Презентация "Универсальность дискретного представления информации" 11 класс


Подписи к слайдам:
Слайд 1

  • Универсальность
  • дискретного
  • представления информации
  • Информатика
  • 11 класс
  • Двоичное кодирование
  • Презентацию подготовила Поспелова Г.В., учитель информатики
  • МБОУ «СОШ №20» г. Новомосковска

  • Для передачи информации используется физический процесс, который может быть описан математической формулой и называется сигналом.
  • Именно сигналы различают по способу их представления как аналоговые и дискретные.
  • Универсальность цифрового представления информации

  • При аналоговом представлении информации величины могут принимать бесконечное множество значений.
  • При дискретном представлении информации величина может принимать конечное множество значений, при этом она изменяется скачкообразно.
  • Аналоговый и дискретный способы представления информации

Алфавит: 0 1

  • Алфавит: 0 1
  • Количество символов: N=2
  • Информационный вес символа:
  • i = 1 (бит)
  • Каждая буква алфавита ( 0 1) несет один бит информации.
  • Двоичное представление информации

Задача:

  • Некоторое число в двоичной системе счисления записывается как 1001010. Определите это число и запишите его в ответе в десятичной системе счисления.
  • Решение:
  • Воспользовавшись правилом развёрнутой записи чисел, переведём двоичное число в его десятичное представление:
  • 10010102=1*26+0*25+0*24+1*23+0*22+1*21+0*20=64+8+2=7410
  • Ответ: 74

Решите самостоятельно:

  • 2. Некоторое число в двоичной системе счисления записывается как 10111. Определите это число и запишите его в ответе в десятичной системе счисления.
  • 3. Некоторое число в двоичной системе счисления записывается как 111010. Определите это число и запишите его в ответе в десятичной системе счисления.
  • Ответ: 23
  • Ответ: 58

3. Некоторое число в восьмеричной системе счисления записывается как 538. Определите это число в десятичной системе счисления и запишите его в ответе.

  • 3. Некоторое число в восьмеричной системе счисления записывается как 538. Определите это число в десятичной системе счисления и запишите его в ответе.
  • Решите самостоятельно:
  • Ответ: 43
  • 4. Некоторое число в восьмеричной системе счисления записывается как 378. Определите это число и запишите его в ответе в десятичной системе счисления.
  • Ответ: 31

5. Дано А = 3258, В = D716. Укажите число С, записанное в двоичной системе счисления, которое отвечает условию A<C<B.

  • 5. Дано А = 3258, В = D716. Укажите число С, записанное в двоичной системе счисления, которое отвечает условию A<C<B.
  • Решите самостоятельно:
  • Ответ: 11010110
  • 6. Даны 4 целых числа, записанных в шестнадцатеричной системе счисления B5, 9F, AC, C1. Сколько среди них целых чисел, которые меньше чем 2658?
  • Ответ: 2

Универсальность цифрового представления информации

  • Какого вида информация может быть представлена в виде двоичного кода?
  • текст
  • графика
  • звук
  • видео

  • Текстовая информация
  • Для обработки текстовой информации на компьютере необходимо представить её в двоичной знаковой системе.
  • Unicode — это «уникальный код для любого символа, независимо от платформы, независимо от программы, независимо от языка».
  • Символы, не входящие в таблицу ASCII: 2-4 байта (16-32 бит)
  • Символы, входящие
  • в таблицу ASCII: 1 байт (8 бит)
  • Кодировка UTF-8
  • Редко используемые символы: 4 байта (32 бит)
  • Часто используемые символы: 2 байта (16 бит)
  • Кодировка UTF-16

  • Информационный объем сообщения
  • Информационный объём сообщения - количество бит (байт, килобайт, мегабайт и т. д.), необходимых для записи этого сообщения.
  • i – информационный вес символа
  • N – мощность алфавита (количество символов в алфавите)
  • K – количество символов в сообщении
  • I – информационный объём сообщения
  • N = 2i
  • I = K x i

Каков информационный объем сообщения

  • Каков информационный объем сообщения
  • Я помню чудное мгновенье.
  • при условии что слова разделяются 1 пробелом, а информационный вес символа равен 8 бит (алфавит клавиатуры)?
  • Задача:
  • I = K x i; где i = 8 бит = 1 байт (б)
  • K = 25;
  • I = 25 x 1 б = 25 б. Ответ: I = 25 б.
  • Решение:

1. Для передачи сообщения использовалась кодировка Unicode (N = 65536). Сообщение заняло 10 страниц, на каждой из которых 64 строки по 32 символа. Каков информационный объём сообщения? Ответ дать в килобайтах.

  • 1. Для передачи сообщения использовалась кодировка Unicode (N = 65536). Сообщение заняло 10 страниц, на каждой из которых 64 строки по 32 символа. Каков информационный объём сообщения? Ответ дать в килобайтах.
  • Решите самостоятельно:
  • Ответ: 40
  • 2. Количество информации в сообщении, содержащем 2048 символов, составляет 1/512 часть мегабайта.
  • Какова мощность алфавита, с помощью которого записано сообщение?
  • Ответ: 256

  • Дискретное представление графической информации
  • Изображение на экране монитора дискретно. Оно составляется из отдельных точек – пикселей.
  • Пиксель – минимальный участок изображения, которому независимым образом можно задать цвет.
  • В процессе дискретизации могут использоваться разные палитры.
  • Палитра ( N ) – количество цветов, которые могут быть использованы для воспроизведения изображения.
  • Глубина цвета ( i ) – количество бит, используемое для представления цвета при кодировании одного пикселя.
  • N = 2i
  • I = K x i

  • Задача 1:
  • Определить количество цветов в 24-битовой палитре.
  • Решение:
  • N = 2i
  • N = 224 = 16777216
  • Ответ: 16777216 цветов
  • Задача 2:
  • Какой объём на диске (в Мбайтах) будет занимать 16-цветное изображение размером 2048х1024 пикселей?
  • Решение:
  • I = K x i
  • N = 2i
  • N = 2i ; 16 =24; i = 4.
  • I = K x i = 2048 x1024 x 4 = 21x210x210x22=223бит = 1Мб
  • Ответ: 1 Мб

1. Какой объём памяти (в Кбайтах) нужен для сохранения растрового изображения размером 64х256 пикселей при условии, что в изображении используется 4 цвета.

  • 1. Какой объём памяти (в Кбайтах) нужен для сохранения растрового изображения размером 64х256 пикселей при условии, что в изображении используется 4 цвета.
  • Решите самостоятельно:
  • Ответ: 4 Кб
  • 2. Скольких различных цветов могут быть пиксели растрового изображения, имеющего размер 1024х256 пикселей и занимающего на диске 160 килобайт?
  • Ответ: 32

  • 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.
  • Дискретное представление звуковой информации

  • Звуковая плата преобразует звук при входе в цифровую информацию путем измерения характеристики звука (период, амплитуда) несколько тысяч раз в секунду.
  • Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации.
  • Дискретное представление звуковой информации

  • Частота дискретизации (f) – количество измерений уровня сигнала в единицу времени.
  • Частота дискретизации измеряется в герцах (Гц) и килогерцах (кГц). 1 кГц = 1000 Гц. Частота дискретизации, равная 100 Гц означает, что за одну секунду проводилось 100 измерений громкости звука.
  • Глубина кодирования или разрешение (i) - число разрядов, используемое для создания цифрового звука, -
  • Дискретное представление звуковой информации

  • Размер цифрового аудиофайлаI ) измеряется по формуле:
  • I – размер файла (в битах)
  • K -  количество каналов записи (1 – моно, 2 – стерео)
  • f – частота дискретизации (в герцах)
  •  i – разрешение, т.е. число бит, используемых для хранения каждого измеренного значения;
  •  t – продолжительность звукового фрагмента (в секундах).
  • I = K x f x i x t   
  • Информационный объем звукозаписи

  • Задача:
  • Определить размер (в байтах) цифрового моноаудиофайла, время звучания которого составляет 10 секунд при частоте дискретизации 22,05 кГц и разрешении 8 бит.
  • Решение:
  • Ответ: 220500 байт
  • I = K x f x i x t   
  • I = 1 x 22050 x 8 x 10 =   1764000 бит = 220500 байт

1. Определите информационный объём стереоаудиофайла длительностью звучания 1 минута, если глубина кодирования 16 бит, а частота дискретизации 48 кГц.

  • 1. Определите информационный объём стереоаудиофайла длительностью звучания 1 минута, если глубина кодирования 16 бит, а частота дискретизации 48 кГц.
  • Решите самостоятельно:
  • Ответ: 11 Мб
  • 2. Определить объем памяти для хранения цифрового моноаудиофайла, время звучания которого составляет две минуты при частоте дискретизации 44,1 кГц и разрешении 16 бит.
  • Ответ: 10 Мб

  • Источники информации
  • Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ. Учебное пособие для 10-11 классов / Н.Д.Угринович.. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001.
  • Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ. Базовый уровень : учебник для 10 класса / Н.Д.Угринович. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013.
  • http://zoozel.ru/gallery/images/1034583_analogovyi-signal.jpg - аналоговый сигнал
  • https://pakhomov-school.ru/assets/images/articles/Postolovsky/Digital_analog.jpg - цифровой сигнал
  • https://i.ytimg.com/vi/oreHcmcX1WQ/maxresdefault.jpg – логотип Windows
  • https://f1comp.ru/wp-content/uploads/2012/11/54644x.jpg - логотип Linux
  • https://d3pl14o4ufnhvd.cloudfront.net/v2/uploads/888ce99f-d82f-4581-a669-07b7d6c9f7f3/ddba7f583be0b80a86cb37bc96c30421988bf038_original.png - звуковая волна
  • http://izlov.ru/tw_files2/urls_1/21/d-20600/20600_html_mb4254ab.png - временная дискретизация звука