37880

Кодирование и хранение информации. Кодирование текстовой информации. Создание и редактирование растровых изображений

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Современные 16битные звуковые карты обеспечивают возможность кодирования 65536 различных уровней громкости или 16битную глубину кодирования звука. Задание 1 Запустить текстовый редактор MSWORD Ввести текст Кодировка WINDOWS CP1251 Выполнил студент группы ХХХ ФИО Сохранить текст в новой папке TEXT в четырёх различных форматах: Документ WORD.txt Завершить работу в редакторе WORD Просмотреть папку TEXT сравнить объём текста в различных форматах. Pint позволяет создавать рисунки с использованием различных графических...

Русский

2013-09-25

160 KB

61 чел.

Лабораторная работа 1. Кодирование и хранение информации. Кодирование текстовой информации. Создание и редактирование растровых изображений»

Цель: « Изучить принципы кодирования  и хранения информации,  освоить методы определения количественной характеристики  информации определённого вида»

Методические указания.

Кодирование текстовой информации

Правило цифрового представления символов следующее: каждому символу ставится в соответствие некоторое целое число, то есть каждый символ нумеруется.
Рассмотрим последовательность строчных букв русского алфавита: а, б, в, г, д, е, ё, ж, з, и, й. к, л, м. н. о, п, р, с, т, у, ф, х, ц, ч, ш, щ, ъ, ы, в, э, ю, я. Присвоив каждой букве номер от 0 до 33. получим простейший способ представления символов. Последнее число - 32 в двоичной форме имеет вид 100000, то есть для хранения символа в памяти понадобится 6 бит.Так как с помощью шести бит можно представить число 26 - 1 = 63, то шести бит будет достаточно для представления 64 букв.
Имеются разные стандарты для представления, символов, которые отличаются лишь порядком нумерации символов. Наиболее распространён американский стандартный код для информационного обмена - ASCII [American Standard-Code for Information Interchange] введён в США в 1963г. В 1977 году в несколько модифицированном виде он был принят в качестве всемирного стандарта Международной организации стандартов [International Standards Organization -. ISO] под названием ISO-646. Согласно этому стандарту каждому символу поставлено в соответствие число от 0 до 255. Символы от 0 до 127 - латинские буквы, цифры и знаки препинания - составляют постоянную часть таблицы. Остальные символы используются для представления национальных алфавитов. Конкретный состав этих символов определяется кодовой страницей. В русской версии ОC Windows95 используется кодовая, страница 866. В ОС Linux для представления русских букв более употребительна кодировка КОИ-8. Недостатки такого способа кодировки национального, алфавита очевидны. Во-первых, невозможно одновременное представление русских и ,например, французских букв. Во-вторых, такая кодировка совершенно непригодна для представления, китайских иероглифов. В 1991 году была создана некоммерческая организация Unicode, в которую входят представители ряда фирм (Borland. IBM, Noyell, Sun и др) и которая занимается развитием и внедрением нового стандарта. Кодировка Unicode использует 16 разрядов ,и может содержать 65536 символов. Это символы большинства народов мира, элементы иероглифов, спецсимволы, 5000 – мест для частного использования, резерв из 30000 мест.
ASCII-код символа А= 6510 =4116= 010001112;
Unicode-код символа С= 6710=00000000011001112
Кодирование графической информации

Графические изображения, хранящиеся в аналоговой (непрерывной) форме на бумаге, фото- и кинопленке, могут быть преобразованы в цифровой компьютерный формат путем пространственной дискретизации. Это реализуется путем сканирования, результатом которого является растровое изображение. Растровое изображение состоит из отдельных точек (пикселей - англ. pixel образовано от словосочетания picture element, что означает элемент изображения), каждая из которых может иметь свой цвет.

Качество растрового изображения определяется его разрешением (количеством точек по вертикали и по горизонтали) и используемой палитрой цветов (16, 256, 65536 цветов и более). Из формулы 2.2 можно определить какое количество бит информации необходимо выделить для хранения цвета точки (глубину цвета) для каждой палитры цветов.

Кодирование звуковой информации

В аналоговой форме звук представляет собой волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. При преобразовании звука в цифровую дискретную форму производится временная дискретизация, при которой в определенные моменты времени амплитуда звуковой волны измеряется и квантуется, т.е. ей присваивается определенное значение из некоторого фиксированного набора. Данный метод называется еще импульсно-кодовой модуляцией PCM (Pulse Code Modulation).

Преобразование непрерывной звуковой волны в последовательность звуковых импульсов различной амплитуды производится с помощью аналого-цифрового преобразователя размещенного на звуковой плате. Современные 16-битные звуковые карты обеспечивают возможность кодирования 65536 различных уровней громкости  или 16-битную глубину кодирования звука. Качество кодирования звука зависит и от частоты дискретизации — количества измерений уровня сигнала в единицу времени. Эта величина может принимать значения от 8 до 48 кГц.

Записанные звуковые файлы можно редактировать, т.е. вырезать, копировать и вставлять фрагменты файла. Кроме того, можно увеличивать или уменьшать громкость, применять различные звуковые эффекты (эхо, уменьшение или увеличение скорости воспроизведения, воспроизведение в обратном направлении и др.), а также накладывать файлы друг на друга (микшировать). Можно также изменять качество звука путем уменьшения или увеличения глубины кодирования и частоты дискретизации. Для редактирования звуковых файлов применяются специальные программы – звуковые редакторы.

Задание 1

  1.  Запустить текстовый редактор MSWORD
  2.  Ввести текст «Кодировка WINDOWS CP1251

Выполнил студент группы ХХХ ФИО»

  1.  Сохранить текст в новой папке TEXT в четырёх различных форматах:
    •  Документ WORD(*.doc)
    •  Текст в формате RTF(*..rtf)
    •  Web- страница HTML(*.htm)
    •  Обычный текст(*.txt)
  2.  Завершить работу в редакторе WORD
  3.  Просмотреть папку TEXT, сравнить  объём текста в различных форматах.

Задание 2

1.Закодируйте свое имя, фамилию и отчество с помощью одной из таблиц (win-1251, KOI-8)
2.Раскодируйте ФИО соседа
3.Закодируйте следующие слова, используя таблицы ASCII-кодов: ИНФОРМАТИЗАЦИЯ, МИКРОПРОЦЕССОР, МОДЕЛИРОВАНИЕ
4.Раскодируйте следующие слова, используя таблицы ASCII-кодов:
88 AD E4 AE E0 AC A0 E2 A8 AA A0
50 72 6F 67 72 61 6D
43 6F 6D 70 75 74 65 72 20 49 42 4D 20 50 43
5.Открыть блокнот.
а) Используя клавишу Alt и малую цифровую клавиатуру ,раскодировать фразу: 145 170 174 224 174 255 170 160 173 168 170 227 171 235; 
Технология выполнения задания: При удерживаемой клавише Alt, набрать на малой цифровой клавиатуре указанные цифры. Отпустить клавишу Alt, после чего в тексте появится буква, закодированная набранным кодом.
б) Используя ключ к кодированию, закодировать слово  – зима;
Технология выполнения задания: Из предыдущего задания выяснить, каким кодом записана буква а. Учитывая, что буквы кодируются в алфавитном порядке, выяснить коды остальных букв.
Что вы заметили при выполнении этого задания во время раскодировки? Запишите свои наблюдения.
Задание 3

Рассмотрим возможности графического редактора Paint, являющегося стандартным приложением Windows, и позволяющим экпортировать в растровом формате рисунки.

Paint позволяет создавать рисунки с использованием различных графических примитивов (линия, прямоугольник, окружность и др.) с помощью панели инструментов.

Растровые рисунки можно изменять с помощью большого количества эффектов (набросок углем, мозаика, рельеф и т.д.), выполнять над ними различные действия (обрезать, изменять размер, поворачивать и т.д.), изменять масштаб и др.

Paint может открывать и сохранять изображения в различных  графических форматах: растровое изображение без сжатия,  растровое изображение, используемое в различных издательских системах, сжатые растровые изображения, используемые для размещения графики на Web-страницах.

Редактирование и сохранение изображений в различных форматах. Довольно часто приходится (например, при подготовке описаний для приложений) получать изображения с экрана монитора. Полученные изображения обычно подвергаются редактированию и сохраняются в различных графических форматах BMP.

Практическое задание: «Получение изображения значка Windows и его сохранение в различных графических форматах».

  1.  Получим изображение экрана монитора и поместим его в приложение Paint. Свернуть все приложения, щелкнуть по значку Мой компьютер и нажать клавишу {Print Screen}.  Изображение экрана монитора будет помещено в буфер обмена Windows.  
  2.  Активизировать приложение Paint и ввести команду [Правка-Вставить]. В окно приложения будет помещено изображение экрана компьютера.
  3.  Вырежем из изображения экрана монитора изображение значка. На панели  инструментов выбрать инструмент выделения (кнопка со стрелкой) и нарисовать прямоугольник вокруг значка.
  4.  Ввести команду [Правка-Копировать]. Затем Файл-Создать. Правка- Вставить. На поле рисования останется изображение значка
  5.   Сохраним это изображение в папке PICTURE  под именем image1.bmp, image2.bmp, image3.bmp, image4.bmp в различных графических форматах BMP. Ввести команду [Файл-Сохранить как…]. На появившейся панели Сохранить выбрать формат BMPMS Windows  и ввести имя файла image1.bmp.       Можно сравнить качество изображений в полученных графических файлах различных форматов и информационный объем файлов.
  6.  Последовательно просмотреть файлы различных графических форматов с использованием пунктов меню Окно. Использовать инструмент Лупа для рассмотрения деталей изображений.
  7.  Открыть папку, где хранятся файлы изображений в различных форматах и сравнить их объемы.
  8.  Получить изображение значка Мой компьютер и сохранить его в различных графических форматах.

Задание 4

Пример 1. Оцените информационный объем высокачественного стереоаудиофайла длительностью звучания 1 минута, если "глубина" кодирования 16 бит, а частота дискретизации 48 кГц.

Пример 2. Запишите звуковой файл длительностью 1 минута с "глубиной" кодирования 16 бит и частотой дискретизации 48 кГц. Сравните его объем с вычисленным значением в предыдущем примере.

Запись звукового файла с помощью стандартного приложения Звукозапись.

1

Ввести команду [Программы-Стандартные-Мультимедиа-Звукозапись].

2

В появившемся окне приложения  Звук - Звукозапись ввести команду [Файл-Свойства].

3

На появившейся диалоговой панели Свойства: Звук щелкнуть по кнопке Преобразовать.

4

На появившемся диалоговом окне Выбор звука с помощью раскрывающегося списка Формат: выбрать стандартный формат PCM.

В раскрывающемся списке Атрибуты: выбрать качество дискретизации, например, 48 000 Гц; 16 бит; Стерео.

5

Получаемое значение объема 1 секунды оцифрованного звука (188 Кбайт) приблизительно равно вычисленному (187,5 Кбайт).

6

Запишите звуковой файл с выбранным качеством, сохраните его на диске и сравните его объем с вычисленным.

Пример 3. В звуковом редакторе Cool Edit 2000 улучшить качество звукового файла, например, ding.wav, который хранится в каталоге \WINDOWS\Media\. Сравнить объемы исходного и полученного файлов.

Редактирование звукового файла в звуковом редакторе Cool Edit 2000

1

Запустить звуковой редактор Cool Edit 2000.

Открыть звуковой файл start.wav командой [File-Open].

В окне наблюдать зависимость амплитуды сигнала от времени с точками дискретизации для двух каналов.

2

Ввести команду [Edit-Convert Sample Type …].

Загруженный файл записан с глубиной кодирования 16 бит и частотой дискретизации 22050 Гц.

В списке Sample Rate выбрать частоту дискретизации, например, 48 000 Гц, в списке Resolution глубину кодирования, например, 32 бит.

3

Полученный файл имеет объем 344 Кбайта, а исходный файл имеет объем 79 Кбайт. Определим во сколько раз полученный файл больше:

344 Кбайта/79 Кбайта = 4,35

6

Вычислим во сколько раз полученный файл должен иметь больший объем:

48000 Гц/22050 Гц × 32 бит/16 бит = 4,35.

Оформление отчета.

  1.  Оформить децимальный номер работы, название и цель
  2.  Выполнить 4 задания с отчетом по их выполнению
  3.  Получить у преподавателя индивидуальные задания
  4.  Защитить работу


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

65109. Кыпчаки и Кимакский каганат. Йемеки 47 KB
  Легендарные сведения подтверждают указанное направление движения кыпчаков: согласно легенде о предке уйгуров Огузкагане последний послал кыпчаков чтобы они поселились между страной итбараков предположительно киргизов. Повидимому более раннее или параллельное название кыпчаков сиры.
65110. КНЯЗЬЯ КАЗАНСКИЕ, КНЯЗЬЯ БОЛГАРСКИЕ 103 KB
  Осенью этого года великий князь суздальский и нижегородский Дмитрий Константинович послал рать на Болгарского князя Асана вариант написания: Блъгарского князя Осана 4. высказана следующим образом: на Болгарского князя Асана еже ныне глаголются Казанцы выделено нами.
65111. Модель Татарстана: «За» И «Против» 134.5 KB
  Обычно Модель Татарстана противопоставляется опыту других регионов суверенизация которых была сопряжена с острыми кризисами Абхазия Чеченская республика Ичкерия и др. Но сам опыт Татарстана при этом рассматривается весьма однобоко в основном с точки зрения мирного характера...
65112. Об основных этапах становления татарской нации 248.5 KB
  Проблему формирования татарской нации на сегодня трудно считать изученной сколько-нибудь исчерпывающе. Ее автор выделил три основных этапа становления татарской буржуазной нации: первый с конца ХVII до конца ХVIII вв.
65113. Проблема этнического единства татар 73.5 KB
  Самый свежий пример подобного рода относится к крымским татарам среди которых недавно происходила большая дискуссия по вопросу об идентичности быть ли им крымскими татарами къырым татарлары къырым татар халкы или принять название крымчан къырымлы къырым халкы.
65114. ТАТАРЫ (ПОПУЛЯРНЫЙ ОЧЕРК ЭТНИЧЕСКОЙ ИСТОРИИ И ДЕМОГРАФИИ) 92.5 KB
  Татары являются одним из крупных тюркоязычных этносов. Татарский народ прошел длительный путь исторического развития и имел в прошлом свою государственность древнетюркские каганаты Причерноморская Булгария Хазарский каганат Волжская Булгария Золотая Орда Казанское Крымское...
65115. Образование Золотой Орды и формирование средневекового татарского этноса (XIII – первая четверть XV века) 299.5 KB
  Золотая Орда как великая евразийская империя вторая после Тюркского каганата существовал сравнительно недолгий период а на фоне истории мировой цивилизации и достаточно незначительный. Это государство современники называли поразному...
65116. ЮГО-ВОСТОК ТАТАРСТАНА: ПРОБЛЕМА ИЗУЧЕНИЯ ЭТНИЧЕСКОЙ ИСТОРИИ РЕГИОНА XIV-XVII ВЕКОВ 123.5 KB
  В связи с состоянием источников ранняя история татарского населения юго-восточных районов республики остается исследованной недостаточно. Дискуссионным остается вопрос о существовании в этой зоне татарского населения до начала XVIII века.
65117. Из истории изучения формирования тюркоязычного населения Пермского края 63.5 KB
  Тюркоязычное население Пермского края татары и башкиры длительное время поддерживали интенсивные этнические контакты. Именно поэтому история изучения формирования пермских татар и башкир рассматривается вместе.