1 Тема 1.2. Измерение и представление информации Дисциплина Информатика

2 Информация и данные Сообщение Сообщение – это информация, зафиксированная в некоторой форме: речи, текста, изображения, цифровых данных, графиков, таблиц и т.п. Информация Информация – сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний. Данные Данные – описание любого явления (или идеи), которое представляется достаточно ценным для того, чтобы его сформулировать и точно зафиксировать.

3 Свойства информации Репрезентативность Репрезентативность Содержательность Содержательность Достаточность (полнота) Достаточность (полнота) Доступность Доступность Актуальность Актуальность Своевременность Своевременность Точность Точность Достоверность Достоверность Устойчивость Устойчивость

4 Виды информации ЗНАНИЯ ТЕКУЩИЕ СВЕДЕНИЯ ФАКТЫ ПРАВИЛА

5 Виды информации ПО СОДЕРЖАНИЮ ПО ФОРМЕ Научная Политическая Социальная Бытовая Экономическая Знаковая Вербальная Текстовая Графическая Табличная Формальные языки

6 ДЕЙСТВИЯ С ИНФОРМАЦИЕЙ ПРИЕМ ПОИСК ОБРАБОТКА ЗАЩИТА ХРАНЕНИЕ ПЕРЕДАЧА

7 Прием и передача информации Сигнал Сигнал - это изменение физической среды, отображающее сообщение. каналом связи Среда, по которой передается сообщение, и способ передачи называется каналом связи между источником и потребителем. Источник Кодирующее устройство Декодирующее устройство Потребитель

8 МЕРЫ ИНФОРМАЦИИ

9 Меры информации количество информации I; количество информации I; объем данных V д объем данных V д Количество информации Количество информации - это величина, которая выражает, насколько конкретное сообщение пополняет знания конкретного человека.

10Энтропия Энтропия Энтропия – мера неопределенности состояния системы. - предварительные (априорные) сведения о системе Н() – неопределенность состояния системы (энтропия) - некоторое сообщение - неопределенность состояния системы после сообщения - количество информации

11 Количество информации Н() > 0 полная неопределенность Н() = 0 полная ясность бит Единицей количества информации является бит bit – binary digit – двоичная цифра 1 бит информации 1 бит информации - это количество информации, уменьшающее неопределенность знаний в 2 раза. N равнозначных (равновероятных) события x бит информации 2 x = Nили x = log 2 N x – энтропия системы

12 Кодирование информации Алфавит Алфавит - конечный упорядоченный набор знаков, используемых для передачи сообщений. Слово Слово - последовательность символов алфавита. Алфавит Алфавит - конечный упорядоченный набор знаков, используемых для передачи сообщений. Слово Слово - последовательность символов алфавита. Код Код - правило отображения одного алфавита в другой, а сама процедура - перекодировкой сообщения (или системой кодирования). Двоичный алфавит – {0, 1}. Каждый символ двоичного алфавита называется битом. Последовательность из 0 и 1 называется двоичным кодом.

13 Объем данных Объем данных Объем данных V д в сообщении измеряется количеством символов (разрядов) в этом сообщении. Единицы измерения объема данных 1 бит – 1 символ в двоичном коде, наименьшая единица объема данных 1 байт (Б) = 8 бит 1 килобайт (КБ) = 2 10 байт = 1024 байт; 1 мегабайт (МБ) = 1024 КБ 1 гигабайт (ГБ) = 1024 МБ.

14 Единицы обработки и хранения данных Машинное слово Машинное слово – целое число байт, которые хранятся и обрабатываются как одно целое. Запись Запись - совокупность машинных слов, которая хранится и обрабатывается как единое целое. Файл Файл - совокупность записей, имеющая имя и хранящаяся во внешней памяти. Папка Папка – совокупность файлов и других папок, имеющая общее имя и хранящаяся во внешней памяти.

15 Системы счисления Системой счисления Системой счисления называется способ записи чисел в виде, удобном для прочтения и выполнения арифметических действий, с помощью заданного набора специальных знаков (цифр). Непозиционной Непозиционной называется такая система счисления, в которой значение цифры не зависит от ее положения (позиции) в ряду цифр, изображающих число. Римская система счисления: I, V, X, L, C, D, M Алфавит СС Алфавит СС – конечный набор символов, используемых для записи числа.

16 Позиционные СС Позиционной Позиционной называется такая система счисления, в которой значение цифры зависит от ее положения (позиции) в ряду цифр, изображающих число. 444 = 4 х х х = 4 х х х Основание Основание СС – количество символов алфавита. Основание СС показывает, во сколько раз изменяется значение цифры при перестановке ее на соседнюю позицию. Основание Основание СС – количество символов алфавита. Основание СС показывает, во сколько раз изменяется значение цифры при перестановке ее на соседнюю позицию.

17 Примеры СС СС Десятич- ная Двоич- ная Восьме- ричная Шестнад- цатерич- ная Алфавит 0,1,2…90,10,1,2,3,4,5,6,70,1,2…9,A,B,C,D,E,F Основа- ние

18 Перевод чисел из 10-й в 2-ю и обратно Разложением по степеням Методом деления пополам

19 Восьмеричная и шестнадцатеричная СС A B C D E F

20 Быстрый перевод из 2-й в 8-ю и 16-ю СС CEC4 0

21 Виды информации, обрабатываемой в компьютере Числовая Символьная Графическая Звуковая

22 Формы представления чисел нормальная форма или форма с плавающей запятой +0, х 10 3 ; +0,328 х ; -0, х 10 5 нормальная форма или форма с плавающей запятой +0, х 10 3 ; +0,328 х ; -0, х 10 5 естественная форма или форма с фиксированной запятой ,35500; ,00328; ,20260 естественная форма или форма с фиксированной запятой ,35500; ,00328; ,20260

23 Кодирование символов Американский стандартный код обмена информацией American Standard Code for Information Interchange ASCII Американский стандартный код обмена информацией American Standard Code for Information Interchange ASCII 1 символ = 1 байт

24 Таблица ASCII- кодов

25 Другие кодировки CP866 (DOS-альтернативная) CP1251 (RFC1489) (Windows-1251) KOI-8R (ISO-IR-111; ГОСТ ) Macintosh Cyrillic ISO-8859 Unicode (двухбайтная кодировка)

26 Кодирование изображения Пиксель Пиксель – маленькая цветная "точка" pixel – Picture Element, (элемент картинки) Пиксель Пиксель – маленькая цветная "точка" pixel – Picture Element, (элемент картинки) Разрешение Разрешение – характеристика устройства вывода, показывающая плотность расположения пикселей dpi – Dot Per Inch (точек на дюйм) Разрешение Разрешение – характеристика устройства вывода, показывающая плотность расположения пикселей dpi – Dot Per Inch (точек на дюйм)

27 Разрешение различных устройств монитор около 90 dpi; матричный принтер около 150 dpi (в режиме повышенного качества); струйный принтер 300 dpi и более; лазерный принтер 300 dpi, 600 dpi и более; фотонаборный аппарат, сканер 1200 dpi и более.

28 Кодирование цветовой палитры на мониторе Черно-белая 1 бит 256 цветов 1 байт True Color 3 байта Red-Green-Blue = млн. оттен. High Color 2 байта (по 5 бит/цвет) 2 16 = оттенков Indexed Color 1 байт

29 Кодирование цветовой палитры на принтере CMYK – Cyan-Magenta-Yellow-blacK 1 байт голубаясиреневаяжелтаячерная

30 Два вида компьютерной графики РАСТРОВАЯВЕКТОРНАЯ изображение строится из графических примитивов: простейших геометрических фигур (линий, прямоугольников, окружностей, дуг и пр.) изображение строится из точек

31 Сравнительная характеристика Растровая Векторная Построение Из пикселей (точек) Из графических примитивов Редактирование По пикселям Каждый объект в отдельности Качество изображения Возможны полутоновые переходы Изображение близко к художественному Всегда существует четкая граница между объектами (искусственный вид)

32 Сравнительная характеристика Растровая Векторная Масштабирование Портит изображение Без потери качества Объем занимаемой памяти Много занимает места Существенно меньше Применение Художественная графика Чертежи, схемы, эмблемы

33 Кодирование звука АЦП АЦП – аналогово-цифровой преобразователь ЦАП – ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь

34 Кодирование звука Вид звука Отсчеты Частота записи на компакт-диски 16-битные 44100Гц Речь 8-битные 8000 Гц Телефонные линии 3000 Гц

35 Кодирование звука MIDI (Musical Instrument Digital Interface - цифровой интерфейс для музыкальных инструментов) – стандарт, определяющий систему кодов нотной записи, а также физические характеристики линий передачи, протоколы связи и пр.