Слайд 2Двоичное кодирование в компьютере
Вся информация, которую обрабатывает компьютер должна быть представлена двоичным
![Двоичное кодирование в компьютере Вся информация, которую обрабатывает компьютер должна быть представлена](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/399142/slide-1.jpg)
кодом с помощью двух цифр: 0 и 1. Эти два символа принято называть двоичными цифрами или битами.
С помощью двух цифр 0 и 1 можно закодировать любое сообщение. Это явилось причиной того, что в компьютере обязательно должно быть организованно два важных процесса: кодирование и декодирование.
Кодирование – преобразование входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, т.е. двоичный код.
Декодирование – преобразование данных из двоичного кода в форму, понятную человеку.
Слайд 3Почему двоичное кодирование
С точки зрения технической реализации использование двоичной системы счисления для
![Почему двоичное кодирование С точки зрения технической реализации использование двоичной системы счисления](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/399142/slide-2.jpg)
кодирования информации оказалось намного более простым, чем применение других способов. Действительно, удобно кодировать информацию в виде последовательности нулей и единиц, если представить эти значения как два возможных устойчивых состояния электронного элемента:
0 – отсутствие электрического сигнала;
1 – наличие электрического сигнала.
Эти состояния легко различать. Недостаток двоичного кодирования – длинные коды. Но в технике легче иметь дело с большим количеством простых элементов, чем с небольшим числом сложных.
Способы кодирования и декодирования информации в компьютере, в первую очередь, зависит от вида информации, а именно, что должно кодироваться: числа, текст, графические изображения или звук.
Слайд 4Кодирование звука
Использование компьютера для обработки звука началось позднее, нежели чисел, текстов и
![Кодирование звука Использование компьютера для обработки звука началось позднее, нежели чисел, текстов](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/399142/slide-3.jpg)
графики.
Звук – волна с непрерывно изменяющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда, тем он громче для человека, чем больше частота, тем выше тон.
Звуковые сигналы в окружающем нас мире необычайно разнообразны. Сложные непрерывные сигналы можно с достаточной точностью представлять в виде суммы некоторого числа простейших синусоидальных колебаний. Причем каждое слагаемое, то есть каждая синусоида, может быть точно задана некоторым набором числовых параметров – амплитуды, фазы и частоты, которые можно рассматривать как код звука в некоторый момент времени.
Слайд 5Временная дискретизация звука
В процессе кодирования звукового сигнала производится его временная дискретизация –
![Временная дискретизация звука В процессе кодирования звукового сигнала производится его временная дискретизация](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/399142/slide-4.jpg)
непрерывная волна разбивается на отдельные маленькие временные участки и для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды.
Таким образом непрерывная зависимость амплитуды сигнала от времени заменяется на дискретную последовательность уровней громкости.
Слайд 6Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации.
Частота дискретизации
![Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации. Частота дискретизации](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/399142/slide-5.jpg)
– количество измерений уровня сигнала в единицу времени.
Количество уровней громкости определяет глубину кодирования. Современные звуковые карты обеспечивают 16-битную глубину кодирования звука. При этом количество уровней громкости равно N = 2I = 216 = 65536.
Слайд 7Представление видеоинформации
В последнее время компьютер все чаще используется для работы с видеоинформацией.
![Представление видеоинформации В последнее время компьютер все чаще используется для работы с](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/399142/slide-6.jpg)
Простейшей такой работой является просмотр кинофильмов и видеоклипов. Следует четко представлять, что обработка видеоинформации требует очень высокого быстродействия компьютерной системы.
Что представляет собой фильм с точки зрения информатики? Прежде всего, это сочетание звуковой и графической информации. Кроме того, для создания на экране эффекта движения используется дискретная по своей сути технология быстрой смены статических картинок. Исследования показали, что если за одну секунду сменяется более 10-12 кадров, то человеческий глаз воспринимает изменения на них как непрерывные.
Слайд 8Представление видеоинформации
Казалось бы, если проблемы кодирования статической графики и звука решены, то
![Представление видеоинформации Казалось бы, если проблемы кодирования статической графики и звука решены,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/399142/slide-7.jpg)
сохранить видеоизображение уже не составит труда.
Но это только на первый взгляд, поскольку при использовании традиционных методов сохранения информации электронная версия фильма получится слишком большой.
Достаточно очевидное усовершенствование состоит в том, чтобы первый кадр запомнить целиком (в литературе его принято называть ключевым), а в следующих сохранять лишь отличия от начального кадра (разностные кадры).
Слайд 9Некоторые форматы видеофайлов
Существует множество различных форматов представления видеоданных.
В среде Windows, например,
![Некоторые форматы видеофайлов Существует множество различных форматов представления видеоданных. В среде Windows,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/399142/slide-8.jpg)
уже более 10 лет применяется формат Video for Windows, базирующийся на универсальных файлах с расширением AVI (Audio Video Interleave – чередование аудио и видео).
Более универсальным является мультимедийный формат Quick Time, первоначально возникший на компьютерах Apple.
Все большее распространение в последнее время получают системы сжатия видеоизображений, допускающие некоторые незаметные для глаза искажения изображения с целью повышения степени сжатия. Наиболее известным стандартом подобного класса служит MPEG (Motion Picture Expert Group). Методы, применяемые в MPEG, непросты для понимания и опираются на достаточно сложную математику.
Большее распространение получила технология под названием DivX (Digital Video Express). Благодаря DivX удалось достигнуть степени сжатия, позволившей вмесить качественную запись полнометражного фильма на один компакт-диск – сжать 4,7 Гб DVD-фильма до 650 Мб.