Отчёт по Информационным Технологиям: Меры и Кодирование

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Южно-Уральский государственный университет
Высшая школа электроники и компьютерных наук
Кафедра «Информационно-измерительная техника»
Меры и единицы измерения информации, кодирование данных в ЭВМ
ОТЧЁТ
о практической работе № 1
по дисциплине «Информационные технологии»
Вариант № 6
Проверил, (доцент)
_______________ /Юрасова Е.В. /
_______________ 20__ г.
Выполнил:
студент группы
_______________ / /
_______________ 20__ г.
Челябинск 2021
Страница 1 из 5
Цель работы: научиться измерять информацию, решать задач на определение количества
и объема информации.
Ход работы:
Задание № 1.
Определить минимально необходимое количество памяти (в битах и байтах) для хранения
текста «Пз176_Ежовкин_Сергей_Александрович» (без кавычек со своими данными) в системах
кодирования ANSI и Unicode
.Решение:
Для хранения текста «Пз176_Ежовкин_Сергей_Александрович» в системах кодирования
ANSI и Unicode требуется 34 байта или 170 бит.
Задание № 2.
Закодировать первую строчку текста (учитывая строчные и прописные начертания символов)
в шестнадцатеричном и двоичном кодах, используя таблицы символов ANSI (Windows-1251) и
Unicode (Пуск > Программы > Стандартные > Служебные > Таблица символов). В появившемся
окне установить флажок «Дополнительные параметры просмотра». В списке «Набор символов»
выбрать «Windows: кириллица». В строке состояния (самая нижняя строка в окне) отображаются
шестнадцатеричные коды символов, содержащихся в таблице, в кодировках Unicode (Windows).
Решение:
Закодируем текст «Пз176_Ежовкин_Сергей_Александрович» (учитывая строчные и
прописные начертания символов) в шестнадцатеричном коде, используя таблицы символов ANSI
(Windows-1251) и Unicode
Код
U+
0x
Код
U+
0x
П
з
1
7
6
_
Е
ж
о
в
к
и
н
_
С
е
р
041F
0437
0031
0037
0036
005F
0415
0436
043E
0432
043A
0438
043D
005F
0421
0435
0440
CF
E7
31
37
36
5F
C5
E6
EE
E2
EA
E8
ED
5F
D1
E5
F0
г
е
й
_
А
л
е
к
с
а
н
д
р
о
в
и
ч
0433
0435
0439
005F
0410
043B
0435
043A
0441
0430
043D
0434
0440
043E
0432
0438
0447
E3
E5
E9
5F
C0
EB
E5
EA
F1
E0
ED
E4
F0
EE
E2
E8
F7
Используя соответствие между шестнадцатеричными (Hex) цифрами и их двоичными (Bin)
эквивалентами (двоичными тетрадами) получим двоичное представление текстовых символов:
П
з
1
7
6
_
Е
ж
о
в
к
и
н
_
С
е
р
041F
0437
0031
0037
0036
005F
0415
0436
043E
0432
043A
0438
043D
005F
0421
0435
0440
Bin
0000
0100
0001
1111
0000
0100
0011
0111
0000
0000
0011
0001
0000
0000
0011
0111
0000
0000
0011
0110
0000
0000
0101
1111
0000
0100
0001
0101
0000
0100
0011
0110
0000
0100
0011
1110
0000
0100
0011
0010
0000
0100
0011
1010
0000
0100
0011
1000
0000
0100
0011
1101
0000
0000
0101
1111
0000
0100
0010
0001
0000
0100
0011
0101
0000
0100
0100
0000
0x
CF
E7
31
37
36
5F
C5
E6
EE
E2
EA
E8
ED
5F
D1
E5
F0
Bin
1100
1111
1110
0111
0011
0001
0011
0111
0011
0110
0101
1111
1100
0101
1110
0110
1110
1110
1110
0010
1110
1010
1110
1000
1110
1101
0101
1111
1101
0001
1110
0101
1111
0000
Код
U+
Страница 2 из 5
Код
U+
Bin
г
е
й
_
А
л
е
к
0433
0435
0439
005F
0410
0000
0100
0011
0011
0000
0100
0011
0101
0000
0100
0011
1001
0000
0000
0101
1111
0000
0100
0001
0000
043B
0435
043A
0000
0100
0011
1011
0000
0100
0011
0101
0000
0100
0011
1010
с
а
н
0441
0430
043D
0000
0100
0100
0001
0000
0100
0011
0000
0000
0100
0011
1101
д
р
о
в
и
ч
0434
0440
043E
0432
0438
0447
0000
0100
0011
0100
0000
0100
0100
0000
0000
0100
0011
1110
0000
0100
0011
0010
0000
0100
0011
1000
0000
0100
0100
0111
0x
E3
E5
E9
5F
C0
EB
E5
EA
F1
E0
ED
E4
F0
EE
E2
E8
F7
Bin
1110
0011
1110
0101
1110
1001
0101
1111
1100
0000
1110
1011
1110
0101
1110
1010
1111
0001
1110
0000
1110
1101
1110
0100
1111
0000
1110
1110
1110
0010
1110
1000
1111
0111
Таким образом, строка символов «Пз176_Ежовкин_Сергей_Александрович» будет храниться
в памяти ЭВМ в виде следующей последовательности байтов:
 в кодировке Unicode): 00000100 00011111 00000100 00110111 00000000 00110001 00000000
00110111 00000000 00110110 00000000 01011111 00000100 00010101 00000100 00110110 00000100
00111110 00000100 00110010 00000100 00111010 00000100 00111000 00000100 00111101 00000000
01011111 00000100 00100001 00000100 00110101 00000100 01000000 00000100 00110011 00000100
00110101 00000100 00111001 00000000 01011111 00000100 00010000 00000100 00111011 00000100
00110101 00000100 00111010 00000100 01000001 00000100 00110000 00000100 00111101 00000100
00110100 00000100 01000000 00000100 00111110 00000100 00110010 00000100 00111000 00000100
01000111
 в кодировке Windows-1251: 11001111 11100111 00110001 00110111 00110110 01011111
11000101 11100110 11101110 11100010 11101010 11101000 11101101 01011111 11010001 11100101
11110000 11100011 11100101 11101001 01011111 11000000 11101011 11100101 11101010 11110001
11100000 11101101 11100100 11110000 11101110 11100010 11101000 11110111.
Задание №3.
Рассчитать необходимые объемы видеопамяти (последовательно в бит, байт, Кбайт и Мбайт)
при следующих разрешениях LCD-монитора: HD+, Full HD при качестве цветопередачи – True Color
(αRGB).
HD
1366x768
HD +
1600x900
FHD
1920x1080
WQHD
2560x1440
WQXGA
2560x1600
QHD
3200 × 1800
UHD
3840 × 2160
Решение:
HD: 1366*768*32бит = 33.570.816бит = 4.196.352байт = 4.098Кбайт = 4Мбайт
HD+: 1600*900*32бит = 46.080.000бит = 5.760.000байт = 5.625Кбайт = 6Мбайт
FHD: 1920*1080*32бит = 66.355.200бит = 8.294.400байт = 8.100Кбайт = 8Мбайт
WQHD: 2560*1440*32бит = 117.964.800бит = 14.745.600байт = 14.386Кбайт = 14Мбайт
WQXGA: 2560*1600*32бит = 131.072.000бит = 16.384.000байт = 16.000Кбайт = 16Мбайт
QHD: 3200*1800*32бит = 184.320.000бит = 23.040.000байт = 22.500Кбайт = 22Мбайт
UHD: 3840*2160*32бит = 265.420.800бит = 33.177.600байт =32.400Кбайт = 32Мбайт
Страница 3 из 5
Задание №4.
4.1. Мобильный телефон имеет монохромный экран с 22 градациями серого и разрешением
3636 точек. Определить необходимый объем видеопамяти (последовательно в бит, байт, Кбайт)
для такого экрана.
4.2. Определить необходимый объем видеопамяти (последовательно в бит, байт, Кбайт и
Мбайт) для экрана своего мобильного телефона (информацию о разрешении экрана и глубине цвета
для своей модели можно найти в Internet).
Решение:
4.1. 38*38*22бит = 31.768бит = 3.971байт = 4Кбайт
4.2. 2340*1080*24бит = 60.652.800бит = 7.581.600байт = 7.404Кбайт = 8Мбайт
Задание №5.
Определить какой размер (последовательно в бит, байт, Кбайт, Мбайт, Гбайт) занимал бы
несжатый видео-файл качества 1080p@50fps (Color space: YUV  8 bits) длительностью 38 минут.
Решение:
1920*1080*8*50*60*38=1.891.123.200.000бит=236.390.400.000байт=230.850.000Кбайт=
=225.439Мбайт=220Гбайт
Ответы на контрольные вопросы к практической работе:
1) Какая система кодирования используются в вычислительной технике и на чем она основана?
В вычислительной технике применяется двоичная система счисления, т.е. все числа в
компьютере представляются с помощью нулей и единиц, поэтому компьютер может обрабатывать
только информацию, представленную в цифровой форме.
2) Что такое бит?
Бит - это стандартная единица измерения, которая используется для измерения информации или
данных в вычислительной и цифровой коммуникации. Он обеспечивает точность в вычислительных
системах, предоставляя только 2 необязательных значения: 0, 1. Это называется двоичной системой
значений. Один бит представляет только 2 возможных состояния, но он удваивается для каждого
бита, добавленного в систему. 2 бита позволяют 4 состояния, 3 бита позволяют 8 состояний, 4 бита
позволяют 16 состояний и так далее.
3) Что такое ANSI, Unicode, ASCII?
Стандарт представления символов ASCII представляет собой 7-битное описание кода символа.
Поскольку в персональных компьютерах используются байты, состоящие из 8 битов, то
производители компьютеров часто определяют наборы символов, использующие 256 кодов вместо
128 кодов ASCII. В результате получается “расширенный набор символов” (extended character set),
который включает в себя набор символов ASCII и до 128 других символов.
Расширенный набор символов, который Windows и программы для Windows в большинстве
случаев используют, называется “набор символов ANSI” (ANSI character set), и фактически он
является международным стандартом ISO.
Стандарт кодировки символов UNICODE. Стандарт Unicode был предложен некоммерческой
организацией Unicode Consortium, образованной в 1991 г. Для представления каждого символа в
Страница 4 из 5
этом стандарте используются два байта: один байт для кодирования символа, другой для
кодирования признака. Тем самым обеспечивается информационная совместимость данного
способа кодирования со стандартом ASKII.
Двухбайтовое описание кодов символов позволяет закодировать очень большое число символов
из различных письменностей. Так, в документах Unicode могут соседствовать русские, латинские,
греческие буквы, китайские иероглифы и математические символы.
4) Что такое αRGB и YUV?
YUV — система цветного кодирования, обычно используемая как часть контура цветного
изображения. Он кодирует цветное изображение или видео, учитывающее человеческое
восприятие, позволяя уменьшить пропускную способность для компонентов цветности, тем самым,
как правило, позволяя передавать ошибки передачи или артефакты сжатия более эффективно
маскироваться восприятием человека, чем использовать «прямое» RGB-представление. Другие
цветовые кодировки имеют схожие свойства, и основная причина для реализации или исследования
свойств Y’UV будет заключаться в взаимодействии с аналоговым или цифровым телевидением или
фотографическим оборудованием, которое соответствует определенным стандартам Y’UV.
Модель RGB в настоящее время является распространенным способом выражения информации
о цвете: она использует яркость трех основных цветов: красного, зеленого и синего для
количественного выражения цветов. Эта модель также называется моделью аддитивного смешения
цветов, которая является методом достижения смешения цветов путем наложения трех цветов света
RGB, поэтому она подходит для отображения светящихся тел, таких как дисплеи.
Цветовая модель RGB может рассматриваться как единичный куб в трехмерной прямоугольной
системе координат. Любой цвет в цветовом пространстве RGB может быть представлен точкой в
трехмерном пространстве. В цветовом пространстве RGB, когда значение яркости любого
основного цвета равно нулю, то есть в начале координат оно отображается черным. Когда три
основных цвета достигают максимальной яркости, они отображаются белым. На диагональной
линии, соединяющей черный и белый, это серый, смешанный с тремя основными цветами равной
яркости, эта линия называется серой линией.
Страница 5 из 5