Преставление информации в компьютере Кодирование Что такое

Скачать презентацию Преставление информации в компьютере Кодирование Что такое

кодирование инф.ppt

Количество слайдов: 51

Преставление информации в компьютере. Кодирование.

Что такое информация? Информация - сведения об объектах окружающего нас мира.

Язык как способ представления информации Естественные языки. Например: мы общаемся или переписываемся на русском Или английском языке. Формальные языки – языки, в которых заложены строгие однозначные правила и ограниченный словарь. - + H 2 O A

Что такое кодирование информации? Код – это система условных знаков для представления информации. Кодирование информации – это операция преобразования информации из одной формы представления (знаковой системы) в другую. Например, перевод с одного языка на другой или шифровка и передача сигнала, азбука Морзе. Декодирование – процесс обратный кодированию.

Азбука Морзе. A • − И • • P • − • Ш −−−− Б − • • • Й • −−− С • • • Щ −− • − В • −− К − • − Т − Ъ • −− • Г −− • Л • − • • У • • − Ь − • • − Д − • • М −− Ф • • − • Ы − • −− Е • H − • Х • • Э • • − • • Ж • • • − О −−− Ц − • Ю • • −− З −− • • П • −− • Ч −−− • Я • −

Кодирование числовой информации 12 – число, записанное арабскими цифрами – число, записанное римскими цифрами – число, записанное вавилонской клинописью

Кодирование символьной информации КНИГА – русский язык BOOK – английский язык BUCH – немецкий язык LIVRE – французский язык

Смайлики : -) веселое : -))) радостное ; -) : -( хитрое 8 -) удивленное : -| нейтральное грустное |: -О недовольное

Кодирование графической информации

Кодирование на дорогах

Схема передачи информации через письменность Устная речь письмо Кодирование Письменный текст (код) чтение Декодирование Устная речь

Задание. Расшифруйте пословицу. (2; 2)(4; 3)(5; 2)(1; 3)(3; 1). 1 2 3 4 5 1 сканер до думает и печать 2 не компьютер кормит бумага а 3 человек но шифр решает принтер Ответ: «Компьютер решает, а человек думает» .

Как представлена информация в компьютере? Информация в компьютере представлена в виде двоичного кода, алфавит которого состоит из двух цифр: 0 и 1. 0 – отсутствие электрического сигнала; 1 – наличие электрического сигнала. Эти знаки называются двоичными цифрами, поанглийски — binary digit или сокращенно bit (бит).

Двоичное кодирование 1000 0101 0010 0101 1000 0001 1010 0100 1010 0001 А Б В 1100 0000 1100 0001 1100 0010 254 1111 1110 1 1

Кодирование чисел Вид числа (целые, рациональные…) Положительные, неположительные Количество ячеек Неотрицательные числа: рост, возраст, дата, время, коды цвета. 8 бит - 256 чисел: 000002=010 11112=25510 8 бит - 256 чисел: 00002=010 11111112=12710, знак

Правило беззнакового кодирования целого числа (один байт памяти (0 до 255)): 1) Перевести число в двоичную систему счисления 19 18 1 2 9 8 1 2 4 4 0 19 = 100112 2 0 2 1 0 1 2 0

Правило беззнакового кодирования целого числа (один байт памяти (0 до 255)): 1) Перевести число в двоичную систему счисления 19 = 100112 2) Пронумеровать биты от 0 до 7 справа налево 7 6 5 4 3 2 1 0 3) Заполнить биты цифрами двоичного числа, начиная с младшего разряда 7 6 5 4 3 2 1 0 0 1 1

Правило беззнакового кодирования целого числа (один байт памяти (0 до 255)): 19 00010011

Правило знакового кодирования целого числа (один байт памяти (-128 до 127)): 1) Перевести число в двоичную систему счисления -19 = 100112 2) Пронумеровать биты от 0 до 7 справа налево 7 6 5 4 3 2 1 0 3) В старший, 7 бит для неотрицательного числа поместить 0, для отрицательного числа 1. 7 6 5 4 3 2 1 0 1 4) Заполнить 0 -6 биты цифрами двоичного числа, начиная с младшего разряда, оставшиеся - незначащими нулями 7 6 5 4 3 2 1 0 0 1 1

Кодирование целых чисел 19 -19 00010011 10010011

Кодирование символов (текста) Текстовый файл • на экране (символы) • в памяти – двоичные коды Все символы представлены в виде двоичного кода и каждому символу соответствует порядковый номер в таблице кодировки. Таблица кодировки – таблица, описывающая соответствие между каждым символом алфавита и его порядковым номером. Вес 1 символа 1 байт.

ASCII American Standard Code for Information Interchange (АСКИ) 0 – 31 символы управляющих операций 32 – 63 пробел, цифры, знаки препинания… 64 – 95 заглавные буквы латинского алфавита 96 – 127 строчные буквы английского алфавита и др. символы

Некоторые варианты дополнительной части таблицы кодировок Для стандартизации кодировок букв национальных алфавитов была придумана таблица Unicode, в которой каждому символу компьютерного алфавита соответствует 16 -разрядный двоичный код, что позволяет закодировать 216=65536 символов.

Задание : Декодируйте сообщение в кодировке КОИ-8 в кодировку Windows-1251: ХМТНПЛЮЖХЪ

КОДИРОВАНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ И ЗВУКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ 29

Кодирование графической информации Современная компьютерная техника работает с самыми разными графическими изображениями. Для автоматизации хранения, передачи и обработки графической информации необходимо ее кодирование. В отличие от числовой и текстовой информации, графическая является непрерывной.

Кодирование графической информации Графическая информация Дискретная Аналоговая Пространственная дискретизация

Пространственная дискретизация это преобразование непрерывных сигналов в набор дискретных значений, каждому из которых присваивается определенный код. Аналоговый сигнал Дискретный сигнал

Кодирование графической информации В зависимости от способа формирования и кодирования изображения компьютерная графика подразделяется на: растровую векторную фрактальную Все они основаны на сопоставлении непрерывной графической информации с дискретными числами, а значит, и последовательностями нулей и единиц.

Кодирование графической информации • Растровое кодирование точечный рисунок, состоит из пикселей Термин «пиксель» произошел от английского слова pixel, которое образовано от двух слов picture element - элемент изображения. Растр – совокупность пикселей 34

Кодирование графической информации • Растровое кодирование При работе с растровым изображением в памяти компьютера хранятся коды цветов всех пикселей, составляющих изображение, а также количество разрядов, используемых для кодирования цвета пикселя, коды каждого цвета, ширину и высоту растра в пикселях. В связи с этим файлы, содержащие растровые графические изображения, имеют достаточно большой объем. 35

Кодирование графической информации 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Для кодирования изображения на таком экране требуется 81 бит (1 бит на пиксель) памяти. Пусть « 1» обозначает закрашенный пиксель, а « 0» - не закрашенный. Вот как будет выглядеть такой файл: 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 0 0 0 0 2 0 0 1 0 0 3 0 0 1 0 0 0 4 0 0 1 0 0 5 0 0 1 1 0 0 0 6 0 0 1 0 0 7 0 0 1 0 0 0 8 0 0 1 0 0 9 0 0 0 0 0

Кодирование графической информации Параметры качества изображения: 1. Разрешающая способность экрана – размер сетки растра. 8 ppi 16 ppi 72 ppi Задается в виде произведения M x N, где M - число пикселей по горизонтали, N - число пикселей по вертикали.

100 х90 800 х600

Кодирование графической информации Параметры качества изображения: 2. Глубина цвета – количество бит, используемых для кодирования цвета. 16 цветов 65536 цветов N= i 2 N – количество отображаемых цветов i – глубина цвета

Кодирование графической информации Объём памяти, необходимый для хранения растрового изображения, можно найти, зная глубину кодирования цвета и количество пикселей растра по горизонтали и вертикали: V=i*m*n, где V— объем памяти, необходимой для хранения растрового изображения, i - глубина кодирования цвета, m - количество пикселей растра по горизонтали, n - количество пикселей растра по вертикали. Чем больше глубина кодирования цвета и количество пикселей на 1 дюйм изображения (1 дюйм = 2, 54 см), тем выше качество растрового изображения. 40

Кодирование графической информации Задача: Вычислить объем памяти, необходимой для хранения 16 -цветного растрового изображения, для создания которого использовался растр размером 640 х 480 пикселей. Дано: N = 16 цветов m = 640 пикселей n = 480 пикселей Найти. V=? Решение: 1) Определим глубину кодирования цвета. N=2 i, 16 = 2 i, i = 4 (бит). 2) Определим объем памяти, необходимый для хранения растрового изображения. V=i*m*n = 4*640*480= 1740800 бит

Кодирование графической информации • Векторное кодирование рисунок, состоит из отдельных геометрических фигур чертежи, схемы, карты Способ представления графического изображения, основным элементом которого является линия, называется векторным. Положение линии задается в системе координат, начало которой расположено в верхнем левом углу прямоугольной области, содержащей изображение. 42

Кодирование графической информации • Векторное кодирование Для того чтобы понять, каким образом происходит векторное кодирование графического изображения, рассмотрим способ представления изображения буквы Н с помощью графических примитивов. Изображение этой буквы можно представить в виде трех отрезков, указав для каждого из них координаты начальной и конечной точек. 43

Кодирование графической информации • Векторное кодирование В результате векторного кодирования графического изображения будет получена запись: Отрезок [(2, 2), (2, 8)], Отрезок [(2, 5), (7, 5)], Отрезок [(7, 2), (7, 8)]. В свою очередь, виды, координаты и другие параметры графических примитивов, используемых для кодирования, могут быть представлены в виде последовательностей нулей и единиц. 44

Кодирование графической информации • Векторное кодирование Для работы с компьютерным графическим изображением, кодируемым векторным способом, в памяти компьютера хранятся двоичные коды параметров линий, которые определяют форму (прямая, кривая) и длину, толщину и начертание (сплошная, пунктирная), а также цвет линий. Причем количество параметров, необходимых для построения линии, остается постоянным и не зависит от ее размера. Поэтому по сравнению с растровым изображением векторное изображение занимает меньший объем компьютерной памяти и позволяет изменять размер рисунка без потери качества изображения. 45

Кодирование графической информации • Фрактальное кодирование Фрактальный способ кодирования графических изображений основан на математических вычислениях. Основными элементами фрактальной графики являются математические формулы. В памяти компьютера хранятся двоичные коды уравнений, соответствующие как простым графическим изображениям, так и сложным узорам, имитирующим трехмерные объекты. 46

Кодирование звуковой информации цифровой сигнал аналоговый сигнал 10110101010011 аналоговый сигнал 47

Кодирование звуковой информации Звуковая волна ДИНАМИК МИКРОФОН Переменный электрический ток АУДИОАДАПТЕР Двоичный код ПАМЯТЬ ЭВМ

Кодирование звуковой информации Временная дискретизация – это разбиение непрерывной звуковой волны на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого участка устанавливается определенная величина амплитуды. A(t) t

Параметры качества звукового сигнала: 1. Частота дискретизации – количество измерений уровня сигнала в единицу времени. 2. Глубина звука – количество бит, используемых для кодирования различных уровней сигнала. N= i 2 N – количество различных уровней сигнала i – количество бит для кодирования одного уровня сигнала

Кодирование звуковой информации Задача: Рассчитать объем стереоаудиофайла длительностью звучания 1 секунду при высоком качестве звука (16 бит – глубина звука, 48 к. Гц – частота дискретизации Решение: Обозначим за D – частота дискретизации, К – количество дорожек, i – глубина звука, t – длительность звучания. Из условия задачи известно: D = 48 к. Гц = 48000 Гц К = 2 дорожки (стереоаудиофайл) i = 16 бит t = 1 сек Объем стереоаудиофайла V равен произведению частоты дискретизации на глубину звука, на время звучания и на количество дорожек. V = D *i* t* K V = 48000. 16. 1. 2 = 1536000 (бит) = = 192000 (байт) = 187, 5 (Кбайт) 51