Министерство здравоохранения Пензенской области
Кузнецкий филиал ГБОУ ПО
«Пензенский областной медицинский колледж»
ПРАКТИКУМ
Дисциплина:
«Информатика и ИКТ»
Тема:
«Информационные технологии»
Специальность: 34.02.01 «Сестринское дело»
1 курс
Кузнецк 2019
Содержание
Введение...................................................................................................................... 3
Практическая работа № 1............................................................................................ 4
Практическая работа №2............................................................................................ 8
Практическая работа №3........................................................................................... 13
Практическая работа №4........................................................................................... 18
Практическая работа №5........................................................................................... 21
Практическая работа №6........................................................................................... 23
Практическая работа №7........................................................................................... 28
ИТОГОВЫЙ ТЕСТ.................................................................................................... 34
Список литературы.................................................................................................... 41
Целью данного практикума является реализация государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки студентов по дисциплине «Информатика».
Данный практикум может быть использован преподавателями для проведения практических занятий по разделу «Информатика и ИКТ».
Каждая практическая работа по курсу содержит название, цели работы, задания, задания для самостоятельной работы. В каждой работе подробно описан ход выполнения работы.
Практические работы выполняются студентами индивидуально в тетради.
Практическая работа выполняется согласно заданию. Результат работы представляется студентом преподавателю.
По ходу выполнения работы при возникновении вопросов студент может получить консультацию у преподавателя или самостоятельно воспользоваться лекционным материалом.
Результат выполнения практической работы оценивается по пятибалльной шкале.
Тема: Измерение информации. Объемный подход.
Цель работы: Научится решать задачи на определение количества информации содержащейся в сообщении с помощью алфавитного подхода.
Литература: Семакин И.Г. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: практикум для 10-11 классов. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012
Порядок выполнения работы
1. Ознакомится с теоретическим материалом.
2. Решить задачи
3. Выполнить самостоятельную работу. (вариант заданий для самостоятельной узнать у преподавателя)
Теоретический материал.
Алфавитный подход к измерению информации позволяет определить количество информации, заключенной в тексте. Алфавитный подход является объективным, т. е. он не зависит от субъекта (человека), воспринимающего текст.
Множество символов, используемых при записи текста, называется алфавитом. Полное количество символов в алфавите называется мощностью (размером) алфавита. Если допустить, что все символы алфавита встречаются в тексте с одинаковой частотой (равновероятно), то количество информации, которое несет каждый символ, вычисляется по формуле:
2i=N,
где N— мощность алфавита.
Один символ из алфавита мощностью 256 (28) несет в тексте 8 битов информации. Такое количество информации называется байтом. Алфавит из 256 символов используется для представления текстов в компьютере.
1 байт = 8 битов.
Если весь текст состоит из К символов, то при алфавитном подходе размер содержащейся в нем информации равен:
I = Ki,
где i— информационный вес одного символа в используемом алфавите.
Для измерения информации используются и более крупные единицы:
1 Кбайт (килобайт) = 210байт = 1024 байта
1 Мбайт (мегабайт) = 210Кбайт = 1024 Кбайта
1 Гбайт (гигабайт) = 210Мбайт — 1024 Мбайта
Пример. Книга, набранная с помощью компьютера, содержит 150 страниц; на каждой странице — 40 строк, в каждой строке — 60 символов. Каков объем информации в книге?
Решение. Мощность компьютерного алфавита равна 256.
Один символ несет 1 байт информации. Значит, страница содержит 40 • 60 = 2400 байт информации.
Объем всей информации в книге (в разных единицах):
2400 • 150 = 360 000 байт.
360000/1024 = 351,5625 Кбайт.
351,5625/1024 = 0,34332275 Мбайт.
Решение задач.
Задача 1. Алфавит племени Мульти состоит из 8 букв. Какое количество информации несет 1 буква этого алфавита?
Задача 2. Информационный объем одного символа некоторого сообщения из алфавита племени Пульти равен 6 битам. Сколько символов входит в алфавит этого племени, с помощью которого пультяне составили это сообщение?
Задача 3. Сообщение, записанное буквами из 128 – символьного алфавита, содержит 30 символов. Какой объем информации оно несет?
Задача 4. Сообщение, составленное с помощью 32 – символьного алфавита, содержит 80 символов. Другое сообщение составлено с использованием 64 – символьного алфавита и содержит 70 символов. Сравните объемы информации, содержащейся в сообщениях.
Задача 5. Информационное сообщение объемом 4 Кбайта содержит 4096 символов. Сколько символов содержит алфавит, при помощи которого было записано это сообщение?
Задача 6. Сколько килобайтов составляет сообщение из 512 символов 16 – символьного алфавита?
Задача 7. Для записи текста использовался 256 – символьный алфавит. Каждая страница содержит 30 строк по 70 символов в строке. Какой объем информации содержат 5 страниц текста?
Задача 8. Сообщение занимает 3 страницы по 25 строк. В каждой строке записано по 60 символов. Сколько символов в использованном алфавите, если все сообщение содержит 1125 байтов?
Задача 9. Пользователь вводит текст с клавиатуры со скоростью 90 знаков в минуту. Какое количество информации будет содержать текст, который он набирал 15 минут (используется компьютерный алфавит)?
Задача 10. Пользователь вводил текст с клавиатуры 10 минут. Какова его скорость ввода информации, если информационный объем полученного текста равен 1 Кбайт?
Задача 11.Исследователь наблюдает изменение параметра, который может принимать одно из семи значений. Значения записываются при помощи минимального количества бит. Исследователь зафиксировал 120 значений. Определите информационный объем результатов наблюдения.
Задача 12. Если каждый символ кодируется двумя байтами, то каков информационный объем следующего предложения в коде Unicode: Сегодня 35 градусов тепла.
Самостоятельная работа
|
№ задачи |
Номер варианта |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
1 |
1 |
5 |
9 |
13 |
|
2 |
2 |
6 |
10 |
14 |
|
3 |
3 |
7 |
11 |
15 |
|
4 |
4 |
8 |
12 |
16 |
1. Племя Мульти имеет 32-символьный алфавит. Племя Пульти использует 64-символьный алфавит. Вожди племен обменялись письмами. Письмо племени Мульти содержало 80 символов, а письмо племени Пульти — 70 символов. Сравните объемы информации, содержащейся в письмах.
2. Алфавит племени Мульти состоит из 32 символов. Члены племени используют в своей речи и письме только слова длиной 8 символов, причем все слова начинаются или с символа А, или с символа О, остальные буквы в слове могут быть любыми. Какое количество информации несёт одно слово этого племени?
3. Алфавит племени Мульти состоит из 32 символов. Члены племени используют в своей речи и письме только слова длиной 8 символов, причем все слова начинаются или с символа А, или с символа О, или с символа В, или с символа К, остальные буквы в слове могут быть любыми. Какое количество информации несёт сообщение этого племени, состоящее из 20 слов?
4. Словарный запас племени Пульти составляют 256 слов одинаковой длины. Каждая буква алфавита несет 2 бита информации. Какова длина слова этого племени?
5. Словарный запас племени Пульти составляют 1024 слова из 5 букв. Какое количество информации несет одна буква из алфавита этого племени?
6. Информационное сообщение объемом 1,5 Кбайт содержит 3072 символа. Сколько символов содержит алфавит, при помощи которого было записано это сообщение?
7. Объем сообщения, содержащего 1024 символа, составил 1/512 часть мегабайта. Каков размер алфавита, с помощью которого записано сообщение?
8. Сколько символов содержит сообщение, записанное с помощью 16-символьного алфавита, если объем его составил 1/16 часть мегабайта?
9. Сколько килобайт составляет сообщение, содержащее 12288 битов?
10. Сколько килобайт составит сообщение из 384 символов 16-сим- вольного алфавита?
11. Для записи текста использовался 256-символьный алфавит. Каждая страница содержит 30 строк по 70 символов в строке. Какой объем информации содержат 5 страниц текста?
12. Сообщение занимает 3 страницы по 25 строк. В каждой строке записано по 60 символов. Сколько символов в использованном алфавите, если все сообщение содержит 1125 байт?
13. Для записи сообщения использовался 64-символьный алфавит. Каждая страница содержит 30 строк. Все сообщение содержит 8775 байт информации и занимает 6 страниц. Сколько символов в строке?
14. Сообщение занимает 2 страницы и содержит 1/16 Кбайт информации. На каждой станице записано 256 символов. Какова мощность использованного алфавита?
15. Два сообщения содержат одинаковое количество символов. Количество информации в первом тексте в 1,5 раза больше, чем во втором. Сколько символов содержат алфавиты, с помощью которых записаны сообщения, если известно, что число символов в каждом алфавите не превышает 10 и на каждый символ приходится целое число битов?
16. Два сообщения содержат одинаковое количество информации. Количество символов в первом тексте в 2,5 раза меньше, чем во втором. Сколько символов содержат алфавиты, с помощью которых записаны сообщения, если известно, что размер каждого алфавита не превышает 32 символов и на каждый символ приходится целое число битов?
Тема: «Измерение количества информации. Содержательный подход»
Цель работы: научить решать задачи на количественное измерение информационного объема текстовой информации.
Литература: Семакин И.Г. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: практикум для 10-11 классов. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012
Порядок выполнения работы.
1. Ознакомиться с теоретическим материалом.
2. Решить задачи
3. Выполнить самостоятельную работу. (вариант заданий для самостоятельной узнать у преподавателя)
Теоретический материал.
Субъективный (содержательный) подход
При данном подходе информация – это сведения, знания, которые человек получает из различных источников. Таким образом, сообщение информативно (содержит ненулевую информацию), если оно пополняет знания человека.
При субъективном подходе информативность сообщения определяется наличием в нем новых знаний и понятностью для данного человека (определение 1). Разные люди, получившие одно и тоже сообщение, по-разному оценивают количество информации, содержащееся в нем. Это происходит оттого, что знания людей об этих событиях, явлениях до получения сообщения были различными. Сообщение информативно для человека, если оно содержит новые сведения, и неинформативно, если сведения старые, известные. Таким образом, количество информации в сообщении зависит от того, насколько ново это сообщение для получателя и определяется объемом знаний, который несет это сообщение получающему его человеку.
При содержательном подходе возможна качественная оценка информации: достоверность, актуальность, точность, своевременность, полезность, важность, вредность…
С точки зрения информации как новизны мы не можем оценить количество информации, содержащейся в новом открытии, музыкальном стиле, новой теории развития.
Субъективный подход основывается на том, что получение информации, ее увеличение, означает уменьшение незнания или информационной неопределенности (определение 2).
Единица измерения количества информации называется бит (bit – binarydigit), что означает двоичный разряд.
Количество информации – это количество бит в сообщении.
Сообщение, уменьшающее информационную неопределенность (неопределенность знаний) в два раза, несет для него 1 бит информации.
Что же такое «информационная неопределенность»?
Информационная неопределенность о некотором событии – это количество возможных результатов события.
Пример: Книга лежит на одной из двух полок – верхней или нижней. Сообщение о том, что книга лежит на верхней полке, уменьшает неопределенность ровно вдвое и несет 1 бит информации.
Сообщение о том, что произошло одно событие из двух равновероятных, несет 1 бит информации.
Пример_2: Нестеров живет на Ленинградской улице. Мы получили сообщение, что номер его дома есть число четное, которое уменьшило неопределенность. После получения такой информации, мы стали знать больше, но информационная неопределенность осталась, хотя и уменьшилась в два раза.
Пример_3: Ваш друг живет в 16-ти этажном доме. Сколько информации содержит сообщение о том, что друг живет на 7 этаже.
Решение: Информационная неопределенность (количество возможных результатов события) равна 16. Будем задавать вопросы, на которые можно ответить только «да» или «нет». Вопрос будем ставить так, чтобы каждый ответ приносил 1 бит информации, т.е. уменьшал информационную неопределенность в два раза.
Задаем вопросы: - Друг живет выше 8-го этажа?
- Нет.
После этого ответа число вариантов уменьшилось в два раза, следовательно, информационная неопределенность уменьшилась в два раза. Получен 1 бит информации.
- Друг живет выше 4-го этажа?
- Да.
Число вариантов уменьшилось еще в два раза, получен еще 1 бит информации.
- Друг живет выше 6-го этажа?
- Да.
После данного ответа осталось два варианта: друг живет или на 7 этаже, или на 8 этаже. Получен еще 1 бит информации.
- Друг живет на 8-м этаже?
- Нет.
- Все ясно. Друг живет на 7-м этаже.
Каждый ответ уменьшал информационную неопределенность в два раза. Всего было задано 4 вопроса. Получено 4 бита информации. Сообщение о том, что друг живет на 7-м этаже 16-ти этажного дома несет 4 бита информации.
Научный подход к оценке сообщений был предложен еще в 1928 году Р. Хартли.
Пусть в некотором сообщении содержатся сведения о том, что произошло одно из N равновероятных событий (равновероятность обозначает, что ни одно событие не имеет преимуществ перед другими). Тогда количество информации, заключенное в этом сообщении, - x бит и число N связаны формулой:
2i = N
где i – количество информации или информативность события (в битах);
N – число равновероятных событий (число возможных выборов).
Данная формула является показательным уравнением относительно неизвестной x. Решая уравнение, получим формулу определения количества информации, содержащемся в сообщении о том, что произошло одно из N равновероятных событий, которая имеет вид:
i = log2N
логарифм от N по основанию 2.
Если N равно целой степени двойки, то такое уравнение решается легко, иначе справиться с решением поможет таблица логарифмов.
Если N = 2 (выбор из двух возможностей), то x = 1 бит.
Возвращаясь к примеру_3, если воспользоваться формулой для подсчета количества информации в сообщении о том, что друг живет на 7-м этаже 16-ти этажного дома, то x = log216 = 4 бита.
Решение задач
Задача 1: Какое количество информации несет сообщение о том, что встреча назначена на июль?
Задача 2: При угадывании целого числа в диапазоне от1 до N было получено 8 бит информации. Чему равно N?
Задача 3. В детской игре «Угадай число» первый участник загадывает целое число от 1 до 32. Второй участник задает вопросы: «Загаданное число больше числа ___?». Какое количество вопросов при правильной стратегии гарантирует угадывание?
Задача 4. Яд находится в одном из 16 бокалов. Сколько единиц информации будет содержать сообщение о бокале с ядом?
Задача 5. Сколько бит информации несет сообщение о том, что из колоды в 32 карты достали «даму пик»?
Задача 6. Проводят две лотереи: «4 из 32» и «5 из 64» Сообщение о результатах какой из лотерей несет больше информации?
Задача 7. Сравните (поставьте знак отношения)
o 200 байт и 0,25 Кбайт.
o 3 байта и 24 бита.
o 1536 бит и 1,5 Кбайта.
o 1000 бит и 1 Кбайт.
o 8192 байта и 1 Кбайт.
Задача 8. В барабане для розыгрыша лотереи находится 32 шара. Сколько информации содержит сообщение о первом выпавшем номере (например, выпал номер 15)?
Задача 9. В школьной библиотеке 16 стеллажей с книгами. На каждом стеллаже 8 полок. Библиотекарь сообщил Пете, что нужная ему книга находится на пятом стеллаже на третьей сверху полке. Какое количество информации библиотекарь передал Пете?
Задача 10. В коробке лежат 7 цветных карандашей. Какое количество информации содержит сообщение, что из коробки достали красный карандаш?
Задача 11. Какое количество информации несет сообщение о том, что встреча назначена на сентябрь?
Самостоятельная работа
|
Номер варианта |
Номер задачи |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
1 |
1 |
5 |
9 |
13 |
|
2 |
2 |
6 |
10 |
14 |
|
3 |
3 |
7 |
11 |
15 |
|
4 |
4 |
8 |
12 |
16 |
1. «Вы выходите на следующей остановке?» — спросили человека в автобусе. «Нет», — ответил он. Сколько .информации содержит ответ?
2. Какой объем информации содержит сообщение, уменьшающее неопределенность знания в 4 раза?
3. Вы подошли к светофору, когда горел желтый свет. После этого загорелся зеленый. Какое количество информации вы при этом получили?
4. Вы подошли к светофору, когда горел красный свет. После этого загорелся желтый свет. Сколько информации вы при этом получили?
5. Группа школьников пришла в бассейн, в котором 4 дорожки для плавания. Тренер сообщил, что группа будет плавать на дорожке номер 3. Сколько информации получили школьники из этого сообщения?
6. В корзине лежат 8 шаров. Все шары разного цвета. Сколько информации несет сообщение о том, что из корзины достали красный шар?
7. Была получена телеграмма: «Встречайте, вагон 7». Известно, что в составе поезда 16 вагонов. Какое количество информации было получено?
8. В школьной библиотеке 16 стеллажей с книгами. На каждом стеллаже 8 полок. Библиотекарь сообщил Пете, что нужная ему книга находится на пятом стеллаже на третьей сверху полке. Какое количество информации библиотекарь передал Пете?
9. При угадывании целого числа в диапазоне от 1 до Nбыло получено 7 битов информации. Чему равно N7
10. При угадывании целого числа в некотором диапазоне было получено 6 битов информации. Сколько чисел содержит этот диапазон?
11. Сообщение о том, что ваш друг живет на 10 этаже, несет 4 бита информации. Сколько этажей в доме?
12. Сообщение о том, что Петя живет во втором подъезде, несет 3 бита информации. Сколько подъездов в доме?
13. В коробке лежат 7 разноцветных карандашей. Какое количество информации содержит сообщение, что из коробки достали красный карандаш?
14. Какое количество информации несет сообщение: «Встреча назначена на сентябрь»?
15. Какое количество информации несет сообщение о том, что встреча назначена на 15-е число?
16. Какое количество информации несет сообщение о том, что встреча назначена на 23 октября в 15.00?
Приложение 1
Количество
информации в сообщении об одном из
Nравновероятных
событий: i= log2N
|
N |
I |
N |
i |
N |
i |
N |
i |
|
1 |
0,00000 |
17 |
4,08746 |
33 |
5,04439 |
49 |
5,61471 |
|
2 |
1,00000 |
18 |
4,16993 |
34 |
5,08746 |
50 |
5,64386 |
|
3 |
1,58496 |
19 |
4,24793 |
35 |
5,12928 |
51 |
5,67243 |
|
4 |
2,00000 |
20 |
4,32193 |
36 |
5,16993 |
52 |
5,70044 |
|
5 |
2,32193 |
21 |
4,39232 |
37 |
5,20945 |
53 |
5,72792 |
|
6 |
2,58496 |
22 |
4,45943 |
38 |
5,24793 |
54 |
5,75489 |
|
7 |
2,80735 |
23 |
4,52356 |
39 |
5,28540 |
55 |
5,78136 |
|
8 |
3,00000 |
24 |
4,58496 |
40 |
5,32193 |
56 |
5,80735 |
|
9 |
3,16993 |
25 |
4,64386 |
41 |
5,35755 |
57 |
5,83289 |
|
10 |
3,32193 |
26 |
4,70044 |
42 |
5,39232 |
58 |
5,85798 |
|
11 |
3,45943 |
27 |
4,75489 |
43 |
5,42626 |
59 |
5,88264 |
|
12 |
3,58496 |
28 |
4,80735 |
44 |
5,45943 |
60 |
5,90689 |
|
13 |
3,70044 |
29 |
4,85798 |
45 |
5,49185 |
61 |
5,93074 |
|
14 |
3,80735 |
30 |
4,90689 |
46 |
5,52356 |
62 |
5,95420 |
|
15 |
3,90689 |
31 |
4,95420 |
47 |
5,55459 |
63 |
5,97728 |
|
16 |
4,00000 |
32 |
5,00000 |
48 |
5,58496 |
64 |
6,00000 |
Тема: Перевод чисел из одной системы счисления в другую
Цель работы: научиться переводить числа из одной системы счисления в другую.
Литература
1. Информатика и ИКТ: учебник для начального и среднего профессионального образования. Цветкова Н.С., Великович Л.С. – Академия, 2011 г.
2. Информатика и ИКТ. Практикум для профессий и специальностей технического и социально-экономического профилей. Н. Е. Астафьева, С. А. Гаврилова, под ред. М.С. Цветковой, Академия, 2012г.
3. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для 10-11 кл. / И.Г.Семакин, Е.К.Хеннер. – 4 изд., испр. – М. – Бином. Лаборатория знаний, 2012г. – 246 с.: ил.
4. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: практикум для 10-11 кл. / И.Г.Семакин, Е.К.Хеннер. – 4 изд., испр. – М. – Бином. Лаборатория знаний, 2008г.
Порядок выполнения работы
1. Записать в тетради наименование и цель работы.
2. Ознакомится с краткими теоретическими сведениями.
3. Выполнить задание
4. Ответить на контрольные вопросы.
Краткие теоретические сведения.
Примеры решения заданий.
Система счисления – это совокупность правил для обозначения и наименования чисел.
Непозиционной называется такая система счисления, в которой количественный эквивалент каждой цифры не зависит от ее положения (места, позиции) в записи числа.
Основанием системы счисления называется количество знаков или символов, используемых для изображения числа в данной системе счисления.
Наименование системы счисления соответствует ее основанию (например, десятичной называется система счисления так потому, что ее основание равно 10, т.е. используется десять цифр).
Система счисления называется позиционной, если значение цифры зависит от ее места (позиции) в записи числа.
Системы счисления, используемые в компьютерах
Двоичная система счисления. Для записи чисел используются только две цифры – 0 и 1. Выбор двоичной системы объясняется тем, что электронные элементы, из которых строятся ЭВМ, могут находиться только в двух хорошо различимых состояниях. По существу эти элементы представляют собой выключатели. Как известно выключатель либо включен, либо выключен. Третьего не дано. Одно из состояний обозначается цифрой 1, другое – 0. Благодаря таким особенностям двоичная система стала стандартом при построении ЭВМ.
Восьмеричная система счисления. Для записи чисел используется восемь чисел 0,1,2,3,4,5,6,7.
Шестнадцатеричная система счисления. Для записи чисел в шестнадцатеричной системе необходимо располагать шестнадцатью символами, используемыми как цифры. В качестве первых десяти используются те же, что и в десятичной системе. Для обозначения остальных шести цифр (в десятичной они соответствуют числам 10,11,12,13,14,15) используются буквы латинского алфавита – A,B,C,D,E,F.
Перевод чисел из одной системы счисления в другую.
Правило перевода целых чисел из десятичной системы счисления в систему с основанием q:
1. Последовательно выполнять деление исходного числа и получаемых частных на q до тех пор, пока не получим частное, меньшее делителя.
2. Полученные при таком делении остатки – цифры числа в системе счисления q – записать в обратном порядке (снизу вверх).
Пример 1. Перевести 2610 в двоичную систему счисления. А10->А2
Решение:
Ответ: 2610=110102
Пример 2. Перевести 1910 в троичную систему счисления. А10->А3.
Пример 3. Перевести 24110 в восьмеричную систему счисления. А10->А8
Пример4. Перевести 362710 в шестнадцатеричную систему счисления. А10->А16
Перевод чисел из любой системы счисления в десятичную.
Правило: Для того чтобы число из любой системы счисления перевести в десятичную систему счисления, необходимо его представить в развернутом виде и произвести вычисления.
Пример 5. Перевести число 1101102 из двоичной системы счисления в десятичную.
Решение:
1101102= 1*25 + 1*24 + 0*23+1*22+1*21+0*20=32+16+4+2=5410.
Ответ: 1101102 = 5410.
Пример 6. Перевести число 101,012 из двоичной системы счисления в десятичную.
Пример 7. Перевести число 1221003 из троичной системы счисления в десятичную.
Пример 8. Перевести число 1637 из семеричной системы счисления в десятичную.
Пример 9. Перевести число 2Е16 в десятичную систему счисления.
Перевод чисел из двоичной системы счисления в восьмеричную и шестнадцатеричную системы счисления
Перевод целых чисел.
Правило: Чтобы перевести целое двоичное число в восьмеричную (8=23) систему счисления необходимо:
1. разбить данное число справа налево на группы по 3 цифры в каждой;
2. рассмотреть каждую группу и записать ее соответствующей цифрой восьмеричной системы счисления.
Пример 10. Перевести число 111010102 в восьмеричную систему счисления.
Решение:
11 101 010
3 5 2
Ответ: 111010102 = 3528 .
Пример 11. Перевести число 111100000101102 в восьмеричную систему счисления.
Правило: Чтобы перевести целое двоичное число в шестнадцатеричную (16=24) систему счисления необходимо:
- разбить данное число справа налево на группы по 4 цифры в каждой;
- рассмотреть каждую группу и записать ее соответствующей цифрой шестнадцатеричной системы счисления.
Пример 12. Перевести число 111000102 в шестнадцатеричную систему счисления.
Решение:
1110 0010
Е 2
Ответ: 111000102 = Е216 .
Перевод чисел из восьмеричной и шестнадцатеричной систем счисления в двоичную систему счисления.
Правило: Для того, чтобы восьмеричное (шестнадцатеричное) число перевести в двоичную систему счисления, необходимо каждую цифру этого числа заменить соответствующим числом, состоящим из 3 (4) цифр двоичной системы счисления.
Пример 13. Перевести число 5238 перевести в двоичную систему счисления.
Решение:
5 2 3
101 010 011
Ответ: 5238 = 1010100112.
Пример 14. Перевести число 4ВА3516 перевести в двоичную систему счисления.
Решение:
4 В А 3 5
100 1011 1010 0011 0101
Ответ: 4ВА3516 = 100 1011 1010 0011 01012.
Задание для самостоятельной работы
Задание 1. Переведите в десятичную систему счисления следующие числа из … системы счисления.
|
№ варианта |
… двоичной |
… восьмеричной |
… шестнадцатеричной |
|
1 |
100011 |
220,7 |
А9Е,1 |
|
2 |
11011,01 |
35,6 |
15А |
|
3 |
101011 |
40,5 |
2FA |
|
4 |
111011.101 |
13,7 |
3C,1 |
|
5 |
110101 |
27,31 |
2FВ |
|
6 |
101001,11 |
37,4 |
19,А |
|
7 |
100100,1 |
65,3 |
2F,А |
|
8 |
1011101 |
43,5 |
1С,4 |
|
9 |
101011,01 |
72,2 |
АD,3 |
|
10 |
101101,110 |
30,1 |
38,В |
Задание 2. Переведите десятичные числа в заданные системы счисления.
|
№ варианта |
в двоичную |
в восьмеричную |
в шестнадцатеричную |
|
1 |
36 |
197 |
681 |
|
2 |
197 |
984 |
598 |
|
3 |
84 |
996 |
368 |
|
4 |
63 |
899 |
435 |
|
5 |
96 |
769 |
367 |
|
6 |
99 |
397 |
769 |
|
7 |
98 |
435 |
899 |
|
8 |
69 |
368 |
996 |
|
9 |
397 |
598 |
984 |
|
10 |
435 |
681 |
197 |
Задание 3.Преобразуйте десятичные числа в двоичные и восьмеричные.
|
№ варианта |
число |
№ варианта |
число |
|
1 |
327 |
6 |
265 |
|
2 |
259 |
7 |
411 |
|
3 |
428 |
8 |
409 |
|
4 |
431 |
9 |
356 |
|
5 |
146 |
10 |
507 |
Задание 4. Преобразуйте двоичные числа в восьмеричные и десятичные.
|
№ варианта |
№ варианта |
||
|
1 |
100000 |
6 |
1010101 |
|
2 |
100100 |
7 |
111001 |
|
3 |
101010 |
8 |
111100 |
|
4 |
110101 |
9 |
100111 |
|
5 |
100011 |
10 |
110010 |
Контрольные вопросы
1. Что такое система счисления?
2. Что такое основание системы счисления?
3. Что такое непозиционная система счисления?
4. Что такое позиционная система счисления?
5. Из каких знаков состоит алфавит десятичной и двоичной систем?
6. Почему в вычислительной технике взята за основу двоичная система счисления?
7. Какое наибольшее десятичное число можно записать тремя цифрами:
§ в двоичной системе;
§ в восьмеричной системе;
§ в шестнадцатеричной системе.
Тема: Арифметические действия над двоичными числами.
Цель: научиться выполнять арифметические действия над числами в двоичной системе счисления.
Литература: Семакин И.Г. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: практикум для 10-11 классов. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012
Порядок выполнения работы:
1. Изучить теоретические сведения.
2. Выполнить задания.
3. Выполнить самостоятельную работу согласно варианта.
4. Ответить на контрольные вопросы.
Краткие теоретические сведения:
Арифметические действия во всех позиционных системах счисления выполняются по одним и тем же правилам.
Правила выполнения арифметических действий над двоичными числами задаются таблицами двоичных сложения, вычитания и умножения.
|
Таблица двоичного сложения |
Таблица двоичного вычитания |
Таблица двоичного умножения |
|
0+0=0 |
0-0=0 |
0 |
При сложении двоичных чисел в каждом разряде производится сложение цифр слагаемых и переноса из соседнего младшего разряда, если он имеется. При этом необходимо учитывать, что 1+1 дают нуль в данном разряде и единицу переноса в следующий.
Пример
1.
Выполнить сложение двоичных чисел:
а) X=1101, Y=101;
Ответ:
11012+1012=100102
Пример 2. Заданы двоичные числа X=100102 и Y=1012. Найти X-Y.
Ответ: 100102 – 1012=11012.
Умножение двоичных чисел производится по тем же правилам, что и для десятичных с помощью таблиц двоичного умножения и сложения.
Пример
3.
10012
1012=?
Ответ: 100121012=1011012.
Задания к работе
1. Выполните вычисления
a. 1110+101
b. 10101-11
c. 101*11
d. 1110/10
Самостоятельная работа
1 вариант
Задание №1. Сложить числа.
а) 10000011(2)+1000011(2); б) 1010010000(2)+1101111011(2);
в) 110010,101(2)+1011010011,01(2);
Задание №2. . Выполнить вычитание
а) 100111001(2)-110110(2); б) 1111001110(2)-111011010(2);
в) 1101111011,01(2)-101000010,0111(2);
Задание №3. Выполнить умножение
а) 1100110(2) 1011010(2); .
2 вариант
Задание №1. Сложить числа.
а) 1100001100(2)+1100011001(2); б) 110010001(2)+1001101(2);
в) 111111111,001(2)+1111111110,0101(2); .
Задание №2. . Выполнить вычитание
а) 1001101100(2)-1000010111(2); б) 1010001000(2)-1000110001(2);
в) 1101100110,01(2)-111000010,1011(2); .
Задание №3. Выполнить умножение
. а) 100001(2) 1001010(2);
Контрольные вопросы:
1. Виды систем счисления.
2. Запишите число 1287АВ,С816 в развернутой форме.
3. Сформулируйте правило перевода целых чисел из одной позиционной системы счисления в другую.
4. Дайте определение понятию «разряд».
5. Какая система счисления называется позиционной.
Тема: Представление целых чисел
Цель: научиться получать внутреннее представление целых положительный и отрицательных чисел.
Литература: Семакин И.Г. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: практикум для 10-11 классов. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012
Порядок выполнения работы:
1. Изучить теоретические сведения.
2. Выполнить задания.
3. Выполнить самостоятельную работу согласно варианта. (вариант получить у преподавателя)
Краткие теоретические сведения.
Для представления чисел в памяти компьютера используются два формата: формат с фиксированной точкой и формат с плавающей точкой. В формате с фиксированной точкой представляются только целые числа, в
Множество целых чисел, представимых в памяти компьютера, ограничено. Диапазон значений зависит от размера ячеек памяти, используемых для их хранения.
В k-разрядной ячейке может храниться 2к различных целых чисел.
Пример 1. Пусть для представления целых чисел в к компьютере используется 16-разрядная ячейка (2 байта). Определить, каков диапазон хранимых чисел, если: а) используются только положительные числа; б) используются как положительные так и отрицательные числа в равном количестве.
Решение. Всего в 16-разрядной ячейке может храниться 216 = 65 536 различных значений. Следовательно:
а) диапазон значений от 0 до 65 535 (от 0 до 2k—1);
б) диапазон значений от -32 768 до 32 767 (от -2klдо 2k-1-1).
Чтобы получить внутреннее представление целого положительного числа N,хранящегося в k-разрядном машинном слове, необходимо:
1) перевести число Nв двоичную систему счисления;
2) полученный результат дополнить слева незначащими нулями до kразрядов.
Пример 2. Получить внутреннее представление целого N- числа 1607 в 2-байтовой ячейке.
Решение. N= 160710 = 110010001112. Внутреннее представление этого числа в ячейке будет следующим: 0000 0110 0100 0111. Шестнадцатеричная форма внутреннего представления числа получается заменой 4-х двоичных цифр одной шестнадцатеричной цифрой: 0647.
Для записи внутреннего представления целого отрицательного числа (-N)необходимо:
' 1) получить внутреннее представление положитель
ного числа N;
2) получить обратный код этого числа заменой 0 на 1 и 1 на 0;
3) к полученному числу прибавить 1.
Данная форма представления целого отрицательного числа называется дополнительным кодом. Использование дополнительного кода позволяет заменить операцию вычитания на операцию сложения уменьшаемого числа с дополнительным кодом вычитаемого.
Пример 3. Получить внутреннее представление целого отрицательного числа -1607.
Решение.
1) Внутреннее представление положительного числа: 0000 011 0100 0111
2) обратный код: 1111 1001 1011 1000
3) результат прибавления 1: 1111 1001 1011 1001 — это внутреннее двоичное представление числа -1607. Шестнадцатеричная форма: F9B9.
Двоичные разряды в ячейке памяти нумеруются от 0 до kсправа налево. Старший, k-й разряд во внутреннем представлении любого положительного числа равен нулю, отрицательного числа — единице. Поэтому этот разряд называется знаковым разрядом.
Задание к работе
1. Компьютер работает только с целыми положительными числами. Каков диапазон изменения чисел, если для представления числа в памяти компьютера отводится 1 байт?
2. Каков диапазон изменения целых чисел (положительных и отрицательных), если в памяти компьютера для представления целого числа отводится 1 байт?
3. Компьютер работает только с целыми положительными числами. Каков диапазон изменения чисел, если для представления числа в памяти компьютера отводится 4 байта?
4. Каков диапазон изменения целых чисел (положительных и отрицательных), если в памяти компьютера для представления целого числа отводится 4 байта?
5. Записать в двоичной и шестнадцатеричной форме внутреннее представление наибольшего положительного целого и наибольшего по абсолютной величине отрицательного целого числа, представленных в 1-байтовой ячейке памяти.
6. Записать в двоичной и шестнадцатеричной форме внутреннее представление наибольшего положительного целого и наибольшего по абсолютной величине отрицательного целого числа, представленных в 2-байтовой ячейке памяти.
7. Представители племени Мульти оперируют целыми положительными числами и умеют считать только до 100. Для проведения расчетов в племени применяется калькулятор. Указать минимальную длину ячейки памяти в битах, необходимую для хранения чисел.
8. В «игрушечных» компьютерах С8, C10, С12 и С16 для предcтавления целых чисел (положительных и отрицательных) используется 8, 10, 12 и 16 битов памяти соответственно. На каком (каких) из этих компьютеров можно успешно вычислить сумму первых 32-х членов арифметической прогрессии: 2, 4, 6, 8, 10, ...?
Задания для самостоятельной работы
Задания (для всех вариантов):
1. Получить двоичную форму внутреннего представления целого числа в 2-байтовой ячейке.
2. Получить шестнадцатеричную форму внутреннего представления целого числа в 2-байтовой ячейке.
3. По шестнадцатеричной форме внутреннего представления целого числа в 2-байтовой ячейке восстановить само число.
|
Номер варианта |
Номер задания |
||
|
1 |
2 |
3 |
|
|
1 |
1450 |
-1450 |
F67D |
|
2 |
1341 |
-1341 |
F7AA |
|
3 |
1983 |
-1983 |
F6D7 |
|
4 |
1305 |
-1305 |
F700 |
|
5 |
1984 |
-1984 |
F7CB |
|
6 |
1453 |
-1453 |
F967 |
|
7 |
1833 |
-1833 |
F83F |
|
8 |
2331 |
-2331 |
F6E5 |
|
9 |
1985 |
-1985 |
F8D7 |
|
10 |
1689 |
-1689 |
FA53 |
|
11 |
2101 |
-2101 |
F840 |
|
12 |
2304 |
-2304 |
FAE7 |
|
13 |
2345 |
-2345 |
F841 |
|
14 |
2134 |
-2134 |
FAC3 |
|
15 |
2435 |
-2435 |
FA56 |
Практическая работа №6
Тема: Представление вещественных чисел
Цель: изучить представление вещественных чисел с плавающей точкой в памяти компьютера..
Литература: Семакин И.Г. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: практикум для 10-11 классов. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012
Порядок выполнения работы:
1. Изучить теоретические сведения.
2. Выполнить задания.
3. Выполнить самостоятельную работу согласно варианта. (вариант получить у преподавателя)
Теоретическая часть
Числовые величины, которые могут принимать любые значения (целые и дробные) называются вещественными числами. В математике также используется термин «действительные числа». Решение большинства математических задач сводится к вычислениям с вещественными числами.
Вещественные числа в памяти компьютера представляются в форме с плавающей точкой.
Форма с плавающей точкой использует представление вещественного числа R в виде произведения мантиссыm (одна из частей числа, которое представлено форматом с плавающей точкой) на основание системы счисления в целой степени n, которую называют порядком:
(1)
Например,
число 46,578 можно записать в следующем виде: 
, где m = 0,46578
– мантисса, n = 2 –
порядок, p = 10 –
основание системы счисления. Порядок указывает количество позиций и
направление смещения десятичной точки в мантиссе, то есть если порядок
положительный, то движение идет вправо, если отрицательный, то влево. Отсюда и
название «плавающая точка», то есть точка, которая должна «переплыть», либо
сместиться в мантиссе.
Однако справедливы и следующие равенства:
Поэтому, для того чтобы не было неоднозначности, в ЭВМ используют нормализованное представление числа в форме с плавающей точкой. Мантисса в нормализованном представлении должна удовлетворять условию:
Что
соответствует, мантисса меньше единицы и первая значащая цифра не ноль. Поэтому
для рассмотренного выше примера нормализованное представление будет: 
. В разных типах ЭВМ применяются
различные варианты представления чисел в форме с плавающей точкой. Для примера
рассмотри один из возможных вариантов.
Представление вещественных чисел в памяти компьютера
Пусть в памяти компьютера вещественное число представляется в форме с плавающей точкой в двоичной системе счисления (p=2) и занимает ячейку размером 4 байта. В ячейке должна содержаться следующая информация о числе: знак числа, порядок и значащие цифры мантиссы. На рисунке 1, представлено как располагается информация в ячейке:
Рис.1. Представление числа в ЭВМ
В старшем бите 1-го байта хранится знак числа: 0 – положительное, 1– отрицательное. Оставшиеся 7 бит первого байта отдаются под машинный порядок. Во втором, третьем и четвертом байтах хранятся значащие цифры мантиссы.
Под машинным порядком понимается порядок n из формулы (1), в двоичной системе под него отдано 7 бит и значения в нем могут быть от 00000002 до 11111112 , либо что означает в десятичной системе от 0 до 127 (всего 128 значений порядка). Знак порядка в ячейке не хранится, но порядок может быть как положительным, так и отрицательным. Поэтому 128 значений делятся поровну между положительными и отрицательными значениями порядка. В таком случае между машинным порядком и истинным (математическим) устанавливается следующее соответствие:
|
Машинный порядок |
0 |
1 |
2 |
3 |
… |
64 |
65 |
… |
125 |
126 |
127 |
|
Математический порядок |
-64 |
-63 |
-62 |
-61 |
… |
0 |
1 |
… |
61 |
62 |
63 |
Если
обозначить машинный порядок – 
, а математический
– 
, то связь между
ними отразиться следующей формулой:
(2)
Таким образом, машинный порядок смещен относительно математического на 64 единицы и имеет только положительные значения. При выполнении вычислений с плавающей точкой процессор это смещение учитывает.
Формула
(2) записана в десятичной системе счисления. Поскольку 
, то в шестнадцатеричной системе
формула пример вид:
и в двоичной системе счисления:
Пример
Рассмотренное ранее число 46,578 представляется в формате с плавающей точкой, следующим образом:
1. Число переводится в двоичную систему с 24 значащими цифрами.
46,57810= 101110,1001001111110111112
2. Число записывается в форме нормализованного двоичного числа с плавающей точкой:
где основание системы счисления 210=102 и порядок записан в двоичной системе 610=1102.
3. Вычисляется машинный порядок:
4. Записывается представление числа в ячейки памяти:
Таким образом, заполненные ячейки памяти и есть искомый результат и его можно переписать в более компактной шестнадцатеричной форме:
Для того, чтобы получить внутреннее представление отрицательного числа -46,578, достаточно в полученном выше коде заменить в разряде знака числа 0 на 1.
Никакого инвертирования, как для отрицательных чисел с фиксированной точкой, здесь не происходит.
Диапазон чисел, представленных в форме с плавающей точкой
Положительные
и отрицательные числа расположены симметрично относительно нуля. Следовательно,
максимальное и минимальное числа равны между собой по модулю: 
. Наименьшее по абсолютной величине
число равно нулю. Наибольшее число (
) это число с самой большой
мантиссой и самым большим порядком:
Получившееся число переводится в десятичную систему счисления:
Очевидно,
что диапазон вещественных чисел значительно шире диапазона целых чисел. Если в
результате вычислений получается число по модулю большее, чем 
, то происходит прерывание работы
процессора. Такая ситуация называется переполнением при вычислениях с плавающей
точкой.
Наименьшее по модулю ненулевое значение равно, соответственно:
При этом любые значения меньше данного по абсолютной величине, воспринимаются процессором как нулевые.
Как известно из математики, множество действительных чисел бесконечно и непрерывно. Множество вещественных чисел, представимых в памяти ЭВМ в форме с плавающей точкой, является ограниченным и дискретным. Каждое следующее значение получается прибавлением к мантиссе единицы в последнем разряде (24-ый разряд). Количество вещественных чисел, точно представимых в памяти машины, вычисляется по формуле:
где t – количество двоичных разрядов мантиссы; U – максимальное значение математического порядка; L – минимальное значение математического порядка. Для рассмотренного варианта в пункте 2.1, t=24, U=63, L=-64, получается:
Все остальные числа, не попадающие в это множество, но находящиеся в диапазоне допустимых значений, представляются в памяти приближенно (мантисса обрезается на 24-м разряде). Поскольку числа имеют погрешность, то и результаты вычислений с этими числами также будут содержать погрешности. Таким образом, вычисления с вещественными числами в компьютере выполняется приближенно.
Задание на практическую работу
Представить вещественное число в формате с плавающей точкой в памяти компьютера.
4. Задачи
1. Представить число X в памяти компьютера в 4-х байтовой ячейки (в форме таблицы).
2. Представить получившееся значение в пункте 1. в шестнадцатеричной форме (в форме таблицы).
Варианты заданий
1. X= 1584,895610
2. X= -2484,5625610
3. X= 6985,313210
4. X= -5948,20610
5. X= 569,2589610
6. X= -2001,45610
7. X= 3064,456810
8. X= -2525,98510
9. X= 3536,919210
10. X= -4548,85810
11. X= 2223,888810
12. X= -3666,8510
13. X= 4568,210
14. X= -565,8596210
15. X= 2521,212110
Тема: Представление графической и звуковой информации
Цель: научиться определять размеры графических изображений; познакомиться с принципами кодирования звуковой информации;
Литература: Семакин И.Г. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: практикум для 10-11 классов. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012
Порядок выполнения работы:
5. Изучить основные сведения.
6. Выполнить задания.
7. Выполнить самостоятельную работу согласно варианта.
Теоретические сведения
Компьютерная графика — раздел информатики, предметом которого является работа на компьютере с графическими изображениями (рисунками, чертежами, фотографиями, видеокадрами и пр.).
Пиксель— наименьший элемент изображения на экране (точка на экране).
Растр— прямоугольная сетка пикселей на экране.
Разрешающая способность экрана— размер сетки растра, задаваемого в виде произведения Мх N,где М— число точек по горизонтали, N— число точек по вертикали (число строк).
Видеоинформация— информация об изображении, воспроизводимом на экране компьютера, хранящаяся в компьютерной памяти.
Видеопамять— оперативная память, хранящая видеоинформацию во время ее воспроизведения в изображение на экране.
Графический файл— файл, хранящий информацию о графическом изображении.
Число цветов, воспроизводимых на экране дисплея (К),и число битов, отводимых в видеопамяти под каждый пиксель (N), связаны формулой:
К = 2N.
Величину Nназывают битовой глубиной.
Страница — раздел видеопамяти, вмещающий информацию об одном образе экрана (одной «картинке» на экране). В видеопамяти могут размещаться одновременно несколько страниц.
Все многообразие красок на экране получается путем смешивания трех базовых цветов: красного, синего и зеленого. Каждый пиксель на экране состоит из трех близко расположенных элементов, светящихся этими цветами. Цветные дисплеи, использующие такой принцип, называются RGB (Red-Green-Blue)-мониторами.
Код цвета пикселя содержит информацию о доле каждого базового цвета.
Если все три составляющие имеют одинаковую интенсивность (яркость), то из их сочетаний можно получить 8 различных цветов (23). Следующая таблица показывает кодировку 8-цветной палитры с помощью трехразрядного двоичного кода. В ней наличие базового цвета обозначено единицей, а отсутствие — нулем.
Двоичный код восьмицветной палитры
|
К |
3 |
С |
Цвет |
|
0 |
0 |
0 |
Черный |
|
0 |
0 |
1 |
Синий |
|
0 |
1 |
0 |
Зеленый |
|
0 |
1 |
1 |
Г олубой |
|
1 |
0 |
0 |
Красный |
|
1 |
0 |
1 |
Розовый |
|
1 |
1 |
0 |
Коричневый |
|
1 |
1 |
1 |
Белый |
Шестнадцатицветная палитра получается при использовании 4-разрядной кодировки пикселя: к трем битам базовых цветов добавляется один бит интенсивности.
Этот бит управляет яркостью всех трех цветов одновременно. Например, если в 8-цветной палитре код 100 обозначает красный цвет, то в 16-цветной палитре: 0100 — красный, 1100 — ярко-красный цвет; 0110 — коричневый, 1110 — ярко-коричневый (желтый).
Большее количество цветов получается при раздельном управлении интенсивностью базовых цветов. Причем интенсивность может иметь более двух уровней, если для кодирования каждого из базовых цветов выделять больше одного бита.
При использовании битовой глубины 8 битов/пиксель количество цветов: 28 = 256. Биты такого кода распределены следующим образом:
КККЗЗЗСС.
Это значит, что под красную и зеленую компоненты выделено по 3 бита, под синюю — 2 бита. Следовательно, красная и зеленая компоненты имеют по 23 = 8 уровней яркости, а синяя — 4 уровня.
Звук в памяти компьютера
Физическая природа звука — колебания в определенном диапазоне частот, передаваемые звуковой волной через воздух (или другую упругую среду). Процесс преобразования звуковых волн в двоичный код в памяти компьютера:
|
Процесс воспроизведения звуковой информации, сохраненной в памяти компьютера: |
|
|
Аудиоадаптер (звуковая плата) — специальное устройство, подключаемое к компьютеру, предназначенное для преобразования электрических колебаний звуковой частоты в числовой двоичный код при вводе звука и для обратного преобразования (из числового кода в электрические колебания) при воспроизведении звука.
В процессе записи звука аудиоадаптер с определенным периодом измеряет амплитуду электрического тока и заносит в регистр двоичный код полученной величины. Затем полученный код из регистра переписывается в оперативную память компьютера. Качество компьютерного звука определяется характеристиками аудиоадаптера: частотой дискретизации и разрядностью.
Частота дискретизации — это количество измерений входного сигнала за 1 секунду. Частота измеряется в герцах (Гц). Одно измерение за одну секунду соответствует частоте 1 Гц. 1000 измерений за 1 секунду — 1 килогерц (кГц). Характерные частоты дискретизации аудиоадаптеров: 11 кГц, 22 кГц, 44,1 кГц и др.
Разрядность регистра — число битов в регистре аудиоадаптера. Разрядность определяет точность измерения входного сигнала. Чем больше разрядность, тем меньше погрешность каждого отдельного преобразования величины электрического сигнала в число и обратно. Если разрядность равна 8 (16), то при измерении входного сигнала может быть получено 28 = 256 (216 = 65 536) различных значений. Очевидно, 16-разрядный аудиоадаптер точнее кодирует и воспроизводит звук, чем 8-раз- рядный.
Звуковой файл — файл, хранящий звуковую информацию в числовой двоичной форме. Как правило, информация в звуковых файлах подвергается сжатию.
Пример 1. Сколько битов видеопамяти занимает информация об одном пикселе на черно-белом экране (без полутонов)?
Решение.Для черно-белого изображения без полутоновК=2. Следовательно2N= 2. Отсюда N= 1 бит на пиксель.
Пример 2. Современный монитор позволяет получать на экране 16 777 216 различных цветов. Сколько битов памяти занимает 1 пиксель?
Решение.ПосколькуК= 16 777 216 = 224, то N= 24 бита на пиксель.
Пример 3. На экране с разрешающей способностью 640 х 200 высвечиваются только двухцветные изображения. Какой минимальный объем видеопамяти необходим для хранения изображения?
Решение. Так как битовая глубина двухцветного изображения равна 1, а видеопамять, как минимум, должна вмещать одну страницу изображения, то объем видеопамяти равен 640 • 200 • 1 = 128 000 битов = 16 000 байт.
Пример 4. Рассмотрим «маленький монитор» с растровой сеткой размером 10 х 10 и черно-белым изображением. На рис. 1 приведено изображение буквы «К». Представить содержимое видеопамяти в виде битовой матрицы, в которой строки и столбцы соответствуют строкам и столбцам растровой сетки.
Рис. 3.1
Решение
Для кодирования изображения на таком экране требуется 100 битов (1 бит на пиксель) видеопамяти. Пусть «1» обозначает закрашенный пиксель, а «0» — не закрашенный. Вот как будет выглядеть такая матрица:
0000000000
0001000100
0001001000
0001010000
0001100000
0001010000
0001001000
0001000100
0000000000
0000000000
Пример 5. Из смешения каких цветов получается розовый цвет?
Решение. Глядя на таблицу, видим, что код розового цвета — 101. Это значит, что розовый цвет получается смешением красной и синей красок.
Пример 6. Для формирования цвета используются 256 оттенков красного, 256 оттенков зеленого и 256 оттенков синего. Какое количество цветов может быть отображено на экране в этом случае?
Решение. Нетрудно посчитать, что 256 • 256 • 256 = 16 777 216.
Пример 7. Определить размер (в байтах) цифрового аудиофайла, время звучания которого составляет 10 секунд при частоте дискретизации 22,05 кГц и разрешении 8 битов. Файл сжатию не подвержен.
Решение. Формула для расчета размера (в байтах) цифрового аудиофайла (монофоническое звучание): (частота дискретизации в Гц) х (время записи в секундах) х (разрешение в битах)/8.
Таким образом, размер файла вычисляется так:
22 050 • 10 • 8 / 8 = 220 500 байт.
Задачи для самостоятельного решения
|
№ варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1 |
1 |
5 |
9 |
13 |
|
2 |
2 |
6 |
10 |
14 |
|
3 |
3 |
7 |
11 |
15 |
|
4 |
4 |
8 |
12 |
16 |
1. Какой объем видеопамяти необходим для хранения двух страниц изображения при условии, что разрешающая способность дисплея равна 640 х 350 пикселей, а количество используемых цветов — 16?
2. Какой объем видеопамяти необходим для хранения четырех страниц изображения, если битовая глубина равна 24, а разрешающая способность дисплея — 800 х 600 пикселей?
3. Для хранения растрового изображения размером 128 x 128 пикселей отвели 4 КБ памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения.
4. Объем видеопамяти равен 1 Мб. Разрешающая способность дисплея — 800 х 600. Какое максимальное количество цветов можно использовать при условии, что видеопамять делится на две страницы?
5. Объем видеопамяти равен 2 Мб, битовая глубина — 24, разрешающая способность дисплея — 640 х 480. Какое максимальное количество страниц можно использовать при этих условиях?
6. На экране дисплея необходимо отображать 224 (16 777 216) различных цветов. Вычислить необходимый объем одной страницы видеопамяти при различных значениях разрешающей способности 640 х 480.
7. Битовая глубина равна 32, видеопамять делится на две страницы, разрешающая способность дисплея — 800 х 600. Вычислить объем видеопамяти.
8. На экране дисплея необходимо отображать 224 (16 777 216) различных цветов. Вычислить необходимый объем одной страницы видеопамяти при различных значениях разрешающей способности 800 х 600.
9. Видеопамять имеет объем, в котором может храниться 4-цветное изображение размером 300 х 200. Какого размера изображение можно хранить в том же объеме видеопамяти, если оно будет использовать 16-цветную палитру?
10. Видеопамять имеет объем, в котором может храниться 4-цветное изображение размером 640 х 480. Какого размера изображение можно хранить в том же объеме видеопамяти, если использовать 256-цветную палитру?
11. Монитор работает с 16 цветной палитрой в режиме 640*400 пикселей. Для кодирования изображения требуется 1250 Кбайт. Сколько страниц видеопамяти оно занимает?
12. На экране дисплея необходимо отображать 224 (16 777 216) различных цветов. Вычислить необходимый объем одной страницы видеопамяти при различных значениях разрешающей способности 1024 х 768.
13. Определить объем памяти для хранения цифрового аудиофайла, время звучания которого составляет две минуты при частоте дискретизации 44,1 кГц и разрешении 16 битов.
14. В распоряжении пользователя имеется память объемом 2,6 Мб. Необходимо записать цифровой аудиофайл с длительностью звучания 1 минута. Какой должна быть частота дискретизации и разрядность?
15. Объем свободной памяти на диске — 5,25 Мб, разрядность звуковой платы — 16. Какова длительность звучания цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 22,05 кГц?
16. Одна минута записи цифрового аудиофайла занимает на диске 1,3 Мб, разрядность звуковой платы - 8. С какой частотой дискретизации записан звук?
По разделу 1. «Информация и информационные процессы»
1. Как называют информацию, отражающую истинное положение дел?
1) полезной
2) достоверной
3) полной
4) объективной
2. Как называют информацию, достаточную для решения поставленной задачи?
1) полной
2) актуальной
3) объективной
4) эргономичной
3. Информацию, не зависящую от личного мнения кого-либо, можно назвать:
1) полной
2) актуальной
3) объективной
4) эргономичной
4. Информация, соответствующая запросам потребителя – это:
1) защищенная информация
2) достоверная информация
3) эргономичная информация
4) полезная информация
5. Актуальность информации означает:
1) важность для настоящего времени
2) независимость от чьего-либо мнения
3) удобство формы или объема
4) возможность ее получения данным потребителем
6. Доступность информации означает:
1) важность для настоящего времени
2) независимость от чьего-либо мнения
3) удобство формы или объема
4) возможность ее получения данным потребителем
7. Защищенность информации означает:
1) невозможность несанкционированного использования или изменения
2) независимость от чьего-либо мнения
3) удобство формы или объема
4) возможность ее получения данным потребителем
8. Эргономичность информации означает:
1) невозможность несанкционированного использования или изменения
2) независимость от чьего-либо мнения
3) удобство формы или объема
4) возможность ее получения данным потребителем
1. Сообщение о том, что произошло одно из четырех равновероятных событий, несет информации:
1) 1 бит
2) 2 бит
3) 3 бит
4) 4 бит
5) 5 бит
2. Сообщение о том, что произошло одно из двух равновероятных событий, несет информации:
1) 1 бит
2) 2 бит
3) 3 бит
4) 4 бит
5) 5 бит
3. Сообщение о том, что произошло одно из 16 равновероятных событий, несет информации:
1) 1 бит
2) 2 бит
3) 3 бит
4) 4 бит
5) 5 бит
4. Неопределенность знаний о событии – это:
1) неинформативное сообщение
2) количество возможных результатов события
3) новые сведения
4) понятные сведения
5. Сообщение информативно, если оно:
1) пополняет знания человека
2) содержит новые сведения
3) содержит новые и понятные сведения
6. Группа школьников пришла в бассейн, в котором 4 дорожки для плавания. Тренер сообщил, что группа будет плавать на дорожке номер 3. Сколько информации получили школьники из этого сообщения?
1) 0 бит
2) 2 бит
3) 3 бит
4) 8 бит
7. В корзине лежат 8 шаров. Все шары разного цвета. Сколько информации несет сообщение о том, что из корзины достали красный шар?
1) 0 бит
2) 2 бит
3) 3 бит
4) 8 бит
8. При угадывании целого числа в диапазоне от 1 до N было получено 7 бит информации. Чему равно N?
1) 128
2) 16
3) 7
4) 32
9. Сообщение о том, что ваш друг живет на 10 этаже, несет 4 бита информации. Сколько этажей в доме?
1) 10
2) 16
3) 7
4) 32
1. Какой объем информации содержит страница текста, набранного с помощью компьютера, на которой 50 строк по 80 символов? (1 Кбайт ≈ 1000 байт)
1) 400 байт
2) 4 Кбайт
3) 3200 бит
4) 40 Кбит
2. Какой объем информации содержит учебник, набранный с помощью компьютера, если в нем 400 страниц, на которых 40 строк по 50 символов? (1 Кбайт ≈ 1000 байт)
1) 80000байт
2) 800 Кбит
3) 160 Кбайт
4) 800 Кбайт
5) 8 Мбайт
3. Некоторый алфавит состоит из 16 букв. Какое количество информации несет одна буква этого алфавита?
1) 1 бит
2) 2 бит
3) 3 бит
4) 4 бит
5) 5 бит
6) 6 бит
4. Сообщение, записанное буквами из 32-символьного алфавита, содержит 30 символов. Какой объем информации оно несет?
1) 960 байт
2) 150 бит
3) 150 байт
4) 1,5 Кбайт
5. Мощность некоторого алфавита равна 128. Какой объем информации содержится на странице, в которой 80 строк по 60 символов в строке?
1) 4200 байт
2) 33600 байт
3) 4200 бит
4) 4800 байт
6. Сколько байтов составит сообщение из 384 символов 16-символьного алфавита?
1) 6144 байт
2) 1536 байт
3) 384 байт
4) 192 байт
7. Сообщение занимает 3 страницы по 25 строк. В каждой строке записано по 60 символов. Сколько символов в использованном алфавите, если все сообщение содержит 1125 байтов?
1) 2 символа
2) 3 символа
3) 4 символа
4) 5 символов
1. Значение цифры не зависит от ее положения в числе в:
1) позиционных системах счисления
2) непозиционных системах счисления
2. Десятичная система счисления –
1) позиционная
2) непозиционная
3. Число, записанное в римской системе счисления DCX, равно:
1) 610
2) 510
3) 590
4) 410
4. Число, записанное в римской системе счисления CDX, равно:
1) 610
2) 510
3) 590
4) 410
5. Выбрать правильную запись числа 21310 в развернутой форме:
1) 2∙102+1∙101+3∙100
2) 3∙102+1∙101+2∙100
3) 2∙103+1∙102+3∙101
4) 2∙22+1∙21+3∙20
6. Перевести число 1100012 в десятичную систему счисления:
1) 49
2) 50
3) 25
3) 51
7. Перевести число 101,12 в десятичную систему счисления:
1) 5,5
2) 5,2
3) 6,5
4) 6,2
8. Перевести число 3810 в двоичную систему счисления:
1) 100110
2) 110110
3) 011001
4) 00110
9. Перевести число 1328 в десятичную систему счисления:
1) 80
2) 90
3) 45
4) 19
10. Перевести число 10111012 в восьмеричную систему счисления:
1) 140
2) 531
3) 135
4) 26
11. Перевести число CD16 в десятичную систему счисления:
1) 502
2) 65
3) 520
4) 205
12. Перевести число 2310 в 16-ричную систему счисления:
1) 7
2) 13
3) 54
4) 17
13. Перевести число 1101112 в 16-ричную систему счисления:
1) 23
2) 45
3) 37
4) 54
14. Перевести число 3C16 в восьмеричную систему счисления:
1) 25
2) 47
3) 71
4) 74
15. Перевести число 378 в десятичную систему счисления:
1) 52
2) 13
3) 31
4) 12
16. Перевести число 138 в 16-ричную систему счисления:
1) D
2) A
3) C
4) B
1. Текст занимает 0,25 Кбайт памяти компьютера. Сколько символов содержит этот текст?
1) 256
2) 32
3) 250
4) 250000
2. Текст занимает полных 5 страниц. На каждой странице размещается 30 строк по 70 символов в строке. Какой объем оперативной памяти займет этот текст?
1) 10500 байт
2) 1325 байт
3) 10500 Кбайт
4) 2100 байт
3. Свободный объем оперативной памяти компьютера 640 Кбайт. Сколько страниц книги поместится в ней, если на странице 32 строки по 64 символа в строке?
1) 320
2) 32
3) ни одной страницы
4) 1310720
4. Международный стандарт Unicode отводит на один символ:
1) 1 байт
2) 2 байта
3) 256 байт
4) 65536 байт
5. В качестве международного стандарта принята кодовая таблица:
1) ASCII
2) СР1251
3) MS-DOS
4) КОИ8-Р
1. Пространственная дискретизация – это:
1) преобразование графической информации из аналоговой формы в дискретную
2) преобразование графической информации из дискретной формы в аналоговую
2. Разрешающая способность изображения – это:
1) количество точек по горизонтали
2) количество точек по вертикали
3) количество точек на единицу длины
3. В палитре 32 цвета. Чему равна глубина цвета?
1) 1 бит
2) 2 бита
3) 3 бита
4) 4 бита
5) 5 битов
4. В палитре 16 цветов. Чему равна глубина цвета?
1) 1 бит
2) 2 бита
3) 3 бита
4) 4 бита
5) 5 битов
5. Сколько в палитре цветов, если глубина цвета равна 1 бит?
1) 2 цвета
2) 4 цвета
3) 8 цветов
4) 16 цветов
5) 32 цвета
6. Сколько в палитре цветов, если глубина цвета равна 3 бита?
1) 2 цвета
2) 4 цвета
3) 8 цветов
4) 16 цветов
5) 32 цвета
7. Цветное изображение с палитрой из 8 цветов имеет размер 100х200 точек. Какой информационный объем имеет изображение?
1) 7500 байт
2) 160000 бит
3) 160000 байт
4) 60000 байт
8. Сколько цветов в палитре, если цветное изображение имеет размер 20х30 точек, а информационный объем равен 150 байт?
1) 2 цвета
2) 3 цвета
3) 4 цвета
4) 5 цветов
9. Каков объем фотографии размером 7 см на 8 см, если каждая точка окрашена в один из 4 цветов, а разрешающая способность 20 точек на 1 см длины?
1) 5600 байт
2) 44800 байт
3) 2240 бит
4) 11200 байт
Ответы к тесту
Тест 1.
|
№ вопроса |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Правильный |
2 |
1 |
3 |
4 |
1 |
4 |
1 |
3 |
Тест 2.
|
№ вопроса |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Правильный |
2 |
1 |
4 |
2 |
3 |
2 |
3 |
1 |
2 |
Тест 3.
|
№ вопроса |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Правильный |
2 |
4 |
4 |
2 |
1 |
4 |
3 |
Тест 4.
|
№ вопроса |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Правильный |
2 |
1 |
1 |
4 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
3 |
|
№ вопроса |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
Правильный |
4 |
4 |
3 |
4 |
3 |
4 |
Тест 5.
|
№ вопроса |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Правильный |
1 |
1 |
1 |
2 |
1 |
Тест 6.
|
№ вопроса |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Правильный |
1 |
3 |
5 |
4 |
1 |
3 |
1 |
3 |
1 |
Основные источники:
1. Семакин И.Г., Хеннер Е.К., Шеина Т.Ю. Информатика. Базовый уровень. 10 класс. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014.
2. Семакин И.Г., Хеннер Е.К., Шеина Т.Ю. Информатика. Базовый уровень. 11 класс. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014.
3. Семакин И.Г.Информатика и ИКТ. Базовый уровень: практикум для 10-11 классов. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011
4. Информатика. Задачник-практикум в 2 т. Под ред. И.Г.Семакина, Е.К.Хеннера. – М.: Лаборатория базовых знаний, 2013. (Дополнительное пособие).
5. Цветкова М. С. Информатика и ИКТ : учебник для нач. и сред проф. образования / М. С. Цветкова, Л. С. Великович. — 5-е изд., стер. — М. : Издательский центр «Академия», 2013
Дополнительные источники:
1. Макарова Н.В., Николайчук Г.С., Титова Ю.Ф., Информатика и ИКТ. Учебник. 11 класс. Базовый уровень. – СПб.: Питер, 2012.
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Целью данного практикума является реализация государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников студентов по дисциплине «Информатика».
Данный практикум может быть использован преподавателями для проведения практических занятий по разделу «Информатика и ИКТ».
Каждая практическая работа по курсу содержит название, цели работы, задания, задания для самостоятельной работы. В каждой работе подробно описан ход выполнения работы.
Практические работы выполняются студентами индивидуально в тетради.
Практическая работа выполняется согласно заданию. Результат работы представляется студентом преподавателю.
По ходу выполнения работы при возникновении вопросов студент может получить консультацию у преподавателя или самостоятельно воспользоваться лекционным материалом.
Результат выполнения практической работы оценивается по пятибалльной шкале.
6 669 355 материалов в базе
«Информатика (базовый уровень)», Семакин И.Г., Хеннер Е.К., Шеина Т.Ю.
Больше материалов по этому УМК
Настоящий материал опубликован пользователем Акчурин Дамир Ряшитович. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс повышения квалификации
36 ч. — 180 ч.
Курс профессиональной переподготовки
300 ч. — 1200 ч.
Курс повышения квалификации
36 ч. — 144 ч.
Мини-курс
10 ч.
Мини-курс
6 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.