數(shù)字化與編碼第1頁(yè)學(xué)習(xí)目標(biāo)理解數(shù)字化意義與作用，感受數(shù)字技術(shù)對(duì)生活影響。理解數(shù)據(jù)編碼基本方式，合理選用數(shù)字化工具處理問(wèn)題，感受數(shù)字化工具優(yōu)勢(shì)。第2頁(yè)體驗(yàn)摸索體驗(yàn)數(shù)字化生活信息技術(shù)發(fā)展與普及為我們發(fā)明了一種全新數(shù)字化生活環(huán)境。例如，共享單車(chē)、在線購(gòu)物、網(wǎng)絡(luò)通信和遠(yuǎn)程醫(yī)療等，它們?cè)诮o我們帶來(lái)生活便利同步，也在逐漸地變化著我們生活方式。第3頁(yè)體驗(yàn)摸索第4頁(yè)1.數(shù)字化及其作用模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)一般來(lái)說(shuō)，通信系統(tǒng)中有兩種主要信息傳輸形式：一種是模擬信號(hào)，其信號(hào)波形能夠表達(dá)為時(shí)間連續(xù)函數(shù)；另一種是數(shù)字信號(hào)，它在取值上是離散、不連續(xù)，例如以“0”和“1”

來(lái)表達(dá)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)雖然是兩種不一樣形式信號(hào)，但它們?cè)趥鬏斶^(guò)程中是能夠互相轉(zhuǎn)換。第5頁(yè)1.數(shù)字化及其作用模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)第6頁(yè)1.數(shù)字化及其作用生活在數(shù)字世界數(shù)字化是將復(fù)雜多樣事物屬性或特性轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可處理對(duì)象過(guò)程。這些信息被數(shù)字化后能夠更方便地在數(shù)字設(shè)備中存放、處理和傳輸。第7頁(yè)1.數(shù)字化及其作用閱讀拓展—數(shù)字圖書(shū)館第8頁(yè)2.二進(jìn)制與數(shù)制轉(zhuǎn)換二進(jìn)制基數(shù)為2，兩個(gè)基本數(shù)碼是0和1；采取逢二進(jìn)一進(jìn)位規(guī)則，例如1+1=10；不一樣數(shù)位對(duì)應(yīng)不一樣權(quán)值，權(quán)值用基數(shù)冪表達(dá)。第9頁(yè)2.二進(jìn)制與數(shù)制轉(zhuǎn)換由于計(jì)算機(jī)中操作需要通過(guò)二進(jìn)制來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此計(jì)算機(jī)中數(shù)值計(jì)算就需要將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)可采取除2反向取余法，即將十進(jìn)制整數(shù)除以2，得到商數(shù)和余數(shù)，用商數(shù)再除以2，依此類(lèi)推直到商數(shù)為0為止，將每次得到余數(shù)按照逆序排列，即為換算二進(jìn)制數(shù)成果。第10頁(yè)2.二進(jìn)制與數(shù)制轉(zhuǎn)換第11頁(yè)2.二進(jìn)制與數(shù)制轉(zhuǎn)換一般，十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成R進(jìn)制數(shù)采取“除R反向取余法”。R進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)采取“按權(quán)展開(kāi)求和法”。第12頁(yè)3.數(shù)據(jù)編碼通過(guò)數(shù)據(jù)編碼，人們能夠方便地存放、檢索和使用數(shù)據(jù)。生活中有許多數(shù)據(jù)編碼實(shí)例，例如居民身份證號(hào)碼、車(chē)輛車(chē)牌號(hào)、電影院座位號(hào)等。計(jì)算機(jī)作為數(shù)據(jù)處理一種工具，無(wú)論處理是字符、圖像、聲音，還是其他形式內(nèi)容，都需要轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制形式編碼，這樣才能夠處理。第13頁(yè)3.數(shù)據(jù)編碼字符編碼字符是人與計(jì)算機(jī)交互過(guò)程中不可或缺主要內(nèi)容，它是多種文字和符號(hào)總稱(chēng)，由于計(jì)算機(jī)只識(shí)別0和1，因此在處理多種字符時(shí)，就需要將字符轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別二進(jìn)制數(shù)據(jù)。第14頁(yè)3.數(shù)據(jù)編碼計(jì)算機(jī)中存放一種“0”或“1”占用1個(gè)二進(jìn)制位（bit），8個(gè)二進(jìn)制位組成1字節(jié)（byte），ASCI編碼用1字節(jié)表達(dá)英文字母、數(shù)字和常見(jiàn)字符。在GB18030-2023中，大部分常用漢字采取2字節(jié)編碼。第15頁(yè)3.數(shù)據(jù)編碼聲音編碼聲波振幅反應(yīng)了聲音響度強(qiáng)弱，聲波頻率反應(yīng)了聲音音調(diào)高低。應(yīng)用計(jì)算機(jī)處理聲音時(shí)，需要將聲波模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，也就是聲音數(shù)字化，編碼是其中主要一步。一般，聲音數(shù)字化基本辦法是按照一定時(shí)間間隔采集聲波振幅，并將其轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)序列，即通過(guò)采樣、量化和編碼來(lái)實(shí)現(xiàn)。第16頁(yè)3.數(shù)據(jù)編碼聲音編碼對(duì)于采樣所取得量值，要進(jìn)行分級(jí)量化，就是將采樣值變換到最接近數(shù)字值，即用有限個(gè)數(shù)數(shù)值近似地表達(dá)本來(lái)連續(xù)變化值。第17頁(yè)3.數(shù)據(jù)編碼聲音編碼一般，音頻所占存放容量取決于采樣頻率、量化位數(shù)、聲道數(shù)和時(shí)長(zhǎng)，其計(jì)算公式為：音頻所占存放容量=采樣頻率×量化位數(shù)×聲道數(shù)×?xí)r長(zhǎng)/8第18頁(yè)3.數(shù)據(jù)編碼圖像與視頻編碼一幅圖像能夠看作由許多彩色或多種級(jí)別灰度點(diǎn)組成，這些點(diǎn)按橫縱進(jìn)行排列，被稱(chēng)為像素。圖像所占存放容量=水平像素?cái)?shù)×垂直像素?cái)?shù)×顏色深度/8第19頁(yè)4.數(shù)據(jù)壓縮常用壓縮辦法分為無(wú)損壓縮和有損壓縮。無(wú)損壓縮指對(duì)壓縮后數(shù)據(jù)進(jìn)行還原后，得到數(shù)據(jù)與壓縮前完全相同。相對(duì)于無(wú)損壓縮，有損壓