Форма представления информации

РОССИЙСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ  И ГАЗА ИМЕНИ И. М. ГУБКИНА 
 
 
 
 
 

Реферат: 
 
 

  ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ 
 
 
 

Выполнил  студент группы РН-11-3

                                                               Николаев Руслан Владимирович

                                  Преподователь:   

                
 

МОСКВА 2011 
 
 

СОДЕРЖАНИЕ:

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………..3-4

ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ…...........5

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ТЕКСТОВЫХ ДАННЫХ…….....6-7

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ…………………………………………8-10

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЗВУКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ…...11

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЧИСЛОВОЙ ИНФОРМАЦИИ….12

ОБЪЕМ ИНФОРМАЦИИ………………………………...13

ВЫВОДЫ…………………………………………………...14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     ВВЕДЕНИЕ

     Слово «информация» – латинское. За долгие годы его значение претерпело целую  эволюцию, то расширяя, то предельно сужая свои границы. Вначале под информацией понимали термины «представление», «понятие». Затем – «сведения», «передача сообщений». А в последние годы ученые пришли к выводу, что обычное, всеми принятое значение слова «информация» – слишком эластично, расплывчато, и дали ему следующее значение: «мера определенности в сообщении». В целом же, информация – это отражение предметного мира с помощью знаков и сигналов.

     Информация  – понятие очень емкое, в которое  вмещается все разнообразие вещей  и явлений, вся история, все тома научных исследований, творения поэтов и прозаиков. И вся эта совокупность отражается в двух формах – непрерывной и дискретной.

     Объекты и явления характеризуются значениями физических величин. Например, массой тела, его температурой, расстоянием между двумя точками, длиной пройденного движущимся телом пути, яркостью света и т.д. Природа некоторых величин такова, что величина может принимать принципиально любые значения в каком-то диапазоне. Эти значения могут быть сколь угодно близки друг к другу, исчезающе малоразличимы, но все-таки, хотя бы в принципе, различаться, а количество значений, которое может принимать такая величина, бесконечно велико. Такие величины называются непрерывными, а информация, которую они несут в себе, непрерывной информацией. Слово «непрерывность» отчетливо выделяет основное свойство таких величин – отсутствие разрывов, промежутков между значениями, которые может принимать величина.

     Кроме непрерывных существуют иные величины, например, количество людей в комнате, количество электронов в атоме и  т.д. Такого рода величины могут принимать только целые значения, например, 0, 1, 2, ..., и не могут иметь дробей. Величины, принимающие не всевозможные, а лишь вполне определенные значения, называют дискретными. Для дискретной величины характерно, что все ее значения можно пронумеровать целыми числами 0, 1, 2 и.т.д. Примеры дискретных величин: геометрические фигуры (треугольник, квадрат, окружность), буквы алфавита, цвета радуги.

     Можно утверждать, что различие между двумя  формами информации обусловлено  принципиальным различием природы  величин. В то же время непрерывная и дискретная информация часто используются совместно для представления сведений об объектах и явлениях.

    Сигнал (от латинского signum — знак) представляет собой любой процесс, несущий  информацию.

    Сообщение — это информация, представленная в определенной форме и предназначенная для передачи.

    Данные  — это информация, представленная в формализованном виде и предназначенная  для обработки ее техническими средствами, например, ЭВМ.

Сигнал называется непрерывным, если его параметр в  заданных пределах может принимать любые промежуточные значения. Сигнал называется дискретным, если его параметр в заданных пределах может принимать отдельные фиксированные значения.

Следует различать  непрерывность или дискретность сигнала по уровню и во времени.

На рисунке  в виде графиков изображены: а) непрерывный  по уровню и во времени  сигнал Хнн; б) дискретный по уровню и непрерывный  во времени сигнал  Хдн; в) непрерывный  по уровню и дискретный во времени  сигнал Хнд; г) дискретный по уровню и  во времени сигнал  Хдд. 
 
 
 

ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

Выделяют четыре формы представления информации:

1) Текстовая  — передаваемая в виде символов, предназначенных обозначать лексемы  языка

2) Числовая —  в виде цифр и знаков, обозначающих  математические действия

3) Графическая  — в виде изображений, предметов,  графиков

4) Звуковая —  устная или в виде записи  передача лексем языка аудиальным  путём 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ТЕКСТОВЫХ ДАННЫХ

 Любой текст  состоит из последовательности  символов. Символами могут быть буквы, цифры, знаки препинания, знаки математических действий, круглые и квадратные скобки и т.д. Особо обратим внимание на символ "пробел", который используется для разделения слов и предложений между собой. Хотя на бумаге или экране дисплея "пробел" - это пустое, свободное место, этот символ ничем не "хуже" любого другого символа. На клавиатуре компьютера или пишущей машинки символу "пробел" соответствует специальная клавиша.

 Текстовая  информация, как и любая другая, хранится в памяти компьютера  в двоичном виде. Для этого каждому символу ставится в соответствие некоторое неотрицательное число, называемое кодом символа, и это число записывается в память ЭВМ в двоичном виде. Конкретное соответствие между символами и их кодами называется системой кодировки.

 В современных  ЭВМ, в зависимости от типа  операционной системы и конкретных  прикладных программ, используются 8-разрядные и 16-разрядные (Windows 95, 98, NT) коды символов. Использование  8-разрядных кодов позволяет закодировать 256 различных знаков, этого вполне достаточно для представления многих символов, используемых на практике. При такой кодировке для кода символа достаточно выделить в памяти один байт. Так и делают: каждый символ представляют своим кодом, который записывают в один байт памяти.

 В персональных компьютерах обычно используется система кодировки ASCII (American Standard Code for Information Interchange - американский стандартный код для обмена информации). Он введен в 1963 г. и ставит в соответствие каждому символу семиразрядный двоичный код. Легко определить, что в коде ASCII можно представить 128 символов.

 В системе  ASCII закреплены две таблицы кодирования  базовая и расширенная. Базовая  таблица закрепляет значения  кодов от 0 до 127, а расширенная  относится к символам с номерами  от 128 до 255.

 Первые 32 кода  базовой таблицы, начиная с  нулевого, отданы производителям  аппаратных средств. В этой  области размещаются управляющие  коды, которым не соответствуют  ни какие символы языков. Начиная  с 32 по 127 код размещены коды  символов английского алфавита, знаков препинания, арифметических действий и некоторых вспомогательных символов.

 Кодировка  символов русского языка, известная  как кодировка Windows-1251, была введена  "извне" - компанией Microsoft, но, учитывая  широкое распространение операционных систем и других продуктов этой компании в России, она глубоко закрепилась и нашла широкое распространение.

 Другая распространённая  кодировка носит название КОИ-8 (код обмена информацией, восьмизначный) - её происхождение относится  к временам действия Совета Экономической Взаимопомощи государств Восточной Европы. Сегодня кодировка КОИ - 8 имеет широкое распространение в компьютерных сетях на территории России и в российском секторе Интернета.

 Международный  стандарт, в котором предусмотрена  кодировка символов русского языка, носит название ISO (International Standard Organization - Международный институт стандартизации). На практике данная кодировка используется редко.

Универсальная система кодирования текстовых  данных.

 Если проанализировать  организационные трудности, связанные с созданием единой системы кодирования текстовых данных, то можно прийти к выводу, что они вызваны ограниченным набором кодов (256). В то же время, очевидно, что если, кодировать символы не восьмиразрядными двоичными числами, а числами с большим разрядом то и диапазон возможных значений кодов станет на много больше. Такая система, основанная на 16-разрядном кодировании символов, получила название универсальной - UNICODE. Шестнадцать разрядов позволяют обеспечить уникальные коды для 65 536 различных символов - этого поля вполне достаточно для размещения в одной таблице символов большинства языков планеты.

 Несмотря  на тривиальную очевидность такого  подхода, простой механический  переход на данную систему  долгое время сдерживался из-за недостатков ресурсов средств вычислительной техники (в системе кодирования UNICODE все текстовые документы становятся автоматически вдвое длиннее). Во второй половине 90-х годов технические средства достигли необходимого уровня обеспечения ресурсами, и сегодня мы наблюдаем постепенный перевод документов и программных средств на универсальную систему кодирования.

 Ниже приведены  таблицы кодировки ASCII.

 

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

 Все известные  форматы представления изображений  (как неподвижных, так и движущихся) можно разделить на растровые и векторные. В векторном формате изображение разделяется на примитивы - прямые линии, многоугольники, окружности и сегменты окружностей, параметрические кривые, залитые определенным цветом или шаблоном, связные области, набранные определенным шрифтом отрывки текста и т. д. (см. рис.). Для пересекающихся примитивов задается порядок, в котором один из них перекрывает другой. Некоторые форматы, например, PostScript, позволяют задавать собственные примитивы, аналогично тому, как в языках программирования можно описывать подпрограммы. Такие форматы часто имеют переменные и условные операторы и представляют собой полнофункциональный (хотя и специализированный) язык программирования.

                                                      

Рис. Двухмерное векторное изображение

 Каждый примитив  описывается своими геометрическими  координатами. Точность описания  в разных форматах различна, нередко  используются числа с плавающей  точкой двойной точности или  с фиксированной точкой и точностью до 16-го двоичного знака.

 Координаты  примитивов бывают как двух-, так  и трехмерными. Для трехмерных  изображений, естественно, набор  примитивов расширяется, в него  включаются и различные поверхности  - сферы, эллипсоиды и их сегменты, параметрические многообразия и др. (см. рис.).

 

Рис. Трехмерное векторное изображение

 Двухмерные  векторные форматы очень хороши  для-представления чертежей, диаграмм, шрифтов (или, если угодно, отдельных  букв шрифта) и отформатированных  текстов. Такие изображения удобно редактировать - изображения и их отдельные элементы легко поддаются масштабированию и другим преобразованиям. Примеры двухмерных векторных форматов - PostScript, PDF (Portable Document Format, специализированное подмножество PostScript), WMF (Windows MetaFile), PCL (Printer Control Language, система команд принтеров, поддерживаемая большинством современных лазерных и струйных печатающих устройств). Примером векторного представления движущихся изображений является MacroMedia Flash. Трехмерные векторные форматы широко используются в системах автоматизированного проектирования и для генерации фотореалистичных изображений методами трассировки лучей и т. д.

 Однако преобразование реальной сцены (например, полученной оцифровкой видеоизображения или сканированием фотографии) в векторный формат представляет собой сложную и, в общем случае, неразрешимую задачу. Программы-векторизаторы существуют, но потребляют очень много ресурсов, а качество изображения во многих случаях получается низким. Самое же главное - создание фотореалистичных (фотографических или имитирующих фотографию) изображений в векторном формате, хотя теоретически и, возможно, на практике требует большого числа очень сложных примитивов. Гораздо более практичным для этих целей оказался другой подход к оцифровке изображений, который использует большинство современных устройств визуализации: растровые дисплеи и многие печатающие устройства.

 В растровом  формате изображение разбивается на прямоугольную матрицу элементов, называемых пикселами (слегка искаженное PICture ELement - этемент картинки). Матрица называется растром. Для каждого пиксела определяется его яркость и, если изображение цветное, цвет. Если, как это часто бывает при оцифровке реальных сцен или преобразовании в растровый формат (растеризации) векторных изображений, в один пиксел попали несколько элементов, их яркость и цвет усредняются с учетом занимаемой площади. При оцифровке усреднение выполняется аналоговыми контурами аналого-цифрового преобразователя, при растеризации - алгоритмами анти-алиасинга.