Информатика. Теория и  практика

Урок 5. Кодировка информации

Правила представления данных в компьютере: 

1.Данные и программы в памяти компьютера хранятся в двоичном виде;

2.Представление данных в компьютере дискретно;

3.Множество представимых в памяти компьютера величин ограничено и конечно

 

Раздел 1. Представление чисел

Представлены в двоичной системе счисления:

 

 

 

Для перевода десятиного числа в двоичную систему его необходимо делить последовательно на 2 до тех пор, пока не останется остаток, меньший или равный 1. Число в двоичной системе записывается как последовательность последнего результата деления и остатков отделения в обратном порядке. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

●

 

 

 

 

Множество вещественных чисел, представленных в калькуляторе, также как и множество целых чисел дискретно, поскольку числа отделены друг от друга конечными отрезками:

0,333333333 - 0,333333332 = 0,000000001. Действительное число нормализуется, выделяется мантисса (0<m<10) и порядок (степень числа 10). На экране такие числа записываются в экспоненциальном виде: 1,500000Е+01. На рисунке вы видите представление вещественного числа в памяти компьютера, где старшие биты отведены под знак числа и знак порядка. (0 - число положительное, а если 1 - то число отрицательное).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В итоге имеем систему основных понятий:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 2. Кодировка текста.

Текст - это множество символов, а значит это множество дискретно. Для его кодировки применяют кодировку каждого символа. Существует 2 типа кодировки текста: стандартный ASCII, в которой на 1 символ приходится 8 бит; универсальный Unicode - на 1 символ приходится 16 бит.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 3. Кодировка графики.

Изображение разбивают на точки-пиксели и в компьютере хранится информация о кождом пикселе.

Соответственно, изображение  на экране монитора дискретно. 

Прямоугольная матрица пикселей называется растром.

 

Разрешение – количество пикселей на 1 дюйм длины (dpi). (1 дюйм = 2,54 см)

 

Модель RGB (Red – красный, Green – зеленый, Blue – синий) -  модель излучаемого света.

Глубина цвета – это количество бит, выделяемого для кодировки цвета.

Например при 8 битовой кодировке цвет пикселя будет состоять из следующих оттенков.

 

 

Красных оттенков 2*2=4, зеленого и синего 2*2*2= 8, а полное число цветов: 4*8*8 = 256 = 2^8.

Следовательно количество цветов (N) рассчитывается по формуле N = 2^b.

Модель CMYK – модель отраженного от бумаги света (С – cyan (голубой), M – magenta (пурпурный), Y – yellow (желтый), black - черный).

 

Раздел 4. Кодировка звука. 

Звуковая карта измеряет уровень звукового сигнала и результат измерения записывает в память компьютера.

                    Чем выше частота измерений, тем выше качество звука.

Промежуток между двумя измерениями называется периодом измерений.

Обратная величина – частота дискретизации, измеряется в герцах.

Размер регистра памяти  звуковой карты b связан с количеством звуков по

формуле: N = 2^b.

 

Задача:  Про­из­во­дит­ся од­но­ка­наль­ная (моно) зву­ко­за­пись с ча­сто­той

дис­кре­ти­за­ции 48 кГц и глу­би­ной ко­ди­ро­ва­ния 16 бит. За­пись длит­ся

2 ми­ну­ты, ее ре­зуль­та­ты за­пи­сы­ва­ют­ся в файл, сжа­тие дан­ных не

про­из­во­дит­ся. Каков объем файла?

Решение:

48КГц = 48000гц в 1 сек.

48000*16 = 768 000 бит

768 000 * 120 сек = 92 160 000 бит = 92 160 000 / (8 *1024 *1024) = 11Мб.