第二课神奇的数字化讲解.ppt

第二课 教师： 在我们的生活中，为了方便地表达信息，人们用到了最简单的信息数字化： “学籍号”、“身份证编号”、“邮政编码” 以及商品上的条码等（这些简单的信息编码，就是基本的数字化信息）。 定义 数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理，这就是数字化的基本过程。 数字化是数字计算机的基础 　　若没有数字化技术，就没有当今的计算机，因为数字计算机的一切运算和功能都是用数字来完成的。 数字化编码 英文字母、数字和一些常用的符号在计算机中的表示通常采用ASCII码（American Standard Code Information Interchange，美国信息交换标准码）。标准ASCII码表示了128个字符。 汉字则用GB国标码来表示，有GB 2313 - 1980和GB 18030 - 2005两个国家标准。 对于图片、声音、动画和影像等信息则用更复杂的数字化编码技术。 二进制是什么呢？ 二进制是计算机技术中广泛采用的一种数制。 二进制数据是用0和1两个数码来表示的数。它的基数为2，也就是说：1+1=10。它的进位规则是“逢二进一”，借位规则是“借一当二”。 二进制是由18世纪德国数理哲学大师莱布尼兹结合中国的阴阳学说发现的。 十进制 二进制 0 0 1 1 2 10 3 11 4 100 5 101 6 110 7 111 8 1000 9 1001 18世纪初，莱布尼兹在法国定居时，与在华的传教士白晋有密切联系。白晋曾为康熙皇帝讲过数学课。他对中国的易经很感兴趣，曾在1701年寄给莱布尼兹两张易经图，其中一张就是有名的“伏羲六十四卦方位圆图”。 莱布尼兹惊奇地发现，这六十四卦正好与64个二进制数相对应。他认为中国的八卦是世界上最早的二进制记数法。八卦是由八个符号组构成的占卜系统，而这些符号分为连续的与间断的横线两种。这两个后来被称为“阴”、“阳”的符号，在莱布尼兹眼中，就是他的二进制的中国翻版。为此，他于1716年发表了《论中国的哲学》一文，专门讨论八卦与二进制，指出二进制与八卦有共同之处。 计算机为何要采用二进制呢？ 在早期设计的机械计算装置中，采用十进制。人们利用齿轮的不同位置表示不同的数值，这种计算装置更加接近人类的思想方式。 比如：一个计算设备有十个齿轮，每一个齿轮有十格，把它们分级连接起来，小齿轮转一圈，大齿轮走一格。这就是一个简单的十位十进制的数据表示设备了，可以表示0到999999999的数字。?人们再配合其他的设备，就可以实现简单的十进制加减法。 然而计算机就其本身来说是一个电器设备，其内部采用了大量的电子元件。这些电子元件电流通过时的状态只有两个：通电和断电。当然我们也可以用十个数来表示电流通过的状态，也就是说用十个数来表示电流的强度。如果实际上电流的强度处于1和2这两个梯度中间，那么应该用1还是用2来表示呢，这就出现了很大的弊端。 基于计算机中电子元件只有两种基本的状态，开和关。这两种状态最容易表示，也最稳定、也最容易实现对电路本身的控制。也就是说，计算机的内部构造决定了计算机要采用二进制来表示数字和数据。 猜年龄 现有A、B、C、D、E5张卡片，上面有被猜人的年龄数。把5张卡片依次给被猜的人看，当他看到卡片上有自己年龄时，就回答“有”，就记下“?1”；当他回答“无”时，就记下“0”。 若对方回答是“无有无无有”，相应记下01001，这时按以下的方法进行计算：0×16+1×8＋0×4+?0×2＋1×1=?9岁，说明被猜人是9岁。若又有被猜人回答是“有有无有有”，相应记下11011，计算得1×16＋1×8＋0×4＋1×2＋1×1=?27岁。 二进制转换成十进制 即：(101)2=(5)10 （101） 2 = 第0位 第1位 第2位 = 5 1×20 + 0×21 + 1×22 十进制转换成二进制：除2取余法 1 7 3 2 8 6 4 3 2 1 1 0 5 2 1 0 2 2 2 2 2 2 2 ……余1 ……余0 ……余1 ……余1 ……余0 ……余1 ……余0 ……余1 逆 序 排 列 结果：（173）10 = 2 这5张卡片实际上是一种编码，将年龄数按二进制数中的“1”和“0”分别放在5张卡片中。 例如?：15 (10) =?01111 (2) ，将15分别写在B、C、D、E?这4张卡片内即可。第一位是“0”，则在A卡片中不用写，由此即可编出A、B、C、D、E?5张卡片中的数字。 思考： 这5张卡片能猜到的最大年龄是几岁？ 解密 信息的度量单位 最小单位:b