Открытый урок по теме «Виды компьютерной информации. Великолепная пятерка мультимедиа»
— Что такое информация? (Это сведения, которые помогают нам ориентироваться в окружающем мире).
— Как человек воспринимает информацию? (С помощью органов чувств)
— Какие вы знаете органы чувств? (зрение — глаза, слух- ухо, обоняние- нос, осязание – кожа, вкус – язык)
Б) Практика – проверка. (Учащиеся отгадывают предметы с помощью органов чувств)
— Какие вы знаете виды информации (Числовая, текстовая, графическая, звуковая, видеоинформация)
Практика – проверка. (На столах лежат карточки, которые содержат определенный вид информации)
— Покажите карточку, которая содержит текстовую информацию, числовую информацию, графическую информацию).
— Что можно делать с информацией? (Принимать, обрабатывать, хранить, выдавать).
— Что, значит, уметь работать с информацией? (Это значит уметь принимать, обрабатывать, хранить, выдавать эту информацию).
Уроки 6 — 7
Дискретность. Алфавитный подход к оценке количества информации
§7. Дискретность. §8. Алфавитный подход к оценке количества информации
Поскольку данные в компьютерах передаются с помощью дискретных сигналов, компьютеры могут хранить и обрабатывать только дискретную информацию, т. е. такую, которая может быть записана с помощью конечного количества знаков некоторого алфавита. Поэтому для ввода любых данных в компьютер их нужно перевести в дискретный код.
Дискретность означает, что мы представляем нечто целое (непрерывное) в виде набора отдельных элементов. Например, картина художника — это аналоговая (непрерывная) информация, а мозаика, сделанная на её основе (рисунок из кусочков разноцветного стекла), — дискретная. Множество вещественных чисел непрерывно (между любыми двумя различными числами есть ещё бесконечно много других), а множество целых чисел дискретно.
Дискретизация — это представление единого объекта в виде множества отдельных элементов.
Всем известное иррациональное число л содержит бесконечное количество знаков в дробной части. Если мы хотим записать, чему равно π, необходимо остановиться на каком-то знаке, отбросив остальные, например: π ≈ 3,14. Таким образом, мы перешли к дискретной информации, потому что рассматриваем только числа с шагом 0,01 — точки на числовой оси (рис. 2.10).
Рис. 2.10
Изменение высоты столбика термометра — это аналоговая информация, а записанная температура, округлённая до десятых долей градуса (например, 36,6°), — дискретная (рис. 2.11).
Рис. 2.11
Дискретность состоит в том, что записанные значения температуры изменяются скачкообразно (через 0,1°), — это дискретизация по уровню, или квантование. Кроме того, обычно температуру больного измеряют не непрерывно, а несколько раз в день — появляется дискретизация по времени.
Заметим, что при дискретизации, как правило, происходит потеря информации. В данном случае мы, во-первых, потеряли информацию об изменении температуры между моментами измерений и, во-вторых, исказили измеренные значения, округлив их до десятых (каждая дискретизация, и по времени, и по уровню, вносит свою ошибку). Чтобы уменьшить ошибки, нужно уменьшить шаг дискретизации — измерять температуру чаще, записывать показания термометра до тысячных долей градуса. Однако в любой практической задаче есть некоторый предел, после которого увеличение точности уже никак не влияет на конечный результат.
Из приведённого примера понятно, что непрерывность или дискретность — это не свойство самой информации, а свойство её представления. В данном случае информация — это сведения об изменении температуры человека в течение дня. Если бы температура измерялась постоянно и записывалась самописцем (в виде графика), можно было бы говорить о том, что информация представлена в аналоговой (непрерывной) форме.
Ещё один пример — аналоговые («стрелочные») и цифровые вольтметры, которые измеряют одну и ту же величину, но выводят результат измерения в разном виде (рис. 2.12).
Рис. 2.12
Теперь подумаем, как записать аналоговую величину, которая может принимать бесконечное множество значений. Вы уже знаете, что с помощью алфавита, состоящего из N символов, можно закодировать Q = разных сообщений длины L. Поэтому теоретически для записи аналоговой величины придется использовать бесконечное число знаков.
Итак, когда мы хотим записать (зафиксировать) информацию с помощью какого-то алфавита, нужно переходить к дискретному представлению. С одной стороны, это делает более надёжной передачу данных (если обе стороны одинаково понимают используемые знаки). С другой стороны, при дискретизации часть информации теряется.
Хотя аналоговую информацию невозможно точно представить в дискретном виде, при увеличении точности дискретизации свойства непрерывной и дискретной информации практически совпадают. Например, для точной записи числа тг требуется бесконечное количество цифр, но в расчётах чаще всего достаточно знать это значение с точностью не более 10 знаков.
Идеальная непрерывность существует только в теории. Мы считаем дерево, пластмассу, металл непрерывными, но на самом деле они состоят из отдельных молекул, расположенных на некотором расстоянии друг от друга, — это значит, что вещество дискретно. Иллюстрация в книге кажется нам сплошной, но при сильном увеличении видно, что она строится из отдельных точек (имеет «растр») (рис. 2.13).
Рис. 2.13
«Плёночная» фотография считается аналоговой, но при увеличении снимка с фотоплёнки нельзя бесконечно получать все новые и новые детали — предел «уточнения» определяется величиной зерна светочувствительного материала.
Мы часто воспринимаем дискретные объекты как непрерывные, потому что наши органы чувств не позволяют различить отдельные элементы. Например, разрешающая способность глаза составляет около одной угловой минуты (1′ = 1/60 часть градуса), это значение определяется размером элементов сетчатки глаза. Поэтому человек не может различить два объекта, если направления на них различаются меньше, чем на 1′. Для того чтобы повысить разрешающую способность при наблюдении, применяют специальные приборы (например, бинокли и микроскопы).
Следующая страница Вопросы и задания
Cкачать материалы урока
Виды компьютерной информации
Как ранее было сказано, человек имеет дело со многими видами информации. Рассмотрим, какую информацию компьютер, по сравнения с человеком, не может принять, поэтому, обработать, хранить и выдавать.
— Так, ввести в компьютер запах розы, вкус яблока или мягкость плюшевой игрушки — нельзя никак.
Ранее говорилось, что компьютер это электронная машина, а значит, он работает с сигналами. Поэтому компьютер может работать только с той информацией, которую можно представить в виде сигнала. Если бы можно было представить вкус, запах в виде сигнала, то компьютер ног бы работать и с такой информацией, но делать этого пока не научились.
Надо отметить, что хорошо превращается в сигналы то, что мы видим. Для этой цели используют специальные электронные устройства: видеокамеры, цифровые фотоаппараты, сканеры.
Давно научились превращать в сигналы то, что мы слышим. Делают это с помощью микрофона.
Очень трудно превращать в сигналы то, что человек чувствует с помощью обоняния, осязания и вкуса. Ученые ещё не нашли таких способов. Значит, компьютеры с такой информацией работать, пока, не могут.
Вывод:
Компьютер может, работать только с той информацией, которую мы видим и слышим.
Пять видов компьютерной информации
Современные компьютеры могут работать с пятью видами информации:
1. Числовой информацией (числа);
2. Текстовой информацией (буквы, слова, предложения, тексты);
3. Графической информацией (картинки, рисунки, чертежи);
4. Звуковой информацией (музыка, речь, звуки);
5. Видеоинформацией (видеофильмы, мультфильмы, кинофильмы).
Все эти пять видов информации вместе называют одним словом: — мультимедиа.
Если компьютер может работать со всеми этими пятью видами информации, то его называют мультимедийным.
Если компьютерная программа использует все эти виды информации, то её называют мультимедийной.
Числовая информация
Для передачи информации на большое расстояние по проводам сто лет начал человек изобрел телеграф. Нашелся способ превращения чисел и букв в сигналы — специальная телеграфная азбука (Азбука Морзе). Короткий сигнал «точка». Длинный сигнал — «тире».
Для компьютеров азбука Морзе не пригодна, так как очень неудобно разбираться с тем, какой сигнал длинный, а какой короткий. Придумали более простые сигналы: если есть сигнал, то это единица. Если нет — нолик. Осталось научиться представлять числа в виде единиц и ноликов. Компьютер делает гак:
2 – 10 (ноль — один)
3 – 11 (один — один)
4 – 100 (один — ноль — ноль)
5 – 101 (один — ноль — один)
6 – 110 (один — один — ноль)
7 – 111 (один — один — один)
8 – 1000 (один — ноль — ноль — ноль)
9 – 1001 (один — ноль — ноль — один)
10 – 1010 (один — ноль — один — ноль)
Если необходимо перевести число 1999 в сигналы (двоичный код) то компьютер сам способен перевести его.
Минимальное число представления информации — (ноль и один) – называют битами. Группа из восьми битов — байтами. Их четырех — полубайт.
В один байт можно записать число от 0 до 255. Для записи числа 1998 необходимо воспользоваться вторым байтом.
В двух байтах можно записать число — от 0 до 65535.
В трех — от 0 до 16 миллионов.
Текстовая информация
Каждой букве присваивается числовой номер. Например — букве «А» число 1, а букве «Б» — 2. Надо сказать, что прописные и заглавные буквы имеют разное число. В том числе, русский алфавит и латинский имеют свою кодировку. Для того чтобы различные компьютеры понимали друг — друга ученые выработали единый стандарт представления букв числами и назвали его «Кодировкой символов» «КОИ» (Рис. 1.1.1).
Рис. 1.1.1. Кодировка символов
Превратив буквы в числа, компьютер превращает числа в сигналы, и записывает их битами, из которых собираются байты:
А — 192- 11000000
Б — 193 — 11000001
В — 194- 11000010
Д — 196 – 11000100 и так далее.
Графическая информация
Компьютеры могут работать с графической информацией. Это могут быть рисунки или фотографии. Для того чтобы картинка могла храниться и обрабатываться в компьютере, ей превращают в сигналы. Такое превращение называют оцифровкой (Рис. 1.1.2).
Для оцифровки графической информации служат специальные цифровые фотокамеры или специальные устройства – сканеры.
Рис. 1.1.2 Пример оцифровки рисунка
Цифровая камера работает, как обычный фотоаппарат, только изображение не попадает на фотопленку, а «запоминается» в электронной памяти такого «фотоаппарата». Потом такой аппарат подключают к компьютеру и по проводу передают сигналы, которыми зашифровано изображение.
Если картинка сделана на бумаге, то для того, чтобы превратить её в сигналы, используют сканеры. Картинку кладут в сканер. Сканер просматривает каждую точку этой картинки и передает в компьютер числа (байты), которыми зашифрован цвет каждой точки. Например:
Черная точка: 0, 0, 0;
Белая точка: 255, 255, 255;
Коричневая точка:153, 102, 51;
Светло-серая точка: 160, 160, 160;
Темно-серая точка: 80, 80, 80.
У каждого цвета свой шифр (его называют цветовым кодом).
Если каждый цвет передавать тремя байтами, то можно зашифровать более 16 миллионов цветов. Это гораздо больше, чем может различить человеческий глаз, но для компьютера это не предел.
Звуковая информация
Звук, музыка и человеческая речь поступает в компьютер в виде сигналов и тоже оцифровывается (Рис. 1.1.3. Рис. 1.1.4.), то есть превращается в числа, а потом — в байты и биты. Компьютер их хранит, обрабатывает и может воспроизвести (проиграть музыку или произнести слово).
Для того чтобы ввести звуковую информацию в компьютер, к нему подключают микрофон или соединяют с другими электронными музыкальными устройствами, например, с магнитофоном или проигрывателем. Если в компьютере есть специальная, звуковая плата, то он может обрабатывать звуковую информации и воспроизводить человеческую речь, музыку и звуки.
Видеоинформация
Современные компьютеры могут работать с видеоинформацией. Они могут записывать и воспроизводить видеофильмы, мультфильмы и кинофильмы. Как и все прочие виды информации, видеоинформация тоже превращается в сигналы и записывается в виде битов и байтов. Происходит это точно так же, как и с картинками — разница лишь в том, что таких «картинок» надо обрабатывать очень много.
Фильмы состоят из кадров. Каждый кадр — эго как бы отдельная картинка. Чтобы изображение на экране, выглядело «живой» и двигалось, кадры должны сменять друг друга с большой скоростью — 25 кадров в секунду. Если компьютер мощный и быстрый, то он может 25 раз в секунду обрабатывать в своей памяти новую картинку и показывать её на экране.
Сигналы для записи видеоизображений компьютер получает от видеокамеры. Как и все другие виды информации, он преобразует эти сигналы в биты и байты и записывает их в свою память.
Выводится видеоизображение на экран компьютерного монитора. При этом вместе с изображением может выводиться и звук.
Вопросы для повторения
1. Понятие: информация и информатика.
2. Воздействие средств информации на органы чувств человека.
3. Виды компьютерной информации. Дать их понятие и способы представления в ПК.
Как компьютер запоминает данные в ОЗУ?
Последовательность битов или 1 байт «01000001», записанный в ОЗУ, может означать что угодно — это может быть число «65», буква «А» или цвет картинки. Чтобы операционная система могла понимать, что означают эти биты, были придуманы различные кодировки для разных типов данных: MP3, WAV, MPEG4, ASCII, Unicode, BMP, Jpeg. Например, давайте попытаемся записать кириллическую букву «р» в нашу память. Для этого сначала необходимо перевести её в формат Unicode-символа (шестнадцатеричное число). «р» в Unicode-таблице это «0440». Далее мы должны выбрать, в какой кодировке будем сохранять число, пусть это будет UTF-16. Тогда в двоичной системе Unicode-символ примет вид «00000100 01000000». И уже это значение мы можем записывать в ОЗУ. Оно состоит из двух байт. А вот если бы мы взяли английскую «s», в двоичном виде она бы выглядела вот так «01110011».
Дело в том, что английский алфавит занимает лишь 1 байт, так как в UTF-кодировке он умещается в диапазон чисел от 0 до 255. В 256 комбинаций спокойно вмещаются числа от 0 до 9 и английский алфавит, а вот остальные символы уже нет, поэтому, например, для русских символов нужно 2 байта, а для японских или китайских символов нам понадобится уже 3 и даже 4 байта.
Вот мы и разобрались с тем, как работает оперативная память и как можно записать в неё данные. Понравился материал? Делитесь им с друзьями и давайте обсудим его в нашем чате.
Включение компьютера
Внимание! Если у вас персональный компьютер, убедитесь, что все устройства правильно подключены между собой, а сетевой шнур к исправной электрической розетке.
Для включения ПК или ноутбука нужно нажать кнопку питания «Power». Её расположение на разных компьютерах может отличаться, но её обозначение всегда неизменно.
Первый запуск компьютера может потребовать больше времени, чем все последующие. Это связано с загрузкой начальных параметров операционной системы. В это время изображения на мониторе может несколько раз выключаться (мигать). От вас могут потребоваться дополнительные действия по выбору часового пояса или языка. Все последующие загрузки компьютера будут проходить гораздо быстрее, среднее время 30-50 секунд.
На современных операционных системах, в процессе первой загрузки будет предложено создать учётную запись, чтобы при последующих запусках вход осуществлялся через идентификацию (ввод логина и пароля). Это требуется для того, чтобы обезопасить данные на вашем ПК.
Копиры
Трудно себе представить, но когда-то не так давно, когда единственный способ сделать копию документа состоял в том, чтобы переписать его вручную либо набрав его снова на пишущей машинке, офисы пользовались услугами специальных клерков. Несмотря на то что печатный станок был запущен на Западе ещё в XV веке Йоханнесом Гутенбергом, такие машины не использовались в офисе. Редкие компании покупали небольшие печатные машины, другие фирмы просто передавали заказы на печать крупным издательствам.
В конце концов, технология ксерографии («сухое письмо») была создана, усовершенствована и привела к созданию копиров, с которыми знакомы современные потребители. Первые копиры производили чёрно-белые изображения, и они по-прежнему актуальны для размножения документов в наше время. Выбор того, нужен ли цветной копировальный аппарат, зависит от типов документов, которые печатаются регулярно. Технология цветной печати становится все более доступной, особенно с внедрением комбинированных устройств.
Многофункциональные устройства в последние годы стали невероятно популярными среди небольших предприятий и для домашних пользователей. МФУ может сэкономить место, снизить затраты на энергию и повысить производительность за счёт интеграции традиционных офисных функций печати, отправки факсов, сканирования и копирования в одном устройстве. МФУ продолжают снижаться в цене, улучшая свои возможности.
