Контрольная работа по дисциплине "Информатика"

 

Вариант: 33

Задания: 4,17

 

4.Двоичное представление символьных  и текстовых данных. Различные  кодовые таблицы, причины их появления. Понятие текстового и электронного документа. Представление звуковых данных в двоичном коде.

 

17.Программы для обработки текстов. Текстовые редакторы, процессоры  их отличия. Электронные таблицы. Основные понятия информационных систем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Двоичное представление символьных и текстовых данных. Различные кодовые таблицы, причины их появления. Понятие текстового и электронного документа. Представление звуковых данных в двоичном коде.

Двоичное представление символьных и текстовых данных

Тексты являются важнейшим источником информации. Именно такой характер имеют экономические, плановые, учетные данные, представленные на естественном или искусственном языке. Каждый язык использует свою знаковую систему, основанную на алфавите. Письменность можно рассматривать как метод представления на материальных носителях знаков звуковой системы разговорного языка.

Для записи слов были изобретены буквы, для указания оттенков речи - знаки препинания. В настоящее время известно множество средств, позволяющих разнообразить письменные документы - шрифты, абзацы, заголовки, для создания четкой структуры документа используются главы, параграфы, оглавления, аннотации.

Рассмотрим последовательно, как кодируютсясимволы, элементы текстов, текстовые документы.

Символы. Двоичное кодирование символьных данных производится заданием кодовых таблиц, согласно которым каждому символу ставят в соответствие одно- или двухбайтовый код. Помимо этого, кодовая таблица ставит в соответствие кодам клавиши на клавиатуре и начертание символа на экране монитора. Обратная задача - интерпретация кодов осложнена тем, что в одном языке, как правило, существуют несколько кодовых таблиц. Это связано с тем, что кодовые таблицы разрабатывались в разных странах в разные времена.

Наиболее популярная таблица ASCII разработана институтом стандартизации США в 1981 г. Ее использовали, в частности, программные продукты, работающие под управлением операционной системы MS-DOS. Для представления одного символа используется один байт (8 бит), т.е. кодовая таблица описывает 28 =256 различных кодов.

Коды с 0 до 127 составляют базовую (основную) таблицу; коды со 128 по 255 расширенную (дополнительную) таблицу.

В основной таблице располагаются управляющие команды для принтеров (коды 0 – 31 «перевод строки», «возврат каретки», им не соответствуют символы), затем спецсимволы, знаки арифметических действий и знаки препинания, цифры, латинские буквы - прописные и строчные.

Дополнительная таблица отдана национальным алфавитам, символам псевдографики (с помощью которых форматируются таблицы).

Позднее, при разработке операционной системы Windows, была создана кодовая таблица Windows-1251, в которой базовая таблица осталась прежней, а расширенная - изменилась. В целом, существование в нашей стране нескольких кодовых таблиц порождает задачу межсистемного преобразования данных.

Во многих странах Азии 256 кодов явно не хватило. В 1991 году производители программных продуктов (Microsoft, IBM, Apple) и стандартизаторы пришли к соглашению о выработке единого стандарта ISO 10646-1 (он же Unicode 3.0). Код построен по 31 битной схеме, но используются только два байта для кодирования одного символа. Два байта 16 бит создает 216 = 65536 кодов, которые описывают цифры, буквы латинского и многих национальных алфавитов, спецсимволы, знаки арифметических операций и т.д. Все текстовые документы в этой кодировке длинее вдвое, что сначала задерживало ее внедрение, но современный уровень технических средств допускает такую возможность. В настоящее время распространенный текстовый редактор Word, начиная с версии Word 8.0 (MicrosoftOffice 97) использует шрифты Unicode 3.0.

Текстовые строки. Текстовая (символьная строка) - это конечная последовательность символов. Это может быть осмысленный текст или произвольный набор, короткое слово или целая книга. Длина символьной строки - это количество символов в ней. Записывается в память символьная строка двумя способами: либо число, обозначающее длину текста, затем текст, либо текст затем разделитель строк.

Текстовые документы. Текстовые документы используются для хранения и обмена данными в информационных системах, но сплошной, не разбитый на логические фрагменты текст воспринимается тяжело. Структурирование теста достигаетсяформатированием - специфическим расположением текста при подготовке его к печати. Для анализа структуры текста были разработаны языки разметки, которые текстовые метки (маркеры или теги), используемые для обозначения частей документа, записывают вместе с основным текстом в текстовом формате. Программы, анализирующие текст, структурируют его, считывая, теги.

Различные кодовые таблицы, причины их появления.

Традиционно для кодирования одного символа используется 1 байт (8 двоичных разрядов). Это позволяет закодировать N = 28 = 256 различных символов, которых обычно бывает достаточно для представления текстовой информации (прописные и заглавные буквы русского и латинского алфавита, цифры, знаки, графические символы и т.д.). 
Начиная с 60 годов, компьютеры все больше стали использоваться для обработки текстовой информации. 
Традиционно для кодирования одного символа используется 1 байт (8 двоичных разрядов). Это позволяет закодировать N = 28 = 256 различных символов, которых обычно бывает достаточно для представления текстовой информации (прописные и заглавные буквы русского и латинского алфавита, цифры, знаки, графические символы и т.д.). 
При двоичном кодировании текстовой информации каждому символу ставится в соответствие своя уникальная последовательность из восьми нулей и единиц, свой уникальный двоичный код от 00000000 до 11111111 (десятичный код от 0 до 255). 
Присвоение символу конкретного двоичного кода - это вопрос соглашения, которое фиксируется в кодовой таблице. Первые 33 кода (с 0 по 32) соответствуют не символам, а операциям (перевод строки, ввод пробела и т.д.). Коды с 33 по 127 являются интернациональными и соответствуют символам латинского алфавита, цифрам, знакам арифметических операций и знакам препинания. 
Коды с 128 по 255 являются национальными, т.е. в национальных кодировках одному и тому же коду соответствуют различные символы. К сожалению, в настоящее время существуют пять различных кодовых таблиц для русских букв, поэтому тексты, созданные в одной кодировке, не будут правильно отображаться в другой. 
Хронологически одним из первых стандартов кодирования русских букв на компьютерах был код КОИ-8 («Код обмена информацией 8-битный»). Эта кодировка применяется на компьютерах с операционной системой UNIX. 
Наиболее распространенная кодировка- это стандартная кириллическая кодировка Microsoft Windows, обозначаемая сокращением СР1251 («СР» означает «Code Page», «кодовая страница»). Все Windows-приложения, работающие с русским языком, поддерживают эту кодировку. 
Для работы в среде операционной системы MS-DOS используется «альтернативная» кодировка, в терминологии фирмы Microsoft - кодировка СР866. 
Фирма Apple разработала для компьютеров Macintosh свою собственную кодировку русских букв (Мае).

Международная организация по стандартизации (International Standards Organization, ISO) утвердила в качестве стандарта для русского языка еще одну кодировку под названием ISO 8859-5. 
Как видно из таблицы, одному и тому же двоичному коду в различных кодировках поставлены в соответствие различные символы. Каждая кодировка задается своей собственной кодовой таблицей. 
Например, последовательность числовых кодов 221, 194, 204 в кодировке СР1251 образует слово ЭВМ, тогда как в других кодировках это будет бессмысленный набор символов. 
К счастью, в большинстве случаев пользователь не должен заботиться о перекодировках текстовых документов. При работе в приложениях Windows предусмотрена возможность автоматической перекодировки документов, созданных в приложениях MS-DOS. При работе в Интернет с использованием броузеров Internet Explorer и Netscape Communicator происходит автоматическая перекодировка Web-страниц. 
В последнее время появился новый международный стандарт Unicode, который отводит на каждый символ не один байт, а два, и потому с его помощью можно закодировать не 256 символов, а N = 216 = 65536 различных символов. Эту кодировку поддерживает платформа Microsoft WindowsOffice 97. 
 
Двоичное кодирование графической информации 
 
С 80-х годов интенсивно развивается технология обработки на компьютере графической информации. Компьютерная графика позволяет создавать и редактировать рисунки, схемы, чертежи, преобразовывать изображения (фотографии, слайды и т.д.), представлять статистические данные в форме деловой графики, создавать анимационные модели (научные, игровые и т.д.), обрабатывать «живое видео». 
 
Графическая информация на экране монитора представляется в виде изображения, которое формируется из точек (пикселей). В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета) каждая точка экрана может иметь лишь два состояния — «черная» или «белая», т.е. для хранения ее состояния необходим 1 бит. 
 
Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета (бит на точку 4, 8, 16, 24). Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки, и тогда по формуле N = 21 может быть вычислено количество цветов, отображаемых на экране монитора. 
 
Таблица Количество отображаемых цветов 
 
 
 
Изображение может иметь различный размер, который определяется количеством точек по горизонтали и по вертикали В современных персональных компьютерах обычно используются четыре основных размера изображения или разрешающих способностей экрана: 640*480, 800*600, 1024*768 и 1280*1024 точки. 
 
Для того чтобы на экране монитора формировалось изображение, информация о каждой его точке (цвет точки) должна храниться в видеопамяти компьютера. Рассчитаем необходимый объем видеопамяти для наиболее распространенного в настоящее время графического режима (800*600 точек, 16 бит на точку). 
 
Всего точек на экране: 800 * 600 = 480000 
 
Необходимый объем видеопамяти: 16 бит * 480000 = 7680000 бит = 960000 байт = 937,5 Кбайт. 
 
Аналогично рассчитывается необходимый объем видеопамяти для других графических режимов. 
 

 

Объем видеопамяти для различных графических режимов

Режим экрана	Глубина цвета (бит на точку)
4	8	16	24
640 на 480	150 Кбайт	300 Кбайт	600 Кбайт	900 Кбайт
800 на 600	234 Кбайт	469 Кбайт	938 Кбайт	1,4 Мбайт
1024 на 768	384 Кбайт	768 Кбайт	1,5 Мбайт	2,25 Мбайт
1280 на 1024	640 Кбайт	1,25 Мбайт	2,5 Мбайт	3,75 Мбайт

 
Современные компьютеры обладают такими техническими характеристиками, которые позволяют обрабатывать и выводить на экран, так называемое «живое видео», т.е. видеоизображение естественных объектов. Видеоизображение формируется из отдельных кадров, которые сменяют друг друга с высокой частотой (не воспринимаемой глазом). Обычно частота кадров составляет 25 Гц, т.е. за 1 секунду сменяется 25 кадров. 
 
Двоичное кодирование звуковой информации. 
 
С начала 90-х годов персональные компьютеры получили возможность работать со звуковой информацией Каждый компьютер, имеющий звуковую плату, микрофон и колонки, может записывать, сохранять и воспроизводить звуковую информацию С помощью специальных программных средств (редакторов аудиофайлов) открываются широкие возможности по созданию, редактированию и прослушиванию звуковых файлов Создаются программы распознавания речи и появляется возможность управления компьютером при помощи голоса 
 
Звуковой сигнал - это непрерывная волна с изменяющейся амплитудой и частотой Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон Для того чтобы компьютер мог обрабатывать непрерывный звуковой сигнал, он должен быть дистретизирован, те превращен в последовательность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц) 
 
При двоичном кодировании непрерывного звукового сигнала он заменяется серией его отдельных выборок- отсчетовКаждая выборка фиксирует реальную амплитуду сигнала и присваивается ей определенное, наиболее близкое, дискретное значение Чем большее количество дискретных значений может обеспечить звуковая карта и чем большее количество выборок производится за 1 секунду, тем точнее процедура двоичного кодирования. 
Современные звуковые карты могут обеспечить кодирование 65536 различных уровней сигнала или состояний Для определения количества бит, необходимых для кодирования, решим показательное уравнение 
 
65536 = 21, т к 65536 = 216 , то I = 16 бит 
 
Таким образом, современные звуковые карты обеспечивают 16-битное кодирование звука При каждой выборке значению амплитуды звукового сигнала присваивается 16-битный код 
 
Количество выборок в секунду может быть в диапазоне от 8000 до 48000, т е частота дискретизации аналогового звукового сигнала может принимать значения от 8 до 48 Кгц При частоте 8 Кгц качество дискретизированного звукового сигнала соответствует качеству радиотрансляции, а при частоте 48 Кгц - качеству звучания аудио-CD Следует также учитывать, что возможны как моно-, так и стерео-режимы. 
Можно оценить информационный объем моноаудиофайла длительностью звучания 1 секунду при среднем качестве звука (16 бит, 24 Кгц) Для этого количество бит на одну выборку необходимо умножить на количество выборок в 1 секунду 
 
16 бит * 24000 = 384000 бит = 48000 байт » 47 Кбайт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17. Программы для обработки текстов. Текстовые редакторы,       

 процессоры их отличия. Электронные таблицы. Основные понятия  

 информационных систем.

 

 

 Программы для обработки  текстов. Текстовые редакторы,       

 процессоры их отличия

Одной из наиболее распространенных функций современного персонального компьютера является подготовка разнообразных текстовых документов. В данном разделе рассматриваются программные продукты, функционирующие в MS Windows и ОС Linux и предназначенные для работы с текстами. Мы ознакомимся с принципами создания и редактирования как простых, так и более сложных документов.

Различают две основные группы программ подготовки текстовых документов: текстовые редакторы и текстовые процессоры.

Текстовыми редакторами, в основном, называют программы, создающие текстовые файлы без элементов форматирования (т. е. не позволяющие выделять части текста различными шрифтами и гарнитурами). Редакторы такого рода незаменимы при создании текстов компьютерных программ.

Текстовые процессоры умеют форматировать текст, вставлять в документ графику и другие объекты, не относящиеся к классическому понятию "текст". Следует отметить условность такого разделения -- разнообразие программ для обработки текста позволяет найти редактор с любым набором функций.

Некоторые текстовые процессоры являются так называемыми WYSIWYG-редакторами. Название получено по первым буквам фразы What You See Is What You Get -- то, что ты видишь, есть то, что ты получишь. Когда говорят, что это WYSIWYG-редактор, то гарантируют полное соответствие внешнего вида документа на экране компьютера и его печатной копии. К редакторам такого типа относятся Word и StarWriter.

Некоторые современные редакторы поддерживают концепцию "почти" WYSIWYG. Вид документа на экране при этом немного отличается от того, как будет выглядеть напечатанный документ, но делается это специально с целью более эффективного использования рабочего окна документа. Примерами "почти" WYSIWYG-редакторов являются Netscape Composer и KLyX.

Многие текстовые файлы передаются в виде простого текста (plain text). Простой текст сложно сделать привлекательным и легко читаемым, так как в нем нет шрифтов различных начертаний, графики, заголовков, подзаголовков и т. д. Эти дополнительные особенности носят название разметки текста (markup).

Говоря о разметке текста, выделяют понятия физической и логической разметки. При использовании физической разметки текста указывается точный вид каждого фрагмента. Например, "центрированный текст, 14-м кеглем, жирный, гарнитура Times". При логической разметке указывается логическое значение данного фрагмента, например, "это заголовок главы". Эти два способа разметки предназначаются, как правило, для использования в разных ситуациях. Для того чтобы распечатать текст на принтере, необходимо использовать физическую разметку. Должны быть приняты решения о размере полей и абзацных отступах. Ранние версии текстовых процессоров использовали только физический тип разметки. При этом для каждого фрагмента указывался шрифт, размер и стиль.