Цели:
Изучив данный учебный элемент, Вы узнаете:
что является основой представления информации;
какие бывают формы представления информации;
что такое код и кодирование информации;
какие единицы измерения используются для определения объема информации.
Оборудование, материалы и вспомогательные средства:
персональный компьютер;
мультимедиа проектор;
презентация урока;
раздаточный материал.
Сопутствующие учебные элементы и пособия:
Учебник Н. Угринович
Учебный элемент «Представление информации в двоичной системе счисления. Системы счисления»
Формы информации
Алфавит – набор однозначно определенных знаков (символов), из которых формируется сообщение.
Языки делятся на:
Естественные (разговорные)
Формальные
Алфавит естественных языков зависит от национальных традиций (Русский алфавит – кириллица – 33 символа; латинский алфавит – 26 символов)
Формальные языки – это языки специальных областей деятельности человека (химия, физика, математика…)
Код – конечный набор символов (условных обозначений) для представления информации.
Кодирование – процесс представления информации в виде кода.
Компьютер работает от электрической сети в которой может быть реализована система, основанная на 2-х состояниях:
Есть ток – нет тока
Есть напряжение – нет напряжения
0 – нет тока, «ложь»
1 – есть ток, «истина»
Одному символу присваивается код из 8 двоичных разрядов
Единицы измерения количества информации
Двоичное кодирование символьной информации
При двоичном кодировании текстовой информации каждому символу ставится в соответствие своя уникальная последовательность из восьми нулей и единиц, свой уникальный код
от 00000000 до 11111111 (десятичный код от 0 до 255)
Первые 33 кода (с 0 до 32) соответствуют не символам, а операциям (перевод строки, ввод пробела и т.д.). Коды 33 до 127 являются интернациональными и соответствуют символам латинского алфавита, цифрам, знакам арифметических операций и знакам препинания.Коды с 128 по 255 являются национальными, т.е. в национальных кодировках одному и тому же коду соответствуют различные символы.
В последнее время появился новый международный стандарт Unicode, который отводит на каждый символ не один байт, а два, и поэтому с его помощью можно закодировать не 256 символов, 216=65 536 различных символов. Эту кодировку поддерживает платформа Microsoft Windows.
Двоичное кодирование графической информации
Графическая информация на экране монитора представляется в виде изображения, которое формируется из точек (пикселей).
Для чёрно-белого изображения для хранения состояния кажкаждой точки необходим 1 бит. Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета( бит на точку: 4,8,16,24).
N = 2 ^I - кол-во цветов, где I – глубина цвета
В современных ПК используются четыре размера изображения (разрешающая способность экрана): 640 * 480; 800 * 600; 1024*768; 1280*1024
Графический режим вывода изображения на экран определяется разрешающей способностью экрана и глуиной цвета. Полная информация о всех точках изображения, хранящаяся в видеопамяти, называется битовой картой изображения
Кодирование цветного изображения
Каждый пиксель кодируется цепочкой из 24 нулей и единиц, что позволяет различать более 16 млн. цветовых оттенков.
Декодирование - процесс обратного преобразования кода к форме исходной символьной системы, т.е. получение исходного сообщения. Например: перевод с азбуки Морзе в письменный текст на русском языке.
В более широком смысле декодирование — это процесс восстановления содержания закодированного сообщения. При таком подходе процесс записи текста с помощью русского алфавита можно рассматривать в качестве кодирования, а его чтение — это декодирование.
Двоичное кодирование звуковой информации
Каждый ПК, имеющий звуковую плату, микрофон и колонки, может записывать, сохранять и воспроизводить звуковую информацию.
Современные звуковые карты могут обеспечить кодирование 65536 различных уровней сигнала или состояний.
Определим количество бит, необходимых для кодирования звука.
65536 = 2 ^ I , т.к. 65536 = 2 ^ 16 , то I = 16 бит
Частота дискретизации аналогового звукового сигнала может принимать от 8 до 48 КГц.
Формула для вычисления количества информации на основе вероятностного подхода предложил К. Шеннон в 1948 году.
Где I – кол-во информации; N- кол-во возможных событий
Рi – вероятности отдельных событий
Рi = 1/N – события равновероятны
Перевод чисел из одной системы счисления в другую с помощью калькулятора
Dec – десятичная система счисления
Bin – двоичная система счисления
Oct – 8-ричная система счисления
Hex – 16-ричная система счисления
Практическая работа
Задание 1
Определите символ по числовому коду
Запустите программу БЛОКНОТ
Нажмите ALT и 0224 (на дополнительной цифровой клавиатуре).
Появится символ а.
Повторите эту операцию для числовых кодов от 0225 до 0233.
Появятся символы в кодировке (CP 1251 Windows).
Запишите их в тетрадь.
Задание 2
Определите символ по числовому коду
Запустите программу БЛОКНОТ
Нажмите ALT и 161 (на дополнительной цифровой клавиатуре).
Появится символ.
Повторите эту операцию для числовых кодов 160, 169, 226.
Появятся символы в кодировке (CP 866 MS-DOS).
Запишите их в тетрадь.
Задание 3
Посчитайте количество бит и байт в следующих выражениях:
Группа 12-8
Привет! Миша.
Самостоятельная работа
Подсчитать количество информации, когда количество событий равновероятны, т.е. монета, пирамидка и кубик симметричны и однородны. Количество возможных событий для монеты N=2, для пирамиды N = 4, для кубика N=6.
Рассчитать необходимый объём видео памяти для графического режима (800*600 точек, 16 бит на точку).
Как определить числовой код символа в кодировке Windows на ПК ?
Как определить символ по числовому коду?
С помощью программы Калькулятор вычислить, какие максимальные десятичные числа могли обрабатывать за один такт 8-, 16-,32- и 64 -разрядные компьютеры.
Весь материал - в документе.