淺析信息編碼

張紅玲

摘 要：信息編碼技術是計算機信息處理技術中的一項關鍵技術，信息技術在生活中的廣泛運用，提高了人類處理信息的能力，人們對信息的存儲、處理、傳輸的速度和質量要求越來越高，各種各樣的信息編碼技術便應運而生，如字符編碼、漢字編碼、圖像編碼、音頻編碼、視頻編碼、條形碼、二維碼等。依據《信息技術教學指導意見》必修模塊《數據與計算》教學內容要求與實施建議。要求學生了解字符、文字、圖像圖形、音視頻等數據在計算機中的編碼方式。本篇就介紹一下字符、文字、圖像、視頻的編碼方式。

關鍵詞：信息;字符;漢字;圖像;視頻;編碼

通過前面的學習，學生對數據的概念以及數據與信息的關系，生活中有哪些常見的數據類型，二進制的基本原理和進制轉換的方法有了初步的了解。對學生來說字符、漢字、圖像、視頻在計算機中的編碼方式是全新的知識，通過簡單生活實例問題的解決，來培養學生的計算思維。

相關知識回顧：

數據與信息的關系：數據是信息的表現形式和載體，信息是數據的內涵。數據的表現形式是多種多樣的，有數字、文字、圖形、圖像、聲音和視頻等形式。在計算機科學中，是指所有能輸入到計算機并被計算機程序處理的符號的介質的總稱。

一、問題引入：為什么進行數據編碼？學生觀看幻燈片討論回答。

二、知識講解：為后面的自主探究解決問題做知識準備。

（一）字符的編碼（數字化）

ASCII碼，用7位二進制數來編碼，最高位為0，最多可以表示128個字符（27）.可以表示英文字母、數字、標點符號、控制字符和其他的字符。

字符"A"的ASCII碼為（0100 0001）2=（65）10

字符"？"的ASCII碼為（0011 1111）2=（63）10

（二）漢字的編碼

【思考】計算機處理漢字的主要環節？學生小組討論回答。

【探究問題一】漢字是如何輸入到計算機中的？

試一試：請將"上善若水 風光迤邐 戎馬倥傯"輸入計算機。

自主學習：教材60頁，輸入碼。

【思考討論】視頻：村民為何集體改姓？

【探究問題二】漢字在計算機中是如何表示的？

學生活動探究：通過體驗"漢字信息二進制"小程序你得到什么結論？

查看漢字"上"和自己姓名的國際碼和機內碼。

國標碼：漢字國標碼，創建于1980年，目的為了使每個漢字有一個全國統一的代碼而頒布了漢字編碼的國家標準。每個漢字有個二進制編碼，叫漢字國標碼。 在我國漢字代碼標準GB2312-80中有6763個常用漢字規定了二進制編碼。

【探究問題三】漢字是如何輸出顯示的？

活動任務：1、在給出8×8的表格中，單元格分別用0和1進行了編碼。用顏料桶工具將標注為1的單元格填充為紅色并觀察所得到的現象。

2、只修改一行的編碼就可以使原圖的"上"字改成"土"字，應修改哪一行？該行修改后的編碼是？

3、若每個單元格為一個二進制位，那儲存這個字的編碼需要多少個二進制位（bit）？多少個字節（byte）？

自主學習：教材61頁，輸出碼。

小組討論回答問題：什么是漢字的輸出碼？點陣的大小對漢字的輸出有無影響呢？漢字輸出的表示方式？

漢字的輸出碼是漢字的字型碼，由漢字的字模信息組成。

點陣數越大，顯示的效果越好，且需要的存儲容量越大。

（三）位圖圖像的編碼

有一位慈祥的母親想親自繡幾幅十字繡作品送給她剛成家的孩子，并掛在新房客廳的背景墻上。假如這位母親是個色盲，那么他能不能實現這個愿望？針對這樣生活中的實際問題，我們會用對顏色編號來解決，首先將不同顏色的線進行編號，然后將圖片分割成足夠小的色塊，確定哪個位置繡哪種顏色的線，用數字符號來定位。同理，計算機只能識別0和1兩個數字，那么我們就用二進制數來編號，比如黑白兩色圖像，每個色塊就用一個二進制位來表示，四色就用兩個二進制位來表示，十六色就用四個二進制位來表示，以此類推。

位圖圖像在計算機中占用空間計算是總像素乘以每個像素色彩編號所需的位數。其中，像素是圖像中的一個個的小色塊，或是帶色彩的點，是描述圖像的最小單位。分辨率是單位英寸中所包含的像素點數。

（四）視頻的編碼

視頻文件：其實是由一系列靜止的圖片構成的。視頻的存貯空間是單位時間內播放的圖片張數乘以圖片的大小。單位時間內播放的圖片張數有兩種制式，ral制式是每秒記錄25幅畫面，ntsc制式是每秒記錄30幅畫面。比如：一個視頻文件，每幀圖像的數據量為300KB，若該視頻以電視播放標準PAL制的速度播放，則每秒鐘播放的影像數據量約為7.3mb。再比如：一個時間為2分鐘，分辨率為640*480，24位色彩的數字無聲視頻。如果視頻以25幀/秒的速度播放，則這段視頻要播放的數據量大約（不壓縮）是2636.72mb。

三、總結

對本部分內容的教學，在課堂上我本著"以學生發展為本"的原則，給與學生一些求知欲，讓學生能夠主動積極的去學習，最后讓學生實踐練習操作，這個過程中再給出指導，這樣能夠更好的讓學生掌握知識。