Презентация для работы со школьниками и студентами образовательного учреждения среднего профессионального образования. С ее помощью становится возможным визуализировать учебный материал, сделать изучение материала для обучающихся более интересным и повысить эффективность в методике обучения по предмету информатика. Необходимо специальное мультимедийное оборудование.Презентация для работы со школьниками и студентами образовательного учреждения среднего профессионального образования.
Дискретная форма
представления
информации.
Нгуен Тьен Лонг 183-ГС
Вся информация, которую обрабатывает компьютер должна
быть представлена двоичным кодом с помощью двух цифр 0 и
1. Эти два символа принято называть двоичными цифрами или
битами. С помощью двух цифр 0 и 1 можно закодировать
любое сообщение. Это явилось причиной того, что в
компьютере обязательно должно быть организованно два
важных процесса: кодирование и декодирование.
• Кодирование –
информации
компьютером, т.е. двоичный код.
в
преобразование
форму,
входной
воспринимаемую
• Декодирование – преобразование данных из
двоичного кода в форму, понятную человеку.
двоичной
других
удобно
С точки зрения технической реализации
использование
системы
счисления для кодирования информации
оказалось намного более простым, чем
применение
способов.
Действительно,
кодировать
информацию в виде последовательности
нулей и единиц, если представить эти
значения как два возможных устойчивых
состояния электронного элемента:
• 0 – отсутствие электрического сигнала;
• 1 – наличие электрического сигнала.
Эти состояния легко различать. Недостаток
двоичного кодирования – длинные коды. Но
в технике легче иметь дело с большим
количеством простых элементов, чем с
устойчивых
сталкиваться
Вам приходится постоянно
с
устройством, которое может находится только в
двух
состояниях:
включено/выключено. Конечно же, это хорошо
знакомый всем выключатель. А вот придумать
выключатель, который мог бы устойчиво и быстро
переключаться в любое из 10
состояний,
оказалось невозможным.
В результате после ряда неудачных попыток
разработчики пришли к выводу о невозможности
построения компьютера на основе десятичной
системы счисления. И в основу представления
чисел в компьютере была положена именно
двоичная система счисления.
Способы кодирования и декодирования информации в
компьютере, в первую очередь, зависит от вида информации, а
именно, что должно кодироваться: числа, текст, графические
изображения или звук.
Аналоговый и дискретный способ кодирования
Информация, в том числе графическая и звуковая, может быть
представлена в аналоговой или дискретной форме. При
аналоговом представлении физическая величина принимает
бесконечное множество значений, причем ее значения
изменяются непрерывно. При дискретном представлении
физическая величина принимает конечное множество
значений, причем её величина изменяется скачкообразно.
кодирования
Аналоговый и дискретный способ
Человек способен воспринимать и хранить
информацию в форме образов. Зрительные
образы могут быть сохранены в виде
изображений, а звуковые — зафиксированы
на пластинках, магнитных лентах, лазерных
дисках и так далее.
Дискретизация
изображения
звукового
Преобразование графической и звуковой информации
из аналоговой формы в дискретную производится
путем дискретизации, то есть разбиения непрерывного
графического
непрерывного
(аналогового)
отдельные
элементы. В процессе дискретизации производится
кодирование, то есть присвоение каждому элементу
конкретного значения в форме кода.
и
сигнала
на
Дискретизация – это преобразование непрерывных
изображений и звука в набор дискретных значений в
форме кодов.
Кодирование 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.
Пиксель минимальный участок изображения, цвет
которого можно задать независимым образом.
Кодирование изображений
В процессе кодирования изображения
производится его пространственная
дискретизация. Пространственную
дискретизацию изображения можно
сравнить с построением изображения из
мозаики.
Изображение разбивается на отдельные
маленькие фрагменты (точки), причем
каждому фрагменту присваивается
значение его цвета, то есть код
цвета (красный, зеленый, синий и так
далее)
Кодирование изображений
размер
точки
Для черно-белого изображения информационный
объем одной точки равен одному биту (либо
черная, либо белая – либо 1, либо 0).
Для четырех цветного – 2 бита.
Для 8 цветов необходимо – 3 бита.
Для 16 цветов – 4 бита.
Для 256 цветов – 8 бит (1 байт).
Качество изображения зависит от количества
и,
точек
соответственно, больше их количество, тем лучше
качество) и количества используемых цветов (чем
больше цветов, тем качественнее кодируется
изображение).
(чем меньше
Кодирование изображений
цветов.
используемых
Изображения зависит от количества точек и
количества
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 (Red), зеленый (Green),
синий (Blue). Цветовая модель CMYK используется
в полиграфии при формировании изображений,
предназначенных для печати на бумаге.
Кодирование изображений
Цветные изображения могут иметь различную
глубину цвета, которая задается количеством битов,
используемых для кодирования цвета точки.
Если кодировать цвет одной точки изображения
тремя битами, то мы получим все восемь различных
цветов.
Кодирование изображений
изображения
очень
чувствительны
Растровые
к
масштабированию. При уменьшении растрового изображения
несколько соседних точек преобразуются в одну, поэтому
теряется различимость мелких деталей изображения. При
увеличении изображения увеличивается размер каждой точки и
появляется ступенчатый эффект, который можно увидеть
невооруженным глазом.
изображение
Кодирование векторных изображений
Векторное
представляет
собой
совокупность графических примитивов
(точка,
отрезок, эллипс…). Каждый примитив описывается
математическими формулами. Кодирование зависит
от прикладной среды.
Достоинством векторной графики является то, что
файлы,
графические
изображения, имеют сравнительно небольшой
объем.
графические
Важно
изображения могут быть увеличены или уменьшены
без потери качества.
векторные
хранящие
также,
что
векторные
Графические форматы файлов
способ
графических
файлов
Форматы
хранения
определяют
информации в файле (растровый или
векторный), а также форму хранения
(используемый алгоритм
информации
сжатия).
Наиболее
форматы:
популярные
растровые
BMP
GIF
JPEG
TIFF
PNG
Графические форматы файлов
• Bit MaP
image (BMP) — универсальный
формат
графических файлов,
растровых
используется в операционной системе Windows.
• Tagged Image File Format (TIFF) — формат
растровых
файлов,
поддерживается
основными
графическими редакторами и компьютерными
платформами.
графических
всеми
Графические форматы файлов
• Graphics Interchange Format (GIF) — формат
растровых графических файлов, поддерживается
приложениями для различных операционных
систем.
• Portable Network Graphic (PNG) — формат
растровых графических файлов, аналогичный
формату GIF. Рекомендуется для размещения
графических изображений на Web-страницах в
Интернете.
• Joint Photographic Expert Group (JPEG) —
формат растровых графических файлов, который
реализует эффективный алгоритм сжатия (метод
JPEG) для отсканированных фотографий и
иллюстраций..
Двоичное кодирование
звука
Использование компьютера для обработки звука
началось позднее, нежели чисел, текстов и
графики.
Звук
– волна с непрерывно изменяющейся
амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда,
тем он громче для человека, чем больше частота,
тем выше тон.
Звуковые сигналы в окружающем
нас мире необычайно
разнообразны. Сложные
непрерывные сигналы можно с
достаточной точностью
представлять в виде суммы
некоторого числа простейших
синусоидальных колебаний. Причем
каждое слагаемое, то есть каждая
синусоида, может быть точно задана
некоторым набором числовых
параметров – амплитуды, фазы и
Двоичное кодирование
звука
В процессе кодирования звукового сигнала
производится его временная дискретизация
– непрерывная волна разбивается на
отдельные маленькие временные участки и
для
участка
устанавливается определенная величина
амплитуды.
каждого
такого
Двоичное кодирование
звука
двоичного
Качество
звука
определяется глубиной кодирования и частотой
дискретизации.
Частота дискретизации – количество измерений
уровня сигнала в единицу времени.
кодирования
уровней
громкости
Количество
определяет
глубину кодирования. Современные звуковые
карты
глубину
кодирования звука. При этом количество уровней
громкости равно N = 2I = 216 = 65536.
обеспечивают
16-битную
Представление видеоинформации
различных форматов
Video
Существует множество
представления видеоданных.
В среде Windows, например, уже более 10 лет
формат
for Windows,
применяется
с
базирующийся
на
расширением AVI
–
чередование аудио и видео).
Более универсальным является мультимедийный
формат Quick Time, первоначально возникший на
компьютерах Apple.
универсальных файлах
(Audio Video
Interleave
Представление видеоинформации
стандартам
высококачественного
Наиболее известным стандартом подобного класса служит MPEG
(Motion Picture Expert Group), который разработан и постоянно
развивается созданным в 1988 году Комитетом
(группой
экспертов) международной организации ISO/IEC (International
Standards Organization/International Electrotechnical Commission)
по
сжатия движущихся
изображений. Методы, применяемые в MPEG, непросты для
понимания и опираются на достаточно сложную математику.
Большее распространение получила технология под названием
DivX (происходит от сокращения слов Digital Video Express).
Благодаря DivX
сжатия,
позволившей вмесить качественную запись полнометражного
фильма на один компактдиск – сжать 4,7 Гб DVDфильма до 650
Мб.
удалось
достигнуть
степени
Мультимедиа
Мультимедиа (multimedia, от англ. multi много и media
носитель, среда) совокупность компьютерных технологий,
одновременно использующих несколько информационных сред:
звуковые
текст, графику, видео, фотографию, анимацию,
эффекты, высококачественное звуковое сопровождение.
на
Под
словом
пользователя
каналам
одновременно. Можно еще сказать так: мультимедиа – это
объединение изображения на экране компьютера (в том числе и
графической анимации и видеокадров) с текстом и звуковым
сопровождением.
понимают
информационным
«мультимедиа»
нескольким
по
воздействие
Измерение информации
1. Содержательный подход
Информация – это знания человека.
Сообщение информативно, если:
• содержит новые сведения
• понятно для человека
a
f
x
b
aF
)(
bF
)(
Неопределенность знаний и единица
информации
Сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в два
раза, несет 1 бит информации.
Неопределенность знаний о некотором событии – это
количество возможных результатов события (бросания
монеты, кубика; вытаскивание жребия)
Алфавитный подход к измерению
информации
«Достаточный» алфавит содержит 256 символов
2i = 256
I = 8 бит
При алфавитном подходе количество информации
зависит не от содержания, а от объема текста (то
есть от числа знаков).
Единицы измерения информации
1 байт = 8 бит
1 Кб = 210 байт = 1024 байта
1 Мб = 210 Кб = 1024 Кб
1Гб = 210 Мб = 1024 Мб
1Тб = 210 Гб = 1024 Гб
1Пб = 210 Тб = 1024 Тб
Примеры объемов информации
Страница книги
Учебник
Большая Советская
Энциклопедия
150 Кбайт
Газета
Чернобелый телевизионный кадр 300 Кбайт
2,5 Кбайт
0,5 Мбайт
120 Мбайт
Цветной кадр из 3х цветов
1,5часовой цветной
художественный фильм
1 Мбайт
135 Гбайт
В 100 Мб можно уместить:
Страниц текста
Цветных слайдов высочайшего
качества
Аудиозапись
Музыкальный фрагмент качества
CD стерео
Фильм высокого качества записи
Протоколы операций по
банковским счетам
50 000
150
1,5 часа
10 минут
15 секунд
За 1000 лет
дискретная представление информации в компьютере.pptx
