Форма представления информации

 Размер матрицы  называется разрешением растрового  изображения. Для печатающих устройств  (и при растеризации изображений,  предназначенных для таких устройств)  обычно задается неполный размер матрицы, соответствующей всему печатному листу, а количество пикселов, приходящихся на вертикальный или горизонтальный отрезок длиной 1 дюйм; соответствующая единица так и называется - точки на дюйм (DPI, Dots Per Inch).

Вторым параметром растрового изображения является разрядность одного пиксела, которую называют цветовой глубиной. Для черно-белых изображений достаточно одного бита на пиксел, для градаций яркости серого или цветовых составляющих изображения необходимо несколько битов (см. рис.). В цветных изображениях пиксел разбивается на три или четыре составляющие, соответствующие разным цветам спектра. В промежуточных данных, используемых при оцифровке и редактировании растровых изображений, цветовая глубина достигает 48 или 64 бит (16 бит на цветовую составляющую). Яркостный диапазон современных Мониторов, впрочем, позволяет ограничиться 8-ю битами, т. е. 256 градациями, на одну цветовую составляющую: большее количество градаций просто незаметно глазу.

Рис. Растровое  изображение

В различных  графических форматах используется разный способ хранения пикселов. Два  основных подхода - хранить числа, соответствующие  пикселам, одно за другим, или разбивать  изображение на битовые плоскости - сначала хранятся младшие биты всех пикселов, потом - вторые и так далее. Обычно растровое изображение снабжается заголовком, в котором указано его разрешение, глубина пиксела и, нередко, используемая цветовая модель. 
 
 
 
 
 
 

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЗВУКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

 Приёмы и  методы работы со звуковой  информацией пришли в вычислительную технику наиболее поздно. К тому же, в отличие от числовых, текстовых и графических данных, у звукозаписей не было столь же длительной и проверенной истории кодирования. В итоге методы кодирования звуковой информации двоичным кодом далеки от стандартизации. Множество отдельных компаний разработали свои корпоративные стандарты, но среди них можно выделить два основных направления.

Метод FM (Frequency Modulation) основан та том, что теоретически любой сложный звук можно разложить на последовательность простейших гармонических сигналов разных частот, каждый из которых представляет собой правильную синусоиду, а, следовательно, может быть описан числовыми параметрами, т.е. кодом. В природе звуковые сигналы имеют непрерывный спектр, т.е. являются аналоговыми. Их разложение в гармонические ряды и представление в виде дискретных цифровых сигналов выполняют специальный устройства - аналогово-цифровые преобразователи (АЦП). Обратное преобразование для воспроизведения звука, закодированного числовым кодом, выполняют цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП). При таких преобразованиях неизбежны потери информации, связанные с методом кодирования, поэтому качество звукозаписи обычно получается не вполне удовлетворительным и соответствует качеству звучания простейших электромузыкальных инструментов с окрасом характерным для электронной музыки. В то же время данный метод копирования обеспечивает весьма компактный код, поэтому он нашёл применение ещё в те годы, когда ресурсы средств вычислительной техники были явно недостаточны.

Метод таблично волнового (Wave-Table) синтеза лучше  соответствует современному уровню развития техники. В заранее подготовленных таблицах хранятся образцы звуков для  множества различных музыкальных  инструментах. В технике такие образцы называют сэмплами. Числовые коды выражают тип инструмента, номер его модели, высоту тона, продолжительность и интенсивность звука, динамику его изменения, некоторые параметры среды, в которой происходит звучание, а также прочие параметры, характеризующие особенности звучания. Поскольку в качестве образцов исполняются реальные звуки, то его качество получается очень высоким и приближается к качеству звучания реальных музыкальных инструментов.

 Таким образом,  рассмотрев принципы хранения  в ЭВМ различных видов информации, можно сделать важный вывод о том, что все они так или иначе преобразуются в числовую форму и кодируются набором нулей и единиц. Благодаря такой универсальности представления данных, если из памяти наудачу извлечь содержимое какой-нибудь ячейки, то принципиально невозможно определить, какая именно информация там закодирована: текст, число или картинка.  
 
 
 

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЧИСЛОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

Представление целых чисел в компьютере.

 Целые числа  являются простейшими числовыми  данными, с которыми оперирует ЭВМ. Для целых чисел существуют два представления: беззнаковое (только для неотрицательных целых чисел) и со знаком. Очевидно, что отрицательные числа можно представлять только в знаковом виде. Целые числа в компьютере хранятся в формате с фиксированной запятой. 

Представление целых чисел в беззнаковых  целых типах.

 Для беззнакового  представления все разряды ячейки  отводятся под представление  самого числа. Например, в байте  (8 бит) можно представить беззнаковые  числа от 0 до 255. Поэтому, если известно, что числовая величина является неотрицательной, то выгоднее рассматривать её как беззнаковую. 

Представление целых чисел в знаковых целых  типах.

 Для представления  со знаком самый старший (левый)  бит отводится под знак числа,  остальные разряды - под само число. Если число положительное, то в знаковый разряд помещается 0, если отрицательное - 1. Например, в байте можно представить знаковые числа от -128 до 127. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ОБЪЕМ ИНФОРМАЦИИ

Процесс познания окружающего мира приводит к накоплению информации в форме знаний (фактов, научных теорий и т.д.). Получение новой информации приводит к расширению знания или, как иногда говорят, к уменьшению неопределенности знаний. Если некоторое сообщение приводит к уменьшению неопределенности нашего знания, то можно говорить, что такое сообщение содержит информацию.

Чем более неопределенна  первоначальная ситуация, тем больше мы получим новой информации при  получении информационного сообщения.

Количество  информации можно рассматривать как меру уменьшения неопределенности знания при получении информационных сообщений.

Данный подход позволяет измерить количество информации:

где N - количество возможных информационных сообщений;

      I - количество информации, которое несет одно сообщение.

Отсюда,

    Количество информации I, характеризующей состояние, в котором пребывает объект, можно определить, используя формулу Шеннона:

    I = -(p[1]*log(p[1])+p[2]*log(p[2])+...+p[n]*log(p[n])) ,

    n - число возможных состояний;

    p[1],...p[n] - вероятности отдельных состояний;

    log( ) - функция логарифма при основании  2.

    При оценке количества дискретной информации часто используется также формула  Хартли:

    I = log(n) ,

    где n - число возможных равновероятных состояний;

    log() - функция логарифма при основании  2.

    Формула Хартли применяется в случае, когда вероятности состояний, в которых может находиться объект, одинаковые. 

                                                       ВЫВОДЫ

    1. Информация - отражение предметного  или воображаемого мира с помощью  знаков и сигналов.

    2. Информация может существовать либо в непрерывной, либо в дискретной формах.

    3.Формы представления информации:

    1)Текстовая                                 3)Числовая

    2)Графическая                                 4)Звуковая

    4. Физический процесс является  сигналом, если какая-либо присущая ему физическая величина несет в себе информацию.

    5. Чтобы представить дискретную  информацию, надо перечислить (поименовать)  все разнообразия, присущие объекту  или явлению (цвета радуги, виды  фигур и др.).

    6. Разные алфавиты обладают одинаковой “изобразительной силой”: с помощью одного алфавита можно представить всю информацию, которую удавалось представить на основе другого алфавита. А значит, информацию обо всем окружающем человека мире можно представить в дискретной форме с использованием алфавита, состоящего только из двух символов (т.е. с использованием двоичной цифровой формы).

    7. Форма представления информации, отличная от естественной, общепринятой, называется кодом.

    Широко  известны такие коды, как почтовые индексы, нотная запись музыки, телеграфный код Морзе, цифровая запись программ для ЭВМ (программирование в кодах), помехозащищенные коды в системах передачи данных.

    8. Информация уничтожает неопределенность знаний об окружающем мире. Степень неопределенности принято характеризовать с помощью понятия “вероятность”.

    Вероятность - величина, которая может принимать  значения в диапазоне [0,1] и которая  может рассматриваться как мера возможности наступления какого-либо события. Если событие никогда не может произойти, его вероятность  считается равной 0, а если событие  происходит всегда, его вероятность равна 1.

    Для оценки количества информации в технике  чаще всего используется способ, предложенный Клодом Шенноном. Для случая, когда  все состояния, в которых может  находиться объект, равновероятны, применяют  формулу Хартли. Одна единица информации называется битом. 
 

    ЛИТЕРАТУРА:

    http://ru.wikipedia.org

    http://informatik.mybb.ru/viewtopic.php?id=6

    http://kuzelenkov.narod.ru/mati/book/informat_prog.html

          http://www.klgtu.ru/students/literature/inf_asu/0.html