Типы и структуры данных Классификация информационных единиц

Типы и структуры данных • Классификация информационных единиц, обрабатываемых на ЭВМ включает следующие аспекты: • типы данных, • структуры данных

Типы данных это совокупность соглашений о программно-аппаратурной форме представления и обработки

• • а также ввода, контроля и вывода элементарных данных; символьные (цифры, буквы, знаки препинания и пр. ); • числовые символьные для вывода; • числовые двоичные для вычислений; • числовые десятичные (цифры 0— 9) для вывода и вычислений

Типы данных, • совокупность соглашений о • вводе, контроле и выводе элементарных данных; • символьные (цифры, буквы, знаки препинания и пр. ); • числовые символьные для вывода; • числовые двоичные для вычислений; • числовые десятичные (цифры 0— 9) для вывода и вычислений

пример представления числовой информации в различных перечисленных формах. • Пусть задано число • 13510=2078 13510=8716 13510=100001112 • тогда: внутренняя стандартная форма представления • тип BINARY для обработки в двоичной арифметике • 1000001112

пример представления числовой информации в различных перечисленных формах. • внутренняя форма • двоично-десятичного представления • (тип DECIMAL, каждый разряд десятичного числа представляется двоично-десятичной комбинацией в 4 бита • 135 есть 001 011 1012.

символьное представление • (тип ALPHABETIC, для вывода) – • каждый разряд представляется байтом в соответствии с кодом ASCII • Представление • 135 есть 00110001 001101012. • Объем - 3 байта.

появлению других типов данных в системах управления базами данных • • дата и время', бинарные (BLOB — Binary Large Object) и текстовые объекты без внутренней структуры

• данные типа время (ЧЧ: ММ: СС) или дата (ГГ/ММ/ДД) • предполагают определенные диапазоны значений каждого из разрядов, • а также машинные или эмулируемые операции • (сложение/вычитание дат и/или моментов времени).

Основной причиной «проблемы 2000 г. • являлось не столько двухразрядная запись года в базах данных, • сколько встроенные • в огромное количество программ • (часто не документированных) операции над данными типа DATE ГГ/ММ/ДД.

Структуры данных • Два типа структур • элементарные данные и массивы • (векторы, матрицы, тензоры, состоящие из арифметических или логических переменных). • Основным нововведением, появившимся первоначально в Коболе (затем PL/1, Паскаль и пр. ), являются агрегаты данных

структуры • записи представляющие собой именованные комплексы переменных разного типа, • описывающих некоторый объект или образующих некоторый достаточно сложный документ.

Термин запись • Это наличие множества аналогичных по структуре агрегатов, • образующих файл (картотеку),

• содержащих данные по совокупности однородных объектов, элементы данных образуют поля, среди которых выделяются элементарные и групповые (агрегатные).

запись • элементы данных образуют поля, • среди которых выделяются элементарные и групповые (агрегатные).

форматы файлов • представление информации на • уровне взаимодействия операционной системы • с прикладными программами.

Двоичное кодирование мультимедиа информации. • Компьютерная графика широко используется в компьютерном моделировании • в научных исследованиях, • компьютерных тренажерах, • компьютерной анимации, • деловой графике, играх.

видеоинформация • В последнее время в связи с резким ростом аппаратных возможностей персональных компьютеров пользователи получили возможность обрабатывать видеоинформацию

Графическая информация • на экране дисплея представляется • в виде изображения, • которое формируется из точек (пикселей).

Графическая информация • Информация представляется в виде характеристик значений каждой точки — пиксела • (picture element), рассматриваемой в качестве наименьшей структурной единицы изображения. • Количество высвечиваемых одновременно пикселов на экране дисплея определяется его разрешающей способностью.

• В качестве характеристик графической информации выступают: • координаты точки (пиксела) на экране • цвет пиксела, • цвет фона (градация яркости). • Вся эта информация хранится в видеопамяти дисплея.

• Цветные изображения могут иметь различные режимы: • 16 цветов, • 256 цветов, • 65 536 цветов (high color), • 16 777 216 цветов (true color)

Видеоинформация может быть как статической, так и динамической. • Статическая видеоинформация включает текст, рисунки, графики, чертежи, таблицы и др. • Динамическая видеоинформация — это видео-, мульт- и слайд-фильмы.

• Для демонстрации анимационных и слайдфильмов используются различные принципы. Анимационные фильмы демонстрируются • так, чтобы зрительный аппарат человека не мог зафиксировать отдельные кадры. • В современных высококачественных мониторах и в телевизорах с цифровым управлением электронно-лучевой трубкой кадры сменяются до 70 раз в секунду,

Двоичное кодирование звуковой информации • Каждый компьютер, имеющий звуковую плату, может сохранять звук в виде файлов и воспроизводить его. С помощью специальных программных средств (редакторов аудиофайлов) открываются широкие возможности по созданию, редактированию и прослушиванию звуковых файлов.

• При двоичном кодировании аналогового звукового сигнала непрерывный сигнал оцифровывается, т. е. заменяется серией отдельных выборок

Кодирование • Качество двоичного кодирования зависит от двух параметров: • количества распознаваемых дискретных уровней сигнала и • количества выборок в секунду.

Сжатие данных • (data compression) -- процесс, обеспечивающий уменьшение объема данных. • Сжатие позволяет резко уменьшить объем памяти, необходимый для хранения данных, • сократить (до приемлемых размеров) время их передачи.

Сжатие текстов • Определенные результаты дает статистическое кодирование, • в котором наиболее часто встречающиеся символы получают коды наименьшей длины.

Сжатие изображений • Минимизация количества информации, предоставляющей изображение или видеофильм • прежде всего, осуществляется при выборе шага квантования и разрядности кодов.

• Например, можно при обработке изображений удалить из аналогового сигнала частоты, которые находятся вне спектра, воспринимаемого глазом человека • (до 10000 цветов, 250 оттенков серого цвета). • Чем выше коэффициент сжатия, тем ниже это качество.

Кодирование видеоинформации. • В связи с большим объемом информации, содержащейся в видеопотоке (до 6 Мбайт/с), • для записи формации в ЭВМ обычно применяют • сжатое кодирование потока данных на входе с • использованием алгоритмов семейства MPEG/JPEG • Стандарт MPEG (Motion Picture Expert Group) включает несколько • компонент: системного потока, • описывающего структуру смешанного аудио- и видеопотока, • а также MPEG-video и MPEG-audio.