然，这两种状态可以表示数字0和1。二进制的特点是数码少（只有0和1两个数码），最容易用电子元件实现，所以电脑采用二进制。将数字、文字、图形、声音、视频等信息转换为二进制数，电脑就可以处理这些形态的信息了。010101二进制的由来（GottfriendWilhelmvonLeibniz，1646.7.1.—1716.11.14.）莱布尼兹德国最重要的自然科学家、数学家、物理学家、历史学家和哲学家，一个举世罕见的科学天才，和牛顿同为微积分的创建人。在数学史上，他应该是第一个明确提出二进制数这个概念的科学家。

计算机设计中二进制概念的引入20世纪30年代中期，数学家冯.诺依曼大胆提出采用二进制作为数字计算机的数制基础。目前计算机内部处理信息都是用二进制表示的。约翰·冯·诺依曼（JohnVonNouma，1903－1957），美藉匈牙利人。20世纪最杰出的数学家之一，“计算机之父”、“博弈论之父”，是上世纪最伟大的全才之一。十进制的结构：1、有十个基本数字：0,1,2,3,4,5,6,7,8,92、采用逢的进位规则十进一3、采用位权表示法，即一个数码在不同位置上所代表的值不同什么是二进制呢？我们先来看十进制的结构例如：3578=3000＋500＋70＋8=3×103＋5×102＋7×101＋8×100这里个位(100)、十位(101)、百位(102),我们就称为位权

二进制基本结构：1、有两个基本数字：2、采用逢的进位规则3、采用位权表示法，即一个数码在不同位置上所代表的值不同例：110101=1×25＋1×24＋0×23＋1×22＋0×21＋1×200和1二进一二进制的计算（逢二进一，借一当二）0+0=00+1=11+0=11+1=101-1=0

11-1=10

10-1=1

0+0——00+1——11+0——11+1——10是计算机最基本的运算功能，包括加、减、乘、除四则运算，其基础是二进制的加法。二进制运算用竖式计算10110011101001+1101110010110011101001-1000101010110011101×10110011+1011001111011111111101001+101101=100101101101001+101101=？

1101001+101101—————01101001二进制的计算（逢二进一）试一试1101+101=1111+1011=数的进制的表示为了区别二进制数和十进制数，通常给数加下标来表示数的进制。如

(10010)2二进制数，(13)10十进制数，(25671)8八进制数，(2E8C9F)16十六进制。R进制之间的相互转换R进制数的表示除了二进制、十进制以外，计算机中还常常使用八进制和十六进制。八进制：0、1、2、3、4、5、6、7十六进制：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A(10)、B(11)、C(12)、D(13)、E(14)、F(15)如何将二进制转换为十进制

1011101234二转十划位乘积加和=1*24+0*23+1*22+1*21+1*20=16+0+4+2+1=23即：（10111）2

=（23）10（14）10=

（？）22|14…………07（14）10=

（1110）22|…………132|…………112|…………10↑

取余法，即整数部分不断除以2取余数，直到商为0为止，最先得到的余数为最低位，最后得到的余数为最高位，即“由高到低”十进制转化为二进制的方法：二进制转换为八进制（三位截取法）进制的转换如：011

010

111

其分成三个组对应如下三位截取法：二进制中的每三位数对应八进制中的一位数。如此对二进制进行分组，每三位分一组，同时对应着八进制的一位数字。不足三位的，就在最高位前加“0”补足。结果为：(11010111)2=(327)8327八进制转换为二进制进制的转换例如

(651)8---(110101001)2(7321)8---(111011010001)2八进制向二进制进行转换，其实就是三位截取法的逆向过程，只要将每一位八进制数用三位相应的二进制数表示，即可完成转换。二进制与八进制之间的转换

八进制转成二进制方法为：八进制数通过除2取余法，得到二进制数，对每个八进制为3个二进制，不足时在最左边补零。二进制转换为十六进制（四位截取法）进制的转换1010

1110

0011

其分成三个组对应如下四位截取法：二进制中的每四位数对应十六进制中的一位数。如此对二进制进行分组，每四位分一组，同时对应着十六进制的一位数字。不足四位的，就在最高位前加“0”补足。结果为：(101011100011)2=(AE3)16AE3十六进制转换为二进制进制的转换例如：(A94)16---(101010010100)2(C357)16---(1100001101010111)2十六进制向二进制进行转换，其实就是四位截取法的逆向过程，只要将每一位十六进制数用四位相应的二进制数表示，即可完成转换。二进制与十六进制之间的转换二进制转十六进制方法为：与二进制转八进制方法近似，八进制是合三取一，十六进制是合四取一。（注意事项，4位二进制转成十六进制是从右到左开始转换，不足时补0）。十六进制转二进制方法为：十六进制数通过除2取余法，得到二进制数，对每个十六进制为4个二进制，不足时在最左边补零。十进制转换为十六进制进制的转换例如：将十进制23转换为十六进制除以16取余法结果为：(23)10=(17)16进制的转换十六进制转换为十进制按位权展开(17)16=1×161+7×160=16+7=(23)10十进制与八、十六进制之间的转换十进制转八进制或者十六进制有两种方法第一：间接法—把十进制转成二进制，然后再由二进制转成八进制或者十六进制。第二：直接法—用短除法把十进制转八进制或者十六进制按照除8或者16取余，直到商为0为止。八、十六进制与十进制之间的转换

十进制数转换为R进制数十进制数转换为R进制的数：除R取余法。这种方法要求商为0时结束，最后取余数是反向取的。如：将十进制59转换为二进制(59)10=

(111011)25922921142721032111201十进制数转换为R进制数如：将十进制108转换为八进制（108）10=（154）8那么（2587）10=（）161088138510041A1BR进制数转换成十进制数

R进制数转换成十进制数(110111)2=1*20+1*21+1*22+0*23+1*24+1*25=1+2+4+0+16+32=(55)10同样，（176）8、（5EA2）16可以采用同样的方法转换为十进制

课堂练习：1．十进制数78的二进制编码是：___________2．二进制数100101转换为十进制数是________1001110373.将二进制代码100101101100101转换为十六进制代码：________4.将十六进制数7A60FH转换为二进制代码_______________________4B650111,1010,0110,0000,1111实战练习题：1、将下列二进制转换成十进制，写出步骤。1010101012、将下列二进制转换成八进制，写出步骤。3、将下列二进制转换成十六进制，写出步骤。1100110101010111011100101110实战练习题：4、将下列十进制转换成二进制，写出步骤。661215、将下列八进制转换成二进制，写出步骤。6、将下列十六进制转换成二进制，写出步骤。732653A9F3DC5E实战练习题：7、将下列十进制转换成八进制，写出步骤。542128、将下列十进制转换成十六进制，写出步骤。43979、将下列十六进制转换成十进制，写出步骤。23A139、将下列八进制转换成十进制，写出步骤。6753单位:计算机存储信息的最小单位是位（bit），简写为b。二进制的一个“0”或一个“1”占一个位。

计算机存储容量的基本单位是字节（Byte），简写为B。一个标准英文字母占一个字节，一个标准汉字占二个字节。1B=（）b

1GB=()MB=()KB=()B1024b=()B=()KB8102410242102431024/81024/8/10241.2.3数据在计算机中的表示计算机中所有的信息都是用“0”和“1”来表示的。

在实际中信息的形式是多种多样的，最常见的是文字、声音、图片等等。要用计算机来处理信息，就需要先把这些信息转化为“0”和“1”的数据形式，即信息数字化。

计算机中的文字、数字、声音、视频都是通过二进制编码来表示的。只是表示信息类型不同，编码方案也不同。英文字符的编码英文字符不只是指A、B、C、D…Z和a、b、c、d…z这些英文字母，所有键盘上的字符都是英文字符。每一个英文字符都对应一个唯一识别的代码，称为ASCII码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange美国国家信息交换标准代码）。ASCII码使用7位二进制数对字符进行编码，可以提供128个编码位置。

ASCII码包含94个图形字符码和34个控制字符码。记住几个常见字符的ASCII码值：

A为65（1000001）；a为97；0为48

英文字符的编码汉字的编码输入码又叫“外码”，按照汉字的读音进行编码，例如：双拼、智能ABC、微软拼音输入法、紫光拼音输入法；按照形状进行编码，例如：五笔、二笔、郑码、表形码；机内码用于存储汉字的编码GB2312-80——简称GB码，由两个字节组成（16位二进制数），即存储一个汉字2个字节，如：1101010011000110——云1100010011001111——南含6763个汉字。港台地区的BIG5码——繁体字。近来我国用的GB1300编码，含20902个汉字。字形码又叫输出码或字模，是描述每个汉字形状的编码，即汉字显示的代码，如：点阵法和矢量法16*16，24*24，32*32，48*48点阵10*10编码一、声音的数字化过程声音的数字化及处理

模拟信号与数字信号： 在时间和幅度上都是连续的信号称为模拟信号。 在时间和幅度上都是离散的信号称为数字信号。采样：就是每隔一时间段，从连续的波形上取一点。

量化：对采样过来的点，进行数字化。声音采样量化编码存储信息播放声音1、声音素材编辑：

常用软件：CoolEdit、WaveEdit、GoldWave等播放器：具有播放和简单处理音频功能，如格式转换、提高或降低音量、淡入淡出效果、回声效果等。2、声音存储量的计算：声音存储量=采样频率*量化位数*声道数*时间/8（字节B）二、声音信息的处理

1、对一段音乐，分别用44kHz和11kHz的采样频率进行采样后存储，则采样频率大的()(A)存储的空间小，音质较好

(B)存储的空间大，音质较好

(C)存储的空间小，音质较差

(D)存储的空间大，音质较差互动训练：

2、录制一个采样频率为44.1kHz，量化位数为32，四声道立体环绕的WAVE格式音频数据40秒，需要的磁盘存储空间大约是()(A)27MB(B)225MB(C)7MB(D)27KBAB图像的数字化及处理图片图形图像

是真实物体的模型化、抽象化和线条化的表现方式。真实地再现了一个物体的原形位图矢量图由像素组成，可以用“画图”软件创建、数码相机获取等。由一组指令集合描述，可以用“Flash、CorelDRAW”等软件创建。位图与矢量图的区别：位图缩放以后会失真，矢量图缩放以后不会失真。位图图像常见格式：psd、bmp、jpg、gif（对同幅图像，此顺序排列按容量从大到小）2、分辨率：位图图像都是由许多的点即像素（pixel)组成，水平像素与垂直像素的乘积称为分辨率。图像的数字化及处理（1）、单色图像（黑白）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。2=213、图像颜色图像的数字化及处理（2）、灰度图像每个像素用一个字节来表示，一字节可以表示256种不同的灰度。2==2568彩色图像即RGB模式：真彩色模式，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。（3）、彩色图像4、位图图像存储空间的计算公式是：水平像素*垂直像素*每个像素色彩所需位数/8（字节）思考：一幅800*600的黑白图像，所占的空间？灰度图像呢？彩色图像呢？800*600*1/8（字节）800*600*8/8（字节）800*600*24/8（字节）下面表格以分辨率800×600的位图图像为例，计算各种类别位图图像的存储空间。位图图像类别总像素一个像素所占的位数总的位数(bit位)容量(B)黑白800×6001位(2^1=2)800×600×1800×600×1/8256级灰度800×6008位(2^8=256)800×600×8800×600×8/816色彩色800×6004位(2^4=16)800×600×4800×600×4/8256色彩色800×6008位(2^8=256)800×600×8800×600×8/824位真彩色800×60024位800×600×24800×600×24/8

1、对一段音乐，分别用44kHz和11kHz的采样频率进行采样后存储，则采样频率大的()(A)存储的空间小，音质较好

(B)存储的空间大，音质较好

(C)存储的空间小，音质较差

(D)存储的空间大，音质较差互动训练：

2、录制一个采样频率为44.1kHz，量化位数为32，四声道立体环绕的WAVE格式音频数据40秒，需要的磁盘