9681

Кодирование информации. Единицы измерения

Реферат

Информатика, кибернетика и программирование

Кодирование информации. Единицы измерения. Единицы измерения количества информации. Для количественного выражения любой величины необходимо определить единицу измерения. Так, для измерения длины в качестве единицы выбран метр, для измерения массы..

Русский

2013-03-15

38 KB

51 чел.

Кодирование информации. Единицы измерения.

Единицы измерения количества информации. Для количественного выражения любой величины необходимо определить единицу измерения. Так, для измерения длины в качестве единицы выбран метр, для измерения массы — килограмм и так далее. Аналогично, для определения количества информации необходимо ввести единицу измерения.

Минимальной единицей измерения количества информации является бит – количество информации, которое содержит один символ двоичного алфавита (0 или 1), а следующей по величине единицей является байт, причем 1 байт = 23 бит = 8 бит.

В информатике система образования кратных единиц измерения количества информации несколько отличается от принятых в большинстве наук. Традиционные метрические системы единиц, например Международная система единиц СИ, в качестве множителей кратных единиц используют коэффициент 10n, где n = 3, 6, 9 и так далее, что соответствует десятичным приставкам Кило (103), Мега (106), Гига (109) и так далее.

Компьютер оперирует числами не в десятичной, а в двоичной системе счисления, поэтому в кратных единицах измерения количества информации используется коэффициент 2n.

Так, кратные байту единицы измерения количества информации вводятся следующим образом:

1 Кбайт = 210 байт = 1024 байт;

1 Мбайт = 220 байт = 1024 Кбайт;

1 Гбайт = 230 байт = 1024 Мбайт. 

1 Тбайт = 240 байт = 1024 Гбайт

Двоичное кодирование текстовой информации

Кодирование текстовой информации заключается в том, что создается таблица символов в которой каждому символу ставится в соответствие уникальный десятичный код от 0 до N, где N количество символов в таблице или соответствующий ему двоичный код длиной i, где i вычисляется из формулы N=2i.

Например, таблица кодов ASCII содержит 256 различных символов N = 2I= 28 = 256, каждый символ кодируется уникальным двоичным кодом длиной 8. Информационный объем = 1 байт.

Такое количество символов вполне достаточно для представления текстовой информации, включая прописные и строчные буквы русского и латинского алфавита, цифры, знаки, графические символы и пр.

При вводе в компьютер текстовой информации происходит ее двоичное кодирование, изображение символа преобразуется в его двоичный код. Пользователь нажимает на клавиатуре клавишу с символом, и в компьютер поступает определенная последовательность из восьми электрических импульсов (двоичный код символа). Код символа хранится в оперативной памяти компьютера, где занимает один байт.

В процессе вывода символа на экран компьютера производится обратный процесс — декодирование, то есть преобразование кода символа в его изображение.

В настоящее время существуют различные кодовые таблиц для русских букв (КОИ8, СР1251, СР866, Mac, ISO), поэтому тексты, созданные в одной кодировке, не будут правильно отображаться в другой.

В настоящее время широкое распространение получил новый международный стандарт Unicode, который отводит на каждый символ не один байт, а два, поэтому с его помощью можно закодировать не 256 символов, а N = 216 =  65536 различных символов.

Аналоговый и дискретный способы представления изображений и звука

Человек способен воспринимать и хранить информацию в форме образов (зрительных, звуковых, осязательных, вкусовых и обонятельных). Зрительные образы могут быть сохранены в виде изображений (рисунков, фотографий и так далее), а звуковые - зафиксированы на пластинках, магнитных лентах, лазерных дисках и так далее.

Информация, в том числе графическая и звуковая, может быть представлена в аналоговой или дискретной форме. При аналоговом представлении физическая величина принимает бесконечное множество значений, причем ее значения изменяются непрерывно. При дискретном представлении физическая величина принимает конечное множество значений, причем ее величина изменяется скачкообразно.

Примером аналогового представления графической информации может служить, например, живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно, а дискретного — изображение, напечатанное с помощью струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета. Примером аналогового хранения звуковой информации является виниловая пластинка (звуковая дорожка изменяет свою форму непрерывно), а дискретного — аудио-компакт-диск (звуковая дорожка которого содержит участки с различной отражающей способностью).

Преобразование графической и звуковой информации из аналоговой формы в дискретную производится путем дискретизации, то есть разбиения непрерывного графического изображения и непрерывного (аналогового) звукового сигнала на отдельные элементы. В процессе дискретизации производится кодирование, то есть присвоение каждому элементу конкретного значения в форме кода.

Дискретизация — это преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов. 

Двоичное кодирование графической информации

 В процессе кодирования изображения производится его пространственная дискретизация. Пространственную дискретизацию изображения можно сравнить с построением изображения из мозаики (большого количества маленьких разноцветных стекол). Изображение разбивается на отдельные маленькие фрагменты (точки), причем каждому фрагменту присваивается значение его цвета, то есть код цвета (красный, зеленый, синий и так далее).

Качество кодирования изображения зависит от двух параметров.

Во-первых, качество кодирования изображения тем выше, чем меньше размер точки и соответственно большее количество точек составляет изображение.

Во-вторых, чем большее количество цветов, то есть большее количество возможных состояний точки изображения, используется, тем более качественно кодируется изображение (каждая точка несет большее количество информации). Совокупность используемых в наборе цветов образует палитру цветов.

Графическая информация на экране монитора представляется в виде растрового изображения, которое формируется из определенного количества строк, которые в свою очередь содержат определенное количество точек (пикселей).

Качество изображения определяется разрешающей способностью монитора, т.е. количеством точек, из которых оно складывается. Чем больше разрешающая способность, то есть чем больше количество строк растра и точек в строке, тем выше качество изображения. В современных персональных компьютерах обычно используются три основные разрешающие способности экрана: 800х600, 1024х768 и 1280х1024 точки.

Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом цвета каждой точки. Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета, которая задается количеством битов, используемым для кодирования цвета точки. Наиболее распространенными значениями глубины цвета являются 8, 16, 24 или 32 бита.

N=2i. N – количество цветов в изображении, следовательно i – глубина цвета (длина двоичного кода каждого цвета)

I=k*i : I-количество информации в изображении, k – количество точек в изображении.

Двоичное кодирование звуковой информации

Временная дискретизация звука. Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон. Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть превращен в последовательность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц).

В процессе кодирования непрерывного звукового сигнала производится его временная дискретизация. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды.

При двоичном кодировании непрерывного звукового сигнала он заменяется последовательностью дискретных уровней сигнала. Качество кодирования зависит от количества измерений уровня сигнала в единицу времени, то есть частоты дискретизации. Чем большее количество измерений производится за 1 секунду (чем больше частота дискретизации), тем точнее процедура двоичного кодирования.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

16373. Применение финансовых функций Excel для решения задач 2.9 MB
  Применение финансовых функций Excel для решения задач. Задачи по финансовым вычислениям связанным с наращением и дисконтированием можно решать используя для расчетов обычный калькулятор или финансовый калькулятор или табличный процессор Excel. В Excel существует блок ф...
16375. Функции Excel 972.91 KB
  Функции Excel. Константы в формулах массива. Обычно формула при обработке нескольких аргументов возвращает одно значение; в качестве аргумента формулы может при этом выступать либо ссылка на ячейку содержащую значение либо само значение. Для создания ссылки на диапаз
16376. ФОРМУЛЫ И ФУНКЦИИ В MS EXCEL 923 KB
  ФОРМУЛЫ И ФУНКЦИИ В MS EXCEL Все формулы в таблицах Excel начинаются со знаков = вводятся в активную ячейку и отображаются в строке формул. После ввода формулы в активной ячейке будет отображаться результат вычислений а
16377. Табличный редактор Excel 852 KB
  Работа №3 Табличный редактор Excel Обработка данных 1. Запустите программу Excel Пуск  Программы  Microsoft Excel. 2. Создайте новую рабочую книгу кнопка Создать на стандартной панели инструментов. 3. Дважды щелкните на ярлычке текущего рабочего листа и дайте этому рабоче...
16378. Работа с функциями и формулами 848 KB
  Работа с функциями и формулами Понятие формулы в Excel Понятие функции в Excel Правила синтаксиса при записи функций Ввод и редактирование формул Использование ссылок Использование имен в формулах
16379. MS Excel көмегі арқылы медициналық мәліметтерді талдау. Формуламен жұмыс. Функция және диаграмма шеберімен жұмыс 806.5 KB
  Тақырыбы:MS Excel көмегі арқылы медициналық мәліметтерді талдау. Формуламен жұмыс. Функция және диаграмма шеберімен жұмыс Сабақ мақсаты: Студенттерді Excel 7.O қолданбалы программалар пакетімен жұмыс істеуді үйрету. Студент білуі керек: Excel программасының тағайында...
16380. СОЗДАНИЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИХ ФУНКЦИЙ В MS EXCEL 740 KB
  СОЗДАНИЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИХ ФУНКЦИЙ В MS EXCEL Методические указания к лабораторной работе по курсу Эксплуатация информационных систем для студентов специальности 230401 Информационные системы Цель работы – создание пользовательских функций Основные понятия Од
16381. Microsoft Excel 2007. Использование функций 595.5 KB
  ПРИВАЛОВА П.А. Методические указания по выполнениюлабораторной работы Microsoft Excel 2007. Использование функций. по дисциплине Информатика для студентов 1 курса дневного отделенияэкономических специальностей 1.Функции в Excel. Мастер функций При проведении расчето