数字化与编码课件高中信息技术人教中图版必修1

数字化与编码第一章第二节教学目标：1、掌握进位计数制的三要素。2、了解二进制、八进制、十进制、十六进制数中三要素的具体含义。3、学会不同进位计数制之间的相互转化。4、了解数字化的过程与意义，知道字符、声音、图像编码的基本方式。数码基数位权(从右向左数，从第0位开始)各个数位上的数字所代表的的数值分别为：二进制B（10011001）210011001B0，1227，26，25，24，23，22，21，201*27，0*26，0*25，1*24，1*23，0*22，0*21，1*20八进制O（3752）83752O0,1,2,3,4,5,6,7883，82，81，803*83，7*82，5*81，2*80十进制D（6872）106872D0,1,2,3,4,5,6,7，8,910103，102，101，1006*103，8*102，7*101，2*100十六进制H（208B）16208BH0,1,2,3,4,5,6,7,8,9，A,B,C,D,E,F16163，162，161，1602*163，0*162，8*161，11*1601、十进制转二进制方法：十进制数除2取余法，即十进制数除2，余数为权位上的数，得到的商值继续除2，依此步骤继续向下运算直到商为0为止。“除以2取余，逆序排列”（除二取余法）例：把十进制数150转换为二进制数：2、二进制转十进制方法为：把二进制数按权展开、相加即得十进制数。解析：

二进制数中每位数字的权是以2为底的幂，按权展开求和即:

(10011)2=1×24+0×23+0×22+1×21+1×20=16+0+0+2+1=(19)103、二进制转八进制方法：3位二进制数按权展开相加得到1位八进制数。（注意事项，3位二进制转成八进制是从右到左开始转换，不足时补0）。4.八进制转成二进制方法：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。5.二进制转十六进制方法：与二进制转八进制方法近似，八进制是取三合一，十六进制是取四合一。（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）。6.十六进制转二进制方法：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。计算机中存储一个“0”或“1”占用1个二进制位(bit)。8个二进制位组成1字节(byte)。存储单位换算关系B(byte)，字节1B=8b（bit，位）KB(kilobyte)，千字节1KB=1024B=210BMB(megabyte)，兆字节1MB=1024KB=210KB=220BGB(gigabyte)，吉字节1GB=1024MB=210MB=230BTB(terabyte)，太字节1TB=1024GB=210GB=240BPB(petabyte)，拍字节1PB=1024TB=210TB=250BEB(exabyte)，艾字节1EB=1024PB=210PB=260B计算机中常见的存储单位与换算关系数据的存储单位二、数字化模拟信号的数字化过程模拟信号数字信号时间连续，取值连续时间离散，取值离散t值采样通过采样、量化和编码等步骤可以将模拟信号转换为数字信号。

采样采样是在连续的模拟信号中，每隔一定时间（或空间）取一个值的过程。采样频率指每秒采样的次数，以Hz(赫兹)为单位。例如，高保真音乐采样频率一般为44.1kHz，即44100次/s。

频率是单位时间内完成周期性变化的次数，是描述周期运动频繁程度的量，常用符号f或ν表示，单位为秒分之一，符号为s-1。为了纪念德国物理学家赫兹的贡献，人们把频率的单位命名为赫兹，简称“赫”，符号为Hz。每个物体都有由它本身性质决定的与振幅无关的频率，叫做固有频率。频率概念不仅在力学、声学中应用，在电磁学、光学与无线电技术中也常使用。

量化对于采样所获得的量值，要进行分级量化，就是将采样值变换到最接近的数字值，即用有限个数的数值近似地表示原来连续变化的值。图1.2.8中共有16个量化级别(0~15)，因此每个量化值可以用4位二进制数表示。量化位数越多，量化值就会越接近采样值。如果对一段音乐用256个量化级别进行量化，则每个量化值可以用8位二进制数表示。编码通过采样和量化，将一个连续的波形转换成由一系列二进制数表示的数据，形成二进制编码。三、编码1.字符编码

在计算机系统应用的早期，计算机只能处理英文字母、数字和常用的英文标点符号，这时期基础的编码标准是美国信息交换标准码(AmericanStandardCodeforInformationInterchange，ASCII)。

ASCII编码用1字节表示英文字母、数字和常见字符。在GB18030-2005中,大部分常用汉字采用2字节编码。

1991年，国际标准化组织和Unicode组织联合制定统一码，也就是unicode。它对世界上大部分的文字系统进行了整理、编码，避免由于编码冲突而产生的乱码问题。2、声音编码通常，音频所占的存储容量取决于采样频率、量化位数、声道数和时长，其计算公式为：音频所占的存储容量=采样频率×量化位数×声道数÷8×持续秒数（字节

）

未经压缩的音频会被保存

为WAV文件格式。例7：一首时长为100s的双声道音乐，，量化位数为16，计算该音乐的音频所占的存储容量。解析：音频所占的存储容量=44100×16×2×100/8=17640000B17640000/1024/1024≈17MB3、图像编码通常，图像所占的存储容量可用该图像所有像素的字节数来表示，其计算公式为：图像所占的存储容量=水平像素数×垂直像素数×颜色深度÷8（字节）

未经压缩的位图图像会被保存

为BMP文件格式。公式中，图像的颜色深度指图像中每像素的颜色所占的二进制位。例8：图像尺寸为90×72像素，颜色深度为1，计算该图像所占的存储容量。解析：图像所占的存储容量=90×72×1÷8=810B四、数据压缩

数据压缩就是采用特