信息的数字化表示
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什么是数字化技术
一．什么是数字化技术数字化技术指的是运用0和1两位数字编码，通过电子计算机、光缆、通信卫星等设备，来表达、传输和处理所有信息的技术。
数字化技术一般包括数字编码、数字压缩、数字传输、数字调制与解调等技术。
是计算机技术、多媒体技术以及互联网技术的基础。
是实现信息数字化的技术手段。
它将客观世界中的事物转换成计算机唯一能识别机器语言，即二进制0和1，从而实现后续一系列的加工处理等操作。
二．数字化技术发展历程电子技术的发展历程是以电子器件的发展为基础的。
20世纪初直至中叶，主要使用的电子器件是真空管，也称电子管。
随着固体微电子学的进步，第一支晶体三极管于1947年问世，开创了电子技术的新领域。
随后60年代初，模拟和数字集成电路相继问世。
到70年代末微处理器的问世，电子器件及应用出现了崭新的局面。
1988年，集成工艺可在一平方厘米的硅片上集成3500万个元件，说明集成电路进入甚大规模阶段。
当前的制造技术已经使得集成电路芯片内部的布线细微到亚微米和深亚微米（）量级。
随着芯片上元件和布线的缩小，芯片的功耗降低而速度大为提高。
数字技术的发展历程与模拟电路一样，经历了由电子管，半导体分立器件到集成电路的过程。
由于集成电路的发展非常迅速，很快占有主导地位，因此，数字电路的主流形式是数字集成电路。
从20世纪60年代开始，数字集成器件以双极型工艺制成了小规模逻辑器件，随后发展到中规模；70年代末，微处理器的出现，使数字集成电路的性能发生了质的飞跃；从80年代中期开始，专用集成电路（ASIC）制作技术已趋向成熟，标志着数字集成电路发展到了新的阶段。
数字技术应用的典型代表是电子计算机，它是伴随着电子技术的发展而发展的。
现代计算机起源自英国数学教授Charles Babbage。
他发现通常的计算设备中有许多错误，在剑桥学习时，他认为可以利用蒸汽机进行运算。
起先他设计差分机用于计算导航表，后来，他发现差分机只是专门用途的机器，于是放弃了原来的研究，开始设计包含现代计算机基本组成部分的分析机（Analytical-Engine）。
信息的编码
字形码（输出码）：用于汉字的显示和打 印，是汉字字形的数字化信息，表示方式 通常有点阵方式和矢量方式。
汉字编码
汉字编码
实践体验： 使用UltraEdit软件，查看16进制形式显示字符的内码。
字符 科 普 知 内码
识
A
B
C
汉字编码
1.ASCII码只占（ 1 ）个字节，汉字编码占（ 2 ）个字节。
十六 进制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
10010101B=(1001 ,0101)=95H (11010101111101) =(0011,0101,0111,1101) =(357D)
2 2
6 7 8 9
16
10 11 12 13 14 15
数字编码
十六进制 二进制
多媒体信息编码 • 现实世界中各种各样的信息，通常是连续变化的“模 拟量”，计算机如果要存储、处理它们，首先要将它 们数字化，即将它们变成一系列二进制数据形式的 “数字量”。 模拟量怎样才能转换成数字量呢？基本的方法是以 很小的时间间隔不断测得模拟量在这些瞬间的样品 （幅度）值（采样），并以某种数值（量化）形式加 以保存，通过“采样”和“量化”就可以实现模拟量 的数字化，这个过程称为“模数转换（A/D转换）”。 而反之，将数字信号转换成模拟信号的过程称为“数 模转换（D/A转换）”
四、声音、图像和视频信息的数字化
• 声音是振动产生的波，它是一种模拟信息，话筒以及相关电路可以把声波转换成电 压的波形，但这仍然是一种连续平滑变化的模拟信号。只有通过采样和量化，模拟 信号才能转换成数字信号。例如，在录制声音的过程中， 声源的声音是一种模拟量， 话筒是传感器，声卡则对采样和量化所得的声音信号进行编码，最后形成数字化的 声音文件。
汉字编码
汉字编码
实践体验： 使用UltraEdit软件，查看16进制形式显示字符的内码。
字符 科 普 知 内码
识
A
B
C
汉字编码
1.ASCII码只占（ 1 ）个字节，汉字编码占（ 2 ）个字节。
十六 进制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
10010101B=(1001 ,0101)=95H (11010101111101) =(0011,0101,0111,1101) =(357D)
2 2
6 7 8 9
16
10 11 12 13 14 15
数字编码
十六进制 二进制
多媒体信息编码 • 现实世界中各种各样的信息，通常是连续变化的“模 拟量”，计算机如果要存储、处理它们，首先要将它 们数字化，即将它们变成一系列二进制数据形式的 “数字量”。 模拟量怎样才能转换成数字量呢？基本的方法是以 很小的时间间隔不断测得模拟量在这些瞬间的样品 （幅度）值（采样），并以某种数值（量化）形式加 以保存，通过“采样”和“量化”就可以实现模拟量 的数字化，这个过程称为“模数转换（A/D转换）”。 而反之，将数字信号转换成模拟信号的过程称为“数 模转换（D/A转换）”
四、声音、图像和视频信息的数字化
• 声音是振动产生的波，它是一种模拟信息，话筒以及相关电路可以把声波转换成电 压的波形，但这仍然是一种连续平滑变化的模拟信号。只有通过采样和量化，模拟 信号才能转换成数字信号。例如，在录制声音的过程中， 声源的声音是一种模拟量， 话筒是传感器，声卡则对采样和量化所得的声音信号进行编码，最后形成数字化的 声音文件。
多媒体信息的编码
多媒体信息的数字化
数字化的概念
类似车辆减速这种连续，平滑变化的物理量称为模拟量，模拟量可以用电压 的变化来表示，但不能在计算机内部存储和处理。必须要将其数字化，转化 为二进制数。数字化的主要手段是取样和量化。
声音信号的采样和量化
将每个采样点上的相对应的数据用二进制数表示出来（量化），图中该波形， 就可以用一串二进制数表示为： 1001 1100 1100 1101 1101………… 声音文件大小的计算公式：采样频率(hz)x量化位数(bit)x声道数x时间(s)/8 （采样频率越高，量化位数越多，声音文件越逼真，声音文件容量越大）
A．该图像采用JPEG标准压缩 B．该图像文件的存储容量是154．5KB C．该图像大小为785×474像素 D．该图像的每个像素用24个字节表示
4.某音频文件．属性如图所示，下列对该音频文件的描述正确的是( ) A．该音频的采样频率是22050kHz B．该音频文件的存储容量约为2．52KB C．该音频是双声道立体声的 D．该音频文件属于Wave格式
量化位数 8位
声道 单声道
②
PCM
22.050KHZ
16位
双声道
③
PCM
44.100KHZ
8位
单声道
④
PCM
44.100KHZ
16位
双声道
下列选项正确的是（ ）
A．①比③的音质好
B．④比①的音质好
C．②比①的存储容量小 D．③比④的存储容量大
3.用ACDSee软件打开一个图像文件时，状态栏部分信息如下图所示，下列说法 不正确的是( )
1.数码相机是我们最常使用的数码产品之一，使用它进行拍照片
时，实际上是（ ） A.把模拟信号转化为光学信号 B. 把光学信号转换成数字信号 C.把数字信号转化为模拟信号 D. 把光学信号转换成模拟信号
数字化的概念
类似车辆减速这种连续，平滑变化的物理量称为模拟量，模拟量可以用电压 的变化来表示，但不能在计算机内部存储和处理。必须要将其数字化，转化 为二进制数。数字化的主要手段是取样和量化。
声音信号的采样和量化
将每个采样点上的相对应的数据用二进制数表示出来（量化），图中该波形， 就可以用一串二进制数表示为： 1001 1100 1100 1101 1101………… 声音文件大小的计算公式：采样频率(hz)x量化位数(bit)x声道数x时间(s)/8 （采样频率越高，量化位数越多，声音文件越逼真，声音文件容量越大）
A．该图像采用JPEG标准压缩 B．该图像文件的存储容量是154．5KB C．该图像大小为785×474像素 D．该图像的每个像素用24个字节表示
4.某音频文件．属性如图所示，下列对该音频文件的描述正确的是( ) A．该音频的采样频率是22050kHz B．该音频文件的存储容量约为2．52KB C．该音频是双声道立体声的 D．该音频文件属于Wave格式
量化位数 8位
声道 单声道
②
PCM
22.050KHZ
16位
双声道
③
PCM
44.100KHZ
8位
单声道
④
PCM
44.100KHZ
16位
双声道
下列选项正确的是（ ）
A．①比③的音质好
B．④比①的音质好
C．②比①的存储容量小 D．③比④的存储容量大
3.用ACDSee软件打开一个图像文件时，状态栏部分信息如下图所示，下列说法 不正确的是( )
1.数码相机是我们最常使用的数码产品之一，使用它进行拍照片
时，实际上是（ ） A.把模拟信号转化为光学信号 B. 把光学信号转换成数字信号 C.把数字信号转化为模拟信号 D. 把光学信号转换成模拟信号
简述数字化的基本原理
简述数字化的基本原理数字化是指将模拟信号转化为数字信号的过程。
在数字化中，模拟信号被离散成为多个离散数据点，并用数字方式表示。
数字化的基本原理包括采样、量化和编码三个步骤。
1. 采样采样是指将连续的模拟信号在时间上离散化，取样得到一系列的采样值。
采样的频率决定了离散点的数量，也称为采样率。
采样率越高，离散点越多，信号的信息更完整，但同时也会增加数据量。
采样的基本原理是根据奈奎斯特采样定理，即采样频率至少要是被采样信号最高频率的两倍。
2. 量化量化是指将采样得到的连续信号幅度离散化，转化为一系列离散的幅度值。
量化的目的是将连续信号的无限可能性转化为有限的离散值，以便于数字存储和处理。
量化的基本原理是将连续信号的幅度范围划分为多个离散级别，将每个采样点映射到最接近的幅度级别上。
3. 编码编码是指将量化后的离散信号转化为二进制编码，以便于数字系统的存储和处理。
编码的基本原理是将每个离散幅度值用一个固定的二进制位数表示。
常用的编码方式有二进制编码、格雷码等。
编码后的数字信号可以方便地进行传输、存储和处理。
数字化的基本原理可以用以下示意图表示：采样 -> 量化 -> 编码数字化的优点在于它能够提高信号的稳定性和可靠性，减少信号传输中的干扰和失真。
数字信号可以经过编码后以二进制形式存储和传输，不易受到噪声、衰减等干扰的影响。
同时，数字信号可以进行复制、粘贴、剪切等操作，方便进行各种数字处理和分析。
数字化在各个领域都有广泛的应用。
在通信领域，数字化使得信息的传输更加高效和可靠。
在音频和视频领域，数字化使得音乐、影视等媒体可以以数字形式存储和传播。
在计算机领域，数字化使得计算机可以对数据进行处理和分析。
在医学领域，数字化使得医学影像可以进行数字处理和诊断。
然而，数字化也存在一些问题和挑战。
其中一个问题是数字化带来的数据量增加。
数字化信号通常需要更多的存储空间和传输带宽。
另一个问题是数字化带来的精度损失。
信息技术必修一第一章(数字化表示)
信息技术必修一第一章（数字化表示）1. 下列有关数据的描述中，说法不正确的是（）？ [单选题]A. 随着信息技术的发展，数据的内涵得以丰富B. 数据就是数字(正确答案)C. 借助数字设备，我们可以方便地获取身边事物的相关数据D. 数据本身没有意义，只有经过数据处理解释后才有意义2. 录制一段时长10秒钟、采样频率为44.1kHz、量化位数为8位、单声道的WAV 格式音频，其存储容量约为（）？ [单选题]A. 4.36MBB. 862KBC. 431KB(正确答案)D. 4GB3.若要用二进制表示十二生肖，则至少需要二进制数的位数是（）？ [单选题]A. 3B. 4(正确答案)C. 5D. 64.采用无损压缩的数字音频格式是（）？ [单选题]A. MP3B. APE(正确答案)C. AVID. BMP5. 计算机中，常用的彩色位图图像色彩深度为8，则该图像能表示的颜色数量是（）？ [单选题]A. 2B. 16C. 256(正确答案)D. 86. 在计算机领域中，冯·诺依曼体系结构始终占有重要地位。
该体系结构的核心内容是（）？ [单选题]A. 采用开关电路B. 采用半导体器件C. 采用存储程序原理(正确答案)D. 采用键盘输入7. 某同学购买了一台笔记本电脑，其配置为Intel酷睿双核处理器I7-7500U3.5GHz/8GB DDR3/512GB SATAⅡ，表示内存容量大小的选项是（）？ [单选题]A. I7-7500UB. 3.5GHzC. 8GB(正确答案)D. 512GB8. 计算机能够存储和处理位图图像。
关于位图图像，说法不正确的是（）？ [单选题]A. 位图图像是由像素构成的B. 位图图像文件占用存储空间的大小主要取决于图像尺寸和色彩深度C. 位图图像可以用画图工具处理D. 位图图像经过无限放大或缩小操作，都不会出现图像失真(正确答案)9. 由于计算机只“认识”0和 1，不“认识”人类的文字和符号，所以我们要通过字符编码的方法，将字符转换为计算机可以接受的二进制数据。
获取信息的渠道
有效获取信息
获取信息的渠道
结论：如何获取信息和信息本身 同等重要！
•信息获取的过程和方法
信息获取的过程：
确定信息需求
确定信息来源
采集信息
保存信息
讨论
奥运会使更多的国际友人认识了北京，你 的一个远方的朋友要到北京来旅游，希望 你能帮他安排一些相关事宜。那么，你会 通过哪些渠道去了解诸如列车车次、飞机 航班时刻、票价、旅行时间、路线、天气 状况等信息呢？
5、视频的信息表示
模拟信号（录像带上的信号）：转录失真，放置时 间长了会降低图像质量，录像带体积较大。 数字信号（光盘、DV像带）：无损的情况下可以无 限次的复制，易保存。 典型的文件格式：avi、mpeg、mov…… ①avi格式：多用于媒体光盘上 ②mpeg格式：压缩率非常高，图像和音响质量也非 常好，兼容性好。 ③mov格式：用Qicktime播放，Apple公司开发。 ④rm格式：新型流式视频文件，主要用来在低速率 的广域网上实时传输活动视频影像。 了解数码摄像机
pdf
2、文本信息录入方式P30
键盘
手写板
手持式
扫描仪 （OCR）
平板式 滚动式
语音识别 word—>工具—>语音
二、音频信息的数字化
1、主要格式
主要格 式
mp3
特点
相同的音乐文件，用MP3格式来储存，一般只有WAV格 式的 1/10。 是数字音乐/电子合成乐器的统一国际标准。 被Windows平台及其应用程序广泛支持。对存储空间需 求太大不便于交流和传播。 当一首歌曲压缩到很小的时候，还能够保持相对较好 的音质，便于网络音频流传输。
二进制数与十进制数的相互转换 一、将二进制数转换为十进制数。 我们可将任何一个十进制数表示成这种形式，如(168)10、 (2168)10 (168)10=1*102+6*101+8*100 (2168)10=2*103+1*102+6*101+8*100 思考：二进制数也可以这么表示吗？ 例、（1101）2=（ ）10 （1101）2=1*23+1*22+0*21+ 1*20 =8 +4 +0+ 1 =13 小结：2n求和法 想一想：计算方法能否再简单一点？ 采用标号求和法 练习： （1121）2 =（ （11011）2 =（ （111111）2=（ × 27 63 ）10 ）10 ）10
获取信息的渠道
结论：如何获取信息和信息本身 同等重要！
•信息获取的过程和方法
信息获取的过程：
确定信息需求
确定信息来源
采集信息
保存信息
讨论
奥运会使更多的国际友人认识了北京，你 的一个远方的朋友要到北京来旅游，希望 你能帮他安排一些相关事宜。那么，你会 通过哪些渠道去了解诸如列车车次、飞机 航班时刻、票价、旅行时间、路线、天气 状况等信息呢？
5、视频的信息表示
模拟信号（录像带上的信号）：转录失真，放置时 间长了会降低图像质量，录像带体积较大。 数字信号（光盘、DV像带）：无损的情况下可以无 限次的复制，易保存。 典型的文件格式：avi、mpeg、mov…… ①avi格式：多用于媒体光盘上 ②mpeg格式：压缩率非常高，图像和音响质量也非 常好，兼容性好。 ③mov格式：用Qicktime播放，Apple公司开发。 ④rm格式：新型流式视频文件，主要用来在低速率 的广域网上实时传输活动视频影像。 了解数码摄像机
2、文本信息录入方式P30
键盘
手写板
手持式
扫描仪 （OCR）
平板式 滚动式
语音识别 word—>工具—>语音
二、音频信息的数字化
1、主要格式
主要格 式
mp3
特点
相同的音乐文件，用MP3格式来储存，一般只有WAV格 式的 1/10。 是数字音乐/电子合成乐器的统一国际标准。 被Windows平台及其应用程序广泛支持。对存储空间需 求太大不便于交流和传播。 当一首歌曲压缩到很小的时候，还能够保持相对较好 的音质，便于网络音频流传输。
二进制数与十进制数的相互转换 一、将二进制数转换为十进制数。 我们可将任何一个十进制数表示成这种形式，如(168)10、 (2168)10 (168)10=1*102+6*101+8*100 (2168)10=2*103+1*102+6*101+8*100 思考：二进制数也可以这么表示吗？ 例、（1101）2=（ ）10 （1101）2=1*23+1*22+0*21+ 1*20 =8 +4 +0+ 1 =13 小结：2n求和法 想一想：计算方法能否再简单一点？ 采用标号求和法 练习： （1121）2 =（ （11011）2 =（ （111111）2=（ × 27 63 ）10 ）10 ）10
图像信息的数字化包含采样量化编码三个步骤
图像信息的数字化包含采样量化编码三个步骤
图像的数字化过程主要分采样、量化与编码三个步骤。
采样的实质就是要用多少点来描述一幅图像，采样结果质量的高低就是用前面所说的图像分辨率来衡量。
量化是指要使用多大范围的数值来表示图像采样之后的每一个点。
量化的结果是图像能够容纳的颜色总数，它反映了采样的质量。
数字化后得到的图像数据量巨大，必须采用编码技术来压缩其信息量。
在一定意义上讲，编码压缩技术是实现图像传输与储存的关键。
已有许多成熟的编码算法应用于图像压缩。
常见的有图像的预测编码、变换编码、分形编码、小波变换图像压缩编码等。
扩展资料：图像数字化的对象：模拟图像：空间上连续/不分割、信号值不分等级的图像。
数字图像：空间上被分割成离散像素，信号值分为有限个等级、用数码0和1表示的图像数字化的意义：图像数字化是将模拟图像转换为数字图像。
图像数字化是进行数字图像处理的前提。
图像数字化必须以图像的电子化作为基础，把模拟图像转变成电子信号，随后才将其转换成数字图像信号。
二进制_八进制_十进制_bcd码_十六进制_相互转化_及计算机中的补码反码原码
n=8时，范围为-127~+127
1.2.1
(3)补码
带符号数的编码
0X1X2 … Xn-1 1X1X2 … Xn-1 +1 ( X≥0) ( X≤0)
[X]补=
0表示正，1表示负，负数的补码表示为它的反码在最后位加1。 在计算机里把负数变为补码，是为了把减法变成加补码来进行。 （-87）10=11010111 ——原码表示 （-87）10=10101000 ——反码表示 （-87）10=10101001 ——补码表示 n位补码的表示范围： -2n-1～ +(2n-1-1)
无符号数的表示范围：
8位二进制无符号数：0~255 16位二进制无符号数：0~65535（216-1） 32位二进制无符号数：0~232-1
1.2.2
数的表示形式
微机中所能表示的数值类型
（1）无符号二进制数 字节、字、双字 （2）带符号的二进制定点整数 整数、短整数、长整数
（3）带符号的二进制浮点数
例： 1. （10100111000001.0110）2
=（24701.3）8 =（29C1.6）16
2. （
2
2 A C. 7 B ）16 =（0010 1010 1100 . 0111 1011）
1.2
计算机中数值数据的编码和表示
机器数与真值
实际运算中，数是有正负的，计算机中数也有正 负，通常用一个数的最高位表示符号，如果字长 为8位，分别为D7 ~~ D0，那么D7为符号位， 0表示 正数，1表示负数；D6 ~ D0为数值位。 如： 11010111B=-87 这样，在计算机中，连同符号一起数码化的数， 就称为机器数，如上例中的11010111；而使用 正负号加其绝对值的表示方法，称为该数的真值， 如上例中的-87和-1010111B。
简述信息化、数字化、数据化、智能化和智慧化的概念
简述信息化、数字化、数据化、智能化和智慧化的概念信息化、数字化、数据化、智能化和智慧化是当前数字化时代的重要特征和发展趋势,涵盖了从基础设施到应用全方面的数字化转型,旨在提高生产效率、优化资源配置、提升服务质量、改善用户体验等。
以下是对这些概念的简要介绍和拓展。
1. 信息化(Information Technology, IT)是指在传统物理世界中,通过电子计算机、通讯网络等信息技术手段,将信息进行数字化、网络化、智能化处理的过程。
信息化的应用范围广泛,从企业内部管理、客户服务到社交媒体、电子商务等,已经成为现代社会不可或缺的一部分。
2. 数字化(Digitalization, D)是指将传统的物理世界转化为数字世界的过程,包括将各种信息资源进行数字化存储、处理、传输和应用。
数字化的优点是可以实现信息的快速获取、存储、处理和共享,同时也可以减少信息错误、提高数据可靠性和安全性。
3. 数据化(Dataization, D)是指将各种数据进行数字化处理,实现数据的结构化、标准化和规范化。
数据化可以使数据更加易于管理和分析,为决策提供更加准确和全面的信息支持。
4. 智能化(Artificial Intelligence, AI)是指通过机器学习、深度学习等技术,让计算机自主学习、推理和决策的过程。
智能化的应用可以包括自动驾驶、智能家居、智能医疗等,可以提升生活品质和生产效率。
5. 智慧化(Smartness, S)是指通过物联网、云计算、大数据、人工智能等技术,实现各种设备和系统智能化、自适应和协同化的过程。
智慧化的应用可以包括智慧城市、智能交通、智能农业等,可以提升城市管理和公共服务水平。
信息化、数字化、数据化、智能化和智慧化是一个相互关联、相互促进的过程,通过数字化转型,可以提高生产效率、优化资源配置、提升服务质量、改善用户体验等,推动各行各业的快速发展和进步。
计算机中数据的表示与信息编码
计算机中数据的表示与信息编码计算机最主要的功能是处理信息，如处理文字、声音、图形和图像等信息。
在计算机内部，各种信息都必须经过数字化编码后才能被传送、存储和处理。
因此要了解计算机工作的原理，还必须了解计算机中信息的表现形式。
1.2.1 计算机使用的数制1．计算机内部是一个二进制数字世界计算机内部采用二进制来保存数据和信息.无论是指令还是数据，若想存入计算机中，都必须采用二进制数编码形式，即使是图形、图像、声音等信息，也必须转换成二进制,才能存入计算机中。
为什么在计算机中必须使用二进制数，而不使用人们习惯的十进制数?原因在于：⑴易于物理实现:因为具有两种稳定状态的物理器件很多,例如，电路的导通与截止、电压的高与低、磁性材料的正向极化与反向极化等。
它们恰好对应表示1和0两个符号。
⑵机器可靠性高：由于电压的高低、电流的有无等都是一种跃变，两种状态分明,所以0和1两个数的传输和处理抗干扰性强，不易出错，鉴别信息的可靠性好。
⑶运算规则简单：二进制数的运算法则比较简单，例如,二进制数的四则运算法则分别只有三条。
由于二进制数运算法则少，使计算机运算器的硬件结构大大简化，控制也就简单多了。
虽然在计算机内部都使用二进制数来表示各种信息，但计算机仍采用人们熟悉和便于阅读的形式与外部联系,如十进制、八进制、十六进制数据，文字和图形信息等，由计算机系统将各种形式的信息转化为二进制的形式并储存在计算机的内部.2．进位计数制数制，也称计数制，是指用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法。
数制可分为非进位计数制和进位计数制两种.非进位计数制的数码表示的数值大小与它在数中的位置无关;而进位计数制的数码所表示的数值大小则与它在数中所处的位置有关。
而我们在这里讨论的数制指的都是进位计数制。
进制是进位计数制的简称，是目前世界上使用最广泛的一种计数方法，它有基数和位权两个要素.➢➢基数：在采用进位计数制的系统中,如果只用r个基本符号（例如0，1，2，…,r—1）表示数值,则称其为r数制（Radix—r Number System)，r称为该数制的基数（Radix）.如日常生活中常用的十进制，就是r=10，即基本符号为0，1，2，…,9。
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《信息的数字化表示》教案
铜梁中学校 信息组 王
【教学目标】：
1、掌握二进制数的基本运算以及与十进制数之间的相互转换；
2、掌握ASCII码和扩展ASCII码；
3、了解汉字的数字化表示；
【设计思路】：
本课为高中信息技术的第二节课，在整个高中信息技术理论课中起着举足轻重
的地位。本课较抽象，理论性强，不易理解，因此在教学中应注意循序渐进，
不宜过偏、过难，处处联系实际，采取多元化的教学手段增强学生学习兴趣，
激发学生自主学习和创新学习。
【教学重难点】：
1、理解为什么计算机要将信息进行数字化；
2、十进制数向二进制数的转换；
3、ASCII码基本概念；
【教学准备】：
电子教案、笔记本电脑、投影机。
【教学过程】：
1、引入新课：
同学们，我们上一节课系统地学习了信息与信息技术的基本概念，知道信
息是无处不在的，它的表现方式是多种多样的（让学生回顾上节课所学内容，
并列举出常见的几种信息的存在方式：语言、文字、符号、声音、图像），那么，
作为信息技术载体的计算机要进行处理的信息也是多种多样的，计算机是怎样
将这些种类繁多的信息进行表示的呢？这就是我们这节课要解决的问题，信息
在计算机内的表示方法——信息的数字化表示。
2、分组讨论：
我们之所以将信息在计算机内的表示方法称为信息的“数字化”，这里的“数
字”到底跟信息存在怎样的相关联系，请大家结合教材上的相关内容讨论以下
几个问题（将全班学生分成四个小组，每个小组对每个问题都给出至少一个答
案，在学生分组讨论时，给学生以下提示：计算机比较擅长做简单的、重复性
高的工作。）：
⑴为什么计算机在处理信息时要将信息统一化？
⑵为什么计算机在采用“数字化表示”时要采用二进制而不采用十进制？
3、总结归纳
将同学们给出的答案进行总结和归纳，计算机在处理种类繁多的信息时将
其统一为“二进制编码”有如下原因：
a、二进制数运算简单、通用性强；
b、二进制数运算速度快；
c、二进制数用电子元件表示技术上容易实现；
d、二进制数适合逻辑运算。
通过上述讨论、归纳和总结，学生较容易将本节课内容和实际日常生活中
接触到的“数字化”（如数字信号、数字电视等等）联系起来，增强了学生的学
习兴趣和求知欲。
4、温故知新
在认识二进制数之前，同学们先来回顾一下我们非常熟悉的十进制数（提
问：十进制数有哪些基本数字？十进制数的运算规则是怎样的？十进制数的每
一位数字表示的意义跟什么有关系？）：
十进制数的基本符号：0～9；
十进制数的运算规则：逢十进一；
举例说明十进制数的位权关系：
538.2＝5×102＋3×101＋8×100＋2×10
－1
相比十进制数而言，二进制数还要简单一些，同学们类比一下十进制数，
想象一下二进制数应该有哪些特点（让学生发挥想象力，提问让学生回答）：
二进制数的基本符号：0、1；
二进制数的运算规则：逢二进一；
二进制数的位权关系：
（110.1）2＝1×22＋1×21＋0×20＋1×2－1
提示：为了区别二进制数和十进制数，二进制数统一用下标“2”作为标记。
5、进制转换
通过上面的分析，任何一个二进制数都可以按位展开，那么展开之后的数
相加起来应该是一个什么数？（十进制数），因此，如果让同学们将一个二进制
数转换为一个十进制数应该怎么做？（按位展开求和）
拓展：如果有其它进制的数（八进制，十六进制等等），又该怎样将其转化
为十进制数呢？
那么，同学们再思考一下：反过来如何将一个十进制数转换为二进制数呢？
（可以让学生动手尝试将一个简单的十进制数如10转化为二进制数，看看用什
么方法，是否有简便方法），通过实践发现，简单的十进制数可以很容易转化为
二进制数，但是比较复杂、位数较多的十进制数转化为二进制数就不是很直观，
这里有两个规则可以让任何一个十进制数转换为二进制数：
转换规则：“除二取余”、“乘二取整”
先给出示例：(17.25)=( 10001.01 )2并在演示文稿中展示如下：
让学生总结十进制数向二进制数转换的的要点（可提问或点拨）：
a、整数部分：除以二取余数，倒排列余数，商为0时，结束除法；
b、小数部分：乘以二取整数，顺排列整数，积为0时，结束乘法。
总结完上面的规则后，可提出两个难度稍大的题目让全班同学进行练习巩
固。（注意:例如123.3等十进制数的小数部分并不能精确转换为二进制数,只能
精确到一定的位数）
6、ASCII码
上面讲到二进制数的基本运算和二进制数与十进制数之间的相互转换，大
家对二进制数有了较全面的认识，下面我们具体看看计算机怎样将最基本的信
息——数字、字母和标点符号用二进制数表示。
结合教材，提出ASCII码基本概念：美国标准信息交换码，通用的一种表
示常见字符的二进制编码方式，并分层提出以下问题：
⑴ASCII码采用多少位二进制数表示一个字符，为什么？
⑵大小写字母的ASCII码相同吗？
⑶比较下列几个字符的大小：9，A，Z，a（9
字符（让学生思考扩展ASCII码有什么优点：构成一个字节，能表示的字符数
目增加到256个）。
7、汉字的数字化表示
除了基本字符之外，跟我们关系最密切的要数汉字了，汉字的二进制表示
方式比字符要复杂，采用十六位二进制数（让学生思考为什么）表示一个汉字，
编码方式主要有以下几种：
⑴GB2312-80：也叫国标码或区位码，通行与中国内地和新加坡等地。
01-09区为符号、数字区；
16-87区为汉字区，包括一级汉字3755个，二级汉字3008个。
⑵GBK：GB码的扩展字符编码，共收入21886个汉字和图形符号。
⑶CJK：中日韩统一编码汉字，主要在因特网中使用。
【教学拓展】：
由于二进制数书写、表达不方便，实际应用中往往采用十六进制数或八进
制数表示二进制数。
1、十六进制数的基本符号是什么，运算规则是什么？
2、十六进制数或八进制数与十进制数之间的转换规则应该是怎样的。
3、二进制数可以通过“分节表示法”表示成十六进制数或八进制数。