1.3 數(shù)據(jù)采集與編碼（教學(xué)課件）高中信息技術(shù)必修1數(shù)據(jù)與計算同步高效課堂（浙教版2019）

浙教版（2019)

必修1數(shù)據(jù)與計算1.2數(shù)據(jù)、信息與知識學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解數(shù)據(jù)采集的常用方法。（學(xué)科核心素養(yǎng)：信息意識）2.掌握模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的一般過程。（學(xué)科核心素養(yǎng)：信息意識、計算思維）3.掌握二進制、十進制和十六進制之間的轉(zhuǎn)化方法。（學(xué)科核心素養(yǎng)：信息意識、計算思維）4.正確認識數(shù)據(jù)，提升信息安全意識，增強信息社會責(zé)任感。（學(xué)科核心素養(yǎng)：信息意識、信息社會責(zé)任）新課導(dǎo)入體驗天天跳繩APP:具體要求：請2-3名同學(xué)依次參加天天跳繩APP中的跳繩活動，其他同學(xué)認真觀看。新課導(dǎo)入思考：顯示屏上不斷顯示出這位同學(xué)跳繩的數(shù)據(jù)，你知道這些數(shù)據(jù)是怎么傳輸?shù)狡聊恢械膯?？借助于傳感器和網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)就是采集數(shù)據(jù)與編碼。任務(wù)一：了解數(shù)據(jù)采集的常見方式1.自主閱讀課本，結(jié)合生活經(jīng)驗，總結(jié)歸納數(shù)據(jù)采集的常用方式，并舉例說明，填寫下表，班內(nèi)分享，互相補充。新知探究數(shù)據(jù)采集的常用方式及實例常用方式實例

任務(wù)一：了解數(shù)據(jù)采集的常見方式2.分析不同數(shù)據(jù)采集方式采集數(shù)據(jù)的效率和數(shù)據(jù)量的不同？新知探究新知探究任務(wù)二：模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號1.以小組為單位，結(jié)合課本和網(wǎng)絡(luò)資源總結(jié)歸納模擬信號和數(shù)字信號。模擬信號定義：是指信息參數(shù)在給定范圍內(nèi)表現(xiàn)為連續(xù)的信號。它可以在一段連續(xù)的時間范圍內(nèi)，在一定的取值范圍內(nèi)可以取任意值，其代表信息的特征量可以是瞬時值的幅度、相位、頻率等。比如日常生活中的溫度、壓力、聲音的聲波等都是模擬信號。新知探究任務(wù)二：模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號1.以小組為單位，結(jié)合課本和網(wǎng)絡(luò)資源總結(jié)歸納模擬信號和數(shù)字信號。數(shù)字信號定義：數(shù)字信號是一種離散的信號，它是將信息用一系列離散的數(shù)值來表示。具體來說，數(shù)字信號在時間和幅度上都是離散的、不連續(xù)的，通常只取有限個特定的值。這些值可以用二進制數(shù)字（0和1）來表示，通過不同的編碼方式來傳達各種信息。新知探究任務(wù)二：模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號2.結(jié)合課本和網(wǎng)絡(luò)資源總結(jié)模擬信號數(shù)字化的過程。新知探究任務(wù)三：數(shù)制轉(zhuǎn)換1.二進制轉(zhuǎn)十進制：位權(quán)展開法：用R進制數(shù)的每一位乘以R的n次方,n是位數(shù),從R進制數(shù)的整數(shù)最低位開始,依次為0,1,2…累加。例：2進制數(shù)1011,使用位權(quán)展開法,即1*2^0+1*2^1+0*2^2+1*2^3。新知探究任務(wù)三：數(shù)制轉(zhuǎn)換2.十進制轉(zhuǎn)二進制短除倒取余法：輸入一個十進制數(shù)n，每次用n除以2，把余數(shù)記下來，再用商去除以2...依次循環(huán)，直到商為0結(jié)束，把余數(shù)倒著依次排列，就構(gòu)成了轉(zhuǎn)換后的二進制數(shù)。新知探究任務(wù)三：數(shù)制轉(zhuǎn)換3.十六進制轉(zhuǎn)十進制位權(quán)展開法：用R進制數(shù)的每一位乘以R的n次方,n是位數(shù),從R進制數(shù)的整數(shù)最低位開始,依次為0,1,2…累加。例：(12A)=1*16^2+2*16^1+A*16^0=298新知探究任務(wù)三：數(shù)制轉(zhuǎn)換4.十進制轉(zhuǎn)十六進制短除倒取余法：輸入一個十進制數(shù)n，每次用n除以16，把余數(shù)記下來，再用商去除以16...依次循環(huán)，直到商為0結(jié)束，把余數(shù)倒著依次排列，就構(gòu)成了轉(zhuǎn)換后的十六進制數(shù)。新知探究任務(wù)三：數(shù)制轉(zhuǎn)換5.M進制轉(zhuǎn)R進制二進制轉(zhuǎn)十六進制:每四位二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為一位十六進制數(shù);若二進制數(shù)位個數(shù)不是三的倍數(shù),則在前面補0.例如:二進制數(shù)101101有6位,在前面補兩個0就有:00101101，然后轉(zhuǎn)化為十進制數(shù)，十進制再轉(zhuǎn)化為16進制。新知探究任務(wù)四：常見數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)編碼定義是指采用特定的規(guī)則和方法將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一種可用于存儲、傳輸或處理的代碼或符號表示形式。常見的數(shù)據(jù)編碼方式包括二進制編碼、ASCII編碼、Unicode編碼等。不同的編碼方式適用于不同的場景和需求。新知探究1.字符編碼（1）ASSIIC碼ASCII碼是美國信息交換標(biāo)準代碼的簡稱。主要用于顯示現(xiàn)代英語和其他西歐語言。它是目前最通用的信息交換標(biāo)準，主要用于在不同計算機硬件和軟件系統(tǒng)中實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準化。ASCII碼使用指定的7位或8位二進制數(shù)組合來表示128或256種可能的字符。（2）漢字編碼新知探究漢字編碼主要常見類型GB2312是我國早期的漢字編碼標(biāo)準，收入6763個漢字和682個非漢字圖形字符。BIG5主要在港澳臺地區(qū)使用的繁體漢字編碼。GBK對GB2312的擴展，包含的漢字更多。GB18030是我國自主研制的超大型中文編碼字符集標(biāo)準。UTF-8是一種通用的字符編碼方案，能表示各種語言的字符，包括漢字漢字編碼的基本流程：新知探究2.條形碼和二維碼新知探究條形碼是將寬度不等的多個黑條和空白，按照一定的編碼規(guī)則排列，用以表達一組信息的圖形標(biāo)識符。條形碼可以包含商品的各種信息，如商品名稱、類別、產(chǎn)地、價格等。2.條形碼和二維碼新知探究3.聲音編碼新知探究音頻存儲容量計算公式（字節(jié)/秒）=(采樣頻率（Hz）*采樣位數(shù)（bit）*聲道數(shù))/8單聲道的聲道數(shù)為1，立體聲的聲道數(shù)為2。3.聲音編碼新知探究例：一段長1分鐘雙聲道、16位采樣位數(shù)、44.1kHz采樣頻率音頻文件不壓縮數(shù)據(jù)量是多少？解：數(shù)據(jù)量=（采樣頻率×采樣位數(shù)×聲道數(shù)×?xí)r間）/8得，數(shù)據(jù)量=[44.1×1000×16×2×（1×60）]/（8×1024×1024）=10.094MB4.圖像編碼新知探究位圖圖像：也稱點陣圖像或柵格圖像，是由稱作像素（圖片元素）的單個點組成的，可以有效地表現(xiàn)陰影和顏色的細節(jié)層次。4.圖像編碼新知探究矢量圖：也稱面向?qū)ο蟮膱D像或繪圖圖像，在數(shù)學(xué)上定義為一系列由線連接的點，以幾何圖形居多，它的特點是調(diào)大后圖像不會失真，和分辨率無關(guān)。4.圖像編碼新知探究圖像文件存儲量計算公式=水平像素×垂直像素×每個像素所需位數(shù)\8（字節(jié)）

在計算機中的最小的存儲容量單位為Bit。即為位。每個像素所占的位數(shù)。每個像素的位數(shù)，大體有如下幾類。1位，（單色）；4位：（16色）；8位（256色）；16位（64K色，高彩色）；24位（16M色，真彩色）；32位（4096M色，增強型真彩色）。4.圖像編碼新知探究Ａ、３０ＭＢＢ、１２２ＭＢＣ、1.2ＭＢＤ、２ＭＢ文件大小=６４０×４８０×32/8/1024/1024≈1.2MB.正確答案為：C例：一張分辨率為６４０×４８０，３２位色彩的圖像，其文件大小約為（

）視頻編碼新知探究視頻編碼是指通過特定的壓縮技術(shù)，將原始視頻格式的文件轉(zhuǎn)換成另一種視頻格式文件的方式。其目的是為了減少視頻數(shù)據(jù)的存儲空間和傳輸帶寬，同時保持視頻質(zhì)量的可接受程度。課堂練習(xí)1.模擬信號轉(zhuǎn)數(shù)字信號的一般流程為（）A.采樣、量化、編碼B.量化、采樣、編碼C.編碼、量化、采樣D.采樣、編碼、量化正確答案：A答案解析：模擬信號數(shù)字化的一般流程為采樣、量化、編碼，故本題正確答案是A。課堂練習(xí)2.一幅未經(jīng)壓縮800×600像素的２５６色的風(fēng)景圖片的大小約為（）ＫＢ。Ａ、１２２８Ｂ、４８０Ｃ、２４００Ｄ、３０７２００。正確答案：B答案解析：根據(jù)圖片存儲容量計算公式得：大小為=水平像素×垂直像素×位深/8（B）.因為256色=2^8,故位深為8，本題圖片大小=800×600×8/8/1024≈480KB,故本題正確答案為B.課堂練習(xí)3.一段時長為10秒鐘、采樣頻率為44.1kHz、量化位數(shù)為16位、雙聲道的Wave格式音頻，其存儲容量約為多少（）A.200KBB.300KBC.215KBD.400KB正確答案：C答案解析：根據(jù)音頻文件存儲容量計算公式==采樣頻率×量化位數(shù)×聲道數(shù)×?xí)r間（s）÷8（B）.故本題文件大小=44.1×1000×16×2×10/8/1024≈215KB,故本題正確答案為C課堂小結(jié)請各位同學(xué)總結(jié)歸納本節(jié)課的知識和收獲，2分鐘后請同學(xué)在班內(nèi)分享交流。課堂小結(jié)雖然數(shù)據(jù)采集能為各領(lǐng)域的發(fā)展提供基礎(chǔ)，能夠提升效率和優(yōu)化決策，改善服務(wù)和用戶體提升用戶滿意度，促進資源合理