信息的数字化表示
高中信息技术__《信息的数字化表示》教学设计
《信息的数字化表示》教学设计教学目标:1、知识与技能:掌握利用数字设备将身边信息数字化的方法,了解信息来源的多样性及实际意义。
2、过程与方法:能根据贴近生活和学习的实际问题分析信息需求,确定所需信息类型和获取方式,能依据主题选取合适的信息内容,能对学习过程和成果进行认真的评价,进一步提升合作学习的能力。
3、情感态度价值观:培养学生的发现、创新与探索能力,实际动手操作能力,培育学生的创新精神、审美能力,展示自我能力知识要点:1、获取数字化声音信息能运行使用附件里的录音机录制声音文件并保存2、获取数字化图像、视频信息(1)能运行摄像头软件获取图像(2)能将BMP文件转化为JPEG文件格式(3)能使用摄像头获取视频文件3、加工处理获取信息(1)能简单加工处理信息。
如用Photoshop、画图软件加工处理等(2)用PowerPoint将获取的信息制作电子作品4、评价量规(1)完成《资料收集情况表》的填写(2)参照评价量规作自我评价教学重点、难点:重点:在了解信息获取的常用渠道基础上,学习使用麦克和摄像头获取身边的信息,将其数字化,并能简单加工处理。
在学习过程中提升合作学习能力。
难点:在获取信息过程中的创新精神和审美能力的培养。
教学设计分析:1、教学内容分析这节课的主要内容信息是数字化表示,能利用麦克、摄像头将生活中的信息转化为数字化信息,并将获得的信息简单加工处理,结合PowerPoint和Photoshop软件制作。
因此本节课的教学内容可分为三大部分:(1)获取数字化信息;(2)简单加工处理信息;(3)交流与评价.第一部分是利用麦克、摄像头获取声音、图像、视频信息。
第二部分是利用计算机中的图像处理软件和媒体制作播放软件等工具打开一些文本、图像、音频和视频等文件,试着将其转换成其他格式的同类型文件,比较这些不同文件格式有些什么特点,最后用PowerPoint制作一个电子作品第三部分是交流与评价:学生完成资料搜集汇总表的填写,根据多渠道获取信息的评价量规作作自我评价,然后通过对获取信息进行设计加工布局及参加活动的积极性进行组内评选,推荐作品,选出优秀作品进行展示,教师点评,评价要点:过程性资料齐全(选题及相关内容设计,资料收集情况表,数字化成果);能根据实际问题分析需求,所选内容能很好的表现主题;能根据需要选择合理的信息来源,从多渠道获取信息;完成对获得信息的简单加工整理.2、教学对象分析:学生已经了解掌握利用麦克、摄像头获取声音、图像、视频信息,学生能利用图像处理软件Photoshop、媒体制作播放软件简单加工获取的信息。
信息的数字化表示
二进制表示数据
采用原因: 电子元件易实现
表现: 只有0和1两个数码 逢二进一
十进制
二进制
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001
二进制数与十进制数的转换
2、信息的数字化过程
• 信息的数字化过程:就是利用仪器设备把非数字化资料采集为声光电等 物理信号(模拟信号),再经过采样量化和数字编码,转换成用二进制 数字表示的数字信息,最后进入计算机存储保存。 模拟信号 采样 量化 编码
文本的信息表示
OCR技术的应用: 扫描仪的应用:用于图象制作、文字识别和图象 识别等领域
平板式扫描仪 手持式的扫描仪
滚筒式的扫描仪
4、声音的信息表示
文字符号可以通过编码的方法在计算机中存储 表示(数字化),声音图像如何数字化,在计算机 中又存储表示呢?
声音信号
模拟信号 采样 量化 编码
二进制编码
信息的数字化表示
1、信息为什么要用数字化表示 2、信息的数字化过程 3、文本的信息表示 4、声音的信息表示 5、图像的信息表示 6、视频的信息表示 7 、课堂任务
1、信息为什么要用数字化表示
我们大致可以将这些非数字化资料归纳成文本、 图像、声音和视频等几类,它们要经过数字化的 过程才能由计算机处理。 因为计算机是用二进制编码方式工作的、 它无法直接理解人们日常接触到的信息,所 以计算机需要采用数字化编码的形式对信息 进行存储、加工、传送。
数字音频
• 过程:声音 -- 采样 -- 量化 -- 编码 -- 数字音 频 • 数字音频的质量取决于:采样频率、量化位 数、声道数
4、声音的信息表示
采样频率:是指1秒钟内的采样次数。计算机音频处理 中,常用的采样频率有11.025kHz、 22.05kHz和44.1kHz。 量化位数:是指描述每个采样点值的二进制数位。常 用的量化位数为8位和16位。 声道数:又称为声音通道的个数,是指一次采样同时记 录的声音波形个数。随着声道数的增加,存储 容量也相应增大。
获取信息的渠道
四、文字在计算机中的表示
1、英文字符 一个英文字符由8个二进制位表示,也就 是占用1个字节的空间。 2、汉字字符 一个汉字由16个二进制位表示,也就是说一 个汉字要用2个字节表示。
读初中的小美今年14岁,老师要求她 将自己的年龄通过计算机保存起来,刚好 老师上学期讲过计算机只“认识”二进制 数,其它所有进制只能通过一种称之为编 译的“东东”来翻译,于是小美想既然我 学了二进制,我就可以直接以二进制的形 式,即1110告诉计算机,那么你今年 ________岁?用二进制表示则为_______?
信息获取的渠道
1、获取信息的方式 2、信息的数字化表示
3、十进制与二进制互换
4、计算机存储容量单位换算
(一)1、直接获取信息
主要通过眼、耳、鼻、舌、身等感管 直接与事物接触,使事物的面貌和特征在 大脑中留有印象。例,同学们在化学实验 课上,亲自动手做还原氢气的实验,大家 通过感管直接获取相关的信息。
毕业后小李当上了作家,他的计算 机水平也大有长进,于是经常用电脑写 作,最近他刚完成了一篇600000000个 汉字的小说,请问他用U盘保存要占多 大空间?
(36)10=(100100)2
二进制转换成十进制
例:(10110.01)2
1 0 1 1 0
0 1
24
23
22
21
20
2
-1
2
-2
1×24+0×23+1×22+1×21+0×20 +2 -1 + 2 -2=22.75
∴ (10110)2=(22.75)10
存储容量单位换算
位(bit):存储容量的最小单位 字节(byte):存储容量的基本单位 8位二进制数为一个字节:8b=1B 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB
计算机中信息的表示方法
计算机中信息的表示方法计算机要处理的信息是多种多样的,如日常的十进制数、文字、符号、图形、图像和语言等。
但是计算机无法直接“理解”这些信息,所以计算机需要采用数字化编码的形式对信息进行存储、加工、和传送。
信息的数字化表示就是采用一定的基本符号,使用一定的组合规则来表示信息。
计算机中采用的二进制编码,其基本符号是“0”和“1”。
一、进制计数的方法有很多种,在日常生活中我们最常见的是国际上通用的计数方法——十进制计数法。
但是除了十进制外还有其他计数制,如一天24小时,称为24进制,一小时60分钟,称为60进制,这些称为进位计数制。
计算机中使用的是二进制。
这几种进制采用的都是带权计数法,它包含两个基本要素:基数、位权。
基数是一种进位计数制所使用的数码状态的个数。
如十进制有十个数码:0、1、2……7、8、9,因此基数为10。
二进制有两个数码:0和1,因此基数为2。
位权表示一个数码所在的位。
数码所在的位不同,代表数的大小也不同。
如十进制从右面起第一位是个位,第二位是十位,第三位是百位,……。
“个(100)、十(101)、百(102)、千(103)……”就是十进制位的“位权”。
每一位数码与该位“位权”的乘积表示该位数值的大小。
如十进制中9在个位代表9,在十位上代表90。
二进制的表示一般一个长度为n 的二进制数a n-1……a1a0,用科学计数法表示为:a n-1……a1a0= a n-1×2n-1+……a1×21+a0×20。
例如,二进制数10101用科学计数法表示:10101=1×24+0×23+1×22+0×21+1×20。
进制转换在计算机世界中还涉及到八进制、十进制和十六进制。
下面将讲述这几种进制之间的转换。
1.二进制与十进制的转换(1)二进制转十进制方法:“按权展开求和”例:(1011.01)2=(1×23+0×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2)10=(8+0+2+1+0+0.25)10=(11.25)10(2)十进制转二进制·十进制整数转二进制数:“除以2取余,逆序输出”例:(89)10=(1011001)22 892 44 (1)2 22 02 11 02 5 (1)2 2 (1)2 1 00 (1)·十进制小数转二进制数:“乘以2取整,顺序输出”例:(0.625)10= (0.101)20.625X 21.02.八进制与二进制的转换例:将八进制的37.416转换成二进制数:3 7 .4 1 6011 111 .100 001 110即:(37.416)8 =(11111.10000111)2例:将二进制的10110.0011 转换成八进制:0 1 0 1 1 0 .0 0 1 1 0 02 6 .1 4即:(10110.011)2=(26.14)83.十六进制与二进制的转换例:将十六进制数5DF.9 转换成二进制:5 D F .90101 1101 1111 .1001即:(5DF.9)16=(10111011111.1001)2例:将二进制数1100001.111 转换成十六进制:0110 0001 .11106 1 . E即:(1100001.111)2=(61.E)16二进制的运算:算术运算:加法:0+0=0 ,0+1=1,1+0=1,1+1=10减法:0-0=0,1-0=1,1-1=0,10-1=1乘法:0*0=0,0*1=0,1*0=0,1*1=1位运算与:0 and 0=0 , 0 and 1=0 , 1 and 0=0 , 1 and 1=1或:0 or 0 =0 , 0 or 1=1 , 1 or 0=1 , 1 or 1=1非:not 0=1 , not 1=0异或:0 xor 0=0 , 0 xor 1=1 , 1 xor 0 =1 , 1 xor 1 =0位移运算左移(二进制数k左移n位):k shl n = k * 2n右移(二进制数k右移n位):k shr n = k div 2n例:求下列二进制数运算的结果101+101=1010101*11=11111000-11=1011001 shl 2=1001001100110 shr 2 =11001二、计算机中数的表示在普通数字中,用“+”或“—”符号在数的绝对值之前来区分数的正负。
数字表达信息的例子(一)
数字表达信息的例子(一)数字表达信息的例子在数字化时代,数字成为了表达信息的常用方式。
数字不仅可以代表具体的数值,还可以表示各种信息,如日期、时间、比例等等。
以下是一些数字表达信息的例子,并对其进行详细讲解。
1. 年份•2021年:今年的年份,用数字表达为2021。
这个数字告诉我们现在所处的年代,对于日常生活和历史记录非常重要。
•1999年:过去的年份,数字1999表示了上个世纪的最后一年。
这个数字常常用来表示某些特定的事件或年份。
2. 百分比•80%:百分比是用数字来表示一部分与整体之间的比例。
80%表示整体的80%部分,相当于将整体分成100份中的80份。
百分比广泛应用于统计数据、商业报告等领域,用来表示各种比例关系。
3. 日期和时间•2021年8月10日:这个数字组合表示了一个具体的日期,年份部分为2021,月份部分为8,日期部分为10。
这样的日期表示方法被广泛用于日常生活和各种时间记录。
•09:30 AM:这个数字组合表示了一个具体的时间,小时部分为09,分钟部分为30,AM表示上午。
这种时间表示方法常常用于日程安排、会议安排等场合。
4. 坐标和地理位置•经度:这个数字表示一个具体的经度值,用于定位地球上的一个位置。
•纬度:这个数字表示一个具体的纬度值,同样用于定位地球上的一个位置。
经度和纬度的组合可以准确定位一个地理位置。
5. 电话号码•:这个数字串表示一个电话号码,通常由国家代码、区号和本地号码组成。
电话号码可以用来联系人、进行通信等。
以上是一些数字表达信息的例子,数字在日常生活和各种领域中扮演着重要的角色。
使用数字能够更加准确、简洁地表达各种信息,方便人们进行沟通和交流。
信息的数字化表示
4. 计算机上常用的矢量图形文件类型有:
❖.max(用3D MAX生成三维造型)
❖.dxf(用于CAD)
❖.wmf(用于桌面出版)
❖.c3d (用于三维文字)、
❖.cdr(CoralDraw矢量文件)。
矢量图形
❖.swf
本节待续
5. 位图与矢量图的比较
❖ 从存储空间来看:矢量图形所需空间远比位图图像小; ❖ 从显示效果来看:矢量图形不如位图图像逼真; ❖ 从运行速度来看:矢量图形不如位图图像快。用的声音文件格式有:
❖ WAV格式文件 ❖ MIDI格式文件 ❖ MP3格式 ❖ RM格式 ❖ CD-DA(Compact Disk-Digital Audio)格式
后续4.4节
4.4.3 动画的文件存储
4.4.3 动画信息的文件存储
计算机上常用的动画文件格式有:
6. 分辨率
❖ 屏幕分辨率:指显示器屏幕上的最大显区域,即水平与 垂直方向的像素个数。
常见的屏幕分辨率有1024×768,800×600,600×480。
❖ 图像分辨率:指数字化图像的大小,即该图像的水平与 垂直方向的像素个数。
主要用于描述位图。
后续4.2.2节
4.3.1 声音信息的物理原理
4.3.1 声音信息的物理原理
模拟的音频信号数字化的过程:
模拟音频信号
音频信号采样
采样信号的量化
后续4.3.3节
4.3.3 声音的文件存储和格式
4.3.3 声音的文件存储和格式
1.声音的文件存储
模拟波形声音被数字化后,其音频文件的存储量(假定未经压 缩) 以字节为单位,计算公式为:
存储量=采样频率×量化位数/8×声道数×时间 在从数字到模拟或从模拟到数字的转换中,采样频率、采样 精度和声道数是非常重要的三个指标。
信息的数字化表示-教学设计
本次学生选用昆31中的初一学生,经过简单的了解,学生入学水平差异较大,有些学生能够熟练的操作计算机,有些学生则相对生疏一些,知识概念相对较弱。在教学设计时,一方面要兼顾不同学生的情况进行内容设计;另一方面要考虑在课堂上根据学生的表现进行难度的调节。
<对教材的分析及内容的处理>
教材中信息和信息数字化是整个教材的第一课,而在这节课中,有三个需要完成的内容,1、信息是什么;2、信息的基本特征;3、信息的数字化,这三个概念由浅入深的展开,而对于计算思维的养成来说,信息的数字化会影响到今后学生理解其他知识,数字化是信息技术的核心问题之一,因此本课主要从信息的数字化入手,前面的信息和信息的基本特征可以简单的进行讨论和分析。
1.计算机与二进制
计算机只能处理数字0和1,要让计算机处理信息,就必须把信息转化为二进制数字。数值较大时二进制不便运用,又引入了十六进制。
2.文本信息的数字化
外码、内码、编码的含义。
8位二进制的ASCII编码,8~32位的Unicode编码。
二进制位数越多,可编码字符越多。
3.图片信息的数字化
用Photoshop打开花的图片,放大,让学生看到方块的像素点。
图片部分的介绍很详细,并且设置了相应的学生任务,为后面学习图片的处理打下一定的基础。
3.声音和视频的数字化考虑可操作性及趣味性,金通过教师的演示和讲解让学生了解其也是数字化存储的。
五、总结,回顾,完成任务并提交
(3min)
通过了解图、文、声、像在计算机内的存储方式,我们知道了信息在计算机内是以数字的方式存在的,计算机给人类认识世界发生了深刻变化,即以数字化方式来认识世界。
观看演示
听讲
1.通过解码任务,学生已经初步体会到了文本在计算机内是以数字的方式存储的。接下来就引导学生自己说出这一结论,然后由教师介绍计算机与二进制的关系,明确了计算机是运用二进制。
信息的表示——精选推荐
信息的表示信息的数字化表示一、通信的回顾数据通信也许可以追溯到“烽火戏诸候”的典故。
夜晚点火或白天点狼烟表示有敌人入侵,可称为“1”状态,无火或狼烟表示平安无事,称为“0”状态。
通信是从1838年莫尔斯发明电报算起,一个多世纪以来,通信可以大致划分三个阶段:1838年电报开始的通信的初级阶段;1948年香农提出信息论开始的近代通信阶段;80年代以后的光纤通信应用、综合业务数字网的崛起的现代通信阶段。
二、消息、信息、信号1、消息是指有待于传输的语音、图象、图片和文字、数字、数据等。
前者为连续消息(指消息状态连连续消息续变化),后者为离散消息(指消息离散消息状态是可数的或离散的)。
消息为信息的载体。
载体2、信息信息:指消息中包含的有意义的内容。
通信中信息:的信息可以度量,它和消息中某事件发生的不确定性(概率)有关。
信息量:是对消息中所含信息多少的一种度量。
信息量:在信息论中,消息所含的信息量单位是bit (比特)。
3、信号在通信中,消息常用电信号的某个电参量的变化来表示,故信号是与消息一一对应的电量。
这种携带特定消息的电信号通常称为信号。
电信号同时消息也可用非电信号来表示,如磁信号、光信号等,这些信号可以通过一定方式的转换成为电信号。
4、模拟信号和数字信号模拟信号:信号中代表消息的电参量的状态数为无穷多个,在幅度上和时间上连续变化的信号。
这种信号称为模拟信号。
数字信号:相对模拟信号,若代表消息的电参量的状态数为有限个,则称之为数字信号。
相对而言,模拟信号比较适合于传输,数字信号则比较适合于处理。
三、通信系统简介1、通信系统的基本组成(点对点):发送设备信道接收设备通信:指信息传递的全过程,即信息的传输与交换。
利用电信号来传递信息的方式称为“电通信”,简称为通信。
电通信信道:传递信号的通道。
从概念上讲,信道和电路并不等同,信道一般都是用来表示向某一个方向传送信息的媒体,而一条通信电路则往往包括一条发送信道和一条接收信道。
信息的数字化表示-说课稿
信 息 技
——新华社杭州12月10日电
术
教
学 课 件
在我们的日常生活中,数字化是一个非常常用的词语,
从国家到各级新闻媒体,都在说都在用。在信息技术学科
中,数字化是一个非常重要的概念,重要到这是我们学科
的基石;同时它又是一个非常抽象的概念,抽象到难以给
学生一个直观的感受。
在我的信息技术教学中,一直在思考如何让学生能够 更深一点的体会数字化,因而设计了本节课。
件
十六进制
13
8A
2.在Word中,选且只选中一个字符,按下Alt+X组合键,可在字
符和十六进制内码之间进行转换。
老师要对大家说的话:110101100100010,1000111111001110,
6765,4E91,5357,101000001011010,101101110100010。
翻译为字符是:
本节课用到的工具软件比较多,教师通过演示以及在学生 任务文档中详细描述,让学生能够运用。Word中转换任务 操作步骤较多,通过详细讲解让学生明白翻译的过程,通 过学生的分组,减少学生的操作量。
昆十二中信息技术教研组
信息的数字化表示
云南省昆明市第十二中学——钱四良
说教学过程
初 中 信 息 技 术
教
学 课
教 学
过程与方法:
课 件
1.通过LED模拟以及二维码的识别和生成活动,进一步加深
二进制表示信息的印象;
2.以任务为中心,在教师的指导下,能够借助本节课中涉及 到到的工具软件来完成各个体验任务;
情感态度价值观:
1.能有意识的运用所学的信息技术知识去链接和认识生活中 出现的新鲜事物;
2.激发刻苦学习基础知识的内生动力
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《信息的数字化表示》教案
【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。
):
1为什么计算机在处理信息时要将信息统一化?
2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2 本符号1:0~9;0
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=5×10 +3×10 +8×10 +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):
2 1 0 -1
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:
出示例:(17.25)=( 并在演示文稿中展示 (110.1)2=1×2 +1×2 +0×2 +1×2
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 10001.01 )2 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。