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

56 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

45093. Психические и поведенческие расстройства вследствие употребления алкоголя (F10) 49 KB
  Психологической причиной является прием алкоголя как препарата улучшающего коммуникации как антидепрессанта для снижения уровня тревоги. Кроме того некоторые личностные черты сами по себе могут нивелироваться приемом алкоголя хотя алкоголизм обыкновенно в дальнейшем их заостряет. Для диагностики алкогольного опьянения применяются методы определения алкоголя в выдыхаемом воздухе пробы Раппопорта и Мохова Шинкаренко.
45094. Психические и поведенческие расстройства вследствие употребления опиоидов (F11) 31 KB
  Терапия острой передозировки опиатами включает применение налоксона 001 мг на кг веса или антаксона. К специфической терапии относятся метадоновая как первичная терапия при детоксикации так и в ходе реабилитации как поддерживающая терапия лечение клонидином в ходе детоксации а также терапия налоксоном и налтрексоном или бупренорфином как частичным агностом опиатов. Требуются также продолжительная и упорная групповая и индивидуальная психотерапия и реабилитация в специализированных центрах.
45095. Хронические бредовые расстройства (F22) 34.5 KB
  В строгом смысле это монотематический бред который вторично может приводить к депрессии если пациент не может реализовать своей моноидеи или агрессии против предполагаемых врагов. Идеи преследования величия отношения изобретательства или реформаторства ревности и влюбленности или убежденность в наличии некоего заболевания религиозные идеи аффективно заряжены. Идеи величия и религиозные идеи приводят пациентов к руководству еретическими сектами и новыми мессианскими течениями. Идеи ревности и влюбленности синдром Клерамбо нелепы при...
45096. Программирование КИХ-фильтра на языке ассемблера процессора ADSP-2181 569.5 KB
  Разработка программы КИХ-фильтра заданного типа и с заданными характеристиками на языке ассемблера ADSP-2181. Изучение характеристик спроектированного фильтра с использование программы DFT.ASM. Изучение преобразований типовых дискретных сигналов при прохождении через КИХ-фильтры.
45097. Исследование процесса аналого–цифрового преобразования радиолокационных эхо-сигналов 1.21 MB
  Исследование спектрально-корреляционных свойств радиолокационных сигналов и помех Временная реализация процесса: Автокорреляционная функция процесса: Спектр процесса: Исследование характеристик аналого-цифрового преобразования Исследование влияния на ошибки квантования спектры квантованного сигнала и сигнала ошибки выбора величины динамического диапазона АЦП Спектры квантованного сигнала и сигнала ошибки выбора величины динамического диапазона АЦП: А Д А=Д А Д При уменьшении амплитуды сигнала от D до...
45098. Знакомство с основами работы с Visual DSP++. Изучение программно-логической модели ADSP-2181 3.15 MB
  Сигнальный процессор взаимодействует с внешней средой путём использования адресной шины (ADDR), шины данных параллельного обмена (DATA), мультиплексированной шины адреса/данных (IAD)...
45099. Программная реализация алгоритма ДПФ на языке ассемблера процессора ADSP-2181 4.2 MB
  Сигнальный процессор взаимодействует с внешней средой путем использования адресной шины ADDR, шины данных параллельного обмена DATA, мультиплексированной шины адреса/данных IAD, линий последовательного обмена DT0, DR0, DT1, DR1 и использования информационных, управляющих, служебных сигналов и сигналов прерываний
45100. English in my life 15.61 KB
  English is the max widespread language nowadays. It is a world language, spoken by more than 1750 million people. Residents of more than 70 countries speak English(for example, Canada, Australia, New Zeeland, USA and others)
45101. Great Britain 14.21 KB
  Gret Britin is situted on the British Isles. The lrger of two big islnds is known s Gret Britin. The islnd of Gret Britin together with the neighboring minor islnds nd the northestern prt of Irelnd constitute the United Kingdom of Gret Britin nd Northern Irelnd.