При використанні ЕОМ для обробки інформації від різних пристроїв (об'єктів, процесів), в яких інформація представлена ​​безперервними (аналоговими) сигналами, потрібно перетворити аналоговий сигнал на цифровий - число, пропорційне амплітуді цього сигналу, і навпаки. Загалом процедура аналого-цифрового перетворення складається з трьох етапів:

дискретизації;

квантування за рівнем;

кодування.

Під дискретизацією розуміють перетворення функції безперервного часу на функцію дискретного часу, а процес дискретизації полягає у заміні безперервної функції її окремими значеннями у фіксовані моменти часу.

Дискретизація може бути рівномірною та нерівномірною. При нерівномірній дискретизації тривалість інтервалів між відліками є різною. Найчастіше застосовується рівномірна дискретизація, при якій тривалість інтервалу між відліками Т Д, Постійна. Період дискретизації Т Дбезперервного сигналу та(t)(рис. 1 а) вибирається відповідно до теореми Котельникова:

де F в- найвища частота в спектрі частот сигналу та(t)(Рис. 1 б)

Мал. 1.Процес аналого-цифрового перетворення

Під квантуванням розуміють перетворення деякої величини з безперервною шкалою значень величину, що має дискретну шкалу значень.

Для цього весь діапазон значень сигналу та(t),званий шкалою ділиться на рівні частини – кванти, h –крок квантування. Процес квантування зводиться до заміни будь-якого миттєвого значення одним із кінцевої множини дозволених значень, званих рівнями квантування.

Вид сигналу та(t)внаслідок спільного проведення операцій дискретизації та квантування представлений на рис. 1 в). Дискретизоване значення сигналу та(t),що знаходиться між двома рівнями квантування, ототожнюється з найближчим рівнем квантування. Це призводить до помилок квантування, які завжди менше кроку квантування (кванту), тобто чим менше крок квантування, тим менша похибка квантування, але більше рівнів квантування.

Число рівнів квантування на рис. 1 в) дорівнює восьми. Зазвичай їх значно більше. Можна провести нумерацію рівнів та висловити їх у двійковій системі числення. Для восьми рівнів достатньо трьох двійкових розрядів. Кожне дискретне значення сигналу представляється у разі двійковим кодом (табл. 1) як послідовності сигналів двох рівнів.

Таблиця 6.1

Наявність або відсутність імпульсу на певному місці інтерпретується одиницею або нулем у відповідному розряді двійкового числа. Цифрова форма подання сигналу та(t)показано на рис. 1 г). Імпульси старших розрядів розташовані крайніми справа.

Τᴀᴋᴎᴎᴩᴀᴈᴏᴍ, в результаті дискретизації, квантування та кодування аналогового сигналу отримуємо послідовність n-розрядних кодових комбінацій, що випливають з періодом дискретизації Т л.При цьому раціональне виконання операцій дискретизації та квантування призводить до значного економічного ефекту як за рахунок зниження витрат на зберігання та оброблення інформації, що отримується, так і внаслідок скорочення часу обробки інформації.

Насправді перетворення аналогового сигналу в цифрову форму здійснюється з допомогою аналого-цифрового перетворювача (АЦП). Для вирішення зворотного завдання перетворення числа пропорційну аналогову величину, представлену у вигляді електричної напруги, струму і т. п., служить цифроаналоговий перетворювач (ЦАП). У ЦАП кожна двійкова кодова комбінація перетворюється на аналоговий сигнал, і на виході створюється послідовність модульованих по амплітуді імпульсів з періодом Т л.

Вищої професійної освіти

Санкт-Петербурзький Державний технологічний інститут

(Технічний університет)

Кафедра економіки та менеджменту

Курсова робота з інформатики

Завдання №20

Підготувала:

Жадан Ганна Ігорівна

Група 783

Перевірив:

Табурчак Олексій Петрович

Санкт-Петербург

2009

Зміст

сигнали; кодування та квантування сигналів. Системи числення.
Центральний процесор, системні шини.
Поняття системного програмного забезпечення: призначення, можливості, структура; Операційні системи.
Електронні презентації
Класифікація та форми представлення моделей
Оператори циклів та розгалуження.
Основні поняття мов програмування. Розвиток мов програмування.
Призначення та основи використання систем штучного інтелекту; бази знань, експертні системи, штучний інтелект
Комп'ютерні комунікації та комунікаційне обладнання.
Інформаційна безпека та її складові.

сигнали; кодування та квантування сигналів. Системи числення.

Сигнал(від лат. signum - знак) - знак, фізичний процес (або явище), що несе інформацію про якусь подію, стан об'єкта спостереження або передає команди управління, вказівки, оповіщення.
Сигналє матеріальним носієм інформації, що передається від джерела до споживача.
Сигнал– це фізичний процес, що змінюється в часі.
Такий процес може містити різні Характеристики.
При взаємодії сигналу з фізичними тілами виникають певні зміни властивостей цих тіл, які можна зареєструвати.
Таким чином, вважатимемо, що дані- Це зареєстровані сигнали.
Характеристика, яка використовується для представлення даних називається параметром сигналу.
Якщо параметр сигналу приймає ряд послідовних значень та їх кінцеве число, сигнал називається дискретним.
Якщо параметр сигналу безперервна функція, сигнал називається безперервним.
Квантування сигналу- перетворення сигналу в послідовність імпульсів (квантування сигналу за часом) або сигнал зі ступінчастою зміною амплітуди (квантування сигналу за рівнем), а також одночасно і за часом, і за рівнем. Застосовується при перетворенні безперервної величини код у обчислювальних пристроях, цифрових вимірювальних приладах та ін.
Дані, безумовно, несуть у собі інформацію, але вони не тотожні. Щоб дані стали інформацією необхідно наявність методів перерахунку однієї величини в іншу. Дані – діалектична складова інформації. Відповідно до методу реєстрації дані можуть зберігатися та транспортуватися на носіях різних видів.
Найпоширенішим носієм даних нині є папір. На папері дані реєструються шляхом зміни оптичних характеристик поверхні. У той же час зміна коефіцієнта відбиття поверхні в певному діапазоні довжин хвиль використовується в пристроях, що здійснюють запис лазерним променем на пластмасових носіях з покриттям, що відбиває (CD ROM). Магнітні стрічки і магнітні диски, що у сучасних комп'ютерах головними носіями інформації, використовують зміну магнітних властивостей тіла. Властивості інформації, що отримується користувачем, тісно пов'язані з властивостями носіїв даних, з яких ця інформація буде отримана. Будь-який носій можна характеризувати параметром роздільної здатності, тобто. кількістю даних записаних у прийнятій на носії одиниці виміру, та динамічним діапазоном– логарифмічним відношенням інтенсивності амплітуд максимального та мінімального реєстрованого сигналу. Від цих властивостей носія залежить такі властивості інформації, як повнота, доступність і достовірність. Завдання перетворення даних із метою зміни носія належить до однієї з найважливіших завдань інформатики. У вартості обчислювальних систем пристрою для введення та виведення даних, що працюють з носіями інформації, становлять не менше половини вартості апаратних засобів.
Зумовлюючи діалектичну єдність даних та методів в інформаційному процесі, визначають такі поняття.
Динамічний характер інформації. Дані мають статичний характер. Інформація динамічно змінюється і існує лише у час взаємодії даних і методів. Таким чином, інформація існує лише у момент протікання інформаційного процесу. Решту часу вона міститься у вигляді даних.
Вимоги адекватності методів.Одні й самі дані можуть у час споживання постачати різну інформацію, залежно від рівня адекватності взаємодіючих із нею методів. Використання більш адекватних методів дасть повнішу інформацію.
Діалектичний характер взаємодії даних та методів. Дані є об'єктивними, це результат реєстрації сигналів, що об'єктивно існували, викликаних змінами в матеріальних полях або тілах. У той же час методи є суб'єктивними. У основі штучних методів лежить алгоритм, тобто. упорядкована послідовність команд, складена та підготовлена ​​людиною (суб'єктом). У основі природних методів лежать біологічні властивості суб'єктів інформаційного процесу.
Таким чином, інформація виникає і існує у момент діалектичної взаємодії об'єктивних даних та суб'єктивних методів.
Для автоматизації роботи з даними, що належать до різних типів і несуть у собі різну інформацію, дуже важливо уніфікувати форму їх подання. Для цього зазвичай використовується прийом кодування.
Кодування- Це вираз даних одного типу через дані іншого типу.
Природні людські мови – це ніщо інше, як системи кодування понять висловлювання думок у вигляді промови.
У обчислювальної техніки робота ведеться з числової інформацією. Решта інформації текстів, звуків, зображень і т.д. для обробки в обчислювальному середовищі повинна бути перетворена на числову форму. При цьому всі числа на згадку про комп'ютер записуються з використанням так званого двійкового кодування. Двійкове кодування засноване на поданні даних послідовністю всього двох знаків 0 і 1. Ці знаки називаються двійковими цифрами, англійською binary digit або скорочено (bit) біт.
Двійкова система кодування обрана зовсім невипадково. Вона легко реалізується технічно. Електронні схеми для обробки двійкових кодів повинні знаходитися в одному із двох станів «є сигнал / немає сигналу» або «високе / низька напруга і т.д. Схему легко перемикати з одного стану до іншого.
Біт - Мінімальна одиниця інформації в обчислювальній техніці. Один двійковий розряд.
Група з восьми біт називається байт і забезпечує основу запису інформації на згадку про комп'ютера.
1024 байта = 1 кілобайту (Кб)
1024 кілобайта = 1мегабайту (Мб)
1024 мегабайт = 1 гігабайт (Гб)
Для правильного розуміння, як представляється інформацією пам'яті комп'ютера, розглянемо різні системи числення, використовувані сучасними обчислювальними засобами.
Система зчислення- це сукупність правил найменування та зображення чисел за допомогою набору символів.
Системи числення бувають позиційні та непозиційні.
Непозиційна система числення- Це система, де порядок цифри в числі визначається за встановленим правилом. Наприклад, непозиційною системою числення є «римська» система.
Позиційною системою числення, називається система - де порядок цифри у числі визначається поруч ступеня числа, що є основою даної системи числення.
У загальному вигляді ціле число в позиційній системі числення можна виразом:
N(m) = k 0 * m 0 + k 1 * m 1 +...k n-1 * m n-1 ,
де

N(m)- число в m-ій системі числення;
m - розрядність системи (двійкова, вісімкова, десяткова, шістнадцяткова системи m = 2; m = 8; m = 10, m = 16);
n – кількість розрядів у числі;
k – цифра у числі.

Розглянемо, як записуються числа у позиційних системах числення, що використовуються сучасною обчислювальною технікою.
Десяткова система числення.Підставою десяткової системи є низка ступеня числа 10. Розрядність системи m = 10. У десятковій системі числення 10 цифр (від 0 до 9). Візьмемо, наприклад, десяткове число 1957. Число, що складається з чотирьох цифр - чотиризначне, тобто. n =4. Використовуючи наведену вище формулу, отримаємо число в десятковій системі числення.
N(10) = 7 * 10 0 + 5 * 10 1 + 9 * 10 2 + 1 * 10 3 = 1957
Двійкова система числення.Підставою двійкової системи є ряд ступеня числа 2. Розрядність системи m = 2. У двійковій системі числення 2 цифри (0 та 1). Візьмемо, наприклад, двійкове число 100011В (В-ідентифікатор двійкової системи числення). Число, що складається з шести цифр – шестизначне, тобто. n = 6. Використовуючи наведену вище формулу, отримаємо десяткове число.
N(2) = 1*2 0 + 1*2 1 + 0*2 2 + 0*2 3 + 0*2 4 + 1*2 5 = 35,
тобто. двійкове число 100011В = десяткове число 35.
Зауважимо, що для запису чисел у позиційних системах числення можуть бути використані однакові цифри. Так цифри 0 та 1 використовуються як десятковою, так і двійковою системою. Тому в записі чисел десяткової системи числення прийнято використовувати літери, що є ідентифікаторами систем числення і дозволяють відрізнити числа однієї системи числення від іншої.
Вісімкова система числення.Підставою вісімкової системи є ряд ступеня числа 8. Розрядність системи m = 8. У вісімковій системі числення 8 цифр (від 0 до 7). Візьмемо, наприклад, вісімкове число 573Q (Q-ідентифікатор вісімкової системи числення). Число, що складається з трьох цифр – тризначне, тобто. n = 3. Використовуючи наведену вище формулу, отримаємо десяткове число.
N(8) = 3*8 0 + 7*8 1 + 5*8 2 = 379
тобто. вісімкове число 573Q = десяткове число 379.
Шістнадцяткова система числення.Підставою шістнадцяткової системи є ряд ступеня числа 16. Розрядність системи m = 16. У шістнадцятковій системі числення 16 цифр (від 0 до F) перші десять цифр від 0 до 9 збігаються з цифрами десяткової системи, а потім йдуть цифри: A – цифра десять ; B – цифра одинадцять; C – цифра дванадцять; D – цифра тринадцять; E – цифра чотирнадцять; F – цифра п'ятнадцять. Візьмемо, наприклад, шістнадцяткове число 1A7H (H-ідентифікатор шістнадцяткової системи числення). Число, що складається з трьох цифр – тризначне, тобто. n = 3. Використовуючи наведену вище формулу, отримаємо десяткове число.
N(16) = 7 * 16 0 + 10 * 16 1 + 1 * 16 2 = 423,
тобто. шістнадцяткове число 1A7H = десяткове число 423.
Щоразу, обчислюючи число N(m) за наведеною вище формулою, ми отримуємо число в десятковій системі. Таким чином, числа з 2-ої, 8-ої та 16-ої системи ми переводили в десяткову систему числення.

Центральний процесор, системні шини.

Процесор, інакше, центральний процесор – Central Processing Unit (CPU) – це основний елемент комп'ютера, у сучасних комп'ютерах є надвелику інтегральну схему, реалізовану одному напівпровідниковому кристалі. Процесор це програмно керований пристрій обробки інформації, в якому виробляються всі обчислення.
Для сучасних процесорів характерно:

простота виробництва, що забезпечується єдиною технологією виробництва;
низька вартість, тому виробництво сучасних процесорів є масовим;
малі габарити, сучасний мікропроцесор має площу кілька квадратних сантиметрів, розмір однієї сторони всього кілька міліметрів
висока надійність;
мале споживання енергії.

Конструктивно процесор складається з осередків, схожих на осередки оперативної пам'яті. Внутрішні осередки процесора називають регістрами. Важливо також відзначити, що дані, що потрапили в деякі регістри, розглядаються не як дані, а як команди, які керують обробкою даних у регістрах. Серед регістрів процесора є такі, які залежно від змісту здатні модифікувати виконання команд. Таким чином, керуючи засиланням даних у різні регістри процесора, можна керувати обробкою даних. На цьому й ґрунтується виконання програм.
З іншими пристроями комп'ютера, і в першу чергу з оперативною пам'яттю, процесор пов'язаний кількома групами провідників, які називаються шинами. Основних шин три.
Адреса шини.Комбінація з нулів та одиниць у цій шині утворює адресу, що вказує на одну з осередків оперативної пам'яті. У процесорі ця шина пов'язана з регістром, який називають програмним лічильником. Регістр «програмний лічильник» завжди містить адресу оперативної пам'яті, з якої зчитується поточна, тобто команда, що виконується в даний момент процесором.
Шина даних. За цією шиною відбувається копіювання даних з оперативної пам'яті регістри процесора для обробки, і після виконання над ними необхідних дій, запис їх назад з процесора в оперативну пам'ять.
Шина команд. Щоб процесор міг обробляти дані, йому потрібні команди. Він повинен знати, що слід робити з тими байтами, що зберігаються у його регістрах. Ці команди надходять у процесор теж з оперативної пам'яті, в регістр процесора, який називають регістр команд. Команди також представлені у вигляді байтів.
У процесі роботи процесор обслуговує дані. Перебувають у його регістрах, у полі оперативної пам'яті, і навіть дані, що у зовнішніх портах процесора. Частину даних він інтерпретує безпосередньо як дані, частина – як адресні дані, частина – як команди. Сукупність всіх можливих команд процесора, які може виконати процесор над даними, утворює так звану систему команд процесора. Процесори, які стосуються одного сімейства, мають близькі системи команд.
Таким чином, у процесі роботи процесор виконує такі функції:

читання та дешифрація команд з основної пам'яті;
читання даних з оперативної пам'яті та регістрів на адаптерах зовнішніх пристроїв;
прийом та обробку запитів та команд від адаптерів на обслуговування зовнішніх пристроїв;
обробку даних та їх запис в оперативну пам'ять та регістри адаптерів зовнішніх пристроїв;
вироблення керуючих сигналів всім вузлів і блоків персонального комп'ютера.

Часто розрізняють процесори CISC (Common Instruction Computer процесори з повним набором команд) та RISC (Reduced Instruction Set Computer – процесори зі скороченим набором команд).
Основні характеристики процесора.
Розрядність процесора.Це число двійкових розрядів, які одночасно обробляються при виконанні однієї команди. Нині переважно працюють 64-разрядные процесори. Очевидно, що чим більша розрядність, тим вища продуктивність процесора.
Продуктивність процесора визначається також швидкістю виконання команд програми. Оскільки час виконання різних команд істотно варіюється, то характеристики продуктивності процесора використовують тактову частоту.
Тактова частота.В основі роботи процесора лежить тактовий принцип, що й у звичайних годинниках. Тактовий період - це час, за який в процесорі, в одному осередку пам'яті (біті) може відбутися зміна даних (тобто нуль звернеться в одиницю або одиниця в нуль). Виконання кожної команди займає певну кількість тактів. У персональному комп'ютері тактові імпульси задає одна з мікросхем, що входить до мікропроцесорного комплекту (чіпсет), розташованого на материнській платі. Чим вища частота тактів, що надходять на процесор, тим вища його продуктивність, але суворої залежності немає.
Система команд.У складі команд сучасного процесора, як правило, присутні арифметичні та логічні команди над числами з фіксованою та плаваючою комою, а також додаткові команди, що реалізують обробку графічних, відео- та аудіоданих. У попередніх моделях для реалізації таких команд потрібно було створювати програму, що включає кілька десятків чи сотень машинних команд. За рахунок цього відповідні дії виконуються набагато швидше. Загальна кількість команд, що реалізуються сучасним процесором, сягає кількох сотень.
Наявність та характеристики кеш-пам'яті.
Кеш-пам'ятьу процесорах використовується для прискорення доступу до даних, розміщених у ОЗП. Щоб зменшити кількість звернень до оперативної пам'яті, всередині процесора створюють буферну область – так звану кеш-пам'ять. У загальному випадку кеш-пам'ять - це певним способом організована пам'ять - місце, куди міститься інформація, підготовлена ​​для використання будь-яким пристроєм . (У цій ситуації це надоперативна пам'ять, але кеш може бути створений іншими мікросхемами пам'яті, наприклад кеш-пам'ять між оперативною пам'яттю і жорстким диском прискорює обмін інформацією між цими пристроями).
Коли процесору потрібні дані, він спочатку звертається до кеш-пам'яті, і тільки якщо там потрібних даних немає, відбувається його звернення до оперативної пам'яті. Приймаючи блок даних з оперативної пам'яті, процесор заносить його одночасно і в кеш-пам'ять.
Зазвичай використовується кеш-пам'ять першого та другого рівня. Кеш-пам'ять першого рівня має менший обсяг, ніж кеш-пам'ять другого рівня, але вона розміщується безпосередньо в процесорі і тому набагато швидше. Відмінності між процесорами Pentium і Celeron полягають головним чином тому, що з перших розміри кеш-пам'яті значно більше. У процесорів серії ХЕОП, призначених для серверів, кеш-пам'ять ще більше. З кожним новим поколінням процесорів кеш-пам'ять збільшується і таким чином збільшується продуктивність комп'ютера.
Паралельне виконання команд.
Воно ґрунтується на тому, що кожна команда виконується процесором за декілька внутрішніх циклів роботи. Тому, коли виконання однієї команди переходить до наступного циклу, процесор може одночасно почати обробляти іншу команду. За рахунок організації конвеєра команд швидкість роботи процесора значно зростає. Але конвеєр не завжди можливий. Тому активно розвиваються наукові дослідження, пов'язані із оптимізацією побудови конвеєрів обробки команд.

Поняття системного програмного забезпечення: призначення, можливості, структура; Операційні системи.

Програмне забезпечення ЕОМ- це сукупність програм, процедур та правил разом із пов'язаною з цими компонентами документацією, яка дозволяє використовувати ЕОМ для вирішення різних завдань.
Необхідність розробки програмного забезпечення обумовлюється такими обставинами:

забезпечити працездатність ЕОМ, оскільки без програмного забезпечення ЕОМ неспроможна працювати;
полегшити взаємодію комп'ютера з користувачем;
скоротити цикл від постановки завдання до отримання результату її розв'язання на ЕОМ;
підвищити ефективність використання ресурсів ЕОМ.

Між програмами, як і між фізичними вузлами та блоками, існує взаємозв'язок – багато програм працюють, спираючись на інші програми нижчого рівня, тобто ми можемо говорити про міжпрограмний інтерфейс. Можливість існування такого інтерфейсу теж заснована на існуванні технічних умов і протоколів взаємодії, а на практиці він забезпечується розподілом програмного забезпечення на кілька рівнів, що взаємодіють між собою.
Рівні програмного забезпечення є пірамідальною конструкцією, показаною на малюнку. Кожен наступний рівень спирається на програмне забезпечення попередніх рівнів. Така класифікація зручна всім етапів роботи з обчислювальної системою, починаючи з встановлення програм до практичної експлуатації технічного обслуговування. Кожен вищележачий рівень підвищує функціональність усієї системи загалом. Так, наприклад, обчислювальна система з програмним забезпеченням базового рівня не здатна виконувати більшість функцій, але дозволяє встановити системне програмне забезпечення.
Базовий рівень програмного забезпечення
Найнижчий рівень програмного забезпечення є базовим програмним забезпеченням. Воно відповідає за взаємодію Космосу з базовими апаратними засобами. Як правило, базові програмні засоби безпосередньо входять до складу базового обладнання, і зберігається в спеціальних мікросхемах, званих постійним пристроєм, що запам'ятовує (ПЗУ – Read Only Memory, ROM). Програми та дані записуються («прошиваються») у мікросхеми ПЗУ на етапі виробництва або, у разі потреби в перепрограмованих постійних запам'ятовуючих пристроях спеціальним способом, і не можуть бути змінені в процесі роботи обчислювальної системи.
Системний рівень програмного забезпечення
Цей рівень перехідний. Програми, що працюють на цьому рівні, забезпечують взаємодію інших програм комп'ютерної системи з програмами базового рівня та безпосередньо з апаратним забезпеченням, тобто виконують «посередницькі» функції.
Від програмного забезпечення цього рівня багато в чому залежать експлуатаційні показники всієї обчислювальної системи загалом. Так, наприклад, при підключенні до обчислювальної системи нового обладнання на системному рівні має бути встановлена ​​програма, що забезпечує для інших програм взаємозв'язок із цим обладнанням. Конкретні програми, відповідальні за взаємодію Космосу з конкретними пристроями, називаються драйверами пристроїв– вони входять до складу програмного забезпечення системного рівня.
Інший клас програм системного рівня відповідає за взаємодію користувача. Саме завдяки їм він отримує можливість вводити дані в обчислювальну систему, керувати її роботою та отримувати результат у зручній для себе формі. Ці програмні засоби називають засобами забезпечення інтерфейсу користувача. Від них безпосередньо залежить зручність роботи з комп'ютером та продуктивність праці на робочому місці.
Сукупність програм системного рівня утворює операційну систему комп'ютера. Якщо комп'ютер оснащено програмним забезпеченням системного рівня, він вже підготовлений до встановлення програм вищих рівнів, до взаємодії програмних засобів із устаткуванням і, найголовніше, до взаємодії з користувачем. Тобто наявність операційної системи – неодмінна умова можливості практичної роботи людини з обчислювальної системою.
Операційні системи
Операційна система- це комплекс спеціальних програм і правил, призначених для управління завантаженням, запуском та виконанням інших програм користувача, а також для планування та управління ресурсами обчислювальної системи та процесами, що використовують ці ресурси при обчисленнях.
Операційна система є комплексом системних і службових програмних засобів. З одного боку вона спирається на базове програмне забезпечення комп'ютера, що входить до системи BIOS (базову систему вводу-виводу), з іншого боку вона сама є опорою для програмного забезпечення вищих рівнів – прикладних та більшості службових програм.
Програмами операційної системи прийнято називати програми, призначені для роботи під управлінням цієї системи.
Основна функція всіх операційних систем – посередницька. Вона полягає у забезпеченні кількох видів інтерфейсу:

інтерфейсу між користувачем та програмно-апаратними засобами комп'ютера (інтерфейс користувача);
інтерфейсу між програмним та апаратним забезпеченням (апаратно-програмний інтерфейс);
інтерфейс між різними видами програмного забезпечення (програмний інтерфейс).

Для однієї апаратної платформи, наприклад, як IBM PC, існує кілька операційних систем. Відмінності між ними розглядають у двох категоріях: внутрішні та зовнішні.
Внутрішні відмінності характеризуються способами реалізації основних функцій.
Зовнішні відмінності визначаються наявністю і доступністю додатків даної системи, необхідні задоволення технічних вимог, які пред'являються конкретному робочому месту.
Важливо наголосити, що операційна система – це саме комплекс програм, неоднорідний за характером та багатоплановий за рівнем. Цей комплекс програм динамічний за своїм складом: з нього можна видаляти, а до нього додавати різні частини. Та частина програм, яка взаємодіє з апаратними засобами безпосередньо і тому має постійно зберігатися на комп'ютері, становить ядро операційної системи.Зокрема, програмне забезпечення, що входить до складу ядра, відповідає за перевірку працездатності комп'ютера та виконання елементарних (базових) операцій, пов'язаних із роботою монітора, клавіатури, магнітних накопичувачів тощо.
Операційна система утворює автономне середовище, не пов'язане з жодною з мов програмування. Будь-яка прикладна програма пов'язана з операційною системою і може експлуатуватися тільки на тих комп'ютерах, де є аналогічне системне середовище (або має бути забезпечена можливість конвертації – перетворення програм).
Базова частина операційної системи зберігається в мікросхемах постійного пристрою (ПЗУ). Інші програми зберігаються на зовнішньому пристрої, до якого може бути забезпечений відносно швидкий доступ. Наприклад, на твердому диску. Але програми операційної системи можуть зберігатися і на (floppy) гнучкому диску або на CD-диску, які в цьому випадку називаються системними. Коли комп'ютер увімкнено, ця частина операційної системи автоматично завантажується з диска в оперативну пам'ять.
Використання комп'ютера на рівні машинної мови важко. Програми операційної системи приховують від програміста та користувача всі реалії апаратури та надають можливість простого, зручного перегляду вказаних ним файлів, читання чи запису їх. Операційна система надає користувачеві та програмісту простий файловий інтерфейс і, крім того, виконує всю роботу, пов'язану з обробкою переривань, керуванням таймером та оперативною пам'яттю, а також вирішує інші низькорівневі проблеми. Таким чином, завдяки операційній системі, користувач має справу з абстрактною, уявною машиною, яка набагато простіше і зручніше у користуванні, ніж реальна апаратура, що лежить в основі обчислювальної системи. З цього погляду операційна система надає користувачеві та програмісту якусь віртуальну машину, яку легше запрограмувати і з якою легше працювати, ніж безпосередньо з апаратурою, що становить реальну машину. Для реалізації цієї функції операційна система підтримує два інтерфейси за рівнем вище за апаратний.

Інтерфейс користувача - командна мова для управління функціонуванням комп'ютера та набір сервісних послуг, що звільняють користувача від виконання рутинних операцій.
Програмний інтерфейс - набір послуг, які звільняють програміста від виконання рутинних операцій.

Електронні презентації

Ще кілька років тому презентації, як правило, були доповідями з ілюстраціями, виконаними на папері або плівках, зображення на яких демонструвалися за допомогою проекторів. При цьому створення яскравих та переконливих ілюстрацій було дуже складним заняттям, і тому успіх чи невдача презентації безпосередньо залежали від художніх та артистичних здібностей доповідача.
За допомогою програми Power Point створення презентації стає простою та захоплюючою справою. Якщо презентація проводиться для невеликої аудиторії у 4 – 8 осіб, то в цьому випадку достатньо мати комп'ютер із звичайним монітором.
Серед можливостей Power point зі створення презентації, є набір слайдів, можна відзначити наступне:

Управління процесом проведення презентації, тобто. відображення слайдів, які в ньому є;
управління переходами між слайдами, тобто визначення порядку відображення слайдів презентації під час її показу;
Встановлення параметрів зовнішнього вигляду, відображення та появи слайдів;
Робота з текстом, таблицями, графікою, звуком, відео, і навіть об'єктами Word, Excel, Internet.

Будь-яка презентація має такі основні властивості та характеристики:

Набір слайдів та їх параметри;
Зміст слайдів, який, крім користувача, може також створюватися за допомогою наявних майстрів автозмісту;
Параметри робочої сфери, тобто. її розмір, орієнтація тощо;

Кожен слайд презентації має власні властивості, що впливають на його відображення під час показу презентації:

Розмір слайду;
шаблон оформлення, тобто. параметри колірної схеми, тла, шрифтів тощо;
Розмітка слайду, що включає великий розмір стандартних прикладів розміщення інформації на слайді: розташування заголовка, малюнків, таблиць, написів тощо;
Ефект переходу, що представляє собою той чи інший режим появи і «зникнення» слайду – натискання кнопки миші або автоматично через заданий час, з анімаційними або звуковими ефектами і т.д.

Розробники виходили з припущення, що програма підготовки презентацій досить рідко «знімається з полиці» і тому повинна бути гранично зрозумілою для користувача і простою в експлуатації.
Для створення високопрофесійних відеоматеріалів за допомогою PowerPoint не обов'язково бути художником. Шаблони дизайну, що поставляються в комплекті з програмою, забезпечують високу якість результату, а для повноцінного користування всіх можливостей Power Point не потрібні глибокі знання принципів роботи комп'ютера. Підказки програми забезпечують виконання всіх необхідних кроків у потрібній послідовності. У багатьох випадках, коли перед користувачем виникає необхідність вибору певного варіанта, на екрані з'являється майстеркомплексу Power Point, який допомагає ухвалити правильне рішення. Образно кажучи, єдине, що неспроможний Power Point, - то це замість самого доповідача чітко вимовити слова доповіді. Але і тут програма надасть істотну допомогу, адже завдяки високій якості відеоматеріалу презентації можна отримати додаткову впевненість у собі під час виступу перед аудиторією.
Спеціальні засоби програми Power Point значно спрощують створення презентації незалежно від потреб користувача, заради яких ця презентація створюється.
Майстер автозмістуі шаблони Power Point дозволяють не лише у мінімальні терміни розробити конкретну презентацію, а й створити на майбутнє файл структури стандартної презентації. Потрібно просто вибрати тему та дизайн, а потім залишиться лише спостерігати за тим, як Power Pint самостійно генерує впорядковану послідовність привабливих, виконаних на високому рівні слайдів.
Вбудовані в Power Point зв'язки з такими програмами Office, як Graph або Organization Chart, а також власний модуль побудови таблиць допомагають створити ретельно оформлені відеоматеріали, які доступно представляють числову інформацію, зобразити структуру деякої організації або виконати порівняльний аналіз наявних пропозицій.
Демонстраційний модуль комплексу Power Point підтримує безліч досить складних ефектів, таких як діаграми, що «ожили», звук, музичний супровід, вбудовані відеофрагменти і широко поширені плавні переходи між слайдами. Крім того, можливе інтерактивне управління демонстрацією слайдів, коли оператор по ходу презентації отримує можливість продемонструвати додаткові слайди, що є відгалуженнями від основного сюжету, або вивести на екран приховану доти інформацію, відповідаючи цим на запитання аудиторії.
Набори фонових малюнків, що легко модифікуються, і колірних схем слайдів є частиною багатого арсеналу виразних засобів Power Point. є можливість розміщення фірмової емблеми на задньому плані кожного слайду та вибору колірної схеми, що відповідає кольорам фірми.
Power Point дозволяє об'єднати всередині однієї презентації текст, графіки, числові дані та діаграми, сформовані іншими програмами Office (наприклад, Word або Excel). Можна редагувати будь-який об'єкт, не виходячи з Power Point, при цьому будуть доступні всі інструментальні засоби програми, що породила цей об'єкт – джерела.
Майстер упаковкикомплексу Power Point дозволяє запакувати презентацію для запису на дискети. За допомогою інструмента Конференція можна продемонструвати презентацію у локальній мережі чи мережі Internet. Інструменти Навігатор слайдів , Блокнот, Хронометр дозволяють здійснювати попередній перегляд слайдів, робити нотатки, читати свої записи та здійснювати контроль часових інтервалів безпосередньо у процесі проведення презентації.

Класифікація та форми представлення моделей

Модель – це новий об'єкт (реальний, знаковий чи уявний), який відбиває деякі сторони об'єкта, процесу досліджуваного чи явища, суттєві з погляду мети моделювання.
Модель – це фізичний або інформаційний замінник об'єкта, функціонування якого за певними параметрами подібне до функціонування реального об'єкта.
Модель є способом існування знань . Будь-який навчальний текст - це деяка модель знань про об'єкт, що вивчається, що склалася в науці в даний час.
Повідомити знання, передати накопичений досвід можна лише «збудувавши» інформаційну модель.
Класифікацій моделей:
1) у сфері використання:
Навчальні моделі – використовуються під час навчання;
Досвідчені – це зменшені або збільшені копії об'єкта, що проектується. Використовують для дослідження та прогнозування його майбутніх характеристик
Науково - технічні - створюються для дослідження процесів та явищ
Ігрові – репетиція поведінки об'єкта у різних умовах
Імітаційні – відображення реальності тією чи іншою мірою (це метод проб та помилок)
2) за фактором часу:
Статичні– моделі, що описують стан системи у певний час (одноразовий зріз інформації з даному об'єкту). Приклади моделей: класифікація тварин, будова молекул, список посаджених дерев, звіт про обстеження стану зубів у школі тощо.
Динамічні– моделі, що описують процеси зміни та розвитку системи (зміни об'єкта в часі). Приклади: опис руху тел, розвитку організмів, процес хімічних реакцій.

3) з галузі знань - це класифікація з галузі діяльності людини: Математичні, біологічні, хімічні, соціальні, економічні, історичні тощо

Форми представлення моделей.

Матеріальні- Це предметні (фізичні) моделі. Вони мають реальне втілення. Відображають зовнішню властивість і внутрішній пристрій вихідних об'єктів, суть процесів та явищ об'єкта-оригіналу. Це експериментальний метод пізнання довкілля. Приклади: дитячі іграшки, скелет людини, опудало, макет сонячної системи, шкільні посібники, фізичні та хімічні досліди.
Абстрактні (нематеріальні)– немає реального втілення. Їхню основу становить інформація. це теоретичний метод пізнання довкілля. за ознакою реалізаціївони бувають: уявні та вербальні; інформаційні
Думковімоделі формуються в уяві людини в результаті роздумів, умов, іноді у вигляді деякого образу. Ця модель супроводжує свідому діяльність людини.
Вербальні- Уявні моделі виражені в розмовній формі. Використовується для передачі думок
Інформаційні моделі- Цілеспрямовано відібрана інформація про об'єкт, яка відображає найбільш суттєві для дослідника властивостей цього об'єкта.

Типи інформаційних моделей:
Табличні- Об'єкти та їх властивості представлені у вигляді списку, а їх значення розміщуються в комірках прямокутної форми. Перелік однотипних об'єктів розміщено у першому стовпці (чи рядку), а значення їх властивостей розміщуються у наступних стовпцях (чи рядках)
Ієрархічні - Об'єкти розподілені за рівнями. Кожен елемент високого рівня складається з елементів нижнього рівня, а елемент нижнього рівня може входити до складу лише одного елемента вищого рівня
Мережеві – застосовують для відображення систем, у яких зв'язки між елементами мають складну структуру
За ступенем формалізаціїінформаційні моделі бувають образно-знакові та знакові. Наприклад:
Образно-знакові моделі:
Геометричні (малюнок, піктограма, креслення, карта, план, об'ємне зображення)
Структурні (таблиця, граф, схема, діаграма)
Словесні (опис природними мовами)
Алгоритмічні (нумерований список, покрокове перерахування, блок-схема)
Знакові моделі:
Математичні – представлені матем.формулами, що відображають зв'язок параметрів
Спеціальні – представлені на спец. мовами (ноти, хім.формули)
і т.д.................

Фізичні сигнали є безперервними функціями часу. Щоб перетворити безперервний, зокрема, аналоговий сигнал цифрову форму використовуються аналого-цифрові перетворювачі (АЦП). Процедуру аналого-цифрового перетворення сигналу зазвичай представляють у вигляді послідовності трьох операцій: дискретизації, квантування та кодування.

Операція дискретизації полягає у визначенні вибірки моментів вимірювання сигналу. Операція квантування полягає у зчитуванні значень координати сигналу у вибрані моменти вимірювання із заданим рівнем точності, а операція кодування - у перетворенні отриманих вимірювань сигналу у відповідні значення деякого цифрового коду або кодової комбінації, які потім передаються каналами зв'язку.

Процедуру відновлення безперервного сигналу з цифрового подання також можна подати у вигляді двох операцій: декодування та демодуляції. Операція декодування виконує операцію зворотну операції кодування, тобто. перетворює послідовність заданих значень кодової комбінації (кодових слів) на послідовність вимірювань, наступних один за одним через задані інтервали часу дискретизації. Операція демодуляції виконує інтерполяцію або відновлення безперервного сигналу за його вимірами. Перетворення сигналу з цифрової форми на безперервний сигнал здійснюється цифро-аналоговими перетворювачами (ЦАП). Вважається, що система аналого-цифрового і цифро-аналогового перетворень адекватна сигналу, якщо безперервний відновлений сигнал (копія) відповідає вихідному безперервному сигналу (оригіналу) із заданою похибкою.

Кінець роботи -

Ця тема належить розділу:

Інформатика

Федеральне бюджетне державне освітнє.. тула р.

Якщо Вам потрібний додатковий матеріал на цю тему, або Ви не знайшли те, що шукали, рекомендуємо скористатися пошуком по нашій базі робіт:

Що робитимемо з отриманим матеріалом:

Якщо цей матеріал виявився корисним для Вас, Ви можете зберегти його на свою сторінку в соціальних мережах:

Твітнути

Всі теми цього розділу:

Вищої професійної освіти
«Тульський державний університет» Політехнічний інститут Кафедра "Автоматизовані верстатні системи"

Поняття інформатики
Інформатика – це технічна наука, що систематизує прийоми створення, зберігання, відтворення, обробки та передачі даних засобами обчислювальної техніки, а також принципи фу

Історія розвитку інформатики
Історія комп'ютера тісно пов'язана зі спробами людини полегшити автоматизувати великі обсяги обчислень. Навіть прості арифметичні операції з великими числами важко

Світоглядні економічні та правові аспекти інформаційних технологій
Базовий юридичний документ у Росії, що має відношення до інформатики - Закон «Про інформацію, інформатизацію та захист інформації». У законі вирішуються питання правового регулювання на інформаційному

Синтаксична міра інформації
Об'єм даних Vд. повідомлення вимірюється кількістю символів (розрядів) у цьому повідомленні. У різних системах числення один розряд має різну вагу і відповідно

Семантичний захід інформації
Тезаурус- це сукупність відомостей, які має користувач або система. Залежно від співвідношень між смисловим змістом інформації S і тезаурусом користь

Алгоритмічний захід інформації
Кожен погодиться, що слово 0101….01 складніше слова 00….0, а слово, де 0 і один вибираються з експерименту – кидання монети (де 0-герб,1 –решка), складніше обох попередніх.

Кількість та якість інформації
Споживчі показники якості: · Репрезентативність, змістовність, достатність · Актуальність, своєчасність, точність · Достовірність, уста

Одиниці виміру інформації
У сучасних комп'ютерах ми можемо вводити текстову інформацію, числові значення, а також графічну та звукову інформацію. Кількість інформації, що зберігається в ЕОМ, вимірюється її

Інформація та ентропія
Чи можемо ми запровадити розумну міру інформації? Над цим питанням замислився американський математик та інженер Клод Шеннон. Результатом роздумів стала опублікована ним у 1948 р.

Повідомлення та сигнали
Шеннону вдалося вигадати напрочуд просту і глибоку модель передачі інформації, без якої тепер не обходиться жоден підручник. Він запровадив поняття: джерело повідомлення, передавач

Ентропія
Різні повідомлення несуть різні обсяги інформації. Спробуємо порівняти такі два питання: 1. На якому з п'яти курсів університету навчається студент? 2. Як уп

Надмірність
Нехай джерело повідомлення передає речення реальної мови. Виявляється, кожен наступний символ не повністю випадковий, і ймовірність його появи не повністю зумовлена

Сенсація
Поняття ентропії (непередбачуваності) повідомлення та надмірності (передбачуваності) природно відповідають інтуїтивним уявленням про міру інформації. Чим більш непередбачувано співоб

Поняття інформаційної технології
Технологія при перекладі з грецької (techne) означає мистецтво, майстерність, вміння, а це не що інше, як процеси. Під процесом слід розуміти певну сукупність дійств

Нова інформаційна технологія
На цей час інформаційна технологія пройшла кілька еволюційних етапів, зміна яких визначалася головним чином розвитком науково-технічного прогресу, появою н

Інструментарій інформаційної технології
Інструментарій інформаційної технології - один або кілька взаємозалежних програмних продуктів для певного типу комп'ютера, технологія роботи в якому дозволяє досягти

Складові інформаційної технології
Використовувані у виробничій сфері такі технологічні поняття, як норма, норматив, технологічний процес, технологічна операція тощо, можуть застосовуватись і в інформаційному

Розвиток інформаційних технологій
Еволюція інформаційних технологій найяскравіше простежується на процесах зберігання, транспортування та обробки інформації.

Перше покоління ІТ
Перше покоління (1900-1955) пов'язані з технологією перфокарт, коли запис даних представлялася ними як двійкових структур. Процвітання компанії IBM у період 1915-1960 років. свя

Друге покоління ІТ
Друге покоління (програмоване обладнання обробки записів, 1955-1980 рр.) пов'язане з появою технології магнітних стрічок, кожна з яких могла зберігати інформацію десять

Третє покоління ІТ
Третє покоління (оперативні бази даних, 1965-1980 рр.) пов'язане з впровадженням оперативного доступу до даних в інтерактивному режимі, заснованому на використанні систем баз даних

Четверте покоління ІТ
Четверте покоління (реляційні бази даних: архітектура «клієнт - сервер», 1980-1995 рр.) стало альтернативою низькорівневому інтерфейсу. Ідея реляційної моделі полягає в єдиному

П'яте покоління ІТ
П'яте покоління (мультимедійні бази даних, з 1995 р.) пов'язане з переходом від традиційних цифр і символи, що зберігають, до об'єктно-реляційних, що містять дані зі складною поведінкою

Базова інформаційна технологія
Як зазначалося, поняття інформаційної технології може бути розглянуто окремо від технічної (комп'ютерної) середовища, тобто. від базової інформаційної технології Апп

Предметна інформаційна технологія
Під предметною технологією розуміється послідовність технологічних етапів перетворення первинної інформації в результатну в певній предметній області, незалежна

Забезпечуюча інформаційна технологія
Забезпечуючі інформаційні технології - це технології обробки інформації, які можуть використовуватися як інструментарій у різних предметних галузях для вирішення різних

Функціональна інформаційна технологія
Функціональна інформаційна технологія утворює готовий програмний продукт (або частина його), призначений для автоматизації завдань у певній предметній, області та заданій

Властивості інформаційних технологій
У числі відмінних властивостей інформаційних технологій, що мають стратегічне значення для розвитку суспільства, доцільно виділити наступні сім найбільш важливих

Характеристики сигналів, що передаються каналом
Сигнал може бути охарактеризований різними параметрами. Таких параметрів дуже багато, але для завдань, які доводиться вирішувати на практиці, істотно лише невелика їх кількість. на

Модуляція сигналів
Сигналами називаються фізичні процеси, параметри яких містять інформацію. У телефонному зв'язку за допомогою електронних сигналів передаються звуки розмови, на телебаченні - з

Види та характеристики носіїв
Якщо позначити параметри носія через a1, a2, …, an, то носій як функція часу може бути представлений у вигляді: UН = g (a

Спектри сигналів
Все різноманіття сигналів, що використовуються в інформаційних системах, можна розділити на дві основні групи: детерміновані та випадкові. Детермінований сигнал характеризується тим,

Періодичні сигнали
Функція x(t) називається періодичною, якщо за деякому постійному Т виконується рівність: x(t)=x(t+nT), де Т – період функції, n –

Тригонометрична форма
Будь-який періодичний сигнал x(t), що задовольняє умові Дирихле (x(t) – обмежена, шматково-безперервна, має протягом періоду кінцеве число екстремумів), мож

Комплексна форма
У математичному відношенні зручніше оперувати комплексною формою низки Фур'є. Її одержують, застосовуючи перетворення Ейлера

Визначення похибки
При розкладанні періодичних функцій у сумі гармонік практично часто обмежуються кількома першими гармоніками, інші ж не враховуються. Приблизно представляючи функцію

Неперіодичні сигнали
Будь-який неперіодичний сигнал можна розглядати як періодичний, період зміни якого дорівнює ¥. У зв'язку з цим спектральний аналіз періодичних процесів може бути

Модуляція та кодування
5.1. Коди: прямий, зворотний, додатковий, модифікований Одним із способів виконання операції віднімання є заміна знака віднімання на протип

Прямий код числа
При кодуванні прямим n-розрядним двійковим кодом один розряд (як правило, найстарший) приділяється знаку числа. Інші n-1 розрядів - для значущих цифр. Значення знакового розряду дорівнює 0

Зворотній код числа
Зворотний код будується лише негативного числа. Зворотний код двійкового числа є інверсним зображенням самого числа, де всі розряди вихідного числа приймають інверсне (зворотне

Додатковий код числа
Додатковий код будується лише негативного числа. Використання прямого коду ускладнює структуру ЕОМ. У цьому випадку операція складання двох чисел, що мають різні знаки, повинна бути замінена

Модифікований код числа
При додаванні чисел, менших одиниці з фіксованою комою, може вийти результат за абсолютною величиною більшої одиниці, що веде до спотворення результатів обчислень. Переповнення розрядної

Систематичні коди
Як зазначалося, функції контролю можна здійснити при інформаційної надмірності. Така можливість з'являється під час використання спеціальних методів кодування інформації. У

Кодування за методом парності-непарності
Найпростішим прикладом коду з виявленням однієї помилки є код з бітом парності. Конструкція його така: до вихідного слова додається біт парності. Якщо у вихідному слові число одиниць парне, то з

Коди Хеммінгу
Коди, запропоновані американським ученим Р. Хеммінгом (Малюнок 3.3), мають здатність не тільки виявити, але й виправити поодинокі помилки. Ці коди – систематичні.

Розподілена обробка даних
В епоху централізованого використання ЕОМ з пакетною обробкою інформації користувачі обчислювальної техніки надавали перевагу комп'ютерам, на яких можна було б вирішувати

Узагальнена структура комп'ютерної мережі
Комп'ютерні мережі є найвищою формою багатомашинних асоціацій. Основні відмінності комп'ютерної мережі від багатомашинного обчислювального комплексу Розмірність. У сос

Узагальнені характеристики сигналів та каналів
Сигнал може бути охарактеризований різними параметрами. Таких параметрів, взагалі кажучи, дуже багато, але для завдань, які доводиться вирішувати на практиці, суттєво лише невеликий

Характеристики каналу передачі інформації без перешкод
Малюнок 5.4 - Структура каналу передачі інформації без перешкод

Характеристики каналів передачі з перешкодами
Малюнок 5.5 - Структура каналу передачі інформації з перешкодами

Методи підвищення перешкодостійкості передачі та прийому
В основах всіх способів підвищення стійкості перешкод інформаційних систем лежить використання певних відмінностей між корисним сигналом і перешкодою. Тому для боротьби із перешкодами

Сучасні технічні засоби обміну даних та каналоутворювальної апаратури
Для передачі повідомлень у обчислювальних мережах використовують різні типи каналів зв'язку. Найбільш поширені виділені телефонні канали та спеціальні канали для передачі цифр

Подання інформації в цифрових автоматах (ЦА)
Коди як засіб таємнопису з'явилися у давнину. Відомо, що ще давньогрецький історик Геродот до V ст. до н.е. наводив приклади листів, зрозумілих лише адресату. Секретно

Інформаційні основи контролю роботи цифрових автоматів
Алгоритми виконання арифметичних операцій забезпечать правильний результат, лише якщо машина працює без порушень. У разі виникнення будь-якого порушення нормального

Перешкодостійкість коду
Мінімальна кодова відстань деякого коду визначається як мінімальна відстань Хеммінга між будь-якими дозволеними кодовими словами цього коду. У надмірного коду м

Метод контролю парності
Це простий спосіб виявлення деяких можливих помилок. Будемо використовувати як дозволені половину можливих кодових комбінацій, а саме ті з них, які мають парну кількість одиниць

Метод контрольних сум
Розглянутий вище метод контролю парності може бути застосований багаторазово для різних комбінацій розрядів кодових слів, що передаються - і це дозволить не тільки виявляти, але і

Коди Хеммінгу
Коди, запропоновані американським ученим Р. Хеммінгом, мають здатність не тільки виявити, але й виправити поодинокі помилки. Ці коди – систематичні. За методом Хемм

Контроль за модулем
Різноманітні завдання можна вирішувати за допомогою методу контролю, що ґрунтується на властивостях порівнянь. Розвинені на цій основі методи контролю арифметичних та логічних операцій називають контролем п

Числовий метод контролю
При числовому методі контролю код заданого числа визначається як найменший позитивний залишок від поділу числа на вибраний модуль р: rA = A-(A/p)p

Цифровий метод контролю
При цифровому методі контролю контрольний код числа утворюється поділом суми цифр на обраний модуль:

Вибір модуля для контролю
Переваги числового способу контролю - у справедливості властивостей порівнянь для контрольних кодів, що полегшує контроль арифметичних операцій; переваги цифрового методу в можл

Операція додавання за модулем 2
Операцію додавання за модулем 2 можна виразити через інші арифметичні операції, наприклад. Ес

Операція логічного множення
Операцію логічного множення двох чисел можна виразити через інші арифметичні та логічні операції:

Контроль арифметичних операцій
Арифметичні операції виконують на суматорах прямого, зворотного та додаткового кодів. Припустимо, що зображення чисел (операнди) зберігаються в машині в деякому коді, тобто

Арифметичні коди
Контроль за модулем, розглянутий раніше, дозволяє ефективно виявляти поодинокі помилки. Однак поодинока помилка в одному розряді може призвести до групи помилок у кількох раз.

ЦАП та АЦП
Перетворення між аналоговими та цифровими величинами-основна операція, в обчислювальних та керуючих системах, оскільки фізичні параметри, такі, як температура, переміщений

Рівні цифрової логіки
У значній більшості ні цифроаналогові, ні аналогоцифрові перетворювачі практично майже неможливо застосовувати без знання типу цифрового, що використовується на вході або виході.

Керуючий вихідний сигнал строб-імпульс
Більшість цифроподаткових перетворювачів, за винятком перетворювачів послідовних типів (таких, що ґрунтуються на зарядці ємностей), мають основну схему, що реагує

Аналогові сигнали
Зазвичай на вхід аналогоцифрових перетворювачів (АЦП) подаються сигнали як напруги. Цифроаналогові перетворювачі (ЦАП) часто на виході мають сигнали у формі напруги при

Цифроаналогові перетворювачі
Перетворення цифрових величин у пропорційні аналогові величини необхідне для того, щоб результати цифрових обчислень могли бути використані і легко зрозумілі в аналого

Цифроаналогове перетворення
На малюнку 6.2 показана структурна схема ЦАП, який приймає 3-розрядне з додатковим знаковим розрядом цифрове слово і перетворює його на еквівалентну напругу. Основним

Основні типи ЦАП
Як згадувалося раніше, в даний час переважна більшість ЦАП, що знаходять збут, побудовані за двома основними схемами: у вигляді ланцюжка зважених резисторів і типу R-2R. Обоє названо

ЦАП із зваженими резисторами
Перетворювачі зі зваженими резисторами (Малюнок 6.3) містять джерело опорної напруги, набір ключів, набір подвійно-зважених прецизійних резисторів та операційний підсилювач

ЦАП із ланцюжком резисторів типу R-2R
ЦАП з ланцюжком резисторів типу R-2R також містять джерело опорної напруги, набір ключів та операційний підсилювач. Однак замість набору двійково-зважених резисторів вони містять

Інші типи ЦАП
ЦАП в основному бувають або з фіксованим внутрішнім (або зовнішнім), або із зовнішнім змінним джерелом опорної напруги (перетворювачі, що множать). ЦАП з фіксованим джерелом

Аналогові перетворювачі
По суті аналогоцифрові перетворювачі або перетворюють аналоговий вхідний сигнал (напруга або струм) на частоту або послідовність імпульсів, тривалість якої вимірюють

Аналогоцифрове перетворення
На малюнку 6.5 показана елементарна модель аналогоцифрового перетворення з ЦАП, що становить простий блок системи перетворення. Імпульс установки в початковий стан втоми

Двотактні інтегруючі АЦП
Двотактний АЦП, що інтегрує, як показано на Рисунок 6.6, містить інтегратор, деякий логічний вузол управління, генератор тактових імпульсів, компаратор і вихідний лічильник.

АЦП послідовного наближення
Основні причини, через які в обчислювальних системах з перетворенням інформації майже повсюдно використовується спосіб послідовного наближення, полягають у надійності

Перетворювачі напруги в частоту
На Рисунок 6.9 показаний типовий перетворювач напруги частоту. У ньому вхідний аналоговий сигнал інтегрується та подається на компаратор. Коли компаратор змінює свій стан,

Паралельні АЛП
Послідовно-паралельний і просто паралельний перетворювачі застосовуються головним чином там, де потрібна максимально висока швидкодія. Послідовне перетворення

Характеристики ЦАП
При аналізі табличних даних необхідно виявляти більшу ретельність, щоб з'ясувати умови, за яких визначається кожен параметр, а параметри напевно визначаються по-різному

Характеристики АЦП
Характеристики АЦП подібні до характеристик ЦАП. Крім того, майже все сказане про характеристики ЦАП є справедливим і для характеристик АЦП. Вони теж частіше є типовими, ніж ми

Сумісність із системою
Перелік характеристик, що надається фірмами-виробниками, є лише відправною точкою при виборі відповідного АЦП чи ЦАП. Деякі системні вимоги, що впливають на ви

Сумісність перетворювачів (взаємозамінність)
Більшість АЦП і ЦАП не є універсально сумісними за фізичними, а деякі і електричними параметрами. Фізично корпуси відрізняються розмірами, при цьому найбільш поширені

Позиційні системи числення
Система числення-сукупність прийомів і правил для запису чисел цифровими знаками. Найбільш відома десяткова система числення, в якій для запису ч

Методи переведення чисел
Числа в різних системах числення можна представити так:

Переклад чисел розподілом на основу нової системи
Переведення цілих чисел здійснюється розподілом на основу q2 нової системи числення, правильних дробів – множенням на основу q2. Дії поділу та множення виконуються п

Табличний метод перекладу
У найпростішому вигляді табличний метод полягає в наступному: є таблиця всіх чисел однієї системи з відповідними еквівалентами іншої системи; завдання перекладу зводиться до знаходження відповідності

Подання дійсних чисел у комп'ютері
Для подання дійсних чисел у сучасних комп'ютерах прийнятий спосіб подання з плаваючою комою. Цей спосіб подання спирається на нормалізовану (експоненціал

Подання чисел з плаваючою комою
При поданні чисел з плаваючою комою частина розрядів осередку відводиться запису порядку числа, інші розряди - для запису мантиси. По одному розряду в кожній групі відводиться для зображення

Алгоритм подання числа з плаваючою комою
перевести число з P-їчної системи числення в двійкову; подати двійкове число в нормалізованій експоненційній формі; розрахувати зміщений порядок числа; ра

Поняття та властивості алгоритму
Теорія алгоритмів має велике практичного значення. Алгоритмічний тип діяльності важливий як потужний тип діяльності, як одна з ефективних форм його праці.

Визначення алгоритму
Саме слово "алгоритм" походить від algorithmi - латинської форми написання імені аль-Хорезмі, під яким у середньовічній Європі знали найбільшого математика з Хорезма (місто в сов

Властивості алгоритму
Дане вище визначення алгоритму не можна вважати суворим - не зовсім ясно, що таке "точне розпорядження" або "послідовність дій, що забезпечує отримання необхідного результату". Алгоритм

Правила та вимоги до побудови алгоритму
Перше правило - при побудові алгоритму, перш за все, необхідно задати безліч об'єктів, з якими працюватиме алгоритм. Формалізоване (зак

Типи алгоритмічних процесів
Типи алгоритмічних процесів. Алгоритм стосовно обчислювальної машини - точне припис, тобто. набір операцій та правил їх чергування, за допомогою якого, починаючи з деякого

Принципи Джона фон Неймана
У основу побудови переважної більшості комп'ютерів покладено такі загальні принципи, сформульовані 1945 р. американським вченим Джоном фон Нейманом (Малюнок 8.5). Вперше

Функціональна та структурна організація комп'ютера
Розглянемо пристрій комп'ютера з прикладу найпоширенішої комп'ютерної системи - персонального комп'ютера. Персональним комп'ютером (ПК) називають порівняно недорогою уні.

Виконання арифметичних операцій з числами з фіксованою та плаваючою комою
9.6.1 Коди: прямий, зворотний, додатковий Для машинного подання негативних чисел використовують коди прямий, додатковий, зворотний.

Операція додавання
Операція складання чисел у прямому, зворотному та додатковому кодах виконується на двійкових суматорах відповідного коду. Двійковий суматор прямого коду (ДС

Операція множення
Збільшення чисел, представлених у форматі з фіксованою комою, здійснюється на двійкових суматорах прямого, зворотного та додаткового кодів. Існує кілька ме

Операція поділу
Розподіл двійкових чисел, представлених у форматі з фіксованою комою, представляє послідовні операції алгебраїчного складання діленого і дільника, а потім залишків і зсуву. Поділ випо

Файли даних
У різних джерелах з інформатики та обчислювальної техніки визначення терміна "файл" так само, як і терміна "операційна система", можуть змінюватись. Найбільш

Файлові структури
Програмна частина файлової системи, яка визначається її призначенням, повинна містити такі компоненти: Ø засоби взаємодії з процесами користувачів, які

Носії інформації та технічні засоби для зберігання даних
Пристрої збереження інформації називаються накопичувачами. В основі їх роботи лежать різні принципи (в основному це магнітні чи оптичні пристрої), але використовуються вони для однієї

Організація даних на пристроях з прямим та послідовним доступом
Під організацією даних розуміється спосіб розташування записів файлу зовнішньої пам'яті (на носії записи). Найбільшого поширення набули такі два види організації файло

Обчислювальна техніка
Сукупність технічних та математичних засобів (обчислювальні машини, пристрої, прилади, програми та ін.), що використовуються для механізації та автоматизації процесів обчислень та

Найдавніші рахункові інструменти
Найдавнішим рахунковим інструментом, який сама природа надала у розпорядження людини, була його рука. «Поняття числа і постаті,- писав Ф. Енгельс,- взято не звідки-н

Розвиток абака
Бірки і мотузки з вузликами було неможливо задовольнити які у зв'язку з недостатнім розвитком торгівлі потреби у засобах обчислення. Розвитку ж письмового рахунку перешкоджали два обставини.

Логарифми
Термін «логарифм» виник із поєднання грецьких слів logos - відношення, співвідношення та arithmos - число. Основні властивості логарифму дозволяють замінити множення, поділ,

Підсумуюча машина Блеза Паскаля
У 1640 р. спробу створити механічну обчислювальну машину зробив Блез Паскаль (1623-1662). Існує думка, що «на ідею лічильної машини Блеза Паскаля наштовхнуло,

Чарльз Беббідж та його винахід
У 1812 року Чарльз Беббідж починає розмірковувати про можливі методи машинного обчислення таблиць. Беббідж (Babbage) Чарльз (26 грудня 1791, Лондон - 18 жовтня, 1871, там же

Табулятор Холлеріту
Озброєні олівцем і папером або в кращому випадку підсумовувальною машиною американські статистики 19 століття відчували гостру необхідність автоматизації тривалої, стомлюючої і

Машина Ц3
Роботи зі створення обчислювальних машин цікавили напередодні війни військові відомства всіх країн. За фінансової підтримки Німецького авіаційного дослідницького інституту Цузе

Машина електронна обчислювальна загального призначення БЕСМ-6
1. Область застосування: універсальна ЕОМ для вирішення широкого класу завдань науки і техніки (Малюнок 11.18 і Малюнок 11.19). 2. Опис машини: у структурі БЭСМ-6 вперше у

IBM 360
1964 року фірма IBM оголосила про створення шести моделей сімейства IBM 360 (System 360), які стали першими комп'ютерами третього покоління. Моделі мали єдину систему команд

Альтаїр 8800
У січні 1975 року вийшов новий номер журналу "Popular Electronics", на обкладинці якого був зображений Малюнок 11.22 Altair 8800, серцем якого був новий мікропроцес.

Комп'ютери Apple
1976 року з'явився персональний комп'ютер Apple-1 (Малюнок 11.23). Він був розроблений у середині 70-х Стівом Возняком. У той час він працював на компанію Hewlett-Packard,

IBM 5150
12 серпня 1981 року компанія IBM випустила персональний комп'ютер IBM 5150 (Малюнок 11.25). Комп'ютер коштував чималі гроші – 1565 дол. і мав лише 16 Кб оперативної пам'яті та

Опис структури проекту
Будь-яка програма Delphi складається з файлу проекту (файл з розширенням dpr) і одного або декількох модулів (файли з розширеннями pas). Кожен з таких файлів описує програмну е

Опис структури модуля
Структура модуля Модулі – це програмні одиниці, призначені для розміщення фрагментів програм. За допомогою програмного коду, що міститься в них, реалізується вс

Опис елементів програм
Елементи програми Елементи програми- це мінімальні неподільні її частини, що ще несуть у собі певну значущість для компілятора. До елементів відносяться:

Елементи мови програмування-алфавіт
Алфавіт Алфавіт мови Object Pascal включає літери, цифри, шістнадцяткові цифри, спеціальні символи, пробіли та зарезервовані слова. Літери - це букв

Елементи мови програмування-ідентифікатори, константи, вирази
Ідентифікатори Ідентифікатори в Object Pascal - це імена констант, змінних, міток, типів, об'єктів, класів, властивостей, процедур, функцій, модулів, програм та поле

Вирази на Object Pascal
Основними елементами, з яких конструюється виконувана частина програми, є константи, змінні та звернення до функцій. Кожен з цих елементів характеризується своїм зн

Ціла та речова арифметика
Вираз складається з операндів та операторів. Оператори знаходяться між операндами та позначають дії, які виконуються над операндами. Як операнди виразу можна використовувати

Пріоритет операцій
Під час обчислення значень виразів слід враховувати, що оператори мають різний пріоритет. У Object Pascal визначено такі операції: унарні not, @;

Вбудовані функції. Побудова складних виразів
У мові Object Pascal основною програмною одиницею є підпрограма. Розрізняють два види підпрограм: процедури та функції. Як процедура, так і функція, являють собою посл

Типи даних
У математиці змінні класифікуються відповідно до деяких важливих характеристик. Проводиться суворе розмежування між речовими, комплексними та логічними пер.

Вбудовані типи даних
Будь-який реально існуючий тип даних, яким би складним він не здавався на перший погляд, є простими складовими (базовими типами), які, як правило, завжди присутні в мові про

Цілі типи
Діапазон можливих значень цілих типів залежить від їхнього внутрішнього уявлення, яке може займати один, два, чотири або вісім байтів. Таблиця 15.1 наведено характеристики цілих т

Подання знака числа
Багато числових полів немає знака, наприклад, номер абонента, адресу пам'яті. Деякі числові поля пропонують завжди позитивні, наприклад, норма виплати, день тижня, значення числа ПІ. Друг

Арифметичне переповнення
Арифметичне переповнення (arithmetic overflow) – втрата значущих цифр при обчисленні значення виразу. Якщо змінної можна зберігати лише неотрицательные значення (типи BYTE і WORD)

Речові типи. Співпроцесор
На відміну від порядкових типів, значення яких завжди зіставляються з рядом цілих чисел і, отже, надаються в ПК абсолютно точно, значення речових типів

Текстові типи
Текстові (символьні) типи - це типи даних, які з одного символу. У Windows використовується код ANSI (за назвою інституту, що розробив цей код - American National Standa

Логічний тип
Логічний тип даних, названий на честь англійського математика ХІХ століття Дж. Буля здається дуже простим. Але з ним пов'язана низка цікавих моментів. По-перше, до цього

Пристрої виведення
До пристроїв виведення, перш за все, можна віднести монітори та принтери. Монітор - пристрій візуального відображення інформації (у вигляді тексту, таблиць, малюнків, креслень та ін.). &

Перелік компонентів введення та відображення текстової інформації
У бібліотеці візуальних компонентів Delphi існує безліч компонентів, що дозволяють відображати, вводити та редагувати текстову інформацію. У Таблиця 16.1 наведено їх перелік

Відображення тексту у написах компонентів Label, StaticText та Panel
Для відображення різних написів на формі використовуються переважно компоненти Label, StaticText (що з'явився тільки в Delphi 3) і Panel

Вікна редагування Edit та MaskEdit
Для відображення текстової інформації, і навіть з додатковою можливістю прокручування довгих текстів, можна також використовувати вікна редагування Edit і Ma

Багаторядкові вікна редагування Memo та RichEdit
Компоненти Memo та RichEdit є вікнами редагування багаторядкового тексту. Вони так само, як і вікно Edit, забезпечені багатьма фун

Введення та відображення цілих чисел - компоненти UpDown та SpinEdit
У Delphi є спеціалізовані компоненти, що забезпечують введення цілих чисел – UpDown та SpinEdit. Компонент UpDown перетворює

Компоненти вибору зі списків - ListBox, CheckBox, CheckListBox та ComboBox
Компоненти ListBox та ComboBox відображають списки рядків. Вони відрізняються один від одного насамперед тим, що ListBox тільки відображає

Функція InputBox
Вікно введення – це стандартне діалогове вікно, яке з'являється на екрані в результаті виклику функції InputBox. Значення функції InputBox - рядок

Процедура ShowMessage
Вивести на екран вікно з повідомленням можна за допомогою процедури ShowMessageабо функції MessageDlg. Процедура ShowMessageвив

Оголошення файлу
Файл - це іменована структура даних, що є послідовністю елементів даних одного типу, причому кількість елементів послідовності практично не обмежена

Призначення файлу
Оголошення файлової змінної визначає лише тип компонентів файлу. Для того, щоб програма могла виводити дані у файл або зчитувати дані з файлу, необхідно вказати конкретні

Виведення у файл
Безпосередньо виведення текстовий файл здійснюється за допомогою інструкції write або writeln. У загальному вигляді ці інструкції записуються наступним чином

Відкриття файлу для виведення
Перед виведенням у файл його потрібно відкрити. Якщо програма, яка формує вихідний файл, вже використовувалася, то, можливо, що файл з результатами роботи програми вже є на диску.

Помилки відкриття файлу
Спроба відкрити файл може завершитися невдачею та викликати помилку часу виконання програми. Причин невдачі під час відкриття файлів може бути кілька. Наприклад, програма спробує

Пристрої введення
До пристроїв введення можна віднести такі: клавіатура, сканер, планшет. Клавіатура комп'ютера - пристрій для введення інформації в комп'ютер та подачі сигналів, що управляють.

Відкриття файлу
Відкриття файлу для введення (читання) виконується викликом процедури Reset, що має один параметр файлову змінну. Перед викликом процедури Reset з

Читання чисел
Слід розуміти, що у текстовому файлі перебувають не числа, які зображення. Дія, що виконується інструкціями read або readln, фактично складається

Читання рядків
У програмі рядкова змінна може бути оголошена із зазначенням довжини або без неї. Наприклад: stroka1:string; stroka2

Кінець файлу
Нехай на диску є текстовий файл. Потрібно у діалоговому вікні вивести вміст файлу. Вирішення завдання досить очевидне: треба відкрити файл, прочитати перший рядок,

Функції циклу у програмі. Цикли з перед- та постумовою
Алгоритми вирішення багатьох завдань є циклічними, тобто для досягнення результату певна послідовність дії має бути виконана кілька разів. Наприклад, програ

Цикл FOR
Оператор forвикористовується, якщо деяку послідовність дій треба виконати кілька разів, причому число повторень заздалегідь відомо Наприклад, обчислити значення функцій

Команди BREAK та CONTINUE
Для негайного завершення поточного оператора циклу можна використовувати підпрограму Break без параметрів (це підпрограма, яка відіграє роль оператора). Наприклад, коли в масиві з відомими г

Вкладені цикли
Якщо цикл включає один або кілька циклів, то містить в собі інші цикли називається зовнішнім, а цикл, що міститься в іншому циклі

Оголошення масиву
Масив, як і будь-яка змінна програми, перед використанням має бути оголошено у розділі оголошення змінних. У загальному вигляді інструкція оголошення масиву виглядає наступним чином

Виведення масиву
Під виведенням масиву розуміється виведення на екран монітора (у діалогове вікно) значень елементів масиву. Якщо у програмі необхідно вивести значення всіх елементів масиву,

Введення масиву
Під введенням масиву розуміється процес отримання від користувача (або файлу) під час роботи програми значень елементів масиву. "Лобове" розв'язання задачі

Використання компонента StringGrid
Для введення масиву зручно використовувати компонент StringGrid. Значок компонента StringGrid знаходиться на вкладці Additional (Малюнок 19.1).

Використання компонента Memo
У деяких випадках для введення масиву можна використовувати Memo. Компонент Memo дозволяє вводити текст, що складається з досить великої кількості рядків, тому його зручно

Пошук мінімального (максимального) елемента масиву
Завдання пошуку мінімального елемента масиву розглянемо з прикладу масиву цілих чисел. Алгоритм пошуку мінімального (максимального) елемента масиву досить очевидний: снач

Пошук у масиві заданого елемента
При вирішенні багатьох завдань виникає необхідність визначити, чи містить масив певну інформацію чи ні. Наприклад, перевірити, чи є у списку студентів прізвище Петров. Зада

Помилки під час використання масивів
При використанні масивів найбільш поширеною помилкою є вихід значення індексного виразу за допустимі межі, вказані при оголошенні масиву. Якщо в ка

бібліографічний список
1. Основи інформатики: Навч. посібник для вузів/О.М. Морозевич, Н.М. Говядінова, В.Г. Левашенко та ін; За ред. О.М. Морозевича. – Мінськ: Нове знання, 2001. – 544с., іл.

Предметний покажчик
«абак», 167 array, 276 Break, 272 CD-ROM, 161 const, 298 Continue, 273

Вступ

Глава 1. Рівномірне квантування миттєвих значень сигналу

Розділ 2. Нерівномірне квантування миттєвих значень

Розділ 3. Оптимальне квантування

Глава 4. Адаптивне квантування

4.1 Вступні зауваження

4.2 Адаптація за вхідним сигналом

4.3 Адаптація за вихідним сигналом

Глава 5. Теорія різницевого кодування

Висновок

Список літератури

Вступ

Методи раціонального кодування призначені для скорочення надмірності повідомлень в умовах апріорної невизначеності щодо статистичних характеристик сигналів. Тобто. в умовах коли сигнал є нестаціонарним, що часто зустрічається на практиці, або коли невідомі статистичні характеристики цього сигналу. Під раціональним кодуванням розуміють таке кодування, у якому вимірювальна інформація представлена ​​в дискретної формі вимагає мінімальну кількість символів при заданій вірності, тобто. Відносно сигнал – шум квантування. Вимоги раціонального кодування повідомлень обумовлені тим, обставиною, що у разі нераціонального кодування першому етапі надмірність зберігається і останньому. У разі застосування коригувальних (перешкодостійких) кодів надмірність повідомлень ще більше зростає. Процедури раціонального кодування джерела повідомлень класифікуються по можливості змінювати параметри або структуру кодуючого пристрою для забезпечення стиснення даних. Класифікація має вигляд (рисунок 1).

Малюнок 1

Фіксована процедура має задану структуру, яка залишається незмінною за будь-яких вхідних впливів. Не дозволяє оптимізувати процес обробки даних при різних повідомленнях на входах квантувача (можна оптимізувати для класу різних повідомлень), але допускає просту апаратну реалізацію алгоритму. Приклад фіксованої процедури -

-квантувальник.

Параметрична адаптивна процедура чутлива до статистики повідомлень і змінюється відповідно до обраного критерію своїх параметрів. Прикладами такої процедури є адаптивна та різницева ІКМ.

Непараметрична адаптивна процедура стиснення даних із зміною структури алгоритмів повідомлень є найбільш перспективною з точки зору ефективності кодування джерела нестаціонарних повідомлень із статистичними характеристиками, що змінюються. І тут змінюються як параметри, а й структура алгоритму кодування. До таких процедур відносять алгоритм адаптивно - різницевої ІКМ із перебудовою структури фільтра – провісника.

Глава 1. Рівномірне квантування миттєвих значень сигналу

Припустимо, що в результаті дискретизації сигналу виходить послідовність безперервних величин

для передачі цифровими каналами зв'язку. Кожен відлік необхідно проквантувати до кінцевої множини значень. Доцільно розділяти процес уявлення послідовності безліччю двійкових символів на два етапи: квантування, результатом якого є послідовність величин = і кодування, коли послідовності величин ставиться у відповідність кодове слово, тобто. цей процес можна подати у вигляді (рисунок 2).

Малюнок 2

Зазвичай кодування квантованих відліків використовують двійкову послідовність. За допомогою B-розрядного кодового слова можна уявити

рівнів квантування. Швидкість передачі в цьому випадку: , (1)
- Частота дискретизації, яка вибирається виходячи зі способу відновлення сигналу в приймачі, - Число біт на відлік сигналу. - const, то єдиний шлях зменшення швидкості передачі полягає у скороченні числа двійкових одиниць на відлік сигналу. Визначимо, як залежить відношення сигнал – шум квантування від розрядності кодового слова.

Розглянемо різні методи квантування сигналу. Нехай

(2)

і функція густини ймовірності сигналу симетрична. Тоді

. (3)

Для мовного сигналу з функцією щільності ймовірностей (ФПВ) Лапласа лише 0,55% відліків сигналу виявляться поза динамічним діапазоном:

. (4)

У разі рівномірного квантування:

. (5)

Розглянемо показники рівномірного квантувача у разі восьми рівневого квантування.

Перший випадок. Квантувальник з усіченням (рисунок 3) має однакову кількість позитивних і негативних рівнів, але немає нульового.

Малюнок 3

Другий випадок. Квантувальник з округленням (рисунок 4) має на один негативний рівень більше, але є нульовий рівень.

Малюнок 4

Для квантувача з усіченням при припущенні, що перший розряд знаковий, квантоване значення дорівнює:

, (6)

а для квантувача із округленням:

. (7) . (8)

Представимо квантований сигнал у вигляді:

(9) - помилка чи шум квантування, .

Для вивчення ефектів квантування припускають, що шум квантування має такі статистичні властивості:

1. Є стаціонарним білим шумом.

2. Некорельований із вхідним сигналом.

3. Розподіл шуму рівномірний у межах

.

Для цієї статистичної моделі визначимо відношення сигналу – шуму квантування:

, (10)

де M – оператор усереднення.

Сигнал (від лат. Signum-знак)- знак, фізичний процес (або явище), що несе інформацію про якусь подію, стан об'єкта спостереження або передає команди управління, вказівки, оповіщення.

Сигналє матеріальним носієм інформації, що передається від джерела до споживача.

Сигнал- це фізичний процес, що змінюється в часі. Такий процес може містити різноманітні характеристики. При взаємодії сигналу з фізичними тілами виникають певні зміни властивостей цих тіл, які можна зареєструвати. Таким чином, вважатимемо, що дані – це зареєстровані сигнали. Характеристика, яка використовується для представлення даних називається параметром сигналу. Якщо параметр сигналу приймає ряд послідовних значень та їх кінцеве число, сигнал називається дискретним.Якщо параметр сигналу безперервна функція, сигнал називається безперервним.

Квантування сигналу- перетворення сигналу в послідовність імпульсів (квантування сигналу за часом) або сигнал зі ступінчастою зміною амплітуди (квантування сигналу за рівнем), а також одночасно і за часом, і за рівнем. Застосовується при перетворенні безперервної величини код у обчислювальних пристроях, цифрових вимірювальних приладах та ін.

Дані, безумовно, несуть у собі інформацію, але вони не тотожні. Щоб дані стали інформацією необхідно наявність методів перерахунку однієї величини в іншу. Дані – діалектична складова частина інформації. Відповідно до методу реєстрації дані можуть зберігатися та транспортуватися на носіях різних видів.

Найпоширенішим носієм даних нині є папір. На папері дані реєструються шляхом зміни оптичних характеристик поверхні. У той же час зміна коефіцієнта відбиття поверхні в певному діапазоні довжин хвиль використовується в пристроях, що здійснюють запис лазерним променем на пластмасових носіях з покриттям, що відбиває (CD ROM). Магнітні стрічки і магнітні диски, що у сучасних комп'ютерах головними носіями інформації, використовують зміну магнітних властивостей тіла. Властивості інформації, що отримується користувачем, тісно пов'язані з властивостями носіїв даних, з яких ця інформація буде отримана. Будь-який носій можна характеризувати параметром роздільної здатності, тобто. кількістю даних записаних у прийнятій на носії одиниці виміру, та динамічним діапазоном- логарифмічним відношенням інтенсивності амплітуд максимального та мінімального реєстрованого сигналу. Від цих властивостей носія залежить такі властивості інформації, як повнота, доступність і достовірність. Завдання перетворення даних із метою зміни носія належить до однієї з найважливіших завдань інформатики. У вартості обчислювальних систем пристрою для введення та виведення даних, що працюють з носіями інформації, становлять не менше половини вартості апаратних засобів.

Зумовлюючи діалектичну єдність даних та методів в інформаційному процесі, визначають такі поняття.

Динамічний характер інформації.Дані мають статичний характер. Інформація динамічно змінюється і існує лише у час взаємодії даних і методів. Таким чином, інформація існує лише у момент протікання інформаційного процесу. Решту часу вона міститься у вигляді даних.

Вимоги адекватності методів.Одні й самі дані можуть у час споживання постачати різну інформацію, залежно від рівня адекватності взаємодіючих із нею методів. Використання більш адекватних методів дасть повнішу інформацію.

Діалектичний характер взаємодії даних та методів.Дані є об'єктивними, це результат реєстрації сигналів, що об'єктивно існували, викликаних змінами в матеріальних полях або тілах. У той же час методи є суб'єктивними. У основі штучних методів лежить алгоритм, тобто. упорядкована послідовність команд, складена та підготовлена ​​людиною (суб'єктом). У основі природних методів лежать біологічні властивості суб'єктів інформаційного процесу.

Таким чином, інформація виникає і існує у момент діалектичної взаємодії об'єктивних даних та суб'єктивних методів.

Для автоматизації роботи з даними, що належать до різних типів і несуть у собі різну інформацію, дуже важливо уніфікувати форму їх подання. Для цього зазвичай використовується прийом кодування.

Кодування- Це вираз даних одного типу через дані іншого типу.

Природні людські мови - це не що інше, як системи кодування понять для вираження думок у вигляді мови.

У обчислювальної техніки робота ведеться з числової інформацією. Решта інформації текстів, звуків, зображень і т.д. для обробки в обчислювальному середовищі повинна бути перетворена на числову форму. При цьому всі числа на згадку про комп'ютер записуються з використанням, так званого двійкового кодування. Двійкове кодування засноване на поданні даних послідовністю всього двох знаків 0 і 1. Ці знаки називаються двійковими цифрами, англійською binary digit або скорочено (bit) біт.

Двійкова система кодування обрана зовсім невипадково. Вона легко реалізується технічно. Електронні схеми для обробки двійкових кодів повинні знаходитися в одному з двох станів «є сигнал/немає сигналу» або «висока/низька» напруга тощо. Схему легко перемикати з одного стану до іншого.

Біт- Мінімальна одиниця інформації в обчислювальній техніці. Один двійковий розряд.

Група з восьми біт називається байт і забезпечує основу запису інформації на згадку про комп'ютера.

• 1024 байта = 1 кілобайту (Кб)
• 1024 кілобайти = 1 мегабайт (Мб)
• 1024 мегабайт = 1 гігабайт (Гб)

Для правильного розуміння, як представляється інформацією пам'яті комп'ютера, розглянемо різні системи числення, використовувані сучасними обчислювальними засобами.

Система зчислення- це сукупність правил найменування та зображення чисел за допомогою набору символів.

Системи числення бувають позиційні та непозиційні.

Непозиційна система числення- це система, де порядок цифри у числі визначається за встановленим правилом. Наприклад, непозиційною системою числення є «римська» система.

Позиційною системою числення, називається система - де порядок цифри у числі визначається поруч ступеня числа, що є основою даної системи числення.

У загальному вигляді ціле число в позиційній системі числення можна виразом:

N(m) = k0 * m0 + k1 * m1 + ... kn-1 * mn-1, де

N(m) - число в m-ій системі числення;

m - розрядність системи (двійкова, вісімкова, десяткова, шістнадцяткова системи m = 2; m = 8; m = 10, m = 16);

n - кількість розрядів у числі;

k – цифра в числі.

Розглянемо, як записуються числа у позиційних системах числення, що використовуються сучасною обчислювальною технікою.

Десяткова система числення.

Підставою десяткової системи є низка ступеня числа 10. Розрядність системи m = 10. У десятковій системі числення 10 цифр (від 0 до 9). Візьмемо, наприклад, десяткове число 1957. Число, що складається з чотирьох цифр - чотиризначне, тобто. n =4. Використовуючи наведену вище формулу, отримаємо число в десятковій системі числення.

N(10) = 7 * 100 + 5 * 101 + 9 * 102 + 1 * 103 = 1957

Двійкова система числення.

Підставою двійкової системи є ряд ступеня числа 2. Розрядність системи m = 2. У двійковій системі числення 2 цифри (0 та 1). Візьмемо, наприклад, двійкове число 100011В (Ідентифікатор двійкової системи числення). Число, що складається з шести цифр – шестизначне, тобто. n = 6. Використовуючи наведену вище формулу, отримаємо десяткове число.

N(2) = 1*20 + 1*21 + 0*22 + 0*23 + 0*24 + 1*25 = 35, тобто. двійкове число 100011В = десяткове число 35.

Зауважимо, що для запису чисел у позиційних системах числення можуть бути використані однакові цифри. Так цифри 0 та 1 використовуються як десятковою, так і двійковою системою. Тому в записі чисел десяткової системи числення прийнято використовувати літери, що є ідентифікаторами систем числення і дозволяють відрізнити числа однієї системи числення від іншої.

Вісімкова система числення

Підставою вісімкової системи є ряд ступеня числа 8. Розрядність системи m = 8. У вісімковій системі числення 8 цифр (від 0 до 7). Візьмемо, наприклад, восьмеричне число 573Q (Q-ідентифікатор восьмирічної системи числення). Число, що складається з трьох цифр – тризначне, тобто. n = 3. Використовуючи наведену вище формулу, отримаємо десяткове число.

N(8) = 3 * 80 + 7 * 81 + 5 * 82 = 379, тобто. вісімкове число 573Q = десяткове число 379.

Шістнадцяткова система числення.

Підставою шістнадцяткової системи є ряд ступеня числа 16. Розрядність системи m = 16. У шістнадцятковій системі числення 16 цифр (від 0 до F) перші десять цифр від 0 до 9 збігаються з цифрами десяткової системи, а потім йдуть цифри: A - цифра десять ; B – цифра одинадцять; C – цифра дванадцять; D – цифра тринадцять; E – цифра чотирнадцять; F – цифра п'ятнадцять. Візьмемо, наприклад, шістнадцяткове число 1A7H (H-ідентифікатор шістнадцяткової системи числення). Число, що складається з трьох цифр – тризначне, тобто. n = 3. Використовуючи наведену вище формулу, отримаємо десяткове число.

N(16) = 7*160 + 10*161 + 1*162 = 423, тобто. шістнадцяткове число 1A7H = десяткове число 423.

Щоразу, обчислюючи число N(m) за наведеною вище формулою, ми отримуємо число в десятковій системі. Таким чином, числа з 2-ої, 8-ої та 16-ої системи ми переводили в десяткову систему числення.