Дискретное (цифровое) представление информации

1. Лекция № 7

ДИСКРЕТНОЕ (ЦИФРОВОЕ)
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ

2.

Информационный объект –
обобщающее понятие, описывающее
различные виды объектов; это
предметы, процессы, явления
материального или нематериального
свойства, рассматриваемые с точки
зрения их информационных свойств.

3.

Простые информационные объекты:
• звук,
• изображение,
• текст,
• число.
Комплексные (структурированные)
информационные объекты:
• элемент,
• база данных,
• таблица,
• гипертекст,
• гипермедиа.

4. Информационный объект

• обладает определенными
потребительскими качествами (т.е. он
нужен пользователю);
• допускает хранение на цифровых
носителях;
• допускает выполнение над ним
определенных действий путем
использования аппаратных и
программных средств компьютера.

5.

Программы
Информационные объекты
Текстовые редакторы и
процессоры
Текстовые документы
Графические редакторы и
пакеты компьютерной
графики
Графические объекты: чертежи,
рисунки, фотографии
Табличные процессоры
Электронные таблицы
Пакеты мультимедийных
презентаций
СУБД – системы управления
базами данных
Компьютерные презентации
Клиент-программа
электронной почты
Программа-обозреватель
Интернета (браузер)
Электронные письма, архивы,
адресные списки
Web-страницы, файлы из
архивов Интернета
Базы данных

6. Дискретное (цифровое) представление информации

Вся информация, которую обрабатывает
компьютер, должна быть представлена
двоичным кодом с помощью двух цифр
0 и 1.
Эти два символа принято называть
двоичными цифрами или битами.
С их помощью можно закодировать
любое сообщение.

7. В компьютере обязательно должно быть организованно два важных процесса:

• Кодирование – преобразование
входной информации в двоичный код.
• Декодирование – преобразование
данных из двоичного кода в форму,
понятную человеку.

8. Два устойчивых состояния электронного элемента:

• 0 – отсутствие электрического сигнала;
• 1 – наличие сигнала

9. Система счисления

- способ записи чисел с помощью набора
специальных знаков, называемых
цифрами
Системы счисления подразделяются на:
• позиционные
• непозиционные.

10.

В позиционных системах счисления
величина, обозначаемая цифрой в
записи числа, зависит от её
положения в числе (позиции).
Пример:
• двоичная,
• троичная,
• четвертичная,
• пятеричная,
• восьмеричная,
• десятичная,
• шестнадцатеричная системы.

11.

В непозиционных системах счисления
величина, которую обозначает цифра,
не зависит от положения в числе.
Пример:
• Римская система,
• система с «палочкой» (унарная система
счисления).

12. Пример двоичного кодирования чисел.

12310 — это число 123 в десятичной системе
счисления
11110112 — то же число, но в двоичной
системе
Двоичное число 1111011 можно расписать в
виде: 11110112 = 1*26 + 1*25 + 1*24 + 1*23 +
0*22 + 1*21 + 1*20
750138 = 7*84 + 5*83 + 0*82 + 1*81 + 3*80

13. Переведем десятичное число 2010 в двоичную систем счисления (основание системы счисления p=2)

В итоге получили
2010 = 101002.

14. Аналогично 57110 =10738, 746710 =1D1B16

15. Двоичное кодирование текстовой информации

• Для кодирования одного символа требуется
один байт информации.
• С помощью 1 байта можно закодировать 256
различных символов. (28 = 256).
• Кодирование заключается в том, что каждому
символу ставиться в соответствие
уникальный двоичный код от 00000000 до
11111111 (или десятичный код от 0 до 255).

16. Таблица кодировки

• Присвоение символу конкретного кода –
это вопрос соглашения, которое
фиксируется кодовой таблицей.
• Таблица, в которой всем символам
компьютерного алфавита поставлены в
соответствие порядковые номера (коды),
называется таблицей кодировки.
Доклад на тему «Таблицы кодировки
текстовой информации. История
развития» (5-10 страниц)

17. Кодирование графической информации

Изображение на экране монитора
дискретно. Оно составляется из
отдельных точек - пикселей.
Пиксель — минимальный участок
изображения, которому независимым
образом можно задать цвет.

18.

Качество кодирования изображения
зависит от:
1. размера точки (чем меньше её
размер, тем больше кол-во точек в
изображении);
2. количества цветов (чем большее колво возможных состояний точки, тем
качественнее изображение).

19.

Для хранения черно-белого изображения
используется 1 бит.
Цветные изображения формируются в
соответствии с двоичным кодом цвета,
который хранится в видеопамяти.
Цветное изображение на экране
формируется за счет смешивания трех
базовых цветов – красного, желтого и
синего.

20.

В процессе дискретизации могут
использоваться различные палитры
цветов. Каждый цвет можно
рассматривать как возможное
состояние точки.
Количество цветов N в палитре и
количество информации I,
необходимое для кодирования цвета
каждой точки, вычисляется по
формуле:
N = 2I

21. Кодирование звука

• Кодирование и воспроизведение
звуковой информации осуществляется
с помощью специальных программ
(редактор звукозаписи).
• Качество двоичного кодирования звука
определяется глубиной кодирования и
частотой дискретизации.
• Чем большее количество измерений
производится за 1 секунду, тем точнее
процедура двоичного кодирования.

22.

Частота дискретизации звука — это
количество измерений громкости звука
за одну секунду.
Глубина кодирования звука — это
количество информации, которое
необходимо для кодирования
дискретных уровней громкости
цифрового звука.
Если известна глубина кодирования, то
количество уровней громкости
цифрового звука можно рассчитать по
формуле:
N = 2I.

23. Кодирование видеониформации

Видеоинформация – это сочетание
звуковой и графической информации.
Кроме того, для создания на экране
эффекта движения используется
дискретная технология быстрой смены
статических картинок.
Способ уменьшения объема видео:
первый кадр запоминается целиком
(ключевой), а в следующих
сохраняются только отличия от
начального кадра (разностные кадры).

24. Вопросы

Что такое кодирование, декодирование?
Как кодируются числа?
Что такое система счисления?
Какие виды систем счисления Вы знаете?
Приведите примеры.
5. Как перевести число из двоичной системы в
десятичную?
6. Как перевести число из десятичной системы в
двоичную?
7. Как кодируется текстовая информация?
8. Как кодируется графическое изображение?
9. Как происходит кодирование звука?
10. Как происходит кодирование видеоинформации?
1.
2.
3.
4.