信息编码详细讲解
华中科大版(2016)七年级上册信息技术4.二进制数信息编码教案
4. 信息社会责任：通过了解信息编码在实际生活中的应用，使学生认识到信息技术的正面影响和可能带来的风险，培养学生的信息安全和信息伦理意识。
三、重点难点及解决办法
重点：
1. 二进制数的理解与运算：学生需要掌握二进制数的定义、特点以及基本的运算规则。
八、教学评价与反馈
2. 小组讨论成果展示：评估学生小组讨论的成果，包括讨论的主题、思路、结论等，评估学生的理解程度和创新能力。
3. 随堂测试：通过设计相关的随堂测试题，评估学生对二进制数和信息编码的掌握程度，包括选择题、填空题、计算题等。
4. 实验操作：评估学生在实验操作中的表现，包括操作的正确性、熟练程度、解决问题的能力等。
二、新课讲授：
1. 理论介绍：详细解释二进制数的定义和特点，强调其在计算机科学中的重要性。
2. 案例分析：通过分析实际案例，展示二进制数在信息编码中的应用。
3. 重点难点解析：强调二进制数的运算规则，通过举例和比较帮助学生理解。
三、实践活动：
1. 分组讨论：学生分组讨论二进制数和信息编码的应用问题。
7. 提高团队合作能力，通过小组讨论和合作，培养与他人沟通和协作的能力，能够共同完成任务和解决问题。
8. 提高自我学习能力，通过自主探究和解决问题，培养自主学习和解决问题的能力，能够独立思考和探索新知识。
9. 提高表达和沟通能力，通过展示讨论成果和实验操作结果，培养表达和沟通的能力，能够清晰地表达自己的想法和成果。
华中科大版（2016）七年级上册信息技术 4.二进制数 信息编码 教案
课题：
科目：
班级：
信息论与编码第三版资料讲解
自信息量：事件ai发生所含有的信息量
I (ai )
f [P(ai )] logr
2
第三页，共248页。
第1章
绪论
第四页，共248页。
1.1 信息(xìnxī)的概念
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第五页，共248页。
几个(jǐ ɡè)常见概 念
情报：是人们对于某个特定对象所见、所闻、所理 解而产生的知识。
知识：一种具有普遍和概括性质的高层次的信息 ， 以实践为基础，通过抽象思维(sīwéi)，对客观事物 规律性的概括。
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第二十六页，共248页。
2.2 离散(lísàn)信源的信息熵
基本的离散信源： 输出(shūchū)单符号消息，且这些消息间两两互不相
容。用一维随机变量X来描述信源的输出(shūchū)，其 数学模型可抽象为:
X P( x)
a1
P(a1
)
a2 P(a2 )
a3 P(a3 )
... ...
消息：用文字、符号、语音、图像等能够被人们感 觉器官所感知的形式，把客观物质运动和主观思维 (sīwéi)活动的状态表达出来。
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第六页，共248页。
香农信息(xìnxī)的度量
（1）样本空间 某事物各种可能出现的不同状态。
（2）概率测度 对每一个(yī ɡè)可能选择的消息指定一个(yī ɡè) 概率。
1924年奈奎斯特(Nyquist)的 “影响电报速率因素 的确定” 。
1928年哈特莱(Hartley) 的“信息传输” 一文研究 了通信系统传输信息的能力，并给出了信息度量 方法。
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第十七页，共248页。
1946年柯切尔尼柯夫的学位论文“起伏噪声下的潜在抗干扰 理论”，根据最小错误概率准则和最小均方误差准则研究了 离散和连续信道(xìn dào)的最佳接收问题。
编码 的知识 -回复
编码的知识-回复编码是一种将信息从一种形式转换为另一种形式的过程。
在信息技术领域，编码通常指的是将文本、图像、音频和视频等媒体数据转换为计算机可以理解和处理的二进制数据。
这篇文章将一步一步回答关于编码的知识。
第一步：了解编码的概念和原理编码是将信息转换为特定规则下的序列的过程。
在计算机科学中，编码是将字符、数字、图像、音频和视频等多媒体数据转换为二进制数值的过程。
编码的目的是提供一种统一的标准，便于数据的存储、传输和处理。
第二步：了解常见的编码方式在计算机领域，有许多常见的编码方式，包括ASCII码、Unicode、UTF-8和Base64等。
ASCII码是最早的字符编码系统，它将字符映射到一个7位二进制数值。
Unicode是一种支持全球范围内字符的编码标准，使用16位或32位二进制数表示字符。
UTF-8是Unicode的一种变体，通过变长编码来节省存储空间。
Base64是一种将二进制数据转换为可打印字符的编码方式，常用于电子邮件和数据传输。
第三步：了解图像编码图像编码是将图像数据转换为计算机可识别的二进制数据的过程。
常见的图像编码方式包括JPEG、PNG和GIF等。
JPEG是一种有损压缩编码方式，具有高压缩率和较低的图像质量损失。
PNG是一种无损压缩编码方式，保留了更高质量的图像数据。
GIF是一种使用LZW算法进行压缩的编码方式，适用于简单的动画和图形。
第四步：了解音频编码音频编码是将音频数据转换为计算机可识别的二进制数据的过程。
常见的音频编码方式包括MP3、AAC和FLAC等。
MP3是一种有损压缩编码方式，通过减少音频数据中的冗余和无关信息来实现高压缩率。
AAC是一种更先进的音频压缩编码方式，具有更好的声音质量和较低的比特率。
FLAC 是一种无损压缩编码方式，保留了完整的音频数据。
第五步：了解视频编码视频编码是将视频数据转换为计算机可识别的二进制数据的过程。
常见的视频编码方式包括MPEG-2、H.264和HEVC等。
UTF-8编码的详细讲解
什么是UTF-8？首先 UCS 和 Unicode 只是分配整数给字符的编码表. 现在存在好几种将一串字符表示为一串字节的方法. 最显而易见的两种方法是将 Unicode 文本存储为 2 个或 4 个字节序列的串. 这两种方法的正式名称分别为 UCS-2 和 UCS-4. 除非另外指定, 否则大多数的字节都是这样的(Bigendian convention). 将一个 ASCII 或 Latin-1 的文件转换成 UCS-2 只需简单地在每个 ASCII 字节前插入 0x00. 如果要转换成 UCS-4, 则必须在每个 ASCII 字节前插入三个 0x00.在 Unix 下使用 UCS-2 (或 UCS-4) 会导致非常严重的问题. 用这些编码的字符串会包含一些特殊的字符, 比如’\0’或’/’, 它们在文件名和其他 C 库函数参数里都有特别的含义. 另外, 大多数使用 ASCII 文件的 UNIX 下的工具, 如果不进行重大修改是无法读取 16 位的字符的. 基于这些原因, 在文件名, 文本文件, 环境变量等地方, UCS-2 不适合作为 Unicode 的外部编码.在 ISO 10646-1 Annex R 和 RFC 2279 里定义的 UTF-8 编码没有这些问题. 它是在 Unix 风格的操作系统下使用 Unicode 的明显的方法.UTF-8 and Unicode FAQby Markus Kuhn中国LINUX论坛翻译小组 xLoneStar[译] 2000年2月这篇文章说明了在 POSIX 系统 (Linux,Unix) 上使用 Unicode/UTF-8 所需要的信息. 在将来不远的几年里, Unicode 已经很接近于取代 ASCII 与 Latin-1 编码的位置了. 它不仅允许你处理处理事实上存在于地球上的任何语言文字, 而且提供了一个全面的数学与技术符号集, 因此可以简化科学信息交换.UTF-8 编码提供了一种简便而向后兼容的方法, 使得那种完全围绕 ASCII 设计的操作系统, 比如 Unix, 也可以使用 Unicode. UTF-8 就是 Unix, Linux 已经类似的系统使用 Unicode 的方式. 现在是你了解它的时候了.什么是 UCS 和 ISO 10646?国际标准 ISO 10646 定义了通用字符集 (Universal Character Set, UCS). UCS 是所有其他字符集标准的一个超集. 它保证与其他字符集是双向兼容的. 就是说, 如果你将任何文本字符串翻译到 UCS格式, 然后再翻译回原编码, 你不会丢失任何信息.UCS 包含了用于表达所有已知语言的字符. 不仅包括拉丁语,希腊语, 斯拉夫语,希伯来语,阿拉伯语,亚美尼亚语和乔治亚语的描述, 还包括中文, 日文和韩文这样的象形文字, 以及平假名, 片假名, 孟加拉语, 旁遮普语果鲁穆奇字符(Gurmukhi), 泰米尔语, 印.埃纳德语(Kannada), Malayalam, 泰国语, 老挝语, 汉语拼音(Bopomofo), Hangul, Devangari, Gujarati, Oriya, Telugu 以及其他数也数不清的语. 对于还没有加入的语言, 由于正在研究怎样在计算机中最好地编码它们, 因而最终它们都将被加入. 这些语言包括 Tibetian, 高棉语, Runic(古代北欧文字), 埃塞俄比亚语, 其他象形文字, 以及各种各样的印-欧语系的语言, 还包括挑选出来的艺术语言比如 Tengwar, Cirth 和克林贡语(Klingon). UCS 还包括大量的图形的, 印刷用的, 数学用的和科学用的符号, 包括所有由 TeX, Postscript, MS-DOS，MS-Windows, Macintosh, OCR 字体, 以及许多其他字处理和出版系统提供的字符.ISO 10646 定义了一个 31 位的字符集. 然而, 在这巨大的编码空间中, 迄今为止只分配了前 65534 个码位 (0x0000 到 0xFFFD). 这个 UCS 的 16位子集称为基本多语言面 (Basic Multilingual Plane, BMP). 将被编码在 16 位 BMP 以外的字符都属于非常特殊的字符(比如象形文字), 且只有专家在历史和科学领域里才会用到它们. 按当前的计划, 将来也许再也不会有字符被分配到从 0x000000 到 0x10FFFF 这个覆盖了超过 100 万个潜在的未来字符的 21 位的编码空间以外去了. ISO 10646-1 标准第一次发表于 1993 年, 定义了字符集与 BMP 中内容的架构. 定义 BMP 以外的字符编码的第二部分 ISO 10646-2 正在准备中, 但也许要过好几年才能完成. 新的字符仍源源不断地加入到 BMP 中, 但已经存在的字符是稳定的且不会再改变了.UCS 不仅给每个字符分配一个代码, 而且赋予了一个正式的名字. 表示一个 UCS 或 Unicode 值的十六进制数, 通常在前面加上 "U+", 就象 U+0041 代表字符"拉丁大写字母A". UCS 字符 U+0000 到 U+007F 与 US-ASCII(ISO 646) 是一致的, U+0000 到 U+00FF 与 ISO 8859-1(Latin-1) 也是一致的. 从 U+E000 到 U+F8FF, 已经 BMP 以外的大范围的编码是为私用保留的.什么是组合字符?UCS里有些编码点分配给了组合字符.它们类似于打字机上的无间隔重音键. 单个的组合字符不是一个完整的字符. 它是一个类似于重音符或其他指示标记, 加在前一个字符后面. 因而, 重音符可以加在任何字符后面. 那些最重要的被加重的字符, 就象普通语言的正字法(orthographies of common languages)里用到的那种, 在 UCS 里都有自己的位置, 以确保同老的字符集的向后兼容性. 既有自己的编码位置, 又可以表示为一个普通字符跟随一个组合字符的被加重字符, 被称为预作字符(precomposed characters). UCS 里的预作字符是为了同没有预作字符的旧编码, 比如 ISO 8859, 保持向后兼容性而设的. 组合字符机制允许在任何字符后加上重音符或其他指示标记, 这在科学符号中特别有用, 比如数学方程式和国际音标字母, 可能会需要在一个基本字符后组合上一个或多个指示标记.组合字符跟随着被修饰的字符. 比如, 德语中的元音变音字符 ("拉丁大写字母 A 加上分音符"), 既可以表示为 UCS 码 U+00C4 的预作字符, 也可以表示成一个普通 "拉丁大写字母A" 跟着一个"组合分音符":U+0041 U+0308 这样的组合. 当需要堆叠多个重音符, 或在一个基本字符的上面和下面都要加上组合标记时, 可以使用多个组合字符. 比如在泰国文中, 一个基本字符最多可加上两个组合字符.什么是 UCS 实现级别?不是所有的系统都需要支持象组合字符这样的 UCS 里所有的先进机制. 因此 ISO 10646 指定了下列三种实现级别:级别1不支持组合字符和 Hangul Jamo 字符 (一种特别的, 更加复杂的韩国文的编码, 使用两个或三个子字符来编码一个韩文音节)级别2类似于级别1, 但在某些文字中, 允许一列固定的组合字符 (例如, 希伯来文, 阿拉伯文, Devangari, 孟加拉语, 果鲁穆奇语, Gujarati, Oriya, 泰米尔语, Telugo, 印.埃纳德语, Malayalam, 泰国语和老挝语). 如果没有这最起码的几个组合字符, UCS 就不能完整地表达这些语言.级别3支持所有的 UCS 字符, 例如数学家可以在任意一个字符上加上一个 tilde(颚化符号,西班牙语字母上面的～)或一个箭头(或两者都加).什么是 Unicode?历史上, 有两个独立的, 创立单一字符集的尝试. 一个是国际标准化组织(ISO)的 ISO 10646 项目, 另一个是由(一开始大多是美国的)多语言软件制造商组成的协会组织的 Unicode 项目. 幸运的是, 1991年前后, 两个项目的参与者都认识到, 世界不需要两个不同的单一字符集. 它们合并双方的工作成果, 并为创立一个单一编码表而协同工作. 两个项目仍都存在并独立地公布各自的标准, 但 Unicode 协会和 ISO/IEC JTC1/SC2 都同意保持 Unicode 和 ISO 10646 标准的码表兼容, 并紧密地共同调整任何未来的扩展.那么 Unicode 和 ISO 10646 不同在什么地方?Unicode 协会公布的 Unicode 标准严密地包含了 ISO 10646-1 实现级别3的基本多语言面. 在两个标准里所有的字符都在相同的位置并且有相同的名字.Unicode 标准额外定义了许多与字符有关的语义符号学, 一般而言是对于实现高质量的印刷出版系统的更好的参考. Unicode 详细说明了绘制某些语言(比如阿拉伯语)表达形式的算法, 处理双向文字(比如拉丁与希伯来文混合文字)的算法和排序与字符串比较所需的算法, 以及其他许多东西.另一方面, ISO 10646 标准, 就象广为人知的 ISO 8859 标准一样, 只不过是一个简单的字符集表. 它指定了一些与标准有关的术语, 定义了一些编码的别名, 并包括了规范说明, 指定了怎样使用 UCS 连接其他 ISO 标准的实现, 比如 ISO 6429 和 ISO 2022. 还有一些与 ISO 紧密相关的, 比如 ISO 14651 是关于 UCS 字符串排序的.考虑到 Unicode 标准有一个易记的名字, 且在任何好的书店里的 Addison-Wesley 里有, 只花费 ISO 版本的一小部分, 且包括更多的辅助信息, 因而它成为使用广泛得多的参考也就不足为奇了. 然而, 一般认为, 用于打印 ISO 10646-1 标准的字体在某些方面的质量要高于用于打印 Unicode 2.0的. 专业字体设计者总是被建议说要两个标准都实现, 但一些提供的样例字形有显著的区别. ISO 10646-1 标准同样使用四种不同的风格变体来显示表意文字如中文, 日文和韩文 (CJK), 而 Unicode 2.0 的表里只有中文的变体. 这导致了普遍的认为 Unicode 对日本用户来说是不可接收的传说, 尽管是错误的.什么是 UTF-8?首先 UCS 和 Unicode 只是分配整数给字符的编码表. 现在存在好几种将一串字符表示为一串字节的方法. 最显而易见的两种方法是将 Unicode 文本存储为 2 个或 4 个字节序列的串. 这两种方法的正式名称分别为 UCS-2 和 UCS-4. 除非另外指定, 否则大多数的字节都是这样的(Bigendian convention). 将一个 ASCII 或 Latin-1 的文件转换成 UCS-2 只需简单地在每个 ASCII 字节前插入 0x00. 如果要转换成 UCS-4, 则必须在每个 ASCII 字节前插入三个 0x00.在 Unix 下使用 UCS-2 (或 UCS-4) 会导致非常严重的问题. 用这些编码的字符串会包含一些特殊的字符, 比如’\0’或’/’, 它们在文件名和其他 C 库函数参数里都有特别的含义. 另外, 大多数使用 ASCII 文件的 UNIX 下的工具, 如果不进行重大修改是无法读取 16 位的字符的. 基于这些原因, 在文件名, 文本文件, 环境变量等地方, UCS-2 不适合作为 Unicode 的外部编码.在 ISO 10646-1 Annex R 和 RFC 2279 里定义的 UTF-8 编码没有这些问题. 它是在 Unix 风格的操作系统下使用 Unicode 的明显的方法.UTF-8 有一下特性:UCS 字符 U+0000 到 U+007F (ASCII) 被编码为字节 0x00 到 0x7F (ASCII 兼容). 这意味着只包含 7 位 ASCII 字符的文件在 ASCII 和 UTF-8 两种编码方式下是一样的.所有 >U+007F 的 UCS 字符被编码为一个多个字节的串, 每个字节都有标记位集. 因此, ASCII 字节 (0x00-0x7F) 不可能作为任何其他字符的一部分.表示非 ASCII 字符的多字节串的第一个字节总是在 0xC0 到 0xFD 的范围里, 并指出这个字符包含多少个字节. 多字节串的其余字节都在 0x80 到 0xBF 范围里. 这使得重新同步非常容易, 并使编码无国界, 且很少受丢失字节的影响.可以编入所有可能的 231个 UCS 代码UTF-8 编码字符理论上可以最多到 6 个字节长, 然而 16 位 BMP 字符最多只用到 3 字节长.Bigendian UCS-4 字节串的排列顺序是预定的.字节 0xFE 和 0xFF 在 UTF-8 编码中从未用到.下列字节串用来表示一个字符. 用到哪个串取决于该字符在 Unicode 中的序号.U-00000000 - U-0000007F: 0xxxxxxxU-00000080 - U-000007FF: 110xxxxx 10xxxxxxU-00000800 - U-0000FFFF: 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxxU-00010000 - U-001FFFFF: 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxxU-00200000 - U-03FFFFFF: 111110xx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxxU-04000000 - U-7FFFFFFF: 1111110x 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxxxxx 的位置由字符编码数的二进制表示的位填入. 越靠右的 x 具有越少的特殊意义. 只用最短的那个足够表达一个字符编码数的多字节串. 注意在多字节串中, 第一个字节的开头"1"的数目就是整个串中字节的数目.例如: Unicode 字符 U+00A9 = 1010 1001 (版权符号) 在 UTF-8 里的编码为:11000010 10101001 = 0xC2 0xA9而字符 U+2260 = 0010 0010 0110 0000 (不等于) 编码为:11100010 10001001 10100000 = 0xE2 0x89 0xA0这种编码的官方名字拼写为 UTF-8, 其中 UTF 代表 UCS Transformation Format. 请勿在任何文档中用其他名字 (比如 utf8 或 UTF_8) 来表示 UTF-8, 当然除非你指的是一个变量名而不是这种编码本身.什么编程语言支持 Unicode?在大约 1993 年之后开发的大多数现代编程语言都有一个特别的数据类型, 叫做 Unicode/ISO 10646-1 字符. 在 Ada95 中叫 Wide_Character, 在 Java 中叫 char.ISO C 也详细说明了处理多字节编码和宽字符 (wide characters) 的机制, 1994 年 9 月 Amendment 1 to ISO C 发表时又加入了更多. 这些机制主要是为各类东亚编码而设计的, 它们比处理 UCS 所需的要健壮得多. UTF-8 是 ISO C 标准调用多字节字符串的编码的一个例子, wchar_t 类型可以用来存放 Unicode 字符.在 Linux 下该如何使用 Unicode?在 UTF-8 之前, 不同地区的 Linux 用户使用各种各样的 ASCII 扩展. 最普遍的欧洲编码是 ISO 8859-1 和 ISO 8859-2, 希腊编码 ISO 8859-7, 俄国编码 KOI-8, 日本编码 EUC 和 Shift-JIS, 等等. 这使得文件的交换非常困难, 且应用软件必须特别关心这些编码的不同之处.最终, Unicode 将取代所有这些编码, 主要通过 UTF-8 的形式. UTF-8 将应用在文本文件 (源代码, HTML 文件, email 消息, 等等)文件名标准输入与标准输出, 管道环境变量剪切与粘贴选择缓冲区telnet, modem 和到终端模拟器的串口连接以及其他地方以前用ASCII来表示的字节串在 UTF-8 模式下, 终端模拟器, 比如 xterm 或 Linux console driver, 将每次按键转换成相应的 UTF-8 串, 然后发送到前台进程的 stdin 里. 类似的, 任何进程在 stdout 上的输出都将发送到终端模拟器, 在那里用一个 UTF-8 解码器进行处理, 之后再用一种 16 位的字体显示出来.只有在功能完善的多语言字处理器包里才可能有完全的 Unicode 功能支持. 而广泛用在 Linux 里用于取代 ASCII 和其他 8 位字符集的方案则要简单得多. 第一步, Linux 终端模拟器和命令行工具将只是转变到 UTF-8. 这意味着只用到级别 1 的 ISO 10646-1 实现 (没有组合字符), 且只支持那些不需要更多处理的语言象拉丁, 希腊, 斯拉夫和许多科学用符号. 在这个级别上, UCS 支持与 ISO 8859 支持类似, 唯一显著的区别是现在我们有几千种字符可以用了, 其中的字符可以用多字节串来表示.总有一天 Linux 会当然地支持组合字符, 但即便如此, 对于组合字符串, 预作字符(如何可用的话)仍将是首选的. 更正式地, 在 Linux 下用 Unicode 对文本编码的首选的方法应该是定义在 Unicode Technical Report #15 里的 Normalization Form C.在今后的一个阶段, 人们可以考虑增加在日文和中文里用到的双字节字符的支持 (他们相对比较简单), 组合字符支持, 甚至也许对从右至左书写的语言如希伯来文 (他们可不是那么简单的) 的支持. 但对这些高级功能的支持不应该阻碍简单的平板 UTF-8 在拉丁, 希腊, 斯拉夫和科学用符号方面的快速应用, 以取代大量的欧洲 8 位编码, 并提供一个象样的科学用符号集.我该怎样修改我的软件?有两种途径可以支持 UTF-8, 我称之为软转换与硬转换. 软转换时, 各处的数据均保存为 UTF-8 形式, 因而需要修改的软件很少. 在硬转换时, 程序将读入的 UTF-8 数据转换成宽字符数组, 以在应用程序内部处理. 在输出时, 再把字符串转换回 UTF-8 形式.大多数应用程序只用软转换就可以工作得很好了. 这使得将 UTF-8 引入 Unix 成为切实可行的. 例如, 象 cat 和 echo 这样的程序根本不需要修改. 他们仍然可以对输入输出的是 ISO 8859-2 还是 UTF-8 一无所知, 因为它们只是搬运字节流而没有处理它们. 它们只能识别 ASCII 字符和象’\n’这样的控制码, 而这在 UTF-8 下也没有任何改变. 因此, 这些应用程序的 UTF-8 编码与解码将完全在终端模拟器里完成.而那些通过数字节数来获知字符数量的程序则需要一些小修改. 在 UTF-8 模式下, 它们必须不数入 0x80 到 0xBF 范围内的字节, 因为这些只是跟随字节, 它们本身并不是字符. 例如, ls 程序就必须要修改, 因为它通过数文件名中字符数来排放给用户的目录表格布局. 类似地, 所有的假定其输出为定宽字体, 并因此而格式化它们的程序, 必须学会怎样数 UTF-8 文本中的字符数. 编辑器的功能, 如删除单个字符, 必须要作轻微的修改, 以删除可能属于该字符的所有字节. 受影响有编辑器 (vi,emacs, 等等)以及使用 ncurses 库的程序.Linux 核心使用软转换也可以工作得很好, 只需要非常微小的修改以支持 UTF-8. 大多数处理字符串的核心功能 (例如: 文件名, 环境变量, 等等) 都不受影响. 下列地方也许必须修改:控制台显示与键盘驱动程序 (另一个 VT100 模拟器) 必须能编码和解码 UTF-8, 必须要起码支持 Unicode 字符集的几个子集. 从 Linux 1.2 起这些功能已经有了.外部文件系统驱动程序, 例如 VFA T 和 WinNT 必须转换文件名字符编码. UTF-8 已经加入可用的转换选项的列表里了, 因此 mount 命令必须告诉核心驱动程序用户进程希望看到 UTF-8 文件名. 既然 VFA T 和 WinNT 无论如何至少已经用了 Unicode了, 那么 UTF-8 在这里就可以发挥其优势, 以保证转换中无信息损失.POSIX 系统的 tty 驱动程序支持一种 "cooked" 模式, 有一些原始的行编辑功能. 为了让字符删除功能工作正常, stty 必须在 tty 驱动程序里设置 UTF-8 模式, 因此它就不会把 0x80 到 0xBF 范围内的跟随字符也数进去了. Bruno Haible 那里已经有了一些 stty 和核心 tty 驱动程序的 Linux 补丁了.C 对 Unicode 和 UTF-8 的支持从 GNU glibc 2.1 开始, wchar_t 类型已经正式定为只存放独立于当前 locale 的, 32位的 ISO 10646 值. glibc 2.2 开始将完全支持 ISO C 中的多字节转换函数 (wprintf(),mbstowcs(),等等), 这些函数可以用于在 wchar_t 和包括 UTF-8 在内的任何依赖于 locale 的多字节编码间进行转换.例如, 你可以写wprintf(L"Sch鰊e Gr e!\n");然后, 你的软件将按照你的用户在环境变量 LC_CTYPE (例如, en_US.UTF-8 或 de_DE.ISO_8859-1) 中选择的 locale 所指定的编码来打印这段文字. 你的编译器必须运行在与该 C 源文件所用编码相应的 locale 中, 在目标文件中以上的宽字符串将改为 wchar_t 字符串存储. 在输出时, 运行时库将把 wchar_t 字符串转换回与程序执行时的 locale 相应的编码.注意, 类似这样的操作:char c = L"a";只允许从 U+0000 到 U+007F (7 位 ASCII) 范围里的字符. 对于非 ASCII 字符, 不能直接从 wchar_t 到 char 转换.现在, 象 readline() 这样的函数在 UTF-8 locale 下也能工作了.怎样激活 UTF-8 模式?如果你的应用程序既支持 8 位字符集 (ISO 8859-*,KOI-8,等等), 也支持 UTF-8, 那么它必须通过某种方法以得知是否应使用 UTF-8 模式. 幸运的是, 在未来的几年里, 人们将只使用 UTF-8, 因此你可以将它作为默认, 但即使如此, 你还是得既支持传统 8 位字符集, 也支持 UTF-8.当前的应用程序使用许许多多的不同的命令行开关来激活它们各自的 UTF-8 模式, 例如:xterm 命令行选项 "-u8" 和 X resource "XTerm*utf8:1"gnat/gcc 命令行选项 "-gnatW8"stty 命令行选项 "iutf8"mined 命令行选项 "-U"xemacs elisp 包裹以在 UTF-8 和内部使用的 MULE 编码间转换vim ’fileencoding’选项less 环境变量 LESSCHARSET=utf-8记住每一个应用程序的命令行选项或其他配置方法是非常单调乏味的, 因此急需某种标准方法.如果你在你的应用程序里使用硬转换, 并使用某种特定的 C 库函数来处理外部字符编码和内部使用的 wchar_t 编码的转换工作, 那么 C 库会帮你处理模式切换的问题. 你只需将环境变量 LC_CTYPE 设为正确的 locale, 例如, 如果你使用 UTF-8, 那就是en.UTF-8, 而如果是 Latin-1, 并需要英语的转换, 则设为 en.ISO_8859-1.然而, 大多数现存软件的维护者选择用软转换来代替, 而不使用 libc 的宽字符函数, 不仅因为它们还未得到广泛应用, 还因为这会使得软件进行大规模修改. 在这种情况下, 你的应用程序必须自己来获知何时使用 UTF-8 模式. 一种方式是做以下工作:按照环境变量 LC_ALL, LC_CTYPE, LANG 的顺序, 寻找第一个有值的变量. 如果该值包含 UTF-8 子串 (也许是小写或没有"-") 则默认为 UTF-8 模式 (仍然可以用命令行开关来重设), 因为这个值可靠又恰当地指示了 C 库应该使用一种 UTF-8 locale.提供一个命令行选项 (或者如果是 X 客户程序则用 X resource 的值) 将仍然是有用的, 可以用来重设由 LC_CTYPE 等环境变量指定的默认值.我怎样才能得到 UTF-8 版本的 xterm?在 XFree86 里带的 xterm 版本最近已经由 Thomas E. Dickey 加入了支持 UTF-8 的扩展. 使用方法是, 获取 xterm patch #119 (1999-10-16) 或更新版本, 用 "./configure --enable-wide-chars ; make" 来编译, 然后用命令行选项 -u8 来调用 xterm, 使它将输入输出转换为 UTF-8. 在 UTF-8 模式里使用一个 *-ISO10646-1 字体. 当你在 ISO 8859-1 模式里时也可以使用 *-ISO10646-1 字体, 因为 ISO 10646-1 字体与 ISO 8859-1 字体是完全向后兼容的.新的支持 UTF-8 的 xterm 版本, 以及一些 ISO 10646-1 字体, 将被收录入 XFree86 4.0 版里.xterm 支持组合字符吗?Xterm 当前只支持级别1的 ISO 10646-1, 就是说, 不提供组合字符的支持. 当前, 组合字符将被当作空格字符对待. xterm 将来的修订版很有可能加入某些简单的组合字符支持, 就是仅仅将那个有一个或多个组合字符的基字符加粗 (logical OR-ing). 对于在基线以下的和在小字符上方的重音符来说, 这样处理的结果还是可以接受的. 对于象泰国文字体那样使用特别设计的加粗字符的文字, 这样处理也能工作的很好. 然而, 对于某些字体里, 在较高的字符上方组合上的重音符, 特别是对于 "fixed" 字体族, 产生的结果就不完全令人满意了. 因此, 在可用的地方, 应该继续优先使用预作字符.xterm 支持半宽与全宽 CJK 字体吗?Xterm 当前只支持那种所有字形都等宽的 cell-spaced 的字体. 将来的修订版很有可能为 CJK 语言加入半宽与全宽字符支持, 类似于 kterm 提供的那种. 如果选择的普通字体是 X×Y 象素大小, 且宽字符模式是打开的, 那么 xterm 会试图装入另外的一个 2X×Y 象素大小的字体 (同样的 XLFD, 只是 A VERAGE_WIDTH 属性的值翻倍). 它会用这个字体来显示所有在 Unicode Technical Report #11 里被分配了East Asian Wide (W) 或 East Asian FullWidth (F) 宽度属性的 Unicode 字符. 下面这个 C 函数用来测试一个 Unicode 字符是否是宽字符并需要用覆盖两个字符单元的字形来显示:/* This function tests, whether the ISO 10646/Unicode character code* ucs belongs into the East Asian Wide (W) or East Asian FullWidth* (F) category as defined in Unicode Technical Report #11. In this* case, the terminal emulator should represent the character using a* a glyph from a double-wide font that covers two normal (Latin)* character cells. */int iswide(int ucs){if (ucs < 0x1100)return 0;return(ucs >= 0x1100 && ucs <= 0x115f) || /* Hangul Jamo */(ucs >= 0x2e80 && ucs <= 0xa4cf && (ucs & ~0x0011) != 0x300a &&ucs != 0x303f) || /* CJK ... Yi */(ucs >= 0xac00 && ucs <= 0xd7a3) || /* Hangul Syllables */(ucs >= 0xf900 && ucs <= 0xfaff) || /* CJK Compatibility Ideographs */(ucs >= 0xfe30 && ucs <= 0xfe6f) || /* CJK Compatibility Forms */(ucs >= 0xff00 && ucs <= 0xff5f) || /* Fullwidth Forms */(ucs >= 0xffe0 && ucs <= 0xffe6);}某些 C 库也提供了函数#include <wchar.h>int wcwidth(wchar_t wc);int wcswidth(const wchar_t *pwcs, size_t n);用来测定该宽字符 wc 或由 pwcs 指向的字符串中的 n 个宽字符码 (或者少于 n 个宽字符码, 如果在 n 个宽字符码之前遇到一个空宽字符的话) 所要求的列位置的数量. 这些函数定义在 Open Group 的 Single UNIX Specification 里. 一个拉丁/希腊/斯拉夫/等等的字符要求一个列位置, 一个 CJK 象形文字要求两个, 而一个组合字符要求零个.最终 xterm 是否会支持从右到左的书写?此刻还没有给 xterm 增加从右到左功能的计划. 希伯来与阿拉伯用户因此不得不靠应用程序在将希伯来文与阿拉伯文字符串送到终端前按左方向翻转它们, 换句话说, 双向处理必须在应用程序里完成, 而不是在 xterm 里. 至少, 希伯来与阿拉伯文在预作字形的可用性的形式上, 以及提示表格上的支持, 比 ISO 8859 要有所改进. 现在还远没有决定 xterm 是否支持双向文字以及该怎样工作. ISO 6429 = ECMA-48 和 Unicode bidi algorithm 都提供了可供选择的开始点. 也可以参考 ECMA TechnicalReport TR/53. Xterm 也不处理阿拉伯文, Hangul 或印度文本的格式化算法, 而且现在还不太清楚在 VT100 模拟器里处理是否可行和值得, 或者应该留给应用软件去处理. 如果你打算在你的应用程序里支持双向文字输出, 看一下 FriBidi, Dov Grobgeld 的 Unicode 双向算法的自由实现.我在哪儿能找到 ISO 10646-1 X11 字体?在过去的几个月里出现了相当多的 X11 的 Unicode 字体, 并且还在快速增多.。
信息的编码教案初中
信息的编码教案初中教学目标：1. 让学生了解信息编码的基本概念和作用。
2. 掌握数字编码、字符编码和汉字编码的基本方法。
3. 能够运用编码知识解决实际问题。
教学重点：1. 信息编码的基本概念和作用。
2. 数字编码、字符编码和汉字编码的基本方法。
教学难点：1. 编码知识的实际应用。
教学准备：1. PPT课件。
2. 编码相关素材。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 引导学生思考：在日常生活中，我们如何传递信息？2. 学生回答，教师总结：通过语言、文字、图像等方式传递信息。
3. 提问：那么，如何确保这些信息能够准确无误地传递呢？4. 学生思考，教师引入课题：信息的编码。
二、新课讲解（20分钟）1. 讲解信息编码的基本概念：信息编码是指将信息转化为一定的符号或数字序列，以便于存储、传输和处理。
2. 讲解信息编码的作用：简化信息、防止信息丢失、提高信息处理效率等。
3. 讲解数字编码：数字编码是将数字信息转化为二进制序列，如ASCII编码、Unicode编码等。
4. 讲解字符编码：字符编码是将文字信息转化为二进制序列，如GB2312、GBK、UTF-8等。
5. 讲解汉字编码：汉字编码是将汉字信息转化为二进制序列，如GB2312、GBK、UTF-8等。
6. 示例讲解：以ASCII编码为例，讲解其编码规则及应用。
三、课堂实践（15分钟）1. 学生分组讨论：总结数字编码、字符编码和汉字编码的特点和应用场景。
2. 各组汇报讨论成果，教师点评并总结。
3. 提问：如何运用编码知识解决实际问题？4. 学生思考，教师示例：如在网络通信中，如何确保数据传输的准确性？5. 学生尝试解决实际问题，教师辅导。
四、课堂小结（5分钟）1. 回顾本节课所学内容：信息编码的基本概念、作用和编码方法。
2. 强调编码知识在实际生活中的应用。
五、课后作业（课后自主完成）1. 总结数字编码、字符编码和汉字编码的特点和应用场景。
2. 运用编码知识解决一个实际问题，如设计一个简单的信息加密和解密算法。
信息论与编码教学大纲(2024)
LDPC码在无线通信中的应用研究。探讨LDPC码在无线通信系统中的 编译码算法及性能优化方法。
选题三
极化码原理及性能分析。研究极化码的编译码原理，分析其在不同信 道条件下的性能表现，并与传统信道编码方案进行比较。
选题四
5G/6G通信中的信道编码技术。调研5G/6G通信系统中采用的信道编 码技术，分析其优缺点，并提出改进方案。
Polar码应用
探讨Polar码在5G通信、物联网等领域的应用，并分 析其性能表现。
22
06 实验环节与课程 设计
2024/1/25
23
实验环节介绍
实验一
信道容量与编码定理验证。 通过搭建简单的通信系统， 验证不同信道条件下的信道 容量及编码定理的有效性。
实验二
线性分组码编译码实验。利 用计算机软件实现线性分组 码的编译码过程，并分析其 纠错性能。
LDPC码基本原理
介绍LDPC码的编码结构、译码原理以及性 能分析。
LDPC码应用
探讨LDPC码在光纤通信、数据存储等领域 的应用，并分析其性能表现。
21
Polar码原理及应用
2024/1/25
Polar码基本原理
介绍Polar码的编码结构、信道极化原理以及性能分 析。
Polar码编译码算法
详细阐述Polar码的编码算法、译码算法以及关键技 术的实现。
2024/1/25
预测编码
利用信源符号间的相关 性进行预测，并对预测 误差进行编码，如差分 脉冲编码调制（DPCM ）。
变换编码
将信源信号通过某种变 换转换为另一域的信号 ，再对变换系数进行编 码，如离散余弦变换（ DCT）编码。
14
04 信道编码
2024/1/25
信息论：第8章 无失真的信源编码讲解
9
8.1 霍夫曼码
香农编码 • 香农编码严格意义上来说不是最佳码。 • 香农编码是采用信源符号的累计概率分布函数来
分配码字。
10
香农编码方法如下： (1)将信源消息符号按其出现的概率大小依次排列：
• 一般情况下，按照香农编码方法编出来的码，其平 均码长不是最短的，也即不是紧致码(最佳码)。只有 当信源符号的概率分布使不等式左边的等号成立时， 编码效率才达到最高。
19
8.1.1 二元霍夫曼码
1952年霍夫曼提出了一种构造最佳码的方法。它是一 种最佳的逐个符号的编码方法。其编码步骤如下： (1) 将信源消息符号按其出现的概率大小依次排列
上式。
36
注意: 对于r元码时，不一定能找到一个使式 q (r 1) r 成立。在不满足上式时，可假设一些信源符号： sq1 , sq2 ,..., sqt 作为虚拟的信源，并令它们对应 的概率为零，即：pq1 pq2 ... pqt 0
而使 q t (r 1) r 能成立，这样处理后得到
21
例8.1:
对离散无记忆信源 进行霍夫曼编码。
S p(si
)
s1 0.4
s2 0.2
s3 0.2
s4 0.1
s5 0.1
解:编码过程如表所示，
1)将信源符号按概率大小由大至小排序。
2)从概率最小的两个信源符号和开始1”，上面的信源符号（大概率）为“0”。若两 支路概率相等，仍为下面的信源符号为“1” 上面的 信源符号为“0”。
信息编码(asscii码表)
它输出的则有点阵码和矢量码。点阵码占用的存储空间比较大， 而且在进行字号变化时效果很差，但可以直接送到输出设备进 行输出。矢量码则占用的存储空间较少，进行字号变化时不会 改变字形，效果较好，但需要进行适当处理后才能送到输出设 备进行输出。
1.1.7.7 汉字交换码
汉字交换码是用于不同计算机汉字系统之间进行信息交 换的汉字代码。因为实际汉字系统中使用的汉字内码不尽相同， 必须采用统一的编码才能在不同系统间交流汉字信息。目前国 内使用的汉字交换代码是“中国国家标准信息交换用汉字编码 字符表——基本集”，即GB—2312—80（简称国标码）及若 干辅助集。
高位字节=区码+32+128 （=区码+20H+80H）
低位字节=位码+32+128 （=位码+20H+80H）
在区码和位码上都加上20H是为了避开基本ASCII码的控 制码：加上80H是为了把最高二进制位（即第8位）定为1， 使高位字节和低位字节都为扩充的ASCII码。这样高位字节和 低位字节所表示的内码范围在161~254（A1H~FEH）之间。 这就是汉字字符集为94X94的原因。
汉字的数量大，常用汉字约4000~5000个。由于1个字节有 8位二进制数，因此至多表示256种状态。如果用一个字节来 表示一个汉字，无法区分如此多的汉字。为了能表示汉字，1 个汉字的内码用两个扩充的ASCII码组成，即汉字内码为两个 字节。
要让汉字正确传递和交换，必须建立统一的编码，否则会造 成混乱。我国国家标准局于1981年公布了国标GB2312---80汉 字编码字符集。该标准规定，全部汉字及符号构成94X94的矩 阵。在此矩阵中，每一行称为一个区，每一列称为一个位。这 样便组成了一个有94区（01~94），每区有94位（01~94）的 汉字字符集。区码和位码组合在一起（即两位十进制区码在前，
信息论第8讲最佳不等长编码讲解
1
s2
1
0
1
1
0 1
0 ss34 1 s5
10
s6
1
s17
s7
Huffman编码最佳性证明
【定理1】
对于给定的信源，存在最佳唯一可译二元码，其最 小概率的两个码字的长度最长且相等，它们之间仅最后
一位码元取值不同（一个为0，另一个为1）。
lK最大 存在另外一个码字其长度也为lK，
并且与cK仅最后一位码元取值不 同(一个为0，另一个为1)
信源符号 概率pk s1 0.40
s2 0.18 s3 0.10 s4 0.10
s5 0.07
s6 0.06
s7 0.05 0
s8 s9
0.04 1 02
0.09 0 1 2
码字
0.22
0
0.38
1 2
0 1.00
0
10
1
11
2 12
21
22
200 201
思考: r元Huffman编码？
?q (r 1) r Y 进行编码
S(1)：
s(1) 1
s(1) K 2
s(1) K 1
p p p (1)
(1) (1)
1
K 2 K 1
ps ps ps S(K-3)：
(K 3) 1
(K 3) 1
(K 3) 2
(K 3) 2
(K 3) 3
(K 3) 3
S(K-2)：
s( K 2) 1
p( K 2) 1
, ,
N 增加0概率 符号
进行编码
例： 设离散无记忆信源
S P(S
)
数据传输的编码与解码原理
数据传输的编码与解码原理标题：数据传输的编码与解码原理导言：数据传输的编码与解码原理是计算机通信领域中的关键技术之一。
它涉及了信息传输的有效性和安全性。
本文将详细介绍数据传输的编码与解码原理，并分步骤进行解析。
一、数据编码的概念和目的1. 数据编码是将原始数据转化为适合传输的特定格式的过程。
2. 目的是确保数据传输的高效性和可靠性。
二、数据编码的常用方法1. 数字编码a. 数字编码使用二进制代码来表示数据。
b. 常见的数字编码包括ASCII码、UTF-8等。
2. 奇偶校验编码a. 奇偶校验编码是通过在数据中添加一个奇偶校验位来检测和纠正传输错误。
b. 奇偶校验编码可以通过奇校验或偶校验来实现。
3. 压缩编码a. 压缩编码是通过使用特定的算法来减少数据的存储空间和传输带宽。
b. 常见的压缩编码方法有哈夫曼编码、LZW编码等。
三、数据解码的概念和原则1. 数据解码是将编码后的数据转化为原始数据的过程。
2. 原则是根据编码规则逆向进行解码操作。
四、数据解码的步骤1. 获取编码方案a. 首先需要获得数据编码的方案，了解编码规则。
b. 编码方案可以通过文档、协议或者软件提供的指导获取。
2. 分析编码规则a. 分析编码规则，包括编码方式、数据格式等。
b. 编码规则通常包括起始标识、数据位、校验位等。
3. 解码数据a. 根据编码规则逆向解码数据。
b. 按照编码规则还原原始数据。
五、数据传输的编码与解码实例假设有一个字符串 "Hello World!"，通过UTF-8编码传输。
1. 获取UTF-8编码规则。
2. 分析UTF-8编码规则，包括起始标识、数据位、校验位等。
3. 解码数据，将UTF-8编码的数据转化为原始字符串。
六、总结数据传输的编码与解码原理是保证计算机通信中信息传输高效、可靠的重要环节。
本文详细介绍了数据编码与解码的概念、常用方法和步骤，并以UTF-8编码为例进行了实例讲解。
理解和掌握数据传输的编码与解码原理对于提高计算机通信效率和保障数据传输安全具有重要意义。
1.2.3数据编码说课稿高中信息技术人教版必修1
在教学过程中，我预见到可能出现Fra bibliotek下问题或挑战：
1.学生对于数字编码原理的理解可能存在困难，需要通过生动的例子和实际操作来帮助学生加深理解。
2.学生可能对于编码过程中的纠错技术感到困惑，需要通过具体案例和实际应用来引导学生理解和掌握。
应对这些问题的策略包括：
1.使用实际案例和生活中的例子，引导学生将理论知识与实际应用相结合，加深对数字编码原理的理解。
2.通过编程实践和案例分析，让学生亲自动手进行数据编码，增强学生的实践能力，提高对纠错技术的理解和应用。
课后，我将通过学生的作业、课堂表现和小组讨论等方式评估教学效果。根据评估结果，我将进行以下反思和改进措施：
1.针对学生的薄弱点，进行针对性的辅导和讲解，帮助学生巩固知识点。
2.调整教学方法和手段，如增加互动环节、使用多媒体资源等，以提高学生的学习兴趣和参与度。
1.2.3数据编码说课稿高中信息技术人教版必修1
一、教材分析
（一）内容概述
本节课的教学内容是数据编码，属于高中信息技术人教版必修1教材的第二章第三节。整个课程体系中，数据编码是信息技术领域的基础知识，对于培养学生的信息素养和解决实际问题的能力具有重要意义。本节课的主要知识点包括数据编码的基本概念、常见的数据编码方法、数字编码的原理以及编码过程中的纠错技术。具体内容包括：
3.案例分析：给学生提供一些数据编码的案例，让他们分析并解释案例中的数据编码方法和原理。
（四）总结反馈
在总结反馈阶段，我将采取以下方式引导学生自我评价，并提供有效的反馈和建议：
1.学生自我评价：让学生对自己在课堂上的学习表现进行自我评价，反思自己的学习过程和效果。
2.小组评价：让学生互相评价小组讨论和实践活动中的表现，相互提供反馈和建议。
1.2编码的的基本方式
4文件头：包含文件的类
型、大小和位图起始位置 等信息，共14个字节。
3位图信息头：用于说明
位图的尺寸等信息，共40 个字节。
颜色表项：用于说明位图中的颜
1色，有若干个表项，每一个表项定
义一种颜色。当图像量化位数为1、 4、8时，分别2、16、256种颜 色，每个颜色表项占4个字节；当
A：01000001（十进制数65） ，a：01100001（十进制数97），
0：0110000（十进制数48）见P10表
一、文字编码
2、国标码
由于ASCII码只包含英文、数字和一些控制符号，并不能表示汉字，因此我国 设计了用于处理汉字的简体中文的GB码和用于繁体中文的BIG5码（大五码）。
例如：GB2312主要分为两部分，编号127之前的符号跟ASCII码表示的意义 相同，属于单字节码；127之后的符号统一用两个字节表示，包含了几乎所有的 简体中文字（中文编码高字节的最高位不为0）
第一章 数据与信息
1.2.2 编码的基本方式
在现代技术的信号处理中，数据基本上是通过编码将模拟信号转换为 数字信号进行存储和传输，文字、图像、声音等类型的数据都可经过编码 进行存储和传输。
文字编码 图像编码 声音编码
一、文字编码
文字编码是效率相对较低的编码方式。
单字节码
ASCII码 莫尔斯码
文字编码
图像量化位数为24时，没有颜色表
项。
图形数据：记录像素值，
图像分辨率×图像量化位数 ÷8
图像分辨率=图像x方向的像素数×图像y方向的像素数。
图像量化位数，也叫图像深度，是指图像中每个像素点记录颜色所用二进制的位数。
初中信息编码教案
初中信息编码教案课程目标：1. 了解信息编码的基本概念和重要性。
2. 掌握常用的信息编码方法，如二进制、八进制、十进制和十六进制。
3. 学会将十进制数转换为二进制、八进制和十六进制数，以及将二进制、八进制和十六进制数转换为十进制数。
4. 能够应用信息编码方法解决实际问题。
教学重点：1. 信息编码的基本概念和重要性。
2. 常用的信息编码方法。
3. 十进制与二进制、八进制、十六进制之间的转换方法。
教学难点：1. 信息编码的原理和应用。
2. 十进制与二进制、八进制、十六进制之间的转换方法。
教学准备：1. 计算机和投影仪。
2. 编码转换表格。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 向学生介绍信息编码的概念，并提出问题：“为什么我们需要对信息进行编码？编码有什么重要性？”2. 学生思考并回答问题，教师总结并解释信息编码的必要性和重要性。
二、基本概念（10分钟）1. 向学生介绍常用的信息编码方法，如二进制、八进制、十进制和十六进制。
2. 解释每种编码方法的含义和应用场景。
三、编码转换（15分钟）1. 向学生讲解十进制与二进制、八进制、十六进制之间的转换方法。
2. 分组讨论并演示转换过程，让学生进行实际操作练习。
3. 提供编码转换表格，让学生参考和练习转换。
四、实例分析（10分钟）1. 给学生提供一些实际问题，要求学生应用所学的编码方法进行解决。
2. 学生独立思考并解决问题，教师进行指导和解答。
五、总结和拓展（5分钟）1. 对本节课的内容进行总结，强调信息编码的重要性和应用场景。
2. 提出一些拓展问题，激发学生对信息编码的进一步学习和研究。
教学反思：本节课通过讲解信息编码的基本概念和常用的编码方法，让学生了解信息编码的重要性和应用场景。
在教学过程中，通过实际操作和实例分析，让学生掌握十进制与二进制、八进制、十六进制之间的转换方法，并能够应用到实际问题中。
在教学设计上，通过提问和讨论的方式，激发学生的思考和学习兴趣。
信息编码——精选推荐
变难为易，巧解“信息的编码”一、教材1、教材地位和作用《信息的编码》是浙江教育出版社出版的高中信息技术教材第一章第二节中的一块内容。
随着网络的普及，电子邮件已成为当今流行的交流方式之一，也是现代学生利用网络进行自主学习和探究学习的必备技能之一。
因此，在高中信息技术教育中占据十分重要的地位。
2．教学重点、难点重点：电子邮件的申请。
引导学生合理利用网络进行自主学习是我们信息教师的一个基本任务。
利用互联网实现老师与学生、学生与学生之间的交流是大家都在探讨的一个问题。
而电子邮件则可以在任意时间、任意地点实现老师与学生之间的信息交换。
如何教会学生通过邮件实现与老师之间的资源共享，并将学习场所及时间延伸的教室之外则显得尤为重要。
而要学生学会使用电子信箱交流的第一步则必须教会他们在网上申请一个属于自己的信箱。
难点：邮件中附件的巧妙应用电子邮件中不仅仅是文字的传递，还可以有图片、声音、影片等资料，如何利用附件传送这一类文件，如何收取、选择和保存他人邮件中的附件是学生比较难弄清的问题。
3．学生情况分析学生通过前一节课浏览网页，搜索、下载资料后，已不满足于只做一个网络的看客，很想在网络中开创一个自己的空间，证实一下自己的能力。
这节课就是学生第一次在网上申请、注册类操作，也是第一次带有自己个性的网络操作，所以本节课如果学习效果很好，会对以后知识和技能的学习起到事半功倍的作用。
4．教学目标的确立根据对教材结构与内容的分析，考虑到学生已有的认知结构和心理特征，制定如下教学目标：◆知识与技能：使学生进一步了解网络，了解什么是电子邮件，掌握网上注册电子信箱的通常步骤，能够对知识归纳、总结，并培养学生具有收发电子邮件的能力◆过程与方法：已具体任务为主线，通过教师的引导，在互动、交流、合作和探究的活动过程中，让学生经历和领悟解决问题的思想和方法，充分调动学生主动学习、勇于探究的积极性。
◆情感态度与价值观：通过本课内容的学习，使学生受到维护网络安全、不发、不看不积极健康的电子邮件的教育，并自觉抵制网上的垃圾邮件。
四计算机的信息编码
处理码（汉字机内码）
处理码是计算机系统内部处理和存贮汉字时所用的代码， 简称内码。
目前汉字机内码尚未有统一的标准码，但对于一个系统 而言，内码是统一的。不管用何种输入码将汉字从键盘输 入系统，都由相应的处理软件将其转换为统一的机内码。
每个字节的最高位都设为1，即每个字节都大于128
Eg：啊
区位码、交换码（国标码）和处理码之间的转换
在计算机中信息处理的基本单位是字节，而ASCII码只占 用了一个字节八位中的七位，规定其最高位为0。
计算机中存储信息的单位
位 b（bit）：位是最小的存储单位，存放一位二进制数。
字节 B(byte)：用8个二进制位一个字节。字节是计算机存 储信息的基本单位。
常用的单位有： ’B（字节）：1B═8b ’KB（千字节）：1KB ═ 210 B ═ 1024 B ’MB （兆字节） ：1MB ═ 210 KB ═ 1024 KB ’GB （吉字节） ：1GB ═ 210 MB ═ 1024 MB ’TB （太字节） ：1TB ═ 210 GB ═ 1024 GB ’PB （拍字节） ： 1PB ═ 210 TB ═ 1024 TB ’EB （艾字节） ：1EB ═ 210 PB ═ 1024 PB ’ZB （泽字节） ：1ZB ═ 210 EB ═ 1024 EB
1.2.3汉字编码
用计算机处理汉字信息需要解决的几个问题: (1)怎样将汉字输入计算机? (2)在计算机之间怎样交换汉字信息? (3)在计算机内部怎样处理汉字? (4)计算机如何实现汉字信息的输出?
汉字输入 交换码 处理码 字形码
汉字输入
向计算机输入汉字的方法有两大类：一类是自动识别方式， 包括汉字字形的自动识别（OCR、手写）和汉字语音的自 动识别（讯飞输入法）；另一类就是讲汉字编码输入，这 种用来将汉字输入计算机的编码称为输入码（又称外码）。
2信息编码信息技术教案
2信息编码信息技术教案一、教学目标1、让学生理解信息编码的概念和意义。
2、帮助学生掌握二进制编码的基本原理和方法。
3、使学生能够进行简单的二进制与十进制之间的转换。
4、培养学生的逻辑思维和解决问题的能力。
二、教学重难点1、重点信息编码的概念和常见的编码方式。
二进制编码的规则和特点。
二进制与十进制的转换方法。
2、难点理解二进制编码在计算机中的应用。
熟练进行二进制与十进制的转换。
三、教学方法讲授法、演示法、实践操作法、小组讨论法四、教学过程1、课程导入（约 5 分钟）展示一些日常生活中的编码现象，如商品条形码、身份证号码等，引导学生思考编码的作用。
提问学生：“你们知道这些编码是怎么来的吗？为什么要这样编码？”激发学生的学习兴趣。
2、知识讲解（约 20 分钟）信息编码的概念：通过简单易懂的例子，向学生解释信息编码是将信息转换为特定的符号或代码，以便于存储、传输和处理。
常见的编码方式：介绍 ASCII 码、汉字编码等常见的编码方式，让学生了解不同类型的信息是如何进行编码的。
二进制编码：重点讲解二进制编码的原理，即只有 0 和 1 两个数字，逢 2 进 1。
通过与十进制的对比，让学生理解二进制的特点。
3、二进制与十进制的转换（约 20 分钟）十进制转二进制：通过实例，向学生介绍除 2 取余法，将十进制数转换为二进制数。
例如，将十进制数 13 转换为二进制数，让学生逐步计算。
二进制转十进制：讲解位权的概念，通过位权展开相加的方法，将二进制数转换为十进制数。
例如，二进制数 1011 转换为十进制数，让学生计算每个位的权值并相加。
4、小组讨论与实践（约 15 分钟）分组：将学生分成小组，每组 4 5 人。
任务：给出一些十进制和二进制的转换题目，让小组讨论并完成。
分享：每个小组派代表分享讨论结果和解题思路。
5、课堂总结（约 5 分钟）回顾本节课的重点内容，包括信息编码的概念、二进制编码的原理和二进制与十进制的转换方法。
常用的中文编码
常用的中文编码讲解在计算机科学中，编码是将信息转换为二进制或其他数字格式的过程。
中文编码则是将中文字符转换为计算机可以处理的数字格式。
本文将介绍几种常用的中文编码方式。
1.GB2312 GB2312是中国国家强制标准，包含了超过6000个常用汉字和非汉字字符。
它是由中国电子工业部制定并发布的。
GB2312的编码方式是每个字节代表一个字符，每个字节的最高位为0，剩下的7位用于表示字符的编码。
2.GBK GBK是GB2312的扩展，支持更多的汉字字符和符号。
它包含了超过20000个汉字和符号，以及一些常用的简体和繁体字。
GBK的编码方式与GB2312类似，但它使用两个字节来表示一个字符，每个字节的最高位为0，剩下的7位用于表示字符的编码。
3.GB18030 GB18030是中国最新的中文编码标准，也称为“中国统一代码”。
它包含了超过70000个汉字和符号，以及一些常用的简体和繁体字。
GB18030的编码方式与GBK类似，但它支持更多的字符和符号。
4.Big5 Big5是中国台湾地区使用的一种中文编码标准，也称为“大五码”。
它包含了超过13000个汉字和符号，以及一些常用的繁体字。
Big5的编码方式是每个字使用两个字节来表示，每个字节的最高位为1，剩下的7位用于表示字符的编码。
以上是几种常用的中文编码方式。
在实际应用中，我们需要根据不同的需求选择合适的编码方式。
例如，在网页开发中，我们通常使用UTF-8编码，因为它支持全球范围内的语言字符，并且与HTML和HTTP协议兼容。
在处理中文文本时，我们需要注意编码的转换和处理，以确保文本的正确显示和传输。
《编码》(教案)2023-2024学年数学四年级上册
《编码》（教案）2023-2024学年数学四年级上册一、教学目标1. 让学生理解编码的含义，知道编码的作用。
2. 培养学生运用编码解决实际问题的能力。
3. 提高学生的逻辑思维能力和创新意识。
二、教学内容1. 编码的含义和作用2. 常见的编码方式3. 编码在生活中的应用三、教学重点与难点1. 教学重点：编码的含义、作用及常见编码方式。
2. 教学难点：编码在实际生活中的应用。
四、教学方法1. 讲授法：讲解编码的含义、作用及常见编码方式。
2. 案例分析法：分析编码在实际生活中的应用。
3. 小组讨论法：分组讨论编码在生活中的应用，培养学生的合作意识和创新能力。
五、教学过程1. 导入新课：通过生活中的实例，引导学生了解编码的含义和作用。
2. 讲授新课：（1）编码的含义：编码是将信息按照一定的规则进行转换，以便于传输、存储和处理。
（2）编码的作用：提高信息传输的准确性、降低传输成本、提高信息处理效率。
（3）常见编码方式：数字编码、字母编码、条形码、二维码等。
3. 案例分析：分析编码在实际生活中的应用，如邮政编码、身份证号码、商品条形码等。
4. 小组讨论：分组讨论编码在生活中的应用，引导学生发现编码的便捷性和重要性。
5. 课堂小结：总结本节课的主要内容，强调编码在实际生活中的应用。
6. 作业布置：布置与编码相关的练习题，巩固所学知识。
六、教学评价1. 课堂问答：检查学生对编码含义、作用及常见编码方式的掌握程度。
2. 课后作业：评估学生对编码在实际生活中应用的了解程度。
3. 小组讨论：评价学生在小组讨论中的参与度和创新意识。
七、教学反思本节课通过讲解编码的含义、作用及常见编码方式，使学生了解编码在实际生活中的重要性。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，引导学生运用编码解决实际问题。
通过小组讨论，培养学生的合作意识和创新能力。
但在教学过程中，要注意关注学生的学习反馈，及时调整教学方法和进度，以提高教学效果。
需要重点关注的细节是“教学方法”中的“小组讨论法”。
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练习：
1011101B= 93 D ( 89 )10= ( 1011001 ) 2 1001011B= 4BH 11111001B= F9H 6FH= 01101111B
英文、数字等字符的编码
字母的摩斯编码
A .B -... C -.-. D -.. E. F ..-. G --. H .... I .. J .--K -.L .-.. M -N -.
O --P .--. Q --.R .-. S ... TU ..V ...W .-X -..Y -.-Z --..
常用缩写
• CQ —— Calling any station（连络任一站台） • SOS ——（紧急呼救=国际通用）
则处理后的音频文件存储容量约是原文件的
（A）1/2
（B）1/3
（C）1/4
（D）3/4
将某播放时长为20秒的音频wav文件进行如下操作：
①增加前10秒音频音量2Db
②将右声道设置为静音
③保存处理后的音频文件
则处理后的音频文件与原文件的存储容量之比约为
（A）1 : 1 （B）1 : 2
（C）1 : 3
信息编码就是采用某种原则或方法 编制代码来表示信息；
信息编码的根本目的是为了能对信 息进行有效的处理，有时也是为了对信 息加密，使其不为局外人所知。
不同领域有着不同的信息编码原则 和方法
著名科学家冯·诺依曼计算机内的数据和程序采用二进制代 码表示。电子计算机将所有输入的信息（数据、程序等）都 转化为机器能识别和处理的二进制数字代码，由“0”、“1” 组成的代码叫二进制代码。
7
BEL ETB
'
7
G
W
g
w
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8
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H
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9
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习题4
• 大写字母C的ascii码值为67，则大写字母A的ascii 码在计算机存储器中存放正确的是( B)
例题
在GoldWave软件中录制了一段10分钟的Wave格式音频，状态信息如图所示：
该音频的存储容量约为 （A）6.72MB （B）50.5MB （C）100.9MB （D）168MB
将某播放时长为20秒的音频wav文件进行如下操作：
①删除前10秒的声音数据
②将左声道设置为静音
③保存处理后的音频文件；
八卦
和牛顿并列微积分的创始人
1667年莱布尼茨在法国巴黎参观博物馆，看到了帕斯卡尔的 一台加法机，引起他要创造一台乘法机的兴趣。1701年秋末， 正当五十四岁的莱布尼兹为创造乘法机冥思苦索、无路可走 的时候，突然间收到了他的法国传教士朋友从北京寄给他的 “伏羲六十四卦次序图”和“伏羲六十四卦方位图”，莱布 尼兹从这两张图中，受到了很大启发，他居然发现，八卦是 象形文字的雏形，由坤卦经艮、坎、巽、震、离、兑到乾卦， 正是由零数到七，这样八个自然数所组成的完整的二进位制 层数形。八卦中的“一”叫做阳爻，相当于二进制中的“1”， 而八卦中的“--”叫做阴爻，相当于二进制中的“0”。六十四 卦正是从0到63这六十四个自然数的完整的二进制数形。在 数学中八卦属于八阶矩阵。可见，中国古老的太极八卦图对 电子计算机这门现代科学，是有其历史性的贡献的。
21 = 2
（2）、灰度图像
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
每个像素用一个字节 来表示，一字节可以表示 256种不同的灰度。
Page 14
习题1
第1题：电子表中常用由七段灯管组成
的“ ”来显示信息，其中每段灯管有
“亮”和“暗”两种状态，则该符号能
显示的最多信息数为（ ）C
A．8
B．16
C. 128 D. 256
Page 15
习题2
第2题：某军舰上有需要28种不同的信
号状态，拥有的信号灯只有“开”和
“关”两种状态，如果包括信号灯的
常用声音编码方法要经过采样、量化 与编码两个步骤
采样
量化
编码
步骤： 1）采样 2）量化和编码
采样频率(Hz)（奈魁斯特采样定理：采样频率不应低于声音信号最高频率的两倍，
这样就能把以数字表达的声音还原成原来的声音）
1、声音数字化
采样
14
10 10 9
5
7
52
量化
• 采样-----就是采集声音模拟信号的样本，
• 英文数字等字符的编码:
•
ASCII码(美国信息交换标准码)
• ASCII码采用7个二进制位来编码,在计算机中存储 时占一个字节（Byte），字节的最左位用“0”填
充
• 思考：用7个位能编出多少个字符呢？
•
27=128
• 总结: N个二进制位能表示出2n种信息.
b6b5b4 000 001 010 011 100 101 110 111
信息的编码
摩斯代码
• 摩尔斯电码（又译为摩斯密码，Morse code）是一种时通 时断的信号代码，通过不同的排列顺序来表达不同的英文 字母、数字和标点符号。它由美国人艾尔菲德·维尔发明 ，当时（1835年）他正在协助萨缪尔·摩尔斯进行摩尔斯 电报机的发明。 摩尔斯电码是一种早期的数字化通信形 式，但是它不同于现代只使用零和一两种状态的二进制代 码，它的代码包括五种： 点（.） 、 划（-） 、 点和划 之间的停顿 、 每个字符间短的停顿（在点和划之间） 、 每个词之间中等的停顿、 以及句子之间长的停顿。
• 存储基本单位：字节（Byte,简写B)
1MB=1024KB 1KB=1024字节 1GB=1024MB
1TB=1024GB
Page 12
常见CD光盘：700MB 目前市场上家用电脑硬盘：500GB
问题：500GB的硬盘能放多少部CD光盘的内容？
计算机中的编码
二进制编码
二进制代码的特征：
• 只有两个基本码：0,1 • 采用逢2进1的进位规则 • 进制对应关系
（11110110）2 =（ 246 ）10
= 0×2 0 + 1×21 + 1×22
+ 0×23 + 1×24 + 1×25 + 1×26 + 1×27 = 246
十进制转换二进制的方法是：短除法，用十进制 数除以2，把余数写在旁边，直到商为0，最后把 余数从下往上书写下来即为二进制。例如；
（246）10=（
十六进制数
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
二进制和十六进制的转换方法是：每4位二进制数 可以用1位十六进制数字代替。反过来1位十六进 制数可用4位二进制数表示。例如：
5EH= 01011110 B
十六进制的5对应的二进制是0101
十六进制的E对应的二进制是1110
01010110B= 56 H
）2
2 246 2 123 0 2 61 1 2 30 1 2 15 0 27 1 23 1 21 1
01
246D=11110110B
几种进制数之间的对应关系
十进制数
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
二进制数
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
（D）3 : 4
图像编码
由矢量图和位图组成 矢量图-----用直线和曲线描述图形. 数据量 小, 图形放大和缩小不会失真. 但色彩不丰富.
位图-----图形是由许多像素点组成的. 数据 量大, 图形放大会失真. 但色彩丰富, 用于对图象要求很高的领域.
观察bmp图像
（1）、单色图像（黑白）
单色图像中，一个像素点只 需要一个二进制位（1bit）来记 录，可以表示出两种颜色，黑像 素用“0”表示，白像素用“1”表 示。
说一说
• 119 、120 、835800分别代表什么？
•条形码， 电话号码， 区号， 身份证号码，学生学号，车牌号 银行卡号等
身份证号码：6 5 4 1 2 5 19940108 1811
新疆 伊犁地区 新源县
出生年月日
序列号
电话号码：0999 5035000
区号
电话号码
什把么用来是表信示息信的息代的码符？号组合叫做信息的代码。
17对应的二进制代码为：10001，93对应的二进制为1011101
00010001+10100000=10110001 01011101+10100000=11111101
饼的机内码
如：一个16 × 16点阵的字形需要多少字节来存储？
16 × 16／8＝32(B)
声音编码
声音是一种连续的波，称为声波。 要把声音信号存储到计算机之中去，必 须把连续变化的波形信号（称为模拟信 号）转换成为数字信号，因为计算机中 只能存储数字信号.