Информация и информационные процессы

При хранение и передачи информации передаётся закодированная информация и таблица кодирования. Для восстановления информации производится обратная процедура замены кодов повторяющихся элементов из таблицы кодирования.

230 байт.

При записи информации различными способами  в этой записи могут возникать повторяющиеся фрагменты. В этом случае появляется возможность сэкономить место на материальном носителе информации, ускорить её передачу по каналу связи.

Таблица кодирования:                                                                     (230 значений)

информации – 1

ми – 2

это – 3

записи – 4

появля – 5

ся – 6

Сжатая информации:

При 4 1 различные в 3й 4 могут 5ться повторяющие6 фрагменты. В 3м случае 5ется возможность сэкономить место на материальном носителе 1, ускорить её передачу по каналу связи. Таким образом хорошо сжимать изображения в которых есть длинные повторяющиеся цепочки одного цвета, причём такое сжатие может быть многоступенчатым.

64:22=3 (приближённо) 

Но не все изображения сжимаются  одинаково хорошо. Пример:

Рисунок на белом месте в виде контура, занятого одним цветом или фотография синего неба с маленьким летящим самолётом, но она будет сжиматься   достаточно   хорошо  и  фотография  леса  с  мелкими  деревьями,

                                                                                                                                15

сучьями, травками будет сжиматься  плохо. В среднем фотографию можно  сжать в 6, 7 раз, поэтому архивы фотографий, рисунков на лазерных дисках хранятся в сжатом виде, причём на диске хранятся и программы сжатия. При загрузке диска развёртывание происходит автоматически.

2 способ применяется для сжатия  текстов перекодированием на  более экономичный код. Известно, что один символ текста хранится в одном байте, т. е. в цепочки из 8 двоичных импульсов.

                                                                                               0

                    

                                                                                             255                                     

Описание способа:

Программа просматривает текст  от начала до конца, составляя таблицу  знаков, входящих в текст и вместе с этим происходит кодирование всех знаком в таблице двоичными числами. Пример:

Мама мыла раму

м – 000

а – 001

пробел – 010

ы – 011

л – 100

р – 101

у – 110

Таким образом получаем: 000001000001010000011100000010101

Сегодня 30 января

с – 0000      н – 0101            а – 1011

е – 0001      я – 0110            р – 1100   

г – 0010      пробел – 1000

о – 0011      з – 1001         

д – 0100      о – 1010

000000010010001101000101011001111000100101110110010110101011110001     10                              

  1762614

Новые алгоритмы.

Наряду с алгоритмами по элементного  сжатия основаны алгоритмы, основанные на математическом описании информационных блоков. Это алгоритмы JPG и фрактальный алгоритм JPEG применяющийся для сжатия изображений, обеспечивающий коэффициент сжатия в 6-8 раз для любых изображений, но при этом происходит потеря качества изображения. Пример:

Исходное изображение – точечный рисунок имеет размер 431 Кбайт. В форме JPEG его размер будет уже 11 Кбайт. Искажения, возникающие при сжатие  JPEG  заметны на  обнажённых  изображениях  и на  изображениях

имеющие тонкие элементы. На фотографиях  искажения практически незаметны.                                                                                                                      16

Фрактальное сжатие.

Этот способ основан на алгоритме, разработанном в 1992 году. Он основан  на замене точечного представления  рисунка его математическим описанием в виде формул. Недостатком такого способа является то, что такой перевод требует нескольких сотен часов работы мощного компьютера. Фрактальное сжатие применяется в тех случаях, когда изображение сжимают один раз, например при упаковке его на лазерный диск, а разворачивают много раз, причём разворачивание осуществляется гораздо быстрее чем сжатие. В некоторых случаях коэффициент сжатия достигает нескольких 1000. Кроме того такие изображения можно увеличивать без потери качества. Ещё одно ценное свойство фрактального сжатия заключается в том, что оно позволяет создавать искусственные изображения имитирующие реальные, иногда до такой степени, что отличить их практически невозможно.

Структурирование информации.

Величины.

Величиной называют информацию, которую можно сравнивать с какой-то мерой. Пример величины:

Расстояние от одного города до другого, количество вещества, величина поверхности и т. п. Измерение величин заключается в определение количества стандартных величин или единиц измерения, содержащихся в измеряемой величине.

Величины бывают постоянные и переменные. Постоянная величина не меняет своего значения в процессе решения задач или использования программы. Пример:

Диагональ Земли. Число Р постоянная величина. Переменная величина в процессе решения задачи или использования программы меняет своё значение. Пример:

Скорость автомобиля при его  торможении, вес ракеты при её полёте и т. д.

Характеристики переменных.

Переменные могут иметь различный  тип, определяться видами величины, которые они отображают. При программирование переменные подразделяются на числовые, текстовые (символьные) и логические ¾ неструктурированные переменные.

Числовые переменные

Значение числовых переменных выражается числом. Числовые переменные бывают целые, дробные с фиксированной запятой и дробные с плавающей запятой. Каждый из них в свою очередь может быть разной длины.

Длина переменной определяется количеством  ячеек в памяти компьютера, которые  отводятся под данную переменную. Примеры целых чисел:

12, 1225, 34. В памяти компьютера, если эти числа предполагаются как значение одной переменной должны храниться в таком виде.

                                                                                                                                17

         

0012

1225

0011

0003

 

Отрицательные числа дополняются  знаком.

Дробные числа с фиксированной  запятой ¾ это числа, к которым добавляется дробная часть. Они могут иметь разную длину целой и дробной части.

133,17    237,005    1233,01    0,01    123,007    0,137

Целые				Дробные
0	1	2	3	1	7	0
0	2	3	7	0	0	5
1	2	2	3	0	1	0
0	0	0	0	0	1	0
0	1	2	3	0	0	7
0	0	0	0	1	3	7

 

 Иногда такую запись называют  не с фиксированной запятой,  а с фиксированной точкой. Это следствие того, что в англоязычных странах дроби пишут через точку. Запись с фиксированной запятой имеет следующий недостаток:

Для того чтобы оперировать с  большими числами требуется большее  количество разрядов после запятой. Иногда в результате вычислений происходит переполнение разрядов.

Способ с плавающей запятой основан на показательной форме записи числа. В этом случае число записывается как произведение.

2000000000 = 2*10⁹

2133565000 = 2,13356*10⁹ = 21,33565*10⁸ = 0,213356*10¹⁰         

Запись плавающий запятой преобладает  при хранение чисел в компьютере. Запись с фиксированной запятой применяется для величин, у которых известный и не очень большой диапазон измерения. Пример:

рост человека. Логические величины принимают одно из двух значений, записывающихся в двоичной системе как 0 и 1. Пример

пол человека или наличие, отсутствие телефона в квартире.

Структурные (составные) переменные: они содержат величины, образующие структуру. Примеры:

Список, таблица (массив), запись.

Список ¾ множество, которое упорядочено по какому-то признаку. Пример:

список учеников в классном журнале. Каждая фамилия в списке занимает определённое место, определяемое первыми буквами фамилий в алфавитном порядке.  Любоё  элемент  списка  определён  элементами,  соседними  с   ним

                                                                                                                                18

(слева и справа). На этом основано  образование строя в армии.  Если каждому элементу списка поставить в соответствии натуральное число, то список будет называться пронумерованным.

Таблица состоит из горизонтальных строк и вертикальных столбцов. Каждый элемент таблицы определён той строчкой и тем столбцом, в которых он расположен. Пример:

	Спартак	Динамо	ЦСКА	Торпедо
Спартак		1:0	0:0	5:0
Динамо	2:3		1:0	6:6
ЦСКА	1:5	2:2		5:1
Торпедо	3:4	0:0	1:1

Форма таблицы позволяет хранить  большое количество информации, удобной для использования формы, причём массивы могут иметь и большие размеры, чем показаны в примере.

 

                                                                    3*3*3=27              ряд

 

                                                                   @312     

 

     3 строки                                     Строка            Колонка 

                3 колонки                          А 333

Запись содержит разнородные компоненты. Пример:

ведомость по выдаче зарплаты составляется из горизонтальных записей, каждая изб которых содержит порядковый номер, фамилию, сумму зарплаты и роспись в получении.

Иванов	500 р.
Петров	700 р.
Сидоров	1100 р.

  

Текстовые переменные: могут содержать  наборы символов разной длины на любом  языке. Характеристикой такой переменной является длина (количество) символов.

Характеристикой текстовой (символьной) переменной является длина, способ кодирования, операции над символьными переменными ¾ сложение. Пример:

                                                                                                                                19

текст «куку» и текст «руза» образуют «кукуруза».

Выделение части текста. Пример:

«кукуруза» ¾ выделение символов слева, образование текста «куку», выделением символом справа, образование текста «руза». Выделение 3 символов, начиная с третьего, образование текста «кур». Замена прописных знаков строчечными и наоборот и т. д.

Мета информации ¾ онной структуры.

Наука, называющаяся семантикой, изучает  смысловые значения знаков. Известно, что современные буквы образовались путём длительного исторического развития из древних письменных знаков ¾ текстограмм.

Текстограмма ¾  упрощённый рисунок, передающий название предметов, его свойств или действий, т. е. если древний охотник хотел сообщить своим соплеменникам, что он убил на охоте 4 оленей, он рисовал на куске коры упрощённое изображение этих оленей пронзённых копьями, а рядом рисовал свою фигуру.

Постепенно складывались единые (стандартные) изображения тех или иных предметов  и действий, которыми пользовались все люди племени. Появились учителя, которые обучали этим знакам. Постепенно количество знаков стало достаточным, чтобы записывать любые сообщения. Их называют иероглифами. В Древнем Египте и других государствах того времени иероглифами записывались деяния царей, хозяйственные записи, появилась художественная литература, т. е. более 5000 лет назад уже существовала такая письменность. Такие записи сохранились до наших дней на стенах храмов, гробниц и т. д., а также глиняных таблиц. Недостатком иероглифической записи является сложность и большое количество иероглифов.  Пример: