Информатика. УМК для основной школы: 7-9 классы. Хлобыстова И.Ю., Цветкова М.С.

Методическое пособие входит в состав УМК «Информатика» 7-9 классы, автор: Угринович Н. Д. Содержит методические рекомендации в соответствии с требованиями ФГОС, программу, тематическое и поурочное планирование к УМК, планируемые результаты обучения, таблицы соответствия требованиям ФГОС. Эти материалы могут быть использованы для подготовки образовательной программы образовательного учреждения для основной ступени общего образования в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом (ФГОС).

Информатика. УМК для основной школы: 7-9 классы. Хлобыстова И.Ю., Цветкова М.С.

Информатика. УМК для основной школы: 7-9 классы. Хлобыстова И.Ю., Цветкова М.С.

Объём информации и скорость передачи

Информация, как и многие другие понятия, (например, время, работа, температура, расстояние и т.д.) имеет своё измерение. Но единица её измерения отличается от единиц измерения, принятых в математике или физике.

Так как символы в информации кодируются на основе двоичных цифр, для одного разряда кода применяется термин «бит». Этот термин получил своё название на основе выражения «двоичные цифры», что на английском языке «binary digit». Например, считается, что в 011 есть 3 бита, в 01 — 2 бит, в 01000010 — 8 бит. Если взять во внимание, что каждая двоичная цифра является для компьютера информационным сигналом, то определяем, что цифра 0 или 1 являются проводником одного бита информации. В этом случае каждая двоичная цифра имеет одинаковый инфор­мационный вес, то есть считается, проводниками информации одинакового количества. Такой подход в измерении информации называется алфавитный подход. В алфавитном подходе самой минимальной единицей информации принят бит.

В алфавитном подходе для измерения объёма информации основываются на способе 256-значного кодирования ASCII (алфавит, состоящий из 256 знаков) для кодирования буквы, цифры и других знаков, которые заменяются кодами из цифр 0 и 1. Например, цифра 3 представляется как 00000011; цифра 8 как 00001000; бук­ва А как 01000001; буква Я как 11011101. Так, каждый знак в

Урок 9. Представление информации в компьютере

256-значном алфавите ASCII несёт информацию в 8 бит. Поэтому в качестве единицы измерения информации, большей чем бит, принят байт, то есть 1 байт = 8 бит. Например, в 11011011 имеется 1 байт информации, потому что в нём участвуют 8 битов (цифр). А в 1011010100100011 имеется 2 байта информации, потому что в нём участвуют 16 битов (цифр).

Вообще, считается, что каждый символ информации имеет объём 1 байт, самой минимальной единицей измерения информации 1 байт. На компьютере каждый символ кодируется восемью битами, т.е. имеет объём 1 байт. Например, буква «Б» имеет объём 1 байт; «MA» — 2 байта; «MAS» — 3 байта и т.д.

На практике введена единица измерения информации больше байта. Она называется килобайт (Кб) и равняется 210 байтам: 1 Кб = 210 байт = 1024 байт.

Опишем их:

1 килобайт = 1 Кб = 1024 байт = 210 байт;

1 мегабайт =1 Мб = 1024 Кб = 210 Кб=220 байт = 1048576 байт;

1 гигабайт =1 Гб = 1024 Мб = 210 Мб=230 байт = 1073741824 байт;

1 терабайт =1 Тб = 1024 Гб = 210 Гб=240 байт = 1099511627776 байт;

1 петабайт =1 Пб = 1024 Тб = 210 Тб=250 байт = 1125899906842624 байт.

Взаимосвязь между единицами измерения информации можно выразить с помощью следующей схемы:

Известно, что данные можно передавать. Время передачи дан­ных на компьютере зависит от их объёма. Количество данных, передаваемых за количество времени, называется скоростью передачи данных. За единицу измерения скорости передачи данных принят бод: 1 бод = 1 бит/1 секунду.

В наши дни для измерения скорости передачи данных исполь­зуются следующие единицы измерения:

Килобайт/секунда, Килобит/секунда, Мегабит/секунда, Гигабит/се- кунда, здесь килобит = 1024 бит, мегабит = 1024 килобит, гигабит=1024 мегабит.

Например, пусть данные объёмом в 120 Мегабайт переданы за 8 минут. Тогда скорость передачи данных можно вычислить следующим образом:

120 Мб/8 минут = 122880 Кб/8 минут = 15360 Кб/минут = 15728640 байт/минут = 262144 байт/секунд = 2097152 бит/секунд = 2097152 бод.

Глава I. Информация

Кодирование графической информации с помощью двух знаков

Нарисовав рисунок в программе Paint, затем увеличив его, вы видели, что рисунок состоит из квадратов (рисунок снизу слева). Причиной тому то, что рисунок на экране компьютера создан из строк, называемых растрами, состоящих из очень мелких квадратов, называемых пикселями (ingl. pixel — picture element — элемент рисунка). Значит, любой рисунок на компьютере отображается с помощью пикселей, то есть на основе дискретизации гладкого рисунка (рисунок снизу справа).

Теперь определим двоичный код для черно-белого рисунка. Для этого установим для пикселя белого цвета код 0, для черного — код 1, то есть для двух цветов необходим код длиной 1 бит. Таким образом, можно отобразить любой рисунок с помощью последовательности нулей и единиц. Например, черно-белый рисунок справа напишим следующим образом:

000000001100000000000000011110000000000000111111000000…

Если цвет пикселей больше двух, тогда для кодирования 1 бит будет недостаточно. Если цветов много, для двоичного кодирования обратимся к формуле:

N = 2r, здесь N — количество кодируемых цветов, r — глубина цвета, то

есть длина двоичного кода. Значит, в этом случае из неравенства 2r-1 < Количество цветов < 2r можно определить для 3 и 4 цветов г = 2; 5, 6, 7 и для 8 цветов г = 3; …; для промежутка от 129 и до 256 цветов г = 8.

Если известны возможности (количество пикселей) монитора экрана, тогда можно определить объём информации рисунка на экране.

Задача 1. На экране отображен рисунок из двух цветов размеров 1366 х 768 (по горизонтали-1366 пикселей, по вертикали 768 пикселей). Определите объём информации на экране.

Урок 9. Представление информации в компьютере

Решение. Так как рисунок отображен только в двух цветах, тогда количество цветов каждого пикселя 2 = 2[1], то есть каждому пикселю достаточно 1 бит двоичного кода. Тогда объем информации полного экрана 1366- 768-1 бит = 1049088 бит =131136 байт. Ответ: 131136 байт.

По мнению ученых человеческий глаз со­стоит из чувствительных рецепторов, которые могут воспринимать 3 цвета — красный, зе­леный и синий, другие цвета воспринимаются на основе совокупности этих цветов. Поэтому для отображения на компьютере любого цвета используются красный, зеленый и синий цвета и устройство создания цветов называется RGB (Red, Green, Blue) моделью. Устройство модели

RGB может создавать не только красный, зеленый и синий цвета, но и их различные степени яркости.

Первые мониторы работали на основе двух степеней яркости (нет цвета = 0, есть цвет = 1). Для этих мониторов цвета коди­ровались следующим образом:

Яркость основных цветов
Созданый цвет
Код цвета
Красный
Зеленый
Синий
Так, в этом случае глубина цвета г = 3, количество цветов равно 8 (сравните с кодом триада).

Задача 2. Черно-белое изображение имеет 16 цветов. Размер изображения: 10 см на 15 см. Возможности экрана: на 1 дюйм 300 точек (1 дюйм = = 2,5 см). Сколько Кбайт будет составлять объём данных рисунка?

Решение: Размер изображения составляет 10 см • 15 см = 4 дюйм • 6 дюйм2. На 1 дюйм соответствует 300 пикселей, значит, 1 дюйм2

[1] Определите, что закодировано двоичным кодом:

[свернуть]

Предложения интернет-магазинов.