資源簡介

(共20張PPT)
第三單元:認識數據
3.1 數據編碼1
舊知回顧
數據的表現形式有哪些
表現形式 例子 采集該數據的設備有哪些
思考：這些數據是如何被存儲到計算機中的？
文本 姓名，地址 鍵盤，手寫板
聲音 音樂，錄音 錄音器，話筒
圖片 照片 照相機，手機
數字 年齡，身高，體重 鍵盤，數字化采集儀
…… …… ……
計算機只能識別二進制數值
數據要經過編碼才能被計算機識別并存儲
導入
什么是編碼？
編碼是信息從一種形式或格式轉換為另一種形式或格式的過程。
在計算機科學中，編碼通常指的是將文本，圖像，聲音等數據信息轉換為計算機可識別的二進制碼的過程。這種二進制碼是由0和1組成的編碼，也被稱為數字編碼。
知識點
以聲音為例，探究數據的編碼（閱讀書本P50）
探究1
？
？
0111001100100
1011110100100
0110101011001
聲音
模擬信號
數字信號
按照取值特征，可以將信號分為模擬信號與數字信號
模擬信號與數字信號
用傳感器獲得的一般是模擬信號，模擬信號的值會隨著時間連續變化，波形光滑。模擬信號的值稱為模擬數據。
模擬信號
數字信號隨時間的變化是非連續的，直接用計算機能理解的二進制表示，方便計算機對其進行處理。
數字信號
按照取值特征，可以將信號分為模擬信號與數字信號
模擬信號與數字信號
獲得方式 特征 值 例子
模擬信號
數字信號
傳感器（溫度、壓強）
由模擬信號轉換得來
隨時間連續變化，波形光滑
隨時間的變化是非連續的
模擬數據
數字數據
聲音，溫度，壓強等
計算機中的數字數據音頻等
如何將語音模擬數據轉換為數字數據？（閱讀書本P51，52）
探究2:聲音的數字化
采樣
量化
編碼
操作：在時間軸上按照一定的時間間隔取一系列時刻，得到每個時刻對應的聲波信號的瞬時振幅值。
采樣
采樣頻率（Hz）：1秒內對聲音信號的采樣次數
錄音設備在1秒內對聲音信號的采樣次數稱為采樣頻率，如果1秒內采樣44100次，則采樣頻率是44100Hz，即44.1kHz。
常用的CD音質的采樣頻率就是44.1kHz。
采樣
待轉換的模擬聲音波形
將采樣得到的振幅瞬時值往最接近的整數取整，每個樣本所對應的整數值即為縱坐標。
量化
參照下圖中的“十進制與二進制數對應表”，將量化后的結果用二進制數值表示。
編碼
十進制與二進制數對應表
十進制數 二進制數
1 001
2 010
3 011
4 100
根據十進制與二進制數對應表與量化結果完成下表
編碼
時刻 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
十進制數值 1 2 3 4 3 2 2 2 3 3
二進制數值 001 010 011 100 011 010 010 010 011 011
將樣本值用二進制表示的過程稱為編碼。
編碼
量化位數：每個幅值用16個二進制位記錄，CD音質的量化位數為16位，即用16個二進制位記錄一個數值，因此可記錄216=65536種不同的數值。
將模擬聲音數據轉換為數字數據的這個過程，稱為聲音的數字化。
聲音的數字化
模擬聲音數據
數字數據
聲音的數字化
課堂小結
1
2
3
模擬信號與數字信號
聲音的數字化流程
采樣，量化，編碼
作 業
預習二進制與十進制的轉換
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