Представление информации в памяти компьютера Расчёт информационного объёма

Представление информации
в памяти компьютера
Расчёт информационного
объёма
Урок информатики
Татьяна Геннадьевна Яковлева, учитель информатики высшей категории
МОУ гимназия №23 г. Челябинска, 2009 год
Кодирование
Представление
информации
осуществляться с помощью языков,
являются знаковыми системами.
может
которые
Каждая знаковая система строится на основе
определённого алфавита и правил выполнения
операций над знаками.
Кодирование - это операция преобразования
знаков или групп знаков одной знаковой системы в
знаки или группы знаков другой знаковой системы.
Татьяна Геннадьевна Яковлева, учитель информатики высшей категории
МОУ гимназия №23 г. Челябинска, 2009 год
Двоичное кодирование
Двоичное кодирование – это кодирование с
помощью языка, содержащего два (любых) знака.
Любая информация в компьютере представлена
в двоичном коде, алфавит которого состоит из
двух цифр (0 и 1)
Примеры двоичных кодов
1) Число 2002 в 16-разрядном представлении - 0000011111010010
2) Слово «file» в кодировке ASCII – 01100100 01101001 01110011 01101011
3) Ярко зелёный цвет в системе цветопередачи RGB при 24-разрядном
представлении – 0000000 11111111 00000000
Каждая цифра машинного двоичного кода несёт количество
информации, равное одному биту.
Татьяна Геннадьевна Яковлева, учитель информатики высшей категории
МОУ гимназия №23 г. Челябинска, 2009 год
Основной принцип кодирования
При кодировании любого множества каких-либо
знаков (различных цветов в выбранной палитре, всех
символов клавиатуры и т.д.) необходимо помнить, что
каждому элементу этого множества нужно поставить в
соответствие уникальный код.
Для кодирования арабских цифр необходимо 10
различных кодов, для кодирования строчных латинских
букв – 26 кодов и т.д.
Татьяна Геннадьевна Яковлева, учитель информатики высшей категории
МОУ гимназия №23 г. Челябинска, 2009 год
Основной принцип кодирования
При двоичном кодировании количество различных кодов N связано с
длиной кода I формулой
N=2i
1) Какой длины нужно взять двоичный код, чтобы закодировать 32
различных буквы?
2) Сколько различных кодов можно получить при длине кода, равной 7
двоичным цифрам (7 битам)?
Татьяна Геннадьевна Яковлева, учитель информатики высшей категории
МОУ гимназия №23 г. Челябинска, 2009 год
Основной принцип кодирования
Задача. Для отображения состояния системы
используется четыре лампочки, каждая из которых
может гореть, мигать или погаснуть. Сколько различных
состояний системы можно отобразить в этом случае?
Решение. N=34 = 81
Татьяна Геннадьевна Яковлева, учитель информатики высшей категории
МОУ гимназия №23 г. Челябинска, 2009 год
Расчёт информационного объёма
Задача. Сейсмическая станция ведет наблюдение за
состоянием земной коры. Результатом одного
измерения является одно из 56 различных состояний,
которое записывается при помощи минимально
возможного количества бит. Станция сделала 180
измерений.
Каков
информационный
объем
результатов измерений.
1. 56 байт
2. 135 бит
3. 180 байт
4. 135 байт
Татьяна Геннадьевна Яковлева, учитель информатики высшей категории
МОУ гимназия №23 г. Челябинска, 2009 год
Расчёт информационного объёма
Расчёт информационного объёма текстового сообщения
(количества информации, содержащейся в информационном
сообщении) основан на подсчёте количества символов в этом
сообщении, включая пробелы, и на определении информационного
веса одного символа, который зависит от кодировки, используемой
при передаче и хранении данного сообщения.
Для расчёта информационного объёма текстового
сообщения используется формула V=K*i,
где V – это информационный объём текстового
сообщения, измеряющийся в байтах, килобайтах,
мегабайтах;
K – количество символов в сообщении,
i – информационный вес одного символа, который
измеряется в битах на один символ.
Татьяна Геннадьевна Яковлева, учитель информатики высшей категории
МОУ гимназия №23 г. Челябинска, 2009 год
Расчёт информационного объёма
Задача. Информация в кодировке Unicode передается со
скоростью 128 знаков в секунду в течение 32 минут. Какую
часть дискеты ёмкостью 1,44Мб займёт переданная
информация?
Дано:
v=128 символов/сек;
t=32 минуты=1920сек;
i=16 бит/символ
Решение:
1) K=v*t=245760символов
2)V=K*i=245760*16=3932160бит=49
1520байт=480 Кб=0,469Мб,
что составляет
3) 0,469Мб*100%/1,44Мб=33%
объёма дискеты
Ответ: 33% объёма дискеты будет занято переданным
сообщением
Татьяна Геннадьевна Яковлева, учитель информатики высшей категории
МОУ гимназия №23 г. Челябинска, 2009 год
Расчёт информационного объёма
Задача. Автоматическое устройство осуществило перекодировку
информационного сообщения на русском языке, первоначально
записанного в 16-битном коде Unicode, в 8-битную кодировку КОИ-8.
При этом информационное сообщение уменьшилось на 480 бит.
Какова длина сообщения в символах?
1)30
2) 60
3) 120
4) 480
Решение:
обозначим количество символов через N;
при 16-битной кодировке объем сообщения равен 16*N бит;
когда его перекодировали в 8-битный код, его объем стал равен–
8*N бит
таким образом, сообщение уменьшилось на 16*N – 8*N = 8*N = 480
бит
отсюда находим N = 480/8 = 60 символов (ответ 2).
Татьяна Геннадьевна Яковлева, учитель информатики высшей категории
ЭМОУ гимназия №23 г. Челябинска, 2009 год
Расчёт информационного объёма
Задача для самостоятельного решения.
В некоторой кодировке слово из 36 букв занимает на 6
байта больше, чем слово из 33 букв. Сколько бит
отводится на одну букву, если под все символы этой
кодировки отводится равный объем памяти?
1.
2.
3.
4.
16 бит
24 бита
2 бита
16 байт
Татьяна Геннадьевна Яковлева, учитель информатики высшей категории
МОУ гимназия №23 г. Челябинска, 2009 год
Расчёт информационного объёма
Расчёт информационного объёма растрового графического
изображения (количества информации, содержащейся в
графическом изображении) основан на подсчёте количества
пикселей в этом изображении и на определении глубины цвета
(информационного веса одного пикселя).
Для расчёта информационного объёма растрового графического
изображения используется формула V=K*i,
где V – это информационный объём растрового графического
изображения, измеряющийся в байтах, килобайтах, мегабайтах;
K – количество пикселей (точек) в изображении, определяющееся
разрешающей способностью носителя информации (экрана
монитора, сканера, принтера);
i – глубина цвета, которая измеряется в битах на один пиксель.
Татьяна Геннадьевна Яковлева, учитель информатики высшей категории
МОУ гимназия №23 г. Челябинска, 2009 год
Расчёт информационного объёма
Глубина цвета задаётся количеством битов, используемым
для кодирования цвета точки.
Глубина цвета связана с количеством отображаемых цветов
формулой
N=2i, где N – это количество цветов в палитре, i – глубина
цвета в битах на один пиксель.
Задача. В результате преобразования растрового графического
изображения количество цветов уменьшилось с 256 до 16. Как при этом
изменится глубина цвета?
Ответ: Уменьшится в 2 раза.
Татьяна Геннадьевна Яковлева, учитель информатики высшей категории
МОУ гимназия №23 г. Челябинска, 2009 год
Расчёт информационного объёма
Задача. Видеопамять компьютера имеет объем 512Кб, размер
графической сетки 640200, в палитре 16 цветов. Какое количество
страниц экрана может одновременно разместиться в
видеопамяти компьютера?
Дано:
K=640200=128000
пикселей;
N=16 цветов;
Vвп=512 Кб
Решение:
Используем формулы
V=K*i; N=2i; m= Vвп/V, где m – это
количество страниц экрана
16=24  i=4 бита/пиксель;
K=640200=128000пикселей
V=128000*4=512000бит=64000байт=62,5Кб
на один экран
M=512/62,5=8 страниц
Ответ: 8 полных страниц экрана можно одновременно хранить в
видеопамяти компьютера
Татьяна Геннадьевна Яковлева, учитель информатики высшей категории
МОУ гимназия №23 г. Челябинска, 2009 год
Расчёт информационного объёма
Расчёт информационного объёма звуковой информации
(количества информации, содержащейся в звуковом файле)
определяется глубиной звука и частотой дискретизации.
Для расчёта информационного объёма звукового файла
используется формула V=f*t*i,
где V – это информационный объём растрового графического
изображения, измеряющийся в байтах, килобайтах,
мегабайтах;
f – частота дискретизации звука, измеряемая в гц;
i – глубина звука (в современных звуковых картах 16 бит);
t – время звучания звукового файла.
Если звук стерео, то объём увеличивается в два раза.
Татьяна Геннадьевна Яковлева, учитель информатики высшей категории
МОУ гимназия №23 г. Челябинска, 2009 год
Расчёт информационного объёма
Задача. На дискету записывают монозвуковые файлы с
частотой дискретизации 10 КГц в 8 битовой кодировке.
Сколько звуковых файлов длительностью по 3 секунды
каждый уместится на дискете 3,5”, имеющей 2847 секторов по
512 байт каждый?
1. 46
2. 48 3. 47 4. 50
Дано:
f=10 Кгц;
t=3 сек;
Vдискеты= 512 *2847 байт
i=8 бит
Решение:
Используем формулы
V=f*t*i = 10000*3*8 бит=240000 бит=
30000 байт
Количество звуковых файлов найдём
делением объёма дискеты на объём одного
звукового файла 512 *2847 / 30000 = 48,59
Ответ: 48 звуковых файлов (2 ответ)
Татьяна Геннадьевна Яковлева, учитель информатики высшей категории
МОУ гимназия №23 г. Челябинска, 2009 год