Кодування зображень

Існують 2 види зображень: растрові та векторні.

Растрові– зображення розкладається на точки (пикселі)дуже маленьких розмірів. Чорно-біле зображення – набір точок різних кольорів (їх створює комбінація бітів. Недолік велика ємність пам'яті, яку вони займають, а також зниження якості зображення при маштабуванні (зменшенні або збільшенні). В разі зменшення втрачається чіткість зображення, а при збільшенні – з'являється ефект сходинок. Програми для створення таких зображень – цеPaint,CorelPhoto,AdobePhotoshopтощо.

Векторне кодування – зображення розкладається на геометричні фігури, криві та прямі лінії, параметри яких зберігаються в пам'яті комп'ютера у вигляді математичних формул або числових коефіцієнтів. Завдяки цьому зображення маштабується множенням параметрів графічних елементів на коефіцієнт маштабування. Векторні зображення створюються за допомогою програм CorelDraw,AdobeIllustrator,FreeHandта ін.

Системи числення, які існують.

1. Десяткова – 10 цифр 0 – 9.

2. Двійкова система счислення – це система, в якій для запису чисел використовують дві цифри 0 и 1. Основою двійкової системи - число 2.

Основа – степені числа 2.

27 = 16 + 8 + 2 + 1 = 2⁴ + 2³ + 2¹ + 2⁰ = 1·2⁴ + 1·2³ + 0·2² + 1·2¹ + 1·2⁰

3. Восьмирічна (основа – число 8)1,2,3,4,5,6,7,10,11,12..17,20,21...

4. Шістнадцятирічна (число 16) – 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F, 10,11…

Див. на Вашому калькуляторі (інженерному) є відповідний перемикач

Зарецька стор. 9-16, 18-20, 23-24, 28-29

Інформаційна система, її структура

Математик Джон Фон Нейман вперше сформулював загальні принципи функціонування універсальних обчислювальних пристроїв, тобто комп'ютерів (1945 р). Перший комп'ютер, в якому були втілені ці принципи побудований в 1949 р.

Основні поняття

1. Апаратне забезпечення – це електронні і електромеханічні елементи та пристрої ПК.

2. Материнська плата – це електронна плата.

3. Оперативна пам'ять – пам'ять комп'ютера. З неї процесор бере програми і дані для обробки, в неї записує отримані результати. При виключенні комп'ютера всі дані з неї стираються.

4. Процесор – це електронна схема, що виконує всі обчислення і обробку інформації.

5. Програмне забезпечення - заздалегідь задані, чітко визначені послідовності арифметичних, логічних і інших операцій.

6. Системна шина - системна магістраль передачі даних.

Основні принципи побудови комп'ютерів.

Уоснову побудови більшості ЕОМ покладені принципи, сформульовані Нейманом:

1. Принцип програмного управ-ління (програма складається з набору команд, які виконуються процесором автоматично один за одним в певній послідовності).

2. Принцип однорідності пам'яті(програми і дані зберігаються в одній і той самій пам'яті; над командами можна виконувати такі ж дії, як і над даними).

3. Принцип адресності(основна пам'ять структурно складається з нумеро-ваних комірок).

ЕОМ, побудовані на цих принципах, мають класичну архітектуру.

Основними блоками по Нейману є наступні пристрої:

• арифметико-логічний пристрій, що виконує арифметичні і логічні операції;

• керуючий пристрій, яке організовує процес виконання програм;

• пристрій, що запам'ятовує, або пам'ять для зберігання програм і даних;

• зовнішні пристроїдля введення-виведення інформації.

Арифметично-логічний пристрій і пристрій управління об'єднані в центральний оброблювальний пристрій (процесор).

Принципи відкритості архітектури:

1.Принцип закритої архітектури– комп'ютер виготовлений єдиним нероз'ємним пристроєм з незамінних частин із заздалегідь передвстановленим програмним забезпеченням (ПЗ), без можливості його зміни на ПЗ стороннього виробника;

2. Принцип відкритої архітектури– комп'ютер забезпечений можливістю його збірки з незалежно виготовлених частин, що дозволяє самостійно модернізувати ПК, замінюючи застарілі частини як комплектуючі, так і «периферію» (зовнішні пристрої). А також принцип відкритої архітектури дозволяє встановлювати будь-яке сумісне ПЗ.

Особливістю сучасних ПК є модульний принцип побудови.Кожен функціональний блок комп'ютера (блок) підключається до магістралі (системній шині) за допомогою типових роз'ємів, розташованих на материнській платі. Обмін інформацією між модулями здійснюється через системну шину. З її допомогою процесор отримує дані з оперативної пам'яті комп'ютера і результати обробки по тій же шині відправляє в пам'ять. До системної шини можуть підключатися будь-які пристрої введення і виведення. Ця шина забезпечує обмін даними процесора між всіма пристроями системи.

Пр Вв/Вив – пристрої введення/ виведення; ОП – оперативна пам'ять; НМД – накопичувач на магнітних дисках.

Відкрита архітектура забезпечує можливість легкої модернізації ПК, у тому числі силами самих користувачів.

Апаратна система її структура

Системний блок: всередині - материнська плата, адаптери, блок живлення, вінчестер, дисковод для компакт-дисків або інші накопичувачі, органи керування (передній панелі); штепсельні роз'ємні з'єднання – порти для підключення шнурів живлення і кабелів зв'язку із зовнішніми пристроями;

Материнська (системна, головна) плата: в загальному випадку центральний процесор, співпроцесор, контролери, що забезпечують зв'язок центрального процесора з периферійними пристроями, оперативна пам'ять, кеш-пам'ять, елемент ROM-BIOS (базової системи введення/виводу) У роботіBIOSвикористовують відомості про апаратну конфігурацію комп'ютера. Цеенергозалежна пам'ять, що постійно підживлюється від батарейки. Вона живить і схему кварцового годинника. Також розташовані: кварцовий генератор тактової частоти таслоти(роз'єми).

Загальна продуктивність материнської плати визначається: тактовою частотоютакількістю (розрядністю) даних, що обробляються в одиницю часу ЦП, а такожрозрядністю шиниобміну даних між різними пристроями мат. плати.

Шина– це група електричних з'єднань (провідників) для обміну даними, адресами і сигналами між різними агрегатами ПК.Основні типи шин: 1)- шина процесора; 2)- шина пам'яті; 3)- шина введення/виведення.

Усі блоки, до шини безпосередньо або через пристрої сполучення - контролери (адаптери).

Контролер переривань всі процедури введення-виведення інформації виконуються за перериваннями (18 разів за сек.)

Процессор: ПРОЦЕСОР - це центральний процесорний пристрій (CPU) – це електронна схема, що виконує обробку інформації.

МП має регістри, арифметико-логічний пристрій і пристрій керування.

Регістри - певне число елементів пам'яті для тимчасового зберігання виконуваної команди, адрес пам'яті, оброблюваних даних і ін. інформації МП.

В АЛП виробляється арифметична і логічна обробка даних.

Пристрій керування реалізує тимчасову діаграму і виробляє необхідні сигнали, що управляють, для внутрішньої роботи МП і зв'язку його з іншою апаратурою через зовнішні шини МП.

Найбільш важливими параметрами є архітектура, адресний простір пам'яті, розрядність шини даних, швидкодія.Продуктивність МП основними параметрами:

1. тактовою частотою; 2. ступенем інтеграції; 3. внутрішньою і зовнішньою розрядністю оброблюваних даних; 4. пам'яттю, до якої може адресуватися МП.

Тактова частота- скільки елементарних операцій (тактів) МП виконує за одну секунду (в Мгц і ГГц). Тактова частота визначає швидкодію процесора.

Ступень інтеграції- яка кількість транзисторів може розміститися на одиниці площі. (Pentium Pro – 5 млн).

Внутрішня розрядність процесора визначає, яку кількість бітів він може обробляти одночасно при виконанні арифметичних операцій (залежно від покоління процесорів –32 і більш за біти).

Пам'ять. Функції пам'яті: • прийом інформації від інших пристроїв; •запам'ято-вування інформації; •передача інформації за запитом в інші пристрої машини.

Пам'ять розподіляється на: 1)основну (ОЗП та ПЗП); 2. зовнішню (тривале зберігання інформації).

Основна пам'ять. У ПЗП - інформація, яку ПК може використовувати відразу після вмикання: програми ініціалізації програмно керованих периферійних мікросхем, програми ядра ОС або прикладні програми, єенергонезалежною пам'яттю: після вимкнення живлення інформація в ньомузберігається.

ОЗП працює синхронно з ЦП і має малий час доступу. ОП зберігає дані лишепри включеному живленні. Відключення живлення приводить до необоротноївтрати даних. Мікросхеми ОЗП по швидкодії мають бути узгоджені з МП, а ємкість ОЗП (разом з ПЗП) повинна наближатися до межі, визначеної адресним простором МП.

Бувають ОЗП статистичні і динамічні. Статистичні ОЗП легко сполучаються з шинами МП, але мають меншу ємність у порівнянні з динамічними.

Для сполучення динамічною ОЗП з МП потрібний спеціальний контроллер, але вони володіють більшою ємкістю в порівнянні із статичними.

Основними характеристиками ОЗП є: кількість елементів пам'яті (адреси) і час доступу до інформації, який визначається інтервалом часу, протягом якого інформація записується в пам'ять або зчитується з неї.

Кэш-память.впливає на продуктивність, є ємність і швидкість функціонування вмонтованої кеш-пам'яті. Сучасні МП "більш швидкі" за тактовою частотою ніж інші елементи комп'ютера. Без внутрішньої кеш-пам'яті МП часто працював би вхолосту, чекаючи чергової інструкції з ОЗП або закінчення операції запису у пам'ять. Кеш-пам'ять першого рівня - в самому кристалі МП, а кеш-пам'ять другого рівня -, більш повільна і більшої ємності, може знаходитися на системній платі або взагалі бути відсутньою.

Пристрої зовнішньої пам'яті

Зовнішня пам'ять (ЗП) призначена для довготривалого зберігання програм та даних. Інформація на пристроях зовнішньої пам'яті зберігається при вимкненому ПК. Звичайно ЗП фізично реалізується у вигляді накопичувачів на магнітних та на оптичних дисках. Кожен з них має власний контролер.

Всі пристрої – є пристроями довільного доступу, оскільки потрібні дані можуть бути отримані без обов'язкового зчитування даних, що передують їм.

1. Накопичувачі на магнітних дисках

а) НГМД (дискети 3,5 дм – 1,44 Мбайт та 5,2 дм – 1,2 МБайт)

б) НЖМД – від 40 до понад 100 ГБайт.

2. Накопичувачі на оптичних дисках

а) CD-R/RW– 700 МБайт

б) DVD-R/RW– 4,7 ГБт

3. Флешки – в залежності від моделі біля ГБайт та більше.

4. додаткові з'ємні карти пам'яті

Вінчестери або накопичувачі на жорстких дисках – це зовнішня пам'ять великого об'єму, призначена для довготривалого зберігання інформації, об'єднуюча в одному корпусі сам носій інформації і пристрій запису/читання. Фізичні розміри вінчестерів стандартизовані параметром, який називають форм-фактором.

Вінчестер складається з декількох жорстких (частіше алюмінієвих) дисків, з нанесеним на поверхню магнітним шаром і розташованих один під одним. Кожному диску відповідає пара голівок запису/зчитування. Щілина між голівками і поверхнею дисків складає 0,00005–0,00001 мм. Швидкість обертання дисків залежно від моделі. При включеному комп'ютері диски вінчестера постійно крутяться, навіть коли немає звернення до вінчестера, таким чином, економиться час на його розгін.

Програмне забезпечення IBM-PC-сумісного комп'ютера Операційні системи.

Програми, що забезпечують можливість використання ПК для розв'язання різних задач, складають програмне забезпечення (ПЗ).

Програмне забезпечення ПК можна розділити на дві основні частини: системне і прикладне ПЗ:

1) системне ПЗ включає: 1. операційні системи 2. системи програмування 3. сервісні програми

2) прикладне ПЗ: 1. прикладні програми загального призначення 2. прикладні програми спеціального призначення

Системне ПЗ призначено для управління роботою комп'ютера, розподілу його ресурсів, підтримки діалогу з користувачами, надання їм допомоги в обслуговуванні комп'ютера, а також для часткової автоматизації розробки нових програм.

Операційна система (ОС) – сукупність програм, що керують діями пристроїв апаратної частини ПК.

Системи програмування призначені для полегшення та для часткової автоматизації проссу розробки та налагодження програм:

Сервісні програми розширюють можливості ОС.

У структурі прикладного ПЗ можна виділити: прикладні програми як загального, так і спеціального призначення.

Прикладне ПЗ загального призначення або пакети прикладних програм - це система програм, що забезпечує розв'язання задач певного типу:

• Текстові редактори і текстові процесори Word

• Електронна таблиця Microsoft Excel

• Бази даних – це сукупність взаємозв'язаних даних;

• Графічні пакети – це пакети програм, що призначені для створення та обробки графічної інформації: системи ділової графіки (MS Power Point); художньої графіки (Paintbrush); інженерної графіки та автоматизованого проектування (AutoCad); системи обробки фото (Adobe Photoshop), а також універсальні графічні системи (CorelDRAW)

• Системи мультимедіа (комп'ютерні ігри);

• Мови програмування – мови, призначені для написання програм.

• Системи штучного інтелекту і експертні системи;

• Комунікаційне (мережне) програмне забезпечення. Комп'ютерна мережа – це сукупність комп'ютерів, що з'єднані лініями зв'язку і оснащені комунікаційним обладнанням і програмним забезпеченням - поділяються на дві групи – локальні і глобальні мережі..

• Інтегровані системи.: Microsoft Office

Прикладні програми спеціального призначення використовують у специ­фічній діяльності користувачів. (для статистичної обробки даних)

Архіватори – це програми, що призначені для стиснення інформації.

Основними характеристиками архіватора є 1. Ступінь стискання файлу.

2. Швидкість роботи. 3. Сервіс.

Антивірусні програми – це група програм, що призначені для виявлення і знешкодження вірусів (програма в машинних кодах, яка додає свої коди до кодів інших програм, готових до виконання, тобто заражає ці програми). Найбільш поширені: Касперський, nod 32, Norton Antivirus.

Тип антивірусних програм: детектори, лікарі (фаги), ревізори, фільтри, антивірусні комплекси