Перезентация к року информатике "Кодирование текстовой, графической и звуковой информации" 10 класс (профильный)

• 1 слайд

  «Кодирование текстовой, графической и звуковой информации»
  
  

• 2 слайд

  Кодирование текстовой информации
  

• 3 слайд

  Код-система знаков для представления информации.
  Кодирование информации – переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения.
  Декодирование  – процесс обратный кодированию.
  Существуют три основных вида кодирования текста:
  графический
  числовой
  символьный
  

• 4 слайд

  Информация, выраженная с помощью естественных и формальных языков в письменной форме, называется
  текстовой информацией
  

• 5 слайд

  Сурдожесты – язык жестов, используемый людьми с нарушениями слуха.
  Криптография – это тайнопись, система изменения письма с целью сделать текст непонятным для непросвещенных лиц.
  Азбука Морзэ или неравномерный телеграфный код, в котором каждая буква или знак представляет своей комбинацией точек и тире.
  
  Виды кодирования текста:
  

• 6 слайд

  Код Цезаря
  А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я1
  Юлий Цезарь
  (I век до н.э.)
  Замени каждую букву шифруемого текста на другую путем смещения в алфавите от исходной буквы на фиксированное количество символов!
  Закодируем Б А Й Т – сместим на 2 символа вправо
  Получим:
  Г
  В
  Л
  Ф
  

• 7 слайд

  Задание:
  Расшифруйте фразу персидского поэта Джалаледдина Руми «кгнусм ёогкг фесл - тцфхя фзужщз фхгрзх ёогксп», закодированную с помощью шифра Цезаря. Известно, что каждая буква исходного текста заменяется третьей после нее буквой.
  Руми
  1207-1273
  А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я
  Ответ: Закрой глаза свои - пусть сердце станет глазом
  

• 8 слайд

  Кодирование символов
  Текстовый файл
  на экране (символы)
  
  в памяти – двоичные
  коды
  В файле хранятся не изображения символов, а
  их числовые коды в двоичной системе!
  !
  

• 9 слайд

  Двоичное кодирование текстовой информации
  Для кодирования 1 символа используется
  1 байт информации.
  1 байт
  256 символов
  66 букв
  русского
  алфавита
  52 буквы
  английского
  алфавита
  0-9
  цифры
  Знаки
  препинания
  

• 10 слайд

  
  При обработке текстовой информации в компьютере каждый символ представляется двоичным кодом
  1 символ
  8 битов
  От 00000000 до 11111111
  
  Присвоение знаку конкретного двоичного кода – это вопрос соглашения, которое фиксируется в кодовой таблице
  

• 11 слайд

  Кодовая таблица ASCII
  American Standard Code for Information Interchange
  коды
  от 0 до 32
  функциональные
  клавиши
  коды
  от 33
  до 127
  буквы английского алфавита,
  знаки математических
  операций, знаки препинаний
  

• 12 слайд

  8-битные кодировки (1 байт на символ)
  таблица ASCII
  (международная)
  расширение
  (национальный алфавит)
  ASCII = American Standard Code for Information Interchange
  0-31 управляющие символы:
  7 – звонок, 10 – новая строка, 13 – возврат каретки, 27 – Esc.
  32 пробел
  знаки препинания: . , : ; ! ?
  специальные знаки: + - * / () {} []
  48-57 цифры 0..9
  65-90 заглавные латинские буквы A-Z
  97-122 строчные латинские буквы a-z
  Кодовая страница (расширенная таблица ASCII)
  для русского языка:
  CP-866 для системы MS DOS
  CP-1251 для системы Windows (Интернет)
  КОИ8-Р для системы UNIX (Интернет)
  

• 13 слайд

  Таблицы кодировки русскоязычных символов
  КОИ-8
  MAC
  ISO
  CP1251
  

• 14 слайд

  КОИ8
  СР1251
  СР866
  Мас
  ISO
  
  Другие кодировочные таблицы для кодирования русских символов
  1 символ
  =1 байт
  

• 15 слайд

  1 байт на символ – файлы небольшого размера!
  просто обрабатывать в программах
  нельзя использовать символы разных кодовых страниц одновременно (русские и французские буквы, и т.п.)
  неясно, в какой кодировке текст (перебор вариантов!)
  для каждой кодировки нужен свой шрифт (изображения символов)
  8-битные кодировки (1 байт на символ)
  

• 16 слайд

  Кодировка Unicode
  1 символ - 2 байта (16 бит), которыми можно закодировать
  65 536 символов
  Идея: объединить все символы в
  одну таблицу!
  !
  N=216=65 536
  Юникод включает практически все современные письменности, в том числе: арабскую, армянскую, бенгальскую, бирманскую, греческую, грузинскую, деванагари, иврит, кириллицу, коптскую, кхмерскую, латинскую, тамильскую, хангыль, хань (Китай, Япония, Корея), чероки, эфиопскую, японскую (катакана, хирагана, кандзи) и другие.
  

• 17 слайд

• 18 слайд

  Раскодируите изречение великого французского писателя Оноре де Бальзака, записанное с помощью кодовой таблицы (Windows-1251):
  D7D2CEC1DB C4CEC9D2C8 C4CE D6C5CBC8
  CDC0C4CE C8C4D2C8!
  !
  Кодовые таблицы
  18
  

• 19 слайд

  «Чтобы дойти до цели надо идти»
  Оноре де Бальзак
  
  

• 20 слайд

  
  
  
  
  
  Задание 1
  Во сколько раз уменьшится информационный объем текста
  при его преобразовании из кодировки Unicode
  (таблица кодировки содержит 65536 символов)
  в кодировку Windows CP 1251
  (таблица кодировки содержит 256 символов)?
  
  Ответ: в 2 раза
  
  

• 21 слайд

  
  Текст занимает в памяти компьютера 0,25 Кб памяти компьютера. Сколько символов содержит этот текст?
  
  
  Ответ: 256 символов
  Задание 2
  
  

• 22 слайд

  Кодирование графической информации.
  
  Растровое представление графической информации
  
  

• 23 слайд

  Графическая информация
  может быть представлена в
  аналоговой и дискретной форме
  живописное полотно
  цифровая фотография
  

• 24 слайд

  Преобразование изображения из аналоговой (непрерывной) в цифровую (дискретную) форму называется
  пространственной дискретизацией
  Аналоговая форма
  Дискретная форма
  мозаика
  
  сканирование
  

• 25 слайд

  В процессе пространственной дискретизации изображение разбивается на отдельные маленькие фрагменты, точки - пиксели
  пиксель
  

• 26 слайд

  Пиксель – минимальный участок изображения, для которого независимым образом можно задать цвет.
  В результате пространственной дискретизации графическая информация представляется в виде растрового изображения.
  

• 27 слайд

  Разрешающая способность растрового изображения определяется количеством точек по горизонтали и вертикали на единицу длины изображения.
  

• 28 слайд

  Чем меньше размер точки, тем больше разрешающая способность, а значит, выше качество изображения.
  Величина разрешающей способности выражается в dpi
  (dot per inch – точек на дюйм), т.е. количество точек в полоске изображения длиной один дюйм (1 дюйм=2,54 см.)
  

• 29 слайд

  В процессе дискретизации используются различные палитры цветов (наборы цветов, которые могут принять точки изображения).
  Количество информации, которое используется для кодирования цвета точки изображения, называется глубиной цвета.
  Количество цветов N в палитре и количество информации I, необходимое для кодирования цвета каждой точки, могут быть вычислены по формуле: N=2
  I
  

• 30 слайд

  Пример:
  Для кодирования черно-белого изображения (без градации серого) используются всего два цвета – черный и белый. По формуле N=2 можно вычислить, какое количество информации необходимо, чтобы закодировать цвет каждой точки:
  I
  2=2
  I
  2=2
  1
  I = 1 бит
  Для кодирования одной точки черно-белого изображения
  достаточно 1 бита.
  

• 31 слайд

  Зная глубину цвета, можно вычислить количество цветов в палитре.
  8
  16
  24
  Глубина цвета и количество цветов в палитре
  

• 32 слайд

  1. Растровый графический файл содержит черно-белое изображение с 16 градациями серого цвета размером 10х10 пикселей. Каков информационный объем этого файла?
  Задачи:
  Решение: 16 = 2 ; 10*10*4 = 400 бит
  2. 256-цветный рисунок содержит 120 байт информации. Из скольких точек он состоит?
  Решение:
  120 байт = 120*8 бит; 256 = 2 (8 бит – 1 точка).
  120*8/8 = 120
  8
  4
  

• 33 слайд

  Ответ: 65536 цветов
  
  Задание 4
  Определите количество цветов в палитре при глубине цвета 16 бит.
  
  
  
  
  
  
  

• 34 слайд

  Задание 5
  Цветное (с палитрой из 256 цветов) растровое графическое изображение
  имеет размер 10х10 точек.
  Какой объем памяти в байтах займет это изображение?
  
  
  
  
  Ответ: 100 байт
  

• 35 слайд

  Задание 6
  В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 65536 до 16. Во сколько раз уменьшится объем занимаемой памяти?
  Ответ: в 4 раза
  
  

• 36 слайд

  Растровые изображения на экране монитора
  Качество изображения на экране монитора зависит от величины
  пространственного разрешения и глубины цвета.
  
  определяется как произведение количества строк изображения на количество точек в строке
  (800*600
  1024*768
  1400*1050 и выше)
  
  характеризует количество цветов, которое могут принимать точки изображения
  (измеряется в битах)
  

• 37 слайд

  Формирование растрового изображения на экране монитора
  1 2 3 4 ………………………………….. 800
  2
  3
  
  
  
  
  600
  ….……….
  Всего
  480 000 точек
  

• 38 слайд

  Объем видеопамяти.
  
  
  Информационный объем требуемой видеопамяти можно рассчитать по формуле:
  In = I× X×Y,
  
  где In - информационный объем видеопамяти в битах;
  
  X × У - количество точек изображения
  (X - количество точек по горизонтали, Y - по вертикали);
  
  I - глубина цвета в битах на точку.
  
  

• 39 слайд

  Пример:
  Необходимый объем видеопамяти для графического режима с пространственным разрешением 800 х 600 точек и глубиной цвета 24 бита равен:
  
  In = I× X×Y = 24 бита × 800 × 600 =
  =11 520 000 бит :8= 1 440 000 байт :1024=
  = 1 406,25 Кбайт :1024= 1,37 Мбайт.
  

• 40 слайд

  Задачи:
  Рассчитайте объём памяти, необходимый для кодирования
  рисунка, построенного при графическом разрешении
  монитора
  800х600 с палитрой 32 цвета.
  2. Какой объем видеопамяти необходим для хранения четырех
  страниц изображения при условии, что разрешающая
  способность дисплея 640х480 точек с палитрой 32 цвета?
  Решение:
  32 = 25
  800*600*5 бит = 2400000 бит : 8 : 1024 = 293 Кбайт
  Решение:
  640*480*5*4 = 6144000 бит : 8 : 1024 = 750 Кбайт
  

• 41 слайд

  Ответ: достаточно
  Задание 7
  Достаточно ли видеопамяти объемом 256 Кбайт
  для работы монитора в режиме 640х480 и палитрой из 16 цветов?
  
  
  
  

• 42 слайд

  Кодирование звуковой информации
  

• 43 слайд

  Способы хранения звука
  Звукозапись – процесс сохранения информации о параметрах звуковых волн
  Способы хранения
  Аналоговый
  Цифровой
  грампластинка
  магнитная лента
  временная дискретизация
  квантование
  

• 44 слайд

  Звук – это волна с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой
  Чем больше амплитуда, тем громче звук
  Чем больше частота, тем больше тон
  

• 45 слайд

• 46 слайд

  Для измерения громкости звука применяется специальная единица "децибел" (дбл)
  

• 47 слайд

  Некоторые значения уровней шума
  

• 48 слайд

  Кодирование звуковой информации
  С начала 90-х годов персональные
  компьютеры получили возможность
  работать со звуковой информацией.
  Каждый компьютер, имеющий звуковую
  плату, микрофон и колонки, может
  записывать, сохранять и воспроизводить
  звуковую информацию.
  

• 49 слайд

  Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму с помощью временной дискретизации.
  

• 50 слайд

  Дискретизация - это преобразование непрерывных сигналов в набор дискретных значений, каждому из которых присваивается определенный код.   
  Аналоговый сигнал
  Дискретный сигнал
  

• 51 слайд

• 52 слайд

  Характеристика цифрового звука:
  
  1. Частота
  2. Глубина
  

• 53 слайд

  Частота дискретизации звука - это количество измерений громкости звука за одну секунду
  

• 54 слайд

  Частота дискретизации
  Количество измерений уровней сигнала за 1 секунду.
  Измеряется в Герцах.
  1 измерение в секунду – 1 Гц
  1000 измерений в секунду – 1кГц
  Изменяется в диапазоне от 8кГц до 48 кГц
  

• 55 слайд

  Чем большее количество измерений производится за 1 секунду (чем больше частота дискретизации), тем точнее "лесенка" цифрового звукового сигнала повторяет кривую диалогового сигнала
  

• 56 слайд

  Глубина (разрядность)
  кодирования звука - это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука.
  

• 57 слайд

• 58 слайд

  Если известна глубина кодирования, то количество уровней громкости цифрового звука можно рассчитать по формуле N = 2I. Пусть глубина кодирования звука составляет 16 битов, тогда количество уровней громкости звука равно:
  N = 2I = 216 = 65 536.
  

• 59 слайд

  Режимы
  

• 60 слайд

  Самое низкое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству телефонной связи, получается при частоте дискретизации 8000 раз в секунду, глубине дискретизации 8 битов и записи одной звуковой дорожки (режим "моно").
  
  Самое высокое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству аудио-CD, достигается при частоте дискретизации 48 000 раз в секунду, глубине дискретизации 16 битов и записи двух звуковых дорожек (режим "стерео").
  

• 61 слайд

  Объем файла (бит) =
  частота (Гц) *
  глубина (бит) *
  время (сек) *
  режим (моно = 1, стерео = 2)
  

• 62 слайд

  Задача
  
  Определить информационный объем стерео аудио файла длительностью звучания 1 секунда при высоком качестве звука(16 битов, 48 кГц).
  Запись условия
  T=1 сек
  I=16 бит
  H= 48 кГц
  Стерео - ×2
  V=?
  
  Решение
  V= T ×I × H × 2
  V=1 ×16 × 48 000 × 2=
  1536000 бит/8 =192000 байт/1024 = 187,5 Кбайт
  
  

• 63 слайд

  Задача
  Если глубина кодирования звука составляет 16 битов рассчитайте количество уровней громкости звука
  
  N = 2I
  
  N = 2I = 216 = 65 536.
  

• 64 слайд

• 65 слайд

  
  
  Задача
  Определить информационный объем цифрового аудио файла длительностью звучания которого составляет 10 секунда при частоте дискретизации 22,05 кГц и разрешении 8 битов.
  
  Запись условия
  T=10 сек
  I=8 бит
  H= 22,05 кГц
  Моно- ×1
  V=?
  
  
  Решение
  V= T ×I × H × 2
  V=10 ×8 × 22 050 × 1=
  10 × 8 × 22 050 бит/8 = 220500 байт/1024 = 215,332/1024 Кбайт = 0,21 Мбайт
  
  

• 66 слайд

  Домашнее задание
  § 2.5
  Задания № 2.4, 2.5, 2.6
  

• 67 слайд

  kpolyakov.spb.ru/school/egetest/b9-1.htm