Практическое занятие по информатике на тему_ _Кодирование информ. Кодирование информации и составление алгоритмов для решения технических задач

• Название: Кодирование информации и составление алгоритмов для решения технических задач
• Дата: 15.03.2023
• Размер: 1.49 Mb.
• Имя файла: Практическое занятие по информатике на тему_ _Кодирование информ.docx
• Тип: Практическая работа; #993369

Практическая работа №1 (4 ч.)

Тема: Кодирование информации и составление алгоритмов для решения технических задач.

Теоретические сведения:

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.

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.

Кодирование – преобразование входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, то есть двоичный код.

Декодирование – преобразование данных из двоичного кода в форму, понятную человеку.

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.

Аналоговый и дискретный способ кодирования

Человек способен воспринимать и хранить информацию в форме образов (зрительных, звуковых, осязательных, вкусовых и обонятельных). Зрительные образы могут быть сохранены в виде изображений (рисунков, фотографий и так далее), а звуковые — зафиксированы на пластинках, магнитных лентах, лазерных дисках и так далее.

Аналоговое представление - физическая величина принимает бесконечное множество значений, причем ее значения изменяются непрерывно. Дискретное представление - физическая величина принимает конечное множество значений, причем ее величина изменяется скачкообразно.

Преобразование графической и звуковой информации из аналоговой формы в дискретную производится путем дискретизации– преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов.

Кодирование изображений

Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно двумя способами – как растровое или как векторное изображение. Для каждого типа изображений используется свой способ кодирования.

Кодирование графической информации

Растровое изображение представляет собой совокупность точек (пикселей) разных цветов. Пиксель– минимальный участок изображения, цвет которого можно задать независимым образом.

Качество изображения зависит от количества точек (чем меньше размер точки и, соответственно, больше их количество, тем лучше качество) и количества используемых цветов (чем больше цветов, тем качественнее кодируется изображение).

Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета, которая задается количеством битов, используемых для кодирования цвета точки- присваивание каждой точке конкретного значения цвета в форме кода.

С экрана монитора человек воспринимает цвет, как сумму излучения трех базовых цветов: красного, зеленого и синего – система передачи RGB,

Двоичное кодирование звука

Использование компьютера для обработки звука началось позднее, нежели чисел, текстов и графики.

Звук – волна с непрерывно изменяющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда, тем он громче для человека, чем больше частота, тем выше тон.

В процессе кодирования звукового сигнала производится его временная дискретизация – непрерывная волна разбивается на отдельные маленькие временные участки и для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды.

Частота дискретизации– 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 = 2¹⁶ = 65536.

Представление видеоинформации

В последнее время компьютер все чаще используется для работы с видеоинформацией. 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.

Алгоритм как информационная модель.

Алгоритмы лежат в основе современных информационных технологий. Алгоритм является информационной моделью процесса решения задачи. Исполнитель алгоритма выполняет алгоритм формально, не вникая в содержание поставленной задачи.

Человек при разработке и исполнении алгоритмов использует язык блок-схем. Блок- схема позволяет сделать алгоритм более наглядным и выделить в нем основные алгоритмические структуры (линейная, ветвление, цикл и др.). Человек может по блок-схеме легко проследить выполнение алгоритма, так как элементы блок-схем соединены стрелками, указывающими последовательность действий.

Практические задания:

Задание 1.

Используя таблицу символов, записать последовательность десятичных числовых кодов в кодировке Windows для своих ФИО, названия улицы, по которой проживаете.

Таблица символов отображается в редакторе MS Word с помощью команды: вкладка Вставка→Символ→Другие символы.

В поле Шрифт выбираете TimesNewRoman, в поле из выбираете кириллица. Например, для буквы «А» (русской заглавной) код знака– 192.

Пример:

И	В	А	Н	О	В		А	Р	Т	Е	М
200	194	192	205	206	194		192	208	210	197	204

П	Е	Т	Р	О	В	И	Ч
207	197	210	208	206	194	200	215

Выполнение задания сохраните в БЛОКНОТЕ или MSWord

Задание 2.

Используя стандартную программу БЛОКНОТ, определить, какая фраза в кодировке Windows задана последовательностью числовых кодов и продолжить код. Запустить БЛОКНОТ.

С помощью дополнительной цифровой клавиатуры при нажатой клавише ALT ввести код, отпустить клавишу ALT. В документе появиться соответствующий символ.

Выполнение задания в БЛОКНОТЕ или MSWord

0255

0243

0247

0243

0241

0252

0226

0225

0232

0234

0239

0238

0241

0239

0229

0246

0232

0224

0235

0252

0237

0238

0241

0242

0232

Сохраните в БЛОКНОТЕ или MSWord название специальности

Задание 3. Найдите материал в Интернете по следующим вопросам и сохраните в БЛОКНОТЕ или MSWord:

1. 
   Приведите примеры: аналоговое представление графической информации, аналоговое хранение звуковой информации.
   
2. 
   С чем можно сравнить пространственную дискретизацию?
   
3. 
   Таблица: Кодирование цвета тремя битами (RGB)
   
4. 
   Форматы представления графики, звука и видеоинформации.
   

Задание 4.

Вычислить высоты треугольника со сторонами a, b, c, пользуясь формулами:

h_a=

h_b =

h_c=

где р = (а + в + с) / 2.

Решение задачи состоит из трех этапов:

1) ввод исходных данных сторон треугольника а,b,с;

2) расчет по формулам;

3) вывод полученных результатов – высот треугольника h_а ,h_b, h_c .

У вас должна получиться следующая блок-схема:

Задание 5.
Пример 1. Вычислить значение функции

Z = x³/y, где y = sin( nx )+ 0,5.

Казалось бы, что решение этой задачи описывает алгоритм линейной структуры. Однако для удовлетворения свойства массовости и результативности алгоритма необходимо, чтобы при любых исходных данных был получен результат или сообщение о том, что задача не может быть решена при заданных данных. Действительно, если у = 0, то задача не может быть решена, так как деление на нуль невозможно. Поэтому в алгоритме необходимо предусмотреть условие у = 0 и выдать в качестве результата информацию «у = 0».

Т аким образом, вычислительный процесс имеет две ветви. В одной ветви при у = 0 необходимо вычислить и вывести значение переменной z, в другой – вывести текст «у = 0». Такой вычислительный процесс можно описать следующей условной формулой:




Вычислить z= x³/y, если y ≠ 0

Z=

Вывести «у = 0» если, у = 0

У вас должна получиться следующая блок-схема:



Задание 3

Вычислите периметр и площадь прямоугольного треугольника, если известны катет и острый угол. Записать блок-схему алгоритма.

Контрольные вопросы

1. 
   Что такое кодирование информации?
   
2. 
   Что такое декодирование информации?
   
3. 
   Какой алгоритм называется линейным?
   
4. 
   Какой алгоритм называется циклическим?
   
5. 
   Что представляет собой алгоритм ветвления?
   

Литература

1. 
   Информатика: учебник для начального и среднего профессионального образования. Цветкова Н.С., Хлобыстова И.Ю. – Академия, 2017 г.
   
2. 
   Информатика: учебник для начального и среднего профессионального образования. Михеева Е.В., Титова О.И., Академия, 2017г.
   
3. 
   Информационные технологии в профессиональной деятельности: учебник для начального и среднего профессионального образования. Михеева Е.В., Академия, 2017г.