第一章 课时2　数据采集与编码(一) 教案 浙教版（2019）必修1.docVIP

课时2数据采集与编码(一)

课时目标

1.了解数据采集的常见方法,能通过互联网采集所需数据。2.掌握模拟信号数字化的一般流程,理解采样与量化的概念。3.掌握二进制、十进制、十六进制之间的转换方法。

1.数据采集

(1)早期采用观察、测量、实验、调查等人工方法。

(2)互联网、物联网下以传感器、网络爬虫等机器获取方法为主。

2.数字化

(1)将模拟信号转换为数字信号的过程称为数字化。

(2)将模拟信息转换成数字信号一般需要经过采样、量化与编码。

3.数制及进制转换

(1)数据在计算机内部是以二进制方式进行存储和处理的。

(2)常用的数制有:二进制(B)、八进制(O)、十进制(D)、十六进制(H)

(3)十进制转二进制、十六进制方法(除R取余,倒序连接)

十进制转二进制:除2取余数,直到商为0,将所得余数倒序输出。

即:35D=100011B

十进制转十六进制:除16取余数,直到商为0,将所得余数倒序输出。

即:35D=23H

(4)二进制、十六进制转十进制方法(位权展开)

二进制、十六进制转十进制方法为位权展开。二进制的权值为2n,十六进制的权值为16n(n为0、1、2…)

(11011)2=1×24+1×23+0×22+1×21+1×20=(27)10,即11011B=27D

(5E)16=5×161+14×160=(94)10,即5EH=94D

(5)二进制与十六进制互换方法

二进制转十六进制:从二进制数的低位开始,每4位二进制数转换为1位十六进制数,位数不够左边补0。

例如:1101011B=H?

即:1101011B=6BH

十六进制转换为二进制:每1位十六进制数转换成4位二进制数,转换为二进制数后最前面的0省去不写。

例如:D7H=B?

即:D7H

例1下列有关数据采集、数字化过程的说法,不正确的是 ()

A.只有数字化后的信号才能用计算机来进行处理

B.计算机在获取数据时,只能是传感器、网络爬虫等机器获取的方式

C.采样是将模拟信号从时间(空间)上离散,而量化是将其从取值上离散

D.计算机中的文字、图片、视频、代码都是经过一定规则编码后,以二进制形式存储的

答案B

解析本题考查数据的采样和量化。B选项计算机还可以通过输入数据、数据库查找数据等方式获取数据。

变式训练1下列关于信息数字化的描述,错误的是 ()

A.播放音频文件的过程中音响发出的声音属于数字信号

B.可以利用扫描仪、照相机、手机等采集设备对信息进行数字化

C.将模拟信号转换成数字信号一般需要经过采样、量化和编码

D.在信息技术中,数字信号表示的数据是指可被计算机存储、处理的二进制数据

答案A

解析本题考查信息数字化。A选项播放音频文件的过程中音响发出的声音属于模拟信号;BCD正确。

例2将模拟信号转成数字信号,一般需要经过采样、量化和编码,下列说法不正确的是 ()

A.图甲是模拟信号采样的过程

B.数字信号是在取值上是离散的、不连续的信号

C.纵坐标划分得越细,量化就越精细,与实际数据也越接近

D.量化就是在纵坐标上进行划分,然后将每个采样点用数字表示出来

答案A

解析本题考查数字化的过程,采样—量化的过程,采样是按一定的时间间隔取值,即横坐标,图甲在纵坐标进行划分为量化的过程。

变式训练2某声音模拟信号的采样如图所示,下列说法正确的是 ()

A.M与N采样点位置不同,它们的量化值也不同

B.0.5秒内取样点100个,因此采样频率为100Hz

C.数字化过程是将离散的模拟信号转换成连续的数字信号

D.图中整个幅度划分为0~7级的小幅度,其量化位数是3bit

答案D

解析本题考查数据采集与编码。M与N虽然采样点位置不同,但都近似取值为5。0.5秒内取样点100个,因此采样频率为100/0.5=200Hz。将连续的模拟信号转换成离散的数字信号是量化。

例3对某段声音进行数字化,量化值的范围是0~200,则量化位数最少是 ()

A.7 B.8 C.16 D.200

答案B

解析本题考查数制的相关知识。n位二进制可以表示2的n次方种情况,201介于128和256之间,因此至少需要8位二进制代码。

变式训练3将1000个苹果放入若干个箱子,并在每个箱子的封面标注箱子中的苹果数量,并封好箱子。为了在不拆开箱子的情况下,一次性取走1~1000中任意个数的苹果,则装苹果时至少要准备的箱子数为 ()

A.8 B.9 C.10 D.11

答案C

解析本题考查十进制数转换为二进制数。n位二进制数可以表示0至2n-1个整数,表示1-1000的整数需要10位二进制数。

例4下列有关数制的说法,正确的是 ()

A.计算机内部二进制表示较大