1.1 电脑中的信息是如何表示的

计算机中信息的表示及其运算随着科技的不断发展，计算机已经成为了现代社会不可或缺的一部分。

计算机的核心是信息的处理，而信息的表示和运算是计算机能够执行各种任务的关键。

本文将探讨计算机中信息的表示以及相关的运算方法。

一、信息的表示计算机中的信息通常以二进制的形式表示。

二进制是一种只包含0和1两个数字的系统，被广泛应用于计算机领域。

在二进制系统中，每一个位被称为一个比特（bit），8个比特被称为一个字节（byte）。

在计算机中，各种数据（如数字、文字、图像等）都被转化为二进制的形式进行存储和处理。

例如，十进制数23在计算机中表示为00010111，字母"A"被表示为01000001。

不同的信息需要不同的编码方式，常用的编码方式包括ASCII码和Unicode码。

ASCII码是一种用于表示字符的标准编码系统，它使用7位或8位的二进制数来表示128个字符。

每个字符都对应一个唯一的ASCII码值，如大写字母"A"对应的ASCII码值是65。

Unicode码是一种广泛使用的字符编码标准，它包含了世界上几乎所有的字符，包括不同语言的字符、符号和表情等。

Unicode码使用16位或32位的二进制数来编码字符，使得不同国家和地区的计算机能够互相识别和显示不同字符。

除了文字信息，计算机中的图像、音频和视频等多媒体信息也需要特定的表示方式。

图像通常使用像素来表示，每个像素都包含了颜色值和位置信息。

音频和视频则使用采样和编码等技术进行表示，将连续的声音和图像转化为数字信号进行存储和处理。

二、信息的运算信息的运算是计算机中最基本的操作之一。

计算机能够对存储在内存中的信息进行各种逻辑和算术运算，以实现不同的功能。

1. 逻辑运算逻辑运算是计算机中最基础的运算方式，它通常用于对布尔值（true或false）进行操作。

常见的逻辑运算符包括与（AND）、或（OR）和非（NOT）。

例如，两个布尔值A和B进行与运算，结果为真（true）仅当A和B都为真；进行或运算，结果为真（true）仅当A和B中至少有一个为真；进行非运算，结果为真（true）仅当A为假（false）。

第一单元电脑为什么能处理信息第一课电脑中的信息是如何表示的教学目标1、使学生了解信息与信息技术的含义。

2、使学生了解二进制、认识二进制表示信息的实际意义。

3、使学生掌握二进制数的运算。

4、使学生认识二进制、十进制、十六进制，并掌握二进制数与十进制数的相互转换。

教学重点信息与信息技术的含义。

二进制表示信息的实际意义。

认识十六进制。

教学难点二进制的运算与运算规则：“逢二进一”“借一当二”二进制、十进制的相互转换。

教学方法引导法教具准备教案一份。

课时安排2课时教学过程第1课时第1课时教学内容重点1、信息与信息技术的含义。

2、二进制表示信息的实际意义。

难点3、二进制的运算与运算规则。

一、导入、板书课题导入语（略）板书：第一单元电脑为什么能处理信息第一课电脑中的信息如何表示的（一）二、揭示学习目标1、信息与信息技术的含义。

2、二进制表示信息的实际意义。

3、二进制的运算与运算规则。

三、自学指导请同学们阅读第1页到第5页，并解决老师给出问题完成今天的学习目标。

四、先学学生阅读，解决以下问题1、什么是信息？（信号、消息、数据、情报等）2、信息是通过什么形式表现出来的？（语言、文字、图像、声音、动画、视频等）3、举例说明信息的传递途径？（古代：飞鸽传书、烽火台、信使；近代：邮件（写信）、电报；现代：电话、网络。

）4、信息交流进入了什么时代？（网络时代）5、为什么电脑要用二进制？（电脑由许多电子元器件组成，而电子元器件只有两个状态：“开和关，接通和断开，电压高或电压低”，这两种状态可以表示为数字0和1，所以电脑中只有0和1两个数字，所以电脑要用二进制。

）6、二进制数的运算规则是什么？（“逢二进一”“借一当二”）7、二进制数的运算。

（教师引导，学生练习）五、后教1、教师引导学生回答第1到第6个问题。

2、教师演示第7个问题，学生练习。

六、总结1、信息与信息技术的含义。

信息是：信号、消息、数据、情报等信息技术是：使用电脑处理信息的技术。

计算机中的信息如何表示在计算机中，信息是通过“位”来表示和存储的。

位（bit）是计算机中最小的单位，它只能表示0或1两种状态，也就是二进制。

一组8个位被称为字节（byte），字节是计算机处理数据的基本单位。

信息可以被抽象为数字、字符、图像、音频和视频等形式。

不同的信息类型需要不同的编码方式来表示。

下面将介绍几种常用的信息表示方式。

1. 数字表示：在计算机中，数字是通过二进制编码来表示的。

计算机内部使用的是补码形式，其中最高位表示符号位，0表示正数，1表示负数。

对于整数，数值直接以二进制形式存储，而小数则采用浮点数表示法，如IEEE 754标准。

2. 字符表示：在计算机中，字符使用字符编码来表示。

最常用的字符编码是ASCII码（美国信息交换标准码），它将字符映射到一个唯一的整数值。

ASCII码可以表示128个字符，包括英文字母、数字、标点符号和一些特殊字符。

扩展ASCII码可以表示更多的字符，如国际字符集ISO-8859。

3. 图像表示：图像是由一组像素组成的。

每个像素表示图像中的一个点，它包含了该点的颜色信息。

在计算机中，图像可以用位图或矢量图的形式表示。

位图使用像素矩阵来表示每个像素的颜色值，而矢量图使用数学公式来描述图像的形状和颜色。

4. 音频表示：音频是由一系列声音波形组成的。

在计算机中，音频信号被采样为一系列离散的数字值。

常见的音频格式有PCM（脉冲编码调制）、MP3（有损压缩）和WAV（无压缩音频）等。

5. 视频表示：视频是由一系列连续帧组成的。

每帧包含了图像的信息。

在计算机中，视频采用压缩编码方式表示，以减小存储和传输的需求。

常见的视频编码标准有MPEG，其中包括MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4等。

除了上述常见的信息表示方式，还有其他形式的信息表示。

例如，二进制代码可以表示逻辑电路中的信号，HTML语言可以表示网页的结构和样式，还有各种数据格式如XML、JSON等。

总结起来，计算机中的信息可以通过数字、字符、图像、音频、视频等多种方式进行表示。

第一课电脑中的信息是如何表示的课堂引入电脑为什么能表达信息？马拉松信使费里皮德斯跑完40多公里回到雅典，只说了一句：“我们胜利了！”，就倒了下去，当即死去。

可见古代信息的传递是多么的艰难，如果是现在，我们可以通过什么方式快速地把信息传递出去？那么，电脑为什么能处理信息呢？这是本单元要回答的问题。

假设电脑能表达数字，我们先把文字、图形、声音、视频等形式的信息转换为数字，电脑不就可以表达信息，从而处理信息了吗？问题的关键是：电脑能表达数字吗？讲述20世纪科学家们研究快速计算机的故事：20世纪初，随着科学技术的发展，科学家们迫切需要一种能快速计算的机器，很多科学家听讲，思考，回答猜想，回答通过对比古今信息传递的方式跟速度，引入本单元要学习的内容。

引导学生思考：电脑能不能表达数字，为接下来的假设以及“电脑能处理信息的原因”剖析做铺垫。

？二进制000 001 010 011 100 101 110 111探究一：演示“模拟二进制计数器”计数实验有珠子表示1，没珠子表示0，从右到左，分别是从低位到高位。

出现“虚珠”表示要进位。

A柱子 B柱子 C柱子思考：通过观看“模拟二进制计数器”计数实验，你发现刚开始计数器上有没有珠子？后来每操作一次增加___个珠子，总共操作___次。

所以这7个二进制数分别对应十进制的0-7。

探究二：布置“用手电筒模拟电路来表示二进制数”的探究活动用手电筒模拟电脑中的逻辑电路。

你能模拟表示哪些二进制数？模拟出来的二进制数对应的十进制数分别是多少？能表示连续的数字0-7吗？根据学案中的要求进行实验探究，把探究结果写在学案上。

要求：使用3个手电筒，每个手电筒代表一个电路。

手电筒的按钮可以打开和关闭手电筒，手电筒开表示1，关表示0，从右到左，分别从低位到高位。

观看演示，思考，回答根据要求进行实验探究，把结果填入学案相应的表格中通过直观的实验演示，有助于学生理解二进制“逢二进一”的进位规则。

同时学生通过观看实验演示也能获得启示，在教师的启发引导下，明白二进制与十进制的对应关系。

七年级教课设计电脑中的信息是如何表示的教课目的：（一）知识与技术：1、学生认识 0 和 1 是如何表示不一样信息的。

2、理解什么是二进制，十进制与二进制的相互变换。

3、理解计算机为何要用二进制表示信息。

（二）过程与方法1、经过“手指游戏”，理解二进制，认识0 和 1 是如何表示信息的。

2、经过讲解演示，学生实践练习，理解十进制与二进制的相互变换。

3、经过小组游戏，合作研究，感知信息的数字化表示，提升学生信息意识和踊跃思虑的习惯。

（三）感情态度价值观感知信息的数字化表示，提升学生信息意识和踊跃思虑的习惯。

教课要点： 0 和 1 是如何表示不一样信息的。

教课难点：十进制与二进制的相互变换。

教课假想：教师设置情形，让学生在“手指游戏”理解二进制。

经过导教案，讲解演示，让学生掌握十进制与二进制的相互变换。

教课时间： 45`教课过程：一、引入展现手指图案，设置悬念——“同学们想知道这幅图隐蔽着什么信息吗 ?”二、进入新课（一）经过“手指游戏”，理解二进制，认识0 和 1 是如何表示信息的。

1、发问：用一只手最多能够表示多少个数?分小组议论，议论后各小组回答。

2、老师用一只手能够表示31 个数，我是怎么做到的?3、教师讲解。

4、发问：若是有第六根手指，应当写多少量字?5、发问：我们的手指有几个状态?6、讲解手指屈与伸两种状态，分别用0 与 1 表示，引入二进制。

7、讲解权值相加，二进制可变换十进制。

（二）二进制数变换成十进制数1、引入灯泡开关的案例，再次理解0 和 1 是怎么样表示信息。

2、学生练习变换十进制，老师提示只需把二进制数的表达式按权值睁开相加即可。

3、讲解二进制数的特色。

4、看图练习，写出二进制对应的十进制。

看那个小组做得又快又好。

5、讲解十进制数转变为二进制数——“除2取余”。

6、练习，把十进制59 变换成为二进制。

（三）拓展1.平时中常有的进制分、秒——逢 60 进 1月———逢 12 进 1礼拜——逢7进1十进制——逢 10 进 12.冯·诺依曼——计算机之父扔掉十进制，采纳二进制作为数字计算机的数制基础，直到此刻，计算机仍是采纳冯·诺依曼系统构造。