資源簡介

(共20張PPT)
3.1數據編碼
第一課時
活動一：
學生打開教師下發的文件夾，說說有哪些類型數據。
【項目研究】
信息是如何存儲在計算機中呢？
設備、軟件
模擬數據
數字數據
如何采集生活中的數據？
請學生自學P50頁并獨立完成表3.1.1的填寫。
表現形式 實例 采集該類數據的設備
文本
數字
圖像
聲音
視頻
表現形式 實例 采集該類數據的設備
文本 姓名,家庭住址,性別（也可以用數字表示）、手機號 鍵盤
手寫輸入
語音輸入
數字 身高、體重、肺活量、血壓,身份證號 鍵盤，各種數字化采集儀
手寫輸入
圖像 照片 手機，相機，攝像頭，掃描儀
聲音 聲音，語音，音樂 手機，錄音機（錄音筆），話筒（聲卡）
視頻 監控視頻 手機，攝像機，攝像頭
一、模擬信號與數字信號
演示錄音過程（系統自帶的錄音機） 。
生：感受采集過程
按照取值特征分類
模擬數據
它是隨時間連續變化的，波形光滑，這種信號稱為模擬信號，模擬信號的值稱為模擬數據。
例如：
數字信號
時間及幅值不是連續變化的，而是離散變化的，波形如臺階，這種信號稱為數字信號。
數字信號可以由模擬信號轉換得來，數字信號的值即數字數據，
數字信號直接用計算機所能理解的二進制來表示。
二、模擬數據轉換為數字信號
以音頻為例：如何把某條曲線“精確地”存儲到計算機中？
第一步：采樣
采樣
把這種從連續的時間中每間隔一個時間段抽取一個時刻點的操作稱為“采樣”。
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每間隔一段時間取一個點間隔多少時間取一個點為好呢？
1秒？0.1，0.01秒？
顯然采樣頻率越高（時間間隔越短），聲音還原的效果自然就越真實，但采樣點也就越多，需要保存的數據也越多，所占存儲空間也越大，計算機的工作量也越大。
常用的CD音質的采樣頻率是44.1kHz，也就是把1秒的時間分成44100等份，每份取其對應的一個幅值。
第二步：量化
將第一步所得的振幅瞬時值往最接近的整數取整。
每個幅值用什么數據記錄下來？精確到什么程度？
CD音質的量化位數為16位，即用16個二進制位記錄一個幅值，因此可記錄216=65536種不同的數值，即0～65535。
第三步：編碼
將樣本（量化得到的整數）值用計算機能夠存儲和處理的二進制數值表示的過程稱為編碼。
學生嘗試填寫
時刻 1 2 3 4 5
二進制數值
時刻 6 7 8 9 10
二進制數值
表3.1.2 數字化的聲音信號
時刻 1 2 3 4 5
二進制數值 001 010 011 100 011
時刻 6 7 8 9 10
二進制數值 010 010 010 011 011
活動二 自主獲取聲道、立體聲等信息。
練一練：
1.一段時長為1分鐘的雙聲道立體聲的無壓縮音頻（采樣頻率為44.1kHz，量化位數為16位），占用的存儲空間是多少MB（精確到0.1）？
參考解答：
60*44.1*1000*16*2= 84672000（位，比特）
84672000/8= 10584000（B，字節）/1024/1024≈10.1MB
2. 一個u盤容量大約為50GB，能容納多長時間的無壓縮雙聲道立體聲CD音頻（采樣頻率為44.1kHz，量化位數為16位）？
參考解答：
50*1024/10.1≈5059.3(分鐘)
四、課堂小結
1.從模擬數據到數字數據，要經過采樣、量化、編碼三個過程。
2.采樣是時間的離散化數字化，量化是賦值的離散化數字化， 編碼是數據的格式與文件化。

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