Универсальность дискретного (цифрового) представления информации. 
Дискретное (цифровое) представление текстовой информации

Что такое дискретность? Дискретное множество состоит из отделенных друг от друга элементов. (Например, песок дискретен, поскольку он состоит из отдельных песчинок).

В компьютере для представления информации используется дискретное (цифровое) двоичное кодирование в виде логических последовательностей нулей и единиц.

Текстовая информация дискретна — состоит из отдельных знаков. За каждой буквой алфавита, цифрой, знаком препинания и иным символом закрепляется определенный двоичный код. В популярных системах кодировки (ASCII, KOI8, Windows, MS-DOS, Mac, ISO) каждый символ заменяется на 8-разрядное целое положительное двоичное число (1 байт). Это число является порядковым номером символа в кодовой таблице.

Согласно главной формуле информатики N = 2^I размер алфавита, который можно закодировать, равен 2⁸ = 256.

Для обработки текстовой информации на компьютере необходимо представить ее в двоичной знаковой системе. Каждому знаку необходимо поставить в соответствие уникальный 8-битовый двоичный код, значения которого находятся в интервале от 0 до 11 111 111 (в десятичном коде от 0 до 255).

Поскольку в мире много языков и много алфавитов, то постепенно совершается переход на международную 16-битовую систему кодировки Unicode. В ней каждый символ занимает 2 байта, что обеспечивает 2¹⁶ = 65 536 кодов для различных символов.

Такого количества символов оказалось достаточно, чтобы закодировать не только русский и латинский алфавиты, цифры, знаки и математические символы, но и греческий, арабский, иврит и другие алфавиты.

Дискретное (цифровое) представление графической информации

Изображение на экране монитора дискретно. Оно составляется из отдельных точек, которые называются пикселями (picture elements — элементы рисунка).

Пиксель — минимальный участок изображения, которому независимым образом можно задать цвет.

В зависимости от того, на какое графическое разрешение экрана настроена операционная система компьютера, на экране могут размещаться изображения, имеющие размер 640×480, 800×600, 1024×768 и более пикселей. Такая прямоугольная матрица пикселей на экране компьютера называется растром. Важнейшей характеристикой качества растрового изображения является разрешающая способность.

Разрешающая способность растрового изображения определяется количеством точек по горизонтали и вертикали на единицу длины изображения.

При одних и тех же размерах экрана чем меньше размер точки, тем больше разрешающая способность, соответственно, выше качество изображения. Величина разрешающей способности обычно выражается в dpi (dots per inch — точек на дюйм), т. е. в количестве точек в полоске изображения длиной один дюйм (1 дюйм = 2,54 см).

В процессе дискретизации могут использоваться различные палитры цветов. Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки. Количество цветов N в палитре и количество информации I, необходимое для кодирования цвета каждой точки, связаны между собой и могут быть вычислены по формуле: N = 2^I

Количество информации, которое используется при кодировании цвета точек изображения, назыв…

Дискретное (цифровое) представление звуковой информации и видеоинформации

Звук представляет собой распространяющуюся в воздухе, воде или другой среде волну с непрерывно меняющейся интенсивностью и частотой.

Для того чтобы компьютер мог обрабатывать реальный (записанный) звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму с помощью временной дискретизации. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина интенсивности звука.

Для записи аналогового звука и его преобразования в цифровую форму используется микрофон, подключенный к звуковой плате. Качество полученного цифрового звука зависит от количества измерений уровня громкости звука в единицу времени, т. е. частоты дискретизации. Чем большее количество измерений производится за 1 секунду (чем больше частота дискретизации), тем точнее «лесенка» цифрового звукового сигнала повторяет кривую аналогового сигнала.

Частота дискретизации звука — это количество измерений громкости звука за одну секунду.

Частота дискретизации звука может лежать в диапазоне от 8 000 до 50 000 измерений громкости звука за одну секунду.

Каждому уровню дискретизации присваивается определенное значение уровня громкости звука.

Глубина кодирования звука — это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука.

Если известна глубина кодирования, то количество уровней громкости цифрового звука можно рассчитать по формуле N = 2^I

Пусть глубина кодирования звука составляет 16 битов, тогда количество уровней громкости звука равно N = 2^I = 2¹⁶ = 65 536.

Чем больше частота дискретизации и глубина кодирования звука, тем более качественным будет звучание оцифрованного звука.

Дискретное (цифровое) представление видеоинформации

Что представляет собой фильм с точки зрения информатики? Прежде всего, это сочетание звуковой и графической информации. Кроме того, для создания на экране эффекта движения используется дискретная технология быстрой смены статических картинок.

При использовании традиционных методов сохранения информации электронная версия фильма получается слишком большой. Способ уменьшения объема видео: первый кадр запоминается целиком (ключевой), а в следующих сохраняются только отличия от начального кадра (разностные кадры).