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课件网) 《第3节编码长度与信息量》 小智的困惑： 这些编码为什么有长有短？长的编码就一定包含更多信息吗？ 我是观察员--发现编码长度之谜 01 一、概念建立与动手验证 核心概念：编码长度=字符的数量 创新活动：计算机小侦探 任务一：学生使用电脑“记事本”验证课本表2-3-1中编码的字节数。 “四年级（3）班”的字符数是多少？字节数又是多少？为什么字节数比字符数多？ 深化探究： TWO IDEAS 信息 编码 编码长度（字符数） 编码的字节数 座位号 学号 班级门牌 图书编码 9 四年级（3）班 23 0301-B21001 1 2 7 11 1 2 19 11 SYSTEM ERROR ! OK CANCEL 小贴士： 在计算机中，每个数字、字母、英文符号占1字节。在UTF-8编码中，单个中文汉字及中文符号通常占3字节。打开计算机中的“笔记本”软件，把每个编码单独保存成“txt”格式文件，然后通过选定文件并单击鼠标右键选择“属性”，可查看编码文件的字节数。 发现一：编码长度可用字符数或字节数衡量。 发现二：编码长度与其所要表达的信息复杂程度可能有关。 小结： 我是分析师--探究长度与信息量的关系 02 任务二（基础挑战）：为40多人的班级设计座位编码，长度应为 位 。 任务三（进阶挑战）：为300人的大课堂设计作为编码（如”第3排第20位“，它的编码是3-20，长度是4位。 一、问题驱动 二、创新活动 任务四：学生化身编码设计师，完成课本表2-3-2的升级版。 小组内（8人） 班级内（45人） 大课堂（300人） 我的编码 编码长度 最大范围 设计理由 A1 2 A1-A8 用1个字母+1个数字就够了 23 2 01-45 需要两位数字才能容纳 3-20 4 1-1~？ 必须用“排-位”结构才能区分 规律总结： 编码长度黄金法则： 信息规模<10--1位数字就够了！ 10≤信息规模<100--请用2位数字！ 信息规模≥100--需要更长的编码或更复杂的结构（如字母数字组合）。 一般来说，编码越长，其所能包含的信息量就越大。 SYSTEM ERROR ! OK CANCEL 小结：编码不是越长越好，而是越合适越好。设计编码时，必须根据信息的规模和结构来选择最佳长度。 我是优化师--破解学号密码与优化解码 03 1、现象探究：【学号里藏着的秘密】 展示三个学号：35（班级） 2021040335（校内） 4401060024432021040335（区域） 提问：为什么学号像洋葱一样，一层层变长？ 2、创新活动：【学号解码大会】 学生完成课本表2-3-3，并尝试“破译”长学号中可能包含的信息。 2021040335:可能包含“2021级”、“4班”、“33号”学生。 4401060024432021040335：可能包含“广州市”、“某区”、“某校”等信息。 长学号通过增加编码长度，融入了区域、学校、入学年份等更多信息，实现了信息量的扩充。 3、核心技能：识别与斩除“冗余编码” 概念：冗余编码--增加了长度，却没有增加有效信息。 方案A ：202143001（9位） 方案B：20214301（8位） 判决：在不超100人的班级，最后一位的“0”是多余的！方案B更优，因为它用更短的长度承载了相同的信息量。 记忆口诀：编码精简单，信息不能减！ 4、创新迁移：【最佳编码设计师挑战】 任务四：为班级图书角设计一套编码系统。 已知条件：三行两列，文学、科普、艺术三类书，每格最多20本。 设计思路： 1、分析信息规模：需要表示“行”、“列”、“图书类型”、“序号”。 2、确定编码结构：例如【行】【列】-【类型】【序号】。 3、确定各部分长度： 行/列：1位数字（1-3,1-2） 类型：1位字母（W-文学，K-科普，Y-艺术） 序号：2位数字（01-20） 4、合成最终编码：例如2-1-W05（代表第二行第一格，文学类第5本书），总长度6位。 5、检查冗余：避免使用 002-001-W-005这样的冗余形式。 总结与展望： 知识树： 树根：编码长度=字符数 ... ...
