11 Представление символьной и графической информации в ЭВМ Лекция 7.

2 Представление символьной информации Символьная информация представляет собой набор букв, цифр, знаков препинания, математических и других символов. Совокупность всех символов, используемых в ЭВМ, представляет ее алфавит. Каждому символу соответствует свой код. Код символа в памяти ЭВМ хранится в виде двоичного числа.

3 Способы кодирования символьной информации 1. Кодирование символов с помощью 8- разрядных кодов (байтов) (код ASCII - Американский стандартный код для обмена информацией). С помощью байта можно закодировать 256 различных символов. 2. В 1988 году компаниями Apple и Xerox был разработан Unicode стандарт на двух байтовые символы. Unicode код позволяет закодировать символов. В результате были созданы группы символов различных языков. Символы стандарта Unicode называют широкими, а обычные 8-разрядные узкими.

4 Кодирование в АSCI I F – код ASCII; F европейские латинские; FF кириллица. СимволКод 16 Пробел 40 ! 21 А В 42 Кодирование в в UNICODE

5 Кодирование графической информации Экран дисплейного монитора представляется как набор отдельных точек -пикселей (pixels elements). Число пикселей отражается парой чисел, первое из которых показывает количество пикселей в одной строке, а второе - число строк (например, 320 х 200). Каждому пикселю ставится в соответствие фиксированное количество битов (атрибутов пикселя) в некоторой области памяти, которая называется видеопамятью. Атрибуты пикселя определяют цвет и яркость каждой точки изображения на экране монитора дисплея.

6 Монохромное изображение Если для атрибутов пикселя отводится один бит, то графика является двухцветной, например, черно-белой (нулю соответствует черный цвет пикселя, а единице белый цвет пикселя). Если каждый пиксель представляется п битами, то имеем возможность представить на экране одновременно 2 n оттенков. В дисплеях с монохромным монитором значение атрибута пикселя управляет яркостью точки на экране.

7 Цветное изображение В дисплеях с цветным монитором значение атрибута пикселя управляет интенсивностью трех составляющих, яркостями трех цветовых компонент изображения пикселя. При этом используется разделение цвета на RGB - компоненты красную, зеленую и синюю. Если каждая компонента имеет N градаций, то общее количество цветовых оттенков составляет N x N x N, при этом в число цветовых оттенков включаются белый, черный и градации серого цвета.

8 Цветное изображение R G B R Красный G Зеленый B Синий R+GЖелтый G+BГолубой R+B Пурпурный R+G+BБелый

9 Видеопамять В процессе формирования изображения обеспечивается периодическое считывание видеопамяти и преобразование значений атрибутов пикселей в последовательность сигналов, управляющих яркостью точек, отвечающих за RGB – компоненты каждого пикселя монитора. В видиопамяти может размещаться несколько страниц дисплея. Переход от воспроизведения одной страницы к воспроизведению другой страницы производится практически мгновенно.

10 Определение объема видеопамяти Необходимый объем видеопамяти P можно определить по формуле: P = m n b s / 8 (байт) где m количество пикселей в строке экрана; n количество строк пикселей; b количество двоичных разрядов, используемых для кодирования цвета одного пикселя; s количество страниц видеопамяти.

11 Представление звуковой информации Звуковая информация в компьютере представляется двумя способами: -как набор выборок звукового сигнала (оцифрованный звук); -как набор команд для синтеза звука с помощью музыкальных инструментов.

12 Дискретизация и квантование Рис.. Преобразование звукового сигнала в цифровую форму 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 t2 t3 t 4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 t12 t Дискретизация – это запоминание значения сигнала через определенные интервалы времени. Квантование – это выполнение аналого-цифрового преобразования с каждым полученным при дискретизации значением.

13 Квантование сигнала где U – величина преобразуемого значения, U – наименьшее возможное значение, отличное от нуля (величина кванта). При выполнении преобразования дробная часть значения N отбрасывается.

14 Пример квантования Выполнить квантование и дискретизацию сигнала, изображенного на рис. Интервал дискретизации равен t, величина кванта – 0,1 В. Последовательность преобразованных значений записать в файл в двоичной форме. В результате квантования и дискретизации получается следующая последовательность значений: 1, 3, 4, 5, 6, 7, 5, …. Если преобразовать данные значения в 8-разрядные двоичные числа, то в память будет записано: …

15 Объем памяти при хранения звукового сигнала где f – частота дискретизации (Гц, 1/с); t – интервал дискретизации (с); n – разрядность квантованных значений в двоичной форме (бит); k – режим воспроизведения (1 – стерео, 2 – моно); t – время воспроизведения (мин).

16 Пример определения объема памяти Определить объем данных в звуковом файле, воспроизводимом 10 мин с частотой выборок в секунду и 8 битовыми значениями выборки по одному (моно) и двум каналам (стерео).

17 Определение объема памяти для монозвучания = байт 12.6 Мб. = Определение объема памяти для стереозвучания = байт 25.2 Мб. =

18 Способ с использованием синтезаторов музыкальных инструментов Хранится последовательность событий (нажатие клавиш музыкантом) вместе с синхронизирующей информацией, которая обеспечивают требуемое звучание инструментов при воспроизведении музыкального произведения.

19 Хранение видеоинформации Видеофайл представляет собой последовательность кадров изображения (видеопоток) и звуковых данных (аудиопоток), которые должны воспроизводиться через определенные промежутки времени. где t – время воспроизведения файла (с); R V – скорость воспроизведения данных видеопотока (Гц, 1/с); S V – размер дискретизованной величины для видеопотока (байт); R A – скорость воспроизведения данных аудиопотока (Гц, 1/с); S A – размер дискретизованной величины для аудиопотока (байт). Объем памяти:

20 Пример определения объема видеоинформации Определим объем видеофайла, содержащего информацию, воспроизводимую 10 мин при значениях R V = 30 Гц, S V = байт, R A = Гц, S A = 8 байт. Q = байтов Мб.