Файл: Информация в материальном мире (подробно).pdf

3.3. Кодирование графической информации

Кодирование графических данных. Если рассмотреть с помощью увеличительного стекла черно-белое графическое изображение, напечатанное в газете или книге, то можно увидеть, что оно состоит из мельчайших точек, образующих характерный узор, называемый растром (Рис. 6).

Рисунок 6. Растр – это метод кодирования графической информации, издавна принятый в полиграфии.

Поскольку линейные координаты и индивидуальные свойства каждой точки (яркость) можно выразить с помощью целых чисел, то можно сказать, что растровое кодиро­вание позволяет использовать двоичный код для представления графических дан­ных. Общепринятым на сегодняшний день считается представление черно-белых иллюстраций в виде комбинации точек с 256 градациями серого цвета, и, таким образом, для кодирования яркости любой точки обычно достаточно восьмиразряд­ного двоичного числа. Для кодирования цветных графических изображений применяется принцип декомпо­зиции произвольного цвета на основные составляющие. В качестве таких состав­ляющих используют три основные цвета: красный (Red, R), зеленый (Green, G) и синий (Blue, В). На практике считается (хотя теоретически это не совсем так), что любой цвет, видимый человеческим глазом, можно получить путем механического смешения этих трех основных цветов. Такая система кодирования называется систе­мой RGB по первым буквам названий основных цветов. Если для кодирования яркости каждой из основных составляющих использовать по 256 значений (восемь двоичных разрядов), как это принято для полутоновых черно-белых изображений, то на кодирование цвета одной точки надо затратить 24 разряда. При этом система кодирования обеспечивает однозначное определение 16,5 млн различных цветов, что на самом деле близко к чувствительности челове­ческого глаза. Режим представления цветной графики с использованием 24 дво­ичных разрядов называется полноцветным (True Color). Каждому из основных цветов можно поставить в соответствие дополните цвет, то есть цвет, дополняющий основной цвет до белого. Нетрудно заметить для любого из основных цветов дополнительным будет цвет, образованный суммой пары остальных основных цветов. Соответственно, дополнительными цветами являются: голубой (Cyan, С), пурпурный (Magenta, M) и желтый (Yellow, У). Принцип декомпозиции произвольного цвета на составляющие компоненты можно приме­нять не только для основных цветов, но и для дополнительных, то есть любой цвет можно представить в виде суммы голубой, пурпурной и желтой составляющей. Такой метод кодирования цвета принят в полиграфии, но в полиграфии используется еще и четвертая краска — черная (Black, К). Поэтому данная система кодирования обозначается четырьмя буквами CMYK (черный цвет обозначается буквой К, потому, что буква В уже занята синим цветом), и для представления цветной графики в этой системе надо иметь 32 двоичных разряда. Такой режим тоже называется полно­цветным (True Color). Если уменьшить количество двоичных разрядов, используемых для кодирования цвета каждой точки, то можно сократить объем данных, но при этом диапазон кодиру­емых цветов заметно сокращается. Кодирование цветной графики 16-разрядными двоичными числами называется режимом High Color. При кодировании информации о цвете с помощью восьми бит данных можно пере­дать только 256 цветовых оттенков. Такой метод кодирования цвета называется индексным. Смысл названия в том, что, поскольку 256 значений совершенно недостаточно, чтобы передать весь диапазон цветов, доступный человеческому глазу, код каждой точки растра выражает не цвет сам по себе, а только его номер (индекс) в некоей справочной таблице, называемой палитрой.

3.4. Кодирование звуковой информации

Кодирование звуковой информации. Методы и приемы работы со звуковой информацией появились в вычислительной технике совсем недавно. Кроме того, в отличие от числовых, текстовых и графических данных, звуковые записи не имели такой же длинной и проверенной истории кодирования. В результате методы кодирования аудиоинформации двоичным кодом далеки от стандартизации. Многие отдельные компании разработали свои корпоративные стандарты, но в целом есть два основных направления. Метод FM (частотной модуляции) основан на том, что теоретически любой сложный звук может быть разложен на последовательность простых гармонических сигналов различных частот, каждый из которых является регулярной синусоидальной волной, и поэтому может быть описан числовыми параметрами, то есть кодом. В природе звуковые сигналы имеют непрерывный спектр, то есть являются аналоговыми. Их разложение на гармонические ряды и представление в виде дискретных цифровых сигналов осуществляется специальными устройствами-аналого-цифровыми преобразователями (АЦП). Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) выполняют обратное преобразование для воспроизведения звука, закодированного цифровым кодом. При таких преобразованиях неизбежна потеря информации, связанная с методом кодового планирования, поэтому качество записи обычно не совсем было ориентировочным, и оно соответствовало качеству звука простейшего музыкального инструмента цветовой характеристике электронной музыки. В то же время этот метод кодирования дает очень компактный код, и поэтому он использовался в те годы, когда ресурсы компьютерной техники были явно недостаточны.

Метод таблично-волнового (Wave-Table) синтеза лучше соответствует современному уровню развития техники. Проще говоря, можно сказать, что где-то в заранее подготовленных таблицах хранятся образцы звуков для многих различных музыкальных инструментов (хотя и не только для них). В технике такие образцы называются сэмплами. Числовые коды выражают тип инструмента, его номер модели, высоту тона, длительность и интенсивность звука, динамику его изменения, некоторые параметры среды, в которой происходит звук, а также другие параметры, характеризующие характеристики звука. Поскольку в качестве сэмплов используются «реальные» звуки, качество звука, полученного в результате синтеза, очень высокое и приближается к качеству звука реальных музыкальных инструментов.

Выводы по третьей главе: кодирование информации это один из важных этапов информационного процесса. Кодирование информации для ЭВМ это необходимый процесс для полного и правильного восприятия информации, для дальнейшей автоматизации её обработки. Кодирование упрощает процессы передачи, хранения, поиска. Редактирование кодированной информации средствами электронно-вычислительной техники упрощается, информации становится доступной в любом объеме.

Заключение

Информация - это одно из общих понятий, связанных с материей. Информация существует в любом материальном объекте в виде множества его состояний и передается от объекта к объекту в процессе их взаимодействия. Существование информации как объективного свойства материи логически вытекает из известных фундаментальных свойств материи-структурности, непрерывного изменения (движения) и взаимодействия материальных объектов. Любой материальный объект или процесс является первичным источником информации. Все его возможные состояния составляют код источника информации. Мгновенное значение состояний представляется в виде символа этого кода.

Для того чтобы информация передавалась от одного объекта к другому в качестве приемника, необходимо, чтобы существовал некий промежуточный материальный носитель, взаимодействующий с источником. Передача исходной информации в несущую структуру называется кодированием. Таким образом, происходит преобразование исходного кода в носитель кода. Несущая с исходным кодом, переданным ей в виде кода несущей, называется сигналом.

В данной курсовой работе изучалась проблема необходимости использования теории передачи информации и других немаловажных информационных процессов, а также использование различных материальных носителей и способов кодирования при работе с информацией в нашем материальном мире, так как объем фиксируемой информаций необходимый для жизнедеятельности человечества огромен.

Цель курсовой работы была достигнута. Определенно понятие информации, данных и сообщений в современной науке и технике, изучена классификация информации, рассмотрены подходы к определению количества информации, описаны процессы сбора, передачи, обработки и накопления информации на примерах, а также рассмотрены способы кодирования информации на примерах.

Список литературы

1. Алексеев, А.П. Информатика 2015: учебное пособие/ Алексеев А.П.— 2015. — 400 с., илл.
2. Блинова И. В., Попов И. Ю. Теория информации. Учебное пособие. – СПб: Университет ИТМО, 2018 – 84 с.
3. Волькенштейн, М. В. Энтропия и информация / М.В. Волькенштейн. – М.: Наука, 1980 – 112 с.
4. Гуменюк, А. С. Прикладная теория информации: учеб. пособие / А. С. Гуменюк, Н. Н. Поздниченко; Минобрнауки России, ОмГТУ. – Омск : Изд-во ОмГТУ, 2015 г.
5. Духин, А. А. Теория информации: учебное пособие / А.А. Духин. – М.: Гелиос АРВ, 2014 - 285 с.
6. Кудинов Ю. И., Пащенко Ф. Ф. К 88 Основы современной информатики: Учебное пособие. 2-е изд., испр. — СПб.: Издательство «Лань», 2011. — 256 с.: ил.
7. Кудряшов, Б.Д. Теория информации: учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2009 г. – 320 с., илл.
8. Лидовский, В. В. Теория информации: Учебное пособие. — М.: Компания Спутник+, 2004 — 111 с.
9. Ляхович, В. Ф. Основы информатики: учебник / В.Ф. Ляхович, В.А. Молодцов, Н.Б. Рыжикова. — Москва: КНОРУС, 2018. — 348 с.
10. Осокин А. Н. Теория информации: учебное пособие / А.Н. Осокин, А.Н. Мальчуков; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2019 – 208 с.
11. Панин, В. В. Основы теории информации : учебное пособие для вузов /В. В. Панин. — 3-е изд. испр. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. — 438 с. : ил.
12. Панин В. В. Основы теории информации [Электронный ресурс] : учебное пособие для вузов / В. В. Панин. — 4-е изд. (эл.). — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. — 438 с. : ил.
13. Стариченко, Б. Е. Теоретические основы информатики. Учебник для вузов. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Горячая линия – Телеком, 2016. – 400 с.: ил.
14. Советов, Б.Я., Яковлев С.А. / Моделирование систем: Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 2001. - 320 с.
15. Теория информации: учебник для вузов / В.Т. Еременко, В.А. Минаев, А.П. Фисун, И.С. Константинов, А.В. Коськин, В.А. Зернов, ЮА. Белевская, С.В. Дворянкин; под общей научной редакцией В.Т. Еременко, В.А. Минаева, А.П. Фисуна, В.А.Зернова, А.В. Коськина. – Орел: ОрелГТУ, ОГУ, 2015. – 443 с.

Приложение

Приложение 1

Таблица 1, Таблица 2, Таблица 3, Таблица 4 составлены на основе таблиц Приложения к учебному пособию автора Лидовский, В. В. Теория информации: Учебное пособие. — М.: Компания Спутник+, 2004 — стр. 88 - 97

Таблица 1

Таблица 2