Кодирование звука и видео

История создания и развития вычислительной техники. Классификация и основные характеристики ЭВМ.

История ВТ отсчитывается с опубликования работы Джона фон Неймана. Впервые возможность построения цифровой ВМ была доказана английским математиком Тьюрингом в 1936 году. Он доказал, что любой алгоритм реализуется с помощью его дискретного автомата, который был назван машиной Тьюринга. Физически первая цифровая ВМ была сконструирована в 1935 году фирмой Белл (США).

1942 г. Первый арифмометр создан Блезом Паскалем. 1943-1946 г. Эниак первая ЭВМ.
Первое поколение это ламповые ЭВМ, промышленный выпуск начат в начале 50-х годов. Разработана “БЭСМ-1” (Большая электронная счетная машина).10000 операций в секунду
Второе поколение ЭВМ.Связывают с переходом от ламповых к транзисторным ЭВМ. Создание алгоритмических языков (Fortran, ALGOL). Создаются простейшие компиляторы и интерпретаторы.
Третье поколение ЭВМ.Серьезные архитектурные изменения. Изменение технической базы связано с переходом на интегральную схематехнику, вследствие чего произошло заметное увеличение надежности.
Четвертое поколение ЭВМ.В конце 70-х кодов. Переход на интегральные схемы средней и большой степени интеграции. Появляются зыки высокого уровня, первые сети ЭВМ.
Пятое поколение ЭВМ.В конце 80-х годов. Переходом к микропроцессорам. С точки зрения программного обеспечения – переход на работу в программных средах и оболочках.

Классификация и основные характеристики ЭВМ.
Классификация ЭВМ по:
1.Назначению.Выделяют ЭВМ общего применения и ЭВМ ориентированные на вполне определенный класс задач.
2.Производительности: ЭВМ подразделяются по величине производительности.
3.Режимам работы: однопрограммные, мультипрограммные, средства управления временем, ЭВМ для построения много машинных и многопроцессорных вычислительных систем, ЭВМ для работы в системах реального времени (автопилот).
4.Способу структурной организации.Однопроцессорные, мультипроцессорные (получение сверх высокой производительности).

Основные характеристики ЭВМ:
1.Операционные ресурсы ЭВМ– это перечень возможностей ЭВМ, такие как:
Способы представления информации в ЭВМ
Система команд ЭВМ
Способы адресации
2.Емкость памяти(внешняя и основная). Для характеристики компьютера используют емкость основной памяти. Внешняя память – суммарная емкость всех накопительных устройств.
3.Быстродействие ЭВМхарактеризует скорость обработки информации компьютером (число операций в секунду). Реальная характеристика – номинальное быстродействие.
4. Надежность ЭВМ. Надежность – свойство ЭВМ выполнять возложенные на нее функции в течение заданного промежутка времени, необходимого для решения поставленной задачи.

Понятие информации и ее основные свойства. Основные подходы к измерению количества информации. Формы представления информации в ЭВМ.

Информация - это сведения, снимающие неопределенность об окружающем мире, которые являются объектом хранения, преобразования, передачи и использования. Сведения - это знания, выраженные в сигналах, сообщениях, известиях, уведомлениях и т.д.

Свойства информации можно рассматривать в трех аспектах: техническом - это точность, надежность, скорость передачи сигналов и т.д.; семантическом - это передача смысла текста с помощью кодов и прагматическом - это насколько эффективно информация влияет на поведение объекта.
Для определения количества информации нужно найти способ представить любую ее форму (символьную, текстовую, графическую) в едином виде. Таким видом стала так называемая двоичная форма представления информации. Она заключается в записи любой информации в виде последовательности только двух символов 1 и 0. В электронном аппарате, хранящем либо обрабатывающем информацию, рассматриваемые символы могут также обозначаться по разному: один из них - наличием в рассматриваемой точке электрического тока либо магнитного поля, второй - отсутствием в этой точке электрического тока либо магнитного поля. Благодаря введению понятия единицы информации появилась возможность определения размера любой информации числом битов.

Кодирование информации основано на том, что один разряд последовательности двоичных цифр имеет уже вдвое больше различных значений - 00, 01, 10, 11, - чем одноразрядная (0 и 1). Трехразрядная последовательность имеет также вдвое больше значений - 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111, - чем двухразрядная, и т.д.

Формы представления информации в ЭВМ

Информация в ЭВМ кодируется, как правило, в двоичной или в двоично-десятичной системе счисления. Система счисления - это способ наименования и изображения чисел с помощью символов, имеющих определенные количественные значения.
В зависимости от способа изображения чисел системы счисления делятся на позиционные и непозиционные.
В позиционной системе счисления количественное значение каждой цифры зависит от ее места (позиции) в числе. В непозиционной системе счисления цифры не меняют своего количественного значения при изменении их расположения в числе.
Аналоговая информация характеризуется плавным изменением ее параметров. Основные параметры наиболее простых синусоидальных аналоговых сигналов могут непрерывно и плавно меняться.
Дискретная информация базируется на ряде фиксированных уровней представления заданных параметров, взятых в определенные промежутки времени. Если этих уровней много, можно говорить о цифровом представлении информации, то есть когда в определенные дискретные моменты они принимают конкретные дискретные значения. К счастью, аналоговую информацию легко преобразовать в цифровую. Это делают так называемые аналогоцифровые преобразователи (АЦП). Обратное преобразование обеспечивают цифроаналоговые преобразователи (ЦАП).
В качестве носителей аналоговой информации могут использоваться различные физические величины, принимающие различные значения на некотором интервале, например, электрический ток, радиоволна и т.д. При дискретизации, то есть при преобразовании непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов, за основу берется какое-либо конкретное значение, а любые другие, отличающиеся от нормы, просто игнорируются.

Основные понятия теории кодирования. Принципы оптимального кодирования информации. Методики построения оптимальных кодов.

Кодирование - представление сообщения последовательностью элементарных символов. Символы в сообщениях могут относиться к алфавиту, включающему n букв. Однако число элементов кода k существенно ограничено сверху энергетическими соображениями, т.е. часто n > k.
Широко используются двоичные коды:
EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) - символы кодируются восемью битами; популярен благодаря его использованию в IBM;
ASCII (American Standards Committee for Information Interchange) - семибитовый двоичный код.
Для кодировки русского текста нужно вводить дополнительные битовые комбинации. Семибитовая кодировка здесь уже недостаточна. В восьмибитовой кодировке нужно под русские символы отводить двоичные комбинации, не занятые в общепринятом коде, чтобы сохранять неизменной кодировку латинских букв и других символов. Так возникли кодировка КОИ-8, затем при появлении персональных ЭВМ - альтернативная кодировка и при переходе к Windows - кодировка 1251.

Теория кодирования – это раздел теории информации, изучающий способы отождествления сообщений с отражающими их сигналами. Задачей теории кодирования является согласование источника информации с каналом связи.

Объектом кодирования служит как дискретная, так и непрерывная информация, которая поступает к потребителю через источник информации. Понятие кодирование означает преобразование информации в форму, удобную для передачи по определенному каналу связи.

Обратная операция – декодирование – заключается в восстановлении принятого сообщения из закодированного вида в общепринятый, доступный для потребителя.

В теории кодирования существует ряд направлений:

статическое или эффективное кодирование;
помехоустойчивое кодирование;
корректирующие коды;
циклические коды;
арифметические коды.

С появлением управляющих систем, в частности ЭВМ, роль кодирования существенно возросла и изменилась, так как без кодирования невозможна передача информации.

Кодированием называют универсальный способ отображения информации при ее хранении, обработке и передаче в виде системы соответствий между сигналами и элементами сообщений, при помощи которых эти элементы можно зафиксировать.

Код– это правило однозначного преобразования сообщения из одной символической формы представления сообщения в другую, обычно без каких-либо потерь информации.

Если все кодовые слова имеют одинаковую длину, то код называется равномерным, или блочным.

Под абстрактным алфавитом будем понимать упорядоченное дискретное множество символов.

Алфавитное кодирование. Алфавитное, т.е. побуквенное, кодирование можно задать таблицей кодов. Фактически кодом преобразования является некоторая подстановка .

Кодирование текста

Тексты – это последовательности символов, входящих некоторый алфавит. Кодирование текста сводится к двоичному кодированию алфавита, на основе которого он построен.

Кодирование изображений

Рисунки, картинки, фотографии кодируются в растровом формате. В этом виде каждое изображение представляет собой прямоугольную таблицу, состоящую из цветовых точек. Цвет и яркость каждой отдельной точки выражаются в числовой форме, что позволяет использовать двоичный код для представления графических данных.

Черно-белые изображения принято представлять в градациях серого цвета, для этого используется модель GreyScale.

При кодировании цветных изображений применяют принцип декомпозиции цвета на составляющие, для этого используют модель RGB. Цветное изображение на экране получается путем смешивания трех базовых цветов : красного (Red, R), синего (Blue, B) и зеленого (Green, G).

Кодирование звука и видео

12 3 4

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: