Презентация "Универсальность дискретного представления информации" 11 класс

• 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 аудиофайла ( I ) 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