Prezentacja programu PowerPoint

1
Podstawowe definicje we wspólczesnej
informatyce
2
Jednostki ilosci danych
Bit podstawowa jednostka w operacjach,
wskazujaca na obecnosc (1) albo brak
(0) sygnalu Bajt 23 bitów 8 bitów
(najmniejsza, adresowana jednostka
informacji) Kilobajt 210 bajtów 1 024
bajty Megabajt 220 bajtów 1 048 576
bajty Gigabajt 230 bajtów 1 073 741 824
bajty Terabajt - 240 bajtów 1 099 511 627
776 bajty
Przyklad 700 Mb 716800 kb 734003200 bajty
Osmiobitowy bajt po raz pierwszy pojawil sie pod
koniec 1956 roku, a zostal rozpowszechniony i
uznany jako standard w 1964 r. po tym jak IBM
wprowadzil System/360.
3
Dwójkowy system liczbowy to pozycyjny system
liczbowy, w którym podstawa pozycji sa kolejne
potegi liczby 2. Do zapisu liczb potrzebne sa
wiec tylko dwa znaki 0 i 1. Powszechnie uzywany
w informatyce.
1x23 0x22 1x21 0x20 82 10.
Obliczanie wartosci dziesietnej liczby zapisanej
w systemie dwójkowym 4 3 2 1 0 11110
11110 1x24 1x23 1x22 1x21 0x20 1 x 16
1 x 8 1 x 4 1 x 2 0 x 1 16 8 4 2
30 Poniewaz 0 x 2n 0, oraz 1 x 2n 2n
wystarczy jesli zsumuje sie tylko te potegi
dwójki, przy których wspólczynnik wynosi 1.
4
W systemie dwójkowym mozna przedstawiac równiez
liczby rzeczywiste. Dla przykladu ulamek
dziesietny                                     
                                                  
                                        daje sie
zapisac jako                                   
                                                  
                                                  
                                                  
                                                  
                                          
Ulamek dwójkowy jest zwykle znacznie dluzszy od
dziesietnego.
5
Obliczanie postaci dwójkowej liczby
dziesietnej Dla liczby 1476 bedzie
to Liczba Reszta Komentarz 1476 0 1476 2x738
0 738 0 738 2x369 0 369 1 369 2x184
1 184 0 184 2x92 0 92 0 92 2x46
0 46 0 46 2x23 0 23 1 23 2x11
1 11 1 11 2x5 1 5 1 5 2x2 1 2 0 2
2x1 0 1 1 1(wynik mniejszy niz
2 - koniec) A zatem 147610 101110001002
6
System Ósemkowy
1x82 4x81 4x80 64 32 4 100.
1448  10010
System Szesnastkowy
Podstawa pozycji sa kolejne potegi liczby 16.
Czesto system szesnastkowy jest okreslany nazwa
Hex od slowa stworzonego przez firme IBM
hexadecimal. Poczatkowo chciano uzywac
lacinskiego sexa zamiast hexa, ale
niejednoznacznie sie to kojarzylo. Do zapisu
liczb potrzebne jest szesnascie cyfr. Poza
cyframi dziesietnymi od 0 do 9 uzywa sie
pierwszych szesciu liter alfabetu lacinskiego A,
B, C, D, E, F. Jak w kazdym pozycyjnym systemie
liczbowym, liczby zapisuje sie tu jako ciagi
cyfr, z których kazda jest mnoznikiem kolejnej
potegi liczby stanowiacej podstawe systemu, np.
liczba zapisana w dziesietnym systemie liczbowym
jako 1000, w hex przybiera postac 3E8,
gdyz 3x162 14x161 8x160 768 224 8
1000.
Przeliczanie systemu dwójkowego na ósemkowy i
szesnastkowy nie wymaga szczególnych zabiegów,
bowiem w systemie ósemkowym kazda cyfre opisuja 3
bity, natomiast w systemie szesnastkowym 4 bity.
Wystarczy podzielic liczbe dwójkowa na pola o
odpowiedniej szerokosci i policzyc wartosc
kazdego z nich np. 11000101012 001 100 010
1012 14258 11000101012 0011 0001
01012 31516
7
Jednostki szybkosci komputera
FLOPS (ang. FLoating point Operations Per Second)
liczba operacji zmiennoprzecinkowych na
sekunde, jednostka wydajnosci komputerów, a
dokladniej wydajnosci ukladów realizujacych
obliczenia zmiennoprzecinkowe.
Stosuje sie Mflops milion flops, Gflops
miliard flops, Tflops bilion flops, Pflops
biliard flops
Najszybszy pojedynczy komputer Blue Gene/L -
280,6 Tflops Kalkulator okolo 10 flops
Dla porównania, w miare typowy nowoczesny
komputer osobisty (np. z procesorem Pentium 4,
czy Athlon 64 i czestotliwosci zegara okolo 2
GHz) ma wydajnosc rzedu paru GFLOPS-ów.
MIPS (Milion Instructions Per Second - milion
instrukcji na sekunde) to takze jedna z
jednostek pomiaru wydajnosci systemu
komputerowego.
Frames per second (FPS) - liczba ramek na sekunde
miara predkosci wyswietlania ruchomych obrazów
8
Format i kodowanie danych Integer liczby
calkowite Floating point liczby
rzeczywiste Character - tekst
ASCII (skrót od ang. American Standard Code for
Information Interchange) to kod
przyporzadkowujacy liczby z zakresu 0-127 literom
(alfabetu angielskiego), cyfrom, znakom
przestankowym i innym symbolom, oraz poleceniom
sterujacym. Przykladowo litera "a" jest
zakodowana liczba 97, a polecenie "powrót
karetki" liczba 13. ASCII jest kodem 7bitowym
System tekstowy uzywa kodowania ASCII (lub
innego) System binarny uzywa kodu binarnego do
zapisu danych
9
Formaty graficzne Grafika rastrowa (bitmapa)-
sposób zapisu obrazów w postaci
prostokatnej tablicy wartosci, opisujacych kolory
poszczególnych punktów obrazu (prostokatów
skladowych). Jakosc wynikowego obrazu zalezy od
ilosci prostokatów, na które podzielony jest caly
obraz.
Grafika wektorowa (obiektowa) - wszelkie obrazy
tworzone sa za pomoca figur geometrycznych. Jest
to grafika generowana w calosci komputerowo i nie
ma ona bezposredniego przelozenia na obrazowanie
obiektów z naturyobraz w tej grafice sklada sie
ze stosu elementów ulozonych w odpowiedniej
kolejnosci ten rodzaj grafiki nadaje sie idealnie
do tworzenia ilustracji (kopiowanie z natury
zdjec i innych elementów jest domena grafiki
bitmapowej)
Grafika wektorowa jest grafika w pelni
skalowalna, co oznacza, iz mozna obrazy
wektorowe powiekszac oraz zmieniac ich proporcje
bez uszczerbku dla jakosci
10
Formaty graficzne
Grafika rastrowa formaty stratne JPEG (Joint
Photographic Experts Group) najpopularniejszy
format plików graficznych z kompresja
stratna TIFF (Tagged Image File Format) -
popularny format plików graficznych
udostepniajacy wiele rodzajów kompresji Grafika
rastrowa formaty bezstratne PNG (Portable
Network Graphics) GIF (Graphics Interchange
Format) TIFF Bez kompresji BMP (BitMap) oraz
TIFF
Grafika Wektorowa SVG (Scalable Vector Graphics)
- format oparty na jezyku XML promowany jako
standard grafiki wektorowej Macromedia Flash -
najpopularniejszy format grafiki wektorowej PS i
EPS PostScript i Encapsulated PS - uniwersalny
jezyk opisu strony opracowany przez firme Adobe
Systems Incorporated, bedacy obecnie standardem
w zastosowaniach poligraficznych
11
Grafika Rastrowa
Piksel
wyraz utworzony ze zbitki dwóch angielskich slów
pictureelement) jest to najmniejszy element
obrazu bitmapowego. Jeden piksel to bardzo maly
kwadrat (rzadziej prostokat) wypelniony w
calosci jednolitym kolorem. Piksel stanowi takze
najmniejszy element obrazu wyswietlanego na
monitorze komputera.
12
Kazdy piksel opisuja 3 cyfry wskazujace na
natezenie podstawowych barw. Przyjmuja one
wartosci od 0 do 255 Mamy zatem 256x256x256
16777216
barw
13
Kompresja
Kompresja danych - polega na zmianie sposobu
zapisu informacji w taki sposób, aby zmniejszyc
redundancje i tym samym objetosc zbioru, nie
zmieniajac przenoszonych informacji. Innymi
slowy chodzi o wyrazenie tego samego zestawu
informacji, lecz za pomoca mniejszej liczby
bitów. Dzialaniem przeciwnym do kompresji jest
dekompresja.
Kompresja dzieli sie na bezstratna - w której z
postaci skompresowanej mozna odzyskac identyczna
postac pierwotna, oraz stratna - w której takie
odzyskanie jest niemozliwe, jednak glówne
wlasciwosci które nas interesuja zostaja zachowane
Systemy kompresji stratnej obrazu JPEG MPEG
(ang. Moving Picture Experts Group) -
zatwierdzony przez ISO format zapisu danych
zawierajacych obraz i dzwiek. Opracowany dosc
dawno przez grupe niezaleznych ekspertów format
uzywany jest do zapisu filmów VideoCD, DVD i
transmisji telewizji cyfrowej (MPEG2). Systemy
kompresji stratnej dzwieku OGG MP3
14
Kompresja stratna
15
Kompresja bezstratna
Jestem tu
sam Bylem tu
sam Bede tu
sam
Jestem tu 20lsam8w Bylem tu 21lsam8w Bede
tu 22lsam8w
16
Model Shannona
C.E. Shannon, A Mathematical Theoryof
Communication, Bell System Technical Journal,
1948 C.E. Shannon, Prediction and entropyof
printed English, Bell System Technical Journal,
1951
17
Co kompresujemy?

• Mowa (np. w telefonii komórkowej)
• Muzyka (np. piosenki w formacie MP3)
• Wideo (np. filmy na DVD)
• Teksty (np. udostepniane w archiwach takich jak
  Project Gutenberg)
• Pliki wykonywalne (np. wersje instalacyjne
  oprogramowania)
• Bazy danych

18
Co moze byc kanalem komunikacyjnym?

• Powietrze (lacznosc bezprzewodowa)
• Linie telefoniczne
• Ethernet
• CD
• Dyski magnetyczne
• Pamiec operacyjna
• Przestrzen miedzyplanetarna