高中信息技术—数据采集与编码（一）

计算机技术的应用，使得数据的处理方式发生了巨大的转变，要用计算机处理这些数据，需要对采集到的数据进行一定的转换。
采集方式
1.人工采集—观察、实验
2.机器采集
互联网—网络爬虫
传感器—自然信源

数字化
信息可用模拟信号或数字信号表达。
模拟信号：以连续变化的物理量存在，如水银温度表呈现的温度值，电流表指针指向的电流值等。模拟信号经过采样量化后可以得到数字信号。
数字信号：在取值上是离散的、不连续的信号，在信息技术中，这种信号表示的数据是指可被计算机存储、处理的二进制数据。
模拟信号与数字信号可相互转换，如将语音通过计算机的麦克风、声卡等设备存储在计算机中，这一过程实现了模拟信号转换成数字信号，这个过程也叫作数字化

数字化的过程主要经过采样、量化、编码三个步骤。图例如下：
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采样：将信号从连续时间(空间)域上的模拟信号转换到离散时间
空间)域上的离散信号的过程，对于同一模拟信号，采样的时间间隔越小，采集到的信号样本数量越多。每秒的采样样本数叫作采样频率，单位用赫兹(Hz)表示。在相同的时间内，采样频率越高，采集的样本数量越多。
对于基于时间域的模拟信号，采样其实就是按一定的时间间隔取值。如下图
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量化：将信号的连续取值近似为有限个离散值的过程。连续信号经过采样成为离散信号，离散信号经过量化后可用数值表示。
量化就是将采样到的信号用数字表示出来，即将模拟信号的波形转换为数字，量化的过程是先将整个幅度划分成有限个小幅度的集合，把落入某个范围内的样值归为一类，并赋予相同的量化值。过程如下图。
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编码：是信息按照某种规则或格式，从一种形式转换为另一种形式的过程解码是编码的逆过程。
在数字化过程中，编码就是将量化后的十进制转化为二进制。

数制
我在日常生活中使用最多的是十进制，星期是7进制、月份是12进制，数据在计算机内部是以二进制方式进行存储和处理的。
进制是一种记数方式，亦称进位计数法或位值计数法。利用这种记数法，可以使用有限种数字符号来表示所有的数值。任何一种数制都包含两个基本要素:基和权。基又叫基数，是组成该数制的数码个数，一般来说，k进制的基数就是k，包含k个数字;权又叫权值，是指每一个数位上的1对应的数值，可以表示为基数的若干次幂。十进制数的基数为10，十进制数234中2的权值是10-，3的权值是10，4的权值是10，所以十进制数234还可表示为:2x102+3x10+4x10

关于进制的标志如下图。
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十六进制：
进制数在实际使用中，由于位数太长，不便于书写和记忆，所以人们常采用十六进制数来表示。
十六进制数的特点是:
①由十六个基本数码组成，即0，1，2，…，9，A，B，C，D，E，F。
②采用逢十六进一的进位规则。
例如，B574H=11x16+5x16-+7x16’+4x16。与二进制相类似，H表示十六进制16’，16’，16’，16’是不同位置上的权值。
其实十六进制不是现在才有的，在中国古代已经采用了十六进制，当时的1斤为16两成语“半斤八两”就源于此。