Измерение информационного объема сообщения

Формула Хартли
M=Rn
M - мощность алфавита
R - количество знаков для кодирования
n – длина кода

Кодирование -
преобразования информации из одной формы в другую.
M= R n
Алфавит–исходный набор знаков.
Если алфавит из R знаков и используется код с постоянной длиной n, то можно получить M различных кодов.

M= R n; М= 9; R = 3; n= 2

Задача
Световое табло состоит из лампочек. Каждая лампочка может находиться в одном из трех состояний («включено», «выключено» или «мигает»). Какое наименьшее количество лампочек должно находиться на табло, чтобы с его помощью можно было передать 18 различных сигналов?
1) 6 2) 5 3)3 4) 4

Решение
Формула: M=Rn
Решение: R=3; M=18;
3 Х = 18;
Х=3;
3 3 =27,
Ответ: 3 лампочки – этого достаточно для получения 18 различных сигналов с избытком.

Измерение текста
I=k*i
M= 2 i
Сообщение состоит из k кодов. Для их построения применен алфавит мощностью М (- количеством различных символов в алфавите).
Чаще всего используют «компьютерный алфавит», в котором 256 символов, что дает длину кода 8бит.
Код длиной 8 бит получил название байт.

Задача
Во сколько раз увеличится информационный объем страницы текста при его преобразовании из кодировки Windows (таблица кодировки содержит 256 символов) в кодировку Unicode (таблица кодировки содержит 65536 символов)?
1)в 2 раза 2)в 8 раз 3)в 16 раз 4)в 256 раз

Решение
Формулы: I1=k*i1; I2=k*i2
Решение: Сообщение состоит из k кодов с алфавитами мощностью М1 и М2 (количеством различных символов в алфавите).
256= 2 i1; 65536= 2 i2;
I1=k*8; I2=k*16;
I2/ I1=2
Ответ: в 2 раза.

Пространственная дискретизация – это преобразование графического изображения из аналоговой (непрерывной) в цифровую (дискретную) форму:
Изображение разбивается на отдельные маленькие фрагменты (точки или пиксели),причем каждый элемент может иметь свой цвет (красный, синий, зеленый и т.д).
В результате получается растровое изображение, некоторое количество строк и точек в строке так называемая разрешающая способность растрового изображения.

Графическое изображение
Графическая сетка из видеопикселей
(picture element) - РАСТР:
k=640х480
k=1024х768
k=1280х1024

Цветность
FF0000:
00FF00:
0000FF:
FFFF00:
00FFFF:
FF00FF:

Экран

Печать

Измерение графической информации
M= 2 i
I=k*i
Изображение состоит из k точек. i -глубина цвета – это количество бит информации для хранения цвета точки –(длина кода).
M - Количество различных цветов (палитра).

Задача
Черно-белое (без градаций серого цвета) растровое графическое изображение имеет размер 10*10 точек. Какой объем памяти займет это изображение?

Решение
Формулы: M= 2 i
I=k*i
Решение:
M= 2 ; i=1; k=10*10
I=10*10*1=100бит
Ответ: 100бит

Задача
В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 65536 до 16. Во сколько раз уменьшится объем, занимаемой им памяти?

Решение
Формулы: I1=k*i1; I2=k*i2
Решение: Изображение состоит из k точек. Для их кодирования использовалась глубина цвета i1 и i2 .
16= 2 i1; I1=4* k
65536= 2 i2; I2=16* k
I2/ I1=4
Ответ: в 4 раза.

Звуковая информация
Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Звук тем громче, чем больше амплитуда; тем выше тон, чем больше частота сигнала. Для компьютера сигнал надо превратить в двоичный код - оцифровать.

Оцифровка звука

Измерение звуковой информации
M=2i
I=D*i*t
M-количество уровней громкости зависит от i-глубины звука (биты), используемых для кодирования одного уровня Информационный объем закодированного звука I где D-частота дискретизации (Гц), i-глубина звука (биты), t- время звучания в секундах.

Задача
Оцените информационный объем моноаудиофайла длительностью звучания 1минута, если глубина и частота дискретизации звукового сигнала равны соответственно: 16 бит и 8 кГц;

Решение
Формула: I=D*i*t
Решение:
I=8000Гц*16бит*60сек=7680000бит
7680000бит=960000б=937,5Кб
Ответ:=937,5Кб

Задача
Рассчитайте время звучания моноаудиофайла, если при 16 битном кодировании и частоте дискретизации32 кГц его объем равен 700 Кб.

Решение
I=D*i*t
Решение:700Кб=700*8*1024бит=5734400бит
t =5734400бит /(32000 1/сек)/16бит=11,2сек
Ответ: 11,2 сек

Сканер
Преобразует изображение в двоичный код, который записывается в память компьютера. Сканирование лучом рисунка соответствует сканированию луча на экране дисплея при выводе изображения. Разрешающая способность сканера измеряется в точках на дюйм dpi, (дюйм=2,54см).

Задача
Для самостоятельного решения
Сканируется цветное изображение размера 10х10см. Разрешающая способность сканера 600dpi и глубина цвета 32 бита.Какой информационный объем будет иметь полученный файл?

Задание
Черно-белое растровое графическое изображение имеет размер 10х10 точек. Какой объем памяти займет это изображение? А) 100 байт, Б) 10байт, Г) 100бит.
Цветное из 256 цветов растровое графическое изображение имеет размер 10х10 точек. Какой объем памяти займет это изображение? А) 100 байт, Б) 10байт, Г) 100бит.
Какие графические режимы может обеспечить видеопамять объемом в 1 Мбайт?
А) 640х480(4,8,16,24бит); Б) 800х600(4,8,16,24бит);
В)1280х1024 (4,8,16, бит); Г) 640х480(4бит).
256-цветный рисунок содержит 120 байт информации. Из скольких точек он состоит? А) 45; Б)8;В)120; Д)2.
Сканируется цветное изображение стандартного размера А4(21х29,7см). Разрешающая способность сканера 1200dpi и глубина цвета 24 бита. Какой информационный объем будет иметь полученный графический файл? А)398Кб; Б)398Мбит;
В)398Мб; Г)700Мб.