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课件网) 高中信息技术 必修一 数据与计算 第 一 章 数据与大数据 第二节 数字化与编码 信息技术的发展创造出一个全新的数字化环境,生活在其中的每 个人都能感受到数字化带来的变化。人们利用数字化设备可实时获 取自己的心率、血压等身体健康数据,通过分析这些数据,可以主动管理自己的健康;乘客可以通过移动智能终端查询车辆到站的实时信 息,避免了以往久等公交车而不知车何时到达的尴尬。移动通信、移动智能终端等新技术的广泛使用,使全球正在成为一个互联互通的数字化世界。 课 堂 导 入 同学们希望查阅学校图书馆馆藏校刊上刊载的往年诗词大会征文。由于馆藏的校刊数量较少,因此 图书馆只能满足少数同学的借阅需求。同时,同学们在借阅校刊的过程中,也令校刊产生了不同程度的污损,影响了校刊的收藏。因此,学校图书馆希望能够将历年的纸质校刊制作成电子校刊,供同学们 借阅。 思考：1. 纸质校刊的内容承载于墨迹和纸张之中,那么电子校刊的内容是以怎样的形式存储在计算机中的 2. 分析纸质校刊和电子校刊在借阅过程中各自的优势和不足。 一、进位计数制及其转换 目前,计算机的硬件组成通常可以呈现两种状态,如电路的导通和断开。这样就决定了计算机内部采用二进制,即以“0”和“1”的组合 来表示信息,用“1”来表示一种状态(如电路的导通),用“0”来表示相 反的另一种状态(如电路的断开)。由于计算机采用二进制数进行运 算和存储,因此要使用计算机进行信息处理,首先要把待处理的信息用二进制数来表示。 二进制是一种常用于计算机中的进位计数制,它的基数为2,只有 0、1两个数码,整数位 的位权从右向左依次为20,21,22,…。例如: 二进制数(110)2 中,各个数位上的数字所代表的数值分别为1×22、 1×21、0×20。 1. 进位计数 十六进制的基数是16,包含0,1,2,3,…,9,A, B,C,D,E,F,共16个数码。 图 1.14 十进制数转 换为二进制数 2. 不同进位计数制的相互转换 将十进制整数转换为二进制数的方法是除以2反向取余。例如, 将十进制数37转换为二进制数,即:(37)10=(100101)2,。 二进制数转换为十进制数,一般可以将每位二进制数和该位的位权相乘再求和,这种方法称为按权展开。例如: (1011)2=1×23+0×22+1×21+1×20=8+0+2+1=(11)10 二进制数转换为十六进制数时,把二进制数从低位到高位按4位 一组划分,每组用一位十六进制数表示,不足4位二进制数,高位用 “0”补齐。例如,(1011011)2=(5B)16。 十六进制数转换为二进制数时,将每一位十六进制数转换为4位 二进制数,不足4位二进制数,高位用“0”补齐。例如,(A3)16 = (10100011)2。 3. 数据的存储单位 比特(bit)是计算机中最小的数据存储单位,即一个二进制位,一位的取值只能是0或1。 字节(Byte)是计算机中信息组织和存储的基本数据存储单位,1字节就是8比特。字节常用B表示,描述存储容量的常用单位还有 KB、 MB、GB、TB、PB、EB等,其换算规则如表1.3所示。 表 1.3 常用存储单位换算表 二、数字化 1. 模拟信号和数字信号 模拟信号 数字信号 现实世界中,我们将连续变化的物理量称为“模拟量”,如温度、速度等。数字化可将模拟量转换成数字量,数字量的变化在时间或数值上都是离散的。模拟量是连续的,数字量是离散的。 例如,水银温度计中的水银汞柱伸缩是连续变化的,反映的是模拟 量;数字温度计显示的数字是离散的,反映的是数字量。 在电子设备中,模拟量通常以模拟信号的形式进行传递,数字量则以数字信号的形式进行传递。在一定条件下,模拟信号和数字信号可以相互转换。 2. 模拟信号的数字化过程 图 1.18 采样 图 1.19 量化 将模拟信号转换为数字信号 采样 量化 编码 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。对于同一模拟 ... ...
