6. Система основных понятий
Информатика и информация
Информатика – это наука об информации и информационных процессах, протекающих в
системах различной природы, а также о способах их автоматизации с использованием
компьютерной техники
Понятие информации в различных науках
Атрибутивная концепция:
Философия
Теория информации
Кибернетика
Вычислительная техника
Нейрофизиология
Генетика
информация – всеобщее свойство (атрибут) матери
Функциональная концепция:
информация и информационные процессы присущи только живой
природе, являются ее функцией
Антропоцентрическая концепция:
информация и информационные процессы присущи только человеку
Возникла в процессе развития
Информация - содержание,
теории связи (К.Шеннон)
заложенное в знаковые
(сигнальные) последовательности
Исследует информационные
Информация - содержание
процессы в системах управления
сигналов, передаваемых по
(Н.Винер)
каналам связи в системах
управления
Разработка компьютеров Информация – содержание
программно-управляемых
данных (двоичных кодов) в
автоматических устройств для
памяти компьютера
работы с информацией
Изучает информационные
Информация – содержание
процессы в механизмах нервной
сигналов электрохимической
деятельности животного и
природы, передающиеся по
человека
системе нервных связей
организма
Изучает механизмы
Информация - содержание
наследственности, пользуется
генетического кода - структуры
понятием «наследственная
молекул ДНК, входящих в состав
информация»
клетки живого организма
7. Понятия, знания, умения
Понятия
Вопросы на знания и задания на умение
Предмет
информатики
Вопрос: что изучает наука информатика?
Ответ: информатика изучает закономерности информационных
процессов, происходящих в различных областях
действительности: в природе, в обществе, в технике.
Вопрос: что такое ИКТ?
Ответ: информационно-коммуникационные технологии – это
компьютерные (технические и программные) средства и методы
для осуществления хранения, обработки и передачи информации
Понятие
информации
Вопрос: существует ли в науке единственное общепринятое
определение информации?
Ответ: нет, такого определения не существует
Вопрос: чем является информация с т.з. атрибутивной
концепции?
Ответ: информация является свойством (атрибутом) любого
материального объекта
8. Понятия, знания, умения
Понятия
Понятие
информации
(продолжение)
Вопросы на знания и задания на умение
Вопрос: чем является информация с т.з. функциональной
концепции?
Ответ: информация является атрибутом живой природы, а
информационные процессы – это функция только живых
организмов.
Вопрос: чем является информация с т.з. антропоцентрической
концепции?
Ответ: информация существует только в сознании человека;
информационная деятельность свойственна только человеку.
10. Система основных понятий
Измерение информации – алфавитный (объемный) подход
Применяется в цифровых системах хранения и передачи информации
Объем информации равен длине двоичного кода
Основная единица: 1 бит – один разряд двоичного кода
Информационный вес символа (i бит)
из алфавита, мощностью N , определяется
Информационный объем текста (I),
из уравнения:
содержащего К символов:
i
2 = M. Где N ≤ M – ближайшая сверху
целая степень двойки
I=K×i битов, где i – информационный вес
одного символа
Производные единицы
1 б= 8 бит
1 Кб=1024 б
1 Мб=1024 Кб
1 Гб=1024 Мб
1 Тб=1024 Мб
11. Понятия, знания, умения
Понятия
Вопросы на знания и задания на умение
Информацион
ный вес
символа
Вопрос: как определить информационный вес символа алфавита
(i)?
Ответ: из решения уравнения: 2i=M, где M ≥ N- мощность
алфавита ( M - ближайшая сверху к N целая степень двойки), i –
информационный вес символа
Задания: 1) зная N, найти i; 2) зная i найти N
Задание 1: арабский алфавит содержит 28 букв. Каков
информационный вес одного символа алфавита?
Решение: поскольку 16< 28 <32, т.е. 24 < 28 < 25 ,
следовательно i=5 бит.
Информацион
ный объем
текста
Вопрос: от чего зависит информационный объем текста (I)?
Ответ: зависит от размера (К) текста и информационных весов
символов (i): I=K·i
Задания: найти I, зная i и K; и др. обратные задачи
Задание: объем текста равен 512 Кб. Перевести в байты и
биты.
Решение: 512 Кб= 29 Кб = 29·210 б=219 б = 219·23 бит= 222 бит
12. Система основных понятий
Измерение информации – содержательный подход
Измеряется количество информации в сообщении об исходе некоторого события
Равновероятные исходы:
никакой результат не имеет преимущества перед другими
Неопределенность знаний –
Количество информации
количество возможных исходов события
в сообщении об одном исходе события –
(вариантов сообщения) - N
I бит
I
2 =N
Частный случай: два равновероятных результата события
N=2
I = 1 бит
1 бит –
количество информации в сообщении об одном из двух равновероятных результатов
некоторого события
Формула Хартли:
i = log2 N
13. Понятия, знания, умения
Понятия
Вопросы на знания и задания на умение
Неопределенн Вопрос: как измеряется неопределенность знаний об исходе
ость знаний
некоторого события?
Ответ: неопределенность знаний равна количеству возможных
исходов события
Задание: какова неопределенность знаний ученика об оценке за
контрольную работу
Решение: поскольку оценка может принимать 5 значений (от 1
до 5), то неопределенность знаний равна 5.
Равновероятн
ость исходов
события
Вопрос: что значит равновероятность исходов некоторого
события?
Ответ: это значит никакой исход не имеет преимущества перед
всеми другими
Задание: приведите пример событий с равновероятными
исходами
Решение: бросание жребия, игральной кости, результат
лотереи
14. Понятия, знания, умения
Понятия
Вопросы на знания и задания на умение
1 бит
информации
Вопрос: какое сообщение несет информацию, равную 1 биту?
Ответ: сообщение об одном из двух равновероятных исходов
события
Формула
Хартли
Задание: запишите уравнение, связывающее неопределенность
знаний о некотором событии (N) и количество информации (i) в
сообщений о его исходе
Ответ: 2 i=N
Вопрос: как решается это уравнение относительно i ?
Ответ: i=log2 N
Задание: определите количество информации, получаемое при
вытаскивании карты из колоды, содержащей 36 карт
Решение: i=log2 36=5,17 бит (округленно)
Закон
аддитивности
количества
информации
Задание: на станцию в течение суток прибывает 20
пассажирских поездов; в каждом поезде 16 вагонов, в каждом
вагоне 32 места. Сколько информации содержит сообщение:
«Прибываю 24-м поездом, вагон 3, место 15» ?
Решение: I=log2 20 + log2 16 + log2 32 =4,322 + 4 + 5 = 13,322 бита
(с точностью до 10-3)
15. Система основных понятий
Вероятность и информация
Вероятность некоторого исхода события измеряется частотой его повторений для
большого числа событий (в пределе стремящимся к бесконечности)
Содержательный подход
Алфавитный подход
P=k/n
P=k/n
P – оценка вероятности
P – частота повторяемости символа в тексте (оценка
определенного исхода;
вероятности);
n – количество повторений
n – размер текста в символах;
события (большое число);
k – количество вхождений данного символа в текст.
k – число повторений данного
исхода.
i = log2(1/P)
i (бит) – количество
i = log2(1/P)
информации в сообщении об
i (бит) – информационный вес символа, частота которого
исходе события, вероятность
(вероятность) равна P
которого равна P
Формула Шеннона:
H – средняя информативность символа алфавита,
Pi – вероятность символа номер i,
N – размер алфавита.
16. Понятия, знания, умения
Понятия
Вероятность
исхода
события
Вопросы на знания и задания на умение
Вопрос: как определить вероятность исхода некоторого
события?
Ответ: вероятность равна частоте повторений данного исхода
при большом числе событий (испытаний)
Задание 1: приведите пример исхода события с вероятностью
½
Решение: выпадение орла при подбрасывании монеты имеет
вероятность ½
Задание 2: из 1000 лотерейных билетов максимальный выигрыш
содержат 12 билетов. Какова вероятность для человека,
купившего лотерейный билет, получить максимальный
выигрыш?
Решение: вероятность равна 12/1000=0,012=1,2%
17. Понятия, знания, умения
Понятия
Количество
информации в
сообщении о
событии с
известной
вероятностью
Частотные
Вопросы на знания и задания на умение
Вопрос: как выглядит формула Хартли для вычисления
количества информации (i) в сообщении об исходе события с
вероятностью Р
Ответ: i=log2(1/P) бит
Задание: какое количество информации содержит сообщение о
том, что из карточной колоды (36 карт) достали туза (любой
масти)?
Решение: всего в колоде 4 туза. Следовательно, вероятность
достать туза равна: P=4/36=1/9. По формуле Хартли: i=log2(1/P)
= log2(9)≈3,17 бит
Вопрос: как подсчитать частотную характеристику символа
характеристики алфавита?
символов
Ответ: надо вычислить число повторений данного символа в
алфавита
большом тексте (k) и разделить его на количество всех
символов в тексте (N). P=k/N. Чем больше N, тем это
отношение ближе к вероятности появления символа в любой
позиции текста.
Задание: подсчитать частотные характеристики для
некоторых букв русского алфавита, используя текст учебника
18. Понятия, знания, умения
Понятия
Формула
Шеннона
Вопросы на знания и задания на умение
Вопрос: что определяет формула Шеннона?
Ответ: среднюю информативность символа алфавита
Задание: в алфавите некоторого языка три буквы. Частотные
характеристики у них следующие: P1=0,5; P2=0,3; P3=0,2.
Вычислить среднюю информативность букв.
Решение: по формуле Шеннона средняя информативность
равна:
P1·Log2(1/P1) + P2·Log2(1/P2) + P3·Log2(1/P3)= 0,5·Log2(2) +
0,3·Log2(3,333) + 0,2·Log2(5)=1,485 бит
19. Представление чисел
План изучения темы:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Позиционные системы счисления: традиционные и
нетрадиционные
Алфавит и основание системы счисления (р)
Развернутая форма записи числа
Перевод чисел из р-й с.с в 10-ю. Схема Горнера
Перевод чисел из 10-й с.с в р-ю. Алгоритмы
последовательного деления и умножения
Смешанные системы счисления: 2-8, 2-16
Арифметика в позиционных системах счисления
20. Система основных понятий
Позиционные системы счисления
Традиционные системы: основание системы (p) равно размерности алфавита; базис –
бесконечный ряд целых степеней основания
Развернутая форма записи числа:
αi – цифра i-го разряда числа; p – основание системы счисления (p≥2)
Схема Горнера – быстрый алгоритм перевода p-ичного числа в десятичное
Целое число
Дробное число
Нетрадиционная система (пример): фибоначчиева система счисления
Базис
Алфавит:
F1=1, F2=2, F3 = F2+F1, F4 = F3+F2,…, Fi = Fi-1+Fi-2,… →
0, 1
1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, …– числа Фибоначчи
Фибоначчиева система счисления – избыточна; традиционные системы – не избыточны
21. Понятия, знания, умения
Понятия
Вопросы на знания и задания на умение
Алфавит системы
счисления
Вопрос: какие символы используются для записи чисел в
позиционных с.с.?
Ответ: арабские цифры при p<=10, плюс латинские буквы
при p>10
Задание: запишите алфавит пятеричной с.с.
Решение: 0, 1, 2, 3, 4
Основание
системы
счисления
Вопрос: каким может быть наименьшее основание
позиционной с.с?
Ответ: наименьшее основание р=2
Натуральный ряд
чисел в
позиционной с.с
Задание: запишите натуральный ряд чисел 1) в двоичной
с.с. 2) в пятеричной с.с, 3) в шестнадцатеричной с.с.
Решение: 1) 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000, …
2) 1, 2, 3, 4, 10, 11, 12, 13, 14, 20, 21,…,44, 100, 101,…
3)1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F,10,11,…,1F,20,…,FF,100,101,…
Вопрос: как записывается основание в любой позиционной
с.с?
Ответ: 10. Читать «десять» можно только в десятичной
системе. Во всех остальных: «Один, ноль».
22. Понятия, знания, умения
Понятия
Вопросы на знания и задания на умение
Позиция цифры
(разряд) в записи
числа
Вопрос: как нумеруются разряды в записи целого числа?
Ответ: справа – налево, начиная с нуля: …a3a2a1a0
Развернутая
форма записи
числа в
позиционной с.с.
Вопрос: что значит – представить число в развернутой
форме?
Ответ: это значит записать его в виде суммы произведений
значащих цифр на степени основания системы, равные
номерам разрядов соответствующих цифр
Задание: запишите в развернутой форме двоичное число
1011,112
Вопрос: как нумеруются разряды в записи дробной части
числа?
Ответ: отрицательными целыми числами, начиная от -1,
после запятой слева-направо: 0,a-1a-2a-3…
Решение: 1·23 + 0·22 + 1·21 + 1 + 1·2-1 + 1·2-2
23. Понятия, знания, умения
Понятия
Перевод чисел
из р-ичной с.с. в
10-тичную
Вопросы на знания и задания на умение
Вопрос: как перевести число из с.с. с основанием р в 10-ю
с.с.?
Ответ: нужно записать число в развернутой форме и
вычислить полученное выражение.
Задание: переведите двоичное число 1011,112 в 10-ю с.с.
Решение: 1011,112 = 1·23 + 0·22 + 1·21 + 1 + 1·2-1 + 1·2-2 = 8 + 2 + 1
+ ½ + ¼ = 11,75
Схема Горнера
Вопрос: какой существует наиболее быстрый способ
вычисления числа по его развернутой форме (алгебраического
многочлена) ?
Ответ: такой способ называется схемой Горнера
Задание 1: используя калькулятор, и применяя схему Горнера
переведите восьмеричное число 324168 в десятичную с.с.
Решение: 324168 =(((3·8+2)·8+4)·8+1)8+6=13582
Задание 2: используя калькулятор, и применяя схему Горнера
переведите шестнадцатеричное число 0,3A4F16 в
десятичную с.с.
Решение: 0,3A4F16 =
=(((15/16+4)/16+10)/16+3)/16=0,2277679443359375
24. Понятия, знания, умения
Понятия
Перевод чисел из
10-ичной с.с. в ричную
Вопросы на знания и задания на умение
Вопрос: как перевести целое десятичное число в р-ичную
с.с.?
Ответ: последовательным делением числа на р с
выделением остатка. Вычисление заканчивается, когда
частное становится равным нулю
Вопрос: как перевести дробное десятичное число в р-ичную
с.с.?
Ответ: последовательным умножением числа на р с
выделением целой части произведения. Результат –
конечная или периодическая дробь (или округленное число)
Задание: перевести число 94,246 в пятеричную с.с.
Решение: (способ решения не показываем)
94,246=334,110(3)5
25. Система основных понятий
Смешанные системы счисления
XQ → YP-Q
Число в системе с основанием Q записывается цифрами из алфавита системы с основанием Р
Двоично-шестнадцатеричная
Двоично-десятичная
Двоично-восьмеричная
X10 → Y2-10
X8 → Y2-8
X16 → Y2-16
1 десятичная цифра →
4 двоичные цифры
1 восьмеричная цифра →
3 двоичные цифры
1 шестнадцатеричная цифра →
4 двоичные цифры
Используется для внутреннего
представления в компьютере
десятичных чисел
Y2-8=Y2=X8
Y2-16=Y2=X16
Используются для сжатого представления двоичных
данных и адресов памяти компьютера
26. Понятия, знания, умения
Понятия
Смешанные
системы
счисления
Вопросы на знания и задания на умение
Вопрос: для чего используются в компьютерных
технологиях восьмеричная и шестнадцатеричная с.с.?
Ответ: для компактного представления двоичных данных и
адресов в памяти компьютера
Задание: построить двоично-восьмеричную и двоичношестнадцатеричную таблицы соответствия (ответ не
приводится)
Вопрос: как перевести восьмеричное (шестнадцатеричное)
число в двоичную с.с.?
Ответ: перекодировать его с помощью двоичновосьмеричной (двоично-шестнадцатеричной) таблицы
Задание: переведите двоичное число 110111011 в
восьмеричную (шестнадцатеричную) с.с.
Решение: 1101110112= 110 111 0112= 6738
1101110112= 0001 1011 10112 = 1ВВ16
27. Понятия, знания, умения
Понятия
Арифметика в
позиционных
системах
счисления
Вопросы на знания и задания на умение
Задания: построить таблицы сложения и умножения в
системе счисления с основанием р (2<=p<10)
Решение: ученик должен суметь вручную построить
таблицы
Задания: используя построенные таблицы сложения и
умножения, выполнить с многозначными числами операции
+, -, *, /
Задания: выполнить арифметические операции с
многозначными двоичными, восьмеричными и
шестнадцатеричными числами
Решение: вычисления с двоичными числами ученик должен
выполнять, помня «в уме» двоичные таблицы сложения и
умножения. Вычисления с восьмеричными и
шестнадцатеричными числами следует выполнять путем
перехода к двоичной системе, переводя полученный
результат обратно в 8-ю или 16-ю с.с.
28. Кодирование информации
План изучения темы:
1.
2.
3.
4.
5.
Сигналы передачи информации
Кодирование текста
Кодирование изображения
Кодирование звука
Сжатие двоичного кода
29. Система основных понятий
Информация и сигналы
Сигнал переносит информацию, представленную в виде значения или изменения значения
физической величины
Аналоговый сигнал: непрерывный сигнал
Дискретный сигнал – состоящий из
отдельных (отличимых друг от друга)
элементов
Аналоговые способы передачи
информации
Дискретные способы передачи
информации
Технические средства
Время
изобретения
Технические средства
Время
изобретения
Телефон
1876 г.
Телеграф С.Морзе
1837 г.
Радио
1895 г.
Телеграф Бодо
1870 г.
Телевидение
1930 –е годы
Цифровые технологии связи:
электронная почта,
цифровая телефония,
цифровое телевидение,
Интернет
Вторая
половина ХХ
века
30. Понятия, знания, умения
Понятия
Вопросы на знания и задания на умение
Аналоговый
сигнал
Вопрос: что такое аналоговый сигнал?
Ответ: это непрерывный сигнал, передаваемый по какому-то
каналу связи
Вопрос: что такое дискретный сигнал?
Ответ: это последовательность отдельных элементов сигнала знаков
Вопрос: приведите примеры аналоговых систем передачи
информации
Ответ: не цифровая телефония, радио, телевидение
Вопрос: к какому способу (аналоговому или дискретному)
относится передача информации по электрическому телеграфу?
Ответ: это дискретный способ
Вопрос: назовите изобретателей первых систем электрической
телеграфной связи
Ответ: Сэмюель Морзе (США) и Жан Морис Бодо (Франция), XIX
век.
Вопрос: современная цифровая связь является аналоговой или
дискретной?
Ответ: Это дискретная связь. Любая информация передается
дискретным двоичным кодом
Дискретный
сигнал
31. Система основных понятий
Кодирование текста
Кодирование – процесс представления информации в виде дискретных данных
Преобразование устного сообщения в
письменную форму
Перевод из одной символьной системы
в другую
Декодирование – преобразование, обратное кодированию
Телеграфные коды
Код Морзе
Неравномерны
й троичный код
Код
Бодо
Компьютерные (цифровые) коды
Стандарт
ITA2
Равномерный
пятиразрядный
двоичный код
ASCII
7разрядный
двоичный
код
Кодовые страницы,
KOI8-R
8-разрядное
расширение ASCII,
включающее
национальные
алфавиты
Unicode
16разрядный
международн
ый код
32. Понятия, знания, умения
Понятия
Вопросы на знания и задания на умение
Кодирование
Вопрос: в чем заключается кодирование информации?
Ответ: кодирование заключается в представлении информации
Декодирование в виде символьной последовательности или в преобразовании из
одной символьной формы в другую
Вопрос: можно ли назвать письменный текст кодом?
Ответ: Да! Это код устной речи
Задание: приведите пример декодирования.
Ответ: перевод в русский текст телеграфного кода; перевод
двоичного компьютерного кода в десятичные цифры или текст
Таблицы
символьного
кодирования
Вопрос: какую информацию содержат таблицы символьного
кодирования?
Ответ: соответствие между символами кодируемого алфавита
и символами кода – группами двоичных знаков
Вопрос: что такое ASCII?
Ответ: семиразрядный двоичный код – международный
стандарт, используемый в компьютерах
33. Понятия, знания, умения
Понятия
Вопросы на знания и задания на умение
Таблицы
символьного
кодирования
(продолжение)
Вопрос: что такое кодовая страница?
Ответ: это 8-разрядное расширение кода ASCII. Включает в себя
национальные алфавиты.
Вопрос: что такое UNICODE?
Ответ: Это международный 16-разрядный стандарт
символьного кодирования, включающий в себя как символы
ASCII, так и всевозможные национальные алфавиты
Задание 1. С помощью данной кодовой таблицы закодировать
текст в 16-ричном и 2-ичном виде.
Задание 2. С помощью кодовой таблицы декодировать данный
в 2-ичной или 16-ричной форме код в исходный текст
34. Система основных понятий
Кодирование изображения
Изображение – образ внешнего мира, воспринимаемый зрительной системой человека
Человек видит изображение благодаря восприятию света, отражаемого или излучаемого
объектами наблюдения
Дискретизация изображения: разделение изображения на конечное число элементов; в
пределах каждого элемента оттенок цвета считается постоянным
Кодирование цвета
Монохромное
изображение:
Фоновый цвет – основной цвет изображения
Оттенки отличаются яркостью фонового цвета
Белый цвет имеет максимальную яркость
Битовая глубина цвета (b) – размер двоичного кода цвета
K=2b - количество оттенков цвета
Код изображения: последовательная цепочка кодов всех
дискретных элементов изображения
Цветное
изображение:
Код зависит от используемой модели цвета
35. Понятия, знания, умения
Понятия
Вопросы на знания и задания на умение
Дискретизация
изображения
Вопрос: как называются отдельные элементы дискретной
структуры изображения?
Ответ: они называются пикселями
Вопрос: каким свойством обладает пиксель?
Ответ: цвет (оттенок цвета) в пределах пикселя постоянен
Вопрос: что такое растр?
Ответ: растр – это совокупность пикселей изображения,
имеющая форму прямоугольной сетки
Битовая
глубина
кодирования
цвета
Вопрос: как связны между собой битовая глубина кодирования
(b) и количество кодируемых цветов (K)?
Ответ: 2b=K
Задание: определите, сколько цветов (оттенков) можно
закодировать при битовой глубине, равной 4?
Решение: 24=16 цветов (оттенков)
Задание: размер палитры (количество цветов) равен 1024.
Определите битовую глубину кодирования цвета
Решение: 1024=210. Следовательно b=10 бит
36. Понятия, знания, умения
Понятия
Вопросы на знания и задания на умение
Объем
видеоинформа
ции
(видеокода)
Вопрос: как вычислить объем видеокода (I), если известен
размер растра (M*N) и битовая глубина кодирования цвета (b)?
Ответ: I=b*M*N бит
Задание 1. Размер растра изображения: 640*480. Битовая
глубина цвета – 16 бит. Определить объем видеоинформации
Решение: I=640*480*16 бит = 640*480*2 б = 614400 б = 600 Кб
Задание 2. Объем видеоинформации равен 2 Мб. Размер растра
– 2048*1024. Определить битовую глубину кодирования цвета.
Решение: b=I/(M*N)=2*210*210*23/(211*210)=224/221=23=8 бит
37. Система основных понятий
Кодирование звука
Микрофон преобразует звуковые волны в аналоговый электрический сигнал
Аналого-цифровое
преобразование (АЦП):
Этапы цифрового
кодирования света и
звука:
преобразование аналогового сигнала в дискретную цифровую
форму
•
•
•
преобразование в аналоговый электрический сигнал
дискретизация и измерение
занесение в память
Параметры АЦП:
H(Гц) – частота дискретизации;
b(битов) – разрядность квантования
K=2b – число уровней квантования
Длина цифрового кода:
I=H·t·b, где t (с) – время записи звука
Теорема НайквистаКотельникова:
При оцифровке периодического аналогового сигнала частота
дискретизации АЦП должна быть не менее чем в 2 раза
выше частоты сигнала
38. Понятия, знания, умения
Понятия
Вопросы на знания и задания на умение
АЦП
Вопрос: что такое АЦП?
Ответ: аналого-цифровое преобразование - двоичное
кодирование аналогового сигнала
Вопрос: что измеряется в процессе выполнения АЦП?
Ответ: амплитуда аналогового электрического сигнала (сила
тока) через одинаковые промежутки времени
Период и
частота
дискретизации
Вопрос: как связаны период измерений (τ) и частота
дискретизации (H)?
Ответ: H=1/ τ гц - количество измерений за 1 секунду
Глубина
(разрядность)
квантования
Вопрос: что такое глубина квантования?
Ответ: это размер двоичного кода каждого отдельного
измерения в битах
Длина кода
звукозаписи
(объем
звуковой
информации)
Задание: определите длину кода звукозаписи, которая
производилась 1 минуту, при частоте дискретизации 40 Кгц и
глубине квантования 16 бит.
Решение: I=40000*60*16=38400000 бит=4800000 б =4687,5 кб
39. Система основных понятий
Сжатие двоичного кода
Сжатие – процесс сокращения объема данных путем уменьшения их избыточности
Без потери информации
С частичной потерей информации
Использование
неравномерного
кодирования:
код Д.Хаффмана префиксный код,
двоичное дерево
кодирования
Сжатие кода
изображения:
код цвета
пропускается для
части точек
растра
Учет повторений
фрагментов кода:
Алгоритм RLE:
коэффициент
повторения повторяющийся
байт.
Алгоритмы
Лемпеля-Зива:
словарь
повторяющихся
слов, ссылки на
слова
Сжатие кода звука:
удаление
неслышимых
гармоник;
использование
нелинейной
зависимости
громкости от
амплитуды
40. Понятия, знания, умения
Понятия
Вопросы на знания и задания на умение
Сжатие данных Вопрос: для чего производится сжатие данных в компьютере
Ответ: для уменьшения размера двоичного кода
Сжатие без
потери
информации
Вопрос: в каких случаях используется сжатие без потери
информации
Ответ: при архивировании файлов, в некоторых графических и
звуковых форматах
Вопрос: в чем состоит идея алгоритма Хаффмана?
Ответ: алгоритм Хаффмана используется для сжатия текстов.
Это префиксный двоичный код переменной длины. Описывается
двоичным деревом кодирования
Задание 1: дано дерево кодирования по Хаффману. Получить
двоичный код заданного текста
Задание 2: дано дерево кодирования по Хаффману.
Декодировать данный двоичный код
Сжатие с
частичной
потерей
информации
Вопрос: в каких случаях используется сжатие с потерями
информации?
Ответ: в некоторых форматах для хранения изображения и
звука, учитывающих особенности человеческого восприятия
