Subiect 14 - site-ul informatikaqw!

Subiect 14 Modelul discret de date în calculator.

Reprezentarea de text, grafică, sunet,

În această secțiune vom discuta despre modul în care codificarea de calculator de text, grafice și informații audio. Cu text și designeri informații de calculator „învățat“ să lucreze aparatul, începând cu a treia generație (1970). Un loc de muncă cu sunetul „stăpânit“ o a patra generație de mașini, calculatoare personale moderne. Din acel moment a început distribuirea tehnologiei multimedia.

Este esențial ca informațiile de text sunt deja digitale - este format din caractere individuale. Prin urmare, există o problemă tehnică ca să-l plaseze în memoria calculatorului.

Reprezentarea modelului de text în memorie este destul de simplu. Pentru fiecare literă a alfabetului, numere, punctuație și alte definiție general acceptată a codului binar este fixat la simbolul de introducere a textului, a cărui lungime este fixă. În sistemele de codare populare (. ASCII, KOI8 etc.), fiecare simbol este înlocuit cu numărul de 8 biți binar este un întreg pozitiv; acesta este stocat într-un octet de memorie. Acest număr este numărul de ordine din tabelul de coduri de caractere. Conform formulei principală a calculatorului stabilește că dimensiunea alfabetului, care pot fi codificate, este de 28 = 256. Această sumă este suficientă pentru a găzdui două limbi naturale, alfabete (în engleză și română) și toate caracterele de sprijin necesare.

Cât mai multe limbi ale lumii și multe alfabete, transferul treptat la sistemul internațional de codificare Unicode pe 16 biți. În ea, fiecare caracter ocupă 2 octeți, care asigură 216 = 65536 coduri pentru simboluri diferite.

Când lucrați cu programul de e-mail prin e-mail, uneori, ne întreabă dacă nu vrem să recurgă la codificarea Unicode pentru mesajele transmise. În acest fel puteți evita problema de codificare nepotrivire, din cauza care, uneori, nu se poate citi textul în limba română.

Nu trebuie să se gândească de text stocate în computer sau pe un mediu de stocare extern, ci ca un flux de octeți, fiecare dintre care este un cod de caractere de text. Formate de stocare a informațiilor de text determinate de formatul fișierelor de text utilizate de către unul sau un alt program de procesare de text. Fișierele create folosind procesare de text (de exemplu, Microsoft Word), include nu numai codurile de caractere ale alfabetului, dar, de asemenea, dimensiunea formatului pe tipul de date și de font, precum și poziția liniilor, câmpuri, și umplutură și alte informații suplimentare.

Reprezentarea discretă a imaginii

Imaginea de pe ecran este discret. Acesta este format din puncte individuale, numite pixeli (elemente de imagine - elemente de imagine). Acest lucru se datorează caracteristicilor tehnice ale dispozitivului pe ecran, indiferent de implementare fizică, fie că este vorba de afișaj tradițional pe un tub catodic, cristale lichide sau plasmă. Aceste „puncte“ sunt atât de apropiate una de alta încât ochiul nu face distincție între spațiile dintre ele, astfel încât imaginea este percepută ca un proces continuu, solid. În cazul în care ieșirea din imaginea computerului este format pe hârtie (imprimantă sau plotter), linia pe ea continuă să apară, de asemenea. Cu toate acestea, în inima încă poartă ștampila de puncte situate apropiat.

În funcție de un sistem de operare set de calculator grafic rezoluția ecranului, imaginile pot fi introduse pe ecran, având o dimensiune de 640x480, 800x600, 1024x768 sau mai mulți pixeli. O astfel de matrice dreptunghiular de pixeli pe un ecran de computer este numit un raster.

Calitatea imaginii depinde nu numai de mărimea raster, dar, de asemenea, pe dimensiunea ecranului monitorului, care este de obicei caracterizat printr-o lungime diagonală. Există o rezoluție a ecranului opțiune. Acest parametru se măsoară în puncte per inch (în puncte în engleză per inch - dpi). La monitorul de 15 inci cu o dimensiune a ecranului cu diagonala de cm aproximativ 28x21. Știind că un inch 25,4 mm, se poate calcula că, atunci când rezoluția pixeli modul monitor 800x600 al imaginii OSD este egală cu 72 dpi.

Când imprimați pe hârtie de rezoluție ar trebui să fie mult mai mare. Imprimarea imprimarea unei imagini color necesită permisiunea 2-300 dpi. Dimensiunea standard de fotografii 10x15 cm, ar trebui să conțină aproximativ 1000x1500 pixeli.

Reprezentarea discretă a culorii

Restaurarea cunoștințele de codificare de culori derivate din cursul de informatică de bază. Regula de bază este: orice puncte de culoare pe un ecran de calculator se obține prin amestecarea celor trei culori de bază: roșu, verde, albastru. Acest principiu se numește un model de culoare RGB (roșu, verde, albastru).

cod de culoare binar determină care raportul este intensitatea celor trei culori de bază. În cazul în care acestea sunt amestecate în aceeași proporție, rezultatul este alb. În cazul în care toate cele trei componente ale „off“, apoi culoarea pixel - negru. Toate celelalte culori sunt între alb și negru.

Selectabil de culoare este faptul că intensitatea culorilor de bază poate lua un număr finit de valori discrete.

Să presupunem, de exemplu, codul de culoare al rezoluției de pixeli este de 8 biți - 1 octet. Între culori de bază, acestea pot fi distribuite după cum urmează:

Generalizarea acestor exemple particulare conduce la urmatoarea regula. Dacă dimensiunea codului de culoare este b biți, numărul de culori (dimensiunea panoului) se calculează cu formula:

Valoarea b în grafica pe calculator numit adâncime de culoare de biți.

Un alt exemplu. Adâncimea de biți de culoare este 24. Dimensiunea paletei este egală cu:

K = 224 = 16777216

În grafica pe calculator, folosind diferite modele de culoare pentru imaginea de pe ecran se obține prin emițătoare de lumină, și imagini pe hârtie format prin reflexia luminii. Primul model am discutat deja - este RGB. Al doilea model este numit CMYK.

Culoarea pe care o vedem pe o bucată de hârtie - o reflectare a luminii albe (soare). Vopseaua aplicată pe hârtia absoarbe o parte din paleta, partea alba, iar pe de altă parte este reflectată. Astfel, culoarea dorită de pe hârtie se obține prin „scăderea“ din „culori inutile“ albe. Prin urmare, imprimarea de culoare nu acționează în culori regula plus (ca pe un ecran de computer) și regula de scădere. Nu vom îngropa în mecanismul de un astfel de proces de formare a culorii. descifra numai CMYK abrevierea: Cyan - Albastru, Magenta - magenta, galben - galben, negru - negru.

Raster și grafică vectorială

În informațiile despre imagine grafică raster - un set de date de culoare din fiecare pixel de pe ecran. Acest lucru este, așa cum sa menționat mai sus. . Vectorul grafice informație grafică - datele sunt descrie matematic primitivelor grafice care alcătuiesc modelul: linii, arce, dreptunghiuri, ovaluri, etc. poziția și forma primitivelor grafice sunt reprezentate în sistemul de coordonate ecran.

Avantajul graficii raster - prezentarea efectivă a imaginilor foto de calitate. Principalul dezavantaj al metodei de reprezentare a imaginii raster - o cantitate mare de memorie. Pentru a reduce este necesar să se utilizeze diferite metode de compresie a datelor. Un alt dezavantaj al imaginilor bitmap asociate cu distorsiunea imaginii atunci când este scalat. Deoarece imaginea este compus dintr-un număr fix de puncte, marirea imaginii conduce la faptul că aceste puncte devin mai mari. Creșterea dimensiunii punctelor denaturează vizual grafic și să-l dur.

Avantajele grafică vectorială - un relativ mic de fișiere vectoriale amprenta de memorie, scalare a imaginii, fără pierderea calității. Cu toate acestea, grafică vectorială înseamnă dificil de a obține o imagine artistică de înaltă calitate. De obicei, mijloace grafice vectoriale nu sunt utilizate pentru a crea compoziții artistice și pentru decorare, desen și lucrări de proiectare.

Informații grafice sunt stocate în fișiere pe disc. Există o varietate de formate de fișiere de imagine. Acestea sunt împărțite în raster și vector.

fișiere imagine raster (format JPEG, BMP, TIFF, etc) stochează informații despre culoarea fiecărui pixel de pe ecran. Grafică vectorială format de fișier (de exemplu, WMF, CJM) conține descrieri ale primitivelor grafice care compun imaginea.

Principii de eșantionare audio ( „digitaliza“ sunet) sunt prezentate pe scurt în fig. 4.13.

intrare de sunet la calculator este realizată de dispozitivele audio (microfon, radio, etc.), a căror ieșire este conectată la portul placa de sunet. Țintă placa de sunet - o anumită frecvență pentru a produce o măsurare audio de nivel de semnal (convertit la oscilații electrice) și rezultatele măsurătorilor înregistrate în memoria calculatorului. Acest proces se numește digitizare sunet.

Intervalul de timp dintre două măsurători numite perioade de măsurare - t s. Inversul frecvenței de eșantionare se numește - 1 / t (hertzi). Cu cât frecvența măsurătorilor, cea mai mare calitatea audio digitale.

Rezultatele acestor măsurători sunt numere întregi pozitive, cu un număr finit de biți. Știți deja că într-un astfel de caz, un set finit de valori discrete într-un interval limitat. Dimensiunea acestui interval depinde de celula de memorie placa de sunet -registra biți. Din nou de lucru Formula 2i în care i - bit registre. Numărul i este, de asemenea, numit de prelevare de probe de biți adâncime. Datele înregistrate sunt stocate în fișierele de formate audio speciale.

La stocarea audio digital este necesară pentru a rezolva problema reducerii volumului de fișiere audio. În acest scop, în afară de codificare datele fără pierderi, care să permită să efectueze o restaurare a datelor în întregime dintr-un flux de date comprimat folosind coduri de lossy. Scopul unei astfel de codificare - pentru a realiza reducerea similaritate sunetului la semnalul original la un maxim de compresie a datelor. Acest lucru se realizează prin utilizarea unor algoritmi diferiți, comprimarea semnalului original prin aruncarea unor elemente ale acestora slaboslyshimyh. Metode de compresie, și programe care implementează aceste metode, sunt multe.

Pentru a salva audio fără pierderi folosind un format generic de fișier WAV audio. Cel mai cunoscut format de „comprimate“ de sunet (pierderi) - MP3. Acesta oferă compresie a datelor de 10 ori sau mai mult.

conceptele de bază ale sistemului