Форматы данных, представление и кодирование информации в компьютере

метки: Представление, Компьютер, Данные, Память, Символ, Формат, Кодирование, Информация

1. Теоретическая часть

1.1 Форматы данных

Информация – это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состояниях, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.

Актуальность темы заключается в том, что вычислительная техника первоначально возникла как средство автоматизации вычислений. Следующим видом обрабатываемой информации стала текстовая. Сначала тексты просто поясняли труднообозримые столбики цифр, но затем машины все более существенным образом стали преобразовывать текстовую информацию. Оформление текстов достаточно быстро вызвали у людей стремление дополнить их графиками и рисунками. Делались попытки частично решить эти проблемы в рамках символьного подхода: вводились специальные символы для рисования таблиц и диаграммам. Но практические потребности людей в графике делали ее появление среди видов компьютерной информации неизбежной. Числа, тексты и графика образовали некоторый относительно замкнутый набор, которого было достаточно для многих решаемых на компьютере задачи. Постоянный рост быстродействия вычислительной техники создал широкие технические возможности для обработки звуковой информации, а также для быстро сменяющихся изображений. Все это обусловило и развитие способов представления и кодирования различных видов информации в компьютере.

1.2 Представление данных в компьютере

Для эффективной обработки данных в компьютере необходимо выбрать соответствующий формат и способ их представления. Существует множество форматов данных, каждый из которых имеет свои особенности и предназначен для определенных типов информации.

Один из самых распространенных форматов данных — текстовый формат. Он позволяет представлять информацию в виде последовательности символов, что делает его удобным для чтения и редактирования человеком. Однако текстовый формат требует большого объема памяти для хранения и обработки больших объемов данных.

Для числовых данных часто используются числовые форматы, которые позволяют компактно хранить и обрабатывать числа. Например, формат с плавающей точкой используется для представления вещественных чисел, а формат целых чисел — для целочисленных значений.

Для представления графической информации в компьютере используются графические форматы. Они позволяют хранить изображения в виде пикселей или векторных данных. Каждый пиксель или вектор представляет собой точку на изображении с определенными координатами и цветом.

Организация данных в компьютере

... многочисленные видеоигры. Более правомерно данным термином называть создание и редактирование такой информации с помощью компьютера. Существует множество различных форматов представления видеоданных. В среде Windows, применяется формат Video for Windows, базирующийся ...

1.3 Кодирование данных

Кодирование данных — это процесс преобразования информации из одного формата в другой. Кодирование может быть необходимо, например, для передачи данных по сети или сохранения информации на носителе.

Для кодирования текстовых данных часто используется стандартная кодировка ASCII (American Standard Code for Information Interchange).

Она представляет каждый символ, включая буквы, цифры и специальные символы, в виде числа. Другой популярной кодировкой является Unicode, которая позволяет представлять символы различных языков и символы из разных культурных систем.

Числовые данные могут быть закодированы с использованием различных методов, например, двоичного кодирования или сжатия данных. Графические данные могут быть закодированы с использованием специальных графических форматов, таких как JPEG или PNG.

2. Практическая часть

Задача, поставленная в практической части — это расчет платежей клиента по кредиту, будет решаться в программной среде MS Excel. Цель решения данной задачи состоит в определении сумм погашения кредита по месяцам для отслеживания своевременности и точности выплат клиента банку.

В процессе обработки информация может менять структуру и форму. Признаком структуры являются элементы информации и их взаимосвязь. Формы представления информации могут быть различны. Основными из них являются: символьная; текстовая; графическая; световых или звуковых сигналов; радиоволн; электрических и нервных импульсов; магнитных записей; жестов и мимики; запахов и вкусовых ощущений и так далее.

В повседневной практике такие понятия, как информация и данные, часто рассматриваются как синонимы. На самом деле между ними имеются существенные различия.

Данными называется информация, представленная в удобном для обработки виде. Данные могут быть представлены в виде текста, графики, аудиовизуального ряда. Представление данных называется языком информатики, представляющим собой совокупность символов, соглашений и правил, используемых для общения, отображения, передачи информации в электронном виде.

1.2. Представление информации в компьютере

Люди имеют дело со многими видами информации. Услышав прогноз погоды, можно записать его в компьютер, чтобы затем воспользоваться им. В компьютер можно поместить фотографию своего друга или видеосъемку о том как вы провели каникулы. Но ввести в компьютер вкус мороженого или мягкость покрывала никак нельзя.

Компьютер — это электронная машина, которая работает с сигналами. Компьютер может работать только с такой информацией, которую можно превратить в сигналы. Если бы люди умели превращать в сигналы вкус или запах, то компьютер мог бы работать и с такой информацией. У компьютера очень хорошо получается работать с числами. Он может делать с ними все, что угодно. Все числа в компьютере закодированы «двоичным кодом», то есть представлены с помощью всего двух символов 1 и 0, которые легко представляются сигналами.

1.2.1. Компьютерное кодирование текста

Множество символов, используемых при записи текста, называется алфавитом. Количество символов в алфавите называется его мощностью.

Для представления текстовой информации в компьютере чаще всего используется алфавит мощностью 256 символов. Один символ из такого алфавита несет 8 бит информации, т. к. 28 = 256. Но 8 бит составляют один байт, следовательно, двоичный код каждого символа занимает 1 байт памяти ЭВМ. Все символы такого алфавита пронумерованы от 0 до 255, а каждому номеру соответствует 8-разрядный двоичный код от 00000000 до 11111111. Этот код является порядковым номером символа в двоичной системе счисления.

Для разных типов ЭВМ и операционных систем используются различные таблицы кодировки, отличающиеся порядком размещения символов алфавита в кодовой таблице. Международным стандартом на персональных компьютерах является таблица кодировки ASCII.

Принцип последовательного кодирования алфавита заключается в том, что в кодовой таблице ASCII латинские буквы (прописные и строчные) располагаются в алфавитном порядке. Расположение цифр также упорядочено по возрастанию значений.

Стандартными в этой таблице являются только первые 128 символов, т. е. символы с номерами от нуля (двоичный код 00000000) до 127 (01111111).

Сюда входят буквы латинского алфавита, цифры, знаки препинания, скобки и некоторые другие символы. Остальные 128 кодов, начиная со 128 (двоичный код 10000000) и кончая 255 (11111111), используются для кодировки букв национальных алфавитов, символов псевдографики и научных символов.

1.2.2. Компьютерное кодирование графики, Графический формат

Почти все изображения, обрабатываемые на компьютере, можно разделить на два основных типа — растровую и векторную графику.

Растровая графика использует точечный подход для представления графической информации. Первоначально изображение разделяется на горизонтальные и вертикальные линии, формируя пиксели. Чем больше пикселей, тем более детальной становится передаваемая информация об изображении.

Согласно физике, любой цвет может быть выражен как сумма различных яркостей красного, зеленого и синего цветов. Следовательно, каждый пиксель требует информации об интенсивности каждого из трех цветов для его отображения. Двоичные данные об изображении, выводимом на экран, хранятся в видеопамяти.

Таким образом, растровые изображения представляют собой однослойную сетку точек, называемых пикселями (pixel, от англ. picture element), а код пикселя содержит информацию о его цвете.

Для черно-белого изображения (без полутонов) пиксель может принимать только два значения: белый и черный (светится — не светится), а для его кодирования достаточно одного бита памяти: 1 — белый, 0 — черный.

Пиксель на цветном дисплее может иметь различную окраску, поэтому одного бита на пиксель недостаточно. Для кодирования 4-цветного изображения требуются два бита на пиксель, поскольку два бита могут принимать 4 различных состояния. Может использоваться, например, такой вариант кодировки цветов: 00 — черный, 10 — зеленый, 01 — красный, 11 — коричневый.

На RGB-мониторах все разнообразие цветов получается сочетанием базовых цветов: красного (Red), зеленого (Green), синего (Blue), из которых можно получить 8 основных комбинаций (Таблица 1):

Основные комбинации цвета

Таблица 1

Цвет	R	G	B
Черный	0	0	0
Синий	0	0	1
Зеленый	0	1	0
Голубой	0	1	1
Красный	1	0	0
Пурпурный	1	0	1
Желтый	1	1	0
Белый	1	1	1

Качество кодирования изображения зависит от двух параметров.

Во-первых, качество кодирования изображения тем выше, чем меньше размер точки и соответственно большее количество точек составляет изображение.

Во-вторых, чем большее количество цветов, то есть большее количество возможных состояний точки изображения, используется, тем более качественно кодируется изображение (каждая точка несет большее количество информации).

Совокупность используемых в наборе цветов образует палитру цветов.

Графическая информация на экране монитора представляется в виде растрового изображения, которое формируется из определенного количества строк, которые в свою очередь содержат определенное количество точек (пикселей).

Качество изображения определяется разрешающей способностью монитора, т.е. количеством точек, из которых оно складывается. Чем больше разрешающая способность, тем выше качество изображения.

Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом цвета каждой точки, хранящимся в видеопамяти. Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета, которая задается количеством битов, используемым для кодирования цвета точки.

В противоположность растровой графике векторное изображение состоит из геометрических примитивов: линия, прямоугольник, окружность и т.д. Каждый элемент векторного изображения является объектом, который описывается с помощью специального языка (математических уравнения линий, дуг, окружностей и т.д.).

Сложные объекты (ломаные линии, различные геометрические фигуры) представляются в виде совокупности элементарных графических объектов. Объекты векторного изображения, в отличие от растровой графики, могут изменять свои размеры без потери качества (при увеличении растрового изображения увеличивается зернистость).

1.2.3. Компьютерное кодирование звука

Из курса физики известно, что звук — это колебание частиц воздуха, непрерывный сигнал с меняющейся амплитудой (Рис. 1).

При кодировании звука этот сигнал надо представить в виде последовательности нулей и единиц. Как это происходит в микрофоне? Через равные промежутки времени, очень часто (десятки тысяч раз в секунду) измеряется амплитуда колебаний. Каждое измерение производится с ограниченной точностью и записывается в двоичном виде. Частота, с которой записывается амплитуда, называется частотой дискретизации. Полученный ступенчатый сигнал сначала сглаживается посредством аналогового фильтра, а затем преобразуется в звук с помощью усилителя и динамика.

На качество воспроизведения закодированного звука в основном влияют два параметра: частота дискретизации — количество измерений амплитуды за секунду в герцах и глубина кодирования звука — размер в битах, отводимый под запись значения амплитуды. Например, при записи на компакт-диски (CD) используются 16-разрядные значения, а частота дискретизации равна 44032 Гц. Эти параметры обеспечивают превосходное качество звучания речи и музыки. Для стереозвука отдельно записывают данные для левого и для правого канала.

Если преобразовать звук в электрический сигнал (например, с помощью микрофона), мы увидим плавно изменяющееся с течением времени напряжение. Для компьютерной обработки такой аналоговый сигнал нужно каким-то образом преобразовать в последовательность двоичных чисел.

Поступают следующим образом: измеряют напряжение через равные промежутки времени и записывают полученные значения в память компьютера. Этот процесс называется дискретизацией (или оцифровкой), а устройство, выполняющее его — аналого-цифровым преобразователем (АЦП) (Рис. 2).

Для того чтобы воспроизвести закодированный таким образом звук, нужно выполнить обратное преобразование (для него служит цифро-аналоговый преобразователь- ЦАП), а затем сгладить получившийся ступенчатый сигнал.

Чем выше частота дискретизации (т. е. количество отсчетов за секунду) и чем больше разрядов отводится для каждого отсчета, тем точнее будет представлен звук. Но при этом увеличивается и размер звукового файла. Поэтому в зависимости от характера звука, требований, предъявляемых к его качеству и объему занимаемой памяти, выбирают некоторые компромиссные значения.

В рамках данного исследования будет рассмотрена проблема своевременного погашения кредитов гражданами. Особое внимание будет уделено случаям, когда клиенты становятся неплатежеспособными, что приводит к несвоевременности погашения задолженности и возникновению штрафных санкций.

Для решения данной проблемы, банк «Акцепт +» решил использовать таблицу, в которой будут содержаться показатели платежей по кредиту за определенный период по месяцам.

Целью данного исследования является разработка системы отслеживания и анализа платежей клиентов по кредитам, с целью предотвращения несвоевременного погашения задолженности и минимизации штрафных санкций.

Задача, которая будет решаться в программной среде MS Excel, называется «Платежи по кредиту клиента банка «Акцепт+» за 2010 г». Цель решения данной задачи состоит в отслеживании своевременности и точности выплат клиента банку ежемесячно.

2.1.2. Условие задачи

Необходимо произвести расчет платежа по кредиту клиентом банка. Условно-постоянной информацией (справочной) в таблице «Платежи по кредиту клиента банка «Акцепт+» за 2010 г.» служат следующие реквизиты: годовая процентная ставка, срок кредита, сумма кредита, дата платежа.

Таблица Платежи по кредиту клиента банка «Акцепт+» за 2010 г

Годовая процентная ставка	12%
Кредит выдан на	12 месяцев
Сумма кредита, руб.	250000

Номер платежа	Дата платежа	Текущий остаток по кредиту, руб.	Сумма процентов, руб.	Погашение основного долга, руб.	Платеж по кредиту, руб.
1	Январь 2010
2	Февраль 2010
3	Март 2010
4	Апрель 2010
5	Май 2010
6	Июнь 2010			‘
7	Июль 2010
8	Август 2010
9	Сентябрь 2010
10	Октябрь 2010
11	Ноябрь 2010
12	Декабрь 2010
ИТОГО

В результате следует получить таблицу со следующими реквизитами: текущий остаток по кредиту, сумма процентов, погашение основного долга, платеж по кредиту. Кроме того, по данным таблицы необходимо построить гистограмму с отражением платежей по кредиту по месяцам. В технологии необходимо использовать функцию ОКРУГЛ() и функцию ЕСЛИ().

2.2. Компьютерную модель решения задачи смотрите в файле

Список использованной литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://liarte.ru/kursovaya/predstavlenie-dannyih-v-pamyati-kompyutera/

а) Учебники, учебные пособия и методические указания:

Источники информации:

1. ГоряевЮ.А. Информатика: Учебное пособие

ГоряевЮ.А. Информатика: Учебное пособие. – М., МИЭМП, 2005. – с.116

2. Информатика: методические указания по выполнению курсовой работы

Информатика: методические указания по выполнению курсовой работы для студентов первого курса направления 080100.62 «Экономика» и 080200.62 «Менеджмент». – М.: ВЗФЭИ, 2011. – URL: http://repository.vzfei.ru

3. Информатика. Лекция №6. Представление информации в компьютере

http://kuzelenkov.narod.ru/mati/book/inform/inform6.html

4. Представление информации в компьютере, единицы измерения информации. Курс дистанционного обучения

http://www.lessons-tva.info/edu/e-inf1/e-inf1-2-5.html

5. Графические форматы

http://ru.wikipedia.org/wiki/Графические_форматы

6. Информатика и информационные технологии. Представление данных в компьютере

http://www.ido.rudn.ru/nfpk/inf/inf4.html

---

Не сложно.

Важно! Все представленные Курсовые работы для бесплатного скачивания предназначены для составления плана или основы собственных научных трудов.

---

Друзья! У вас есть уникальная возможность помочь таким же студентам как и вы! Если наш сайт помог вам найти нужную работу, то вы, безусловно, понимаете как добавленная вами работа может облегчить труд другим.

---

Если Курсовая работа, по Вашему мнению, плохого качества, или эту работу Вы уже встречали, об этом нам.

---