Что такое пространственная дискретизация в информатике кратко ответы

Обновлено: 03.07.2024

Для того чтобы решить определенные задачи, человек вынужден преобразовывать имеющуюся информацию из одной формы, в которой она представлена, в другую. Например, при чтении книги вслух мы преобразовываем информацию из текстовой (дискретной) формы в звуковую (непрерывную). Тот, кто занимается транскрибацией, преобразовывает звуковую форму в текстовую — совершает обратный процесс.

Для того чтобы передавать, хранить, автоматически обрабатывать данные, гораздо удобнее использовать дискретную форму представления информации. В этом и состоит ее основное преимущество. Именно поэтому информатика — наука, на которой основана работа всей компьютерной техники, — много внимания уделяет дискретизации.

Дискретизация — процесс, с помощью которого непрерывная форма представления информации преобразуется в дискретную.иеие

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

В информатике под понятием дискретности подразумевают алгоритм решения задачи, разбивающий весь процесс на определенное количество простых шагов (этапов), выполняемых поочередно.

Другими словами, дискретность — это набор действий, имеющих строго определенную, предписанную им алгоритмом последовательность. Каждое следующее действие может быть исполнено только при полном завершении предыдущего этапа.

Формы представления дискретной информации

Итак, существуют две формы представления информации:

Они принципиально отличаются в зависимости от своей природы.

Любой объект или явление, существующие в нашем мире, можно представить с помощью определенных физических величин и характеристик. Такое природное явление, как циклон, можно описать с помощью скорости ветра, температуры воздуха, количества выпавших осадков и другими характерными для циклона величинами.

Характерные физические величины для описания человека:

возраст;
вес;
рост;
температура тела;
кровяное давление и пр.

Все вышеуказанные физические величины имеют собственные определенные диапазоны. Количество значений, которые способна принимать та или иная величина, может быть бесконечным.

Подобные величины и ту информацию, которую они передают, принято называть непрерывными. Между значениями таких величин не бывает скачкообразных разрывов. Такая непрерывная величина, как масса тела, например, может принимать любые значения от нуля до бесконечности, включая дробные.

Кроме непрерывных величин, существуют и такие, которые обозначают целое, а не дробное количество: например, число музыкантов в оркестре или число атомов в молекуле вещества.

Если объект изучения обладает характерным свойством в какие-то моменты принимать строго конкретные значения (знаковые или числовые), то это свойство называют дискретной информацией об объекте.

Особенность дискретной информации — ее прерывистость, возможность пронумеровать и представить в цифровом виде с использованием логических нуля и единицы.

Дискретными значениями являются:

количество зданий в городе;
геометрические фигуры;
буквы алфавита.

Для того чтобы обладать наиболее полными сведениями об объекте или явлении, чаще всего их описывают с помощью двух форм представления информации одновременно.

Геометрическую фигуру можно описать с помощью ее дискретного значения (квадрат) и непрерывного значения длины его стороны (15,25 см).

При использовании пружинных весов или весов со стрелкой измеряемая величина (масса) является сама по себе непрерывной. Но весы переводят этот показатель в дискретную форму в зависимости от того, к какому делению шкалы ближе окажется бегунок пружинных весов или стрелка.

В этом случае, чем более мелкие деления на шкале, тем более точной будет дискретное представление информации о массе взвешиваемого предмета.

Дискретную информацию принято представлять в символьном виде, с использованием знаков — натуральных чисел или букв. С помощью натуральных чисел можно представить деления на шкале измерительного прибора, нумерацию страниц книги или домов на улице города.

Цифровой вариант представления информации очень удобен для использования в ЭВМ.

В повседневной жизни для представления информации помимо цифр используют слова, составленные из букв какого-либо алфавита (русского, латинского, китайского и пр.). С помощью слов обозначают имена и свойства объектов, перечисляют действия.

Также широкое применение получили различные математические символы, знаки препинания.

Из букв составляют слова, характеризующие свойства объектов.
С помощью цифр можно передать информацию о числовых значениях величин.
Одновременное использование букв, цифр и математических символов позволяет создавать формулы, указывать на соотношения между различными величинами.

Такой вид представления информации называется символьным, так как она имеет дискретную природу, заключенную в использовании последовательности различных символов.

В качестве примера поставим в соответствие каждой букве алфавита ее порядковый номер. В этом случае с помощью цифр от 0 до 9 можно записать текст целой книги.

Более того, ту же самую информацию можно закодировать с помощью двоичного кода, используя всего 2 символа — 0 и 1.

К дискретным формам представления информации относят также ее графическое изображение в виде различных чертежей, графиков, схем.

Информационные параметры сигнала

Дискретизация в системах обработки информации выглядит как обмен информацией, который происходит с помощью сигналов. Носителями таких сигналов выступают физические величины, которые могут быть представлены распределением сигналов в пространстве и времени.

Показатели соответствующих временных функций являются информационными параметрами сигнала. Среди таких показателей могут быть:

цвет изображения;
координаты точки изображения;
длительность импульсов;
продолжительность распределения импульсов в пространстве;
частота;
амплитуда;
фаза сигнала.

Как происходит дискретизация, основные этапы

По аналогии с видом представления информации сигналы классифицируют также на 2 типа:

В случае аналогового сигнала параметры внутри отдельных диапазонов могут принимать любые значения в любой момент времени.

В случае дискретного сигнала каждому установленному моменту времени соответствует определенное значение параметра. Дискретный сигнал описывает непрерывную информацию в виде точек графика, построенного в системе координат. В ней ось абсцисс представляет собой время сигнала в дискретном изображении, а ось ординат отражает дискретное представление уровня сигнала.

Преобразование аналогового сигнала в дискретный называется дискретизацией, которая происходит как по времени, так и по уровню сигнала.

Рассмотрим, как происходит дискретизация на примере самописцев атмосферного давления. Эти приборы работают на метеорологических станциях. Они в непрерывном режиме записывают изменение атмосферного давления на протяжении длительного времени в виде барограмм — кривых, вычерченных прибором в течение нескольких часов.

Одна из таких барограмм представлена ниже:

Взяв график за основу, можно снять с него необходимую нам информацию. Например, показания самописца в начале измерения атмосферного давления и каждый последующий час. Полученные данные заносятся в таблицу:

Таким образом, мы смогли преобразовать полученную в аналоговой (непрерывной) форме информацию в дискретный вид.

Если внимательно сравнить данные таблицы с данными графика, то можно заметить некоторую потерю точности. Так, самого большого значения давление достигло во время четвертого часа работы самописца, но в таблицу эта информация не попала.

Чтобы увеличить точность процесса дискретизации, следует брать меньшие временные интервалы. Например, снимать данные с барограммы не раз в час, а каждые полчаса или пятнадцать минут. В этом случае мы получим более точную картину изменения давления, представленную в дискретной форме.

Дискретные сигналы легче обрабатывать и хранить, чем аналоговые. Кроме того, на них практически не влияют помехи во время передачи на большие расстояния, что является их явным преимуществом. Поэтому использование дискретных сигналов получило более широкое распространение по сравнению с непрерывными.

Побочные эффекты дискретизации и квантования

Как мы уже выяснили, дискретизация происходит как по уровню (амплитуде) сигнала, так и по времени. При этом дискретизацию по уровню часто называют квантованием. В научной литературе могут встречаться оба термина, которые обозначают процесс оцифровки сигнала.

Поскольку все сигналы в природе имеют аналоговое происхождение, то для их хранения, обработки и передачи необходимо сначала оцифровывать сигналы — произвести с помощью аналого-цифровых приборов их дискретизацию и квантование по уровню.

После этого любой сигнал можно закодировать, провести его цифровую обработку, передать на расстоянии и хранить. При этом часто возникает необходимость преобразовать полученный цифровой сигнал обратно в аналоговый.

Подобным образом, например, происходит звуковое воспроизведение аудиозаписей с компакт-дисков. Цифровые сигналы, записанные в области высоких частот, преобразуются в низкочастотные звуковые.

Обратное преобразование сигнала происходит с определенной степенью точности, которая зависит от:

частоты дискретизации (чем выше частота, тем точнее воспроизведение сигнала);
числа уровней квантования для каждой выборки (чем больше уровень, тем точнее сигнал).

Следует учесть, что чем больше будет частота и число уровней, тем больше будет и цифровой информации, а значит, потребуется соответствующее количество ресурсов для ее передачи, хранения, обработки. Поэтому приходится соблюдать разумный компромисс между желаемой точностью воспроизведения сигнала и размерами обеспечивающих ее ресурсов.

4. В одной из кодировок Unicode каждый символ кодируется 16 битами. Определите размер следующего предложения в данной кодировке. Я к вам пишу – чего же боле? Что я могу ещё сказать?

1) 52 байт
2) 832 бит
3) 104 бит

5. Статья, набранная на компьютере, содержит 32 страницы, на каждой странице 40 строк, в каждой строке 48 символов. Определите размер статьи в кодировке КОИ-8, в которой каждый символ кодируется 8 битами.

1) 120 Кбайт
2) 480 байт
3) 960 байт
4) 60 Кбайт

6. Переведите число 126 из десятичной системы счисления в двоичную систему счисления.
Укажите двоичное число.

1) 111
2) 101010
3) 1111110

7. Пользователь находился в каталоге Расписание. Сначала он поднялся на один уровень вверх, затем спустился на один уровень вниз, потом ещё раз спустился на один уровень вниз и ещё раз спустился на один уровень вниз. В результате он оказался в каталоге
С: учёбаинформатикаОГЭ.
Укажите полный путь каталога, с которым пользователь начинал работу.

1) С: учёбаРасписание
2) С: Расписание
3) С: учёба2016Расписание

8. От чьего имени произошло слово "алгоритм"?

1) Блез Паскаль
2) Альберт Эйнштейн
3) Аль-Хорезми

9. Представление алгоритмов на языке программирования называется

1) команда
2) блок – схема
3) программа

10. Перечислите виды алгоритмов
1) линейный, циклический, круговой
2) циклический, разветвляющийся, линейный
3) линейный, разветвляющийся, циклический, вспомогательный
11. К основным свойствам алгоритма относятся
1) массовость, понятность, случайность
2) конечность, результативность, массовость, дискретность, детерминированность, понятность
3) дискретность, актуальность, результативность, понятность
12. Язык программирования Pascal создал
1) Б. Паскаль
2) Н. Вирт
3) М. Фортран

13. Перечислите основные геометрические фигуры, которые используются для создания алгоритмов с помощью блок – схем
1) трапеция, прямоугольник, треугольник
2) прямоугольник, овал, ромб, параллелограмм
3) треугольник, параллелограмм, овал, ромб
14. Файл Рисунок. bmp находится в папке 9 класс, которая вложена в папку Мои рисунки на диске С: Укажите путь к файлу:
1) С: Мои рисунки9 классРисунок. bmp
2) Мои рисунки9 классРисунок. bmp
3) С: 9 классМои рисункиРисунок. gif
15. Группу ячеек, образующих прямоугольник в электронных таблицах называют:

1) прямоугольником ячеек
2) диапазоном ячеек
3) интервалом ячеек

разложение на пиксели — Пространственная дискретизация сигнала, при которой происходит разбиение изображения на элементы минимально возможных размеров. [Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные технологии. Англо русский толковый словарь справочник. Под редакцией Ю.М.… … Справочник технического переводчика

ГОСТ 22670-77: Сеть связи цифровая интегральная. Термины и определения — Терминология ГОСТ 22670 77: Сеть связи цифровая интегральная. Термины и определения оригинал документа: 10. n ичный сигнал электросвязи n агу digital signal Цифровой сигнал электросвязи, имеющий п возможных состояний представляющего параметра,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

сформировать представление о разных способах представления графической информации, научиться находить различия в аналоговой и дискретной формах, знать способы их преобразования.

дать понятия пространственной дискретизации, пиксель, разрешающая способность, оптическое и аппаратное разрешение сканера, палитра цветов, глубина цвета

рассмотреть принципы работы сканера, научиться определять его производительность,

научиться находить глубину цвета, определять количество цветов в палитре, используя формулу количества информации

Опорные термины:

информация, количество информации, графика, аналоговая и дискретная форма, пространственная дискретизация, пиксели, растровая графика, разрешающая способность, оптическое и аппаратное разрешение, глубина цвета, палитра цветов.

Урок 9. 8 класс

Учитель: Брух Т.В.

Дата: _____________

Тема: «Пространственная дискретизация.

рассмотреть принципы работы сканера, научиться определять его производительность,

Опорные термины:

1. Организационный момент

2. Объяснение нового материала

Давайте вспомним, что такое информация? (информация – сведения об окружающем нас мире)

Какие виды информации вам известны?

Приведите пример графической информации (картина, фотография, открытка).

С появлением компьютерной техники графическую информацию можно представить в двух формах – аналоговой и дискретной. Аналоговая форма графической информации была доступна для нашего восприятия с давних времен: наскальная живопись, картины, графика, иконопись и другие.

Каким термином обозначаются эти элементы графического изображения? (пиксель)

Пиксель – минимальный участок изображения, для которого независимо задается цвет.

К ак вы считаете, возможен ли переход из одной формы представления графической информации в другую? (переход осуществляется при помощи процесса пространственной дискретизации).

Пространственная Дискретизация – это процесс преобразования графической информации из аналоговой в дискретную форму.

Как мы дадим определение этому термину? (Растровое Изображение – графическое изображение, формирующиеся из пикселей).

Важнейшая характеристика растрового изображения – разрешающая способность. Измеряется разрешающая способность в dpi (точек на дюйм).

Используя слова, приведенные на слайде, составьте верные утверждения.

Какие устройства способны осуществлять пространственную дискретизацию аналогового изображения? (сканер).

С веточувствительная полоска сканера имеет светочувствительные элементы. Цифра 1200 говорит о том, что на одном дюйме этой полоски расположено 1200 элементов. При этом каждый элемент определяет свой цвет пикселя. Эта величина называется оптическим разрешением.

Полоска сканера двигается вдоль изображения микрошагами. 2400 микрошагов делает данный сканер в 1 дюйме. Эта величина называется аппаратным разрешением.

Сделайте вывод о зависимости качества изображения от характеристик сканера. Чем выше оптическое и аппаратное разрешение сканера, тем выше качество изображения.

П ри сканировании изображение не только разбивается на пиксели, но еще каждому пикселю задается свой цвет.

Каким же образом компьютер различает цвета? Вспомните, что язык на котором разговаривает компьютер называется машинным. В чем его особенность? (Состоит только из двух цифр).

Последовательность этих цифр определяют тот или иной цвет. Когда техника была черно-белой было просто: белый цвет кодировался символом 0, черный - 1. При этом легко посчитать, какое количество информации было необходимо, чтобы закодировать каждый цвет.

Вспомним формулу из 8 класса (стр. 12). N – количество возможных вариантов, I - количество информации, которое несет каждый вариант. Если всего два возможных цвета (черный и белый), то каждый цвет несет информацию равную 1 бит.

Говорят, что палитра цветов в данном случае состоит из двух цветов, а глубина каждого цвета равна 1 бит.

Учащиеся читают определение глубины цвета.

П осчитаем, какое количество информации необходимо, чтобы закодировать данный рисунок, представленный на слайде? (25 бит).

С егодня экраны стали цветными, а это значит, что палитра цветов стала расширенной. Соответственно возросла глубина каждого цвета в палитре. Чем больше цветов в палитре, тем большее количество символов необходимо для их кодирования. К примеру, четыре цвета кодируются последовательностью из 2-х символов 00, 01, 10,11. Каждый цвет имеет глубину 2 бит.

Используя формулу, узнаем, сколько цветов в палитре, если глубина цвета в них равна 8, 16 и 24 бит на точку.

Давайте посмотрим, как формируется растровое изображение на мониторах. На стр. 14 приведен пример экрана с разрешением 800*600.

Что означают эти цифры?

М ожно ли настраивать разрешение монитора? Как?

3. Закрепление.

Учащиеся выбирают из списка понятие и дают ему определение.

Учитель по выбору детей анализирует, какие понятия учащиеся освоили лучше, над каким необходимо поработать на следующем уроке.

?Графическая информация может быть представлена в аналоговой и дискретной формах. ?Примером аналогового представления графической информации может служить живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно, а дискретного — изображение, напечатанное с помощью струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета.

?Графические изображения из аналоговой (непрерывной) формы в цифровую (дискретную) преобразуются путем пространственной дискретизации.

?Пространственную дискретизацию изображения можно сравнить с построением изображения из мозаики (большого количества маленьких разноцветных стекол).

?Изображение разбивается на отдельные маленькие элементы (точки, или пиксели), причем каждый элемент может иметь свой цвет (красный, зеленый, синий и т. д.).

Читайте также: