Методические материалы, статьи

Обзорный материал для подготовки учащихся к рубежному тестированию по информатике по темам "Единицы измерения количества информации", "Определение количества информации" и "Кодирование информации".

Измерение и кодирование информации

Единицы информации

Бит - минимальная единица информации, представляющая собой наименьшую "порцию" памяти - 1 двоичный разряд. Бит обозначает количество информации, необходимое для различения двух равновероятных событий - значение размером в 1 бит представляет собой сообщение, уменьшающее неопределенность знания в два раза.

Байт - основная единица информации.

1 байт = 8 бит; 1 Кбайт = 210 байт = 1024 байт; 1 Мбайт = 210 Кбайт = 1024 Кбайт; 1 Гбайт = 210 Мбайт = 1024 Мбайт

Определение количества (объема) информации

Вероятностный подход к измерению количества информации - рассматривает информацию с точки зрения повышения определенности знания в результате ее получения:

Количество (объем) получаемой информации (I) при известном количестве возможных событий (N):

Для равновероятных событий: I = log2N

Для разновероятных событий: (формула Шеннона),

I - кол-во информации (бит), N - кол-во возможных событий, Pi - вероятность i-го события, i = 1, 2, …, N.

Алфавитный подход к измерению количества информации - рассматривает информацию с точки зрения ее представления как некоторой последовательности "знаков" (букв, цифр, кодов цвета точек изображения и т. п.). Алфавит знаковой системы - полный набор "знаков", используемых для формирования сообщений в данной знаковой системе. Объем информации, который несет каждый "знак" (информационная емкость "знака", объем занимаемой памяти): I = log2N, где N - кол-во знаков в алфавите.

Количество (объем) информации, которое содержит сообщение, закодированное с помощью знаковой системы, равно: Информационная емкость "знака" * Количество знаков в сообщении.

Представление информации в компьютере

Все виды информации в компьютере обрабатываются в двоично-кодированном виде - т. е. в виде последовательности нулей и единиц, на физическом уровне представляемой в форме электрических импульсов: 1 - есть импульс, 0 - нет импульса.

Логические последовательности нулей и единиц представляют собой машинный язык.

Кодирование текстовой информации

Принцип кодирования: каждому символу ставится в соответствие определенный уникальный числовой (двоичный) код. Таблица, устанавливающая такое соответствие, называется таблицей кодировки символов.

Количество различных символов (N), которые можно закодировать с помощью какой-либо таблицы кодировки, определяется числом двоичных разрядов (k), отводимых под кодирование одного символа: N=2k. Наибольшее распространение получило 8-разрядное кодирование (на кодирование одного символа отводится 8 бит = 1 байт), позволяющее закодировать N=28=256 различных символов.

В различных кодировках: коды от 0 до 32 - соответствуют управляющим клавишам (Enter, Esc и т. п.); от 33 до 127 - латинским буквам, цифрам, знакам арифметическим операций и знакам препинания; от 128 до 255 (расширенная часть таблицы кодировки) - для символов национальных алфавитов (в т. ч. кириллицы).

Наиболее распространенные 8-разрядные таблицы кодировок: ASCII (принята в качестве стандарта в MS-DOS), Windows-1251 (CP1251), КОИ-8, ISO.

UNICODE - 16-разрядная кодировка символов, позволяющая закодировать 216 = 65536 различных символов.

Кодирование графической информации

Минимальный объект кодирования растрового графического изображения - пиксель.

В основе кодирования цветных графических изображений - принцип декомпозиции цветов - т. е. разложение произвольного цвета на основные составляющие (например, по системе RGB: красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue)).

Глубина кодирования (глубина цвета) - количество бит (двоичных разрядов), используемых для кодирования цвета одной точки. От глубины цвета (k) зависит количество отображаемых цветов (N) - т. е. количество возможных состояний одной точки изображения: N=2k.

Наиболее распространенные значения глубины цвета: 4, 8, 16, 24 бита на точку.

Разрешение - количество точек (пикселей) изображения, приходящихся на единицу длины. От разрешения зависит размер пикселя.

Наиболее частот используемые экранные разрешения: 640x480, 800x600, 1024x768, 1280x1024 точек.

Глубина кодирования и разрешение влияют на качество кодирования изображения.

Объем видеопамяти (V), необходимый для формирования графического изображения на экране: V = M * N * k, где M - кол-во точек изображения по горизонтали, N - кол-во точек изображения по вертикали, k - глубина цвета (бит).

Кодирование звуковой информации

Для кодирования непрерывного (аналогового) звукового сигнала производится его дискретизация по времени (временная дискретизация, оцифровка) - разбиение непрерывной звуковой волны на отдельные короткие временные участки с измерением для каждого из них интенсивности звукового сигнала (величины амплитуды). Это выполняется аналогово-цифровым преобразователем (АЦП). При воспроизведении закодированного (оцифрованного) звука выполняется обратное преобразование цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП) с последующим сглаживанием ступенчатого сигнала через аналоговый фильтр.

Глубина кодирования звука - количество бит (двоичных разрядов), используемых для кодирования уровня интенсивности (амплитуды) одного звукового сигнала. От глубины звука (k) зависит количество отражаемых в кодировании различных уровней звукового сигнала (N): N=2k.

Частота дискретизации - количество измерений уровня (амплитуды, интенсивности) звукового сигнала в единицу времени. Количество измерений в секунду может лежать в диапазоне от 8000 до 48000, т. е. диапазон частоты дискретизации аналогового звукового сигнала: от 8 до 48 кГц.

Глубина кодирования и частота дискретизации влияют на качество кодирования звука.

Информационный объем моноаудиофайла (V): V = N * f * k, где N - общая длительность звучания (секунд), f - частота дискретизации (Гц), k - глубина кодирования (бит).

Представление чисел в памяти компьютера

Традиционная форма записи чисел, используемая в повседневной жизни, называется естественной формой записи чисел. Существует также экспоненциальная форма представления чисел: Aq = m * qp, где q - основание системы счисления, m - мантисса числа, p- порядок числа. Для 10-ой с/с: A10 = m * 10p, для 2-ой с/с: A2 = m * 2p.

В компьютере числа представляются в одной из двух форм:

1. В форме с фиксированной точкой - соответствует естественной двоичной форме записи чисел с фиксированной разрядностью и указанием знака числа. В современных ЭВМ в такой форме представляются только целые числа.

2. В форме с плавающей точкой - соответствует экспоненциальной двоичной форме записи чисел с фиксированной разрядностью мантиссы и порядка и указанием знаков мантиссы и порядка. В компьютере числа в плавающей форме записываются в нормализованном виде (когда первая цифра мантиссы числа не равна нулю).



См. также:
Что такое социальные игры и есть ли они в клубе Вулкан
Нестандартные ситуации видео-покера и способы их решения
Лудомания: как делать ставки и не болеть ими
Секреты выигрышей в онлайн-казино
Любопытные факты об онлайн-казино,
о которых вы не знали

Amusement with Prizes – что это такое?
Несколько важных критериев при выборе пейнтбольного клуба
ПРОЕКТ
осуществляется
при поддержке

Окружной ресурсный центр информационных технологий (ОРЦИТ) СЗОУО г. Москвы Академия повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования (АПКиППРО) АСКОН - разработчик САПР КОМПАС-3D. Группа компаний. Коломенский государственный педагогический институт (КГПИ) Информационные технологии в образовании. Международная конференция-выставка Издательский дом "СОЛОН-Пресс" Отраслевой фонд алгоритмов и программ ФГНУ "Государственный координационный центр информационных технологий" Еженедельник Издательского дома "1 сентября"  "Информатика" Московский  институт открытого образования (МИОО) Московский городской педагогический университет (МГПУ)
Обучающий курс для инженеров проектировщиков проектирование ОВ Салли хансен жидкие колготки купить здесь.
Риталин без рецепта по материалам www.kupit-steroidy.xyz.
ГЛАВНАЯ
Участие вовсех направлениях олимпиады бесплатное
купить надувной матрас 1200.00 руб. Верх надувного матраса покрыт флоком, что придает ему вид велюра, который приятен на ощупь. В комплект к входит специальная сумка для переноски, которая станет незаменимой в любом путешествии.

Номинант Примии Рунета 2007

Всероссийский Интернет-педсовет - 2005