Základní jednotky, záznam a kódování informací

Prezentace na téma: "Základní jednotky, záznam a kódování informací"— Transkript prezentace:

1 Základní jednotky, záznam a kódování informací

2 Typy zařízení Analogová Digitální
Používá pro záznam zvuku nebo obrazu křivku, která je realizována magnetickým polem nebo jiným fyzikálním jevem (analogový magnetofon převede hudbu na křivku a ta je zaznamenána na kazetu) Přenosem a kopírováním dochází k jeho zkreslení Digitální Využívá tzv. A/D převodník analogového signálu, který je jeho pomocí digitalizován a dále zaznamenáván jako skupina nul (není napětí) a jedniček (napětí). Nedochází ke ztrátě informace a kvality signálu Vzorkování analogového signálu musí být velmi jemné, aby byl analogový signál věrně zaznamenán

3 Základní jednotky informace
bit (b) – (binary digit) jednotka informace jedna logická 0 nebo 1 byte (B) – (slabika) - 1 znak obvykle 8 bitů tvoří 1 znak nejmenší adresovatelné místo v paměti word – (slovo) – několik slabik (2, 4, 6, 8) obvykle určuje počet bitů pro zobrazení celočíselných datových typů

4 Násobné jednotky 1KB = 210B = 1 024 B 1MB = 220B = 1 048 576 B
1GB = 230B = B používají se pro vyjádření kapacity paměťových medií

5 Příklady Aktuální přenosová rychlost je 56kb/s. Vysvětlete.
V dokumentu je celkem znaků včetně mezer. Vyjádřete velikost dokumentu v jednotkách informatiky. 23040znaků=23040B= (23040:1024)KB=22,5KB Kapacita diskety je 1,44 MB. Kolik se na disketu vejde znaků? Kolik je to stránek textu (30 řádků po 60 znacích na stránce)? 1,44MB=1,44.2^20znaků= ,44= znaků= :(30.60)stránek= 838,86stránek

6 Vyzkoušejte: Otevřete poznámkový blok a prázdný soubor uložte.
Zkontrolujte velikost souboru v jeho vlastnostech. Otevřete soubor znovu a napište několik znaků. Soubor uložte a zavřete. Zjistěte změnu ve velikosti souboru. Přidejte nebo uberte znaky a zkontrolujte (pozor na konce řádků).

7 Kódování znaků znaky musí být pro zpracování zobrazeny v binární soustavě písmena (26) + číslice (10) + další znaky v USA původně stačilo 27=128 znaků = American Standard Code for Information Interchange = ASCII tabulka později se rozšířilo na 8 -bitovou reprezentaci znaků Unicode používá 16 – bitovou reprezentaci. Podporuje fondy mnoha abeced. Latin 2, CP852, Windows 1250 – speciální kódovací tabulky pro češtinu

8 Struktura ASCII kódu 28 = 256 => ASCII obsahuje 256 znaků
číslování dekadicky binárně FF hexadecimálně Obsah: řídící znaky (nezobrazují se) –127 společné znaky – 255 diakritika a grafické značky

9 Užitečné kódy – ALT + kód znaku
ASCII tabulka Užitečné kódy – ALT + kód znaku @ 64 ‰ 0137 € 0128 0182 { 123 } 125 < 60 > 62 $ 36 \ 92 ^ 94 0177

10 Kódování obrázků, zvuku a videa
Potřeba více bitů než pro kódování znaků Analogový signál se převede A/D převodníkem na digitální signál, dále pomocí kompresních algoritmů a algoritmů pro úsporné ukládání dat vznikne komprimovaný digitální signál (ztrátové kompresní metody využívají nedokonalosti lidských smyslů). Komprimované soubory s obrázky BMP (TIF,GIF,JPEG) Komprimované soubory se zvuky WAV (MP3,WMA,OGG) Komprimované soubory s videem AVI (MPEG2,DivX) Algoritmu pro zpětný převod se říká kodek Komprese je několikanásobně náročnější na výpočet než dekomprese

11 III. Kódování obrázků, zvuku a videa

12 Kódování obrazu po vzniku grafických rozhraní (asi 1985)
každý bod obrazu potřebuje pro informaci více bitů než znak => nároky na paměť běžně 24 bitů na bod (= True Color = 16,7 mil. barev)

13 Kódování zvuku po vzniku CD nosičů (asi 1982) vzorkováním signálu
běžná vzorkovací frekvence = 48kHz => nároky na výpočetní rychlost

14 Nutné podmínky pro digitalizaci multimedií
technologický pokrok umožňující výrobu rychlých mikroprocesorů výzkumy v oblasti lidských smyslů umožňující vývoj komprimačních algoritmů – částečná ztráta informace  velikost informace miniaturizace a zvyšování kapacity záznamových medií (DVD nosiče 1996)

15 Komprimace multimediálních informací
= matematický postup využívající nedokonalosti lidských smyslů k vypuštění informací, které oko nebo ucho nedokáže zachytit = matematické postupy k co nejúspornějšímu uložení dat kodek (codec) = algoritmus pro převod informace kodér (encoder) = program pro převod dat do komprimovaných formátů

16 Typy multimediálních souborů
informace nekomprimovaný formát komprimovaný formát obrázek BMP TIF GIF JPEG zvuk WAV MP3 WMA OGG video AVI MPEG2 DivX.

17 Komprese a dekomprese vyžadují velký výpočetní výkon
komprese je náročnější – při ukládání čekáme dekomprese při přehrávání musí probíhat v reálném čase – je rychlejší např. přehrávání písničky v MP3 zabírá jen asi 5% výkonu současných procesorů MP3 a DVD přehrávače obsahují jednoúčelové čipy = vlastní miniaturní počítač

18 Postup při kódování multimedií
krok 1 zaznamenání informace

19 krok 2 získáme analogový záznam – hodnoty fyzikálních veličin (průběh napětí, časové změny frekvencí, …)

20 krok 3 v A/D převodníku se analogový signál převede na digitální

21 krok 4 kompresní program provede zhuštění informace

22 krok 5 uložení informace v komprimované podobě na záznamové medium

23 krok 6 při přehrávání informace se zakódovaná data dekódují a ihned zobrazují (v reálném čase)

24 Domácí úkol Najděte na webu
jakým způsobem pracují kompresní algoritmy JPEG, MP3 jaké jsou rozdíly mezi MPEG-2 a DivX Formáty Koprimační algoritmy Digitální zvuk Jak pracuje MPEG Co je DivX Vše dohromady