КОЛБАНЁВ МИХАИЛ ОЛЕГОВИЧ
Доктор технических наук, профессор
Цифровые данные
СОДЕРЖАНИЕ
3.Цифровые данные.
3.1.Обобщенная схема компьютерной технологии.
3.2.Дискретизация аналоговых сигналов.
3.3.Аналого-цифровое преобразование звука.
3.4.Кодирование цифровых изображений.
3.5.Кодирование цифровых видеоданных.
3.6.Кодирование текста.
3.7.Количество и объем информации.
3.8.Представления цифровых данных пользователю.
Колбанёв М.О. Цифровые данные. Слайд 2.
ОБОБЩЕННАЯ СХЕМА КОМПЬЮТЕРНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
|
|
ОБЯЗАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕДУРЫ ЛЮБЫХ |
|
|
1 |
|
КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Цифровизация – это представление любых данных |
||
|
|
|
||
|
Цифровизация |
|||
|
массивами цифр, как правило, в двоичной системе. Ко- |
|||
аналоговых объектов |
личество бит в строке массива зависит от разрядности |
|||
2 |
|
|
компьютера, а количество строк – от объема данных. |
|
|
|
Метаданные – это вспомогательный набор данных, ко- |
||
|
|
|
||
|
Формирование |
торый сопоставляется битовому массиву и содержит |
||
|
|
метаданных |
сведения о типе данных взаимодействия пользователей, |
|
|
|
|
представленных в этом массиве. |
|
|
|
|
||
3
Преобразование данных пользователя
4
Представление данных пользователю
Преобразование данных – это реализация одного из базовых информационных процессов сохранения, распространения, обработки данных или любой их комбинации.
Представление данных пользователю – это доведение до пользователя предназначенной ему информации при помощи периферийных компьютерных устройств.
Колбанёв М.О. Цифровые данные. Слайд 3.
Аналоговые данные реального мира
ЦИФРОВЫЕ ДАННЫЕ
Поскольку компьютерные технологии работают с данными, представленными в цифровой форме, аналоговые (непрерывные) данные надо преобразовыватьв цифровые.
Цифровые данные – это массив цифр, который описывает свойства объектов реального мира
Описание голоса (звука) набором цифр
…10010100001001010…
Описание изображения набором цифр
…11111110000010101011…
Описание видео набором цифр
…00110101001010010…
Описание текста набором цифр
…101010110101000110…
Цифровые данные в памяти компьютера
Колбанёв М.О. Цифровые данные. Слайд 4.
ДИСКРЕТИЗАЦИЯ АНАЛОГОВЫХ ДАННЫХ
Основной процедурой
аналого-цифрового преобразования (АЦП)
является разделение (дискретизация) пространства и времени
на фиксированные по размеру области (точки, отрезки, прямоугольники и т.п.).
В каждой такой области характеристики аналогового сигнала считаются одинаковыми. АЦП всегда приводит к потере части аналоговой информации.
Аналоговые |
|
|
данные |
|
|
Y4 |
|
Предполагаем, |
Y3 |
|
|
Дискретные |
что в пределах |
|
Y2 |
ступеньки |
|
данные |
положение |
|
Y1 |
|
человека в |
X2 X3 X4 |
пространстве не |
|
X1 |
меняется |
Принцип дискретизации
Положение человека на наклонной линии задают значения координат X и Y. Они изменяются непрерывно и принимают бесконечное множество значений.
На лестнице координаты человека принимают дискретные значения Xi и Yj и изменяются скачкообразно.
Чем выше и шире ступеньки лестницы, тем «грубее» дискретизация аналоговых данных X и Y.
Колбанёв М.О. Цифровые данные. Слайд 5.
ПРИМЕРЫ АНАЛОГОВОГО И ЦИФРОВОГО ЗВУКОВ
Струны музыкального инструмента и голосовые связки человека создают (но не сохраняют) аналоговый звук.
Виниловая пластинка сохраняет (но не издает) аналоговый звук, т.к. звуковая дорожка изменяет свою форму непрерывно.
|
(3) |
Компакт-диск сохраняет цифровые двоичные данные, т.к. они записа- |
|
|
ны при помощи микрорельефа – чередования участков двух типов, с |
(1) |
|
разной способностью отражать лазерный луч. |
|
Конструктивно компакт-диск – это (1) прозрачная подложка, (2) ин- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
формационный рисунок из ямок (питов) и промежутков между ям- |
|
|
ками (лэндов) и (3) отражающий слой. Питы и лэнды обеспечивают |
|
|
разную интенсивность отражения луча от отражающего слоя при его |
|
|
поступлении через подложку на вращающийся диск. |
|
|
|
Виниловая пластинка и компакт диск под микроскопом.
Колбанёв М.О. Цифровые данные. Слайд 6.