Тема 1.2. Измерение и представление информации Дисциплина Информатика

Тема 1.2. Измерение и
представление информации
Дисциплина
Информатика
1
Информация и данные
Информация – сведения об объектах и явлениях
окружающей среды, их параметрах, свойствах и
состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них
степень неопределенности, неполноты знаний.
Сообщение – это информация, зафиксированная в
некоторой форме: речи, текста, изображения,
цифровых данных, графиков, таблиц и т.п.
Данные – описание любого явления (или идеи),
которое представляется достаточно ценным для
того, чтобы его сформулировать и точно
зафиксировать.
2
Свойства информации









Репрезентативность
Содержательность
Достаточность (полнота)
Доступность
Актуальность
Своевременность
Точность
Достоверность
Устойчивость
3
Виды информации
ТЕКУЩИЕ
СВЕДЕНИЯ
ЗНАНИЯ
ПРАВИЛА
ФАКТЫ
4
Виды информации
ПО СОДЕРЖАНИЮ
ПО ФОРМЕ
Вербальная
Знаковая
Научная
Политическая
Социальная
Бытовая
Экономическая
Текстовая
Графическая
Табличная
Формальные языки
5
ПРИЕМ
ПОИСК
ПЕРЕДАЧА
ДЕЙСТВИЯ
С ИНФОРМАЦИЕЙ
ЗАЩИТА
ОБРАБОТКА
ХРАНЕНИЕ
6
Прием и передача информации
Источник
Кодирующее
устройство
Декодирующее
устройство
Сигнал - это изменение
физической среды,
отображающее сообщение.
Среда, по которой передается
сообщение, и способ передачи
называется каналом связи
между источником и
потребителем.
Потребитель
7
МЕРЫ
ИНФОРМАЦИИ
8
Меры информации


количество информации I;
объем данных Vд
Количество информации - это величина,
которая выражает, насколько конкретное
сообщение пополняет знания конкретного
человека.
9
Энтропия
Энтропия –
мера неопределенности состояния системы.
 - предварительные (априорные) сведения о
системе
Н() – неопределенность состояния системы
(энтропия)
 - некоторое сообщение
H   
- неопределенность состояния системы
после сообщения 
I     H    H    - количество информации
10
Количество информации
Н() > 0 полная неопределенность
Н() = 0 полная ясность
Единицей количества информации является бит
bit – binary digit – двоичная цифра
1 бит информации - это количество информации,
уменьшающее неопределенность знаний в 2 раза.
N равнозначных (равновероятных) события
x бит информации
x
2 =N
или x = log2N
x – энтропия системы
11
Кодирование информации
Алфавит - конечный упорядоченный набор
знаков, используемых для передачи сообщений.
Слово - последовательность символов алфавита.
Код - правило отображения одного алфавита в
другой, а сама процедура - перекодировкой
сообщения (или системой кодирования).
Двоичный алфавит – {0, 1}.
Каждый символ двоичного алфавита называется
битом.
Последовательность из 0 и 1 называется
двоичным кодом.
12
Объем данных
Объем данных Vд в сообщении измеряется
количеством символов (разрядов) в этом
сообщении.
Единицы измерения объема данных
1 бит – 1 символ в двоичном коде, наименьшая
единица объема данных
1 байт (Б) = 8 бит
1 килобайт (КБ) = 210 байт = 1024 байт;
1 мегабайт (МБ) = 1024 КБ
1 гигабайт (ГБ) = 1024 МБ.
13
Единицы обработки и
хранения данных
Машинное слово – целое число байт, которые
хранятся и обрабатываются как одно целое.
Запись - совокупность машинных слов, которая
хранится и обрабатывается как единое целое.
Файл - совокупность записей, имеющая имя и
хранящаяся во внешней памяти.
Папка – совокупность файлов и других папок,
имеющая общее имя и хранящаяся во внешней
памяти.
14
Системы счисления
Системой счисления называется способ записи
чисел в виде, удобном для прочтения и выполнения
арифметических действий, с помощью заданного
набора специальных знаков (цифр).
Алфавит СС – конечный набор символов,
используемых для записи числа.
Непозиционной называется такая система
счисления, в которой значение цифры не зависит от
ее положения (позиции) в ряду цифр, изображающих
число.
Римская система счисления: I, V, X, L, C, D, M
15
Позиционные СС
Позиционной называется такая система счисления, в
которой значение цифры зависит от ее положения
(позиции) в ряду цифр, изображающих число.
444 = 4х100 + 4х10 + 4х1
444 = 4х102 + 4х101 + 4х100.
Основание СС – количество символов алфавита.
Основание СС показывает, во сколько раз
изменяется значение цифры при перестановке ее
на соседнюю позицию.
16
Примеры СС
СС
Десятичная
Двоичная
Восьмеричная
Алфавит
0,1,2…9
0,1
0,1,2,3,
4,5,6,7
Основание
10
2
8
Шестнадцатеричная
0,1,2…9,
A,B,C,D,
E,F
16
17
Перевод чисел
из 10-й в 2-ю и обратно
• Разложением по степеням
• Методом деления пополам
18
Восьмеричная и
шестнадцатеричная СС
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
2
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
8
0
1
2
3
4
5
6
7
10
11
12
13
14
15
16
17
16
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
19
Быстрый перевод из 2-й в
8-ю и 16-ю СС
001001100111011000001
1
1
4
7
3
0
1
01001100111011000001
4
C
E
C
1
20
Виды информации,
обрабатываемой в компьютере
Числовая
Символьная
Графическая
Звуковая
21
Формы представления
чисел
естественная форма
или форма с фиксированной запятой
+00721,35500; +00000,00328;
-10301,20260
нормальная форма
или форма с плавающей запятой
+0,721355х103; +0,328х10-2;
-0,103012026х105
22
Кодирование символов
1 символ = 1 байт
Американский стандартный код
обмена информацией
American Standard Code for
Information Interchange
ASCII
23
Таблица ASCII- кодов
24
Другие кодировки
 CP866 (DOS-альтернативная)
 CP1251 (RFC1489) (Windows-1251)
 KOI-8R (ISO-IR-111; ГОСТ 19768-74)
 Macintosh Cyrillic
 ISO-8859
 Unicode (двухбайтная кодировка)
25
Кодирование изображения
Пиксель – маленькая цветная "точка"
pixel – Picture Element, (элемент картинки)
Разрешение – характеристика
устройства вывода, показывающая
плотность расположения пикселей
dpi – Dot Per Inch (точек на дюйм)
26
Разрешение различных
устройств
монитор
около 90 dpi;
матричный
принтер
струйный
принтер
лазерный
принтер
фотонаборный
аппарат,
сканер
около 150 dpi (в режиме
повышенного качества);
300 dpi и более;
300 dpi, 600 dpi и более;
1200 dpi и более.
27
Кодирование цветовой
палитры на мониторе
Черно-белая
1 бит
256 цветов
1 байт
True Color
3 байта
Red-Green-Blue
2563=22416 млн. оттен.
2 байта (по 5 бит/цвет)
216 = 32768 оттенков
1 байт
High Color
Indexed Color
28
Кодирование цветовой
палитры на принтере
1 байт
CMYK –
Cyan-Magenta-Yellow-blacK
голубая сиреневая желтая черная
29
Два вида компьютерной
графики
РАСТРОВАЯ
изображение
строится из точек
ВЕКТОРНАЯ
изображение строится из
графических примитивов:
простейших геометрических
фигур (линий,
прямоугольников,
окружностей, дуг и пр.)
30
Сравнительная
характеристика
Растровая
Векторная
Построение
Из пикселей (точек)
Из графических
примитивов
Редактирование
По пикселям
Каждый объект в
отдельности
Качество изображения
Возможны полутоноВсегда существует
вые переходы
четкая граница между
Изображение близко к объектами
(искусственный вид)
художественному
31
Сравнительная
характеристика
Растровая
Векторная
Масштабирование
Портит изображение
Без потери качества
Объем занимаемой памяти
Много занимает места
Существенно меньше
Применение
Художественная
графика
Чертежи, схемы,
эмблемы
32
Кодирование звука
АЦП –
аналогово-цифровой преобразователь
ЦАП –
цифро-аналоговый преобразователь
33
Кодирование звука
Вид звука
Отсчеты
записи на
компакт-диски
16-битные
Речь
8-битные
Телефонные
линии
Частота
44100Гц
8000 Гц
3000 Гц
34
Кодирование звука
MIDI
(Musical Instrument Digital Interface цифровой интерфейс для
музыкальных инструментов) –
стандарт, определяющий систему
кодов нотной записи, а также
физические характеристики линий
передачи, протоколы связи и пр.
35