Вучебниках информатики в общем виде информацион­ный процесс

Вид материала

Учебник

Содержание Кодирование графической информации. Растровая и векторная графика. Средства и технологии работы с гра­фикой. Кодирование черно-белых изображений. Кодирование цветных изображений Кодирование текстовой информации. Двоичное кодирование текстовой информации. Различные кодировки кириллицы Сервис, Параметры, Общие Вид кодировки Основные приемы преобразования текстов: редактирование и форматирование Правка, Вставка Формат по образцу Принципы работы. Редактирование данных в ячейках Форматирование данных в ячейках Имя функции

Подобный материал:

• 3. Процесс восприятия и управление впечатлением, 191.28kb.
• Понятие о программах и программировании, 592.28kb.
• Поволжская Государственная Академия Телекоммуникаций и Информатики задания и методические, 262.31kb.
• Общеобразовательный стандарт по информатике является нормативным документом, определяющим, 237.91kb.
• Финансы предприятий, 2102.05kb.
• Исходные технические данные, 34.3kb.
• Тема: Личность в системе современного, 42.1kb.
•     После то­го как я на­пи­сал «Счас­т­лив по соб­с­т­вен­но­му же­ла­нию», как-то, 1995.16kb.
• Компьютерная технология обучения и опережающая подготовка преподавателей, 49.99kb.
• Активизация познавательной деятельности школьников на уроках информатики, 32.08kb.

Билет № 19

Кодирование графической информации. Растровая и векторная графика. Средства и технологии работы с гра­фикой.

Кодирование графической информации

Практически все современные компьютеры являются цифровыми — они хорошо работают с числами, но не умеют обрабатывать непрерывные величины.

Это относится и к изображениям — изображение может быть сформировано только из отдельных элементов. Но вос­приятие зрительной информации человеком таково, что изображение, составленное из большого числа отдельных мелких деталей, воспринимается как непрерывное. Это дает возможность с помощью современных компьютеров обраба­тывать различные изображения.

Для создания модели изображения, годной для обработ­ки, разобьем картинку вертикальными и горизонтальными линиями на маленькие прямоугольники. Полученный дву­мерный массив прямоугольников называется растром, а сами прямоугольники — элементами растра, или пикселя­ми (это слово произошло от английского picture's element — элемент картинки). Теперь осталось закодировать числами цвет каждого пикселя — и задача кодирования изображе­ния будет решена: закодированные цвета пикселей, пере­численные по порядку (например, слева направо и сверху вниз), и будут кодировать картинку.

Разумеется, часть информации о картинке при таком ко­дировании потеряется. Потери будут тем меньше, чем мель­че прямоугольники и чем точнее закодирован цвет каждого из них.

Рассмотрим способы кодирования цвета элемента изобра­жения. Заметим, что, во-первых, в понятие «цвет элемента» включается и его яркость. Во-вторых, для единообразия го­ворят и о цветах черно-белого изображения. В этом случае цвет (оттенок серого цвета) просто сводится к яркости.

Кодирование черно-белых изображений. Яркость описы­вается одним числом. Для кодирования яркости пикселей от­водятся ячейки фиксированного размера, чаще всего от 1 до 8 битов; черный цвет кодируется нулем, а чисто белый — максимальным числом N, которое может быть записано в ячейку. Для одноразрядной ячейки N = 1, а для 8-разрядной N = 255. Для практических приложений 8-разрядных ячеек вполне достаточно (человеческий глаз в состоянии различить не более одной-двух сотен разных оттенков серого цвета).

Кодирование цветных изображений — метод RGB. Для цветных изображений дело обстоит сложнее. Человеческий глаз различает огромное количество разных цветов и оттен­ков, которые не так просто закодировать одним числом. Для кодирования изображения, как правило, рассматривают цветовые модели — способы формирования цвета. Одна из самых распространенных моделей рассматривает формирование цвета из света трех основных цветов: красного, зеле­ного и синего. Этот способ кодирования цветов называется RGB — по первым буквам английских слов Red, Green, Blue — красный, зеленый, синий. Остальные цвета форми­руются как сложение трех данных цветов, взятых с разной яркостью.

Например, сиреневый цвет — это сумма красного и сине­го, желтый цвет — сумма красного и зеленого, оранже­вый — тоже сумма красного и зеленого, но в другой пропор­ции. Поэтому в модели RGB можно закодировать цвет пик­селя тремя числами — яркостью его красной, зеленой и синей составляющих.

Средства и технологии работы с графикой

Рассмотрим аппаратные и программные средства обработ­ки графической информации.

К аппаратным средствам относятся:

• мониторы и видеокарты, поддерживающие графиче­ский режим отображения;
  
• видеоускорители, позволяющие увеличить скорость вы­полнения операций по обработке графической инфор­мации и, таким образом, разгружающие центральный процессор;
  
• ЗБ-акселераторы, способные самостоятельно обрабаты­вать графические объекты в трехмерном пространстве и в масштабе реального времени;
  
• манипуляторы «мышь»;
  
• сканеры;
  
• графический планшет, для ввода изображения прямым рисованием на поверхности планшета;
  
• принтеры;
  
• графопостроители (плоттеры).
  

К программным средствам относят:

• графические редакторы;
  
• средства создания анимации;
  
• программные средства для работы с трехмерной графи­кой;
  
• средства деловой графики.
  

Растровая и векторная графика

Существуют два основных подхода к представлению гра­фической информации для ее обработки компьютером — растровый и векторный. В растровой графике изображение представляется как совокупность данных о координатах и цветах пикселей. В векторной графике — это данные, одно­значно определяющие все графические примитивы (линии, дуги, окружности, прямоугольники и пр.), составляющие рисунок, и их параметры — толщину линии, вид заполне­ния и пр. Положение и форма графических примитивов за­даются в системе координат, связанных с экраном.

К достоинствам растровой графики относят: возможность представления изображения фотографического качества, простоту вывода на внешние устройства. Существенными недостатками растровой графики являются: большой объем памяти, требуемый для хранения изображений и ограничен­ные возможности масштабирования. Векторные изображе­ния занимают относительно небольшой объем памяти и мо­гут легко масштабироваться без потери качества. Но при этом векторная графика не позволяет получать изображения фотографического качества и при распечатке выглядят не так, как на экране монитора.

Для работы с графикой существует множество приклад­ных программ. Общее название программ для создания рас­тровых изображений — графические редакторы, их приме­няют по отношению к прикладным программам, не имею­щим какой-либо специализированной ориентации и используемым для рисования или редактирования изобра­жений. * Растровые графические редакторы целесообразно использовать для редактирования отсканированных изоб­ражений. Для создания иллюстраций обычно используются редакторы векторной графики.


Билет № 20

Кодирование звуковой информации. Форматы звуковых файлов. Ввод и обработка звуковых файлов.

Из курса физики известно, что звук представляет собой колебания воздуха. Амплитуда этих колебаний непрерывно меняется со временем. По своей природе звук является непрерывным сигналом. Для кодирования звука надо этот не­прерывный сигнал превратить в последовательность нулей и единиц. Делают это следующим образом.

С помощью микрофона звук можно превратить в колеба­ния электрического тока. Амплитуда колебаний измеряется через равные промежутки времени (на практике — несколь­ко десятков тысяч раз в секунду). Каждое измерение фикси­руется с установленной точностью и записывается в двоич­ном виде. Этот процесс называется дискретизацией.

Устройство для выполнения дискретизации называется аналого-цифровым преобразователем (АЦП). АЦП измеряет электрическое напряжение в каком-то диапазоне и выдает ответ в виде многоразрядных двоичных чисел. Например, типичный 8-битовый АЦП преобразует значения напряже­ния в диапазоне [-500 мВ, 500 мВ] в 8-разрядные двоичные числа в диапазоне [-127, +127].

Воспроизведение закодированного таким образом звука производится при помощи цифро-аналогового преобразова­теля (ЦАП). Двоичные числа, кодирующие звук, подаются на вход ЦАП с точно такой же частотой, как и при дискре­тизации, и ЦАП преобразует их в значения электрического напряжения обратно тому, как это делал АЦП. Например, двоичные числа из диапазона [-127, +127] преобразуются в значения напряжения из диапазона [-500 мВ, 500 мВ]. По­лученный на выходе ЦАП ступенчатый сигнал сначала сгла­живается с помощью аналогового фильтра, а затем преобра­зуется в звук при помощи усилителя и динамика.

При работе со стереозвуком все это проводится отдельно и независимо для левого и правого каналов.

На качество воспроизведения звука влияют в основном два параметра: частота дискретизации и разрешение — размер ячейки, отводимой под запись значения амплитуды.

Например, при записи на компакт-диски (CD) использу­ются 16-разрядные значения, а частота дискретизации рав­на 44 032 Гц. Эти параметры обеспечивают прекрасное каче­ство звучания речи и музыки.

Выбор частоты дискретизации определяется максималь­ной частотой звука, который еще слышит человек, 22 кГц. Чтобы удержать при дискретизации информацию о колеба­нии в 22 кГц, на каждом периоде должно записываться, по крайней мере, два значения. То есть нужна вдвое большая частота дискретизации, а именно 44 кГц. Эта частота обес­печивает запись любых слышимых человеком звуков. В тех случаях, когда столь высокое качество не требуется, можно использовать меньшие частоты дискретизации: 11 кГц, 5,5 кГц и т. д. Чтобы первые частоты, получаемые последо­вательным делением исходной частоты вдвое, оказались це­лыми, удобно взять исходную частоту в виде произведения целого числа на степень двойки. Этим и объясняется выбор частоты 172 • 28 = 44 032 Гц.

Однако, во многих случаях качество CD не требуется. Для записи и передачи речи достаточна частота дискретиза­ции 8 кГц. Несмотря на то, что составляющие человеческого голоса с частотой свыше 4 кГц не могут быть зарегистриро­ваны при такой частоте дискретизации, закодированную речь легко понять.

Программы для обработки звука можно назвать звуковы­ми редакторами, если не определять их конкретные возмож­ности. Общими операциями для таких редакторов являются возможность записи, воспроизведения и редактирования звуков. Оцифрованный звук представляется в звуковых ре­дакторах в наглядной форме, поэтому операции с файлами проводятся легко с помощью мыши. Кроме того, можно на­кладывать звуковые дорожки друг на друга и применять различные звуковые эффекты. Как правило, звуковые фай­лы подвержены сжатию. Оцифрованный звук можно сохра­нять без сжатия в универсальном формате в файле WAV или в формате со сжатием МРЗ.


Билет № 21

Кодирование текстовой информации. Основные приемы преобразования текстов: редактирование и форматиро­вание. Понятие о настольных издательских системах. Ги­пертекстовое представление информации.

Кодирование текстовой информации. Двоичное кодирование текстовой информации. Различные кодировки кириллицы

Первые компьютеры были созданы для обработки число­вой информации. Начиная с конца 60-х годов XX века, компьютеры стали использовать для обработки текстовой информации. В настоящее время практически все пользова­тели персональных компьютеров работают с текстами, испо­льзуя специальные программы — текстовые редакторы.

Человек различает символы по их начертанию, а компью­тер — по их кодам. В мире в качестве стандарта кодирова­ния символьной информации принята таблица ASCII (Ame­rican Standard Code for Interchange). В ней для кодирования одного символа используется количество информации, рав­ное 1 байту (8 битов). Всего с помощью одного байта можно закодировать: N = 2⁸ = 256 символов. Этого вполне доста­точно для представления текстовой информации на компью­тере. Таблица разделена на две части по 128 символов. Пер­вая (основная) часть содержит буквы латинского алфавита, десятичные цифры, знаки пунктуации, арифметических действий и др. Вторая часть (расширение) предназначена, в основном, для кодирования национальных алфавитов. Ко­дирование заключается в том, что каждому символу ставит­ся в соответствие уникальный десятичный код от 0 до 255 или соответствующий ему двоичный код от 00000000 до 11111111. Присвоение символу конкретного кода — это во­прос соглашения, которое фиксируется в кодовой таблице. Первые 33 кода (с 0 по 32) обозначают не символы, а опера­ции (новая строка — код 10, возврат каретки — код 13, ввод пробела — код 32, и т. д.).

В настоящее время существует пять различных кодовых таблиц для русских букв: КОИ-8, СР1251 (для Windows), СР866 (ASCII, MS DOS), Mac (для Macintosh), ISO (Inter­national Standards Organization, код, используемый в языке HTML). Такое количество кодировок затрудняет чтение тек­стов в Интернете и отображение в тестовых редакторах. Од­ному и тому же двоичному коду в различных кодировках поставлены в соответствие различные символы. Например, в ASCII русская буква А имеет код — 10000000, КОИ-8 — 11100001, СР1251 — 11000000.

Для того чтобы правильно прочесть текст, присланный в другой кодировке, необходимо:

• в текстовом редакторе Microsoft Word в меню Сервис, Параметры, Общие активизировать флажок подтверждать преобразование при открытии, выбрать нужную кодировку;

• при работе в браузере, например IE, в меню Вид, Вид кодировки выбрать нужную кодировку.

При вводе в компьютер текстовой информации происхо­дит ее двоичное кодирование. Пользователь нажимает на клавиатуре клавишу с символом — ив компьютер поступает определенная последовательность из восьми электрических импульсов (двоичный код символа). Код символа хранится в оперативной памяти компьютера. В процессе вывода симво­ла на экран монитора производится обратный процесс — де­кодирование, т. е. преобразование кода символа в его изоб­ражение, которое хранится в памяти компьютера.

Новый международный стандарт Unicode (Юникод) отво­дит на каждый символ не один байт, а два, и потому с его помощью можно закодировать не 256 символов, а N = 2¹⁶ = = 65 536. Кодировка Unicode поддерживает все знаки всех языков и пригодна для чтения в Microsoft Internet Explorer, начиная с версии 4.0, и Microsoft Office с 1997 г.

Основные приемы преобразования текстов: редактирование и форматирование

Текст, созданный в текстовом редакторе, может быть пре­образован, т. е. отредактирован и отформатирован. Редакти­рование — это преобразование документа, обеспечивающее вставку, удаление, перемещение его фрагментов (объектов). Объект — это и весь текст в целом, и абзац, и строка, и сло­во, и символ, и таблица, и ее составляющие. Редактирова­ние может быть применено к любому объекту документа, который предварительно выделен.

Возможны следующие операции редактирования:

• удаление, перемещение, копирование;
  
• отмена или возврат выполнения последних операций;
  
• поиск и замена фрагментов текста;
  
• вставка необходимого объекта (рисунок, файл, содер­жимое буфера обмена, гиперссылку, объект OLE — формулу, диаграмму, таблицу из приложения Excel, анимацию, звук).
  

Всё, что позволяет делать с текстом или его фрагментами меню Правка, Вставка и некоторые кнопки панели инстру­ментов Стандартная, и будет являться редактированием.

Форматирование — это изменение вида документа, т. е. такое его преобразование, которое меняет форму представле­ния документа. Форматирование может быть применено к любому выделенному объекту докумета (см. схему на с. 135).

Возможны следующие виды форматирования:

1. Задание параметров страницы (размер, поля, ориента­ция и др.).
   
2. Форматирование абзаца:
   

• выравнивание (по ширине, центру, правому и лево­му краям);
  
• установка отступа первой строки;
  
• установка отступов и интервалов между строками и абзацами.
  

3) Форматирование символов:

• изменение шрифта — растровый (Comic Sans MS) или векторный (Bookman Old Style), моноширин­ный (Courier), рубленый (Arial) или с засечками (Ti­mes New Roman);
  
• изменение начертания шрифта (обычное, полужир­ное, курсивное, полужирное курсивное, варианты подчеркивания, цвет символов, нижний или верх­ний индексы);
  
• изменение размера символов (единицей измерения размера шрифта является пункт (пт), 1 пт = 0,376 мм. Например, 10 пт — размер, 12 пт — размер,
  

14 пт — размер).

4. Формирование списков.
   
5. Оформление границ и заливки.
   
6. Организация колонок.
   

7) Форматирование таблиц (направление текста, объеди­нение ячеек, ширина столбцов и высота строк и т. д.).

Большую помощь при форматировании оказывает инст­румент Формат по образцу, находящийся на панели инстру­ментов Форматирование.

При сохранении текстовых документов в текстовых редак­торах (процессорах) можно задавать различные форматы:

• только текст, *.txt — сохраняет текст без форматирова­ния;
  
• формат RTF, *.rtf — сохраняет все форматирование, универсальный;
  
• документ Word, *.doc — полностью сохраняет форма­тирование;
  
• HTML документ, *.php или *.phpl — сохраняет web-страницы, содержит управляющие тэги языка раз­метки гипертекста; и другие.
  

Понятие о настольных издательских системах

Мощные программы обработки текста настольные изда­тельские системы (программы верстки) предназначены для подготовки документов к публикации. Примерами такой системы являются Adobe PageMaker и Ventura Publisher. Они обеспечивают все функции текстового процессора:

воспринимают тексты, созданные в различных тексто­вых редакторах;

• воспринимают отсканированные или нарисованные в графических редакторах иллюстрации, созданные на ПК разных платформ, и корректируют их цвета;
  
• имеют большой набор шрифтов и возможность их гра­фического преобразования (сжатие, растяжение или симметричное отражение по вертикали или горизонта­ли);
  
• имеют возможности для различного «обтекания» ри­сунка текстом;
  
• обеспечивают автоматическое оптимальное размещение текста на странице, автоматическую нумерацию стра­ниц будущей книги;
  
• обеспечивают адаптацию к различным печатающим устройствам и пр.
  

Гипертекстовое представление информации



В широком смысле гипертекст — информационный мас­сив, в котором заданы и автоматически

поддерживаются ассоциативные и смысловые связи между выделенными эле­ментами, понятиями, терминами или разделами. В более уз­ком смысле это может быть текст, в котором отдельные фрагменты на экране выделены цветом, подчеркиванием; связанная с ними информация сразу может быть выдана на экран. Иллюстрацией такого текста служит Справка Win­dows или любого приложения. Курсор мыши, оказавшись на выделенном фрагменте, принимает другую форму. Чтение документа с экрана монитора становится в таком случае не линейным, как в случае книги, а дающим возможность «пе­рескакивать» с одной части текста к другой интересующей вас, а также просматривать дополнительную информацию. Гиперссылка (выделенный фрагмент) может состоять из тек­ста, графики, видео, звука и анимации. Щелкнув на гиперс­сылке в документе, вы перейдете:

• к дополнительному разделу в данном документе, в дру­гом файле (меню Вставка, Гиперссылка, связать с мес­том в документе);
  
• к показу рисунка или мультфильма, прослушиванию звукового фрагмента (меню Вставка, Гиперссылка, связать с новым документом);
  
• на web-страницу какого-либо сайта (меню Вставка, Ги­перссылка, связать с файлом, web-страницей)¹.
  

Web-страницы сайтов представляют собой документы с гипертекстовой разметкой. Поэтому так легко путешество­вать по Всемирной паутине (WWW — Worl Wide Web), пе­реходя с сайта на сайт по гиперссылкам. Существует специ­альный язык HTML для создания Web-страниц.


Билет № 22

Динамические (электронные) таблицы. Назначение и принципы работы электронных таблиц. Использование электронных таблиц для обработки числовых данных (на примере задач из различных предметных областей).

Прикладные программы, предназначенные для работы с числовыми данными, представленными в прямоугольных таблицах, называются табличными процессорами, еще их называют просто электронными таблицами.

Назначение. Эти программы позволяют создавать дина­мические (электронные) таблицы, в которых автоматиче­ски происходит пересчет значений формул при изменении исходных данных, используемых в этих формулах. Они предназначены для математических, финансовых, стати­стических расчетов, построения диаграмм для более на­глядного воспроизведения данных и ведения простейших баз данных.

Принципы работы. Для понимания принципов работы рассмотрим табличный процессор Excel фирмы Microsoft. Файл, полученный с помощью MS Excel, — это электронный документ (рабочая книга), который состоит из прямоуголь­ных таблиц (рабочих листов). Электронную таблицу (ЭТ) можно редактировать, форматировать, удалять и сохранять во внешней памяти. ЭТ состоит из 256 строк с именами А, В, С, D, Е ...IV и столбцов с номерами 1, 2, 3, 4 ..., 16 384, на пересечении которых находятся ячейки. Ячейка — основ­ная единица хранения данных. Адрес ячейки (ссылка на ячейку) образуется из имени столбца и номера строки: А1, Bl, D3, Е5, АК10454, HZ14500 и т. п. Активная ячейка выделяется на экране жирной рамкой. Данные можно вво­дить только в активную ячейку, их можно видеть также в строке формул. Активную ячейку можно выделить щелч­ком мышью.

Типы данных. В ячейку можно поместить данные следу­ющих типов: текст, число, формулу. Текст и числа рассмат­риваются как константы. Формулы — одно из важнейших средств табличных процессоров. Формула должна начинать­ся с одного из знаков: равенство, плюс или минус, может включать в себя числа, адреса ячеек данного или другого ра­бочего листа, функции (математические, статистические, финансовые и др.) и знаки математических операций. На­пример:

=А2*ВЗ2 — содержимое ячейки А2 умножается на квад­рат содержимого ячейки В3;

-(D4-F5)/5 — операция деления разности содержимого ячеек D4 и F5 на константу 5.

При вводе формулы в ячейке может отображаться как ре­зультат вычислений по формуле, так и сама формула в зави­симости от установки того или иного режима. Сама формула отображается также в строке формул при активизации ячей­ки. При изменении данных в ячейках, на которые ссылает­ся формула, результат автоматически пересчитывается сра­зу же.

Редактирование данных в ячейках: удаление содержи­мого ячейки, отмена последнего изменения, перемещение данных, копирование данных, замена содержимого ячейки целиком, исправление данных в ячейке (двойной щелчок левой кнопкой мыши в редактируемой ячейке или в строке формул).

Форматирование данных в ячейках:,

• изменение представления чисел (горизонтальное или вертикальное представление), т. е. их формата, что мо­жет облегчить восприятие данных;
  
• выравнивание данных: по левому краю, по центру, по правому краю;
  
• изменение начертания шрифтов: полужирный, курсив, подчеркивание;
  

• изменение шрифта и его размера;
  

• изменение ориентации данных используется для бо­лее удобного в ряде случаев представления их в таб­лице.
  

Функции — это заранее подготовленные формулы, к которым надо обращаться по заданному имени и с опреде­ленным количеством и типом данных. MS Excel предлага­ет более 300 функций. Вызов функции осуществляется либо через меню Вставка, Формула, либо щелчком на кнопке Часто используемые функции:

Имя функции	Назначение функции
СУММ Пример: =СУММ(А1:А5) равносиль­но формуле: =А1+А2+А3+А4+А5	Суммирует аргументы
МАКС Пример: =МАХ(А1:А20)	Возвращает максимальное значение из списка аргументов
СРЗНАЧ Пример: =CP3HA4(A1:F1) равносильно формуле: =(Al+Bl+Cl+Dl+Fl)/5	Возвращает среднее арифмети­ческое аргументов
СЧЕТ Пример: =СЧЕТ(А1:А20)	Подсчитывает количество чисел в списке аргументов