Презентация "Цифровые данные"

  • Презентации учебные
  • ppt
  • 05.04.2017
Публикация на сайте для учителей

Публикация педагогических разработок

Бесплатное участие. Свидетельство автора сразу.
Мгновенные 10 документов в портфолио.

Рассмотрим числовой ряд: 1, 10, 100, 1 000, 10 000, 100 000, … Любое целое число можно представить в виде суммы разрядных слагаемых – единиц, десятков, сотен, тысяч и т.д., записанных в этом ряду: 1652 = 11 000 + 6100 + 510 + 21 А теперь рассмотрим другой ряд: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, … В нашем распоряжении есть чашечные весы и 10 разных гирек. Попробуем с их помощью уравновесить груз весом 1652 г.
Иконка файла материала Цифровые данные.ppt

Цифровые данные

Хранение информации в компьютере

Машинную память удобно представить в виде листа в клетку.
В каждой «клетке» хранится только одно из двух значений: нуль или единица.
Каждая «клетка» памяти называется битом.
Цифры 0 и 1, хранящиеся в «клетках» памяти компьютера, называются значениями битов.

Числовая информация
Текстовая информация
Графическая информация

Двоичное кодирование

Десятичная позиционная система счисления

Десятичная – потому что десять единиц одного разряда составляют одну единицу старшего разряда; для записи чисел используются десять цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
Позиционная – потому, что одна и та же цифра получает разные количественные значения в зависимости от позиции, которую она занимает в записи числа.

Рассмотрим числовой ряд: 1, 10, 100, 1 000, 10 000, 100 000, …
Любое целое число можно представить в виде суммы разрядных слагаемых – единиц, десятков, сотен, тысяч и т.д., записанных в этом ряду:
1652 = 11 000 + 6100 + 510 + 21
А теперь рассмотрим другой ряд:
1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, …

Немного математики

Поиграем в магазин

В нашем распоряжении есть чашечные весы и 10 разных гирек. Попробуем с их помощью уравновесить груз весом 1652 г.

1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1

Метод разностей

На одну чашу весов ставим груз, а на другую – гирьку с весом, ближайшим к весу груза, но не превышающим его. Найдем разность: 1652 – 1024 = 628.

1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1

Найдем гирьку с весом, ближайшим к полученной разности, но не превышающим ее: 628 – 512 = 116.

Метод разностей

1652 – 1024 = 628
628 – 512 = 116

1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1

116 – 64 = 52

52 – 32 = 20

20 – 16 = 4

Метод разностей

1652 = 1024 + 512 + 64 + 32 + 16 + 4 = 11024 + 1512 + + 0 256 + 0 128 + 164 + 132 + 116 + 08 + 14 + 02 + + 01

1652  11001110100

1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1

Двоичная система счисления

1652 = 1024 + 512 + 64 + 32 + 16 + 4 = 11024 + 1512 + + 0 256 + 0 128 + 164 + 132 + 116 + 08 + 14 + 02 + + 01

165410 =110011101002

Мы представили число в двоичной позиционной системе счисления:
двоичной – потому что две единицы одного разряда составляют одну единицу старшего разряда; для записи чисел используются две цифры: 0 и 1;
позиционной – потому, что одна и та же цифра получает разные количественные значения в зависимости от позиции, которую она занимает в записи числа.

Перевод целых десятичных чисел в двоичную систему

Разделить целое десятичное число на 2. Остаток записать.
Если полученное частное не меньше 2, то продолжать деление.
Двоичный код десятичного числа получается при последовательной записи последнего частного и всех остатков, начиная с последнего.

Перевод целых десятичных чисел в двоичную систему

Историческая справка

Лейбниц Готфрид Вильгельм (1646 - 1716), немецкий ученый, заложивший основы двоичной системы счисления

Двоичное кодирование текстовой информации

Мы знаем, как перевести целое десятичное число в двоичный код.
А если каждому символу текста присвоить номер и по известным правилам перевести это номер в двоичный код?

Т  210  11010010

Именно эта идея положена в основу двоичного кодирования текстовой информации!

Сколько нужно символов?

В текстах мы используем:

прописные и строчные русские буквы Аа Бб Вв
прописные и строчные латинские буквы Аа Bb Cc …
знаки препинания ! , ? . …
цифры 1 2 3 …
знаки арифметических операций + - × …
другие символы ( [ \ …

Достаточно 256 различных символов.

Кодовые таблицы

Соответствие символов и кодов задается с помощью специальных кодовых таблиц.
В кодовых таблицах каждому символу ставится в соответветствие уникальная цепочка из восьми нулей и единиц.

Символ

Десятичный код

Двоичный код

!

А
Б
В

33

192
193
194

00100001

11000000
11000001
11000010

Кодовая таблица в системе Windows

Символ

Десятичный код

Двоичный код

Символ

Десятичный код

Двоичный код

Пробел
!
*
+
,
-
.
/
=
?

32
33
42
43
44
45
46
47
61
63

00100000
00100001
00101010
00101011
00101100
00101101
00101110
001011110
00111101
00111111

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9

48
49
50
51
52
53
54
55
56
57

00110000
00110001
00110010
00110011
00110100
00110101
00110110
00110111
00111000
00111001

А
Б
В
Г
Д
Е
Ж
З
И
Й
К
Л
М
Н
О
П

192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207

11000000
11000001
11000010
11000011
11000100
11000101
11000110
11000111
11001000
11001001
11001010
11001011
11001100
11001101
11001110
11001111

Р
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Щ
Ъ
Ы
Ь
Э
Ю
Я

208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223

11010000
11010001
11010010
11010011
11010100
11010101
11010110
11010111
11011000
11011001
11011010
11011011
11011100
11011101
11011110
11011111

Двоичное кодирование графической информации

Графическое изображение можно разбить на:
крошечные фрагменты;
простейшие геометрические объекты.

На этом основано два варианта двоичного кодирования графической информации:

растровый;
векторный.

Черно-белое изображение

0000000000011100
1000000100000110
1100001100000011
1111111100000011
1101101100000011
1111111100000011
1111111111111110
0111111011111110
0001100011000110
0000000011000110
0000000111001110
0000000111001110

0 – белая клетка
1 – черная клетка

Цветное изображение

Пиксель

Каждый пиксель имеет цвет. Все цвета можно пронумеровать, а каждый номер перевести в двоичный код.

Цветное изображение

Палитра

Необычайно богатая цветовая палитра современных компьютеров (более 16 миллионов оттенков) получается смешением трех основных цветов: красного, зеленого и синего.

Векторное кодирование

В графическом объекте можно выделить отдельные фрагменты – прямоугольники, треугольники, окружности, отрезки и т.д. Кодировать можно не сам рисунок, а последовательность команд для его создания.

Самое главное

1000 0001
0101 1010
0010 0100
0101 1010
0101 1010
0010 0100
0101 1010
1000 0001

1100 0000
1100 0001
1100 0010

1111 1110

1 0 1 1

Давайте обсудим

Какие данные называют цифровыми?
Почему возникла потребность в цифровом представлении информации?
Как получить двоичный код целого десятичного числа?
Каким образом осуществляется двоичное кодирование текстовой информации?
Какими способами могут быть оцифрованы графические изображения?