информации в ЭВМ

1. Информация, виды информации
2. Представление информации в ЭВМ
3. Определение и классификация
технических средств информатизации
1. Количественно-информационный
Информация определяется как мера
неопределенности (энтропия) события
(К. Шенон)
2. Философский
Информация определяется как свойство
материи. Информацию содержат любые
сообщения, воспринимаемые человеком или
приборами.
Информация не может существовать вне
материи, а значит, она существовала, и будет
существовать вечно – ее можно накапливать,
хранить и перерабатывать.
(В.М. Глушков)
3. Логико-семантический
Информация трактуется как знание,
причем не любое знание, а та его часть,
которая используется для ориентировки, для
активного действия, для управления и
самоуправления.
Информация – набор символов,
графических образов или звуковых
сигналов, несущих определенную
смысловую нагрузку.
1. Символьная
2. Текстовая
3. Графическая
4. Звуковая
Данные, которые накапливаются,
систематизируются,
обрабатываются и отображаются.
1. Сбор и хранение
2. Формализация
3. Фильтрация
4. Сортировка
5. Архивация
6. Защита
7. Транспортировка
8. Преобразование
Во внешнем представлении (для
пользователя) все данные хранятся в
виде файлов.
Файл – область памяти на внешнем
носителе, которой присвоено имя.
Во внешнем представлении (для
пользователя) все данные хранятся в
виде файлов.
Файл – область памяти на внешнем
носителе, которой присвоено имя.
1. Последовательность символов (текст);
2. Числовая информация;
3. Изображение (графика, фотографии,
рисунки, схемы);
4. Звук (речь, мелодия);
5. Видео (фильм, анимация).
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
1. Представление текстовой и числовой
информации;
ASCII-код (от англ. American Standart Code for Information
Interchange) был введен в США в 1963 г., модифицирован 1973 г.
1 Символ = 1 Байт = 8 Бит
A – 01000001, B – 01000010,
C – 01000011, D – 01000100
Символы от 0 до 127 – латинские буквы, цифры
и знаки препинания составляют постоянную (базовую)
часть таблицы.
Символы от 128 до255 отводится под
национальный стандарт – расширенная таблица.
Состав этих символов определяется кодовой
страницей. В русской редакции используется кодовые
страницы СР-866(DOS) и СР-1251(Windows) , ISO
8859, KOI 8-r (Unix).
Базовая таблица ASCII - символов
Кодировка символов, предложенная IBM
Кодовая таблица СР-866
Кодовая таблица CP-1251
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
1. Представление текстовой и числовой
информации;
UNICODE-код был предложен некоммерческой организацией
«Консорциум Юникода» в 1991 г., используется с 1993 г.
1 Символ = 2 Байта = 16 Бит
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
UNICODE-код состоит из 2-х разделов:
1. универсальный набор символов
(англ. UCS, universal character set)
2. семейство кодировок
(англ. UTF, Unicode transformation format).
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Версии стандартов UNICODE-кода:
1) 1.1 (соответствует стандарту ISO/IEC 10646—1:1993), стандарт 1991—1995
годов.
2) 2.0, 2.1 (тот же стандарт ISO/IEC 10646—1:1993 плюс дополнения:
«Amendments» с 1-го по 7-е и «Technical Corrigenda» 1 и 2), стандарт 1996 года.
3) 3.0 (стандарт ISO/IEC 10646—1:2000), стандарт 2000 года.
4) 3.2, стандарт 2002 года.
5) 4.0, стандарт 2003.
6) 4.01, стандарт 2004.
7) 4.1, стандарт 2005.
8) 5.0, стандарт 2006.
9) 5.1, стандарт 2008.
10) 5.2, стандарт 2009.
11) 6.0, стандарт 2010.
Формулы перевода из одной системы счисления в другую.
n – число в заданной системе координат
Представление чисел осуществляется
при помощи формулы:
n
n    ai * b
i 1
i 1
a i - цифра числа
b i 1 - заданная система счисления
Система счисления – это способ наименования и
представления чисел с помощью символов, имеющих
определенные количественные значения.
Системы счисления:
10-ая
16-ая
2-ая
8-ая
0
0
0000
0
1
1
0001
1
2
2
0010
2
3
3
0011
3
4
4
0100
4
5
5
0101
5
6
6
0110
6
7
7
0111
7
8
8
1000
10
9
9
1001
11
10
A
1010
12
11
B
1011
13
12
C
1100
14
13
D
1101
15
14
E
1110
16
15
F
1111
17
Формулы перевода из одной системы счисления в другую.
n – число в заданной системе координат
Примеры и обозначение:
1) Способ: 125610 = 04E816 = 100111010002 = 235088
2) Способ: 1256 = 04E8h = 10011101000b = 235088
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
2. Представление изображения в ЭВМ;
1. Растровая графика
2. Векторная графика
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Растровая графика - изображение,
представляющее собой сетку пикселей или
цветных точек (растр) на компьютерном
мониторе, бумаге и других отображающих
устройствах и материалах
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Растровая графика - изображение,
представляющее собой сетку пикселей или
цветных точек (растр) на компьютерном
мониторе, бумаге и других отображающих
устройствах и материалах
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Растровое изображение
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Основные характеристики:
1) Разрешение – количество пикселей по ширине и
высоте или общее количество пикселей.
1024×768, 640×480 или 4 Мегапикселей
2) Глубина цвета– количество используемых цветов.
N = 2k, где N — количество цветов, а k - глубина цвета;
3) Размер пиксела
4) Цветовое пространство (цветовая модель)
RGB, CMYK, XYZ, YCbCr
CMYK
Голубой
Пурпурный
Желтый
Темно-серый
RGB
Красный
Зеленый
Синий
XYZ
Синий
Зеленый
Желтый (Красный)
Y = 0.299 * R + 0.587 * G + 0.114 * B;
U =R-0.14713
= Y + 1.13983
* R - 0.28886
* V;
* G + 0.436 * B;
V =G0.615
= Y - *0.39465
R - 0.51499
* U - *0.58060
G - 0.10001
* V; * B;
B = Y + 2.03211 * U;
YCbCr (YUV)
Y - Яркость
U и V – Цветоразностные составляющие
Y = 0.299 * R + 0.587 * G + 0.114 * B;
U = -0.14713 * R - 0.28886 * G + 0.436 * B;
V = 0.615 * R - 0.51499 * G - 0.10001 * B;
R = Y + 1.13983 * V;
G = Y - 0.39465 * U - 0.58060 * V;
B = Y + 2.03211 * U;
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Достоинства и недостатки:
1. Позволяет создать любой рисунок
1. Большой размер файлов
2. Распространённость
2. Невозможность идеального
масштабирования
3. Высокая скорость обработки
4. Растровое изображение естественно для
большинства устройств ввода-вывода
3. Невозможность вывода на печать на
плоттер
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Форматы растровых изображений
1) BMP (bitmap) - используется без сжатия, хотя возможно использование алгоритма
RLE
2) GIF (Graphics Interchange Format) устаревающий формат, поддерживающий не
более 256 цветов одновременно
3) PCX - устаревший формат, позволявший хорошо сжимать простые рисованные
изображения
4) PNG (Portable Network Graphics)
5) JPEG - очень широко используемый формат изображений, сжатие основано на
усреднении цвета соседних пикселей
6) TIFF - формат поддерживает большой диапазон изменения глубины цвета, разные
цветовые пространства, разные настройки сжатия (как с потерями, так и без)
7) RAW - хранит информацию, непосредственно получаемую с матрицы цифрового
фотоаппарата или аналогичного устройства без применения к ней каких-либо
преобразований, а также хранит настройки фотокамеры.
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Векторная
графика
способ
представления
изображений
в
компьютерной графике, основанный на
использовании
элементарных
геометрических объектов, таких как
точки,
линии,
сплайны
и
многоугольники.
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Растровая и векторная графика:
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Достоинства и недостатки:
1. Размер используя минимальное
количество информации
1. Не все объекты можно изобразить в
векторном виде
2. Масштабирование изображения
2. Затруднителен перевод из
растрового в векторное изображение
3. Трудность работы с маленькими
изображениями
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Примитивные объекты:
1. Ломаные линии
2. Многоугольники
3. Окружности и эллипсы
4. Кривые Безье (Безигоны)
5. Компьютерные шрифты
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Форматы векторных изображений
1. CDR – формат используемый программой Corel Draw
2. SVG – язык разметки масштабируемой векторной графики, созданный
Консорциумом W3C входящий в подмножество расширяемого языка разметки
XML, предназначен для описания двумерной векторной и смешанной векторнорастровой графики в формате XML
3. OpenVG - это стандартный API формат, предназначен для аппаратно-ускоряемой
двухмерной векторной графики, разработанный Khronos Group.
4. WMF универсальный формат векторных графических файлов для Windows
приложений.
5. DFX - открытый формат файлов для обмена графической информацией между
приложениями САПР
6. GXL
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
3. Представление звуковой информации
в ЭВМ;
Цифровой звук – это аналоговый звуковой
сигнал, представленный посредством
дискретных численных значений его
амплитуды.
Амплитуда
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Время
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Оцифровка звука (оцифровки звука или аналоговоцифровое
преобразование)
технология
преобразования аналогового звукового сигнала в
цифровой вид, которая осуществляется путем
замеров амплитуды сигнала с определенным
временным
шагом
и
последующей
записи
полученных значений в численном виде
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Оцифровка звука включает процессы:
1. Процесс дискретизации (осуществление
выборки) сигнала по времени
- процесс получения значений сигнала, который
преобразуется, с определенным временным шагом шагом дискретизации.
Количество замеров величины сигнала,
осуществляемых в одну секунду, называют частотой
дискретизации или частотой выборки, или частотой
сэмплирования (от англ. « sampling» – «выборка»).
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Оцифровка звука включает процессы:
Процесс дискретизации (осуществление выборки)
сигнала по времени
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
2. Процесс квантования по амплитуде
- процесс замены реальных значений амплитуды
сигнала значениями, приближенными с
некоторой точностью.
Каждый из 2N возможных уровней
называется уровнем квантования, а расстояние
между
двумя
ближайшими
уровнями
квантования называется шагом квантования.
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Процесс квантования по амплитуде.
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
3. Процесс кодирования/декодирования
(оцифровки)
- процесс в результате которого значение
каждого квантованного отсчета представляется в
виде числа, соответствующего порядковому
номеру уровня квантования. Обратный процесс
называется декодированием.
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Полный цикл преобразования звука: от оцифровки до
воспроизведения
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Основные параметры влияющие
на качество звука
1. Разрядность - размерность (количество) бит информации
кодируемое/декодируемое при АЦП и ЦАП.
2. Частота дискретизации (англ. sample rate) - частота взятия
отсчетов непрерывного во времени сигнала при его
дискретизации (АЦП), измеряется в Герцах.
3. Шум - нежелательные фазовые и/или частотные случайные
отклонения передаваемого сигнала
4. Передискритизация - изменение частоты дискретизации
дискретного (чаще всего цифрового) сигнала.
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Основные форматы звука
1. OGG - это относительно новый универсальный формат
аудио компрессии, официально вышедший летом 2002 года
2. MP3 - третий слой формата кодирования звуковой дорожки
MPEG, лицензируемый формат файла для хранения
аудиоинформации
3. WAV - формат файла-контейнера для хранения записи
оцифрованного аудиопотока.
4. WMA - лицензируемый формат файла, разработанный
компанией
Microsoft
для
хранения
и
трансляции
аудиоинформации.
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
4. Представление видео (мультимедийной)
информации в ЭВМ;
Мультимедийная
информация
–
это
совокупность визуальных и аудиоэффектов
под
управлением
интерактивного
программного обеспечения с использованием
современных технических и программных
средств, они объединяют: текст, звук,
графику, фото, видео в одном цифровом
представлении.
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Форматы мультимедийной информации:
PAL - видеостандарт, используемый в Европе и России:
размер видео 720х576, 25 fps (25 кадров в секунду).
NTSC - 720х480, 29,97 fps.
SECAM – формат телевизионного вещания.
VHS - аналоговое видео, видеокассеты.
DV (Digital Video) - это видеоформат цифровой записи
с коэффициентом сжатия 5:1 (самый маленький), объем
20 Гб.
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Форматы мультимедийной информации:
MPEG (Moving Pictures Expert Group) - стандарт сжатия.
MPEG -1 (352х240 - CDROM);
MPEG-2 (DVD-, HDD-, Flash-камеры) размер 4,7 Гб ;
MPEG-3,
MPEG-4 (MP4) -это формат, получаемый с помощью известных кодеков
DivX, XviD, H.264, размер 700 Мб.
HD (High Definition) - формат высокого разрешения, новый
формат особой четкости изображения. Две разновидности: HD1 с
разрешением 1280х720 и HD2 - 1440х1080.
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Форматы мультимедийной информации:
AVI (Audio-Video Interleaved) - это контейнер, разработанный
Microsoft, в котором могут храниться потоки 4-х типов - видео,
аудио, текст и midi.
WMV (Windows Media Video) - это формат от Microsoft, именно в
нем вы получите видеоролик, сделанный с помощью Movie Maker.
MOV - формат Apple Macintosh QuickTime, может содержать кроме
видео также графику, анимацию, 3D. Чаще всего для проигрывания
этого формата нужен QuickTime Player.
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Форматы мультимедийной информации:
MKV - (Матрешка или Matroska) – это контейнер, который может содержать видео,
аудио, субтитры, меню и пр., с открытым кодом.
3gp - видео для мобильных телефонов третьего поколения, имеют малый размер и
низкое качество.
FLV (Flash Video) - формат видео для размещения и передачи в Интернете,
используется такими площадками для размещения видеоклипов, как YouTube, RuTube,
Tube.BY, Google Video, Муви и многие другие.
SWF (Shockwave Flash) - это расширение анимации созданной в программе Adobe
Flash, а также видео в формате flash, проигрывается браузерами с помощью Flash
Player. Флеш-ролики тоже широко распространены в Интернете.
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Форматы мультимедийной информации:
RM, RA, RAM - расширения RealVideo формата от компании RealNetworks,
который используется для телевизионной трансляции в Интернете. Имеет
маленький размер файла и низкое качество.
VOB (Versioned Object Base) - это расширение контейнера, который может
содержать несколько потоков видео (формата MPEG-2) и аудио, а также меню
и субтитры фильма (файлы на DVD-диске с фильмом).
IFO - файлы на DVD-диске, содержащие информацию о фильме, меню,
порядке запуска VOB-файлов, необходимую, например, DVD-проигрывателю,
т.е. служебные файлы.
m2v, m2p - расширения видео в формате MPEG-2. предназначенные для
создания VOB-файлов и записи DVD-диска.
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Форматы мультимедийной информации:
Информатизация – это система взаимосвязанных
процессов:
информационный – обеспечение представления
всей социально значимой информации в форме,
доступной для хранения, обработки и передачи
электронными средствами;
1)
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
2) познавательный – это процесс, направленный на
формирование и сохранение целостной модели
мира,
позволяющей
обществу
осуществлять
регулирование своего развития на всех уровнях – от
индивидуальной
деятельности
до
функционирования общественных институтов;
3) материальный процесс – это процесс
формирующий
глобальную
инфраструктуру
электронных средств хранения, обработки и
передачи информации.
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Процесс
выполнение
пассивных
инструкций компьютерной программы на
процессоре ЭВМ.
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Технические
средства
информатизации
представляют
собой
совокупность
компьютерной техники и ее периферийных
устройств, обеспечивающих сбор, хранение и
обработку
информации,
и
коммуникационной
техники,
осуществляющей передачу данных.
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Технические средства информатизации – это
совокупность
систем,
машин,
приборов,
механизмов,
устройств
и
прочих
видов
оборудования,
предназначенных
для
автоматизации
различных
технологических
процессов информатики, причем таких, выходным
продуктом которых является именно информация
(сведения, знания) или данные, используемые для
удовлетворения информационных потребностей в
разных
областях
предметной
деятельности
общества.
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
Свойства современных ТСИ:
Во-первых, они состоят из большого числа
взаимосвязанных
и
взаимодействующих
элементов;
Во-вторых,
они
отличаются
сложностью
процессов движения информации и поведения,
что
обусловлено
большим
числом
взаимосвязанных
функций,
реализуемых
техническими средствами и системами.
A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100
СПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕ