- Представление чисел в различных системах счисления
- Перевод чисел из одной системы счисления в другую
- Представление чисел в компьютере
- Кодирование текстовой информации
- Кодирование графической информации
среда, 28 февраля 2024 г.
Урок 25. Решение задач
вторник, 20 февраля 2024 г.
Урок 24. Кодирование графической информации
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.
вторник, 13 февраля 2024 г.
Урок 23. Кодирование текстовой информации
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 31 бит. 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
1. Укажите фрагмент текста, имеющий максимальную сумму кодов символов (в таблице ASCII). «19k»; «kzn»; «z99»; «91А». Ответ: «kzn»
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? 307,2; 300; 384; 2400. Ответ: 300 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? Ответ: 120 символов
4. 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»? Ответ: 164
5. Одна кодировочная таблица содержит 2048 символов. Для кодирования символа с помощью второй таблицы требуется на 2 бита меньше, чем для кодирования символа с помощью первой таблицы. Определите, сколько символов включено во вторую кодировочную таблицу.
вторник, 6 февраля 2024 г.
Урок 22. Представление чисел в компьютере
Для данного поста использованы материалы электронного приложения к учебнику Информатики для 10 класса Босовой Л.Л., Босовой А.Ю
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.
- Беззнаковое представление. Беззнаковое представление можно использовать только для неотрицательных целых чисел
- 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