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中四 ICT|数据表示与档案大小备课指引(导师用)|取样、分辨率与压缩比

中四 ICT|数据表示与档案大小备课指引(导师用)|取样、分辨率与压缩比

  • 2026-11-09

这一章只有三条公式,但每年最多人失分的不是公式,而是把 kHz 当 Hz、把 24-bit 当 24 Byte。

本堂目标 学生能够:① 讲清 bit、Byte、KB、MB 的关系并正确换算;② 用“阔×高×色深÷8”与“取样率×位元深度÷8×声道×秒数”算档案大小;③ 讲出 Nyquist 取样与有损/无损压缩的分别,在 12 题诊断中答对 9 题。

01 先备知识(开课前 3 分钟快检)

以下任何一项未过关,本堂就会卡住,先补该项:

技能 快检题 过关标准
单位关系 1 Byte 几多 bit?1 MiB 几多 KiB? 8;1024
乘法 1920 乘 1080 是多少? 2073600
百分数 90 是 1000 的几多百分比? 9%

02 课堂流程(60 分钟)

时间 环节 导师做什么 学生做什么
0–6 分 单位阶梯 bit→Byte→KiB→MiB→GiB,每级写明 ×8 或 ×1024 写出阶梯并换算两题
6–16 分 影像大小 1920×1080、24-bit:6,220,800 Byte=5.93 MiB 自己算 1280×720
16–30 分 音效大小 44.1 kHz、16-bit、立体声、180 秒:31,752,000 Byte=30.28 MiB 自己算单声道版本
30–42 分 取样与压缩 Nyquist 要 2 倍最高频率(20 kHz→40 kHz);MP3 128 kbps 180 秒只 2.75 MiB 讲出有损与无损分别
42–56 分 12 题诊断 12 题混合四型,即场批改:对 9 题、错 3 题 独立完成
56–60 分 离场检查 三题口头问答,错了记下要重教哪一幕 口头作答

03 讲解脚本(照着说就可以)

第一幕:单位是这一章的地基

1 Byte=8 bit 是所有计算的闸门;再上去每级乘 1024(KiB、MiB、GiB)。很多学生把 MB 与 MiB 混用,考试通常用 1024,若题目写明 1000 就跟题目。
教学动作:要求每题先写“题目给的是 bit 还是 Byte”,再落笔,这一句可以救回整题。

要学生做:把 6,220,800 Byte 分别写成 MiB 与 MB(1024 与 1000 两种),讲出差别。

第二幕:两条公式,同一个骨架

影像:阔×高×色深÷8。1920×1080×24÷8=6,220,800 Byte,除 1024 两次得 5.93 MiB。音效:取样率×位元深度÷8×声道×秒数。44100×16÷8×2×180=31,752,000 Byte,即 30.28 MiB。
两条公式其实都是“每单位资料量 × 单位数目 ÷ 8(把 bit 变 Byte)”,讲出这个共同骨架,学生就不必死背。

要学生讲:把 1280×720、24-bit 的影像大小算出来(答案 2,764,800 Byte,约 2.64 MiB)。

第三幕:压缩:三种取舍

有损压缩丢掉人耳或人眼不易察觉的资料,换来大幅缩小:180 秒立体声原始 30.28 MiB,128 kbps MP3 只 2.75 MiB,约为原本的 9%,即省 91%。无损压缩(如 FLAC、PNG)可完全还原,但比率通常只有三至五成。取样定理:要保留 20 kHz 就需要至少 40 kHz 取样率;8-bit 色深只有 256 级。

要学生做:同一段录音分别用 64 kbps 与 256 kbps 压缩,讲出哪一个档案较大、为什么。

04 必教题型与步骤

题型 例子 步骤 答案
影像大小 1920×1080、24-bit 阔×高×色深÷8 6,220,800 Byte(5.93 MiB)
音效大小 44.1 kHz、16-bit、立体声、180 秒 取样率×位元深度÷8×声道×秒数 31,752,000 Byte(30.28 MiB)
压缩比 原始 30.28 MiB、MP3 2.75 MiB 压缩后 ÷ 原始 ×100% 9%(省 91%)
取样率 最高频率 20 kHz Nyquist:乘 2 40 kHz
合理性检查(一定要教):合理性检查:压缩后一定比原始小;取样率一定高于最高频率的两倍;色深加倍,档案刚好加倍;分辨率每边加倍,面积变成四倍;12 题对 9 题即 75%,不是 9%。

05 独立练习三题

题目 答案 想观察什么
影像两题 800×600、8-bit/1920×1080、24-bit 有无除 8
音效两题 44.1 kHz 单声道 60 秒/22.05 kHz 立体声 120 秒 有无乘声道与秒数
压缩与取样三题 压缩比、Nyquist、4 GB 可存几多张相 单位是否统一

06 学生常见错误与纠正句

错误 学生通常这样写 导师这样说
kHz 当 Hz 44.1 kHz 写成 44.1 代入 “44.1 kHz=44100 Hz,代入公式一定要用 Hz。”
bit 当 Byte 24-bit 色深写成 24 Byte “色深的 24 系 bit;除以 8 之后才系每像素 3 Byte。”
忘记声道 立体声只用单声道算 “立体声两个声道,资料量要乘 2,算完再除 8。”
有损当无损 答“MP3 可以完全还原” “MP3 系有损,丢了的资料还原不返;要完全还原用 FLAC 或 WAV。”

07 家课建议(直接指到练习卷题号)

08 离场检查(最后 5 分钟)

题目 答案 判定
1920×1080 24-bit 几多 Byte 6,220,800 忘记除 8=重讲第二幕
44.1 kHz 要几多 Hz 代入 44100 答 44.1=重讲第一幕
MP3 系有损定无损 有损,不能完全还原 答无损=重讲第三幕

09 导师常问

用 1000 定 1024?

考试若写明就用题目给的;没写明时,内存与档案大小惯用 1024,网络带宽惯用 1000,答题时写一句假设即可。

字元编码要记几多?

记 ASCII 用 7 位元、常用 8 位元,Unicode 用可变长度(UTF-8 英文 1 Byte、中文通常 3 Byte)就够。

为什么要学 Nyquist?

它解释了为什么 CD 用 44.1 kHz:人耳上限约 20 kHz,取样率要高过两倍才不会失真。

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本页为 TutorZone 导师备课指引,内容由 TutorZone 团队编写;题目与流程为原创,并非任何学校或出版社的教材。

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