Часть A

Учебный вопрос №1. Основные формы представления и сравнительные характеристики информации при ее обработке на компьютере.

Числовая форма. Как говорилось выше, компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Вся другая информация (звуки, изображения, показание приборов и т.д.) для обработки на компьютере должна быть преобразована в числовую форму. Скажем, чтобы перевести цифровую форму звук, можно через небольшие промежутки времени измерять интенсивность звука, представляя результаты каждого измерения в числовой форме. С помощью программ для компьютера можно выполнить преобразования полученной информации, например «наложить» друг на друга звуки от разных источников. После этого результата можно преобразовать обратно в звуковую форму.

Кодировки символов. Для обработки на компьютере текстовой информации обычно при вводе в компьютер каждая буква кодируется определенным числом, а при выводе на внешнее устройство (экран или печать) для восприятия человеком по этим числам строятся соответствующие изображения букв. Соответствие между набором букв и числами называется кодировкой символов.

Двоичная система счисления — позиционная система счисления с основанием 2. Благодаря непосредственной реализации в цифровых электронных схемах на логических вентилях, двоичная система используется практически во всех современных компьютерах и прочих вычислительных электронных устройствах.Как правило, все числа внутри компьютера представляются с помощью нулей и единиц, а не десяти цифр, как это привычно для людей. Иными словами, компьютеры обычно работают в двойничной системе счисления, поскольку при этом их устройства получаются значительно более простым. Ввод чисел в компьютер и вывод их для чтения человеком может осуществляться привычным для людей десятичной форме – все необходимые преобразования могут выполнить программы, работающие на компьютере.

Биты и байты.

Бит – единица информации и единица представления информации в компьютере.

Бит (один разряд двоичного числа) может принимать два значения: 0 или 1. В десятичных числах один разряд может принимать значения от 0 до 9. Если число одноразрядное (однобитовое), то 0 или 1 – это значение числа и цифры числа, которые в этом случае совпадают.

Поскольку компьютер может обрабатывать только двоичные числа, кодировать информацию можно только этими двоичными числами. В этом случае мы можем сказать, что азбука, используемая для кодирования информации, состоит из двух символов (чисел) 0 и 1.

Одноразрядным двоичным числом, т. е. одним битом, можно закодировать всего два символа, так как он принимает только два значения – 0 или 1. А десятичное одноразрядное число позволит нам закодировать 10 символов, ибо оно может иметь 10 значений – от 0 до 9.

Теперь используем для кодирования двухразрядные числа. Тогда в десятичной системе счисления можем использовать для кодирования числа от 0 до 99, т.е. 100 чисел. И закодировать можем 100 символов, в 10 раз больше, чем при кодировании одноразрядными числами.

Аналогичная закономерность имеет место и при увеличении разрядности двоичных чисел. Двухразрядным двоичным числом можем закодировать 4 символа, так как возможных чисел тоже 4: 00, 01, 10, 11, т. е. в два раза больше, чем одноразрядным. Можно проверить, что трехразрядным двоичным числом можно закодировать символов в 2 раза больше, чем двухразрядным. Обобщая эту закономерность, получаем простую формулу для определения количества символов S, которое можно закодироватьn– разрядными двоичными числами:

S = 2 n

Двоичное n-разрядное число, которое используется для кодирования информации в компьютере, называется байтом.

Из этого определения следует и другое определение байта:

Байт – единица обработки информации в компьютере, так как по значению байта можно узнать, какой символ им закодирован.

Если используются для кодирования другие n-разрядные двоичные числа, то они обязательно берутся кратными байту.

Байт сначала имел 6, затем 7 разрядов (битов), а теперь он равен 8-ми битам.

Одно из значений перевода английских слов bit и bite–кусочек. Считая кусочек частью целого, бит, действительно, – часть двоичного числа. Если байтом кодируются буквы, символы, из которых строятся слова, то и байт выражает часть слова.

Байты используются также для измерения объема памяти, оперативной и внешней, размеров файлов. Но в этом случае применяются более крупные единицы измерений. Например, Килобайты (Кб), Мегабайты (Мб) Гигабайты (Гб), Терабайты (Тб):

1 Кб = 1024 байт = 2 10 байт

1 Мб = 1024 Кб= 2 10 Кб

1 Гб = 1024 Мб= 2 10 Мб

1 Тб = 1024 Гб= 2 10 Гб

Единицей информации в компьютере является один бит, т.е. двоичный разряд, который может принимать значения ноль или один. Как правило, команды компьютеров работают не с отдельными битами, а восемью битами сразу. Восемь последовательных битов составляют байт. В одном байте можно закодировать значение одного символа из 256 возможных (256 = ).

Более крупными единицами информации являются килобайт (сокращенно обозначаемый Кбайт), равный 1024 байтам (1024=2 ), мегабайт (сокращенно обозначаемый Мбайт), равный 1024 Кбайтам и гигабайт (Гбайт), равный 1023 Мбайтам. Для ориентировки скажем, что если на странице текста помещается в среднем 2500 знаков, то один Мбайт – это примерно 400 страниц, а 1 Гбайт – 400 тыс. страниц терабайт.

Часть A

(1). (2)Вся другая информация (звуки, изображения) для обработки на компьютере должна быть преобразована в числовую форму. (3)Аналогичным образом на компьютере обрабатывается и текстовая информация: при вводе в компьютер каждая буква кодируется определённым числом, а при переводе на внешние устройства по этим числам строятся соответствующие изображения букв. (4)Это соответствие между набором букв и числами называется кодировкой символов. (5)Все числа в компьютере представляются с помощью нулей и единиц, а не десяти цифр, как это привычно для людей. (6). компьютеры обычно работают в двоичной системе счисления.

1) Персональные компьютеры – это универсальные устройства для обработки информации.
2) Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме.
3) Вся информация, предназначенная для долговременного пользования, хранится в файлах.
4) Информация в компьютере хранится в памяти или на различных носителях, например на гибких и жёстких дисках.

Правильный ответ – предложение №2. В предложении №2 (Вся другая информация (звуки, изображения) для обработки на компьютере должна быть преобразована в числовую форму) имеется подсказка: словосочетание другая информация указывает на то, что в предыдущем предложении должна была идти речь о том, какая именно информация обрабатывается компьютером (информация, представленная в числовой форме).

Текст.

(1). (2)Однако не все эти фрагменты должны войти в реферат. (3)Их следует отобрать в соответствии с темой реферата и сгруппировать вокруг развивающих её нескольких больших подтем. (4)При этом важно точно и лаконично изложить содержание отобранных фрагментов, провести их смысловое свёртывание. (5)Под смысловым свёртыванием, или компрессией, понимается операция, приводящая к сокращению текста без потери важной, актуальной информации. (6). компрессия, предусматривающая исключение из текста избыточной, второстепенной информации, является одним из ведущих приёмов при написании реферата.

Какое из приведённых ниже предложений должно быть первым в этом тексте?

• Фрагменты, содержащие второстепенную информацию, не должны перегружать текст реферата.
• Выделение в текстах ключевых фрагментов является основой для написания реферата.
• Часто при работе с текстом приходится удалять или заменять не отдельные предложения, а целые фрагменты текста.
• Различные главы реферата несут различный объём информации.

Какое из приведённых ниже слов или сочетаний слов должно быть не месте пропуска в шестом предложении текста?

• И только
• Ещё
• С другой стороны,
• Таким образом,

Укажите значение слова РЕФЕРАТ во втором предложении текста.

• часть художественного или научного произведения, содержащая предварительные разъяснения и замечания
• творческая работа, заключающаяся в устном или письменном пересказе прослушанного и проанализированного текста
• письменный доклад по определённой теме, в котором обобщается информация из одного или нескольких источников
• данные, факты независимо от формы их представления, которые несут в себе смысловую нагрузку

Правильные ответы:

1. Выделение в текстах ключевых фрагментов является основой для написания реферата.
2. Таким образом,
3. письменный доклад по определённой теме, в котором обобщается информация из одного или нескольких источников

Укажите верную характеристику третьего (3) предложения текста.

1) сложное с бессоюзной и союзной сочинительной связью
2) сложносочинённое
3) сложное бессоюзное
4) сложное с бессоюзной и союзной подчинительной связью

Для того чтобы определить тип предложения, необходимо, в первую очередь, найти грамматическую основу предложения. Составим схему предложения:

Аналогичным образом на компьютере обрабатывается и текстовая информация: при вводе в компьютер каждая буква кодируется определённым числом, а при переводе на внешние устройства по этим числам строятся соответствующие изображения букв.

1.обрабатывается информация: 2.буква кодируется, а 3.изображения букв строятся.

Мы выделили в предложении несколько (3) грамматических основ, следовательно, предложение сложное. Как видно из схемы, часть №1 и часть №2 соединены бессоюзной связью (на письме – двоеточие), а часть №2 и часть №3 с помощью сочинительного союза а. Таким образом, данное предложение характеризуется как сложное с бессоюзной и союзной сочинительной связью.
Верный ответ — №1

Решение задания A10 по русскому языку

Представление информации в компьютере

Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Вся другая информация для обработки на компьютере должна быть преобразована в числовую форму. Например, чтобы преобразовать таким образом музыкальный звук, можно через небольшие промежутки времени измерять его интенсивность на определенных частотах, представляя результаты каждого измерения в числовой форме. С помощью программ для компьютера можно выполнить преобразования полученной информации, например наложить друг на друга звуки различных источников. После этого результат можно преобразовать обратно в звуковую форму.

Аналогичным образом на компьютере можно обработать и текстовую информацию. При вводе в компьютер каждая буква кодируется определенным числом, а при выводе на внешние устройства для восприятия человеком по этим числам строится соответствующее изображение буквы.

Компьютер может обрабатывать числовую, текстовую, графическую, звуковую, видеоинформацию только тогда, когда она представлена в нем в двоичном коде (двоичная форма представления информации), т. е. используется алфавит мощностью в два символа: логический 0 и логическая 1. Связано это с тем, что информацию удобно представлять в виде последовательности сигналов (электрических импульсов): сигнал отсутствует – (0), сигнал есть – (1). Такое кодирование принято называть двоичным, а сами логические последовательности нулей и единиц – машинным языком. Каждая цифра машинного двоичного кода несет количество информации, равное одному биту.

Бит – это единица информации, представляющая собой двоичный разряд, который может принимать значение 0 или 1. При записи двоичной цифры можно реализовать выбор только одного из двух возможных состояний, а значит, она несет количество информации, равное одному биту. Следовательно, две цифры несут информацию 2 бита, четыре разряда – 4 бита и т. д. Чтобы определить количество информации в битах, достаточно определить количество цифр в двоичном машинном коде. Благодаря введению понятия единицы информации появилась возможность определения размера любой информации числом бит. Поэтому объем информации определяют в битах.

Для удобства информацию, представленную в компьютере, описывают многоразрядными последовательностями двоичных чисел. Эти последовательности объединяются в группы по 8 бит. Такая группа именуется байтом; например, число 11010011 – это информация величиной 1 байт. Байт – это восемь последовательных бит. В 1 байте можно кодировать значение одного символа из 256 (28) возможных комбинаций.

Более крупными единицами информации являются: килобайт (Кбайт), мегабайт (Мбайт), гигабайт (Гбайт): 1 Кбайт = 1024 байт; 1 Мбайт = 1024 Кбайт; 1 Гбайт = – 1024 Мбайт. В этих единицах измеряется емкость запоминающих устройств.

Перед тем как кодировать любую информацию, нужно договориться о том, какие используются коды, в каком порядке они записываются, хранятся и передаются. Это называется языком представления информации.

Кодирование текстовой информации. В настоящее время большинство пользователей с помощью компьютера обрабатывают текстовую информацию, которая состоит из символов: букв, цифр, знаков препинания и др. Чтобы закодировать один символ, традиционно используют количество информации, равное 1 байту, т. е. I = 1 байт = 8 бит. В 60‑е годы XX века это было закреплено комитетом ASCII США в ASCII‑стандарте.

Формула, которая связывает между собой количество возможных событий Km количество информации 7, позволяет вычислить, сколько различных символов можно закодировать (считая, что символы – это возможные события):

Следовательно, для представления текстовой информации можно использовать алфавит мощностью 256 символов. Суть кодирования заключается в том, что каждому символу ставят в соответствие двоичный код от 00000000 до 11111111 или соответствующий ему десятичный код от 0 до 255.

В середине 90‑х годов XX века появилась новая кодировка – Unicode, поддерживающая 65 536 различных символов. В ней на каждый символ отводится по 2 байта:

К = 21 = 216 = 65 536.

Следует отметить, что кодировка Unicode используется в случаях, когда к кодированию не предъявляются дополнительные требования (например, когда необходимо указать на возникшую ошибку, исправить ошибку, обеспечить секретность информации или использовать ее в различных операционных системах).

Кодирование графической информации. В середине 50‑х годов для больших ЭВМ, которые применялись в научных и военных исследованиях, впервые было реализовано представление данных в графическом виде. В настоящее время широко используются технологии обработки графической информации с помощью персонального компьютера (ПК). Графический интерфейс пользователя стал стандартом де‑факто для программного обеспечения разных классов, начиная с операционных систем. Это связано со свойством человеческой психики: наглядность способствует более быстрому пониманию. Широкое применение получила специальная область информатики – компьютерная графика, которая изучает методы и средства создания и обработки изображений с помощью программно‑аппаратных вычислительных комплексов. Без нее трудно представить уже не только компьютерный, но и вполне материальный мир, так как визуализация данных применяется во многих сферах человеческой деятельности: в медицине, образовании, в опытно‑конструкторских разработках, научных исследованиях и др.

Особенно интенсивно технология обработки графической информации с помощью компьютера стала развиваться в 80‑х годах. Графическую информацию можно представлять в двух формах: аналоговой и дискретной. Живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно, – это пример аналогового представления, а изображение, напечатанное с помощью струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета, – это дискретное представление. Для представления графической информации в двоичной форме используются растровый и векторный способы.

Растровый способ. Вертикальными и горизонтальными линиями изображение разбивается на отдельные точки; каждому элементу ставятся в соответствие коды его цвета и место, которое он занимает. При этом качество кодирования будет зависеть от размера точки и количества используемых цветов. Чем меньше размер точки (т. е. изображение составляется из большего количества точек), тем выше качество кодирования. Чем большее количество цветов используется (т. е. точка изображения может принимать больше возможных состояний), тем больше информации несет каждая точка, а значит, увеличивается качество кодирования. Поэтому информация о каждой клетке будет иметь довольно сложный вид: номер клетки, яркость, тон, насыщенность, цвет и др.

Векторный способ. Информация вычисляется по специальным формулам, описывающим какой‑либо объект.

Трехмерная графика (3D). Способ представления графической информации, в котором сочетаются векторный и растровый способы формирования изображений. Теоретически 3D изучает методы и приемы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве, а на практике создает объемные модели на плоскости.

Кодирование звуковой информации. Мир наполнен самыми разнообразными звуками: тиканьем часов и гулом моторов, завыванием ветра и шелестом листьев, пением птиц и голосами людей. О том, как рождаются звуки и что они собой представляют, люди начали догадываться очень давно. Еще древнегреческий философ и ученый‑энциклопедист Аристотель, исходя из наблюдений, объяснял природу звука, полагая, что звучащее тело создает попеременное сжатие и разрежение воздуха. Так, колеблющаяся струна то разрежает, то уплотняет воздух, а из‑за упругости воздуха эти чередующиеся воздействия передаются дальше в пространство – от слоя к слою, возникают упругие волны. Достигая нашего уха, они воздействуют на барабанные перепонки и вызывают ощущение звука.

На слух человек воспринимает упругие волны, имеющие частоту где‑то в пределах от 16 Гц до 20 кГц (1 Гц – одно колебание в секунду). В соответствии с этим упругие волны в любой среде, частоты которых лежат в указанных пределах, называют звуковыми волнами или просто звуком. В учении о звуке важны такие понятия, как тон и тембр звука. Всякий реальный звук, будь то игра на музыкальных инструментах или голос человека, – это своеобразная смесь многих гармонических колебаний с определенным набором частот.

Колебание, которое имеет наиболее низкую частоту, называют основным тоном, другие колебания называют обертонами.

Тембр – это разное количество обертонов, присущих тому или иному звуку, которое придает ему особую окраску. Отличие одного тембра от другого обусловлено не только числом, но и интенсивностью обертонов, сопровождающих звучание основного тона. Именно по тембру мы легко можем отличить звуки рояля и скрипки, гитары и флейты, узнать голос знакомого человека.

Музыкальный звук можно характеризовать тремя качествами:

– тембром, т. е. окраской звука, которая зависит от формы колебаний;

– высотой, определяющейся числом колебаний в секунду (частотой);

– громкостью, зависящей от интенсивности колебаний.

Звуковую информацию можно представить в дискретной и аналоговой формах. Их отличие в том, что при дискретном представлении информации физическая величина изменяется скачкообразно, принимая конечное множество значений. Если же информацию представить в аналоговой форме, то физическая величина может принимать бесконечное количество значений, непрерывно изменяющихся.

Семпл – это промежуток времени между двумя измерениями амплитуды аналогового сигнала. Дословно sample переводится с английского как «образец». В мультимедийной и профессиональной звуковой терминологии это слово имеет несколько значений. Семплом называют также любую последовательность цифровых данных, которые получили путем аналого‑цифрового преобразования. Сам процесс преобразования называют семплированием или дискредитацией.

Важными параметрами семплирования являются частота и разрядность.

Частота – это количество измерений амплитуды аналогового сигнала в секунду. Если частота семплирования не будет более чем в два раза превышать частоту верхней границы звукового диапазона, то на высоких частотах будут происходить потери. Так как диапазон колебаний звуковых волн находится в пределах от 20 Гц до 20 кГц, то стандартной является частота 44,1 кГц – выбрана с таким расчетом, чтобы количество измерений сигнала в секунду было больше, чем количество колебаний за тот же промежуток времени. Если же частота дискредитации значительно ниже частоты звуковой волны, то амплитуда сигнала успевает несколько раз измениться за время между измерениями, а это приводит к тому, что цифровой отпечаток несет хаотичный набор данных. При цифро‑аналоговом преобразовании такой семпл не передает основной сигнал, а только выдает шум. Для экономии вычислительных ресурсов ЭВМ в мультимедийных приложениях довольно часто применяют меньшие частоты: 11, 22, 32 кГц. Это приводит к уменьшению слышимого диапазона частот, и как следствие происходит искажение звука.

Разрядность указывает, с какой точностью происходят изменения амплитуды аналогового сигнала. Точность, с которой при оцифровке передается значение амплитуды сигнала в каждый из моментов времени, определяет качество сигнала после цифро‑аналогового преобразования. Именно от разрядности зависит достоверность восстановления формы волны. Для кодирования значения амплитуды обычно используют 8‑, 16– или 20‑битовое представление значений амплитуды. Если использовать 8‑битовое кодирование, то можно достичь точности изменения амплитуды аналогового сигнала до 1/256 от динамического диапазона цифрового устройства (28 = 256). Если использовать 16‑битовое кодирование для представления значений амплитуды звукового сигнала, то точность измерения возрастет в 256 раз. В современных преобразователях принято использовать 20‑битовое кодирование сигнала, что позволяет получать высококачественную оцифровку звука.

Но эти данные истинны только для того сигнала, чей максимальный уровень – 0 дБ. Если нужно семплировать сигнал с уровнем 6 дБ и разрядностью 16 бит, то для кодирования его амплитуды будет оставаться на самом деле только 15 бит. Если нужно семплировать сигнал с уровнем 12 дБ, то для кодирования его амплитуды будет оставаться только 14 бит. С увеличением уровня сигнала увеличивается разрядность его оцифровки, а значит, уменьшается уровень нелинейных искажений, который принято называть шумом квантования. В свою очередь, каждые 6 дБ, уменьшающие уровень, будут «съедать» по 1 биту.

Дата добавления: 2018-10-26 ; просмотров: 1196 ; Мы поможем в написании вашей работы!