Teorie informace Digitalizace dat Základy informatiky

Informační technologie zabývají se získáváním informací ukládáním informací přenosem informací interpretací informací informace jsou uložené prostřednictvím dvojkové (binární) soustavy

Analogové zařízení pro záznam (např. zvuku nebo obrazu) používá nějakou KŘIVKU přenosem této křivky a jejím kopírováním vždy dochází k jejímu zkreslení čím více kopií křivky uděláme, tím více dochází ke zhoršení kvality

Kopírování analogového signálu Původní analogový signál Stejný signál po 10. kopii

Digitalizace analogového signálu (vzorkování) Princip vzorkování Digitální záznam

Digitalizace záznamu převod záznamu do digitální podoby vzorkování probíhá prostřednictvím A/D (analog-digital) převodníku : původní signál je „rozsekán“ na jemné obdélníčky, každý z nich je změřen číselná hodnota jeho velikosti je převedena do dvojkové soustavy vzorkování musí být dostatečně jemné při přenosu digitální informace nedochází ke ztrátám informace a ani ke zhoršení kvality

Jednotky informace nejmenší jednotkou informace je bit (binary digit), značí se b jedna nula nebo jedna jednička technicky se tato veličina snadno realizuje: je/není elektrické napětí je/není prohlubeň atp. další jednotkou je Byte (bajt), značí se B 1B = 8b v 1B lze rozlišit 28 = 256 různých hodnot

Jednotky informace 2 násobné jednotky: 1 kB = 1 024 B kB, MB, GB, TB 1 kB = 1 024 B 1 MB = 1 024 kB = 1 048 576 B 1 GB = 1 024 MB 1 TB = 1 024 GB pro zjednodušení stačí většinou uvažovat zaokrouhlené hodnoty (tedy 1 kB = 1 000 B) POZN: nejednoznačnost a zaměňování binárních a dekadických předpon binární předpony KiBi (kibi), MiBi (mebi), GiBi (gibi) 1 KibiB = 1 024 B

Převody mezi jednotkami Vypočítejte, při převodech počítejte se zaokrouhlenými hodnotami (tedy např. 1 kB = 1 000 B) 2,4 kB = ??? B 24 kB = ??? MB 24 b = ??? B 2,4 MB = ??? kB 240 000 B = ??? MB

Digitalizace čísel číslo se digitalizuje tak, že se vhodným postupem převede do dvojkové soustavy je zapsáno pomocí cifer 0 a 1 používají se kódy přímý inverzní doplňkový čísla zapsaná ve dvojkové soustavě jsou velmi dlouhá ale počítač se je zapamatuje snadno a počítání s nimi pro něj také není obtížné

Digitalizace textu při ukládání textu pracuje počítač tak, že podle kódovací (ASCII) tabulky přiřadí každému písmenu nebo znaku jiné číslo – kód, který se do paměti uloží jako číslo zapsané ve dvojkové soustavě také počítačový program je popsán slovy a čísly. Je uložen v paměti počítače podobně jako text.

Část základní ASCII tabulky desítkový kód znak   64 @ 78 N 92 \ 106 j 65 A 79 O 93 ] 107 k 66 B 80 P 94 ^ 108 l 67 C 81 Q 95 _ 109 m 68 D 82 R 96 ` 110 n 69 E 83 S 97 a 111 o 70 F 84 T 98 b 112 p 71 G 85 U 99 c 113 q 72 H 86 V 100 d 114 r 73 I 87 W 101 e 115 s 74 J 88 X 102 f 116 t 75 K 89 Y 103 g 117 u 76 L 90 Z 104 h 118 v 77 M 91 [ 105 i 119 w

Digitalizace obrázků obrázek je rozdělen na velmi jemnou síť bodů pro každý bod se zjistí jeho barva platí, že každý barevný odstín má přiřazeno nějaké číslo představující barvu černobílý obrázek: pro zápis barvy jednoho bodu stačí 1 bit (černá a bílá barva) u fotografie: je třeba 24 bitů, tj. 3 bajty

Digitalizace obrázků

Digitalizace zvuku digitalizovaný zvuk není opět nic jiného než řada čísel zvuk je způsoben chvěním pružných těles a mikrofon toto chvění převádí na proměnlivý elektrický proud počítač převádí vzniklé chvění na čísla tak, že např. stokrát každou sekundu změří velikost tohoto elektrického proudu a číslo si zapamatuje

Metody bez komprimace původní algoritmy záznamu datových souborů umožnily pouze jejich převod do digitální podoby každý bod obrázku zapsán na disk (formát bmp) každý tón zaznamenán (form. wav) každý snímek videa uložen (form. avi) nekomprimované soubory – zabírají mnoho místa, práce s nimi pomalá

Metody využívající komprese dat novější algoritmy cílem je zmenšit objem dat zapisovaných na disk počítače rozdělení algoritmů bezeztrátová komprimace uloží veškerá data původního souboru bez ztráty jediného písmene, bodu či zvuku ztrátová komprimace vypustí z původního souboru část informace není vhodná na texty vhodná na obrázky, hudbu

Digitální přenos dat rychlost přenosu dat se udává POZOR v bitech za sekundu bit/s v násobných jednotkách Kbit/s, Mbit/s, Gbit/b POZOR velikost souboru nebo kapacita disku se uvádí v B, KB, MB! pro přenos 1B je tedy nutné přenést 8 bitů

Přenosová rychlost - příklad Vypočítejte: Datový soubor o velikosti 600 MB budeme přenášet po lince s rychlostí 10 Mbit/s. Jak dlouho bude (teoreticky) přenos trvat?