Кодирование информации различных видов Кодированиеинформацииразличныхвидов

Выделяют основные 4 вида информации: числовая, текстовая, графическая и звуковая. Для того, чтобы произвести обработку информа- ции одного из видов с помощью ЭВМ требуется произвести стандартизацию представления ин- формации. Такая стандартизация производится посред- ством кодирования информации с помощью сиг- налов всего двух типов (условно обозначим 0 и 1). Рассмотрим более подробно кодирование инфор- мации текстового, графического и звукового видов.

Кодирование информации текстового вида Первый раз Кролик вспомнил про существование этой кнопки, когда кто-то из многочисленных используемых им утилит завопил про недостаток места на диске, и Кролик, недоуменно поводя ушами, раздумывал, как бы освободить хотя бы на мегабайт свой сорокамегабайтный винчестер. Для кодирования информации текстового вида требуется создать специальные таблицы, в которых производится однозначное сопоставление графического вида символа и его двоичного кода. Таких таблиц достаточно много, например, ASCII, КОИ-8, Windows-1251 и т.д. Например, в этом тексте 271 символ, значит, информационный объем этого текста составляет 271 byte. До недавнего времени использовались кодовые таблицы, содержащие 256 символов. Т.о., для кодирования одного символа было достаточно кода длинною в 8 bit (кстати, появление единицы измерение - 1 byte как раз и связано с этой ситуацией). Из этого следует, что для расчета информационного объема текста достаточно сосчитать количество символов - это и будет информационный объем текста в byteах. На данный момент следует говорить об оценке приблизительного информационного объема текста.

Задача: определить приблизительный информационный объем «Советского энциклопедического словаря» Будем производить приблизительный расчет информационного объема текста содержащегося в этой книге (без учета графичес- ких изображений) для этого найдем страницу равномерно за- полненную текстом: 1. На странице три столбца. 2. В столбце 100 строк. 3. В строке (судя по средней строке) 40 символов. 4. В книге1640 страниц. 5. Т.о., в книге 3*100*40*1640= символов. 6. Будем считать, что информационный объем одного символа = 1 Byte, т.о. информационный объем всей книге составляет Byte. 7. Осуществим перевод в более крупные единицы измерения: / 1024 = Kbyte / 1024 = 18.7 Mbyte ОТВЕТ: Приблизительный информационный объем СЭС равен 18.7 MByte.

Кодирование информации графического вида Способы представления графики Минимальный элемент – точка, обладающая своей уникальной характеристикой – цветом Описывается математически- ми зависимостями, используя которые отображающая програм- ма пересчитывает видимые точки. ВекторнаяРастровая Достоинства и недостатки:

Характеристики растрового графического изоб- ражения: - размеры (точки, inch, сантиметры и т.д.), - разрешение (количество точек в единичном отрезке), DPI - Dot Per Inch (точек на дюйм) - глубина цветности (фактически количество цветов, используемых в изображении), bit (т.к. производится кодирование номера цвета) Часто возникает ситуация, когда известно количество цветов (k), используемых в графическом изображении, но неизвестна глубина цвет- ности. Тогда глубина цветности (N) находится по формуле: Рассмотрим более подробно растровые графические изображения. Для преобразования обычного графического изображения (например на листе бумаге) в растровое требует- ся произвести дискретизацию графического изображения путём разделения изображения на отдельные участки - точки.

Задача: определить информационный объем приведенной фотографии (10 х 15 см) отсканированной с разрешением в 100 DPI и с использованием 16 млн.-цветной палитры. 1. Найдем размер фотографии (в дюймах) (1 дюйм = 2.54 см) 10 (см)/2.54 = 3.9 () 15 (см)/2.54 = 5.9 () 2. Т.к. разрешение составляет 100 DPI, то общее количество точек на фотогра- фии = = Исходя из общего количества цветов используемых в палитре найдем инфор- мационный объем одной точки. Для этого надо подобрать такую степень числа 2, чтобы количество двоичных кодов хватало для кодирования 16 млн. цветов. Это число 24 ( млн.), значит глубина цветности изображения составляет 24 bit. 4. Общий информационный объем = кол-во точек глубину цветности: (Bit) = (Bit) 5. Осуществим перевод в более крупные единицы измерения информации: / 8 = (Byte) ОТВЕТ: Информационный объем данного графического изображения равен byte.

Кодирование информации звукового вида Для кодирования информации звуко- вого характера также требуется произ- вести ее дискретизацию Если преобразовать звуковой сигнал в электрический (например с помощью микрофона), то можно очень легко прои- звести его дискретизацию. Ось напряжений (U) разбивается на определенное число уровней (кратное натуральной степени числа 2) и каждый уровень кодируется в двоичной системе счисления. В некоторые моменты времени (t) происходит оценка уровня сигнала по шкале U. Полученный поток двоичных чисел и есть цифровой сигнал. Характеристики цифрового звукового сигнала: - разрядность, Bit: количество bit информации отводимое под хранение одного уровня; - частота дискретизации, Hz: количество оценок уровня сигнала за 1 сек. - количество параллельных потоков сигнала (моно – 1 поток, стерео – 2 и.т.д.)

Задача: определить информационный объем приведенного монофоничес- кого звукового фрагмента оцифрованного с частотой дискре- тизации KHz, разрядностью 16 Bit. Продолжительность звукового фрагмента сек. Щелчек - прослушать звуковой фрагмент 1. Частота дискретизации составляет KHz - это означает, что за 1 сек. осуществляется оцифровок. 5. Приведем ответ к более крупным единицам измерения информации: / 8 = (Byte) / 1024 = (Kbyte) Ответ: Информационный объем данного звукового фрагмента равен KByte. 4. Общая продолжительность звучания составляет сек., значит общий информационный объем равен: = (Bit) 3. Т.к. звуковой сигнал монофонический, то информационный объем 1 сек. звучания составит = (Bit) 2. Каждая оцифровка имеет информационный объем 16 Bit.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Как видно из вышесказанного, информационный объем различных видов информации очень сильно зависит от характеристик преобразования аналоговой информации в цифровую, дискретную форму. На практике для уменьшения информационного объема используется сжатие информации. Виды сжатия информации Без потери качестваС потерей качества Сжатие производится тогда, когда нельзя изменить ни одного bitа исходной информации (например, при сжатии текста). Сжатие производится тогда, когда можно изменить информацию с сохранением смысла (например, звук и графическое изображение).