第一篇：ISO14443 A與B位編碼的總結(jié)

總結(jié)一下14443 TYPEA和TYPEB的bit編碼的一些細節(jié)問題以及對應(yīng)設(shè)計的一些原理。首先，從物理結(jié)構(gòu)來看，一般PCD具有自己的電源供電，來保證正常使用，而PICC作為一張非接觸式的卡片，其驅(qū)動的電源肯定不會自身攜帶，因為這不僅會影響到卡片制作的尺寸，而且會涉及到更換或者充電的操作，會很不方便。根據(jù)電感耦合的原理，只要在PICC中制作特定的集成電路和耦合電路，即可完成當(dāng)PICC進入射頻場時對PICC充能的問題。因為這個原理，會影響到在TYPEA和TYPEB的bit編碼時ASK調(diào)幅深度的一個問題，后面會提到。

PICC的能量問題解決了，下一步是通信的問題。有線通信時，收發(fā)雙方可以根據(jù)電壓的大小或者正負性來定義邏輯“0”和“1”，但是無線通信時，只有一個波形場，要想對通信進行編碼，就需要對這個載波進行調(diào)制。首先看PCD到PICC的調(diào)制，數(shù)字調(diào)制有四種基本形式：振幅鍵控（ASK）、移頻鍵控（FSK）、移相鍵控（PSK）和差分移相鍵控（DPSK），PCD到PICC的通信是通過ASK調(diào)制方式來實現(xiàn)的，不過TYPEA和TYPEB調(diào)制的幅度不同，A類型調(diào)制幅度的深度為100%，B類型調(diào)制幅度的深度為10%。射頻場的工作頻率應(yīng)為13.56MHz±7kHz。

A類型從PCD到PICC的位編碼方式是改進的米勒碼，這種編碼的邏輯“0”和“1”主要是一個bit持續(xù)時間的后半段有無一個短脈沖的區(qū)別（14443協(xié)議稱這個脈沖為“暫?！?，邏輯“0”有特殊情況）。14443協(xié)議規(guī)定的米勒碼是若一個bit 持續(xù)時間的后半段出現(xiàn)“暫?！保褪沁壿嫛?”，為了區(qū)分通信的開始和結(jié)束，“0”會有一些特定序列的規(guī)定：通信開始的第一個bit在持續(xù)時間開始處就應(yīng)該有個“暫?！保绻蟀攵螞]出現(xiàn)“暫?！保f明第一個bit就是“0”，并且后面跟的連續(xù)的“0”都應(yīng)該在bit持續(xù)時間開始處出現(xiàn)“暫?！保粋鬏斶^程中出現(xiàn)多個“0”時，第一個“0”整個bit持續(xù)時間是沒有“暫停”的，但是從第二個“0”開始，bit持續(xù)時間開始處就應(yīng)該有“暫?！?；通信結(jié)束，是“0”再加上一個沒有“暫?！钡腷it持續(xù)時間，通信結(jié)束后的“0”會出現(xiàn)兩種：一種是有效數(shù)據(jù)最后一位是“1”時，這個“0”在整個bit持續(xù)時間內(nèi)是沒有“暫停”的；另一種是有效數(shù)據(jù)最后一位是“0”時，這個“0”在bit持續(xù)時間的開始處有個“暫?！薄Ｔ跊]有信息時是保持一個高幅度的狀態(tài)。

B類型從PCD到PICC的位編碼方式是NRZ-L，一種不歸零碼，有線傳輸中不歸零碼是通過電壓大小判斷的，而這里的NRZ則是通過載波的幅度高低實現(xiàn)的，高幅度為“1”，即沒有調(diào)制的載波，低幅度為“0”，即通過ASK10%調(diào)制過的載波，所以B類型PCD到PICC的bit編碼較簡單。

兩種類型的調(diào)制幅度的深度不同，A類型是ASK100%，B類型時ASK10%，一開始想不明白為什么調(diào)幅深度不一樣，我這兩天通過網(wǎng)上查資料和思考，終于想明白了原因，也是由AB類型的bit編碼方式不同而做這樣設(shè)定的。我之前說PICC能工作時需要被PCD的場充能的，既然要充能，肯定需要一定場強才能充能的。14443協(xié)議中也規(guī)定了未調(diào)制的工作場的值，最小未調(diào)制工作場為Hmin，其值為1.5A/m（rms），最大未調(diào)制工作場為Hmax，其值為7.5A/m（rms）。ASK100%調(diào)制時，在“暫停”狀態(tài)載波場的波幅是小于其初始值的5%的，這時的場強很小，是無法維持對PICC能量的提供的，所以這個狀態(tài)能維持的時間必然小于PICC內(nèi)的電容放電到無法供應(yīng)PICC正常工作的時間，不能過長，太長了PICC內(nèi)電容的能量釋放完無法供應(yīng)PICC工作，PICC就會復(fù)位，相當(dāng)于離開了PCD場，通信會中斷。改進的米勒碼的規(guī)定了“暫?！睜顟B(tài)會出現(xiàn)在“1”、通信開始以及連續(xù)“0”的情況下，根據(jù)改進的彌勒碼規(guī)則我發(fā)現(xiàn)“1”的后面的第一個“0”是不會在一個bit持續(xù)時間的開始處有“暫?！钡?，也就是說不會出現(xiàn)有連續(xù)的兩個“暫?！?，這樣就不會有弱場強維持時間太長而導(dǎo)致的PICC失活的情況出現(xiàn)。B類型的bit編碼方式不同，它是NRZ，即通過高低幅度來判斷邏輯“0”和“1”，如果也使用ASK100%來調(diào)制，當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)多個“0”時會有連續(xù)的低幅波，無法為PICC充能，必然會導(dǎo)致PICC因為能量不足而進入POWER-OFF，即復(fù)位，所以選擇了ASK10%，10%降幅后場的強應(yīng)該要大于等于能為PICC提供正常工作的能量的最小場強強度。

既然ASK10%調(diào)幅既能滿足PICC的充能，又能實現(xiàn)編碼，那為什么A類型不采用這種方式呢？這里A類型相對于B類型的一個優(yōu)點就顯現(xiàn)出來了。上網(wǎng)查資料發(fā)現(xiàn)，當(dāng)調(diào)制的深度越大時，抗干擾的能力就越強，因為深度越大，高低幅的區(qū)別就越明顯，這樣有干擾時的影響就會小，所以A類型PCD到PICC的通信抗干擾能力比B類型的強。

再看PICC到PCD的通信。PICC本身是沒法產(chǎn)生射頻場的，那要怎么與PCD通信呢？有一種叫負載調(diào)制的方法，原理就是PICC通過自身的內(nèi)部電路（應(yīng)該是有個電感線圈之類的東西）對PCD的載波因電感耦合而產(chǎn)生影響，影響PCD載波的幅度，這樣PCD就能檢測到，從而達到通信的目的。其實負載調(diào)制就是PICC對PCD載波的干擾，不過這個干擾是有用的，人為定義過的干擾，PCD檢測到這個干擾就能得到想要的信息。這個負載也是有個固定頻率的，稱為副載波，一個副載波的周期是一個bit持續(xù)時間的1/8。

A類型PICC到PCD通信的位編碼方式是副載波調(diào)制的曼側(cè)斯特碼，調(diào)制方式是一種“開關(guān)鍵控”的方式，規(guī)則也很簡單，載波在一個bit持續(xù)時間內(nèi)的前1/2被副載波調(diào)制，則是“1”，在后1/2被調(diào)制，則是“0”，通信的開始的第一個bit是起始bit，規(guī)定為“1”，通信結(jié)束和沒有信息時整個bit持續(xù)時間內(nèi)是沒有副載波調(diào)制的。也就是說在PCD接受PICC的數(shù)據(jù)時，首先判斷一個bit時間的前半段是否被調(diào)制，一旦被調(diào)制，就做好接收數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，直到整個bit持續(xù)時間沒有被調(diào)制，接收結(jié)束。

B類型PICC到PCD通信的位編碼方式也是NRZ-L，但是調(diào)制方式是BPSK調(diào)制，即移相的方式。位編碼時的初始邏輯電平有個序列，首先在來自PCD的任何命令之后，在保護時間TR0內(nèi)，PICC應(yīng)不生成副載波。TR0應(yīng)大于64/fs。然后，在延遲TR1之前，PICC應(yīng)生成沒有相位躍變的副載波，建立了副載波相位基準(zhǔn)Φ0。TR1應(yīng)大于80/fs。TR0和TR1在以后的幀格式的總結(jié)會談?wù)摗８陛d波的初始相位狀態(tài)Φ0應(yīng)定義為邏輯“1”，從而第一個相位躍變表示從邏輯“1”到邏輯“0”的躍變。這樣邏輯狀態(tài)就是通過副載波的相位基準(zhǔn)來定義。相位為0，即沒有相位越變時，為邏輯“1”，相位越變到180°時，定義為邏輯“0”，至此B類型PICC到PCD的位編碼和調(diào)制就結(jié)束了。

只有bit編碼和調(diào)制設(shè)定好后，才能對幀設(shè)定格式，只有每個bit接收正確，一幀數(shù)據(jù)才會正確，只要有一位錯，就容易導(dǎo)致整個幀出錯（在非關(guān)鍵位置出錯時可以檢驗）。

第二篇：數(shù)字與編碼

《數(shù)字與編碼》教學(xué)設(shè)計

（活動課）

大新縣桃城二小

農(nóng)方燕

教學(xué)內(nèi)容：人教版五年級上冊第七單元數(shù)學(xué)廣角 教學(xué)目標(biāo)：

1、通過探究，使學(xué)生了解身份證編碼的結(jié)構(gòu)和含義，認識到編碼的重要性。

2、通過給自己編學(xué)號，讓學(xué)生親身感受運用所學(xué)知識解決實際問題的過程，感受數(shù)學(xué)與生活的聯(lián)系。

3、培養(yǎng)學(xué)生探索精神，實踐能力。讓學(xué)生在活動中得到表現(xiàn)自我的滿足感。

教學(xué)重點：了解數(shù)字與編碼之間的關(guān)系 教學(xué)難點：怎樣科學(xué)合理地編碼 課前熱身

游戲：老師說兩個數(shù)字，1和2，說到1請男同學(xué)起立，說到2請女同學(xué)起立?？凑l反應(yīng)快！數(shù)字1代表（）數(shù)字2代表（）

一、激趣導(dǎo)入

師：同學(xué)們，請你們猜猜農(nóng)老師多少歲了？（生猜）

其實要知道我的歲數(shù)，只要看我的身份證號碼就行了，（課件示）這是我的身份證號碼，你能從中找到答案嗎？

生：我找到了正確答案，老師今年35歲了！

師：你怎么知道的？

生： 1974、分別是您的出生年份，年是2009年，通過計算應(yīng)該是35歲。

師：看來身份證中這一串的數(shù)字包含著一定的信息，今天我們就來研究身份中的數(shù)字與編碼（板書課題：數(shù)字與編碼）

看了這個課題，你想了解什么？

二、探究交流

1、隨機輸入身份證號碼

師：同學(xué)們帶來自己的身份證號碼了嗎？誰來報一下自己的號碼？（師輸入）同學(xué)們邊看邊想，這些號碼編排有什么規(guī)律？

生報，（提示讀法）師在課件中輸入：女生3人，男生3人{有外地的。姓名，號碼}（用不同顏色區(qū)分男女生）

師：謝謝你們的熱心。

2、了解身份證編碼：

師：觀察這些身份證號碼，你發(fā)現(xiàn)什么？（有18位，前6位相同）

師：前6位的數(shù)字相同，猜想一下可能代表什么意思？

生:（大新縣）

師：你們猜得有一定道理，前6位是——（生答師板書：452130—）

師：前兩位45代表廣西省，21代表南寧地區(qū)，30代表大新縣，我們都是大新人，所以前6位編碼是一樣的。對齊板書：廣西、南寧地區(qū)、大新縣）

（如學(xué)生說到崇左市，可解釋新舊號碼的不同）新地址碼：451424表示廣西崇左市大新縣。

師：第7位往后的數(shù)字各代表什么？誰來說一說？

生說，問：你是怎么知道的？

師根據(jù)生的回答依次板書。

生1：XX是1997年X月X日出生的。師問XX：1997年月日真是你生日嗎？生：是?？磥磉@幾位數(shù)代表的是出生日期，（板書：1997年X月X日）為什么這里有個0？考慮到有十月、十一月、十二月是兩位數(shù)，所以用兩位數(shù)來表示出生的月份，那么不夠兩位的數(shù)的就用（）來（）（占位作用）

生2：我還發(fā)現(xiàn)倒數(shù)第二位男的是單數(shù)，女生是雙數(shù)。

師：他的猜想需要大家來驗證，男孩子們，看一看你的身份證號碼倒數(shù)第二位，是不是都是單數(shù)呢？女孩子們的呢？是什么數(shù)？

師：沒錯！這位數(shù)字就是性別碼，是按入戶口的順序編碼的，那一天出生的人是不是只有他一個？（不是，可能有上百個）那怎么給同一天出生的人編身份證號碼呢？戶籍人員就按去入戶的順序給第一個男孩子編001號，第二個男孩子編003號，依次排下去。單數(shù)分配給男性，雙數(shù)分配給女性。即使是同時出生的雙胞胎，他們的身份證號碼也會（不同），每個人對應(yīng)（一個號碼。）（唯一性）

師：這最后一位，也就是第18位數(shù)字是校驗碼，是個人信息碼，是電腦按一定的公式計算出來的，用來檢驗身份證的正確性。

如果計算的結(jié)果是10，就用羅馬數(shù)字來表示，為什么不用10表示呢？（統(tǒng)一位數(shù)）

3、生說一說自己身份證上的編碼信息

師：了解了身份證號碼的編碼信息，現(xiàn)在你能把XX身份證號碼代表的信息說一說嗎？（全班說）

把你自己身份證編碼表示的意思說給同桌聽。（同桌交流）一生說自己的身份證編碼的信息.師問：身份證號碼所要表達的意思既然可以用文字表達，為什么還要用數(shù)字編碼來表示呢？（如果照你剛才所說的信息，能不能就用這么一小塊地方就夠?qū)懥四?？{手比劃身份證位置}

生：不夠

師：用數(shù)字表示怎么樣？（簡明，科學(xué)，方便管理）是啊，這么幾個簡單的數(shù)字就可以反映出這么多的信息，非常簡明，科學(xué)，這就是編碼的優(yōu)越性。

4、重要性：

你們知道在哪些地方要用到身份證嗎？（坐飛機、開戶，更改密碼，住宿等。）師：身份證是我國目前法定的個人身份證件，它非常重要。所以不能亂借給別人用。等大家年滿十六歲了，就可以領(lǐng)取居民身份證。好期待吧？

二、展示生活中的編碼

數(shù)字與編碼和們的生活息息相關(guān)，你們還知道有哪些編碼？（生舉例。）老師也收集了一些，同學(xué)們一起來看看，可以大聲說出來。（師出示課件：學(xué)校的電話號碼、郵編、門牌、車牌號、商品條形碼、運動員號碼、圖書檢索碼、音符、）師：你們會唱嗎？師：還有這么動聽的數(shù)字編碼，真神奇?。◤V泛性）

三、知識運用，拓展思維。

數(shù)字編碼用處這么大，同學(xué)們想不想來體驗一下編碼的樂趣？（示課件）

1、編學(xué)號

為了規(guī)范化管理，桃城二小將要給每個學(xué)生編排學(xué)號，張校長向同學(xué)們征集方案，同學(xué)們愿意接受幫學(xué)校這個忙嗎？

①（交流）師：你們認為學(xué)號編碼應(yīng)該反映哪些方面的信息？（小組討論）

師提問：你們小組怎么想？

生：反映哪個學(xué)校、哪個班級、第幾個學(xué)生、男生還是女生）②課件出示學(xué)號編碼要求：

問：有什么困難嗎？學(xué)校的代碼是002）

1、通過這個學(xué)號能看出你是哪個年級哪個班級第幾個學(xué)生；

2、學(xué)號能體現(xiàn)出是男生還是女生；

3、能保證這個學(xué)號從一年級使用到六年級一直不變。

③生自己試編，放音樂。

大新縣桃城鎮(zhèn)第二小學(xué)

照片：

學(xué)號：

學(xué)會做人，學(xué)會學(xué)習(xí)。

④生報自己編的學(xué)號，（投影展示，選其中兩個不同的，說一說你為什么這么編？）。

師：比較哪個更科學(xué)合理，為什么？想想看，你的學(xué)號可能和別人的一樣嗎？你用了這個號碼，別人還能用嗎？

師：那么，全校的學(xué)生編號可以怎么編？

2、你能幫老師找到他的家嗎？

農(nóng)老師想到趙毅龍同學(xué)家進行家訪，他家住在環(huán)境優(yōu)美的陶然居小區(qū)，那里高樓林立。老師只知道他家的門牌號是3014號，根據(jù)這個門牌號，農(nóng)老師該怎么走，才能找到他的家呢？

3、桃城二小新建的明德教學(xué)樓，一共5層，每層4間教室，你能給這20間教室編門牌號嗎？

四、總結(jié) 今天我們一起學(xué)習(xí)了數(shù)字與編碼，你覺得生活中用數(shù)字來編碼有什么好處呢？

生活中的編碼你還了解哪些？誰能解釋給同學(xué)們聽？

師：從2006年1月1日始出生的大新縣居民，身份證的地址碼將是：451424，五、課外作業(yè)：請每個同學(xué)回家把爸爸媽媽身份證上的信息解釋給他們聽。

板書設(shè)計：

數(shù)字與編碼

身份證號碼：

21 30 19970112 005 7

地址碼

出生日期碼

性別碼 校驗碼

廣西南寧地區(qū)大新縣 1997年1月12日生

男性

第三篇：數(shù)字與編碼

《數(shù)字與編碼》教學(xué)設(shè)計

紹興縣鑒湖小學(xué) 張盈菲

教學(xué)內(nèi)容：人教版小學(xué)數(shù)學(xué)五上P111---115數(shù)學(xué)廣角。教學(xué)目標(biāo)：

1．通過生活中的事例，使學(xué)生初步體會理解生活中數(shù)字編碼蘊含的意義。（理解意義）

2．體會數(shù)字編碼在日常生活中的廣泛應(yīng)用，體會數(shù)字編碼的優(yōu)越性。（體會作用）

3．讓學(xué)生通過觀察、比較、猜測來探索數(shù)字編碼的簡單方法，學(xué)會用數(shù)進行編碼，初步培養(yǎng)抽象、概括能力。（學(xué)會編碼）教學(xué)重點：

理解生活中數(shù)字編碼的意義，學(xué)會簡單的數(shù)字編碼 教學(xué)難點：

體會數(shù)字編碼的優(yōu)越性 教學(xué)準(zhǔn)備：

課前調(diào)查爺爺、奶奶、爸爸、媽媽和自己的身份證號碼。設(shè)計思路：

《數(shù)字與編碼》是五上數(shù)學(xué)廣角中的一節(jié)實踐活動課，主要是向?qū)W生滲透一些重要的數(shù)學(xué)思想方法，是通過日常生活中的一些事例，使學(xué)生初步體會數(shù)字編碼方法在解決實際問題中的應(yīng)用，并通過觀察、比較、猜測來探索數(shù)字編碼的簡單方法，讓學(xué)生學(xué)會運用數(shù)字進行編碼，初步培養(yǎng)學(xué)生的抽象、概括能力?！稑?biāo)準(zhǔn)》中指出，第二學(xué)段要讓學(xué)生“進一步體會數(shù)在日常生活中的作用，會運用數(shù)表示事物，并能進行交流”。本節(jié)課就是在學(xué)生的生活經(jīng)驗和已有知識的基礎(chǔ)上，進一步體會數(shù)字編碼在日常生活中的應(yīng)用，并通過實踐活動進行簡單的數(shù)字編碼，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力。

教學(xué)中，我選擇了以身份編碼這一內(nèi)容為載體來引導(dǎo)學(xué)生認識數(shù)字編碼，其理由是：我覺得身份證編碼所體現(xiàn)的信息量更大，內(nèi)容也更接近于學(xué)生的生活，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也更為濃厚；因為，對于此塊內(nèi)容的學(xué)習(xí)，教師花了較得的筆墨。而教材安排的第一課時郵政編碼，這其實只是一個地址碼，更具體的說，它更是一個機器識別碼（便于郵局管理），在一般情況下，人們也并不常記于心。所以我也只是讓學(xué)生作了解。但整個重心還是依托生活情境努力體現(xiàn)編碼所蘊含的數(shù)學(xué)思想與方法。過程預(yù)設(shè)：

一、研究編碼規(guī)則

1、確定研究對象

同學(xué)們，你們知道我是誰嗎？

看看下列信息中描述的哪一條不是我，哪一個可能是我？說說你的判斷理由。

既然有這么多個同姓名的人，那怎樣才能斷定一個人的身份呢？ 身份證能確定一個人的身份，平時什么地方需要出示身份證？

2、研究身份證

①猜一猜身份證的主人。

課前老師讓大家收集了爺爺、奶奶、爸爸、媽媽的身份證號碼，誰能任意報一個，老師就能猜出是誰的？

想想老師為什么猜得這么準(zhǔn)？ ②比一比，議一議。出示老師的身份證號碼

如果讓你來研究，一個身份證號碼夠嗎？

把小組成員收集的身份證號碼放一起研究討論。身份證號碼是如何編制的？這些數(shù)字能反映出哪些信息？（小組討論研究）

③交流總結(jié)。

通過剛才的研究討論，你們發(fā)現(xiàn)了什么？ 根據(jù)學(xué)生的回答總結(jié)：

都有18位數(shù)字組成。有沒有不是18位的身份證號碼？

你們是用什么方法發(fā)現(xiàn)的？當(dāng)大量的數(shù)據(jù)材料放在我們面前時，比較是一種很好的方法。

身份證的前六位是“地址碼”。

大多數(shù)同學(xué)收集的身份證號碼開頭都是330621，但也有些同學(xué)收集的號碼不是330621開頭的。這是為什么呢？

前兩位數(shù)字表示省、直轄市、自治區(qū)。老師身份證中的33表示？ 第3、4位數(shù)字表示市、地區(qū)。06表示？ 第5、6位數(shù)字表示縣、區(qū)。21表示？

第7～14位數(shù)字表示出生日期。老師的出生日期是？

老師出生日期中的06什么意思？6月出生為什么不用6要用06呢？0在這起到了什么作用？

地區(qū)有了，出生日期有了如果身份證號碼就編到這，你認為可以嗎？ 第15～17位數(shù)字表示順序號。第17位數(shù)字單數(shù)給男性，雙數(shù)給女性。如：老師的第15～17位數(shù)字？

第18位數(shù)字表示校驗碼。根據(jù)一個特定的公式計算出來，并且一定是在0～9以及羅馬數(shù)字X這11個數(shù)字中產(chǎn)生。

想一想為什么不用阿拉伯?dāng)?shù)字10而要用羅馬數(shù)字X呢？

現(xiàn)在老師在猜你家里人號碼的奧秘你知道了嗎？第一根據(jù)出生日期來判斷年齡，再根據(jù)第17位數(shù)字來判斷性別。

3、運用研究成果

這里有四個身份證號碼分別是：我的爸爸、媽媽、弟弟和一個遠房親戚，誰能幫我確認一定主人嗎？

***462 ***415

***21X ***161

小結(jié)：生日前面會多1個0，校驗碼用羅馬數(shù)X減了一個0，這都是因為同類編碼一般情況下位數(shù)是相同的，也是編碼規(guī)范性的體現(xiàn)。

4、預(yù)示未來身份證

身份證里加入身高、體重、鞋碼、褲長、血型、民族等等，行嗎？ 如：身高163，體重95，鞋碼37，血型10，民族01 為什么不行？

（身高和體重鞋碼都有可能發(fā)生變化，不準(zhǔn)確。）

5、體會生活中的編碼：家用電器型號；門牌號、信用卡號；車牌號、運動員競賽編號??

二、嘗試編碼。

1、某賓館有一裝2層的客房大樓，每層都有20個房間，你認為賓館應(yīng)該怎樣為房間編號才能使旅客一拿到房間號就明白自己房間的位置？試著給大樓的房間編號。

2、看警察破案的故事。尋找出現(xiàn)哪些對破案有幫助的編碼。體會編碼在生活中的作用。

三、課堂小結(jié)。

通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你有哪些收獲？

第四篇：數(shù)字與編碼

《數(shù)字與編碼》教學(xué)設(shè)計

楊文秀

教學(xué)內(nèi)容： P114～P115以及相應(yīng)的練習(xí)。教學(xué)目標(biāo)：

1、掌握身份證的一些常識及其編碼的科學(xué)性，使學(xué)生初步體會數(shù)字編碼思想在解決實際問題中的應(yīng)用。

2、通過觀察、比較、猜測來探索數(shù)字編碼的簡單方法，解決簡單的實際問題，培養(yǎng)學(xué)生探索知識的興趣和解決實際問題的能力。

3、感受到數(shù)學(xué)與生活的密切聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)編碼、應(yīng)用編碼的意識。

4、使學(xué)生在數(shù)學(xué)活動中養(yǎng)成與人合作的良好習(xí)慣，初步學(xué)會表達和交流解決問題的過程和結(jié)果。教學(xué)重點：探索身份證編碼的特點。教學(xué)難點：學(xué)會數(shù)字編碼的基本方法。教學(xué)具準(zhǔn)備：

1、翻看戶口簿上自己的身份證號碼是多少？

2、了解父母的身份證號碼并了解身份證號碼是怎樣組成的？

3、師準(zhǔn)備一張身份證。

一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入

前面我們已學(xué)過郵政編碼，知道了郵政編碼的一些法則，今天我們繼續(xù)研究數(shù)字與編碼。

二、授授課

1、自學(xué)課本114頁內(nèi)容，你從中知道了什么？

2、你能根據(jù)你所知道的說出老師的生日嗎？能算出老師的年齡嗎?（出示教師的身份證）

3、根據(jù)身份證號你還能得到什么信息?總結(jié)身份證的結(jié)構(gòu)組成。根據(jù)身份證號你還能得到什么信息?***724表示省份直轄市自治區(qū)表示所在的城市表示所在的縣區(qū)表示出生的年月日表示所在地派出所的代碼表示性別表示個人的信息碼***表示省份直轄市自治區(qū)表示所在的城市表示所在的縣區(qū)表示出生的年月日表示所在地派出所的代碼表示性別

4、解說身份證的具體含義;3401 21 1981 0222 67 2 4 ? 前面3401是安徽省合肥地區(qū)的編碼 表示戶籍在合肥地區(qū) ?

是長豐縣地區(qū)的編碼 意思是長豐縣人士....舊身份證號的結(jié)構(gòu):身份證有15位（舊）和18位（新）之分，新增加的在第7、8、18位上。....?

1981 為出生年 老身份證有的是81,前面省去19的 ?

0222 表示這個身份證上的人是2月22號出生的 ? 67 下塘派出所 ? 2表示性別 ? 4表示驗證碼

5、溫馨提示：

身份證是我國目前唯一的法定個人身份證件，將來要注意妥善保管好自己的身份證，不要隨意借給他人使用。

三、鞏固練習(xí)

1、小馬虎的難題

“小馬虎”在課前收集了爺爺、爸爸、媽媽和弟弟四個人的身份證號碼，但是不記得這四個號碼分別是誰的了，你們能幫幫他嗎？同學(xué)們，請你幫忙連一連吧！

2、19940101043x ***506073318 ***161 ***412

爺爺 爸爸 媽媽 弟弟

拓展設(shè)計：你能根據(jù)要求編寫號碼嗎？

設(shè)計我們班或我們學(xué)校的同學(xué)的學(xué)號，使別人能看清你是哪年入學(xué)哪個年級幾班幾號的同學(xué)，是男生還是女生。

探究編學(xué)號: 1.可按入學(xué)年號編:如2007001 2.可按班級編:如5201 3.可按性別編:如用1表示男

01；

用2表示女

01 4.可將上述方法綜合編號:如07 52 1 01

四、總結(jié)回顧

1.這節(jié)課學(xué)習(xí)了什么知識？還了解到哪些相關(guān)的數(shù)字與編碼的知識？

2.你都有哪些收獲或體會？

3.你還有想繼續(xù)探索或需要幫助解決的問題嗎？

五、實踐作業(yè): 1.課后繼續(xù)調(diào)查收集生活中

應(yīng)用數(shù)字與編碼的事例.

第五篇：信息論與編碼

信息論與編碼的應(yīng)用

信息論是信息科學(xué)的主要理論基礎(chǔ)之一，它是在長期通信工程實踐和理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。信息論是應(yīng)用概率論、隨機過程和數(shù)理統(tǒng)計和近代代數(shù)等方法，來研究信息的存儲、傳輸和處理中一般規(guī)律的學(xué)科。它的主要目的是提高通信系統(tǒng)的可靠性、有效性和安全性，以便達到系統(tǒng)的最優(yōu)化。編碼理論與信息論緊密關(guān)聯(lián)，它以信息論基本原理為理論依據(jù)，研究編碼和譯碼的理論知識和實現(xiàn)方法?！娟P(guān)鍵詞】信息論 電子信息工程 通信 網(wǎng)絡(luò)

一、信息論應(yīng)用

人類社會的生存和發(fā)展無時不刻都離不開信息的獲取、傳遞、再生、控制和利用。信息論正式一門把信息作為研究對象的科學(xué)，以揭示信息的本質(zhì)特性和規(guī)律為基礎(chǔ)，應(yīng)用概率論。隨機過程和樹立統(tǒng)計等方法來研究信息的存儲、傳輸、處理、控制和利用。它主要研究如何提高信息系統(tǒng)的可靠性、有效性、保密性和認證性，以使信息系統(tǒng)最優(yōu)化。許多 科學(xué)技術(shù)問題（如無線電通訊、電視、遙測、圖像和聲音識別等）都必須以信息論為理論指 導(dǎo)才能很好地解決。信息論的研究對象又可以是廣義的信息傳輸和信息處理系統(tǒng)。從最普通 的電報、電話、傳真、電視、雷達、聲納, 一直到各類生物神經(jīng)的感知系統(tǒng), 以及大到人類社會系統(tǒng),可以用同一的信息論觀點加以闡述, 都可以概括成某種隨機過程或統(tǒng)計學(xué)的數(shù)學(xué)模型加以深入研究。例如信息論在一下幾個方面都得到了廣泛的應(yīng)用。

信息論在數(shù)據(jù)壓縮理論中的應(yīng)用

數(shù)據(jù)壓縮的主要目的是力求用最少的數(shù)據(jù)表示信源所發(fā)出的信號，使信號占用的存儲空間盡可能小，以達到提高信息傳輸速度的目的。數(shù)據(jù)壓縮在近代信息處理問題中有大量的應(yīng)用，無論在數(shù)據(jù)存儲或傳送中，通過數(shù)據(jù)壓縮不僅可以大大節(jié)省資源利用的成本，而且把一些原來無實用意義的技術(shù)，如多媒體技術(shù)中的一些問題，達到具有實用意義的標(biāo)準(zhǔn)。

數(shù)據(jù)壓縮作為信息論研究中的一項內(nèi)容，主要是有關(guān)數(shù)據(jù)壓縮比和各種編碼方法的研究，即按某種方法對源數(shù)據(jù)流進行編碼，使得經(jīng)過編碼的數(shù)據(jù)流比原數(shù)據(jù)流占有較少的空間。其中基于符號頻率統(tǒng)計的哈夫曼編碼效率高，運算速度快，實現(xiàn)方式靈活，使得其在數(shù)據(jù)壓縮領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的不斷完善是依靠在信息論這門學(xué)科的成長上的，信息能否被壓縮以及能在多大程度上被壓縮與信息的不確定性有直接的關(guān)系，人工智能技術(shù)將會對數(shù)據(jù)壓縮的未來產(chǎn)生重大影響。

信息論在密碼學(xué)中的應(yīng)用

密碼學(xué)是研究編制密碼和破譯密碼的技術(shù)科學(xué)。從傳統(tǒng)意義上來說，密碼學(xué)是研究如何把信息轉(zhuǎn)換成一種隱蔽的方式并阻止其他人得到它。密碼術(shù)的研究和應(yīng)用雖有很長的歷史，但在信息論誕生之前，它還沒有系統(tǒng)的理論，直到香農(nóng)發(fā)表的保密通信的信息理論一文，為密碼學(xué)確立了一系列的基本原則與指標(biāo)，如加密運算中的完全性、剩余度等指標(biāo)，它們與信息的度量有著密切相關(guān)。之后才產(chǎn)生了基于信息論的密碼學(xué)理論，所以說信息論與密碼學(xué)的關(guān)系十分密切。

近代密碼學(xué)由于數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)與公鑰體制的出現(xiàn)與應(yīng)用，使近代密碼學(xué)所涉及的范圍有了極大的發(fā)展，尤其是在網(wǎng)絡(luò)認證方面得到廣泛應(yīng)用，但其中的安全性原理與測量標(biāo)準(zhǔn)仍未脫離香農(nóng)保密系統(tǒng)所規(guī)定的要求，多種加密函數(shù)的構(gòu)造，如相關(guān)免疫函數(shù)的構(gòu)造仍以香農(nóng)的完善保密性為基礎(chǔ)

信息論在數(shù)字移動通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

數(shù)字移動通信系統(tǒng)主要包含編碼和譯碼兩種技術(shù)。移動信道是最復(fù)雜的一種信道，為了保證在不利的條件下接受信號的傳輸質(zhì)量，就必須采用各種抗衰落技術(shù)和數(shù)字傳輸技術(shù)，如分集技術(shù)、擴頻技術(shù)、均衡、交織和糾錯編碼等。信息論在統(tǒng)計中的應(yīng)用

信息論在統(tǒng)計中的應(yīng)用一般指信息量在統(tǒng)計中的應(yīng)用，也有編碼定理與碼結(jié)構(gòu)在統(tǒng)計中的應(yīng)用等問題。由于統(tǒng)計學(xué)研究的問題日趨復(fù)雜，如統(tǒng)計模型從線性到非線性，統(tǒng)計分布從單一分布到混合分布，因此信息量在統(tǒng)計中的作用日趨重要，在許多問題中以信息量作為它們的基本度量 [2]。

在統(tǒng)計領(lǐng)域里，統(tǒng)計計算技術(shù)近年來發(fā)展很快，它使許多統(tǒng)計方法，尤其是Bayes統(tǒng)計得到廣泛的運用。信息與統(tǒng)計相結(jié)合的其他典型問題還很多，如假設(shè)檢驗中的兩類誤差估計問題，試驗設(shè)計問題，信息量在有效估計中的應(yīng)用問題等，這些問題已使信息論與統(tǒng)計學(xué)想成相互推動發(fā)展的局面。

編碼技術(shù)在調(diào)制解調(diào)技術(shù)中的應(yīng)用

在上個世紀(jì)80到90年代，信息編碼理論應(yīng)用的兩項重大成果是：調(diào)制解調(diào)理論及數(shù)據(jù)壓縮理論在多媒體技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。調(diào)制解調(diào)碼的出現(xiàn)從根本上改變了數(shù)據(jù)通信的狀況，使調(diào)制解調(diào)碼通信速度從原來的1200bit/s逐步增加到30000bit/s。我們可以簡單計算得知，調(diào)制解調(diào)碼大大提高了數(shù)據(jù)傳輸速度，提高了25倍，從而使現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)通信成為實用性的技術(shù)。

編碼技術(shù)在快速通信領(lǐng)域中的應(yīng)用

編碼理論在快速通信技術(shù)中已得到了大量的應(yīng)用，通信技術(shù)已從低速向高速發(fā)展，通信手段正向微波、衛(wèi)星等方向發(fā)展，因此誤差干擾問題突現(xiàn)出來，利用糾錯碼可大大降低通信中的差錯率。在20世紀(jì)70到80年代的代數(shù)碼，如BCH碼、R-S碼等為克服誤差干擾發(fā)揮了重要作用，成為通信工程不可缺少的一個組成部分。

3.7信息論在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用

現(xiàn)今時代信息科學(xué)飛速發(fā)展，信息論已跨越了通信領(lǐng)域，在其他領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。信息論不僅在計算機、自動控制等方面突現(xiàn)作用，還開始涉及到物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、醫(yī)學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、人類學(xué)、語言學(xué)、統(tǒng)計學(xué)和管理學(xué)等學(xué)科。

比如信息論在水資源系統(tǒng)工程中可以利用信息論的方法建立模型推到降水、儲水量等分布的問題。在建筑工程故障診斷中信息論也得到了應(yīng)用，它用熵的概念對所測量的數(shù)據(jù)進行處理和誤差分析。另外，信息論也能在作戰(zhàn)效能評估中得到應(yīng)用研究，我們可以從信息的不確定性著手評估其作戰(zhàn)效能。我們不難看出，信息論在很多領(lǐng)域都有所應(yīng)用。

結(jié) 論

信息是自從人類出現(xiàn)以來就存在于這個世界上了，天地萬物，飛禽走獸，以及人類的生存方式都離不開信息的產(chǎn)生和傳播。信息論方法具有普遍的適用性，因此可以把課上學(xué)習(xí)的內(nèi)容和我們的日常生活緊密結(jié)合起來，從而提高學(xué)習(xí)的興趣。例如，在學(xué)習(xí)多符號離散信源時，可以和日常生活中大家在電視上見到的搖獎場面聯(lián)系起來。一臺簡單的搖獎機，從十個號碼球中搖出一個數(shù)字號碼，可以看作一個單符號離散信源，它有十個符號，從0至9。如果需要搖出七位數(shù)的體育彩票號碼，這可以看成是一個多符號信源，一次同時發(fā)出七個符號，而且是單符號離散信源的7次擴展。又如，在學(xué)習(xí)漢明距離時，可以和英語學(xué)習(xí)聯(lián)系起來。在英語中拼寫非常接近的單詞很容易混淆或者拼寫錯誤，用信息論的觀點來看就是兩個碼字的漢明距離（不同位的個數(shù)）太小，因此抗干擾的能力差。

由于信息論方法具有相當(dāng)普遍的意義和價值，因此在計算機科學(xué)、人工智能、語言學(xué)、基因工程、神經(jīng)解剖學(xué)甚至金融投資學(xué)等眾多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，信息論促進了這些學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展，同時也促進了整個社會經(jīng)濟的發(fā)展。人們已經(jīng)開始利用信息論的方法來探索系統(tǒng)的存在方式和運動變化的規(guī)律，信息論已經(jīng)成為認識世界和改造世界的手段，信息論對哲學(xué)領(lǐng)域也有深遠的影響。由此可見，《信息論與編碼》的課程對我們至關(guān)重要！

參考文獻

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