Представление информации в компьютере
Графика
Задачи для самостоятельного решения
Укажите минимальный объем памяти (в килобайтах), достаточный для хранения любого растрового изображения размером 32x32 пикселя, если известно, что в изображении используется палитра из 232 цветов. Саму палитру хранить не нужно
Для хранения растрового изображения размером 64x64 пикселя отвели 512 байтов памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре?
Сколько фотографий можно сохранить в смартфоне со встроенной фотокамерой 5Мпикс и глубиной цвета в 16 бит (без зжатия), если свободного места только 256Мбайт.
Светодиодная реклама состоит из 1200 элементов и использует блок памяти объемом 2.5Кбит. Какое максимальное число цветов может воспроизводить каждый из элементов этой рекламы?
Картину размером 10х15 дюймов отсканировали при помощи цветного сканера с разрешением 600х800 точек на дюйм, объем памяти занимаемый файлом составил 70312.5 Кбайт. Во сколько раз уменьшилось кол-во цветовых оттенков после сканирования, если у художника на картине можно различить примерно 4096 цветовых оттенков.
Графический редактор поддерживает максимально 65536 цветов. Какое кол-во цветов теряется при его использовании, если возможности монитора составляют 18bit?
Растровая графика
Кодирование черно-белого изображения
Задача . Рассмотрим формирование на экране монитора растрового изображения, состоящего из 600 строк по 800 точек в каждой строке (всего 480 000 точек), В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета) каждая точка экрана может иметь одно из двух состояний — «черная» или «белая», то есть для хранения ее состояния необходим 1 бит.
Кодирование цветного изображения
ЗАДАЧА . Рассчитаем необходимый объем видеопамяти для одного из графических режимов, например, с разрешением 800 х 600 точек и глубиной цвета 24 бита на точку.
Всего точек на экране: 800 • 600 = 480 000. Необходимый объем видеопамяти:
24 бит • 480 000 = 11 520 000 бит = 1 440 000 байт = = 1406,25 Кбайт = 1,37 Mбайт.
Векторная графика
3D-графика
Пиксель
Кодировка цвета
RGB
Видеопамять
Анимация
Видео
Информация
Сведения об объектах окружающего нас мира.
Информация в компьютере представлена в виде цифр "0" и "1".
Функции информации: познавательная, социальная, психологическая, регулятивная, воздействующая, культурологическая, прогностическая, манипулятивная, развлекательная и др.
Свойства информации
Информатизация - это сложный социальный процесс, связанный со значительными изменениями в образе жизни населения. Он требует серьезных усилий на многих направлениях, включая ликвидацию компьютерной неграмотности, формирование культуры использования новых информационных технологий
Единицей информации в компьютере является один бит, т.е. двоичный разряд, который может принимать значение 0 или 1
Числа
Формат с фиксированной точкой (запятой)
Алгоритм представления целого числа в памяти компьютера
1. Перевести число в двоичную систему счисления.
2. Нарисовать к–разрядную сетку.
3. Указать код знака «+» в старшем разряде.
4. Записать число в разрядную сетку, начиная с младшего разряда.
5. Заполнить оставшиеся разряды нулями.
Пример: Представить число +2510 в двухбайтовой разрядной сетке
1. Переведем число 2510 в двоичную систему счисления 110012
2. Нарисуем двухбайтовая разрядную сетку
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
3. Укажем код знака «+» в старшем разряде
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
0
4. Запишем число в разрядную сетку, начиная с младшего разряда
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
0 1 1 0 0 1
5. Заполним оставшиеся разряды нулями
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1
Системы счисления
Двоичная
Восмеричная
Десятичная
Шестнадцатеричная
Позиционные
Непозиционные
Римская система
Формат с плавающей точкой (запятой)
Алгоритм представления вещественного числа в памяти компьютера
1. Перевести число в двоичную систему счисления
2. Записать число с n значащими цифрами (количество разрядов отводимое для хранения мантиссы).
3. Нормализовать представление числа.
4. Нарисовать к–разрядную сетку.
5. Записать код знака порядка и мантиссы в старший разряд байтов, отводимых для хранения порядка и мантиссы.
6. Записать порядок в разрядную сетку, начиная с младшего разряда.
7. Записать мантиссу в разрядную сетку, начиная с младшего разряда.
8. Заполнить оставшиеся разряды нулями.
Пример : Представить число 250,1875 в формате с плавающей запятой в четырехбайтной разрядной сетке.
1. Переведем число 250,1875 в двоичную систему счисления
250,187510 = 11111010, 00112
2. Запишем число с 23 значащими цифрами.
11111010, 0011000000000002
3. Нормализовать представление числа.
0, 111110100011000000000002*101000
4. Нарисовать к–разрядную сетку.
Знак порядка порядок Знак мантиссы мантисса
5. Записать код знака порядка и мантиссы в старший разряд байтов, отводимых для хранения порядка и мантиссы.
0 0
Знак порядка порядок Знак мантиссы мантисса
6. Записать порядок и мантиссу в разрядную сетку, начиная с младшего разряда.
0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
7. Заполнить оставшиеся разряды нулями.
0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Способы представления
Аналоговый
Дискретизация
Дискретный
Звук
Музыка в формате mp3
Оцифровка звука
Процесс дискретизации (осуществление выборки) сигнала по времени
Процесс квантования по амплитуде
Задачи на кодирование звука
ЗАДАЧА 1.
Можно оценить информационный объем стереоаудиофайла длительностью звучания 1 секунда при высоком качестве звука (16 битов, 48 кГц). Для этого количество битов, приходящихся на одну выборку, необходимо умножить на количество выборок в 1 секунду и умножить на 2 (стерео):
Решение: 16 бит • 48 000 • 2 = 1 536 000 бит = 192 000 байт = 187,5 Кбайт.
Задачи для самостоятельного решения
1.Определить количество уровней сигнала 24-битной звуковой карты .
2.Уместиться ли песня на дискету размером 1,44 Мбайта, если она имеет следующие параметры: стерео длительностью звучания 3 минуты при качестве звука - 16 битов, 16 кГц.
ЗАДАЧА 2.
Оценить информационный объем цифрового стерео звукового файла длительностью звучания 1 минута при среднем качестве звука (16 битов, 24 кГц).
Решение: 16 бит × 24 000 × 2 × 60 = 46 080 000 бит = 5 760 000 байт = 5 625 Кбайт ≈ 5,5 Мбайт
Язык и текст
Естественные языки
Русский язык
Английский язык
Немецкий язык
Испанский язык
и другие языки
Формальные языки
Азбука Морзе
Химические формулы
Математические символы
Нотная грамота
и другие
Контрольные вопросы
Что такое информация?
Какие функции выполняет информация?
Какими свойствами обладает информация?
Что понимается под информатизацией общества?
Что такое системы счисления и какие они бывают? Приведите примеры.
В каких видах может быть представлена информация на компьютере?
Что такое кодирование? Приведите примеры кодирования из жизни.
Что является основной единицей представления информации в ЭВМ?
Как называется международная таблица кодировки символов?
Почему при кодировании текстовой информации в компьютере в большинстве кодировок используется 256 различных символов, хотя русский алфавит включает только 33 буквы?
Какие виды графики бывают?
Как кодируется изображение?
Как кодируется звук?
Какие существуют способы представления информации?
Что такое пиксель? Что такое видеопамять?
Итоговый тест
Ссылка не тест
Представление информации в компьютере
Кодирование информации
Декодирование
Код
Кодирование текста
Таблица ASCII
Часть 1
Часть 2
Примеры кодирования текста
слово БАЙТ при смещении на два символа вправо кодируется слово ГВЛФ
Задачи для самостоятельного решения
Расшифруйте фразу: Лпнрэяус епмзёо сбвпубуэ, фшёойлй епмзёоь ефнбуэ (испотльзуем сдвиг по таблицам ASCII)
Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, оцените информационный объем следующего предложения из пушкинского четверостишия:
Певец-Давид был ростом мал, Но повалил же Голиафа!
Давайте с помощью кодовой таблицы ASCII (аски) декодируем текст: С помощью последовательности десятичных кодов: 99 111 109 112 117 116 101 114
Закодировать слово «Компьютер» в виде последовательности десятичных и шестнадцатеричных чисел, используя кодировку СР1251. Какие символы будут отображены в кодовых таблицах СР866 и КОИ8-Р при использовании полученного кода.
Последовательности шестнадцатеричного и двоичного кода слова «Компьютер» на основе кодировочной таблицы СР1251 (см. рис. 3.3, б) будут выглядеть следующим образом: