为什么只用两种状态
二进制每一位只能取 0 或 1。可以用电路的两种可区分状态来承载它们；这里的 0 和 1 是信息符号。
1.1.1 · 建议 8 分钟
信息怎样变成 0 和 1
从一个像素的亮度开始，经历取样、分等级和编码，认识数字化。
教材定位：纪禄平等《计算机组成原理》第 6 版，1.1.1，第 3—5 页（书内印刷页码）。
学习顺序：无需先修；会比较数的大小即可。
学习顺序：无需先修；会比较数的大小即可。
先读懂，再操作
从这个问题开始：两个状态能表示多少种信息？
从现实信息到数字信息
先取样，再把样本归入有限等级，最后给等级分配编码。本例只观察一个灰度像素，增加位数后可以区分更多亮度。
一位与一字节
一位又称比特，英文 bit；8 位组成 1 字节，英文 byte。n 位可以组成 2 的 n 次方种不同编码。
本页小词典 · 遇到生词可以回来看
- 采样
- 从时间或空间中选取若干点记录信息。
- 量化
- 把样本近似归入有限的等级。
- 编码
- 按约定把等级或对象对应到一串符号。
- 像素
- 数字图像中的一个采样点。
动手观察：信息怎样变成 0 和 1
动态图解 · 分步学习演示范围0～255 滑块近似连续亮度；等间距灰度等级，取最近等级，正好在中点时取较高等级。不模拟图像压缩。
带着问题再试一次
- 把同一亮度分别用 1 位、3 位编码，比较还原亮度。
- 计算：只记录灰度等级，16 个像素、每像素 2 位需要多少字节？（4 字节）
由易到难 · 做完再看解释
分层练习
从基础识记走向理解应用和迁移挑战。选择、填写或先写下自己的解释，答错可以重新尝试。
第 1 层 · 基础
0 / 2 完成认清三个基本概念
先确认位、编码与量化的直接含义。
第 2 层 · 理解
0 / 2 完成把位数和信息量联系起来
根据具体参数计算，并判断量化带来的影响。
第 3 层 · 挑战
0 / 2 完成把方法迁移到新的信息
不只记住图像例子，尝试解释数字化的一般过程。
本节知识清单与课堂延伸
本节还涉及数值、文字、声音、图像等信息的数字化：编码形式相似，解释规则可以不同。
模拟量连续变化，数字编码取离散值。用滑块观察亮度只是入门模型；采样率、声音采样等可在课堂进一步讨论。
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