Форматы данных: представление и кодирование информации в компьютере

 

Основные комбинации цвета

Таблица 1

Цвет	R	G	B
Черный	0	0	0
Синий	0	0	1
Зеленый	0	1	0
Голубой	0	1	1
Красный	1	0	0
Пурпурный	1	0	1
Желтый	1	1	0
Белый	1	1	1

 

Качество кодирования  изображения зависит от двух параметров.

Во-первых, качество кодирования  изображения тем выше, чем меньше размер точки и соответственно большее  количество точек составляет изображение.

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. Графическое отображение звуковых волн

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.2 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. композициями.[5]

 

 

 

 

 

2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

ВАРИАНТ 20

 

2.1. Постановка задачи

  В течение дня  в салоне сотовой связи проданы мобильные телефоны, код, модель и цена которых указаны в таблице 1. В таблице 2 указаны код и количество проданных телефонов различных моделей.

  Для решения задачи необходимо следующее:

  1. В итоговой таблице  «Ведомость продаж» обеспечить автоматическое заполнение данными столбцов «Модель мобильного телефона», «Цена, руб.», «Продано, шт.», используя исходные данные таблиц 2 и 3.

  2. Организовать межтабличные связи с использованием функций ВПР или ПРОСМОТР для автоматического запроса цены и количества проданных телефонов.

  3. Рассчитать сумму,  полученную от продаж каждой из моделей итоговую сумму продаж.

  4. Сформировать документ  «Ведомость продаж мобильных телефонов».

  5. Результаты представить  в  графическом виде и  провести анализ результатов.

Прайс-лист

Таблица 2

Код мобильного телефона	Модель мобильного телефона	Цена, руб.
100	LG-Optimus One	9000
101	Nokia E7	28000
102	HTC Desire S	22000
103	Apple iPhone 4	35000
104	Nokia N8	18000
105	Sony Ericsson Xperia arc	20000

 

 

 

Список продаж

Таблица 3

Номер продажи	Код мобильного телефона	Продано, шт
1	100	2
2	101	4
3	102	5
4	103	1
5	104	4
6	105	3

 

Ведомость продаж

Таблица 4

Код мобильного телефона	Модель мобильного телефона	Цена	Продано	Сумма

 

 

2.2. Описание  алгоритма решения задачи

1) Запустить табличный  процессор MS Excel.

2) Создать книгу с  именем «Ведомость продаж».

3) На рабочем листе MS Excel создать таблицу с базовыми данными продажах.

4) Заполнить таблицу  с исходными данными (рис. 3.).

Рис. 3. Таблица с исходными данными

5) С помощью функции ВПР обеспечиваем межтабличные связи для автоматического запроса цены и количества проданных телефонов. (Рис.4.)

Например, для заполнения ячейки В12 используем функцию =ВПР(A12;$A$1:$C$7;2;0)

Рис. 4. Автоматическое заполнение ячеек

 

6) Заполним графу «сумма» в Рис. 5, используя функции умножения и суммирования. В ячейку Е12 внесем формулу:

=C12*D12

В ячейку Е18 вносим формулу:

=СУММ(E12:E17)

Полученная таблица  представлена на Рис.5.

Рис. 5. Ведомость продаж

7) По полученным данным построим диаграмму с отражением суммы денег, полученных от продаж. (Рис.6.).

 

 

Рис.6. Результаты вычислений в графическом виде

 

8) Анализ результатов.

Проведя данную работу, рассчитали доход от продаж мобильных телефонов, представили отдельно результаты для  каждой модели в процентном соотношении  от полной стоимости продаж. Выяснили, что  наибольший доход получили от продаж телефонов марки Nokia Е7 (112 тыс. руб.), наименьший доход – LG - Optimus One (18 тыс. руб) [1, стр. 376]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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.