Кодирование текст и граф информации

Информация…

Слово «информация»
происходит
от латинского слова informatio,
что в переводе означает
сведение, разъяснение, ознакомление.
Подходы к понятию информации
Традиционный
Вероятностный

Подходы к понятию информации
1. Традиционный подход
к понятию информации

Подходы к понятию информации
2. Вероятностный подход
к понятию информации
под информацией понимается не любое сообщение, а лишь то, которое уменьшает неопределенность знаний о каком-либо событии у получателя информации.

Измерение информации
Вся информация, обрабатываемая компьютером, представлена
двоичным кодом с помощью двух цифр – 0 и 1.
Б и т –
наименьшая единица измерения объема информации.
0 и 1 принято называть битами

Измерение информации
Графическая
Числовая
Текстовая
Звуковая
Табличная

Единицы измерения

Единицы измерения
Переведите
3,2 Гигабайт в Мегабайты
2078 байт в Килобайты
16 бит в байты

Содержательный (вероятностный)
подход
2. Алфавитный подход

Подходы к измерению информации
Содержательный (вероятностный) подход
Сообщение, уменьшающее неопределенность знаний человека в два раза, несет для него 1 бит информации.
Количество информации, заключенное в сообщении, определяется по формуле
где N – количество равновероятных событий;
i – количество информации (бит), заключенное в сообщении об одном из событий.
N = 2i

Ic – информационный объем сообщения
К – количество символов в сообщении N – мощность алфавита (количество символов в нем)
i - информационный объем 1 символа
Подходы к измерению информации
2. Алфавитный подход
Если допустить, что все символы алфавита встречаются в тексте с одинаковой частотой, то количество информации, заключенное в сообщении вычисляется по формуле:
основан на подсчете числа символов в сообщении

Задание 1.
Найти объем сообщения, набранного на компьютере:
Белеет парус одинокий в тумане моря голубом!
Ответ: 44 байта

Задача 1.
Сообщение, записанное буквами 32-символьного алфавита, содержит 140 символов. Какое количество информации оно несёт?

Задача 2. Информационное сообщение объёмом 720 битов состоит из 180 символов. Какова мощность алфавита, с помощью которого записано это сообщение?

Задача 3. Информационное сообщение объёмом 4 Кбайта состоит из 4096 символов. Каков информационный вес символа этого сообщения? Сколько символов содержит алфавит, с помощью которого записано это сообщение?

Представление и кодирование информации в компьютере
Все виды информации кодируются
на машинном языке, в виде двоичного кода:

ДВОИЧНОЕ КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ
Кодирование – это операция преобразования знаков или групп знаков одной знаковой системы в знаки или группы знаков другой знаковой системы.
Декодирование – расшифровка кодированных знаков, преобразование кода символа в его изображение
Двоичное кодирование – кодирование информации
в виде 0 и 1

ДВОИЧНОЕ КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ
Способы кодирования и декодирования информации в компьютере, в первую очередь, зависит от вида информации, а именно, что должно кодироваться:
числа
символьная информация (буквы, цифры, знаки)
графические изображения
звук

Дискретное (цифровое) представление текстовой, графической, звуковой информаци
ДВОИЧНОЕ КОДИРОВАНИЕ ЧИСЕЛ
Для записи информации о количестве объектов используются числа.
Числа записываются с использованием особых знаковых систем, которые называют системами счисления.
100 → 11001002
Система счисления – совокупность приемов и правил записи чисел с помощью определенного набора символов.
Все системы счисления делятся на две большие группы:
1. ПОЗИЦИОННЫЕ Количественное значение каждой цифры числа зависит от того,
в каком месте (позиции или разряде) записана та или иная цифра.
0,7
7
70
2. НЕПОЗИЦИОННЫЕ Количественное значение цифры числа не зависит от того, в каком месте (позиции или разряде) записана та или иная цифра.
XIX

Традиционно для кодирования одного символа используется количество информации, равное 1 байту, то есть
I= 1 байт = 8 битов.
Для кодирования одного символа требуется 1 байт информации. Если рассматривать символы как возможные события, то можно вычислить, какое количество различных символов можно закодировать:
N = 2I = 28 = 256
Кодирование заключается в том, что каждому символу ставится в соответствие уникальный десятичный код от 0 до 255 или соответствующий ему двоичный код от 00000000 до 11111111. Таким образом, человек различает символы по их начертаниям, а компьютер — по их кодам.

ДВОИЧНОЕ КОДИРОВАНИЕ ТЕКСТА
Кодирование – присвоение каждому символу десятичного кода от 0 до 255 или соответствующего ему двоичного кода от 00000000 до 11111111
Присвоение символу определенного кода – это вопрос соглашения, которое фиксируется в кодовой таблице.
В качестве международного стандарта была принята кодовая таблица ASCII (American Standard Code for Information Interchange) :
Коды с 0 по 32 (первые 33 кода) - коды операций (перевод строки, ввод пробела, т.е. соответствуют функциональным клавишам);
Коды с 33 по 127 – интернациональные, соответствуют символам латинского алфавита, цифрам, знакам арифметических операций, знакам препинания;
Коды с 128 по 255 – национальные, т.е. кодировка национального алфавита.
на 1 символ отводится 1 байт (8 бит), всего можно закодировать 28 = 256 символов

ДВОИЧНОЕ КОДИРОВАНИЕ ГРАФИКИ
Кодирование графической информации
Пространственная дискретизация – перевод графического изображения из аналоговой формы в цифровой компьютерный формат путем разбивания изображения на отдельные маленькие фрагменты (точки) где каждому элементу присваивается код цвета.
Пиксель – min участок изображения на экране, заданного цвета
Растровое изображение формируется из отдельных точек - пикселей, каждая из которых может иметь свой цвет. Двоичный код изображения, выводимого на экран храниться в видеопамяти. Кодирование рисунка растровой графики напоминает – мозаику из квадратов, имеющих определенный цвет

ДВОИЧНОЕ КОДИРОВАНИЕ ЗВУКА
В аналоговой форме звук представляет собой волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. На компьютере работать со звуковыми файлами начали с начала 90-х годов.
В основе кодирования звука с использованием ПК лежит – процесс преобразования колебаний воздуха в колебания электрического тока и последующая дискретизация аналогового электрического сигнала.
Кодирование и воспроизведение звуковой информации осуществляется с помощью специальных программ (редактор звукозаписи).
Качество воспроизведения закодированного звука зависит от – частоты дискретизации и её разрешения (глубины кодирования звука - количество уровней)
Качество кодирования звука зависит от:
1) глубины кодирования звука - количество уровней звука
2) частоты дискретизации – количество изменений уровня сигнала в единицу времени (как правило, за 1 сек).
N – количество различных уровней сигнала
i – глубина кодирования звука
Информационный объем звуковой информации равен:
I = i * k* t
где i – глубина звука (бит)
K – частота вещания (качество звука) (Гц) (48 кГц – аудио CD)
t – время звучания (сек)