Урок Алгоритмы. Определение и свойство. Способы описания. Виды алгоритмов Тема Объекты и процессы окружающего мира 5 Урок Объекты (повторение) 5


Урок 4. Представление и кодирование информации



страница5/9
Дата09.08.2018
Размер0.62 Mb.
#43686
ТипУрок
1   2   3   4   5   6   7   8   9

Урок 4. Представление и кодирование информации

Информацию можно представить в различной форме:


  • Знаковой письменной, состоящей из различных знаков, среди которых принято выделять:

  • Символьную в виде текста, чисел, специальных символов;

  • Графическую (например, географическая карта);

  • Табличную (например, таблица, задающая функцию).

  • В виде жестов или сигналов (регулировщик на улице, сигналы светофора, язык глухонемых).

  • Устной или словесной.

Независимо от формы представления и способа передачи информации, она всегда передается с помощью какого-либо языка.


Алфавит

Основа любого языка. Набор знаков (символов), из которых формируется сообщение

Естественные языки

Сформировались в процессе развития человечества. Разговорный язык (устный и письменный)

Формальные языки

Созданы специально для определённых целей (язык математики, физики, химии …)

Код

набор символов (условных обозначений) для представления информации

Кодирование

процесс представления информации в виде кода

Представление информации с помощью какого-либо языка часто называют кодированием.

http://im2-tub.mail.ru/i?id=6654944&tov=2Виды информации, обрабатываемой компьютером

ЧИСЛОВАЯ

ТЕКСТОВАЯ

ГРАФИЧЕСКАЯ

ЗВУКОВАЯ

ВИДЕО

Любая информация кодируется последовательностью электрических импульсов (есть импульс – 1, нет импульса – 0).

Машинный язык

Логическая последовательность нулей и единиц

Готфрид Вильгельм Лейбниц (XVII в.) предложил двоичную систему кодирования (0 и 1 — "простейшие начала"). Сегодня такой способ представления информации с помощью языка, содержащего всего два символа алфавита — 0 и 1, широко используется для кодирования информации. Технически это реализуется очень просто: есть сигнал — 1, нет сигнала — 0.


Бит

наименьшая единица измерения количества информации. Принимает значение 0 или 1 (bit – binary digit — двоичный знак)

1 байт

= 23 бит = 8 бит

1 кбайт

= 210 байт = 1024 байт

1 Мбайт

= 210 Кбайт = 1024 Кбайт = 220 байт

1 Гбайт

= 210 Мбайт = 1024 Мбайт = 230 байт



Измерение количества информации

Пусть некоторый алфавит содержит N знаков. Тогда количество информации, заключенное в одном символе алфавита, — I бит и число N связаны формулой: 2I = N.



Мощность алфавита

Количество знаков в алфавите (N)

«Вес» знака в алфавите

Какое количество информации заключено в одном знаке алфавита (I)




Информацион-ный объем сообщения

Количество информации в сообщении, измеренное в битах, байтах или производных единицах (Кбайтах, Мбайтах и т. д.)

http://im3-tub.mail.ru/i?id=33244918&tov=3Ответьте на вопросы:

1. Сколько байт нужно для хранения следующего сообщения, если в одном байте может храниться только один символ? (пробел тоже считается символом): Я изучаю информатику успешно!

Ответ: ______________________
2. Сережа принимает электронное письмо со скоростью 250 байт в секунду. Сколько секунд потребуется для передачи страницы, содержащей четыре тысячи знаков, включая пробелы.

Ответ: ______________________



http://im8-tub.mail.ru/i?id=19867817&tov=8Домашнее задание.

1. Сколько байт нужно для хранения следующего сообщения, если в одном байте может храниться только один символ? (пробел тоже считается символом): Я изучаю информационные технологии успешно!

Ответ: ____________________________________
2. Таня принимает электронное письмо со скоростью 1000 байт в секунду. Сколько секунд потребуется для передачи страницы, содержащей две с половиной тысячи знаков, включая пробелы.

Ответ: ________________________________________________



Представление информации в компьютере

Любая информация в компьютере существует в виде двоичного кода. Но для каждого вида информации существует свой способ кодирования.



  • Двоичное кодирование текстовой информации.

При кодировании текстовой информации каждому символу выделен 1 байт информации (___ бит). Таким образом можно закодировать:

(символов), где I – количество информации в одном символе. (Почему в формуле основание степени число 2? _________________________________________________________________)

Каждому символу присвоен десятичный (или шестнадцатеричный) код, который, проходя через кодовую таблицу, внутрь компьютера попадает в виде двоичного кода.



Кодовая таблица

Соглашение, фиксирующее присвоение символу конкретного кода

Процесс кодирования (декодирования) текстовой информации представлен на схеме:



http://im2-tub.mail.ru/i?id=6654944&tov=2 Кодовая таблица ASCII

Коды

Соответствие

0 - 32

Операции (перевод строки, ввод пробела и т.д.)

33 - 127

Интернациональные, соответствуют символам латинского алфавита, цифрам, знакам арифметических операций и знакам препинания.

128 - 255

Национальные, одному и тому же коду могут соответствовать символы различных языков




Таблицы кодировок для русских букв

КОИ-8 (Код обмена информацией, 8-битный. Применялась еще в 70-ые годы на компьютерах серии ЕС ЭВМ, а с середины 80-х стала использоваться в первых русифицированных версиях операционной системы UNIX), СР-1251 ("CP" означает "Code Page", "кодовая страница". Кодировка Microsoft Windows ), СР866, Маc, ISO




Интернациональная часть таблицы ASCII


ascii

Национальная часть таблицы ASCII (КОИ-8)rippled_koi-8r_.gif (7668 bytes)


koi8-r

Национальная часть таблицы ASCII (CP-1251)

http://www.botik.ru/psi/rfbr_tex/tex97/win.gifhttp://ig1508.chat.ru/cp1251.gif

cp1251

Десятичный код переводится в шестнадцатеричный, который затем переводится в двоичный.

Пример. Найти двоичный код символа S. Десятичный код – 83. Переведём в шестнадцатеричный. Получаем, что 8310 = 5316. По таблице соответствия находим: 516 = 01012, 316 = 00112.

Ответ: двоичный код символа S – 0101 0011.

http://im3-tub.mail.ru/i?id=33244918&tov=3Ответьте на вопрос: Книга, набранная с помощью компьютера, содержит 150 страниц; на каждой странице — 40 строк, в каждой строке — 60 символов. Каков объем информации в книге?

Мощность компьютерного алфавита равна ______. Один символ несет 1 байт информации (____бит). Значит, страница содержит ____ х ____ = _________ байт информации. Объем всей информации в книге (в разных единицах): ________ х ____ стр. = ___________байт = __________Кбайт = ___________Mбайт.


Домашнее задание. 1) Найдите двоичный код слова Book.http://im8-tub.mail.ru/i?id=19867817&tov=8

2) Решите задачу*: «Сообщение занимает 3 страницы по 25 строк. В каждой строке записано по 60 символов. Сколько символов в использованном алфавите, если все сообщение содержит 1125 байтов? Алфавит не является компьютерным»

В настоящее время используется новый международный стандарт Unicode, который отводит на каждый символ не 1 байт, а два. С его помощью можно закодировать не 256 символов, а 65536 (216). С 1997 года эту кодировку поддерживает MS Windows и MS Office.


  • Представление числовой информации в компьютере (используется, например, в электронных таблицах для вычислений).

В естественной форме (например, 130000000000)

Для целых положительных чисел – 1 байт (8 бит).

Для целых отрицательных чисел – 2 байта (16 бит) [один байт выделен для знака "–"].

Для больших целых чисел – 4 байта (32 бита) [один бит выделен для знака "–" и 31 бит – для числа].

Диапазон чисел получим из формулы

А2 = 1  230 + 1  229 + … (-2147483647 до 2147483647)


в экспоненци-альной форме

(например, 1,3 1011)

«Числа с плавающей точкой».

Числа одинарной точности – 4 ячейки памяти (32 бита).

Числа двойной точности – 8 ячеек памяти (64 бита): 1 бит – знак порядка, 10 бит – порядок (множитель от 1 до 10, не включая 10), 1 бит – знак мантиссы, 52 бит – мантисса (показатель степени 10). Диапазон чисел:

от –0,556268464626800 · 10-308 до 1,79769313486232 · 10308



Например, чтобы ввести число 45 как текст, понадобится 2 байта (код16 = 34 35, что соответствует код2 = 00110100 00110101), если же 45 вводится как целое положительное число, то понадобится 1 байт.

  • Двоичное кодирование графической информации.

Пространственная дискретизация

Изображение разбивается на точки, каждой точке присваивается свой код (код цвета)

Качество кодирования

Зависит от:

- количества точек, составляющих изображения;

- глубины цвета (сколько бит используется для кодирования цвета точки: чем больше бит, тем больше количество цветов)



Кодирование черно-белого изображения: каждая точка 1 бит. Глубина цвета равна 1.

В современных компьютерах чаще всего используется RGB модель (цветное изображение формируется за счет смешения трех базовых цветов). На кодирование каждой цветовой точки использовано 3 байта (глубина цвета – 24 бита), по интенсивности каждого базового цвета:



Название

цвета


Интенсивность

Десятичный код

Шестнадцатеричный код

Красный

Зеленый

Синий

Черный

0000 0000

0000 0000

0000 0000

0,0,0

00,00,00

Красный

1111 1111

0000 0000

0000 0000

255,0,0

FF,00,00

Зеленый

0000 0000

1111 1111

0000 0000

0,255,0

00,FF,00

Синий

0000 0000

0000 0000

1111 1111

0,0,255

00,00,FF

Голубой

0000 0000

1111 1111

1111 1111

0,255,255

00,FF,FF

Желтый

1111 1111

1111 1111

0000 0000

255,255,0

FF,FF,00

Белый

1111 1111

1111 1111

1111 1111

255,255,255

FF,FF,FF

Все остальные оттенки получают промежуточными значениями байтов. Таких оттенков около 16,5 миллионов. [Код — имя байта от 0 до 255. В различных программах может быть представлен и как шестнадцатеричное число и как десятичное].

Рассмотренное кодирование относится к растровым изображениям, кроме того, существуют векторные изображения, их кодирование осуществляется по-другому.



  • Звуковая информация (примерно с середины 90-х годов XX века). Кодирование основано на том, что звук — это волна, которая характеризуется амплитудой (громкостью) и частотой (высотой звука). При кодировании, звуковая волна разбивается на "участочки", каждый из которых характеризуется уровнем громкости. Этим уровням присваивается определенный код (1, 2, 3, …), который дальше переводится в двоичный. Современные звуковые карты обеспечивают уже 32-битную (4 байта) глубину кодирования.http://festival.1september.ru/articles/510239/image677.jpg



1   2   3   4   5   6   7   8   9




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница