Основы информатики

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный университет сервиса и экономики»

Сыктывкарский филиал

Кафедра: «Сервиса и туризма»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Информатика

Выполнил:

студент 1 курса

Павлова Юлия Олеговна

Проверил: старший преподователь

Масляев Д.А.

Сыктывкар 2012

Кодирование данных и единицы их измерения

Носители данных:

· Бумага

· CD/DVD-ROM

· Диски и магнитные ленты

· Фотография

· ДНК - в живой природе

Примеры различных систем кодирования:

1. Естественные человеческие языки

2. Азбуки

3. Математические выражения

4. Телеграфная азбука

5. Морская флажковая азбука

Знаменитый немецкий ученый Готфрид Вильгельм Лейбниц предложил еще в XVII веке уникальную и простую систему представления чисел. «Вычисление с помощью двоек... является для науки основным и порождает новые открытия... при сведении чисел к простейшим началам, каковы 0 и 1, везде появляется чудесный порядок».

Сегодня такой способ представления информации с помощью языка, содержащего всего два символа алфавита -- 0 и 1, широко используется в технических устройствах, в том числе и в компьютере. Эти два символа 0 и 1 принято называть двоичными цифрами или битами (от англ. bit -- Binary Digit - двоичный знак).

Инженеров такой способ кодирования привлек простотой технической реализации -- есть сигнал или нет сигнала. С помощью этих двух цифр можно закодировать любое сообщение.

Более крупной единицей измерения объема информации принято считать 1 байт, который состоит из 8 бит.

Принято также использовать и более крупные единицы измерения объема информации. Число 1024 (210) является множителем при переходе к более высокой единице измерения.

Килобит	Кбит	Кбит = 1024 бит ?1000 бит
Мегабит	Мбит	1 Мбит = 1024 Кбит ? 1 000 000 бит
Гигабит	Гбит	Гбит = 1024 Мбит ? 1 000 000 000 бит
Килобайт	Кбайт (Кб)	1 Кбайт = 1024 байт ? 1000 байт
Мегабайт	Мбайт (Мб)	1 Мбайт = 1024 Кбайт ? 1 000 000 байт
Гигабайт	Гбайт (Гб)	1 Гбайт = 1024 Мбайт ? 1 000 000 000 байт

Кодирование информации в компьютере

Вся информация , которую обрабатывает компьютер, должна быть представлена двоичным кодом с помощью двух цифр -- 0 и 1. Эти два символа принято называть двоичными цифрами, или битами. С помощью двух цифр 1 и 0 можно закодировать любое сообщение. Это явилось причиной того, что в компьютере обязательно должно быть организовано два важных процесса:

· кодирование, которое обеспечивается устройствами ввода при преобразовании входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, то есть в двоичный код;

· декодирование, которое обеспечивается устройствами вывода при преобразовании данных из двоичного кода в форму, понятную человеку.

Кодирование чисел

Целые числа

Для представления целых чисел в компьютере используется двоичная система счисления.

1910=100112

Любое число можно перевести в двоичную систему (делением на 2) и обратно.

Действительные числа

Для кодирования действительных чисел используют 80-ти разрядное кодирование. При этом число предварительно преобразуют в нормальную форму:

3,1415926 = 0,31415926*101

300 000 = 0,3*106

Таблица ASCII

128-255 (расширенная часть) - национальные системы кодирования (буквы русского языка)

UNICODE - универсальная система, основанная на 16-разрядном кодировании символов. Диапазон возможных кодов становится намного больше.

65536 различных символов -- этого достаточно для размещения в одной таблице символов большинства языков планеты.

Кодирование графических данных

Растр -- это метод кодирования графической информации, издавна принятый в полиграфии

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 .

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, К), 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 дополнительный цвет, то есть цвет, дополняющий основной цвет до белого. Нетрудно заметить, что 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. Разумеется, эта палитра должна прикладываться к графическим данным -- без нее нельзя воспользоваться методами воспроизведения информации на экране или бумаге (то есть, воспользоваться, конечно, можно, но из-за неполноты данных полученная информация не будет адекватной: листва на деревьях может оказаться красной, а небо -- зеленым).

Кодирование звуковой информации

Звуковая информация. Звук представляет собой распространяющуюся в воздухе, воде или другой среде волну с непрерывно меняющейся интенсивностью и частотой.

Человек может воспринимать звук в огромном диапазоне интенсивностей, в котором максимальная интенсивность больше минимальной в 1014 раз (в сто тысяч миллиардов раз). Для измерения громкости звука применяется специальная единица "децибел" (дбл) ). Уменьшение или увеличение громкости звука на 10 дбл соответствует уменьшению или увеличению интенсивности звука в 10 раз. Временная дискретизация звука. Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму с помощью временной дискретизации. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, для каждого такого участка устанавливается определенная величина интенсивности звука. Глубина кодирования звука. Каждой "ступеньке" присваивается определенное значение уровня громкости звука. Уровни громкости звука можно рассматривать как набор возможных состояний N, для кодирования которых необходимо определенное количество информации I, которое называется глубиной кодирования звука.

Глубина кодирования звука - это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука.

Если известна глубина кодирования, то количество уровней громкости цифрового звука можно рассчитать по формуле N = 2I. Пусть глубина кодирования звука составляет 16 битов, тогда количество уровней громкости звука равно:

N = 2I= 216= 65 536.

В процессе кодирования каждому уровню громкости звука присваивается свой 16-битовый двоичный код, наименьшему уровню звука будет соответствовать код 0000000000000000, а наибольшему - 1111111111111111.

Работа в среде графического редактора paint

Почти с момента создания ЭВМ появилась и компьютерная графика, которая сейчас считается неотъемлемой частью мировой технологии. Существует специальная область информатики, изучающая методы и средства создания и обработки изображений с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов, - компьютерная графика. Она охватывает все виды и формы представления изображений, доступных для восприятия человеком либо на экране монитора, либо в виде копии на внешнем носителе (бумага, кинопленка, ткань и прочее). Компьютерная графика представляет собой одну из современных технологий создания различных изображений с помощью аппаратных и программных средств компьютера, отображения их на экране монитора и затем сохранения в файле или печати на принтере.

В компьютерной графике используют два подхода: растровый и векторный. В растровой графике изображение рассматривается как совокупность отдельных точек (пикселей). При использовании растровой графики с помощью определенного числа бит кодируется цвет каждого мельчайшего элемента изображения - пикселя. Изображение представляется в виде большого числа мелких точек, называемых пикселями. Каждый из них имеет свой цвет, в результате чего и образуется рисунок. Процессы кодирования и построения таких изображений на экране компьютера весьма просты, но их хранение требует больших объемов памяти.

Рисунки в растровом изображении можно подготовить с помощью графического редактора. В состав стандартного набора операционной системы Windows входит графический редактор Paint.

Paint - простейший графический редактор, встроенный в операционную систему Windows и предназначенный для создания и редактирования растровых графических изображений. Он приемлем для создания простейших графических иллюстраций: схем, диаграмм и графиков, которые можно встраивать, например, в текстовые документы. Кроме того, редактор позволяет вводить тексты, используя набор шрифтов Windows.

Графический редактор Paint ориентирован на процесс “рисования” изображения и комбинирования готовых фрагментов и не предназначен для серьезных графических работ. Работа с этим редактором достаточно проста и не требует особых инструкций. Поэтому целесообразно начинать обучение детей работе с компьютером именно с графического редактора Paint.

Графический редактор Paint

Запуск Paint осуществляется командой Пуск / Программы / Стандартные / Графический редактор Paint.

Интерфейс графического редактора Paint

Основную часть окна графического редактора составляет рабочая область. Рисунок может занимать часть рабочей области, всю ее и выходить за ее пределы. В последнем случае по краям рабочей области появятся полосы прокрутки (см. Рис.1).



Размещено на http://www.allbest.ru/

На границах рисунка располагаются маркеры изменения размера (темные точки в середине сторон и по углам рисунка).

Слева от рабочей области располагается панель инструментов (команд графического редактора). Она содержит элементы управления инструментами для рисования в виде кнопок с пиктограммами. При выборе инструмента под панелью может появиться меню для дополнительной настройки его свойств. Цвет кнопки инструмента после его выбора инвертируется

Ниже рабочей области располагается палитра (стандартная). Она содержит набор цветов, который можно использовать при рисования, а также особое окно слева с двумя наложенными квадратами - окно просмотра цветов. Если нужный цвет в палитре отсутствует, его можно создать и заместить им любой из цветов палитры. Измененную палитру можно сохранить в виде файла.

Операции с цветом

Выбор палитры

Выбор цветной или черно-белой палитры осуществляется с помощью команды Рисунок / Атрибуты. Палитра выбирается в диалоговом окне, появляющемся после выполнения этой команды. Этой команде соответствует комбинация клавиш CTRL+E.

Копирование цвета объекта

Все линии и фигуры рисуются тем цветом, который выбран на цветовой палитре. Выбранный цвет отображается в окне просмотра цветов палитры. Этот цвет называется первым, или основным, цветом и выбирается щелчком левой кнопкой мыши. Второй цвет, дополнительный или цвет фона, выбирается щелчком правой кнопкой мыши и отображается в окне просмотра за основным цветом.

Иногда требуется использовать один из тех цветов, которые уже имеются в рисунке, а точно определить соответствующий цвет палитры трудно. В этом случае применяют инструмент Выбор цветов. Выбрав инструмент, надо щелкнуть в определенной точке рисунка, и ее цвет автоматически выберется в качестве текущего. При щелчке левой кнопкой цвет будет выбран в качестве первого цвета, а при щелчке правой кнопкой в качестве фонового.

Графический редактор Paint позволяет в большинстве операций использовать как цвет переднего плана, так и фоновый цвет. Если операция производится с использованием левой кнопки мыши, применяется цвет переднего плана. При использовании правой кнопки мыши, применяется цвет фона.

Определение цвета

Если нужный цвет отсутствует в стандартной палитре, то его можно определить и заменить им один из имеющихся цветов. Команды работы с палитрой цветов находятся в пункте меню Параметры.

Для определения цвета надо исполнить команду Параметры / Изменить палитру основного меню или дважды щелкнуть на заменяемом цвете.

Чтобы изменить палитру:

1. Выберите на палитре цвет, который следует изменить.

2. Выполните команду Параметры / Изменить палитру.

3. Нажмите экранную кнопку Изменить цвет.

4. Измените указанный цвет с помощью одного из указанных выше способов.

5. Нажмите экранную кнопку Добавить в набор.

Сохранить измененную палитру можно с помощью команды Параметры / Сохранить палитру. Загрузить измененную палитру можно с помощью команды Параметры / Загрузить палитру.

Закрашивание областей

Закрашивание одноцветных областей другим цветом позволяет делать инструмент Заливка. Для этого надо поставить указатель курсора внутрь закрашиваемой области. После этого при щелчке левой кнопкой мыши область заливается основным цветом, а при щелчке правой кнопкой мыши - дополнительным цветом (цветом фона).

Замечание: При использовании инструмента Заливка важно следить, чтобы граница закрашиваемой области была замкнутой, иначе произойдет закрашивание точек за пределами этой области.

Создание изображений

Произвольные фигуры

Рисование произвольных фигур осуществляется путем протягивания мыши: при движении указателя мыши за ним остается след. Протягивание с нажатой левой кнопкой мыши дает изображение фигуры основным цветом, а при правой кнопке - цветом фона.

Линия, толщиной в один пиксель создается с помощью инструмента Карандаш. Для того чтобы получить строго горизонтальную или вертикальную линию, во время протягивания указателя мыши надо удерживать клавишу SHIFT.

Линию произвольного вида позволяет провести инструмент Кисть. Вид линии определяется формой кисти, которую выбирают в окне под панелью инструментов.

Нечеткое, "размытое" пятно на экране позволяет получить инструмент Распылитель. Размер пятна выбирают в окне под панелью инструментов.

Для стирания изображения используется инструмент Ластик/Цветной ластик. Размер ластика выбирается в окне под панелью инструментов. При протягивании указателя с нажатой левой клавишей мыши происходит замещение всех цветов цветом фона, а при нажатой правой кнопке мыши - только цвета, выбранного в качестве первого.

Замечание: с инструментами Карандаш, Кисть, Распылитель и Ластик можно работать методом набивки. При этом указатель не протягивают, а устанавливают в нужное место и выполняют щелчок.

Линии

Способы рисования линий и выбор их цвета аналогичны способам, применяемым для рисования произвольных фигур.

Прямую линию можно провести с помощью специального инструмента Линия. Толщина линии задается в окне под панелью инструментов. Нажатая клавиша SHIFT при протягивании указателя курсора позволяет провести линию строго горизонтально, вертикально или под углом в 450.

Для рисования кривых линий служит инструмент Кривая. Рисование линии выполняют в три приема:

Стандартные фигуры

Изображения стандартных геометрических фигур эллипса и прямоугольника можно получить, используя инструменты Эллипс и Прямоугольник. Кроме этого существует возможность получить изображение прямоугольника со скругленными углами. Для этого используется инструмент Скругленный прямоугольник.

При нажатой во время протягивания клавише SHIFT, на экране появляются изображения правильных фигур: окружность, квадрат.

Рисование стандартных фигур осуществляется щелчком на поле рисунка с последующим протягиванием указателя курсора. При этом точка щелчка и последняя точка протягивания являются вершинами диагонали прямоугольника. При рисовании эллипса сам прямоугольник на экране не отображается, а эллипс оказывается в него вписанным. Изображение многоугольника позволяет получить инструмент Многоугольник. Контур многоугольника замыкают протягиванием указателя курсора к начальной точке.

Надписи

Для создания надписей используется инструмент Надпись.

При выборе инструмента Надпись после щелчка на рабочем поле редактора появляется рамка с текстовым курсором внутри и дополнительная панель - Панель атрибутов текста.

Рамку можно переместить или изменить ее размеры, путем перетаскивания маркеров изменения размеров рамки.

Панель атрибутов текста позволяет выбрать гарнитуру, размер и начертание используемого шрифта.

Замечание: все операции следует производить внутри текстовой рамки. При щелчке за ее пределами надпись становится частью рисунка, после чего ее нельзя ни редактировать, ни форматировать.

Работа с блоками изображения

Выделение

В графическом редакторе Paint существует возможность выделения прямоугольных областей и областей произвольной формы.

Для выделения прямоугольных областей используют инструмент Выделение, а для выделения области произвольной формы инструмент Выделение произвольной области. Выделить все изображение можно также используя пункт основного меню Правка / Выделить все или с помощью комбинации клавиш CTRL+L.

Копирование, удаление, перемещение

Операции перемещения, удаления и переноса выделенного фрагмента изображения выполняются аналогично во всей операционной системе Windows с помощью команд пункта Правка основного меню.

Перемещение выделенного фрагмента изображения осуществляется перетаскиванием фрагмента при нажатой левой кнопке мыши. Если при этом держать нажатой клавишу SHIFT, за объектом остается след. Величина следа зависит от скорости перетаскивания. Копирование выделенного фрагмента изображения осуществляется:

*перетаскиванием фрагмента с нажатой клавишей CTRL;

с помощью команд Правка / Копировать и Правка / Вставить. Этим командам соответствуют комбинации клавиш CTRL+C и CTRL+V.

Удаление выделенного фрагмента осуществляется двумя методами:

*вырезка фрагмента с помощью команды Правка / Вырезать или комбинации клавиш CTRL+X;

*удаление фрагмента с помощью команды Правка / Очистить выделение или клавиши DEL.

Изменение масштаба просмотра

Редактирование точечного изображения осуществляется при изменении масштаба просмотра рисунка. Графический редактор Paint позволяет изменить масштаб просмотра в 2, 4, 6 и 8 раз.

Изменение масштаба осуществляется:

1.С помощью команд пункта Вид / Масштаб основного меню. Команда Вид / Масштаб / Крупный увеличивает масштаб изображения в 4 раза. Команда Вид / Масштаб / Выбрать... открывает диалоговое окно, позволяющее выбрать масштаб изображения. Команда Вид / Масштаб / Окно масштаба 100% позволяет показать часть изображения в небольшом окне в обычном масштабе для быстрой оценки внесенных изменений. При выборе увеличения изображения в 6 или 8 раз выполнение команды Вид / Масштаб / Показать сетку (ей соответствует комбинация клавиш CTRL+G) позволяет отобразить на экране пиксельную сетку.

2.С помощью инструмента Масштаб. Нужный масштаб выбирается в окне под панелью инструментов.

Команды, позволяющие изменить свойства изображения, находятся в пункте меню Рисунок.

Изменение размеров рисунка

В отличие от изменения масштаба просмотра, это изменение реального размера рисунка.

Для задания размера рисунка служит команда Рисунок / Атрибуты. Команде соответствует комбинация клавиш CTRL+E. После ее выполнения открывается диалоговое окно Атрибуты, в котором устанавливаются единицы измерения и выбираются размеры рисунка.

Отражение и поворот

С помощью команды Рисунок / Отразить/Повернуть.. можно отразить выделенный фрагмент слева направо и сверху вниз, а также повернуть на угол 900, 1800 или 2700. После исполнения команды на экране появляется диалоговое окно, в котором выбирается преобразование.

Вызвать окно для выбора этих операций можно, используя комбинацию клавиш CTRL+R.

Растяжение и наклон. Растяжение и наклон выделенного фрагмента по горизонтали или вертикали осуществляется с помощью команды Рисунок / Растянуть/Наклонить… После выполнения команды на экране появляется диалоговое окно, в котором выбирается преобразование. Этой команде соответствует комбинация клавиш CTRL+W.

Обращение цветов. Обращение цветов выделенного фрагмента рисунка осуществляется с помощью команды Рисунок / Обратить цвета или комбинации клавиш CTRL+I.

Следует обратить внимание, что в преобразованиях связанных с изменением свойств изображения, если фрагмент изображения не был выделен, то преобразование выполнится над всем рисунком.

Технология OLE

кодирование информация графический редактор

Операционная система Windows поддерживает технологию внедрения и связывания объектов (OLE), благодаря которой объекты, созданные в одних программах-приложениях (сервер OLE), можно вставить в объекты, созданные в других программах-приложениях (клиенты OLE).

Графические объекты, созданные в графическом редакторе Paint, можно использовать в других программах-приложениях.

Существует два метода вставки в документ объектов, созданных другими приложениями:

* метод внедрения,

* метод связывания

Объект-источник (рисунок) при внедрении в документ-приемник (текст) становится его частью и не существует в виде отдельного файла, а входит в состав комплексного документа. С ним он может копироваться, воспроизводиться, распечатываться и т.д.

При связывании объекта-источника и документа-приемника объект не становится частью документа, а продолжает существовать в виде отдельного файла. В этом случае в документ внедряется не объект, а только указание на то, где он находится (путь файла). Объект-источник можно редактировать посторонними средствами вне документа-приемника, причем все изменения автоматически отражаются в итоговом документе.

Рисунки, подготовленные в редакторе Paint, можно сохранить на жестком диске в виде файлов в формате BMP, JPG и GIF. И использовать их в качестве объекта OLE для внедрения или связывания с другими документами, подготовленными в других приложениях.

Размещено на Allbest.ru