第1章 信息与信息技术 1.1 信息概念 1.2 信息与数字化 1.3 信息技术及发展

1.2 信息与数字化 信息的编码 为什么要进行信息的编码 交流讨论 信息的编码

信息的编码技术(模拟信号与数字信号) 二进制数据：因计算机主要由电子元器件组成，而电子元器件通常工作于两个状态，如电流的有、无；电压的高、低；人们把这两种相反的物理状态以符号“0”、“1”来标识。这种由“0”、“1”两个基本符号构成的符号系统称为二进制代码，简称二进制码。 所以，能在计算机内部运行的数据只能是二进制数据。 编码：即信息的数字化。也就是将各种形式的数据(文字、声音、图片、动画和影像等)按一定法则转换成二进制代码。 输入 电路 10110101 计算机 10100010 输出

信息的编码技术 关于信息技术，以下说法正确的是____________。 A. 信息技术就是计算机技术 B. 信息的数字化就是将各种形式的信息转化为十进制数字 C. 信息的数字化是计算机进行信息处理的基础 D. 信息的数字化就是将图形或文字转化为二进制代码

1.2 信息与数字化 1.2.1 数制及数制转换 （1）进位计数制 十进制——二进制对照表 十进制、二进制、八进制、十六进制 二进制转换成十进制 按权乘基数相加 十进制转换成二进制 整数部分：除2取余、逆序排列 小数部分：乘2取整、顺序排列

二十： 如：100101.01(2)= 37.25 十二： 如：13.3125 (10) = 1101. 0101 (2) ÷2 13 ×2 0.3125 ÷2 6 1 ×2 0.625 ÷2 3 ×2 1. 25 ÷2 1 1 ×2 0. 5 1 1.0

练习： （1000001）2=（ ）10 （1100001）2=（ ）10 （11001）2=（ ）10 （11010）2=（ ）10 （1000001）2=（ ）10 （1100001）2=（ ）10 （11001）2=（ ）10 （11010）2=（ ）10 （5）10=（）2 （9）10=（）2 （32）10=（）2 （65）10=（）2 （97）10=（）2 （48）10=（）2 （127）10=（）2

2的3次方 ⑴ ⑷ 周二第五节 二进制数110101左起第三位所对应的位权是 。 二进制数110101左起第三位所对应的位权是 。 如果我们用一个□表示一位数，几个□表示几位数，那么（ □ □ □ □ 1）2 所表示的数字可能是十进制数 。 　 ⑴ 31 ⑵ 33 ⑶ 24 ⑷ 27 ⑴ ⑷ 教务处老师在排高一（1）班的语文课课表，他采用7位二进制数来表示具体的课时安排，即用高三位表示周一至周五、低四位表示每日第一节至第八节课。例如0010001表示周一第一节该班语文课，则0100101则表示该语文课在 。 周二第五节

脑筋急转弯－－猜数游戏 小明与小红在做一个猜数字的小游戏，首先小明在桌上放上如下图所示的四张卡片。小红设想一个1到15间的数，然后依次观察‘卡片４’到‘卡片１’，如果设想的数出现在卡片上则回答‘有’，如果没有则回答‘无’。最后小明可以根据小红的回答，将回答‘有’的卡片中的最小数相加，推断出小红所想的数是多少。例如小红的回答是‘有有无无’，那么小明可以推断出小红所想的数是８＋４＝12 小明之所以能准确地推算出小红设想的数，是因为他事先按照一定的规律设计了卡片上所呈现的数。如果用‘０’表示该数不出现在卡片上，用‘１’表示该数出现在卡片上，则所想的数可以表示成一组‘０’和‘１’的串。例如所想的数是‘６’，‘６’出现在‘卡片３’和‘卡片２’上，所以可以表示为‘0110’，又如所设想的数是‘14’，可以表示为‘1110’。 根据以上规律，如果使用５张卡片，则小明可以推断出1到31之间任意一个数，如果小红设想的数是‘20’，则这个数应该出现在 A. 卡片４、卡片２上　　 B. 卡片5、卡片3上 C. 卡片3、 卡片1上　 D. 卡片5、卡片4上 B

8 9 4 5 2 3 1 3 10 11 6 　 7 6 　 7 5 7 12 13 12 13 10 11 9 11 14 15 14 15 14 15 13 15 卡片４ 卡片3 卡片2 卡片1

脑筋急转弯 十进制57对应的八进制数是 A.(57)8 B.(71)8 C.(17)8 D.(101111)8 十进制57对应的八进制数是　　 　　A.(57)8 B.(71)8 C.(17)8 D.(101111)8 下列一组ASCII码（二进制表示）对应的文本是 A. STOP B. EXPO C. WORD D. OPEN 01000101 010110000 01010000 01001111

阅读材料 一、数制转换： 4、十进制、十六进制与二进制的对应关系如下： ５、十六进制与二进制可以互相转换，如： １、十进制使用‘０－９’十个符号，按‘逢十进一’规则进位 ２、八进制使用‘０－７’八个符号，按‘逢八进一’规则进位 ３、十进制与八进制数可以互相转换，如十进制数31转换为八进制数是(37)8 方法是：31=3*81+7*80= (37)8 4、十进制、十六进制与二进制的对应关系如下： ５、十六进制与二进制可以互相转换，如： 　　　　　　　(5A)16= (0101 1010 )2 二、部份大写字母的ASCII（十六进制表示）如下： 字符 A B C D E F G H I J K L M N O ASCII码 41 42 43 49 4A 4B 4F

数制之间的相互转换 二、八、十六十 (按权展开，逐项累加) （1001）2 （123）8 （123）16 十二、八、十六 （42）10 二、八、十六十 (按权展开，逐项累加) （1001）2 （123）8 （123）16 十二、八、十六 （42）10 二八 （每3位二进制对应一位八进制） （11101）2 二十六（每4位二进制对应一位十六进制）

讨论交流信息的度量 所谓1比特，就是含有两个独立的相等概率的事件所具有的不确定性被全部消除所需要的信息量。 信息像其它事物一样，是有其数量大小的。我们通常是用尺来度量物体的长度，以‘米’作单位；用秤来度量物质的重量，以‘千克’作单位；用温度计来度量物体的温度，通常以‘摄氏度’作单位。 信息量的多少，是按照信息所消除的不确定性的大小来进行量度的。消除不确定性多，就是信息量大，反过来说，消除不确定性少，就是信息量小。事物的不确定性又怎么来衡量呢？ 所谓1比特，就是含有两个独立的相等概率的事件所具有的不确定性被全部消除所需要的信息量。 如，我们在一个布袋里放入大小相等的红、黄、黑、白四种颜色的球各一个。让你随意地从中摸一个来猜，看是什么颜色的。你怎么猜法？当然你猜四种颜色中的一种。当你拿出来一看，你获得的信息量是多少呢？ 一个事件的等可能性是2的多少整数次方，它的信息量就是多少比特。这就是计算信息量的一个简单方法。

数据的存储单位 数据存储的最小单位：位（bit） 数据存储的最基本单位：字节（Byte） 字节BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 1B＝8bit 1KB=210B=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB 字节BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 位Bit 内存以字节为单位编址。目前，内存的容量一般为： 128M、256M、512M等。

1.2 信息与数字化 1.2.2 信息编码 （1）字符编码 ASCII码：7位二进制，占8位（一个字节） 共有27=128个， （2）汉字编码 输入码、内码、字形码 参见 GB2312-80 GB18030-2000

ASCII码表

D D ____个连续的二进制位构成一个字节，可以存放______个英文字符的编码，或表示一个0-____之间的数值。 A．7，1，256 B．8，1，256 C．8，2，255 D． 8，1，255 汉字输入计算机后，必须转换成统一的汉字______，才能进行存储和处理。 A．输入码 B.输出码 C.字形码 D.内码 D D

如右图所示，是一个英文字母“H”的字形码8x8编码点阵图。如果已知该点阵第3行（自上而下）信息的十六进制编码为22，那么该点阵第5行（自上而下）信息的十六进制编码则是__________。 3E FE07

1.2 信息与数字化 (模拟信号与数字信号) 1.2.2 信息编码 声音编码与图像编码的原理： 　　共性：将自然界连续的模拟量变成离散的数字量，其过程是先把连续的模拟量切割成一个个离散的点，然后用二进制去表示这个点的值，最后将这些点的二进制码依次存储在一个文件里，就形成了数字化的声音或图像文件。

声音的编码：声音是一种连续变化的模拟量，我们可以通过 “模 /数 ”转换器对声音信号按固定的时间进行采样，把它变成数字量(量化)。一旦转变成数字形式，便可把声音储存在计算机中并进行处理了。 声音的编码过程： 模拟量 声音的数字化 声音 话筒 声卡 声音文件 数字量 声音文件的后缀名有： wav 、 mp3 等； 不经过压缩声音数据量的计算公式为： 数据量（字节/秒）= (采样频率（Hz）*采样位数（bit）*声道数)/ 8 其中，单声道的声道数为1，立体声的声道数为2。

在声音信息数字化过程中，下列关于采样频率与声音质量之间关系的表述，正确的是__________。 A．要得到较高的声音质量，可采用较低的采样频率 B．要得到较高的声音质量，可采用较高的采样频率 C．采样频率越高，声音质量就越低 D．采样频率的高低与声音质量无关

B 小明用电脑录制了一首自己演唱的歌，录制时选用的技术参数如图所示，这首歌播放时间5分钟，那么小明演唱的这首歌的数据量大约为（ ）。 小明用电脑录制了一首自己演唱的歌，录制时选用的技术参数如图所示，这首歌播放时间5分钟，那么小明演唱的这首歌的数据量大约为（ ）。 A、25.23MB B、50.46MB C、441MB D、861MB B

图像的编码 矢量图形：用有规律的线条组成的图 形，通过数学公式计算获得。矢量图一般用来表达比较小的图像，移动，缩放，旋转，拷贝，改变属性都很容易，一般用来做成一个图库，比如很多软件里都有矢量图库，你把它拖出来随便你画多大都行。 位图图像：由无规律的像素点组成。 图像 位图图像常见的扩展名 bmp:微软公司开发的画笔自身格式。 jpg：静态图像信息的压缩标准。 gif：经过压缩的一种动态图形文件格式。

位图图像与矢量图形的区别 区别 位图图像 矢量图形 存储方式 像素 指令 容量大小 大 小 是否失真 失真 不失真 常见扩展名 bmp, gif, jpeg, png wmf, dxf 适用范围 照片 艺术字，工程设计

数字图像的描述 黑白图像：是指图像的每个像素只能是黑或者白，没有中间的过渡，故又称为２值图像。2值图像的像素值为0、1。一个像素用1位表示。 灰度图像：灰度图像是指每个像素的信息由一个量化的灰度级来描述的图像，没有彩色信息。一个像素用1个字节表示。 彩色图像：彩色图像是指每个像素的信息由RGB三原色构成的图像，其中RGB是由不同的灰度级来描述的。

位图图像的编码： 位图图像的存储空间计算： 存储空间=像素数目*每一像素颜色所占的字节数 不同色彩图像中一个像素所占的位数比较 颜色 占多少bit（位） 单色（黑白二色） 1 16色 4 256 8 24位真彩色 24

存储空间=像素数目*每一像素颜色所占的字节数 不同色彩图像中一个像素所占的位数比较 姚明图像大小比较： 存储空间=像素数目*每一像素颜色所占的字节数 不同色彩图像中一个像素所占的位数比较 格式 颜色 占多少bit（位） 大小(KB) bmp 单色 [黑白二色] 1 34.9 16色 4 132.4 256 8 263.2 24位真彩色 24 786.6 JPG 29.8

如图所示是一个8×8像素的黑白二色位图,若0表示白色，1表示黑色，按每行从左向右的次序对该图像信息进行编码，该图像第二行信息的二进制编码是_______。 A．01100110 B．00111100 C．10011001 D．11100111

C B 关于图像信息数字化，以上表述正确的是（ ） A、将一幅图像纵横分割成许多像素点来进行采样，就完成了该图像的数字化 关于图像信息数字化，以上表述正确的是（ ） A、将一幅图像纵横分割成许多像素点来进行采样，就完成了该图像的数字化 B、对一幅图像进行采样，用800*600像素比用1600*1200像素清晰度高 C、图像分割的像素越精细，需要的存储空间也越大 D、一个彩色像素点的信息只要用一个二进制位就可以存储 以下哪个数字图像文件所占的存储空间最大（ ） A、320×240像素的24位位图 B、640×480像素的256色位图 C、1024×768像素的黑白两色位图 D、640×480像素的16色位图 C B

视频图像的编码 视频图像：由连续的图像帧组成，如电视每秒 25帧，电影每秒24帧。 视频图像常见的扩展名： avi:在PC平台上使用。 mpeg和rm：视频信息的压缩标准。mpeg用于 单独欣赏较大视频素材，rm用于 在网上实时传输流式媒体格式。

什么是WMA格式 WMA的全称是Windows Media Audio，它是微软公司推出的与MP3格式齐名的一种新的音频格式。 　　由于WMA在压缩比和音质方面都超过了MP3，更是远胜于RA(Real Audio)，即使在较低的采样频率下也能产生较好的音质，再加上WMA有微软的Windows Media Player做其强大的后盾，所以一经推出就赢得一片喝彩。 　　网上的许多音乐纷纷转向WMA，许多播放器软件也纷纷开发出支持WMA格式的插件程序来，估计用不了多长时间，WMA就会成为网络音频的主要格式。

什么是RM格式 Real Networks公司所制定的音频视频压缩规范，主要包含RealAudio、RealVideo和RealFlash三部分。网络上常见的RM格式通常为Real Media，它的特点是文件小，但画质仍能保持的相对良好，适合用于在线播放。用户可以使用RealPlayer或RealOne Player对符合RealMedia技术规范的网络音频/视频资源进行实况转播并且RealMedia可以根据不同的网络传输速率制定出不同的压缩比率，从而实现在低速率的网络上进行影像数据实时传送和播放。

1.2 信息与数字化 1.2.3 信息的压缩 为什么要对信息进行压缩 有损压缩和无损压缩 无损压缩软件：WinZip WinRAR 有损压缩格式：MP3 JPG MPEG 声音：wav 图像：bmp 视频：avi mp3 jpg mpeg、rm 压缩 实践体验 文件压缩

脑筋急转弯 1B (byte 字节） 1KB(Kilobyte 千字节)=2(10)B=1024B=2(10)B； 　1bit=1位2进制信息 1B (byte 字节） 　　1KB(Kilobyte 千字节)=2(10)B=1024B=2(10)B； 　　1MB(Megabyte 兆字节)=2(10)KB=1024KB=2(20)B； 相当于一则短篇故事的内容。 　　1GB(Gigabyte 吉字节)=2(10)MB=1024MB=2(30)B；相当于一则短篇小说的文字内容。 　　1TB(Trillionbyte 太字节)=2(10) GB=1024GB=2(40)B；相当于贝多芬第五乐章交响曲的乐谱内容。 　　1PB(Petabyte 拍字节)=2(10) TB=1024TB=2(50)B；相当于一家大型医院中所有的X光图片信息量。 　　1EB(Exabyte 艾字节)=2(10) PB=1024PB=2(60)B；相当于50％的全美学术研究图书馆藏书信息内容。 　　1ZB(Zettabyte 泽字节)=2(10)EB=1024EB =2(70)B；相当于至今全世界人类所讲过的话语。 　　1YB(YottaByte 尧字节)=2(10)ZB=1024ZB=2(80)B；如同全世界海滩上的沙子数量总和。 　　1NB(NonaByte )=2(10)BB=1024YB=2(90)B 　　1DB(DoggaByte)=NB(10)NB=1024NB=2(100)B