Во внутренней памяти компьютера представление информации дискретно или непрерывно

Обновлено: 06.07.2024

1. Информацию, изложенную на доступном для получателя языке называют:

  1. полной;
  2. полезной;
  3. актуальной;
  4. достоверной;
  5. понятной.

2. Информацию, не зависящую от личного мнения или суждения, называют:

  1. достоверной;
  2. актуальной;
  3. объективной;
  4. полной;
  5. понятной.

3. Информацию, отражающую истинное положение вещей, называют:

  1. полной;
  2. полезной;
  3. актуальной;
  4. достоверной;
  5. понятной.

4. Информацию, существенную и важную в настоящий момент, называют:

  1. полной;
  2. полезной;
  3. актуальной;
  4. достоверной;
  5. понятной.

5. Наибольший объем информации человек получает при помощи:

  1. органов слуха;
  2. органов зрения;
  3. органов осязания;
  4. органов обоняния;
  5. вкусовых рецепторов.

6. Тактильную информацию человек получает посредством:

  1. специальных приборов;
  2. термометра;
  3. барометра;
  4. органов осязания;
  5. органов слуха.

7. Сигнал называют аналоговым, если

  1. он может принимать конечное число конкретных значений;
  2. он непрерывно изменяется по амплитуде во времени;
  3. он несет текстовую информацию;
  4. он несет какую-либо информацию;
  5. это цифровой сигнал.

8. Сигнал называют дискретным, если

  1. он может принимать конечное число конкретных значений;
  2. он непрерывно изменяется по амплитуде во времени;
  3. он несет текстовую информацию;
  4. он несет какую-либо информацию;
  5. это цифровой сигнал.

9. Преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов называют -

  1. кодированием;
  2. дискретизацией;
  3. декодированием;
  4. информатизацией.

10. Во внутренней памяти компьютера представление информации

  1. непрерывно;
  2. дискретно;
  3. частично дискретно, частично непрерывно;
  4. информация представлена в виде символов и графиков.

11. Аналоговым сигналом является:

  1. сигнал светофора;
  2. сигнал SOS;
  3. сигнал маяка;
  4. электрокардиограмма;
  5. дорожный знак.

12. Дискретный сигнал формирует:

  1. барометр;
  2. термометр;
  3. спидометр;
  4. светофор.

13. Измерение температуры представляет собой:

  1. процесс хранения информации;
  2. процесс передачи информации;
  3. процесс получения информации;
  4. процесс защиты информации;
  5. процесс использования информации.

14. Перевод текста с английского языка на русский можно назвать:

  1. процесс хранения информации;
  2. процесс передачи информации;
  3. процесс получения информации;
  4. процесс защиты информации;
  5. процесс обработки информации.

15. Обмен информацией - это:

  1. выполнение домашней работы;
  2. просмотр телепрограммы;
  3. наблюдение за поведением рыб в аквариуме;
  4. разговор по телефону.

16. К формальным языкам можно отнести:

  1. английский язык;
  2. язык программирования;
  3. язык жестов;
  4. русский язык;
  5. китайский язык.

17. Основное отличие формальных языков от естественных:

  1. в наличии строгих правил грамматики и синтаксиса;
  2. количество знаков в каждом слове не превосходит некоторого фиксированного числа;
  3. каждое слово имеет не более двух значений;
  4. каждое слово имеет только один смысл;
  5. каждое слово имеет только один смысл и существуют строгие правил грамматики и синтаксиса.

18. Двоичное число 100012 соответствует десятичному числу

19. Число 248 соответствует числу

20. Какое число лишнее:

22. За единицу количества информации принимается:

23. В какой из последовательностей единицы измерения указаны в порядке возрастания

Вы уже владеете одним языком, а быть может и несколькими. Знаете некоторые понятия из химии, физики, математики и других наук. А для того, чтобы понимать и использовать компьютерный язык нужно иметь знания о представлении информации в памяти компьютера. В этой статье поговорим о представлении текста, графики, звука в ПК и рассмотрим основные положения, касающиеся этой темы.

Введение

Для того чтобы было намного проще понять, как представляются файлы в компьютере приведем несколько примеров из жизни с которыми сталкивался каждый:

  1. Вы хотите перейти дорогу, но дойдя до перекрестка, вы останавливаетесь, потому что загорелся красный свет. После небольшого ожидания цвет светофора меняется на зеленый. Машины тормозят, а вы продолжайте свой путь.
  2. Вы сильно торопитесь, когда едете на работу или учебу. Участник дорожного движения, который едет спереди двигается на низкой скорости. Вы моргаете ему фарами, он уступает вам дорогу, и вы едете дальше.

А теперь переведем эти ситуации на язык информатики – в данных ситуациях светофор и фары передают код. Красный сигнал говорит нам о том, что нужно остановиться, а моргание фарами это “код” с помощью которого мы просим уступить дорогу. Быть может вы удивитесь, но в основу любого человеческого языка тоже положен код, только символы в нем называются алфавитом. Теперь рассмотрим это определение более подробно. Итак:

Код – набор обозначений, с помощью которого можно представить информацию.

Кодирование – процесс, при котором данные переводятся в код.

По мере развития информационной сферы учеными и разработчиками предлагались многие способы кодирования информации. Некоторые из них остались незамеченными, другими же мы пользуемся до сих пор. В качестве примера приведем азбуку Морзе, разработанную Самюэлем Морзе в 1849 году. Буквы и цифры определяются в ней тремя символами:

  • Тире (длинный сигнал);
  • Точка (короткий сигнал);
  • Пауза или отсутствие сигнала.

Однако наибольшую популярность завоевал “двоичный код”, который предложил использовать Вильгельм Лейбниц в семнадцатом веке. Информация в нем определяется двумя символами – 0 и 1. Разработчикам данный метод кодирования сильно понравился из-за простоты его реализации. 0- это пропуск сигнала, а число 1- его наличие. Именно двоичное представление используется сегодня в ПК и в другой цифровой технике.

Представление и устройство памяти персонального компьютера

Скорее всего, вы знаете, что внутренняя память компьютера состоит из двух частей – оперативной и основной:

Чтобы иметь представление, как работает внутренняя память компьютера, и как её использовать, нужно заглянуть внутрь системного блока. Здесь можно провести аналогию с тетрадным листом “в клеточку”. Каждая клетка содержит в себе одно из двух состояний – 0 или 1. Если в ячейке стоит 1, то это говорит о том, что данная ячейка внутренней памяти включена, если 0, то выключена. Этот способ представления информации называется цифровым кодированием.

Представление памяти пк

Каждая ячейка внутренней памяти ПК хранит в себе единицу информации, которая называется битом. Составляя различные последовательности из битов, мы можем определить различную информацию. У цифрового кодирования много преимуществ – легко копировать и переносить материалы с одного носителя на другой. При создании дубликата копия полностью идентична оригиналу, что невозможно осуществить с данными, которые представлены в аналоговой форме. Из-за большого количества преимуществ в 80-х годах 20 века люди начали использовать способы представления текста, звука и фото с помощью цифр.

Представление графических типов информации в ПК

Сейчас существует два способа представления графических данных в машинном коде.

Растровый

Суть этого способа заключается в том, что графическое изображение делится на маленькие фрагменты, которые называются пиксели. Каждый пиксель содержит в себе информацию о своем цвете. Данный способ называется растровым кодированием.

Растровое изображение

Векторный

В отличие от растрового кодирования, в данном способе представление графики описывается с помощью векторов. Каждому вектору задают координаты начала и конца, толщину и цвет. Например, для отрисовки окружности надо будет задать координаты её центра и радиус, цвет заполнения (если он есть), а также цвет и толщину контура.

векторное изображение

Текст и числа

Представление текстовой информации во внутренней памяти персонального компьютера осуществляется с помощью специальных таблиц. На данный момент, распространение получили стандарты ASCII и UTF-8

ASCII

Таблица была разработана и стандартизирована в 1963 в США. Она предназначалась для обмена данными по телетайпу. Однако сейчас, с её помощью, можно определить различные буквы, знаки и числа. Один знак в этой таблице кодируется восемью битами.

Стандарт был предложен в 1992 году. Её разработали Кен Томпсон и Роб Пайк. С помощью этой кодировки можно представить все знаки в мире. Обладает большой популярностью в интернете – большинство сервисов и сайтов используют именно это таблицу.

Для записи голоса используется микрофон и звуковая плата компьютера. Чтобы компьютер смог определить звуковую информацию – её необходимо перевести в цифровую. Для этого аналоговый сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь. Там он разбивается на маленькие временные кусочки, каждому из которых устанавливается величина интенсивности голоса.

представление звука в пк

В результате функция A(t) преобразуется в дискретную последовательность. Качество звуковой информации полученной на выходе определяется частотой дискретизации.

Частота дискретизации – количестве измерений уровней громкости за одну секунду. Чем больше это значение, тем лучше качество.

Видео

Заключение

Теперь вы знаете о представлении информации в памяти компьютера. Если разобраться в цифровом кодировании и устройстве внутренней памяти ПК, то вы сможете понять и другие, более серьезные разделы информатики, такие как программирование, IP-адресация и другие. Если у вас возникли вопросы по теме, то задавайте их в комментариях к статье.


При аналоговом представлении информации величины могут принимать бесконечное множество значений.

При дискретном представлении информации величина может принимать конечное множество значений, при этом она изменяется скачкообразно.

Дискретизация – это преобразование аналоговой информации (непрерывных изображений и звука) в набор дискретных значений, каждому из которых присваивается значение его кода.

Дискретизация – это преобразование аналоговой информации (непрерывных изображений и звука) в набор дискретных значений, каждому из которых присваивается значение его кода.

Двоичное кодирование графической информации В процессе кодирования изображения производится его пространственная дискретизация . Пространственную дискретизацию можно сравнить с построением изображения из мозаики (большого количества маленьких, одинаковых по форме и размеру, разноцветных стекол). Любое изображение при кодировании представляется совокупностью точек ( пикселей ), каждая из которых окрашена в тот или иной цвет . Пиксель - наименьший элемент изображения.

Двоичное кодирование графической информации

В процессе кодирования изображения производится его пространственная дискретизация . Пространственную дискретизацию можно сравнить с построением изображения из мозаики (большого количества маленьких, одинаковых по форме и размеру, разноцветных стекол).

Любое изображение при кодировании представляется совокупностью точек ( пикселей ), каждая из которых окрашена в тот или иной цвет .

Пиксель - наименьший элемент изображения.

Разрешение изображения Качество двоичного кодирования изображения определяется разрешением рисунка и палитрой цветов . Разрешение — количество пикселей в изображении по горизонтали и вертикали.

Разрешение изображения

Качество двоичного кодирования изображения определяется разрешением рисунка и палитрой цветов .

Разрешение — количество пикселей в изображении по горизонтали и вертикали.

Палитра цветов Цветовая палитра (глубина цвета) определяет количество различных оттенков, которые может принимать отдельная точка рисунка. Количество цветов напрямую зависит от числа бит, отводимого для хранения цвета одной точки. где K — количество цветов , b — число бит, для хранения цвета точки .

Палитра цветов

Цветовая палитра (глубина цвета) определяет количество различных оттенков, которые может принимать отдельная точка рисунка.

Количество цветов напрямую зависит от числа бит, отводимого для хранения цвета одной точки.

где K — количество цветов , b — число бит, для хранения цвета точки .

Палитра цветов Чаще всего используются следующие палитры: 256 цветов — 8 бит на точку; High Color — 16 бит на точку; True Color — 24 (32) бита на точку. В режиме True Color цвет точки определяется яркостью свечения каждого из трех основных цветов красного, зеленого и синего. Яркость определяется целым числом от 0 (минимальная яркость свечения) до 255 (максимальная яркость свечения). Первый байт — яркость красной составляющей, второй — зеленой, третий — синей.

Палитра цветов

Чаще всего используются следующие палитры:

256 цветов — 8 бит на точку;

High Color — 16 бит на точку;

True Color — 24 (32) бита на точку.

В режиме True Color цвет точки определяется яркостью свечения каждого из трех основных цветов красного, зеленого и синего. Яркость определяется целым числом от 0 (минимальная яркость свечения) до 255 (максимальная яркость свечения). Первый байт — яркость красной составляющей, второй — зеленой, третий — синей.

True Color



Информационный объем изображения Информационный объем изображения можно определить по следующей формуле: где Р — информационный объем изображения; m — горизонтальное разрешение экрана (точек); n — вертикальное разрешение экрана (точек); b — разрядность кодирования цвета (бит). Ответ получается в байтах.

Информационный объем изображения

Информационный объем изображения можно определить по следующей формуле:

где Р — информационный объем изображения;

m — горизонтальное разрешение экрана (точек);

n — вертикальное разрешение экрана (точек);

b — разрядность кодирования цвета (бит).

Ответ получается в байтах.

Двоичное кодирование звуковой информации Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон.

Двоичное кодирование звуковой информации

Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон.

Звуковая плата преобразует звук при входе в цифровую информацию путем измерения характеристики звука (период, амплитуда) несколько тысяч раз в секунду. Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации .

Звуковая плата преобразует звук при входе в цифровую информацию путем измерения характеристики звука (период, амплитуда) несколько тысяч раз в секунду.

Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации .

Звуковая плата преобразует звук при входе в цифровую информацию путем измерения характеристики звука (период, амплитуда) несколько тысяч раз в секунду. Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации .

Звуковая плата преобразует звук при входе в цифровую информацию путем измерения характеристики звука (период, амплитуда) несколько тысяч раз в секунду.

Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации .

Частота дискретизации (  ) – количество измерений уровня сигнала в единицу времени. Число разрядов, используемое для создания цифрового звука, -- глубина кодирования или разрешение ( b ). Следует учитывать, что возможны как моно- , так и стерео- режимы.

Частота дискретизации (  ) – количество измерений уровня сигнала в единицу времени.

Число разрядов, используемое для создания цифрового звука, -- глубина кодирования или разрешение ( b ).

Следует учитывать, что возможны как моно- , так и стерео- режимы.

Передача информации производится с помощью сигналов, а самим сигналом является изменение некоторой характеристики носителя с течением времени. При этом в зависимости от особенностей изменения этой характеристики (т.е. параметра сигнала) с течением времени выделяют два типа сигналов: непрерывные и дискретные .

Сигнал называется непрерывным (или аналоговым), если его параметр может принимать любое значение в пределах некоторого интервала

Если обозначить Z- значение параметра сигнала, at- время, то зависимость Z(t) будет непрерывной функцией (рис.1.2,а).

Рис. 1.2. Непрерывные (а) и дискретные (б) сигналы

Примерами непрерывных сигналов являются речь и музыка, изображение, показание термометра (параметр сигнала - высота столба спирта или ртути - имеет непрерывный ряд значений) и пр.

Сигнал называется дискретным, если его параметр может принимать конечное число значений в пределах некоторого интервала.

Пример дискретных сигналов представлен на рис. 1.2,б. Как следует из определения, дискретные сигналы могут быть описаны дискретным и конечным множеством значений параметров . Примерами устройств, использующих дискретные сигналы, являются часы (электронные и механические), цифровые измерительные приборы, книги, табло и пр.

Принципиальным и важнейшим различием непрерывных и дискретных сигналов является то, что дискретные сигналы можно обозначить, т.е. приписать каждому из конечного чисел возможные значения сигнала знак, который будет отличать данный сигнал от другого.

Знак - это элемент некоторого конечного множества отличных друг от друга сущностей.

Вся совокупность знаков, используемых для представления дискретной информации, называется набором знаков.

Таким образом, набор есть дискретное множество знаков.

Набор знаков, в котором установлен порядок их следования, называется алфавитом.

Следовательно, алфавит - это упорядоченная совокупность знаков. Порядок следования знаков в алфавите называется лексикографическим. Благодаря этому порядку между знаками устанавливаются отношения «больше-меньше»: для двух знаков ξ и ψ принимается, что ξ < ψ, если порядковый номер у ξ, в алфавите меньше, чем у ψ.

Примером алфавита может служить совокупность арабских цифр 0,1. 9 - с его помощью можно записать любое целое число в системах счисления от двоичной до десятичной. Если к этому алфавиту добавить знаки «+» и «-», то сформируется набор знаков, применимый для записи любого целого числа, как положительного, так и отрицательного; правда, этот набор нельзя считать алфавитом, поскольку в нем не определен порядок следования знаков. Наконец, если добавить знак разделителя разрядов («.» или «,»), то такой алфавит позволит записать любое вещественное число.

Знаки, используемые для обозначения фонем человеческого языка, называются буквами, а их совокупность - алфавитом языка.

Сами по себе знак или буква не несут никакого смыслового содержания. Однако такое содержание им может быть приписано - в этом случае знак будет называться символом. (Например, массу в физике принято обозначать буквой m - следовательно, m является символом физической величины «масса» в формулах. Другим примером символов могут служить пиктограммы, обозначающие в компьютерных программах объекты или действия).

Таким образом, понятия «знак», «буква» и «символ» нельзя считать тождественными, (хотя весьма часто различия между ними не проводят, поэтому в информатике существуют понятия «символьная переменная», «кодировка символов алфавита», «символьная информация» - во всех приведенных примерах вместо термина «символьный» корректнее было бы использовать «знаковый» или «буквенный».)

Рис. 1.3. Варианты преобразований

Рассмотрим общий подход к преобразованию типа N → D. С математической точки зрения перевод сигнала из аналоговой формы в дискретную означает замену описывающей его непрерывной функции времени Z(t) на некотором отрезке [t1, t2] конечным множеством (массивом) i, ti> (i = 0. n, где n - количество точек разбиения временного интервала). Подобное преобразование называется дискретизацией непрерывного сигнала и осуществляется посредством двух операций: развертки по времени и квантования по величине сигнала.

Развертка по времени состоит в том, что наблюдение за значением величины Z производится не непрерывно, а лишь в определенные моменты времени с интервалом Δt:

Квантование по величине - это отображение вещественных значений параметра сигнала в конечное множество чисел, кратных некоторой постоянной величине - шагу квантования (ΔZ).

Рис. 1.4. Дискретизация аналогового сигнала за счет операций развертки по времени и квантования по величине

При такой замене довольно очевидно, что чем меньше n (больше Δt, тем меньше число узлов, но и точность замены Z(t) значениями Zi, будет меньшей. Другими словами, при дискретизации может происходить потеря части информации, связанной с особенностями функции Z(t). На первый взгляд кажется, что увеличением количества точек n можно улучшить соответствие между получаемым массивом и исходной функцией, однако полностью избежать потерь информации все равно не удастся, поскольку n - величина конечная.

Ответом на эти сомнения служит так называемая теорема отсчетов, доказанная в 1933г. В. А. Котельниковым (по этой причине ее иногда называют его именем), значение которой для решения проблем передачи информации было осознано лишь в 1948г. после работ К. Шеннона. Теорема, которую примем без доказательства, но результаты будем в дальнейшем использовать, гласит:

Непрерывный сигнал можно полностью отобразить и точно воссоздать по последовательности измерений или отсчетов величины этого сигнала через одинаковые интервалы времени, меньшие или равные половине периода максимальной частоты, имеющейся в сигнале.

Комментарии к теореме:

Теорема касается только тех линий связи, в которых для передачи используются колебательные или волновые процессы.

Любое подобное устройство использует не весь спектр частот колебаний, а лишь какую-то его часть; например, в телефонных линиях используются колебания с частотами от 300 Гц до 3400 Гц. Согласно теореме отсчетов определяющим является значение верхней границы частоты - обозначим его Vm.

Смысл теоремы в том, что дискретизация не приведет к потере информации и по дискретным сигналам можно будет полностью восстановить исходный аналоговый сигнал, если развертка по времени выполнена в соответствии со следующим соотношением:

Можно перефразировать теорему отсчетов:

Развертка по времени может быть осуществлена без потери информации, связанной с особенностями непрерывного (аналогового) сигнала, если шаг развертки не будет превышать Δt, определяемый в соответствии с (1.2).

Например, для точной передачи речевого сигнала с частотой до Vm = 4000 Гц при дискретной записи должно производиться не менее 8000 отсчетов в секунду; в телевизионном сигнале Vm ≈ 4 МГц, следовательно, для его точной передачи потребуется около 8000000 отсчетов в секунду.

Однако, помимо временной развертки, дискретизация имеет и другую составляющую - квантование. Выясним, как определяется шаг квантования ΔZ?

Выбор шага развертки по времени и квантования по величине сигнала лежат в основе оцифровки звука и изображения. Примерами устройств, в которых происходят такие преобразования, являются сканер, модем, устройства для цифровой записи звука и изображения, лазерный проигрыватель, графопостроитель. Термины «цифровая запись», «цифровой сигнал» следует понимать как дискретное представление с применением двоичного цифрового алфавита.

Таким образом, преобразование сигналов типа N → D, как и обратное D → N, может осуществляться без потери, содержащейся в них информации.

Преобразование типа D1 → D2 состоит в переходе при представлении сигналов от одного алфавита к другому - такая операция носит название перекодировка и может осуществляться без потерь. Примерами ситуаций, в которых осуществляются подобные преобразования, могут быть: запись-считывание с компьютерных носителей информации; шифровка и дешифровка текста; вычисления на калькуляторе.

• простоту и, как следствие, надежность и относительную дешевизну устройств по обработке информации;

• точность обработки информации, которая определяется количеством обрабатывающих элементов и не зависит от точности их изготовления;

Информация, порождаемая и существующая в природе, связана с материальным миром - это размеры, форма, цвет и другие физические, химические и прочие характеристики и свойства объектов. Данная информация передается посредством физических и иных взаимодействий и процессов. Эту природную информацию можно считать хаотической и неупорядоченной, поскольку никем и ничем не регулируется ее появление, существование, использование. Чаще всего она непрерывна по форме представления. Напротив, дискретная информация - это информация, прошедшая обработку - отбор, упорядочение, преобразование; она предназначена для дальнейшего применения человеком или техническим устройством. Другими словами, дискретная - это уже частично осмысленная информация, т.е. имеющая для кого-то смысл и значение и, как следствие, более высокий (с точки зрения пользы) статус, нежели непрерывная.

Читайте также: