Svinkovod.ru

Бытовая техника
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Определение количества информации. Двоичное кодирование информации

Определение количества информации. Двоичное кодирование информации

Существует формула, которая связывает между собой количество возможных событий N и количество информации I :

Например, если мы получили 4 бита информации, то количество возможных событий составляло:

Наоборот, для определения количества информации, если известно количество событий, необходимо решить показательное уравнение относительно I . Например, в игре «Крестики-нолики» на поле 8X8 перед первым ходом существует 64 возможных события (64 различных варианта расположения «крестика»), тогда уравнение принимает вид: . Так как , то получим: .

Таким образом, I = 6 битов, то есть количество информации, полученное вторым игроком после первого хода первого игрока, составляет 6 битов.

1.1 . Какое количество информации получит второй игрок после первого хода первого игрока в игре «Крестики-нолики» на поле размером 4*4?

1.2 . Каково было количество возможных событий, если после реализации одного из них мы получили количество информации, равное 3 битам?

1.3 . Сколько бит информации несет сообщение о том, что тетраэдр, у которого все грани окрашены в разные цвета, после подбрасывания упал на синюю грань?

1.4 . Сколько различных последовательностей длиной в 7 символов можно составить из цифр 0 и 1 ?

1.5. В корзине лежат 8 шаров. Все шары разного цвета. Сколько информации несет сообщение о том, что из корзины выкатился синий шар?

1.6 . Сколько бит информации несет в себе известие, что монета упала гербом вверх?

2. Алфавитный подход

к определению информации.

Набор символов знаковой системы (алфавит) можно рассматривать как различные возможные состояния (события).

Тогда, если считать, что появление символов в сообщении равновероятно, можно рассчитать, какое количество информации несет каждый символ.

Так, в русском алфавите, если не использовать букву ё , количество событий (букв) будет равно 32. Тогда:

, откуда I = 5 битов.

Каждый символ несет 5 битов информации (его информационная емкость равна 5 битам). Количество информации в сообщении можно подсчитать, умножив количество информации, которое несет один символ, на количество символов.

2.1 . Два текста содержат одинаковое количество символов. Первый текст составлен в алфавите мощностью 16 символов. Второй текст в алфавите мощностью 256 символов. Во сколько раз количество информации во втором тексте больше, чем в первом?

2.2 . Дан текст из 600 символов. Известно, что символы берутся из таблицы размером 16 x 32. Определить информационный объем текста в битах.

3. Двоичное кодирование

Для кодирования одного символа требуется 1 байт информации.

I = 1 байт = 8 битов

Если рассматривать символы как возможные события, то можно вычислить, какое количество различных символов можно закодировать:

Кодирование заключается в том, что каждому символу ставится в соответствие уникальный десятичный код от 0 до 255 или соответствующий ему двоичный код от 00000000 до 11111111.

Первые 33 кода (с 0 до 32) соответствуют не символам, а операциям (перевод строки, ввод пробела и т.д.)

Коды с 33 по 127 являются интернациональными и соответствуют символам латинского алфавита, цифрам, знакам арифметических операций и знакам препинания.

Коды с 128 по 255 являются национальными, то есть в национальных кодировках одному и тому же коду соответствуют различные символы. К сожалению, в настоящее время существуют пять различных кодовых таблиц для русских букв (КОИ8, СР1251, СР866, Мас, 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 символов. Эту кодировку поддерживают последние версии платформы Microsoft Windows&Office .

К счастью, в большинстве случаев пользователь не должен заботиться о перекодировках текстовых документов, так как это делают специальные программы-конверторы, встроенные в приложения.

3.1 . Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, определите, чему равен информационный объем следующего высказывания Жан-Жака Руссо:

Тысячи путей ведут к заблуждению, к истине – только один.

3.2 . Скорость передачи данных через модемное соединение равна 56 Кбит/с. Передача текстового файла через это соединение заняла 12 с. Определите, сколько символов содержал переданный текст, если известно, что он представлен в кодировке Unicode.

3.3 . Скорость передачи данных через ADSL-соединение равна 128000 бит/с. Передача текстового файла через это соединение заняла 1 минуту. Определите, сколько символов содержал переданный текст, если известно, что он представлен в кодировке Unicode.

3.4 . Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, определите, чему равен информационный объем следующего высказывания Алексея Толстого:

Не ошибается тот, кто ничего не делает, хотя это и есть его основная ошибка.

4. Двоичное кодирование

Качество двоичного кодирования изображения определяется разрешающей способностью экрана и глубиной цвета . В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета) каждая точка может иметь одно из двух состояний – «черная» или «белая», то есть для хранения ее состояния необходим один бит.

Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом цвета каждой точки, хранящимся в видеопамяти. 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.

Читайте так же:
Можно ли подключить музыкальный центр к компьютеру

Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки, тогда количество цветов, отображаемых на экране монитора, может быть вычислено по формуле: , где I — глубина цвета.

Глубина цвета ( I )

Количество отображаемых цветов ( N)

Объем видеопамяти. Информационный объем требуемой видеопамяти можно рассчитать по формуле: ,

где – информационный объем видеопамяти в битах;

X – количество точек по горизонтали;

Y – количество точек по вертикали;

I – глубина цвета в битах на точку.

Пример: необходимый объем видеопамяти для графического режима с разрешением 800 x 600 точек и глубиной цвета 24 бита равен:

24 бита X 800 X 600 = 11 520 000 бит = 1 440 000 байт = 1 406,25 Кбайт = 1,37 Мбайт.

Система цветопередачи RGB .

С экрана монитора человек воспринимает цвет как сумму излучения трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Такая система цветопередачи называется RGB, по первым буквам английских названий цветов (Red – красный, Green – зеленый, Blue — синий). Цвета в палитре формируются путем сложения базовых цветов, каждый из которых может иметь различную интенсивность. При минимальных интенсивностях всех базовых цветов получается черный цвет, при максимальных интенсивностях — белый цвет. Color = R + G + B

4.1. Черно-белое (без градаций серого) растровое изображение имеет размер 10 X 10 точек. Какой информационный объем имеет изображение?

4.2. Цветное (с палитрой из 256 цветов) растровое графическое изображение имеет размер 10 X 10 точек. Какой информационный объем имеет изображение?

4.3 .Сканируется цветное изображение размером 10 X 10 см. Разрешающая способность сканера – 1200 X 1200 dpi, глубина цвета – 24 бита. Какой информационный объем будет иметь полученный графический файл?

Пояснение к заданию. 1200 dpi (dot per inch – точек на дюйм) означает, что на отрезке длиной 1 дюйм сканер способен различить 1200 точек. 1дюйм=2,54 см.

4.4 . В процессе преобразования растрового графического файла количество цветов уменьшилось с 1024 до 32. Во сколько уменьшился информационный объем файла?

4.5 . Монитор позволяет получать на экране 16 777 216 цветов. Какой объем памяти в байтах занимает 1 пиксель?

4.6 . В процессе преобразования растрового графического файла количество цветов уменьшилось с 512 до 8. Во сколько уменьшился информационный объем файла?

5. Двоичное кодирование

Временная дискретизация звука. Для того, чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму с помощью временной дискретизации. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, для каждого такого участка устанавливается определенная величина интенсивности звука. Таким образом, непрерывная зависимость громкости звука от времени A ( t ) заменяется на дискретную последовательность уровней громкости. На графике это выглядит как замена гладкой кривой на последовательность «ступенек».

Частота дискретизации. Для записи аналогового звука и его преобразования в цифровую форму используется микрофон, подключенный к звуковой плате. Качество полученного цифрового звука зависит от количества измерений уровня громкости звука в единицу времени, т.е. частоты дискретизации. Чем больше количество измерений производится за 1 секунду (чем больше частота дискретизации), тем точнее «лесенка» цифрового звукового сигнала повторяет кривую аналогового сигнала.

Частота дискретизации звука может лежать в диапазоне от 8000 до 48000 измерений громкости звука за одну секунду.

Глубина кодирования звука – это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука. Пусть глубина кодирования звука составляет 16 битов, тогда количество уровней громкости звука равно:

Качество оцифрованного звука определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации. Самое низкое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству телефонной связи, получается при частоте дискретизации 8000 раз в секунду, глубине дискретизациии 8 битов и записи одной звуковой дорожки (режим «моно»). Самое высокое качество, соответствующее качеству аудио-CD, достигается при частоте дискретизации 48000 раз в секунду, глубине дискретизации 16 битов и записи двух звуковых дорожек (режим «стерео»).

Чем выше качество цифрового звука, тем больше информационный объем звукового файла.

Можно оценить информационный объем цифрового стереозвукового файла длительностью звучания 1 секунда при среднем качестве звука (16 битов, 24000 измерений в секунду). Для этого глубину кодирования необходимо умножить на количество измерений в 1 секунду и умножить на 2 (стереозвук):

16 бит X 24 000 X 2 = 768000 бит = 96 000 байт = 93,75 Кбайт.

Фонограмма и ее временная дискретизация

5.1. Звуковая плата производит двоичное кодирование аналогового звукового сигнала. Какое количество информации необходимо для кодирования каждого из 65536 возможных уровней интенсивности сигнала?

5.2. Оценить информационный объем цифровых звуковых файлов длительностью 10 секунд при глубине кодирования и частоте дискретизации звукового сигнала, обеспечивающих минимальное и максимальное качество звука:

а) моно, 8 битов, 8000 измерений в секунду;

б) стерео, 16 битов, 48000 измерений в секунду.

5.3. Рассчитайте время звучания моноаудиофайла, если при 16-битном кодировании и частоте дискретизации 32 КГц его объем равен 700 Кбайт.

Контрольные вопросы

1. Как частота дискретизации и глубина кодирования влияют на качество цифрового звука?

Читайте так же:
Интерактивное тв ттк на компьютере

Задания для самостоятельного выполнения

1.22. Задание с выборочным ответом. Звуковая плата производит двоичное кодирование аналогового звукового сигнала. Какое количество информации необходимо для кодирования каждого из 65 536 возможных уровней интенсивности сигнала? 1) 16 битов; 2) 256 битов; 3) 1 бит; 4) 8 битов.

1.23. Задание с развернутым ответом. Оценить информационный объем цифровых звуковых файлов длительностью 10 секунд при глубине кодирования и частоте дискретизации звукового сигнала, обеспечивающих минимальное и максимальное качество звука: а) моно, 8 битов, 8000 измерений в секунду; б) стерео, 16 битов, 48 000 измерений в секунду.

1.24. Задание с развернутым ответом. Определить длительность звукового файла, который уместится на дискете 3,5″ (учтите, что для хранения данных на такой дискете выделяется 2847 секторов объемом 512 байтов каждый): а) при низком качестве звука: моно, 8 битов, 8000 измерений в секунду; б) при высоком качестве звука: стерео, 16 битов, 48 000 измерений в секунду.

Алгоритмы и исполнители Управление и кибернетика

Вы уже знакомы с некоторыми областями использования компьютеров. Знаете, что с помощью компьютера можно печатать книги, выполнять чертежи и рисунки; быстро передавать информацию на большие расстояния, создавать компьютерные справочники на любую тему; производить расчеты. Существует еще одно важное приложение компьютерной техники — использование компьютеров для управления.

Возникновение кибернетики

В 1948 году в США и Европе вышла книга американского математика Норберта Винера «Кибернетика, или управление и связь в животном и машине». Эта книга провозгласила рождение новой науки — кибернетики.

Не случайно время появления этого научного направления совпало с созданием первых ЭВМ. Н. Винер (рис. 3.1) предвидел, что использование ЭВМ для управления станет одним из важнейших их приложений, а для этого потребуется глубокий теоретический анализ самого процесса управления. Этому и посвящена наука кибернетика.

Рис. 3.1 Норберт Винер

Что такое управление

Управление есть целенаправленное воздействие одних объектов, которые являются управляющими, на другие объекты — управляемые.

Простейшая ситуация — два объекта: один — управляющий, второй — управляемый. Например: человек и телевизор, хозяин и собака, светофор и автомобиль. В первом приближении взаимодействие между такими объектами можно описать схемой, изображенной на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Схема системы управления без обратной связи

В приведенных примерах управляющее воздействие производится в разных формах: человек нажимает клавишу или поворачивает ручку управления телевизором; хозяин голосом подает команду собаке; светофор разными цветами управляет движением автомобилей и пешеходов на перекрестке.

С кибернетической точки зрения все варианты управляющих воздействий следует рассматривать как управляющую информацию, передаваемую в форме команд.

В примере с телевизором через пульт управления передаются команды следующего типа: «включить/выключить», «переключить канал», «увеличить/уменьшить громкость». Хозяин передает собаке команды голосом: «Сидеть!», «Лежать!», «Взять!». Световые сигналы светофора шофер воспринимает как команды: красный — «стоять», зеленый — «ехать», желтый — «приготовиться».

Кодирование графической и звуковой информации двоичное кодирование графической информации

С 80-х годов интенсивно развивается технология обработки на компьютере графической информации.

Компьютерная графика позволяет создавать и редактировать рисунки, схемы, чертежи, преобразовывать изображения(фотографии, слайды и т.д.), представлять статистические данные в форме деловой графики, создавать анимационные модели (научные, игровые и т.д.), обрабатывать «живое видео».

Графическая информация на экране монитора представляется в виде( изображения, которое формируется из точек (пикселей). В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета) каждая точка экрана может иметь лишь два состояния — «черная» или «белая», т.е. для хранения ее состояния необходим 1 бит.

Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета (бит на точку: 4. 8, 16, 24). Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки, и тогда по формуле N = 21 может быть вычислено количество цветов, отображаемых на экране монитора.

Изображение может иметь различный размер, который определяется количеством точек по горизонтали и по вертикали. В современных персональных компьютерах обычно используются четыре основных размера изображения или разрешающих способностей экрана: 640*480, 800*600, 1024*768 и 1280*1024 точки.

Графический режим вывода изображения на экран определяется разрешающей способностью экрана и глубиной цвета. Полная информация о всех точках изображения, хранящаяся в видеопамяти, называется битовой картой изображения.

Для того чтобы на экране монитора формировалось изображение, информация о каждой его точке (цвет точки) должна храниться в видеопамяти компьютера. Рассчитаем необходимый объем видеопамяти для наиболее распространенного в настоящее время графического режима (800*600 точек, 16 бит на точку).

Всего точек на экране: 800 * 600 = 480000

Необходимый объем видеопамяти: 16 бит * 480000 = 7680000 бит = 960000 байт = 937,5 Кбайт.

Аналогично рассчитывается необходимый объем видеопамяти для других графических режимов.

Таблица . Объем видеопамяти для различных графических режимов

Современные компьютеры обладают такими техническими характери­стиками, которые позволяют обрабатывать и выводить на экран, так называемое «живое видео», т.е. видеоизображение естественных объектов. Видеоизображение формируется из отдельных кадров, которые сменяют друг друга с высокой частотой (не воспринимаемой глазом). Обычно частота кадров составляет 25 Гц, т.е. за 1 секунду сменяется 25 кадров.

Читайте так же:
Зачем нужен ssd накопитель в ноутбуке

Двоичное кодирование звуковой информации

С начала 90-х годов персональные компьютеры получили возмож­ность работать со звуковой информацией. Каждый компьютер, имеющий звуковую плату, микрофон и колонки, может записывать, сохранять и воспроизводить звуковую информацию. С помощью специальных про­граммных средств (редакторов аудиофайлов) открываются широкие возможности по созданию, редактированию и прослушиванию звуковых файлов. Создаются программы распознавания речи и появляется возможность управления компьютером при помощи голоса.

Звуковой сигнал — это непрерывная волна с изменяющейся 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 непрерывный звуковой сигнал, он должен быть дистретизирован, т.е. превращен в последовательность электрических им­пульсов (двоичных нулей и единиц).

При двоичном кодировании непрерывного звукового сигнала он заменяется серией его отдельных выборок — отсчетов.

Современные звуковые карты могут обеспечить кодирование 65536 различных уровней сигнала или состояний. Для определения количества бит, необходимых для кодирования, решим показательное уравнение:

Таким образом, современные звуковые карты обеспечивают 16-битное кодирование звука. При каждой выборке значению амплитуды звукового сигнала присваивается 16-битный код.

Количество выборок в секунду может быть в диапазоне от 8000 до 48000, т.е. частота дискретизации аналогового звукового сигнала может принимать значения от 8 до 48 Кгц. При частоте 8 Кгц качество дискретизированного звукового сигнала соответствует качеству радиотрансляции, а при частоте 48 Кгц — качеству звучания аудио-CD. Следует также учитывать, что возможны как моно-, так и стерео-режимы.

Можно оценить информационный объем моном аудио файла длительно­стью звучания 1 секунду при среднем качестве звука (16 бит, 24 Кгц). Для этого количество бит на одну выборку необходимо умножить на количе­ство выборок в 1 секунду:

16 бит * 24000 = 384000 бит = 48000 байт или 47 Кбайт

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.

Рассмотрим формирование на экране монитора растрового изображения, состоящего из 600 строк по 800 точек в каждой строке (всего 480 000 точек). В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета) каждая точка экрана может иметь одно из двух состояний — «черная» или «белая», то есть для хранения ее состояния необходим 1 бит.

Читайте так же:
Можно ли подключить вайбер на компьютер

Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом цвета каждой точки, хранящимся в видеопамяти.. 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.

Цветное изображение на экране монитора формируется за счет смешивания трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Такая цветовая модель называется RGB-моделью по первым буквам английских названий цветов (Red, Green, Blue).

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.

Информация, закодированная с помощью естественных и формальных языков, а также информация в форме зрительных и звуковых образов хранится в памяти человека. Однако для долговременного хранения информации, ее накопления и передачи из поколения в поколение используются носители информации.

Материальная природа носителей информации может быть различной: молекулы ДНК, которые хранят генетическую информацию; бумага, на которой хранятся тексты и изображения; магнитная лента, на которой хранится звуковая информация; фото- и кинопленки, на которых хранится графическая информация; микросхемы памяти, магнитные и лазерные диски, на которых хранятся программы и данные в компьютере, и так далее.

По оценкам специалистов, объем информации, фиксируемой на различных носителях, превышает один эксабайт в год (10 18 байт/год). Примерно 80% всей этой информации хранится в цифровой форме на магнитных и оптических носителях и только 20% — на аналоговых носителях (бумага, магнитные ленты, фото- и кинопленки).

Носители информации характеризуются информационной емкостью, то есть количеством информации, которое они могут хранить. Наиболее информационно емкими являются молекулы ДНК, которые имеют очень малый размер и плотно упакованы. Это позволяет хранить огромное количество информации (до 10 21 битов в 1 см 3 ), что дает возможность организму развиваться из одной-единственной клетки, содержащей всю необходимую генетическую информацию.

Современные микросхемы памяти позволяют хранить в 1 см 3 до 10 10 битов информации, однако это в 100 миллиардов раз меньше, чем в ДНК. Можно сказать, что современные технологии пока существенно проигрывают биологической эволюции.

Однако если сравнивать информационную емкость традиционных носителей информации (книг) и современных компьютерных носителей, то прогресс очевиден. На каждом гибком магнитном диске может храниться книга объемом около 600 страниц, а на жестком магнитном диске или DVD — целая библиотека, включающая десятки тысяч книг.

Большое значение имеет надежность и долговременность хранения информации. Большую устойчивость к возможным повреждениям имеют молекулы ДНК, так как существует механизм обнаружения повреждений их структуры (мутаций) и самовосстановления.

Надежность (устойчивость к повреждениям) достаточно высока у аналоговых носителей, повреждение которых приводит к потери информации только на поврежденном участке. Поврежденная часть фотографии не лишает возможности видеть оставшуюся часть, повреждение участка магнитной ленты приводит лишь к временному пропаданию звука и так далее.

Цифровые носители гораздо более чувствительны к повреждениям, даже утеря одного бита данных на магнитном или оптическом диске может привести к невозможности считать файл, то есть к потере большого объема данных. Именно поэтому необходимо соблюдать правила эксплуатации и хранения цифровых носителей информации.

Наиболее долговременным носителем информации является молекула ДНК, которая в течение десятков тысяч лет (человек) и миллионов лет (некоторые живые организмы), сохраняет генетическую информацию данного вида.

Аналоговые носители способны сохранять информацию в течение тысяч лет (египетские папирусы и шумерские глиняные таблички), сотен лет (бумага) и десятков лет (магнитные ленты, фото- и кинопленки).

Цифровые носители появились сравнительно недавно и поэтому об их долговременности можно судить только по оценкам специалистов. По экспертным оценкам, при правильном хранении оптические носители способны хранить информацию сотни лет, а магнитные — десятки лет.

Вопросы и задания

В последнее время начал использоваться графический режим с глубиной цвета 32 бит. Определите:

Какое количество цветов отображается на экране при этой глубине цвета?

Какой объем видеопамяти необходим для реализации данной глубины цвета при различных разрешающих способностях экрана?

От каких параметров зависит качество двоичного кодирования звука?

Какое количество уровней звукового сигнала кодируется в уста­ревших 8-битных звуковых картах?

Рассчитайте объем моно аудио файла длительностью 10 секунд при 16-битном кодировании и частоте дискретизации 44 Кгц.

Читайте так же:
Можно ли отформатировать компьютер

Презентация, доклад на тему Цифровое фото и видео

Презентация на тему Цифровое фото и видео, предмет презентации: Информатика. Этот материал в формате pptx (PowerPoint) содержит 20 слайдов, для просмотра воспользуйтесь проигрывателем. Презентацию на заданную тему можно скачать внизу страницы, поделившись ссылкой в социальных сетях! Презентации взяты из открытого доступа или загружены их авторами, администрация сайта не отвечает за достоверность информации в них, все права принадлежат авторам презентаций и могут быть удалены по их требованию.

  • Главная
  • Информатика
  • Цифровое фото и видео

Слайды и текст этой презентации

Цифровое фото и видео

Цифровое фото и видео

1. Что такое временная дискретизация звука?Процесс записи звуковой информации в память компьютераПроцесс разбиения непрерывной звуковой волны на

1. Что такое временная дискретизация звука?

Процесс записи звуковой информации в память компьютера
Процесс разбиения непрерывной звуковой волны на маленькие участки
Процесс кодирования звука
Процесс вывода звуковой волны

2. Количество информации, необходимое для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звукаЧастота дискретизацииГлубина кодирования звукаИнтенсивность звукаАмплитуда

2. Количество информации, необходимое для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука

Частота дискретизации
Глубина кодирования звука
Интенсивность звука
Амплитуда

3. Количество измерений громкости звука за секундуЧастота дискретизацииГлубина кодирования звукаИнтенсивность звукаАмплитуда

3. Количество измерений громкости звука за секунду

Частота дискретизации
Глубина кодирования звука
Интенсивность звука
Амплитуда

4. Звуковая плата производит двоичное кодирование аналогового звукового сигнала. Глубина кодирования звука – 8 битов. Чему равно

4. Звуковая плата производит двоичное кодирование аналогового звукового сигнала. Глубина кодирования звука – 8 битов. Чему равно количество уровней громкости звука?

5. Звуковая плата производит двоичное кодирование аналогового звукового сигнала. Какое количество информации необходимо для кодирования каждого из

5. Звуковая плата производит двоичное кодирование аналогового звукового сигнала. Какое количество информации необходимо для кодирования каждого из 65536 возможных уровней интенсивности сигнала?

16 битов
256 битов
1 бит
8 битов

Проверяем себя1. Что такое временная дискретизация звука? Процесс разбиения непрерывной звуковой волны на маленькие участки2. Количество информации,

1. Что такое временная дискретизация звука? Процесс разбиения непрерывной звуковой волны на маленькие участки
2. Количество информации, необходимое для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука Глубина кодирования звука
3. Количество измерений громкости звука за секунду Частота дискретизации
4. Звуковая плата производит двоичное кодирование аналогового звукового сигнала. Глубина кодирования звука – 8 битов. Чему равно количество уровней громкости звука? 256
5. Звуковая плата производит двоичное кодирование аналогового звукового сигнала. Какое количество информации необходимо для кодирования каждого из 65536 возможных уровней интенсивности сигнала? 16 битов

Цифровая фотографияФотокамеры позволяют получить изображение высокого качества в цифровом формате. Высококачественная цветная печать цифровых фотографий

Фотокамеры позволяют получить изображение высокого качества в цифровом формате.

Высококачественная цветная печать цифровых фотографий производится на струйном принтере.

Цифровая фотография Размер фотографии 3000×2000 точек

Размер фотографии 3000×2000 точек
глубина цвета 24 бита на точку

В BMP, информационный объем изображения:
I=24 бита * 3000*2000=144 000 000 бита = 17 Мбайт.

Возможность хранения на карте flash – памяти
десятков цифровых фотографий получается при
использовании формата со сжатием по методу JPEG.

Представление видеоинформации В последнее время компьютер все чаще используетсядля работы с видеоинформацией. Простейшей

В последнее время компьютер все чаще используется
для работы с видеоинформацией. Простейшей такой
работой является просмотр кинофильмов и видеоклипов.

Что представляет собой фильм с точки зрения
информатики?

— звуковая информация
— графическая информация.
— эффекта движения (технология быстрой смены
статических картинок).

к DV- порту Цифровое видео Цифровое видео сохраняется в видео камере на магнитной кассете.

Цифровое видео сохраняется в видео камере на магнитной кассете.

После подключения цифровой видеокамеры к DV- порту компьютера и запуска программы цифрового видеомонтажа производится захват и копирование видео на жесткий диск компьютера.

Цифровое видео В процессе захвата программа цифрового видеомонтажа разбивает видео на фрагменты, называемые сценами.

В процессе захвата программа цифрового видеомонтажа
разбивает видео на фрагменты, называемые сценами.

Монтаж цифрового видеофильма производится путем
выбора лучших сцен и размещения их в определенной
временной последовательности.

Цифровое видео Просмотр цифрового видео можно осуществлять непосредственно на экране монитора компьютераили

Просмотр цифрового видео можно осуществлять
непосредственно на экране монитора компьютера
или на подключенном телевизоре.

Цифровое видео Показ полноценных кадров и воспроизведение высококачественного звука требуют передачи очень больших объемов

Показ полноценных кадров и
воспроизведение высококачественного
звука требуют передачи очень больших
объемов информации.

Цифровое видео При захвате и сохранении видеофайла на диске производится его сжатие:1)

При захвате и сохранении видеофайла на диске производится
его сжатие:
1) методы сжатия неподвижных растровых изображений и
звука.
2) потоковое сжатие — в последовательности кадров
выделяются сцены, в которых изображение меняется
незначительно:
а) ключевой кадр -> зависимые кадры
б) в зависимых кадрах передаются коды цвета изменённых
пикселей.

Цифровое видео Разрешение кадра 720 Χ 576 пикселей

Разрешение кадра 720 Χ 576 пикселей
24 бита глубиной цвета
25 кадров в секунду.
В 1 сек необходимо передать объем видеоданных:

І= 24 бита·720 ·576·25=248 832 000 битов =30 Мбайт

Некоторые форматы видеофайлов В среде Windows применяется расширение AVI (Audio Video Interleave – чередование

Некоторые форматы видеофайлов

В среде Windows применяется расширение AVI (Audio Video Interleave – чередование аудио и видео).

Все большее распространение получают системы сжатия видеоизображений, допускающие некоторые незаметные для глаза искажения изображения с целью повышения степени сжатия. Наиболее известным является MPEG (Motion Picture Expert Group).

Технология DivX (Digital Video Express) — удалось достигнуть степени сжатия, позволившей вмесить качественную запись полнометражного фильма на один компакт-диск: сжать 4,7 Гб DVD-фильма до 650 Мб.

к USB- портуПотоковое видео Для передачи видео в Интернет к USB – порту компьютера подключается

Для передачи видео в Интернет к USB – порту
компьютера подключается Web- камера.

Передача данных в Интернете осуществляется с
помощью потоковых методов сжатия с использованием
одного из двух стандартов: RealVideo или Windows
Media.

Потоковое сжатиеСжатие видео:уменьшение размера кадрауменьшение частоты кадровуменьшение количества цветов.Сжатия звука:уменьшение частоты дискретизации уменьшение глубины кодированияизменить канал

Сжатие видео:
уменьшение размера кадра
уменьшение частоты кадров
уменьшение количества цветов.
Сжатия звука:
уменьшение частоты дискретизации
уменьшение глубины кодирования
изменить канал звучания.

В связи с широким распространением высокоскоростного
подключения к Интернету качество потокового видео и звука
существенно улучшилось.

Домашнее задание§ 1.6. в учебникеОтветы на вопросы к параграфу 1.6. ПИСЬМЕНННО

§ 1.6. в учебнике
Ответы на вопросы к параграфу 1.6.
ПИСЬМЕНННО

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector