《信号采样与数值编码》教学反思

技术组 高飞

这一课时内容取自于信息技术必修一第三章《数据编码》中，其中我调出以下两个重点作为反思主体，对“信号采样”和“数值编码”这两块知识点，在课堂教学反馈的基础上进行重新提炼，力求再今后的课时中有修改和进步：

一、对于如何将模拟信号转化为数字信号过程的阐述？

如何将教科书中的案例所示的模拟声音信号用计算机“忠实地”记录下来呢？换种说法，如何把某条曲线“精确地”存储到计算机中呢?最容易想到的办法就是，依次记下曲线中每个点的坐标。但是，曲线中的点有无穷多个，我们却只能记录有限个点，怎么办？

答案是按照一定的时间间隔进行采样，在教科书中的图3.1.4所示。同隔多长时问取一个点为好呢？1秒？0.1秒？0.01秒？通常我们把这种从连续的时间中每问隔一个时问段抽取一个时刻点的操作称为“采样”。这个时间间隔的倒数称为采样频率，单位是赫兹。显然采样频率越高(时间间隔越短)，声音还原的效果就越真实，但采样点也就越多，需要保存的数据也越多，所占存储空间也越大，计算机的工作量也越大。因此，需要在声音还原效果与存储数据量之同寻找一个平衡点。常用的CD音质的采样频率是44.1kHz，也就是把1秒分成44100等份，每份取其对应的一个幅值。

二、对于编码环节进制转换中，学生提问二进制的优缺点总结。

二进制的优点如下：

(1) 使计算自动化成为可能。二进制中只有0和1两个状态，具有两个稳定状态的电于器件很多，如开关的接通和断开、晶体管的导通和截止、磁元件的正负剩磁、电位电平的高与低等、都可表示0、1两个数码。

(2) 使自动化计算装置简便可靠。二进制数的运算法则少，运算简单。使计算机运算器的硬件结构大大简化 。

(3) 使自动化逻辑运算简单易行。由于二进制的0和1正好和逻辑代数的假 (False)和真(True) 相对应，有逻辑代数作为理论基础，用二进制能很方便地进行逻辑运算基于这三条，计算机系统采用二进制。

二进制的缺点如下：

(1) 用二进制表示一个数时，位数太多，太烦琐，故产生了16进制。

(2) 难以记忆，可读性差，所以，与人类交互时，计算机系统会尽量隐藏二进制的内核，尽可能人性化(数值则已自动转为十进制)。