Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Носії інформації. Кодування інформації Форми І способи подання повідомлень

Скачати 113.66 Kb.

Носії інформації. Кодування інформації Форми І способи подання повідомлень




Скачати 113.66 Kb.
Дата конвертації16.06.2017
Розмір113.66 Kb.

Дата_________

Тема: Носії інформації.
Носі́й інформа́ції (англ. data medium) - матеріальний об'єкт природного або штучного походження, який здатен містити, зберігати і передавати інформацію.
Кодування інформації

Форми і способи подання повідомлень.

Давайте пригадаємо, які існують види інформації за формою подання.


Оскільки інформація передається за допомогою повідомлень, то логічно, що існують такі форми подання повідомлень, як числовий, текстовий, графічний, звуковий, відео.

Кодування інформації

Знак це елемент кінцевої множини відмінних один від одного елементів. Знак разом з його значенням називають символом.

Набір знаків, в якому визначений їх порядок, називається алфавітом.

Алфавіт, що складається з двох знаків, називається двійковим алфавітом.

Код (фр. сосіе — кодекс, зведення законів). Починаючи з середини XIX ст. це слово крім основного значення означало книгу, в якій словам природної мови були зіставлені групи цифр або букв.

Кодом називається правило для перетворення одного набору знаків в інший набір знаків.

Кодуванням називається процес перетворення одного набору знаків в інший набір знаків.

Кодування — спосіб зберігання і передачі інформації, форма представлення її на носії.


У обчислювальній техніці в цей час широко використовується двійкове кодування з алфавітом {0, 1}.
Електро́нна обчи́слювальна маши́на (ЕОМ) - загальна назва для обчислювальних машин, що є електронними (починаючи з перших лампових машин, включаючи напівпровідникові тощо) на відміну від електромеханічних (на електричних реле тощо) та механічних обчислювальних машин.
Найбільш поширеними кодами є:

АSСІІ {Атеrісап Stапdаrt соdе fог Iпfоrтаtіоп Iпtеrсhапgе} американський стандартний код для обміну інформацією) введений в 1963 р.

Комуніка́ція (від лат. communicatio - єдність, передача, з'єднання, повідомлення, пов'язаного з дієсловом лат. communico - роблю спільним, повідомляю, з'єдную, похідним від лат. communis - спільний) - це процес обміну інформацією (фактами, ідеями, поглядами, емоціями тощо) між двома або більше особами, спілкування за допомогою вербальних і невербальних засобів із метою передавання та одержання інформації.
і має 128 символів.

КОЇ-8 [код довжиною 8 біт для обміну інформацією).

Одне і те ж повідомлення можна закодувати різними способа­ми, тобто виразити різними мовами.

У процесі розвитку людсько­го суспільства люди виробили велике число мов кодування.

До них відносяться:

• розмовні мови (російська, англійська, хінді і ін. — всього більше 2000);

• мова міміки і жестів;

• мова малюнків і креслень;

• мова науки (математичні, хімічні, біологічні і інші символи);

• мова мистецтва (музики, живопису, скульптури тощо);

• спеціальні мови (есперанто, морський семафор, азбука Мор­зе, азбука Брййля для сліпих і ін.).

У спеціальних мовах особливо виділимо мови програмування.

Програмування — кодування інформації на мові, "зрозумілій" комп'ютеру.

У сучасних комп'ютерах використовується двійкова форма представлення даних, що містить всього дві цифри — 0 і 1. Така форма дозволяє створювати досить прості технічні пристрої для представлення (кодування) і розпізнавання (дешифрування) інфор­мації. Двійкове кодування вибрали для того, щоб максимально спростити конструкцію декодуючої машини, адже дешифратор повинен уміти розрізнювати усього два стани (наприклад, 1 — є струм в колі, 0 — струму в колі немає). З цієї причини двійкова система і знайшла таке широке застосування.

Поняття про кодування. Кодування повідомлень


У нашому житті ми постійно отримуємо, обробляємо, зберігаємо та передаємо велику кількість інформації.
В теорії інформації вла́сна інформ́ація (англ. self-information), або несподі́ваність (англ. surprisal), - це міра кількості інформації, пов'язаної з подією в імовірнісному просторі, або зі значенням дискретної випадкової величини.
Виходячи з того, що комп’ютер –– електричний прилад, то «розмовляти» з ним можна мовою електрики.
Електри́чний при́стрій - це пристрій, який працює за допомогою електроенергії, перетворюючи її в будь-яку іншу енергію (наприклад механічну). У сучасному суспільстві, більшість приладів є електричними, багато людей не можуть уявити своє життя без них.
В зв’язку з цим з’явилось двійкове кодування повідомлень за допомогою «0» та «1». Цифра «1» означає наявність сигналу, «0» –– відсутність.

Кодування –– це процес заміни знаків одного набору знаками іншого набору при збереженні змісту тієї інформації, яка за допомогою цих знаків подається. Способи кодування інформації в комп'ютері, насамперед, залежить від виду інформації, а саме від того, що повинне кодуватися: числа, текст, графічні зображення або звук.



Розглянемо способи кодування різних повідомлень:

а) кодування чисел

Переведемо число 1011 в десяткову систему числення.

Десяткова система числення - це позиційна система числення із основою 10. Кожне число в якій записується за допомогою 10-ти символів, цифр - 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Запис числа формується за загальним принципом: на n-й позиції (справа наліво від 0) стоїть цифра, що відповідає кількості n-х степенів десятки у цьому числі.
Для цього представимо це число у вигляді степенів двійки і проведемо обчислення в десятковій системі числення. 1011 = 23 02 21 20= 11 Переведемо десяткове число 20 у двійкову систему числення.
Двійкова система числення - це позиційна система числення, база якої дорівнює двом та використовує для запису чисел тільки два символи: зазвичай 0 (нуль) та 1 (одиницю). Числа, представлені в цій системі часто називають двійковими або бінарними числами.
 

В результаті отримали 10100.

б) кодування тексту

Для кодування одного символу потрібний один байт інформації. Враховуючи, що кожен біт приймає значення 1 або 0, отримуємо, що за допомогою 1 байта можна закодувати 256 різних символів. 28=256 Кодування полягає в тому, що кожному символу ставиться у відповідність унікальний двійковий код від 00000000 до 11111111 (або десятковий код від 0 до 255). Важливо, що привласнення символу конкретного коду - це питання угоди, яка фіксується кодовою таблицею. Таблиця, в якій всім символам комп'ютерного алфавіту поставлені у відповідність порядкові номери (коди), називається таблицею кодування. Для різних типів ЕОМ використовуються різні кодування. З розповсюдженням IBM РС міжнародним стандартом стала таблиця кодування ASCII (American Standart Code for Information Interchange) - Американський стандартний код для інформаційного обміну.Стандартною в цій таблиці є тільки перша половина, тобто символи з номерами від 0 (00000000) до 127 (0111111). Сюди входять буква латинського алфавіту, цифри, розділові знаки, дужки і деякі інші символи.

Розділо́ві зна́ки, або зна́ки пунктуа́ції - сукупність графічних знаків, що не належать до алфавіту даної мови, а служать засобом відображення тих ознак (сторін) писемної мови, які не можуть бути передані літерами та іншими писемними позначеннями - цифрами, знаками рівності, подібності тощо.
Лати́нська абе́тка, або латиниця, латинка - абетка латинської мови, історично є відгалуженням етруської абетки, що в свою чергу постала з грецької. Виникнення латинської абетки датують 7 ст. до н. е. Напрямок письма: спочатку справа наліво, потім справа наліво й, через рядок, зліва направо (так званий бустрофедон), з 4 ст.
Останні 128 кодів використовуються в різних варіантах. В українських кодуваннях розміщуються символи українського алфавіту. В даний час набув широкого поширення новий міжнародний стандарт Unicode, який відводить на кожен символ два байти.
Міжнародний стандарт - стандарт розроблений міжнародною організацією стандартизації. Найвідомішою з них є International Organization for Standardization. Міжнародний стандарт можна застосовувати прямо, чи модифікувати для кращої відповідності місцевим умовам.
З його допомогою можна закодувати 65536 (216= 65536 ) різних символів.

в) кодування звуку

Використання комп'ютера для обробки звуку почалося пізніше, ніж чисел і текстів. Звук - хвиля з амплітудою, що безперервно змінюється, і частотою. Чим більша амплітуда, тим він голосніший для людини, чим більша частота, тим вище тон. Звукові сигнали в навколишньому світі незвичайно різноманітні. Складні безперервні сигнали можна з достатньою точністю представити у вигляді суми деякого числа простих синусоїдальних коливань. Причому кожен доданок, тобто кожна синусоїда, може бути точно задана деяким набором числових параметрів - амплітуди, фази і частоти, які можна розглядати як код звуку в деякий момент часу.

Звукові́ сигна́ли - передаються різним числом і поєднанням звуків різної тривалості та передають певну інформацію.
Момент часу - точка на часовій осі. Про події, що відповідають одному моменту часу, говорять як про одночасні.

гкодування графіки

Картинку представляє набір точок, які мають координати та колір. Тому при кодуванні картинки кодують координати та колір точки.


Носії інформації


Говорячи про інформаційні процеси, зокрема про збереження інформації, постає питання: де ж вона може зберігатися?
Інформаці́йні проце́си- послідовна зміна стану та (або) уявлення про інформацію в результаті дій, які з нею можна виконувати. Такими діями є - створення, збирання, зберігання, обробка, відображення, передавання, розповсюдження, використання, захист, знищення інформації.
(відповіді учнів) Взагалі носіями повідомлень вважаються знаки, символи, сигнали тощо. Ми будемо вважати носіями повідомлень те, на чому вони зберігаються в певний момент часу. Носії призначені для зберігання одночасно можуть слугувати для передачі повідомлень.

3. Вимірювання обсягу інформації

Існує декілька способів вимірювання кількості (або, як говорять об'єму) інформації, але самої поширеною одиницею його вимірювання є біт.

Біт - найменша одиниця вимірювання обсягу інформації.

Обмін повідомленнями - в програмуванні, є способом координації в конкурентних, паралельних, та об'єктно-орієнтованих системах, та організації взаємодії між процесами. Координація робиться шляхом відсилання повідомлень отримувачу.
Одини́ця вимі́рювання (англ. measuring unit, unit of measure) - певний умовний розмір фізичної величини, прийнятий для кількісного відображення однорідних з нею величин.
Один біт є двійковою цифрою і має значення 0 або 1. Більш великою одиницею є байт. 1 байт = 8 біт. (вісім двійкових чисел).

Назва


Умовне позначення

Співвідношення з іншими одиницями

Килобіт

Кбіт

1 Кбіт = 1024 біт

Мегабіт

Мбіт

1 Мбіт = 1024 Кбіт 1 000 000 біт

Гигабіт

Гбіт

1 Гбіт = 1024 Мбіт 1 000 000 000 біт

Кілобайт

Кбайт (Kb)

1 Кбайт = 1024 байт


Мегабайт

Мбайт (Mb)

1 Мбайт = 1024 Кбайт 1 000 000 байт

Гігабайт

Гбайт (Gb)

1 Гбайт = 1024 Мбайт 1 000 000 000 байт

Основною одиницею вимірювання інформації є байт – будь-який символ інформації.

4. Обмін інформацією

Розвиток суспільства був би неможливий без обміну інформацією. Новим поколінням кожного разу довелося б знаходити способи добування вогню і їжі, будування житла, обробки землі, винаходити колесо. Завдяки обміну люди одержують інформацію, набуту попередніми поколіннями, і користуються нею.

Обмін інформацією може відбуватися між носієм інформації (людина, жива істота, машина) і споживачем інформації (інша людина, жива істота, машина).

Термін «машина» потрібно розуміти як механізм, автоматичне обладнання, обчислювальна машина (комп'ютер), робот і т.д.

Комп'ютер (від англ. computer; лат. computator - обчислювач, лат. computatrum - рахувати, МФА: [kəmpjuː.Tə(ɹ)]) - програмно-керований пристрій для обробки інформації. Конструктивно це може бути механічний або немеханічний (електронний) пристрій, призначений для проведення обчислень, які можуть відбуватися дискретно або безперервно у часі.

Обмін інформацією відбувається за допомогою різних сигналів: звукових, електричних, світлових, механічних тощо.

Сигнал — це матеріальний носій інформації.

Будь-який сигнал, будь-то світло багаття, телеграма, код Морзе, написаний текст, несе яке-небудь повідом­лення, тобто інформацію. Таким чином, сигнал є спосіб передачі інформації.



Будь-який переданий сигнал переноситься або енергією, або речовиною. Інакше і бути не може, адже наш світ матеріальний. Це або акустична хвиля (звук), або електромагнітне випроміню­вання (світло, радіохвиля), або лист паперу (написаний текст), або кам'яна скрижаль з вибитими на ній магічними знаками.
Звук - коливальний рух частинок пружного середовища, що поширюється у вигляді хвиль у газі, рідині чи твердому тілі. У вузькому значенні терміном звук визначають коливання, які сприймаються органами чуття людини.
Матеріальними носіями спадковості є гени. Але ні передана енергія, ні послана речовина, ні гени самі по собі ніякого значення не мають. Вони служать лише носіями інформації.

Наведемо декілька прикладів сигналів.

• Шкільниіі дзвінок є звуковим сигналом початку або кінця уроку.

• Телефонна розмова відбувається завдяки електричним сигналам.

• Світлофор — світловий сигнал для пішоходів та водіїв.

Сигнали бувають неперервні (аналогові) і дискретні.

Аналоговий сигнал сигнал, що безперервно змінюється по амплітуді і у часі (напруження, що плавко міняється, струм або температура). Інформація в аналоговому вигляді міняє своє значення поступово.
Прикладом аналогової інформації можуть бути показники ртутного термометра, годинника зі стрілками, ваги пружинної, спідометра автомашини, електричні сигнали телефону і радіо, те-левізійні сигнали тощо.

Точність аналогової інформації залежить від точності приладів, які цю інформацію визначають або передають.

Наприклад, якщо купили 2 кг сала, це ще не значить, що купили то­чно 2 кг. Там може бути 1,96 кг або 2,03 кг залежно від точності ваги.

Аналогові сигнали використовують, також, в телефонному зв'язку, радіомовленні, телебаченні.

Дискретним, або цифровим сигнал називається, якщо він може приймати лише кінцеве число значень в кінцевому числі моментів часу (дискретний — не безперервний). Цифровим він називається тому, що його окремі значення ми можемо перераху­вати, тобто кожному значенню сигналу ми можемо поставити у відповідність число.

Сигнали, які несуть текстову, символічну інформацію, дискретні.

Інформація у дискретному вигляді міняє своє значення з певним кроком.

Прикладами дискретної інформації можуть бути показники елект­ронного годинника або термометра, ваги з гирями, будь-який текст. Дискретна інформація завжди точно визначена Не може бути 1.96 пляшки молока, 1.87 зошита або 2.03 порції морозива.

Сигнал в його найпростішій формі може приймати два диск­ретних і цілком визначених значення. Наприклад, на сигнальній вежі вогонь є — вогню немає. Якщо багаття на вежі палять постійно або не запалюють зовсім, то немає ніякої можливості дізнатися, коли ж вторгся ворог. Ось чому не буває сигналу, що приймає тільки одне дискретне значення.

Різна апаратура систем обробки інформації в обчислювальній техніці і управлінні в залежності від того, які сигнали вона обробляє, ділиться на аналогову і дискретну.

Обробка інформації́ - вся сукупність операцій (збирання, введення, записування, перетворення, зчитування, зберігання, знищення, реєстрація), що здійснюються за допомогою технічних і програмних засобів, включаючи обмін по каналах передачі даних [6.
До аналогової техніки відносяться різні регулювальники, вимірювальні прила­ди і т. п. Різні компоненти ЕОМ, логічні схеми управління — це цифрова техніка.
Логічний елемент - пристрій, призначений для обробки інформації в цифровій формі (послідовності сигналів високого - «1» і низького - «0» рівнів у двійковій логіці, послідовність «0», «1» та «2» в трійковій логіці, послідовності «0», «1», «2», «3», «4», «5», «6», «7», «8» та «9» в десятковій логіці).
У системах передачі і обробки інформації сигнали звичайно неодноразово перетворюються. При цьому їх фізична природа може мінятися без втрати інформації.

В ЕОМ використовується тільки дискретна інформація. У разі потреби обробки аналогової інформації пристроями ЕОМ її попере­дньо перетворюють на дискретну.

Найменша порція дискретної інформації в ЕОМ має лише два значення: 0 і 1. Виявляється, що відповідними комбінаціями 0 і 1 мо­жна записати що завгодно: текст, креслення, графічні зображення, рухомі об'єкти, музику.

Перехід на дискретну форму сигналу, записану у вигляді послідовностей 0 і 1. дає величезні переваги порівняно з аналоговою формою інформації:

• технічні засоби обробки і передачі інформації для дискретно­го сигналу значно простіші;

• дискретна інформація надійніше зберігається.

• в дискретній інформації можна виправляти помилки.

. Крім телевізорів і радіоприймачів, з'явилися дискретні магнітофони і програвачі.

5. Засоби зберігання інформації

Зі зміною носіїв інформації змінилися і методи нанесення інформації безпосередньо на носії, що спричинило необхідність винаходу відповідних технічних засобів для роботи з інформа­цією: "випалення глини — глиняні таблиці", "папір — книгодру­кування", "магнітні носії — комп'ютер".

У XX ст. як засіб для зберігання, переробки і передачі інформації науково-технічний прогрес запропонував суспільству комп'ютер (електронно-обчислювальну машину, ЕОМ).

Зберігання інформації - 1. Забезпечення належного стану інформації та її матеріальних носіїв. 2. Комплекс заходів, спрямований на забезпечення збереження повноти і цілісності сформованих даних про певну інформацію, створення і підтримання належних умов для їх використання, а також запобігання несанкціонованому доступу, поширенню і використанню.
Науко́во-техні́чний прогре́с - це поступальний рух науки і техніки, еволюційний розвиток усіх елементів продуктивних сил суспільного виробництва на основі широкого пізнання і освоєння зовнішніх сил природи; це об'єктивна, постійно діюча закономірність розвитку матеріального виробництва, результатом якої є послідовне вдосконалення техніки, технології та організації виробництва, підвищення його ефективності.


Засоби зберігання інформації можна розділити на:

1. Рукописні і друкарські.

2. Машинні:

3. Спеціальні: кіно, відео, фотографія і т. п.

До перших відносяться папіруси, манускрипти та книжки. До других – перфокарти та перфострічки.

Найбільш сучасні: магнітні стрічки, магнітні диски та лазерні диски.

На даний час як магнітні носії систем і пристроїв ЦМЗ найчастіше використовуються магнітні стрічки і диски. В системах ЦМЗ, що застосовуються в інформаційно-вимірювальній техніці, в основному використовуються магнітні стрічки.

Сучасні засоби передачі інформації використовують класичну схему Шеннона:


Джерело Передавач Канал Приймач Адресат

Інформації зв’язку
Каналом зв'язку може служити радіо, телефонна, оптично-волоконна, супутникова або інша лінія зв'язку. За допомогою каналів зв'язку комп'ютери об'єднують в комп'­ютерні мережі.

6. Обробка інформації

Людині майже безперервно доводиться займатися обробкою інформації. Ось декілька варіантів обробки:

• отримання нової інформації з даної шляхом математичних обчислень або логічних міркувань (наприклад, рішення матема­тичної задачі, розкриття слідчим злочину по зібраних доказах);

• зміна форми представлення інформації без зміни її змісту (наприклад, переклад тексту з однієї мови на іншу, шифровка (кодування) тексту);

• упорядкування (сортування) інформації (наприклад, упоряд­кування списку класу в алфавітному порядку по прізвищах учнів, упорядкування розкладу поїздів за часом відправлення);

• пошук потрібної інформації в деякому інформаційному масиві (наприклад, пошук номера телефону в телефонній книзі, пошук перекладу іноземного слова в словнику, пошук відомостей про рейс літака в розкладі аеропорту).

Обробка інформації за допомогою комп'ютера — це процес її перетворення, який виконується за деякими правилами. Пере­творення залежить від змісту вхідної інформації, але під час самої обробки інформація не осмислюється, а тільки перетво­рюється по певних алгоритмах. Пристрій обробки інформації в комп'ютері — процесор.

7. Області застосування ЕОМ:


  1. Математичне моделювання фізичних явищ їх дослідження ( термоядерний синтез, надзвукові швидкості)

  2. Обчислювальні експерименти (астрофізика)

  3. Прогноз погоди

  4. Обробка результатів реальних експериментів

  5. Медицина (хірургія, томографія)

  6. Мультиплікація, кіно

  7. Системи автоматичного проектування САПР

  8. Довідково-інформаційні системи (Сирена 2)

  9. Наукові дослідження (молекулярна біохімія, дослідження ДНК)

  10. Автоматизація виробництва (станки з ЧПУ)

IV.Закріплення вивченого матеріалу


Виконання вправ на кодування чисел

V.Підсумок уроку


•Що таке кодування? •Які види кодування ви запам’ятали? •Які основні види носіїв інформації ви знаєте?

VI. Домашнє завдання


I. Опрацювати матеріал конспекту

II. Розв'язати завдання:

1.У мене 100 братів. Молодшому - 1000 років, а старшому 1111 років. Старший вчиться в 1001 класі. Чи можливо таке?

2.Коли 2 х 2 дорівнює 100?

3.Подати в десятковій системі числення числo: 111010100101(2)

5.Визначити в якій системі числення ведеться оповідка.



«Необыкновенная девочка»

Ей было тысяча сто лет,

Она в сто первый класс ходила,

В портфеле по сто книг носила –

Все это правда, а не бред.

Когда, пыля десятком ног,

Она шагала по дороге,

За ней всегда бежал щенок

С одним хвостом, зато стоногий.

Она ловила каждый звук

Своими десятью ушами,

И десять загорелых рук

Портфель и поводок держали.

И десять темно-синих глаз

Рассматривали мир привычно…

Но станет все сейчас обычным,

Когда поймете мой рассказ

(А.Н.Стариков)



8. Завдання додому

Підготовка учнями повідомлень про історію засобів передачі та обробки інформації за такими напрямками:

- засоби збереження інформації:

- засоби передачі інформації;

- лічильні засоби;

- автоматичні пристрої;



- електронні пристрої (реле, лампа, напівпровідники).
При́стрій (англ. device, appliance, нім. Vorrichtung f, Einrichtung f) - обладнання, конструктивно завершена технічна система, що має певне функціональне призначення і за допомогою якої виконується яка-небудь робота або спрощується, полегшується певний процес.


Урок №2 інформатика 7 Сторінка



Скачати 113.66 Kb.

  • Форми і способи подання повідомлень.
  • Поняття про кодування. Кодування повідомлень
  • Носії інформації
  • 1 Кбайт = 1024 байт
  • IV. Закріплення вивченого матеріалу
  • VI . Домашнє завдання