Форматы данных: представление и кодирование информации в компьютере

Во-вторых, чем большее  количество цветов, то есть большее  количество возможных состояний точки изображения, используется, тем более качественно кодируется изображение (каждая точка несет большее количество информации). Совокупность используемых в наборе цветов образует палитру цветов.

Графическая информация на экране монитора представляется в  виде растрового изображения, которое формируется из определенного количества строк, которые в свою очередь содержат определенное количество точек (пикселей). Качество изображения определяется разрешающей способностью монитора, т.е. количеством точек, из которых оно складывается. Чем больше разрешающая способность, то есть чем больше количество строк растра и точек в строке, тем выше качество изображения. В современных персональных компьютерах обычно используются три основные разрешающие способности экрана: 800х600, 1024х768 и 1280х1024 точки.

Цветные изображения  формируются в соответствии с  двоичным кодом цвета каждой точки, хранящимся в видеопамяти.. Цветные  изображения могут иметь различную глубину цвета, которая задается количеством битов, используемым для кодирования цвета точки. Наиболее распространенными значениями глубины цвета являются 8, 16, 24 или 32 бита.

В противоположность  растровой графике векторное изображение состоит из геометрических примитивов: линия, прямоугольник, окружность и т.д. Каждый элемент векторного изображения является объектом, который описывается с помощью специального языка (математических уравнения линий, дуг, окружностей и т.д.). Сложные объекты (ломаные линии, различные геометрические фигуры) представляются в виде совокупности элементарных графических объектов. Объекты векторного изображения, в отличие от растровой графики, могут изменять свои размеры без потери качества (при увеличении растрового изображения увеличивается зернистость).

 

1.4. Компьютерное кодирование звука

 

Из курса физики известно, что звук - это колебание частиц воздуха, непрерывный сигнал с меняющейся амплитудой (Рис. 1).

Рис.1. Звук

При кодировании звука  этот сигнал надо представить в виде последовательности нулей и единиц. Как это происходит в микрофоне? Через равные промежутки времени, очень часто (десятки тысяч раз в секунду) измеряется амплитуда колебаний. Каждое измерение производится с ограниченной точностью и записывается в двоичном виде. Частота, с которой записывается амплитуда, называется частотой дискретизации. Полученный ступенчатый сигнал сначала сглаживается посредством аналогового фильтра, а затем преобразуется в звук с помощью усилителя и динамика.

На качество воспроизведения закодированного звука в основном влияют два параметра: частота дискретизации - количество измерений амплитуды за секунду в герцах и глубина кодирования звука - размер в битах, отводимый под запись значения амплитуды. Например, при записи на компакт-диски (CD) используются 16-разрядные значения, а частота дискретизации равна 44032 Гц. Эти параметры обеспечивают превосходное качество звучания речи и музыки. Для стереозвука отдельно записывают данные для левого и для правого канала.

Если преобразовать  звук в электрический сигнал (например, с помощью микрофона), мы увидим плавно изменяющееся с течением времени напряжение. Для компьютерной обработки такой аналоговый сигнал нужно каким-то образом преобразовать в последовательность двоичных чисел.

Поступают следующим образом: измеряют напряжение через равные промежутки времени и записывают полученные значения в память компьютера. Этот процесс называется дискретизацией (или оцифровкой), а устройство, выполняющее его - аналого-цифровым преобразователем (АЦП) (Рис. 2).

Рис. Аналогово-цифровое преобразование звука

Для того чтобы воспроизвести  закодированный таким образом звук, нужно выполнить обратное преобразование (для него служит цифро-аналоговый преобразователь- ЦАП), а затем сгладить получившийся ступенчатый сигнал.

Чем выше частота дискретизации (т. е. количество отсчетов за секунду) и чем больше разрядов отводится  для каждого отсчета, тем точнее будет представлен звук. Но при  этом увеличивается и размер звукового файла. Поэтому в зависимости от характера звука, требований, предъявляемых к его качеству и объему занимаемой памяти, выбирают некоторые компромиссные значения.

Описанный способ кодирования  звуковой информации достаточно универсален, он позволяет представить любой звук и преобразовывать его самыми разными способами. Но бывают случаи, когда выгодней действовать по-иному.

Человек издавна использует довольно компактный способ представления музыки - нотную запись. В ней специальными символами указывается, какой высоты звук, на каком инструменте и как сыграть. Фактически, ее можно считать алгоритмом для музыканта, записанным на особом формальном языке. В 1983 г. ведущие производители компьютеров и музыкальных синтезаторов разработали стандарт, определивший такую систему кодов. Он получил название MIDI.

Конечно, такая система  кодирования позволяет записать далеко не всякий звук, она годится только для инструментальной музыки. Но есть у нее и неоспоримые преимущества: чрезвычайно компактная запись, естественность для музыканта (практически любой MIDI-редактор позволяет работать с музыкой в виде обычных нот), легкость замены инструментов, изменения темпа и тональности мелодии.

Существуют и другие, чисто компьютерные, форматы записи музыки. Среди них следует отметить формат MP3, позволяющий с очень большим качеством и степенью сжатия кодировать музыку. При этом вместо 18-20 музыкальных композиций на стандартный компакт-диск (CD-ROM) помещается около 200. Одна песня занимает примерно 3-5 мегабайт, что позволяет пользователям сети Интернет легко обмениваться музыкальными композициями.

 

 

 

 

2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

ВАРИАНТ 5

 

2.1. Постановка  задачи

Произвести расчет стоимости  междугородних телефонных разговоров абонента по заданным значениям. Для  определения дня недели, когда производился звонок, следует использовать функцию ДЕНЬНЕД(), а также функции ЕСЛИ() и ИЛИ() (рис. 5.1, рис. 5.2).

Сформировать документ «Квитанция для оплаты телефонных разговоров». По данным квитанции построить гистограмму с отражением стоимости звонков на определенную дату.

Тарифы на услуги междугородней  телефонной связи ОАО «Россвязь» для абонентов квартирного сектора
Наименование города	Код города	в рабочие дни, руб.	в выходные дни, руб.
Волгоград	8442	4,50	4,20
Киров	8332	4,50	4,20
Пенза	8412	5,50	4,50
Челябинск	3442	7,50	4,80
Новосибирск	3832	7,50	4,80

 

Рис. 3. Тарифы на услуги междугородней  телефонной связи

 

Квитанция для оплаты телефонных разговоров Номер телефона 123-45-67
Дата	Код города	Минут	Стоимость, руб.
15.01.2010	8442	3
16.01.2010	8332	8
17.01.2010	8412	10
18.01.2010	3442	5
23.01.2010	3832	15
Итого
Срок оплаты счета до:

 

Рис. 4. Квитанция для  оплаты телефонных разговоров

 

2.2. Описание  алгоритма решения задачи

1) Запустить табличный  процессор MS Excel.

2) Создать книгу с  именем «Стоимость звонков».

3) На рабочем листе  MS Excel создать таблицу с базовыми  данными о выполненных маршрутах.

4) Заполнить таблицу  с базовыми данными (рис. 5.).

Рис. 5. Таблица с базовыми данными

5) Чтобы узнать, каким днем недели была дата, создадим дополнительную таблицу, используя функцию ДЕНЬНЕД (Рис.6.)

Рис. 6. Расчет дня недели

6) Заполним графу «Стоимость, руб.» в Рис. 7, используя функции  ЕСЛИ и ИЛИ. В ячейку J8 внесем формулу:

=ЕСЛИ(ИЛИ(B18<6;B18=5);I8*C9;I8*D9)

7) Размножить введенную  в ячейку J8 формулу для остальных  ячеек (с J8 по J12) данной графы.

8) Занести в ячейку J13 формулу:

=СУММ(J8:J12)

Полученная таблица  представлена на Рис.7.

 

 

Рис. 7. Расчет стоимости  телефонных разговоров

 

9) По полученным данным построим гистограмму с отражением стоимости звонков на определенную дату (Рис.8.).

 

 

 

 

Рис.8. Результаты вычислений в графическом виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

С тех пор как люди научились думать и считать, не было изобретено лучшего способа представления чисел и других данных для анализа и принятия решений, как занесение их в разного рода таблицы. Долгое время и до недавних пор это были ряды и столбцы цифр в различных ведомостях, формах, бланках, отчетах и иных бумажных документах. Сведение данных в такие таблицы и расчеты вручную либо с помощью подручных средств типа счетов или калькулятора может потребовать многих часов кропотливого труда. С изобретением компьютеров появилась альтернатива: рутинные обязанности по обработке данных понемногу стали поручать машине. Решением проблемы явились электронные таблицы, которые в простой и естественной форме соединяют преимущества обоих способов работы с данными. Пользователь (служащий) получил возможность для размещения данных использовать таблицы на экране монитора, а для их обработки — стандартный набор арифметических операций.

Электронная таблица  — это диалоговая система обработки  данных. Область применения электронных таблиц весьма широка: от ведения домашнего бюджета до инженерных расчетов объема сбыта продукции и финансового состояния предприятий.

Данная работа выполнена  с применением программы Microsoft Excel из офисного пакета Microsoft Office, в настоящее время наиболее популярным в мире табличным процессором. Это одна из первых программ, в которой в полной мере было продемонстрировано умелое использование преимуществ среды Windows, отношение к которой до этого было весьма скептическим. Microsoft Excel побеждает за счет многообразия возможностей создания качественных таблиц и графиков, чрезвычайно гибкой настраиваемости рабочей среды, возможности формировать полнофункциональные приложения, создавая собственные меню и подменю, а также диалоговые окна, примечания к ячейкам и сообщения и многое другое.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Грег Харвей. Microsoft Office Excel 2003 для «чайников». – М.: Диалектика, 2005. – 692 с.
2. Леонтьев В. Новейшая энциклопедия персонального компьютера – М.: Олма Медиа Групп, 2007. – 734 с.
3. Представление данных в компьютере // - http://www.ido.rudn.ru/nfpk/inf/inf4.html, РУДН, 2006.
4. Симонович С.В. Информатика. Базовый курс. Учебник для вузов, 3-е изд. - СПб.: Питер, 2011. - 640 с.
5. Широбокова Н. Представление информации в компьютере // http://www.compgramotnost.ru/kodirovanie-informacii, 17.06.2010.

Данная работа скачена  с сайта http://www.vzfeiinfo.ru ID работы: 33233