Презентация на тему "Информация. Дискретное представление информации"

ИНФОРМАЦИЯ. ИЗМЕРЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ. ДИСКРЕТНОЕ (ЦИФРОВОЕ ) ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ.

Информация — сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые воспринимают информационные системы (живые организмы, управляющие машины и др.) в процессе жизнедеятельности и работы.

Виды информации

( в смысле науки информатики )

• Текстовая - Числовая - Графическая - Видеоинформация

Мультимедийная

Свойства информации

Информация должна быть

• объективной (не зависящей от чьего-либо мнения) понятной (английский язык?) полезной (получатель решает свои задачи) достоверной (правильной) дезинформация, помехи, слухи, актуальной – должна быть важна в данный момент ( погода, землетрясение) устаревшая, ненужная полной (достаточной для принятия правильного решения)
• объективной (не зависящей от чьего-либо мнения)
• понятной (английский язык?)
• полезной (получатель решает свои задачи)
• достоверной (правильной) дезинформация, помехи, слухи,
• актуальной – должна быть важна в данный момент ( погода, землетрясение) устаревшая, ненужная
• полной (достаточной для принятия правильного решения)

Кодирование информации

Кодирование – это запись информации с помощью некоторой знаковой системы (языка).

?

Зачем кодируют информацию?

кодирование

И нформаци я перед ается , обраб атывается и хран ится в виде кодов .

данные (код)

10101001010

передача

данные (код)

11111100010

борьба с помехами (специальные способы кодирования)

передача

обработка

хранение

В компьютерах используются следующие единицы измерения информации: 1 б (1 байт), 1 Кб (1 килобайт или часто просто 1 К), 1 Мб (1 мегабайт или часто просто 1 М), 1 Гб (1 гигабайт).

  Между ними существуют следующие соотношения:

1 байт (bytе) = 8 бит

1 Кб (килобайт) = 1024 байта

1 Мб (мегабайт) = 1024 Кб

1 Гб (гигабайт) = 1024 Мб

1 Тб (терабайт) = 1024 Гб

1 Пб (петабайт) = 1024 Тб

Кодирование информации

Кодирование и декодирование

Код — система условных знаков (символов) для передачи, обработки и хранения информации(со общения).

Кодирование — процесс представления информации (сообщения) в виде кода.

В памяти компьютера любая информация кодируется с помощью двоичного алфавита, содержащего всего два символа: 0 и1.

Декодирование - процесс обратного преобразования кода к форме исходной символьной системы

Первый телеграф

изобретенный в 1837 году

американцем Сэмюэлем Морзе.

Телеграфное сообщение — это последовательность электрических сигналов, передаваемая от одного телеграфного аппарата по проводам к другому телеграфному аппарату.

Информация кодируется тремя «буквами»: длинный сигнал (тире), короткий сигнал (точка) и отсутствие сигнала (пауза) для разделения букв.

Самым знаменитым телеграфным сообщением является сигнал бедствия " SOS " (Save Our Souls - спасите наши души).

Вот как он выглядит: « • • • – – – • • • »

Азбука Морзе

A

Б

• −

− • • •

И

В

• − −

Й

Г

• •

− − •

• − − −

К

Д

P

С

− • •

• − •

Л

− • −

Е

• • •

•

• − • •

Ш

М

Т

Ж

− −

H

З

− − − −

• • • −

У

Щ

−

• • −

− − • −

− − • •

− •

Ъ

Ф

О

• − − • − •

П

Х

• • − •

− − −

Ь

• − − •

− • • −

• • • •

Ц

Ы

− • − •

Э

− • − −

Ч

• • − • •

− − − •

Ю

• • − −

Я

• − • −

Азбука Морзе

1

• − − − −

2

• • − − −

3

9

4

• • • − −

0

− − − − •

− − − − −

• • • • −

Точка

5

6

• • • • • •

Запятая

• • • • •

• • • •

• − • − • −

/

7

− • • − •

?

− − • • •

8

• • − − • •

− − − • •

!

− − • • − −

@

• − − • − •

Первый беспроводной телеграф (радиоприемник)

1895 год - российский ученый

Александр Степанович Попов

Этот прибор считается первым в мире аппаратом беспроводной телеграфии , радиоприемником .

Телеграфный аппарат Бодо

В честь Бодо была названа единица скорости передачи информации — бод.

Двоичное кодирование в компьютере

Вся информация, которую обрабатывает компьютер должна быть представлена двоичным кодом с помощью двух цифр: 0 и 1 .

0 – отсутствие электрического сигнала;

1 – наличие электрического сигнала.

Привет! 1001011

Двоичное кодирование текстовой информации

Двоичное кодирование текстовой информации

Кодирование заключается в том, что каждому символу ставиться в соответствие уникальный двоичный код от 00000000 до 11111111 (или десятичный код от 0 до 255).

Таблица кодировки

Для разных типов ЭВМ используются различные кодировки. С распространением IBM PC международным стандартом стала таблица кодировки ASCII ( A merican S tandart C ode for I nformation I nterchange) – Американский стандартный код для информационного обмена.

Таблица кодировки ASCII

Строки от 0 (00000000) до 127 (0111111). – стандартные для любой страны. Сюда входят буква латинского алфавита, цифры, знаки препинания, скобки и некоторые другие символы.

Остальные 128 строк - используются в разных вариантах. В русских кодировках размещаются символы русского алфавита.

В настоящее время существует 5 разных кодовых таблиц для русских букв (КОИ8, СР1251 , СР866, Mac, ISO).

В настоящее время получил широкое распространение новый международный стандарт Unicode , который отводит на каждый символ два байта. С его помощью можно закодировать 65536 (2 16 = 65536 ) различных символов.

Таблица

расширенного

кода ASCII

Кодировка

Windows-1251 (CP1251)

Информационный объем текста

Сегодня очень многие люди для подготовки писем, документов, статей, книг и пр. используют компьютерные текстовые редакторы . Компьютерные редакторы, в основном, работают с алфавитом размером 256 символов .

В этом случае легко подсчитать объем информации в тексте. Если 1 символ алфавита несет 1 байт информации , то надо просто сосчитать количество символов; полученное число даст информационный объем текста в байтах.

Пусть небольшая книжка, сделанная с помощью компьютера, содержит 150 страниц; на каждой странице — 40 строк, в каждой строке — 60 символов. Значит страница содержит 40x60=2400 байт информации. Объем всей информации в книге: 2400 х 150 = 360 000 байт.

Двоичное кодирование графической информации

Виды компьютерных изображений

Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно двумя способами – как растровое или как векторное изображение. Для каждого типа изображений используется свой способ кодирования.

Кодирование растровых изображений

Растровое изображение представляет собой совокупность точек (пикселей) разных цветов. Пиксель - минимальный участок изображения, цвет которого можно задать независимым образом.

Качество изображения зависит от количества точек (чем меньше размер точки и, соответственно, больше их количество, тем лучше качество) и количества используемых цветов (чем больше цветов, тем качественнее кодируется изображение).

Цветовые модели

Для представления цвета в виде числового кода используются две обратных друг другу цветовые модели: RGB или CMYK.

• Модель RGB используется в телевизорах, мониторах, проекторах, сканерах, цифровых фотоаппаратах… Основные цвета в этой модели: красный ( R ed ), зеленый ( G reen ), синий ( B lue ).
• Цветовая модель CMYK используется в полиграфии при формировании изображений, предназначенных для печати на бумаге.

Цветовая модель RGB

Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета, которая задается количеством битов, используемых для кодирования цвета точки.

Если кодировать цвет одной точки изображения тремя битами (по одному биту на каждый цвет RGB), то мы получим все восемь различных цветов.

True Color

На практике же, для сохранения информации о цвете каждой точки цветного изображения в модели RGB обычно отводится 3 байта (т.е. 24 бита) - по 1 байту (т.е. по 8 бит) под значение цвета каждой составляющей.

Таким образом, каждая RGB-составляющая может принимать значение в диапазоне от 0 до 255 (всего 2 8 =256 значений), а каждая точка изображения, при такой системе кодирования может быть окрашена в один из 16 777 216 цветов.

Такой набор цветов принято называть True Color (правдивые цвета), потому что человеческий глаз все равно не в состоянии различить большего разнообразия.

Вычислим объем видеопамяти

Для того чтобы на экране монитора формировалось изображение, информация о каждой точке (код цвета точки) должна храниться в видеопамяти компьютера.

Рассчитаем необходимый объем видеопамяти для одного из графических режимов.

В современных компьютерах разрешение экрана обычно составляет 1280х1024 точек. Т.е. всего 1280 * 1024 = 1310720 точек.

При глубине цвета 32 бита на точку необходимый объем видеопамяти: 32 *1310720 = 41943040 бит = 5242880 байт = 5120 Кб = 5 Мб.

Кодирование векторных изображений

Векторное изображение представляет собой совокупность графических примитивов (точка, отрезок, эллипс…). Каждый примитив описывается математическими формулами. Кодирование зависти от прикладной среды.

Достоинством векторной графики является то, что файлы, хранящие векторные графические изображения, имеют сравнительно небольшой объем.

Важно также, что векторные графические изображения могут быть увеличены или уменьшены без потери качества.

Графические форматы файлов

Форматы графических файлов определяют способ хранения информации в файле (растровый или векторный), а также форму хранения информации (используемый алгоритм сжатия).

Наиболее популярные растровые форматы:

• BMP
• GIF
• JPEG
• TIFF
• PNG

Двоичное кодирование звука. Представление видеоинформации

Временная дискретизация звука

В процессе кодирования звукового сигнала производится его временная дискретизация – непрерывная волна разбивается на отдельные маленькие временные участки и для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды.

Таким образом непрерывная зависимость амплитуды сигнала от времени заменяется на дискретную последовательность уровней громкости.

Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации.

Частота дискретизации – количество измерений уровня сигнала в единицу времени.

Количество уровней громкости определяет глубину кодирования. Современные звуковые карты обеспечивают 16-битную глубину кодирования звука. При этом количество уровней громкости равно N = 2 I = 2 16 = 65536.

Представление видеоинформации

Что представляет собой фильм с точки зрения информатики? Прежде всего, это сочетание звуковой и графической информации . Кроме того, для создания на экране эффекта движения используется дискретная по своей сути технология быстрой смены статических картинок. Исследования показали, что если за одну секунду сменяется более 10-12 кадров, то человеческий глаз воспринимает изменения на них как непрерывные.

Некоторые форматы видеофайлов

• AVI (Audio Video Interleave – чередование аудио и видео).
• мультимедийный формат Quick Time , первоначально возникший на компьютерах Apple.
• MPEG (Motion Picture Expert Group). Применены методы сжатия информации
• Большее распространение получила технология под названием DivX (Digital Video Express). Благодаря DivX удалось достигнуть степени сжатия, позволившей вмесить качественную запись полнометражного фильма на один компакт-диск – сжать 4,7 Гб DVD-фильма до 650 Мб.