Урок 27. Некоторые сведения из теории множеств

Дата проведения занятия  20.03.25

Для данного поста использованы материалы электронного приложения к  учебнику Информатики для 10 класса Босовой Л.Л., Босовой А.Ю 

Множество - это совокупность объектов произвольной природы, которая рассматривается как единое целое

Для знакомства с теорией множеств посмотрите и законспектируйте презентацию Некоторые сведения из теории множеств из Электронного приложения к учебнику Босовой Л.Л. «Информатика» для 10 класса.

Для тех, кто пропустил урок ссылка на учебник Босовой Л.Л.,  параграф 17, стр 166-172

Домашнее задание

Посмотреть презентацию Некоторые сведения из теории множеств и закончить конспект

Урок 26. Кодирование звуковой информации

Дата проведения занятия  13.03.25

Для данного поста использованы материалы электронного приложения к  учебнику Информатики для 10 класса Босовой Л.Л., Босовой А.Ю 

Звук — это распространяющиеся в воздухе, воде или другой среде волны с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой.

Чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму. Для этого его подвергают временной дискретизации и квантованию: параметры звукового сигнала измеряются не непрерывно, а через определённые промежутки времени (временная дискретизация); результаты измерений записываются в цифровом виде с ограниченной точностью (квантование).

Таким образом, при оцифровке звука искажение сохраняемого сигнала происходит дважды: во-первых, при дискретизации теряется информация об истинном изменении звука между измерениями, а во-вторых, при квантовании сохраняются не точные, а близкие к ним дискретные значения.

Объём оцифрованного звукового фрагмента в битах находится как произведение частоты дискретизации в Гц, глубины кодирования звука в битах, длительности звучания записи в секундах и количества каналов.

Для более полного представления о кодировании звуковой информации, посмотрите презентацию Кодирование звуковой информации из Электронного приложения к учебнику Босовой Л.Л. «Информатика» для 10 класса.

Для тех, кто пропустил урок ссылка на учебник Босовой Л.Л.,  параграф 16, стр 159

Домашнее задание

Прочитать текст:  "Кодирование информации" и выучить формулы для кодирования звука, текста и графики 

Урок 25. Форматы графических файлов. Сжатие данных

Дата проведения занятия  6.03.25

Для данного поста использованы материалы электронного приложения к  учебнику Информатики для 10 класса Босовой Л.Л., Босовой А.Ю 

Теоретические основы сжатия данных

Обработка и хранение графической информации требуют значительных вычислительных ресурсов, которые появились только у компьютеров четвёртого поколения. Проблема расходования памяти всегда стояла очень остро.

Известно, что приложения создают документы, обладающие определенной избыточностью.

Наиболее избыточны видеоданные, менее – графические данные, еще менее – тексты

Интересно, что документы на русском на 20-30% избыточнее документов на английском языке!

Уменьшения избыточности можно добиться:

• изменением содержания данных;
• изменением структуры данных;
• сочетанием обоих методов.

Изменение содержания данных - необратимое сжатие (Методы сжатия с регулируемой потерей информации) Обычно обеспечивают гораздо более высокую степень сжатия, чем обратимые	Изменение структуры данных - обратимое сжатие
Применимы только для тех типов данных, для которых формальная утрата части содержания не приводит к значительному снижению потребительских свойств Нельзя применять к текстовым документам, БД, к программному коду. Можно применять к мультимедийным данным: видеоряды; музыкальные записи; звукозаписи; рисунки и др. графические данные	Применимы для всех типов данных Можно применять к текстовым документам, БД, к программному коду. Из результирующего кода можно восстановить исходный массив данных путем применения обратного метода.
Характерные форматы сжатия с потерей информации: .JPG – для графических данных; .MPG, .MPG4 – для видеоданных; .MP3 – для звуковых данных	Характерные форматы сжатия без потери информации: .GIF, .TIF,  .PNG, .PCX и др. – для графических данных; .AVI – для видеоданных; .7Z, .ZIP, .RAR,   и др. – для всех типов данных (архивация данных)

В таблице приведены различные форматы файлов. 

Формат файла - это способ представления данных на внешнем носителе. Формат графического файла - это способ представления графических данных на внешнем носителе.

Подробно о форматах графических файлов смотрите в презентации Объекты компьютерной графики (начиная с 15 слайда) из Электронного приложения к учебнику Босовой Л.Л. «Информатика» для 10 класса.
Для тех, кто пропустил урок ссылка на учебник Босовой Л.Л.,  параграф 15, стр 145

Урок 24. Контрольная работа

Дата проведения занятия 27.02.25

Контрольная  работа по теме "Представление информации в компьютере"

В контрольной работе могут встретиться задания на следующие темы:

1. Представление чисел в различных системах счисления
2. Перевод чисел из одной системы счисления в другую
3. Представление чисел в компьютере
4. Кодирование текстовой информации
5. Кодирование графической информации 

Урок 23. Кодирование графической информации

Дата проведения занятия  20.02.25

Для данного поста использованы материалы электронного приложения к  учебнику Информатики для 10 класса Босовой Л.Л., Босовой А.Ю 

Общие подходы к кодированию графической информации

Обработка и хранение графической информации требуют значительных вычислительных ресурсов, которые появились только у компьютеров четвёртого поколения.

Пространство непрерывно, а это значит, что в любой его области содержится бесконечное множество точек. Чтобы абсолютно точно сохранить изображение, необходимо запомнить информацию о каждой его точке. Иначе говоря, компьютерное представление некоторого изображения (например, полотна В. И. Сурикова «Боярыня Морозова») должно содержать информацию о бесконечном количестве точек, для сохранения которой потребовалось бы бесконечно много памяти. Но память любого компьютера конечна. Чтобы компьютер мог хранить и обрабатывать изображения, необходимо ограничиться выделением конечного количества объектов пространства (областей или точек), информация о которых будет сохранена. Информация обо всех остальных точках пространства будет утрачена.

Пространственная дискретизация — способ выделения конечного числа пространственных элементов, информация о которых будет сохранена в памяти компьютера.

Цвет и яркость — характеристики, присущие каждому элементу (точке, области) изображения. Их можно измерять, т. е. выражать в числах. И цвет, и яркость — непрерывные величины, результаты измерения которых следует выражать вещественными числами. Но вам известно, что вещественные числа не могут быть представлены в компьютере точно.

Квантование — процедура преобразования непрерывного диапазона всех возможных входных значений измеряемой величины в дискретный набор выходных значений.

При квантовании диапазон возможных значений измеряемой величины разбивается на несколько поддиапазонов. При измерении определяется поддиапазон, в который попадает значение, и в компьютере сохраняется только номер поддиапазона.

Дискретизация и квантование всегда приводят к потере некоторой доли информации.

Векторная и растровая графика

В зависимости от способа формирования графических изображений выделяют векторный и растровый методы кодирования графических изображений.

Векторное изображение строится из отдельных базовых объектов — графических примитивов: отрезков, многоугольников, кривых, овалов. Способ создания векторных изображений напоминает аппликацию.

Фактически векторное представление — это описание, в соответствии с которым происходит построение требуемого изображения. Такого рода описания представляются в компьютере как обычная текстовая информация.

Растровое графическое изображение состоит из отдельных маленьких элементов — пикселей (pixel — аббревиатура от англ, picture element — элемент изображения). Оно похоже на мозаику, изготовленную из одинаковых по размеру объектов (разноцветных камешков, кусочков стекла, эмали и др.). 

Растр — организованная специальным образом совокупность пикселей, представляющая изображение. Координаты, форма и размер пикселей задаются при определении растра. Изменяемым атрибутом пикселей является цвет.

В прямоугольном растре пиксели составляют прямоугольную матрицу, её основными параметрами являются количество столбцов и строк, составленных из пикселей.

Итак, мы выяснили, как происходит пространственная дискретизация, позволяющая выделить конечное число пространственных элементов, информация о которых будет сохранена в памяти компьютера.

Остаётся рассмотреть вопросы кодирования цвета каждого пространственного элемента.

Для более полного представления о кодировании графики, посмотрите презентацию Кодирование графической информации из Электронного приложения к учебнику Босовой Л.Л. «Информатика» для 10 класса.
Для тех, кто пропустил урок ссылка на учебник Босовой Л.Л.,  параграф 15, стр 145

Домашнее задание

1. Подготовиться к контрольной работе по теме Представление информации в компьютере (Уроки с 18 по 23, смотрите презентации и домашние задания)

В контрольной работе могут встретиться задания на следующие темы:

1. Представление чисел в различных системах счисления
2. Перевод чисел из одной системы счисления в другую
3. Представление чисел в компьютере
4. Кодирование текстовой информации
5. Кодирование графической информации 

2. Прочитать текст:  "Кодирование информации" и выучить формулы для кодирования текста и графики 

3. Законспектировать информацию о цветовых моделях RGB, HSB, CMYK (посмотрите презентацию Кодирование графической информации) + ( ссылка на учебник Босовой Л.Л.,  параграф 15, стр 145) 

Урок 22. Кодирование текстовой информации

Дата проведения занятия  13.02.25

Для данного поста использованы материалы электронного приложения к  учебнику Информатики для 10 класса Босовой Л.Л., Босовой А.Ю 

Кодировка ASCII и ее расширения

Компьютеры третьего поколения «научились» работать с текстовой информацией. Текстовая информация по своей природе дискретна, т. к. представляется последовательностью отдельных символов.

Для компьютерного представления текстовой информации достаточно:

1) определить множество всех символов (алфавит), требуемых для представления текстовой информации;

2) выстроить все символы используемого алфавита в некоторой последовательности (присвоить каждому символу алфавита свой номер);

3) получить для каждого символа n-разрядный двоичный код (n ≤ 2ⁿ), переведя номер этого символа в двоичную систему счисления.

В памяти компьютера хранятся специальные кодовые таблицы, в которых для каждого символа указан его двоичный код. Все кодовые таблицы, используемые в любых компьютерах и любых операционных системах, подчиняются международным стандартам кодирования символов.

Основой для компьютерных стандартов кодирования символов послужил код ASCII (American Standard Code for Information Interchange) — американский стандартный код для обмена информацией, разработанный в 1960-х годах в США и применявшийся для любых, в том числе и некомпьютерных, способов передачи информации (телеграф, факсимильная связь и т. д.). Этот код 7-битовый: общее количество символов составляет 2⁷ = 128, из них первые 32 символа — управляющие, а остальные — изображаемые, т. е. имеющие графическое изображение. К изображаемым символам в ASCII относятся буквы латинского алфавита (прописные и строчные), цифры, знаки препинания и арифметических операций, скобки и некоторые специальные символы.

Стандарт UNICODE

Ограниченность 8-битной кодировки, не позволяющей одновременно пользоваться несколькими языками, а также трудности, связанные с необходимостью преобразования одной кодировки в другую, привели к разработке нового кода. В 1991 году был разработан новый стандарт кодирования символов, получивший название Unicode (Юникод), позволяющий использовать в текстах любые символы любых языков мира.

В Unicode на кодирование символов отводится 2 байта. Первые 128 символов (коды 0-127) совпадают с таблицей ASCII. Далее размещены основные алфавиты современных языков: они полностью умещаются в первой части таблицы, их коды не превосходят 65 536 = 2¹⁶.

Информационный объем текстового сообщения

 Алфавитный подход позволяет измерить информационный объем сообщения независимо от его содержания.

Более полное представление о кодировании текста вы получите, если посмотрите презентацию Кодирование текстовой информации из Электронного приложения к учебнику Босовой Л.Л. «Информатика» для 10 класса.

Для тех, кто пропустил урок ссылка на учебник Босовой Л.Л.,  параграф 14, стр 138

Домашнее задание.
Задания для тренировки к контрольной работе

Проработать параграф 14, стр 138  из учебника Босовой Л.Л.

1. Укажите фрагмент текста, имеющий максимальную и минимальную сумму кодов символов (в таблице ASCII). «19k»; «kzn»; «z99»; «kzN»; «91А».

2. Используется кодовая таблица CP-1251 (Windows Cirillic). Сколько килобайт будет занимать файл в простом текстовом формате (plain 73 text), если в тексте 200 страниц, на странице 32 строки, а в строке в среднем 48 символов? Варианты ответов: 307,2 Кб; 300 Кб; 384 Кб; 2400 Кб. 

3. Сообщение на русском языке было первоначально записано в 16-битном коде Unicode. При его перекодировке в 8-битную кодировку КОИ-8 информационное сообщение уменьшилось на 960 бит. Какова длина сообщения в символах?

4. Фразу "Я кодирую в Windows-1251" закодировали с помощью кодовой таблицы Windows-1251. Какой текст получит пользователь, если для раскодирования воспользуется таблицей КОИ-8?

Кодовые таблицы в учебнике Босовой Л.Л., стр 140-141 

5. В таблице ниже представлена часть кодовой таблицы ASCII: 

Символ	1	3	A	T	Z	a	z
Десятичный код	49	51	65	84	90	97	122
Восьмеричный код	61	63	101	124	132	141	172

Каков восьмеричный код символа «t»?  Каков восьмеричный код символа «F»? 

6. Одна кодировочная таблица содержит 2048 символов. Во второй таблице для кодирования символа требуется на 2 бита меньше, чем для кодирования символа с помощью первой таблицы. Определите, сколько символов включено во вторую кодировочную таблицу.

Урок 21. Представление чисел в компьютере

Дата проведения занятия  6.02.25

Для данного поста использованы материалы электронного приложения к  учебнику Информатики для 10 класса Босовой Л.Л., Босовой А.Ю 

Самым первым видом данных, с которыми начали работать компьютеры, были числа. ЭВМ первого поколения могли производить только математические расчёты (вычисления).

Из курса информатики основной школы вы помните, что компьютеры работают с целыми и вещественными числами. Их представление в памяти осуществляется разными способами.

I. Целые числа. Множество целых чисел, представляемых в компьютере, дискретно, конечно и ограничено.

1. Беззнаковое представление. Беззнаковое представление можно использовать только для неотрицательных целых чисел
2. Представление в виде числа со знаком. Старший бит отводится под знак
    (0 - положительное число, 1 - отрицательное число)
   
   • Целые числа могут быть представлены в прямом коде
   • Целые числа могут быть представлены в дополнительном коде

II. Вещественные числа. Множество вещественных чисел, представляемых в компьютере, дискретно, конечно и ограничено. Для однозначного представления вещественных чисел в компьютере используется нормализованная экспоненциальная форма.

Для более полного представления о том, как представлены различные числа в памяти компьютера, посмотрите презентацию Представление чисел в компьютере из Электронного приложения к учебнику Босовой Л.Л. «Информатика» для 10 класса.

Для тех, кто пропустил урок ссылка на учебник Босовой Л.Л.,  параграф 13, стр 129

Домашнее задание.

Проработать параграф 13, стр 129  из учебника Босовой Л.Л.

1. Числа 202 и  73 представлены в восьмиразрядном формате без знака. Найдите сумму этих чисел, результат представьте десятичным числом
2. Представьте в восьмиразрядном формате прямые коды десятичных чисел 32; 69; -25
3. Представьте в восьмиразрядном формате дополнительные коды чисел 32; -32; 69; -69

4. Расположите по возрастанию 3 числа в 8-битном дополнительном коде (формат со знаком): 01101010, 11000011, 01011010