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

59 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

60998. Сценарий 1 Сентября: «Тайна золотого ключика» 50 KB
  И вы опоздали Пьеро: Увы Он не опаздывает Мальвина: О ужас Он пропал Артемон: Вау пропал Ведущий: Как пропал Он попал в беду Что же вы причитаете можете хоть что-нибудь объяснить Пьеро: О горе Мы сбежали от Карабаса Барабаса...
60999. «Школьники против Диких Гитар». Сценарий 1 Сентября 38.5 KB
  Кот Матвей: Вас приветствует группа Дикие гитары Это Кикиморы-сестры: Баба и Яга Леший и я кот Матвей Встречайте нас Поют: Эх бараночки конфеты Бары растабары Мы лесные Самоцветы: Дикие гитары Мы кричим и бренчим...
61000. «Волк и семеро козлят». Сценарий. Праздник 8 Марта 35 KB
  Семеро козлят в доме. Разучивают песню «Мама». Кто-то отчаянно фальшивит. Старший козлик — он дирижер, стучит палочкой по пульту. Все умолкают. 1 козлик: Стойте, братцы! Так дело не пойдет. Надо петь не «бе», а «ме»! еще раз! Сначала: и!
61001. СЛУШАЙТЕ, СМОТРИТЕ, ПОМНИТЕ! ВОСПИТАТЕЛЬНОЕ МЕРОПРИЯТИЕ 64 KB
  Вступление А может не было войны Что мы знаем о войне. Дети войны. Ход мероприятия Организационный момент Вступление Под песню Марка Бернеса Журавли выходят ведущие юноша и девушка одетые в военные пилотки белые блузки читают слова...
61002. Интеллектуально-познавательная игра: День Благодарения 50 KB
  Проводится в 24 ноября в рамках школьной недели по английскому языку как приобщение к культурной традиции изучаемого языка такой страны как Америка с целью повышения интереса к изучению английского языка и расширения кругозора учащихся.
61004. Усний журнал: Рідний край,де ми живем, Україною зовем 61 KB
  Мова кожного народу неповторна і своя це рядки з вірша. Українська мова давня й молода. Рідна мова в рідній школі Що бринить нам чарівніш I дорожча в час недолі Рідна мова Рідна мова Що в єдине нас злива Перші матері слова...