Технологии обработки информации.

1. Введение

2. Технологии обработки графической информации

3. Технологии обработки текстовой информации

4. Технологии обработки числовой информации

1. Введения

Становление и развитие информатики как самостоятельной науки тесно связано с развитием средств вычислительной техники. В определении вычислительной техники главным признаком является ее способность к автоматической обработки данных.

Одним из первых приборов, способных автоматически выполнять вычисления, можно считать часы. Независимо от принципа действия, все виды часов (песочные, водяные, механические, электрические, электронные и др.) обладают способностью генерировать через равные промежутки времени перемещения или сигналы и регистрировать возникающие при этом изменения, то есть выполнять автоматическое суммирование сигналов или перемещений. В основе любого современного компьютера, как и в электронных часах, лежит тактовый генератор, вырабатывающий через равные интервалы времени электрические сигналы, которые используются для приведения в действие всех устройств компьютерной системы.

Компьютер – это устройство для обработки информации.

В последнее время компьютеры «проникли» во все сферы деятельности и жизни человека и постепенно становятся предметами первой необходимости. Существует множество направлений использования компьютеров. Рассмотрим некоторые из них.

Для чего используется компьютер в быту?

1. Обеспечение нормальной жизнедеятельности жилища:

• охранная автоматика, противопожарная автоматика, газоанализаторная автоматика;

• управление освещенностью, расходом электроэнергии, отопительной системой, управление микроклиматом;

• электроплиты, холодильники, стиральные машины со встроенными микропроцессорами.

2. Обеспечение информационных потребностей людей, находящихся в жилище:

• заказы на товары и услуги;

• процессы обучения;

• общение с базами данных и знаний;

• сбор данных о состоянии здоровья;

• обеспечение досуга и развлечений;

• обеспечение справочной информацией;

• электронная почта, телеконференции;

• Интернет.

Какую роль играют компьютеры в обучении?

Процесс подготовки квалифицированных специалистов длителен и сложен. Обучение в средней школе и затем в вузе занимает почти треть продолжительности жизни человека. К тому же в современном информационном обществе знания очень быстро стареют. Чтобы быть способным выполнять ту или иную профессиональную деятельность, специалисту необходимо непрерывно пополнять своё образование.

Какую роль играют компьютеры в медицине?

Врачи используют компьютеры для многих важных применений. Назовем некоторые из них.

Компьютерная аппаратура широко используется при постановке диагноза, проведении обследований и профилактических осмотров. Примеры компьютерных устройств и методов лечения и диагностики:

	компьютерная томография и ядерная медицинская диагностика — дают точные послойные изображения структур внутренних органов;
	ультразвуковая диагностика и зондирование — используя эффекты взаимодействия падающих и отраженных ультразвуковых волн, открывает бесчисленные возможности для получения изображений внутренних органов и исследования их состояния;
	устройства дыхания и наркоза;
	лучевая терапия с микропроцессорным управлением — обеспечивает возможность применения более надежных и щадящих методов облучения;
	устройства диагностики и локализации почечных и желчных камней, а также контроля процесса их разрушения при помощи наружных ударных волн (литотрипсия);
	лечение зубов и протезирование с помощью компьютера; системы с микрокомпьютерным управлением для интенсивного медицинского контроля пациента.

Компьютерные сети используются для пересылки сообщений о донорских органах, в которых нуждаются больные, ожидающие операции трансплантации.

Компьютеры позволяют установить, как влияет загрязненность воздуха на заболеваемость населения данного района. Кроме того, с их помощью можно изучать влияние ударов на различные части тела, в частности, последствия удара при автомобильной катастрофе для черепа и позвоночника человека.

Как используются компьютеры в административном управлении?

Основные применения компьютеров в административном управлении следующие.

Электронный офис. Это система автоматизации работы учреждения, основанная на использовании компьютерной техники. В нее обычно входят такие компоненты, как:

• интегрированные пакеты программ;

• электронные записные книжки;

• электронные картотеки, обеспечивающие каталогизацию и поиск документов (писем, отчетов и др.) с помощью компьютера.

• текстовые редакторы;

• электронные таблицы;

• графические редакторы и графические библиотеки (для получения диаграмм, схем, графиков и др.);

• системы управления базами данных;

Все то, что мы рассмотрели выше, является технологиями обработки данных. Рассмотрим более подробно некоторые из них.

Технологии обработки графической информации

Современные компьютеры применяются для построения изображений (рисунков), используемых:

• в научных исследованиях;

• для наглядного представления результатов;

• в конструкторских разработках, тренажерах, компьютерных играх;

• в инженерном, издательском, рекламном деле и других областях.

Компьютерная графика служит основой анимации, под которой понимается изменение вида, формы, размеров, расположения объектов на экране, создающее эффект мультипликации.

Графические редакторы. Это обширный класс программ, предназначенных для создания и (или) обработки графических изображений.

В данном классе различают следующие категории:

• растровые редакторы;

• векторные редакторы;

• программные средства для создания и обработки трехмерной графики (3D-редакторы, 3D – three‑dimensional) – которые используются для построения объемных изображений.

По цветности различают черно-белую и цветную компьютерную гра­фику, а по областям применения – инженерную, научную, деловую, игровую (развлекательную) компьютерную графику, компьютерную полиграфию и другие типы.

В растровой графике изображение строится как множество точек, так называемых пикселей. Пиксель (сокращение от слов picture cell — элемент изображения) представляет собой единицу измерения разрешения экрана (монитора) или печатного изображения и соответствует отдельной светящейся точке, цветом и яркостью которой можно управлять. Например, растр экрана монитора с диагональю 20 – 21" может содержать от 0,3 до 3 млн. пикселей. Поскольку изображение может быть цветным, для кодирования одного пикселя может потребоваться до трех байт информации. На весь экран, следовательно, может потребоваться от 1 до 10 Мбайт, т.е. весьма значительный объем, но изображение, тем не менее, может быть довольно грубым.

Качество изображений принято оценивать по числу пикселей на 1" длины. Единицу такого измерения называют dpi –dots per inch. Для газетных иллюстраций достаточно около 70 dpi, для полноцветной полиграфической печати 200-300 dpi, для фотоэкспонирующих устройств профессионального класса 2500 dpi, тогда как экран монитора обычно обеспечивает лишь несколько десятков (например,70) dpi и расстояние между соседними точками около 0,25 мм, что недостаточно для получения изображений высокого качества.

Растровая графика позволяет строить изображения очень высокого качества, но, как видно из приведенных оценок, для этого требуется очень большой объем компьютерной памяти (например, для журнальной иллюстрации – до 130 Мбайт и более).

Если основным элементом растровой графики является точка, то ввекторной графике основным элементом является линия (прямая или кривая). Объем памяти, требуемый для хранения линии, не зависит от ее длины, так как в памяти компьютера линия представляется формулой с несколькими параметрами, а не точками.

При изменении размера линии меняются лишь параметры, а объем памяти сохраняется. Линии имеют свойства: форму, цвет, толщину, тип (сплошные, штриховые, пунктирные и т.п.). Для сохранения одной линии достаточно 20 – 30 байт оперативной памяти.

Векторная графика позволяет легко увеличивать изображение или его фрагменты, например план дома или квартиры, чертеж механизма или схемы с сохранением их качеств: можно поворачивать изображения, совмещать их, изменять угол зрения, совершать другие манипуляции.

Для создания модели трехмерного объекта используются геометрические примитивы (куб, параллелепипед, шар, эллипсоид, конус и др.) и гладкие поверхности.

Вид поверхности задается сеткой расположенных в пространстве опорных точек. Участки поверхности между опорными точками  – это границы объекта, которые обладают различными свойствами и могут быть гладкими, шероховатыми, прозрачными, непрозрачными, зеркальными и т.п.

Цветность изображения характеризуется цветовой моделью и цветовым разрешением. Под цветовой моделью понимают способ разделения цвета на основные компоненты.

любой цвет считается состоящим из трех основных компонентов: красного, зеленого и синего цветов, смешанных в определенной пропорции. Совмещение трех основных компонентов в равной пропорции дает белый цвет.

Под цветовым разрешением, или глубиной цвета, понимается метод кодирования цветовой информации. И от него зависит, сколько цветов на экране может воспроизводиться одновременно. Существует таблица данных, в которой хранится информация о том, каким кодом закодирован тот или иной цвет, именуемый цветовой палитрой. Если на кодирование цвета отводится 1 бит информации, изображение будет двухцветным (черно-белым); один байт информации позволяет закодировать 256 цветов, два байта – 65536 цветов (режим HighColor), три байта – около 16,5 млн цветов (режим TrueColor). В последнем случае для кодирования каждого из трех основных цветов отводится один байт информации.

При работе в сети Internet используется так называемая безопасная палитра, содержащая всего 216 цветов.

Примеры графических редакторов.