Презентация по информатике для студентов техникума "Информация. Её представление и кодирование"

• 1 слайд

  Информация,
  её представление
  и кодирование
  10100111 00110110
  2 байта
  

• 2 слайд

  ИНФОРМАЦИЯ – это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.
  Другими словами, это отражение реального мира с помощью сообщений, это сведения, которые один реальный объект содержит о другом реальном объекте.
  ИНФОРМАЦИЯ И ЕЁ КОДИРОВАНИЕ
  ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИИ
  1
  Информация передается с помощью сообщений. Под сообщением будем понимать различные средства общения людей.
  СООБЩЕНИЕ - это форма представления сведений об объектах реального мира в виде речи, текста, изображения, цифровых данных, графиков, таблиц и т.п.
  

• 3 слайд

  Сообщения могут быть непрерывные и дискретные
  ИНФОРМАЦИЯ И ЕЁ КОДИРОВАНИЕ
  СООБЩЕНИЯ
  2
  ДИСКРЕТНЫЕ сообщения могут быть представлены последовательностью фиксированных значений, знаков, сигналов. Например, кинофильм является последовательностью кадров, текст - последовательностью букв.
  НЕПРЕРЫВНЫЕ сообщения представляются непрерывными, как правило, волновыми физическими процессами (звуковые волны, электромагнитные колебания, распространение световых волн).
  Процесс преобразования непрерывного сообщения в дискретное называется ДИСКРЕТИЗАЦИЕЙ.
  Чем выше частота дискретизации, то есть чем на большее количество фиксированных значений разбивается непрерывное сообщение, тем точнее отображается непрерывное сообщение в виде дискретного.
  Однако при более высокой частоте дискретизации объём данных дискретного сообщения будет больше.
  (Чем больше кадров фильма приходится на секунду времени, тем выше качество изображения. Но зато плёнка будет длиннее).
  

• 4 слайд

  ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС включает в себя:
  ИНФОРМАЦИЯ И ЕЁ КОДИРОВАНИЕ
  ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС
  3
  носители информации;
  источник информации;
  информационные коммуникации.
  потребитель (получатель) информации;
  Основной источник и потребитель информации - это человек, поэтому можно сказать, что существует столько видов информации, сколько органов чувств у человека.
  

• 5 слайд

  Хранение и передача информации осуществляются за счет преобразования информации в удобную форму в зависимости от условий, в которых находятся источник и потребитель информации.
  ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ может осуществляться напрямую, а также за счет усиления сигнала (рупор, локальная компьютерная сеть, письменная речь и т. д.) или же путем преобразования сигнала и передачи его на далекие расстояния (телефон, телеграф, радио, телевидение, глобальные компьютерные сети и т. д.).
  ИНФОРМАЦИЯ И ЕЁ КОДИРОВАНИЕ
  ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ
  4
  ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ осуществляется на долговременных носителях: камень, пергамент, кожа, бумага, магнитные носители, лазерные диски, серверы вычислительных сетей и т.п. При этом передача освобождается от гнета реального времени, становятся возможными даже сообщения человека самому себе (заметки на память).
  Таким образом за счет использования "инструмента" уменьшается нагрузка на человеческую память. В настоящее время основным средством хранения информации является персональный компьютер (ПК) и другие средства вычислительной техники.
  

• 6 слайд

  ОБЪЁМНЫЙ ПОДХОД - учёт количества элементарных единиц информации, из которых складывается сообщение (например, буквы в телеграмме, кадры в кинофильме) .
  Информация, оцениваемая с объёмной точки зрения, называется ДАННЫМИ.
  ИНФОРМАЦИЯ И ЕЁ КОДИРОВАНИЕ
  ИЗМЕРЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ
  5
  ВЕРОЯТНОСТНЫЙ ПОДХОД – оценивается в общем степень знаний об окружающем мире (ЭНТРОПИЯ).
  ЭНТРОПИЯ означает меру недостающей информации об объекте или системе.
  Увеличение объёма знаний связано с уменьшением энтропии.
  Для оценки количества информации и её измерения может использоваться несколько подходов:
  СЕМАНТИЧЕСКИЙ ПОДХОД – оценивается смысловое содержание сообщения независимо от его объёма.
  ТЕЗАУРУС получателя информации означает его круг знаний по данному вопросу. Если сообщение содержит новые для него сведения и они ему понятны, то тезаурус человека расширяется, он приобретает новые знания.
  ПРАГМАТИЧЕСКИЙ ПОДХОД - определяет полезность информации (ценность) для достижения поставленной цели.
  Проще говоря, насколько информация полезна и ценна с экономической точки зрения, то есть СТОИМОСТЬ информации в денежных единицах.
  

• 7 слайд

  ИНФОРМАЦИЯ И ЕЁ КОДИРОВАНИЕ
  ДВОИЧНОЕ КОДИРОВАНИЕ
  6
  Информация никогда не появляется в "чистом виде", она всегда как-то представлена, как-то закодирована.
  КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ - это представление сведений в той или иной стандартной форме.
  Дискретная информация записывается с помощью некоторого конечного набора знаков. Наименьшее количество таких элементарных символов - два.
  Кодирование с помощью всего двух символов называется ДВОИЧНЫМ КОДИРОВАНИЕМ.
  Эти два символа принято обозначать 0 и 1 и называть двоичными цифрами, или БИТАМИ (англ. bit - binary digit - двоичная цифра).
  Информация любой формы представления (числа, текст, рисунки, видео, звук) устройствами ввода компьютера преобразуется в набор битов.
  Устройства вывода информации производят расшифровку битов в необходимую форму представления.
  Двоичное кодирование легко реализуется технически, даёт широкие возможности для приведения к единому стандартному виду любой информации.
  Однако для человека манипуляции с двоичными числами весьма неудобны, ему очень легко запутаться в большом количестве нулей и единиц.
  

• 8 слайд

  ИНФОРМАЦИЯ И ЕЁ КОДИРОВАНИЕ
  БАЙТОВОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ
  7
  Ориентироваться в сплошном цифровом потоке нулей и единиц очень трудно даже автоматическому устройству.
  101001110011011000110001111111100100010010000100
  Поэтому для удобства обработки цифровой поток разбивается на «порции» по восемь бит.
  10100111 00110110 00110001 11111110 01000100 10000100
  БАЙТ - это восьмиразрядная двоичная комбинация
  (набор из восьми нулей и единиц).
  Именно в байтах измеряется объём запоминающих устройств, а также данных, обрабатываемых на компьютере.
  Таким образом объёмная мера информации прежде всего связана с оценкой количества байтов, необходимых для представления.
  Часто используются производные, более крупные единицы измерения:
  1 Кбайт (килобайт) = 1024 байт
  1 Мбайт (мегабайт) = 1024 Кбайт
  1 Гбайт (гигабайт) = 1024 Мбайт
  

• 9 слайд

  ИНФОРМАЦИЯ И ЕЁ КОДИРОВАНИЕ
  ПОНЯТИЕ РАЗРЯДНОСТИ
  8
  Передаче данных возможна последовательная и параллельная
  При последовательной передаче биты передаются один за другим единым цифровым потоком
  При параллельной передаче биты передаются сразу по линиям одновременно, то есть за один такт одновременно передаётся «порция» битов
  00110110
  00110001
  11111110
  01000100
  10000100
  Последовательная передача данных используется при обмене данными между компьютерами в сети
  РАЗРЯДНОСТЬ – это количество битов, передаваемых одновременно
  На рисунке разрядность равна 8. В практике возможны разрядности 16, 32, 64 (кратные 8)
  Чем больше разрядность, тем выше быстродействие
  Параллельная передача данных используется при обмене данными между устройствами внутри компьютера
  101001110011011000110001111111100100010010000100
  10100111
  

• 10 слайд

  ИНФОРМАЦИЯ И ЕЁ КОДИРОВАНИЕ
  КОДИРОВАНИЕ ЧИСЕЛ
  9
  Исторически первой решалась задача кодирования чисел.
  В одном байте можно записать 256 различных комбинаций нулей и единиц
  (28 - количество комбинаций из двух знаков по восемь)
  Для записи чисел больших, чем 256, потребуются ячейки памяти большего размера.
  Поэтому, кроме минимальной ячейки размером байт, используются и более крупные ячейки размером два, четыре и более байт.
  Отдельную техническую и математическую проблему представляло кодирование отрицательных чисел, а также чисел с «плавающей точкой» (то есть с дробной частью).
  

• 11 слайд

  ИНФОРМАЦИЯ И ЕЁ КОДИРОВАНИЕ
  КОДИРОВАНИЕ ТЕКСТА
  10
  Для кодирования текста достаточно как-нибудь сопоставить все буквы, цифры, знаки препинания и другие используемые при письме символы с двоичными кодами.
  Наиболее распространенной является таблица кодировки ASCII
  (American Standard Code for Information Interchange).
  Существуют и другие виды текстовых кодировок, в том числе и двухбайтные, которые позволяют одновременно закодировать символы всех существующих алфавитов.
  Проблема текстовых кодировок особенно актуальна при работе в глобальной сети и обмене сообщениями. Если у различных корреспондентов Сети кодировки не совпадают, то они обмениваются нечитаемым текстом.
  В этой таблице первая часть (числа от 0 до 127) кодирует:
  Символы английского алфавита (строчные и прописные);
  Знаки препинания;
  Управляющие коды клавиатуры;
  Основные математические символы.
  Вторая часть таблицы (от 128 до 255) кодирует:
  Символы национального алфавита;
  Дополнительные математические и служебные символы;
  Символы псевдографики.
  

• 12 слайд

  ИНФОРМАЦИЯ И ЕЁ КОДИРОВАНИЕ
  КОДИРОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ (РАЗРЕШЕНИЕ)
  11
  Если разбить изображение вертикальными и горизонтальными линиями на маленькие прямоугольники, полученный двухмерный массив прямоугольников называется РАСТРОМ, а сами прямоугольники - элементами растра, или ПИКСЕЛАМИ (это слово произошло от английского picture's element - элемент картинки).
  С этим связано понятие РАЗРЕШЕНИЯ, то есть количества элементарных точек изображения. Чем больше точек в картинке, тем выше её качество, но тем больше бит потребуется для её записи на носителе информации (диске), объём данных будет больше.
  Для каждого пиксела кодируются его координаты на экране, отдельная комбинация битов для координаты по горизонтали, отдельная – для координаты по вертикали.
  Большое разрешение (много пикселов)
  Малое разрешение (мало пикселов)
  Среднее разрешение
  

• 13 слайд

  ИНФОРМАЦИЯ И ЕЁ КОДИРОВАНИЕ
  КОДИРОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ (ЦВЕТОПЕРЕДАЧА)
  12
  Кроме координат, для каждого пиксела изображения
  должен быть закодирован его цвет
  Для чёрно-белого изображения кодируются градации серого (используется байтовое кодирование, поэтому возможно 256 градаций).
  Способы кодирования цветных изображений могут быть различными
  КОЛИЧЕСТВО ЦВЕТОВ, которые могут быть отображены на экране, является, наряду с разрешением, второй важной характеристикой видеосистемы компьютера. Минимальное количество - 16, затем 256, 16 тыс. и более.
  При настройке монитора на 16 цветов
  для кодирования каждого цвета отводится 4 бита
  При настройке монитора на 256 цветов
  для кодирования каждого цвета отводится 8 бит, или байт
  При самом высоком качестве цветопередачи
  на каждый цвет отводится 32 бита, то есть 4 байта
  

• 14 слайд

  ИНФОРМАЦИЯ И ЕЁ КОДИРОВАНИЕ
  КОДИРОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ (ЦВЕТОВЫЕ МОДЕЛИ)
  13
  Для стандартного отображения цветов используются так называемые ЦВЕТОВЫЕ ПАЛИТРЫ, или ЦВЕТОВЫЕ МОДЕЛИ, в которых каждой цветовой составляющей соответствует определённый двоичный код
  Цветовая модель RGB
  (от англ. Red - красный, Green - зелёный, Blue - синий).
  Отдельно кодируются цветовые составляющие красного, зелёного, синего оттенков. Насыщенность каждого цвета может быть различной, за счёт этого формируется всё многообразие цветов.
  Как правило, используется при отображении цветов на экране монитора.
  Цвета на экране и на распечатке могут серьёзно отличаться из-за различия цветовых моделей.
  Цветовая модель CMYK
  (от англ. Cyan - голубой, Margenta - пурпурный, Yellow - жёлтый, blacK - чёрный).
  Отдельно кодируются цветовые составляющие голубого, пурпурного, желтого, черного цветов.
  Как правило, используется для отображении цветов при печати на цветном принтере.
  

• 15 слайд

  ИНФОРМАЦИЯ И ЕЁ КОДИРОВАНИЕ
  КОДИРОВАНИЕ МУЛЬТИМЕДИА (ЗВУК)
  14
  Понятие МУЛЬТИМЕДИА означает использование в работе привычных для человека способов представления информации - звука, видео, высококачественной графики.
  Кодирование мультимедийной информации в конечном счёте также осуществляется с помощью двоичного кода.
  ЗВУК с помощью микрофона можно превратить в колебания электрического тока. Замеры параметров колебаний через равные промежутки времени (на практике - несколько десятков тысяч раз в секунду) позволяют получить данные в двоичном виде.
  Этот процесс называется ДИСКРЕТИЗАЦИЕЙ (или ОЦИФРОВКОЙ).
  При воспроизведении происходит обратное преобразование.
  На качество воспроизведения закодированного звука влияют в основном два параметра:
  Частота дискретизации – как часто происходят замеры параметров
  Разрешение дискретизации - размер ячейки, отводимый под запись значения параметров.
  010110100110100…
  

• 16 слайд

  ИНФОРМАЦИЯ И ЕЁ КОДИРОВАНИЕ
  КОДИРОВАНИЕ МУЛЬТИМЕДИА (МУЗЫКА)
  15
  Каждой ноте при этом присваивается определённый двоичный код
  Тембры звучания музыкальных инструментов кодируются отдельно
  Файл музыкального произведения в формате MIDI несёт в себе двоичные коды всех нот произведения и коды тембров инструментов, которые эти ноты воспроизводят.
  Такое кодирование применяется и в мобильных телефонах
  010110100110100…
  МУЗЫКА с помощью компьютера кодируется и обрабатывается иначе (Если говорить не о звуке, а о создании и обработке музыкальных произведений с помощью музыкальных редакторов)
  11010011…
  01010010…
  11011101…
  

• 17 слайд

  ИНФОРМАЦИЯ И ЕЁ КОДИРОВАНИЕ
  КОДИРОВАНИЕ МУЛЬТИМЕДИА (ВИДЕО)
  16
  Для создания движущегося изображения кодируется графическое изображение каждого кадра.
  При кодировании ВИДЕО смысл преобразований аналогичен, просто объём данных будет значительно больше.
  Отдельно кодируется звуковое сопровождение.
  В связи с этим объём данных видеоинформации весьма значителен.
  Для работы с видео необходим мощный компьютер, особенно это касается видеокарты и оперативной видеопамяти
  

• 18 слайд

  ИНФОРМАЦИЯ И ЕЁ КОДИРОВАНИЕ
  СВОЙСТВА ИНФОРМАЦИИ
  17
  Основными свойствами информации являются:
  СОДЕРЖАТЕЛЬНОСТЬ - отражает смысловую (семантическую) емкость, равную отношению количества новой информации в сообщении к его общему объему
  ДОСТАТОЧНОСТЬ (полнота) означает, что сообщение содержит минимальный, но достаточный для принятия правильного решения набор данных
  СВОЕВРЕМЕННОСТЬ означает поступление информации не позже определённого момента времени, согласованного со временем решения поставленной задачи.
  АКТУАЛЬНОСТЬ определяется степенью сохранения ценности информации в момент ее использования и зависит от динамики изменения ее характеристик и от интервала времени, прошедшего с момента возникновения данной информации.
  УСТОЙЧИВОСТЬ информации отражает ее способность реагировать на изменения исходных данных без нарушения необходимой точности
  РЕПРЕЗЕНТАТИВНОСТЬ информации связана с правильностью ее отбора и формирования в целях адекватного отражения свойств объекта
  АДЕКВАТНОСТЬ (точность) определяется степенью близости получаемой информации к реальному состоянию объекта, процесса, явления
  ДОСТОВЕРНОСТЬ определяется степенью доверия к поступающей информации