Технические средства информатизации

Технические средства

информатизации

Преподаватель спец. дисциплин: Замятин Артем Михайлович

Информация, виды информации, представление

информации в ЭВМ.Технические средства

информатизации

Тема:

План

1. Информация, виды информации

2. Представление информации в ЭВМ

3. Определение и классификация технических средств информатизации

Подходы к определению информации

Информация, виды информацииВопрос 1

1. Количественно-информационный

Информация определяется как мера неопределенности (энтропия) события

(К. Шенон)


И нформация , виды информацииВопрос 1

2. Философский Информация определяется как свойство

материи. Информацию содержат любые сообщения, воспринимаемые человеком или приборами. Информация не может существовать вне материи, а значит, она существовала, и будет существовать вечно – ее можно накапливать, хранить и перерабатывать. (В.М. Глушков)



3. Логико-семантический

Информация трактуется как знание, причем не любое знание, а та его часть, которая используется для ориентировки, для активного действия, для управления и самоуправления.

Определение информации


Информация – набор символов, графических образов или звуковых сигналов, несущих определенную смысловую нагрузку.

Формы информации:


1. Символьная

2. Текстовая

3. Графическая

4. Звуковая

Источники информации:


Данные, которые накапливаются, систематизируются,

обрабатываются и отображаются.

Основные операциями над данными:


1. Сбор и хранение2. Формализация 3. Фильтрация4. Сортировка5. Архивация6. Защита7. Транспортировка8. Преобразование

Представление информация в ЭВМВопрос 2

Во внешнем представлении (для пользователя) все данные хранятся в

виде файлов.

Файл – область памяти на внешнем носителе, которой присвоено имя.

П редс т авле ние информация в ЭВМВопрос 2

Во внешнем представлении (для пользователя) все данные хранятся в

виде файлов.

Файл – область памяти на внешнем носителе, которой присвоено имя.


1. Последовательность символов (текст);

2. Числовая информация;

3. Изображение (графика, фотографии, рисунки, схемы);

4. Звук (речь, мелодия);

5. Видео (фильм, анимация).

Способы представления данных:


1. Представление текстовой и числовой информации;

ASCII-код (от англ. American Standart Code for Information Interchange) был введен в США в 1963 г., модифицирован 1973 г.

1 Символ = 1 Байт = 8 Бит

A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100

A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100


Символы от 0 до 127 – латинские буквы, цифры и знаки препинания составляют постоянную (базовую) часть таблицы.

Символы от 128 до255 отводится под национальный стандарт – расширенная таблица. Состав этих символов определяется кодовой страницей. В русской редакции используется кодовые страницы СР-866(DOS) и СР-1251(Windows) , ISO 8859, KOI 8-r (Unix).

Базовая таблица ASCII - символов

Кодировка символов, предложенная IBM

Кодовая таблица СР-866

Кодовая таблица CP-1251


1. Представление текстовой и числовой информации;

UNICODE-код был предложен некоммерческой организацией «Консорциум Юникода» в 1991 г., используется с 1993 г.

1 Символ = 2 Байта = 16 Бит

A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100


UNICODE-код состоит из 2-х разделов:

A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100

1. универсальный набор символов (англ. UCS, universal character set)

2. семейство кодировок (англ. UTF, Unicode transformation format).

П редс т авле ние информация в ЭВМВопрос 2A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100

1) 1.1 (соответствует стандарту ISO/IEC 10646—1:1993), стандарт 1991—1995 годов.2) 2.0, 2.1 (тот же стандарт ISO/IEC 10646—1:1993 плюс дополнения: «Amendments» с 1-го по 7-е и «Technical Corrigenda» 1 и 2), стандарт 1996 года.3) 3.0 (стандарт ISO/IEC 10646—1:2000), стандарт 2000 года.4) 3.2, стандарт 2002 года.5) 4.0, стандарт 2003.6) 4.01, стандарт 2004.7) 4.1, стандарт 2005.8) 5.0, стандарт 2006.9) 5.1, стандарт 2008.10) 5.2, стандарт 2009.11) 6.0, стандарт 2010.

Версии стандартов UNICODE-кода:


n

i

ii ban

1

1*

ia

1ib

Формулы перевода из одной системы счисления в другую.

n – число в заданной системе координат

- цифра числа

- заданная система счисления

Представление чисел осуществляется при помощи формулы:

Система счисления – это способ наименования и представления чисел с помощью символов, имеющих определенные количественные значения.

10-ая 16-ая 2-ая 8-ая

0 0 0000 0

1 1 0001 1

2 2 0010 2

3 3 0011 3

4 4 0100 4

5 5 0101 5

6 6 0110 6

7 7 0111 7

8 8 1000 10

9 9 1001 11

10 A 1010 12

11 B 1011 13

12 C 1100 14

13 D 1101 15

14 E 1110 16

15 F 1111 17

Системы счисления:

П редс т авле ние информация в ЭВМВопрос 2Формулы перевода из одной системы счисления в

другую.

n – число в заданной системе координат

Примеры и обозначение:

1) Способ: 125610 = 04E816 = 100111010002 = 235088

2) Способ: 1256 = 04E8h = 10011101000b = 235088


2. Представление изображения в ЭВМ;

A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100

1. Растровая графика

2. Векторная графика


Растровая графика - изображение, представляющее собой сетку пикселей или цветных точек (растр) на компьютерном мониторе, бумаге и других отображающих устройствах и материалах

A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100


Растровая графика - изображение, представляющее собой сетку пикселей или цветных точек (растр) на компьютерном мониторе, бумаге и других отображающих устройствах и материалах

A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100


Растровое изображение

A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100


Основные характеристики:

1) Разрешение – количество пикселей по ширине и высоте или общее количество пикселей.

1024×768, 640×480 или 4 Мегапикселей

2) Глубина цвета– количество используемых цветов. N = 2k, где N — количество цветов, а k - глубина цвета;

3) Размер пиксела

4) Цветовое пространство (цветовая модель)RGB, CMYK, XYZ, YCbCr

Цветовые пространства

CMYKRGB

ГолубойПурпурный ЖелтыйТемно-серый

КрасныйЗеленыйСиний

XYZСинийЗеленыйЖелтый (Красный)

Цветовые пространства

YCbCr (YUV)

Y = 0.299 * R + 0.587 * G + 0.114 * B;U = -0.14713 * R - 0.28886 * G + 0.436 * B;V = 0.615 * R - 0.51499 * G - 0.10001 * B;

Y = 0.299 * R + 0.587 * G + 0.114 * B;U = -0.14713 * R - 0.28886 * G + 0.436 * B;V = 0.615 * R - 0.51499 * G - 0.10001 * B;

R = Y + 1.13983 * V;G = Y - 0.39465 * U - 0.58060 * V;B = Y + 2.03211 * U;

R = Y + 1.13983 * V;G = Y - 0.39465 * U - 0.58060 * V;B = Y + 2.03211 * U;

Y - Яркость

U и V – Цветоразностные составляющие


Достоинства и недостатки:

1. Позволяет создать любой рисунок

2. Распространённость

3. Высокая скорость обработки

4. Растровое изображение естественно для большинства устройств ввода-вывода

1. Большой размер файлов

2. Невозможность идеального масштабирования

3. Невозможность вывода на печать на плоттер


Форматы растровых изображений1) BMP (bitmap) - используется без сжатия, хотя возможно использование алгоритма RLE

2) GIF (Graphics Interchange Format) устаревающий формат, поддерживающий не более 256 цветов одновременно

3) PCX - устаревший формат, позволявший хорошо сжимать простые рисованные изображения

4) PNG (Portable Network Graphics)

5) JPEG - очень широко используемый формат изображений, сжатие основано на усреднении цвета соседних пикселей

6) TIFF - формат поддерживает большой диапазон изменения глубины цвета, разные цветовые пространства, разные настройки сжатия (как с потерями, так и без)

7) RAW - хранит информацию, непосредственно получаемую с матрицы цифрового фотоаппарата или аналогичного устройства без применения к ней каких-либо преобразований, а также хранит настройки фотокамеры.


Векторная графика - способ представления изображений в компьютерной графике, основанный на использовании элементарных геометрических объектов, таких как точки, линии, сплайны и многоугольники.

A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100



Растровая и векторная графика:


Достоинства и недостатки:

1. Размер используя минимальное количество информации

2. Масштабирование изображения

1. Не все объекты можно изобразить в векторном виде

2. Затруднителен перевод из растрового в векторное изображение

3. Трудность работы с маленькими изображениями


Примитивные объекты:

1. Ломаные линии

2. Многоугольники

3. Окружности и эллипсы

4. Кривые Безье (Безигоны)

5. Компьютерные шрифты


1. CDR – формат используемый программой Corel Draw

2. SVG – язык разметки масштабируемой векторной графики, созданный Консорциумом W3C входящий в подмножество расширяемого языка разметки XML, предназначен для описания двумерной векторной и смешанной векторно-растровой графики в формате XML

3. OpenVG - это стандартный API формат, предназначен для аппаратно-ускоряемой двухмерной векторной графики, разработанный Khronos Group.

4. WMF универсальный формат векторных графических файлов для Windows приложений.

5. DFX - открытый формат файлов для обмена графической информацией между приложениями САПР

6. GXL

Форматы векторных изображений


3. Представление звуковой информации в ЭВМ;

A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100

Цифровой звук – это аналоговый звуковой сигнал, представленный посредством дискретных численных значений его амплитуды.


Ам

плит

уда

Время


Оцифровка звука (оцифровки звука или аналогово-цифровое преобразование) - технология преобразования аналогового звукового сигнала в цифровой вид, которая осуществляется путем замеров амплитуды сигнала с определенным временным шагом и последующей записи полученных значений в численном виде


Оцифровка звука включает процессы:

A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100

1. Процесс дискретизации (осуществление выборки) сигнала по времени- процесс получения значений сигнала, который преобразуется, с определенным временным шагом - шагом дискретизации.

Количество замеров величины сигнала, осуществляемых в одну секунду, называют частотой дискретизации или частотой выборки, или частотой сэмплирования (от англ. « sampling» – «выборка»).


Оцифровка звука включает процессы:

A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100

Процесс дискретизации (осуществление выборки) сигнала по времени


2. Процесс квантования по амплитуде

- процесс замены реальных значений амплитуды сигнала значениями, приближенными с некоторой точностью.

Каждый из 2N возможных уровней называется уровнем квантования, а расстояние между двумя ближайшими уровнями квантования называется шагом квантования.


Процесс квантования по амплитуде.


3. Процесс кодирования/декодирования (оцифровки)- процесс в результате которого значение каждого квантованного отсчета представляется в виде числа, соответствующего порядковому номеру уровня квантования. Обратный процесс называется декодированием.


Полный цикл преобразования звука: от оцифровки до воспроизведения


Основные параметры влияющие на качество звука

A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100

1. Разрядность - размерность (количество) бит информации кодируемое/декодируемое при АЦП и ЦАП.

2. Частота дискретизации (англ. sample rate) - частота взятия отсчетов непрерывного во времени сигнала при его дискретизации (АЦП), измеряется в Герцах.

3. Шум - нежелательные фазовые и/или частотные случайные отклонения передаваемого сигнала

4. Передискритизация - изменение частоты дискретизации дискретного (чаще всего цифрового) сигнала.


Основные форматы звука

A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100

1. OGG - это относительно новый универсальный формат аудио компрессии, официально вышедший летом 2002 года

2. MP3 - третий слой формата кодирования звуковой дорожки MPEG, лицензируемый формат файла для хранения аудиоинформации

3. WAV - формат файла-контейнера для хранения записи оцифрованного аудиопотока.

4. WMA - лицензируемый формат файла, разработанный компанией Microsoft для хранения и трансляции аудиоинформации.


4. Представление видео (мультимедийной) информации в ЭВМ;

A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100

Мультимедийная информация – это совокупность визуальных и аудиоэффектов под управлением интерактивного программного обеспечения с использованием современных технических и программных средств, они объединяют: текст, звук, графику, фото, видео в одном цифровом представлении.


Форматы мультимедийной информации:

A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100

PAL - видеостандарт, используемый в Европе и России: размер видео 720х576, 25 fps (25 кадров в секунду).

NTSC - 720х480, 29,97 fps.

SECAM – формат телевизионного вещания.

VHS - аналоговое видео, видеокассеты.

DV (Digital Video) - это видеоформат цифровой записи с коэффициентом сжатия 5:1 (самый маленький), объем 20 Гб.



A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100

MPEG (Moving Pictures Expert Group) - стандарт сжатия. MPEG -1 (352х240 - CDROM);

MPEG-2 (DVD-, HDD-, Flash-камеры) размер 4,7 Гб ;

MPEG-3,

MPEG-4 (MP4) -это формат, получаемый с помощью известных кодеков DivX, XviD, H.264, размер 700 Мб.

HD (High Definition) - формат высокого разрешения, новый формат особой четкости изображения. Две разновидности: HD1 с разрешением 1280х720 и HD2 - 1440х1080.



A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100

AVI (Audio-Video Interleaved) - это контейнер, разработанный Microsoft, в котором могут храниться потоки 4-х типов - видео, аудио, текст и midi.

WMV (Windows Media Video) - это формат от Microsoft, именно в нем вы получите видеоролик, сделанный с помощью Movie Maker.

MOV - формат Apple Macintosh QuickTime, может содержать кроме видео также графику, анимацию, 3D. Чаще всего для проигрывания этого формата нужен QuickTime Player.



A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100

MKV - (Матрешка или Matroska) – это контейнер, который может содержать видео, аудио, субтитры, меню и пр., с открытым кодом.

3gp - видео для мобильных телефонов третьего поколения, имеют малый размер и низкое качество.

FLV (Flash Video) - формат видео для размещения и передачи в Интернете, используется такими площадками для размещения видеоклипов, как YouTube, RuTube, Tube.BY, Google Video, Муви и многие другие.

SWF (Shockwave Flash) - это расширение анимации созданной в программе Adobe Flash, а также видео в формате flash, проигрывается браузерами с помощью Flash Player. Флеш-ролики тоже широко распространены в Интернете.



A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100

RM, RA, RAM - расширения RealVideo формата от компании RealNetworks, который используется для телевизионной трансляции в Интернете. Имеет маленький размер файла и низкое качество.

VOB (Versioned Object Base) - это расширение контейнера, который может содержать несколько потоков видео (формата MPEG-2) и аудио, а также меню и субтитры фильма (файлы на DVD-диске с фильмом).

IFO - файлы на DVD-диске, содержащие информацию о фильме, меню, порядке запуска VOB-файлов, необходимую, например, DVD-проигрывателю, т.е. служебные файлы.

m2v, m2p - расширения видео в формате MPEG-2. предназначенные для создания VOB-файлов и записи DVD-диска.



A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100

Технические средства информатизацииВопрос 3

Информатизация – это система взаимосвязанных процессов:

1) информационный – обеспечение представления всей социально значимой информации в форме, доступной для хранения, обработки и передачи электронными средствами;

Технич е с кие средс тва информатизацииВопрос 3A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100

2) познавательный – это процесс, направленный на формирование и сохранение целостной модели мира, позволяющей обществу осуществлять регулирование своего развития на всех уровнях – от индивидуальной деятельности до функционирования общественных институтов;

3) материальный процесс – это процесс формирующий глобальную инфраструктуру электронных средств хранения, обработки и передачи информации.


Процесс - выполнение пассивных инструкций компьютерной программы на процессоре ЭВМ.


Технические средства информатизации представляют собой совокупность компьютерной техники и ее периферийных устройств, обеспечивающих сбор, хранение и обработку информации, и коммуникационной техники, осуществляющей передачу данных.


Технические средства информатизации – это совокупность систем, машин, приборов, механизмов, устройств и прочих видов оборудования, предназначенных для автоматизации различных технологических процессов информатики, причем таких, выходным продуктом которых является именно информация (сведения, знания) или данные, используемые для удовлетворения информационных потребностей в разных областях предметной деятельности общества.


Свойства современных ТСИ:

Во-первых, они состоят из большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих элементов;

Во-вторых, они отличаются сложностью процессов движения информации и поведения, что обусловлено большим числом взаимосвязанных функций, реализуемых техническими средствами и системами.

A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ

Documents

Технические средства информатизации