Рафиков Камиль Миргалимович ИНФОРМАТИКА АТС ЭС ОПУ В

Рафиков Камиль Миргалимович ИНФОРМАТИКА АТС, ЭС; ОПУ; В, Л, ЭТ, ТП 54 ч. Лекции+Лр + 2 РГР + Экз Симонович С. В. , Информатика, 2008 г.

Образование это то, что остается, когда мы уже забыли все, чему нас учили XVIII век l l l Система знаний, а не хаос. Умение самостоятельно добывать знания. Интеллект, т. е. способность мыслить, ориентироваться в новой ситуации и эффективно действовать.

Что требуется от студента: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Флеш-накопитель; Отключить телефоны; Не пропускать занятия; Готовиться к занятиям; Культура: телефон, опоздания, выйти… Правописание, школьная математика.

Инженер и компьютер: l Документы: текст, чертежи, расчеты. l Интернет – поиск, связь. l Моделирование: здания, машины. l Системы управления машинами. l Дистанционная работа и обучение. l Архив. l Защита информации. l Виртуальный мир.

Понятие об информации лат. informatio – сведения Кто владеет информацией – тот владеет миром!»

Данные: l. Составная часть информации. l. Это зарегистрированные сигналы. l. Используются для решения задач. l. Данные + Правила → Решение т. е. новые данные

Свойства информации Полезная Понятная Информация об объекте Актуальная Полная Достоверная

Информатика Французское: Informatique = information + automatique Информатика = информация + автоматика Англия, США: Computer science - Наука о компьютерах. Россия, Франция: Информатика.

Задачи информатики: l. Как устроен компьютер. l. Какое там программное обеспечение. l. Алгоритмы преобразования: ¡Стандартные, ¡Специальные.

Кодирование информации l Код – набор символов для записи информации. l Преобразование информации в символы называют кодированием. l Декодирование -?

Двоичный код При кодировании для компьютера используются два символа: 0, 1. 1 разряд двоичного числа: бит. (binary digit – двоичный разряд).

Память компьютера: l Способы хранения в памяти 0 или 1: ¡Конденсатор или триггер в ОЗУ; ¡Магнитный “штрих” на жестком диске; ¡“Микроотверстие” на CD, DVD, BD (Blu-ray Disc); ¡И т. п.

Память и единицы измерения l 8 бит = 1 байт ; l 1 ячейка оперативной памяти = 1 байт; l 210 байт = 1024 байт = 1 Кбайт. l Мбайт, Гбайт, Тбайт.

Вопрос на “засыпку”: l Внешний HDD (Hard Disk Drive-ЖМД) с объемом 0, 5 Тбайт. l Сколько информации можно записать на диск?

Передача двоичных чисел: l Параллельно (число 1010) LPT-порт (lineport); l Последовательно (00100110): COM-порт (communication) USB – Universal Serial Bus 1 0

Алгоритм кодирования зависит от вида информации: l. Аналоговая (непрерывная во времени и пространстве) или дискретная; l. И типа информации: числа, текст, графика, звук, команды.

Аналого-цифровое преобразование - АЦП Измеряем аналоговый сигнал через равные промежутки времени. Обратное преобразование - ЦАП

ASCII-код: это базовый формат для всех шрифтов l Аски-код: Американский Стандарт Кодирования Информационного Обмена (Interchange ). l Текст в этом формате: ¡ не имеет начертаний шрифта (курсив, полужирный, подчеркнутый); ¡ нет понятий размера и гарнитур; ¡ каждая строка - самостоятельный абзац; ¡ его понимают все программы, работающие с текстами.

ASCII

ASCII → 1 символ=1 байт Как хранится в памяти слово “IBM”?

Кириллица: l KOI-8 (R, U-укр), (код обмена информацией, 8 бит), 70 -е г. г. , DOS (ASCII, CP 866), 82 г. MS DOS. CP -Code Page. l Windows 1251 (ANSI, CP 1251), 1990 г. Американский национальный институт стандартизации. 95 -98% сайтов в Рунете. l ISO 8859 -5 “Мертвый” код. Международная организация по стандартизации. l UTF 8 разновидность Unicode – универсальный код.

Крякозябры

Проблемы: 1. «Крякозябров» . 2. Ограниченность набора символов. Решение: Использование универсального кода: 1. Много символов. 2. Код единый для всех.

Универсальный код Unicode, Уникод, Юникод l 16 бит. Число символов= 216=65 536. l В одном документе м. б. иероглифы, математические символы, греческий алфавит и др. l Формы машинного представления (Unicode Transformation Format): UTF-8, UTF-16 и UTF-32.

UTF-16 l “Классический” Юникод. l Для кодирования одного символа 2 байта: 65 536 символов. l Ученым нужно более 1000 символов.

UTF-32 l Для 1 символа 4 байта, т. е. 32 бита. l Количество символов: 232 = 4 294 967 296. l В ASCII-коде 256 символов. Во сколько раз увеличился объем информации?

UTF-8 l Разные символы - разное число байт. l Для символов ASCII – 1 байт. Решается проблема совместимости кодов. Текст из символов с №<128 → обычный текст ASCII. l Для прочих символов от 2 до 6 байтов. l Пример: кириллица - 2 байта, иероглифы - 3, очень редкие символы - 4. l Экономичен, но более сложный алгоритм обработки.

Unicode в MS Word

Браузер Opera

Internet Explorer Вид/Кодировка:

Имеется русский текст в ASCII-коде: 2 строки по 64 символа? Какой размер файла? А если UTF 8? Решение: ¡ Всего символов = 2· 64=128 ¡ Каждый символ занимает 1 байт ¡ Объем файла = 128 байт Задание: Используя блокнот, введите и сохраните 10 символов. Посмотрите в свойствах файла его размер.

Кодирование графической информации Виды графики: 1. Растровая (точечная); 2. Векторная; 3. Фрактальная. Различные способы кодирования.

Растровая (точечная) графика 1. Разделение изображения на пиксели; 2. Замена цветовой гаммы на RGB. 3. Дискретное задание яркости каждого цвета. Pixel = Picture + element. Мозаика. RGB= Red+Green+Blue Красный+Зеленый+Синий

Качество растрового изображения 1. Разрешение экрана: 800 х600, 1280 х1024. . . 2. Качество цветопередачи (битовая глубина): 1, 4, 16, 24, 32 бита… Палитра. 3. 4. Глубина цветопередачи = 4 бита. 24=16 оттенков цвета: 7+7+2. 7 цветов радуги + те же цвета, но яркие + черный + белый цвет. 5. Недостаток: большой объем информации. 6. Объем видеопамяти, требуемый для хранения образа экрана : 1280*1024 пикселей*32 бит/8 байт/1024 Кбайт/1024=5 Мбайт.

Кодирование растровых изображений Разрешение 4 х4 Битовая глубина = 1 Объем = 16 бит = 2 байта Разрешение 4 х4 Битовая глубина = 2 Объем=32 бита=4 байта

Растровый рисунок при большом масштабе

Цветовые модели RGB и CMY Черный экран и лучи RGB – экран Красный + Зеленый + Синий Белая бумага и краски – принтер Синий + Лиловый+Желтый

CMYK(цмик): Cyan, Magenta, Yellow, blac. K дополнительно введен черный цвет для качества l Проблема черного цвета: ¡ Три реальных цвета дают грязно-серый цвет; ¡ При струйной печати 3 краски в одной точке смачивают и деформируют бумагу; l Решение проблемы: Вводят чёрную краску (сажу), которая к тому же дешевле остальных трёх.

Векторная графика 1. Геометрические примитивы. Пример: Окружность: x, y, R, h, цвет. 2. Слои и порядок их расположения. 3. Группировка примитивов и получение единого рисунка. 4. Достоинство: малый объем. Масштаб → нет ухудшения качества.

Отрезок прямой в векторной графике

Кодирование векторных изображений (точка, запятая…) Совокупность графических примитивов (точка, отрезок…). Каждый примитив описывается математическими формулами.

Какое изображение?

Области применения векторной графики l Стилизованные изображения, флаги, гербы, символы, диаграммы… l Чертежи, схемы.

Фрактальное изображение l LIST. EXE FRACTAL. EXE

Определите объем информации: Решение: Пикселей 8 х10 = 80. Битовая глубина = 1. Объем =80*1 бит=80 бит или 10 байт

Какой объем памяти требуется для хранения образа 16 -цветного рисунка размером 32 на 64 пикселя? Решение: ¡ общее число пикселей: 32· 64=2048 ¡ при использовании 16 цветов на 1 пиксель отводится 4 бит (выбор 1 из 16 вариантов) Ответ: ¡ 2048· 4 бит = 8192 бит или … ¡ 2048· 4/8 байт = 1024 байт или … ¡ 1024/1024 Кб = 1 Кб

Кодирование звука Амплитуда – громкость. Частота – тон Аудиоадаптер (звуковая плата) –преобразует электрические колебания звуковой частоты в числовой двоичный код при вводе звука и обратное преобразование при воспроизведении звука. Запись значений амплитуд в заданные моменты времени (АЦП). PCM = Pulse Code Modulation = Импульсно-кодовая модуляция. Звук без сжатия! Основа звуковых файлов. Тип файла PCM, WAV.

Качество звука: l Цифровые автоответчики: ¡ Частота дискретизации: 8 – 11 к. Гц; ¡ Для записи амплитуды 8 бит (256 уровней). l Стандарт записи звука на CD: ¡ Частота дискретизации: 44, 1 к. Гц; ¡ Для амплитуды 16 бит (65 536 уровней). Это на один канал. Стереозвук – 2 канала. l Диски Blu-ray → звук высокого разрешения (high definition, HD-звук): разрешение до 24 бит и частота до 192 к. Гц.

Определить объем стереоаудиофайла в формате PCM: l Частота дискретизации = 44, 1 к. Гц; l Глубина кодирования = 16 бит; l Длительность звучания 2 сек. Решение: l 44 100 *2 сек = 88 200 измерений уровня звука; l При каждом измерении имеем 2 -байтное число; l Требуемый объем: 88 200*2 байт на 1 канал; l Всего объем = 88 200*2*2 канала = 344, 5 Кбайт.

Стандарт MIDI l Электронные синтезаторы воспроизводят звуки многих инструментов. l MIDI - запись музыки в виде команд для синтезатора. Получается малый объем. l MIDI – Musical Instrument Digital Interface. MIDI соответствует векторной графике, PCM – точечной графике.

MIDI l MIDI файлы можно редактировать: вырезать, копировать, вставлять фрагменты, l Менять громкость, использовать эффекты: эхо, скорость воспроизведения. l Можно накладывать файлы друг на друга (микшировать), l Автоматически воспроизводить синтезатором MIDI

Кодирование команд Команда: 00000001 01001000 01001100 Код операции Адрес № 1 Адрес № 2 Адрес результата 00000001 01001000 01001100

Конкурс в детсад l 782405 l 308110 l 981355 l 687000 l 753892 l 432500 l 700401 l 302004 l 101287 l 371936 1 2 0 3 0 2 3 3 ? ?