2020年高中信息技術(shù)新教科版必修1同步課堂專題3.1-數(shù)據(jù)編碼(第2課時(shí))(教案)

第三單元認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)3.1數(shù)據(jù)編碼（第2課時(shí)）通過(guò)活動(dòng)1的游戲，認(rèn)識(shí)二進(jìn)制，進(jìn)而由二進(jìn)制和十進(jìn)制擴(kuò)展到十六進(jìn)制等，歸納總結(jié)任意進(jìn)制系統(tǒng)共有的特征，并能對(duì)進(jìn)制之間數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。通過(guò)活動(dòng)2，使用PYTHON工具，查看字符的ASCII碼和UNICODE碼，引導(dǎo)學(xué)生了解字符的編碼，加深體驗(yàn)和認(rèn)識(shí)。了解數(shù)據(jù)采集和編碼的一般方法，理解其基本原理，為應(yīng)用數(shù)據(jù)解決問(wèn)題打基礎(chǔ)。教學(xué)重點(diǎn)：認(rèn)識(shí)二進(jìn)制，了解文本的編碼。教學(xué)難點(diǎn)：二進(jìn)制及與其他進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換。教師準(zhǔn)備：打開(kāi)微機(jī)，課件、投影儀等。學(xué)生準(zhǔn)備：結(jié)合課本提前預(yù)習(xí)。【導(dǎo)入新課】請(qǐng)閱讀教科書(shū)第52頁(yè)的任務(wù)二的活動(dòng)1·“卡片組合游戲”，動(dòng)手做一做，領(lǐng)會(huì)二進(jìn)制計(jì)數(shù)的基本原理?！緦W(xué)生思考1】用圖3.1.6（a）中的5張卡片，最大能表示的十進(jìn)制數(shù)是多少？若用二進(jìn)制數(shù)表示，是多少？如何分別表示十進(jìn)制數(shù)的0、1、2、3等。參考答案：最大能表示的十進(jìn)制數(shù)是31，用二進(jìn)制表示是11111?！緦W(xué)生思考2】現(xiàn)有255個(gè)相同的蘋果，要求事先裝成若干袋，每袋裝若干個(gè)蘋果，當(dāng)顧客來(lái)買蘋果時(shí)，無(wú)論他要多少個(gè)（不超過(guò)255個(gè)），都可以不打開(kāi)袋子，直接給他選取幾袋蘋果。那么事先應(yīng)該怎樣裝？如果他要100個(gè)蘋果，則應(yīng)給他哪幾袋？參考答案：每袋分別裝1,2,4,8,16,32,64,128個(gè)蘋果，共8袋。100=64+32+4?！窘處熁顒?dòng)1】二進(jìn)制數(shù)有0和1兩種不同的數(shù)字，其基本計(jì)數(shù)規(guī)則是逢二進(jìn)一，即1+1=10。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最小單位是二進(jìn)制位，用比特（bit）表示。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的基本單位是字節(jié)（Byte,簡(jiǎn)寫為B）,8比特為一個(gè)字節(jié)。字節(jié)單位太小，常用的存儲(chǔ)單位有KB,MB,GB等。1KB=210B=1024B1MB=210KB=220B=1048576B1GB=210MB=220KB=230B=1073741824B1比特能表示兩種（21）狀態(tài)（即0和1）2比特能表示00、01、10、11四種（22）狀態(tài)3比特能表示8（23）種狀態(tài)1字節(jié)能表示28（256）種狀態(tài)【教師活動(dòng)2】權(quán)值10010=020+121+022+023+124=18權(quán)值權(quán)值二進(jìn)制與十進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制我國(guó)古代曾經(jīng)在重量單位上使用十六進(jìn)制，如規(guī)定16兩為1斤。十六進(jìn)制需要使用16個(gè)不同的基本數(shù)字，除了0到9外，一般用字母A到F依次表示后續(xù)數(shù)字，（相當(dāng)于十進(jìn)制數(shù)中的10~15）?；居?jì)數(shù)規(guī)則是逢十六進(jìn)1，即F+1=10。查看數(shù)據(jù)的編碼>>>ord(‘男’)#顯示字符”男”的編碼值30007>>>ord(‘1’)#字符“1”的編碼值為4949>>>ord(‘A’)#字符”A”的編碼值為6565>>>bin(65)#將十進(jìn)制數(shù)65轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)0b1000001>>>chr(0b1000001)#將編碼值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的字符‘A’文本數(shù)據(jù)的編碼用于文本數(shù)據(jù)字符編碼的方案有多種類型，其中ASCII碼和unicode是典型的2種方案。1.ASCII碼用7位或8位二進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)字符，集中定義了大小寫英文字母，標(biāo)點(diǎn)符號(hào)和數(shù)字等字符和符號(hào)，共128個(gè)。計(jì)算機(jī)內(nèi)部用一個(gè)字節(jié)來(lái)存放一個(gè)ASCII碼字符，最高位用0表示，例如，“A”的ASCII碼為01000001，即65。ASCII碼（十進(jìn)制）字符0~31控制字符或通信專用字符（不可見(jiàn)）32空格48~57數(shù)字0~965~90大寫英文字母A~Z97~122小寫英文字母a~z其他英文標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、運(yùn)算符號(hào)、括號(hào)2.unicode碼（1）產(chǎn)生原因：解決傳統(tǒng)字符編碼方案的局限性，用2個(gè)字節(jié)表示一個(gè)符號(hào)。（2）ASCII碼與unicode碼的關(guān)系：后者兼容前者。原來(lái)用ASCII碼能表示的字符，其對(duì)應(yīng)的unicode碼只是在原來(lái)的ASCII碼前加上8個(gè)0。比如“a”的ASCII碼是01100001，其unicode碼是0000000001100001。（3）計(jì)算機(jī)要處理漢字，必須對(duì)每個(gè)漢字進(jìn)行編碼，每個(gè)漢字至少需要2個(gè)字節(jié)。（4）漢字編碼方案：GB 2312-1980字符集GBK 字符集GB 18030-2000字符集GB 18030-2005字符集【拓展知識(shí)】除了文本數(shù)據(jù)、聲音數(shù)據(jù)外，其他類型的數(shù)據(jù)也都有各自的編碼方式。與聲音數(shù)據(jù)類似，圖像數(shù)據(jù)的數(shù)字化，也需要先進(jìn)行采樣。視頻是圖像（稱為幀）在時(shí)間上的表示，一段視頻就是一系列的幀連續(xù)播放而形成的，同時(shí)，視頻往往有伴音。由于視頻常常數(shù)據(jù)量很大，往往要壓