9. Объем графического, звукового файла. Скорость передачи данных.
Кодирование графики.
· изображения нужно выделить в памяти I = N · i битов, где N – количество пикселей и i – глубина цвета (разрядность кодирования)
· количество пикселей изображения N вычисляется как произведение ширины рисунка на высоту (в пикселях)
· глубина кодирования – это количество бит, которые выделяются на хранение цвета одного пикселя
· при глубине кодирования i битов на пиксель код каждого пикселя выбирается из 2i возможных вариантов, поэтому можно использовать не более 2i различных цветов
· нужно помнить, что
1 Мбайт = 220 байт = 223 бит,
1 Кбайт = 210 байт = 213 бит
Примеры заданий:
Р-00. Какой минимальный объём памяти (в Кбайт) нужно зарезервировать, чтобы можно было сохранить любое растровое изображение размером 64×64 пикселей при условии, что в изображении могут использоваться 256 различных цветов?
(Ответ: 4)
Р-01. Рисунок размером 512 на 256 пикселей занимает в памяти 64 Кбайт (без учёта сжатия). Найдите максимально возможное количество цветов в палитре изображения.
(Ответ: 16)
26. После преобразования растрового графического файла его объем уменьшился в 2 раза. Сколько цветов было в палитре первоначально, если после преобразования было получено растровое изображение того же разрешения в 16-цветной палитре?
(Ответ: 256)
Кодирование звука.
· частота дискретизации определяет количество отсчетов, запоминаемых за 1 секунду; 1 Гц (один герц) – это один отсчет в секунду, а 8 кГц – это 8000 отсчетов в секунду
· глубина кодирования – это количество бит, которые выделяются на один отсчет (связана с количеством уровней дискретизации N формулой N=2i);
· для хранения информации о звуке длительностью 
секунд, закодированном с частотой дискретизации 
Гц и глубиной кодирования i бит и количеством каналов k требуется I=i*f*t*k бит памяти; например, при 
кГц, глубине кодирования 16 бит на отсчёт и длительности звука 128 секунд моноканальный звук требуется
Мбайт
· при двухканальной записи (стерео) объем памяти, необходимый для хранения данных одного канала, умножается на 2
· для упрощения ручных расчетов можно использовать приближённые равенства
1 мин = 60 сек » 64 сек = 26 сек
1000 » 1024 ( 210»103)
· 1 Мбайт = 220 байт = 223 бит, 1 Кбайт = 210 байт = 213 бит
Примеры заданий:
Р-00. Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 64Гц. При записи использовались 32 уровня дискретизации. Запись длится 4 минуты 16 секунд, её результаты записываются в файл, причём каждый сигнал кодируется минимально возможным и одинаковым количеством битов. Какое из приведённых ниже чисел наиболее близко к размеру полученного файла, выраженному в килобайтах? 1) 10 2) 64 3) 80 4) 512
(Ответ: 1)
Р-01. Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и глубиной кодирования 24 бита. Запись длится 1 минуту, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Какое из приведенных ниже чисел наиболее близко к размеру полученного файла, выраженному в мегабайтах?
1) 0,2 2) 2 3) 3 4) 4
(Ответ: 3)
Р-02. Производилась двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 64 кГц и 24-битным разрешением. В результате был получен файл размером 120 Мбайт, сжатие данных не производилось. Определите приблизительно, сколько времени (в минутах) производилась запись. В качестве ответа укажите ближайшее к времени записи целое число, кратное 5.
(Ответ: 5)
Р-03. Музыкальный фрагмент был оцифрован и записан в виде файла без использования сжатия данных. Получившийся файл был передан в город А по каналу связи за 30 секунд. Затем тот же музыкальный фрагмент был оцифрован повторно с разрешением в 2 раза выше и частотой дискретизации в 1,5 раза меньше, чем в первый раз. Сжатие данных не производилось. Полученный файл был передан в город Б; пропускная способность канала связи с городом Б в 4 раза выше, чем канала связи с городом А. Сколько секунд длилась передача файла в город Б?
(Ответ: 10)
78. Музыкальный фрагмент был оцифрован и записан в виде файла без использования сжатия данных. Получившийся файл был передан в город А по каналу связи за 75 секунд. Затем тот же музыкальный фрагмент был оцифрован повторно с разрешением в 2 раза выше и частотой дискретизации в 3 раза выше, чем в первый раз. Сжатие данных не производилось. Полученный файл был передан в город Б за 90 секунд. Во сколько раз скорость пропускная способность канала в город Б больше пропускной способности канала в город А?
(Ответ: 5)
Передача информации по каналу связи.
· объем переданной информации 
вычисляется по формуле 
, где 
– пропускная способность канала (в битах в секунду или подобных единицах), а – время передачи
· Большие числа. Что делать?
Обычно (хотя и не всегда) задачи, в условии которых даны большие числа, решаются достаточно просто, если выделить в этих числах степени двойки. На эту мысль должны сразу наталкивать такие числа как
128 = 27, 256 = 28, 512 = 29 , 1024 = 210,
2048 = 211, 4096 = 212 , 8192 = 213, 16384 = 214, 65536 = 216 и т.п.
Нужно помнить, что соотношение между единицами измерения количества информации также представляют собой степени двойки: 1 байт = 8 бит = 23 бит,
1 Кбайт = 1024 байта = 210 байта = 210 · 23 бит = 213 бит,
1 Мбайт = 1024 Кбайта = 210 Кбайта = 210 · 210 байта = 220 байта= 220 · 23 бит = 223 бит.
Правила выполнения операций со степенями:
· при умножении степени при одинаковых основаниях складываются 
· … а при делении – вычитаются: 
Примеры заданий:
Р-00. Данные объемом 100 Мбайт передаются из пункта А в пункт Б по каналу связи, обеспечивающему скорость передачи данных 220 бит в секунду, а затем из пункта Б в пункт В по каналу связи, обеспечивающему скорость передачи данных 222 бит в секунду. Задержка в пункте Б (время между окончанием приема данных из пункта А и началом передачи в пункт В) составляет 24 секунды. Сколько времени (в секундах) прошло с момента начала передачи данных из пункта А до их полного получения в пункте В?
(Ответ: 1024)
Р-01. Каково время (в минутах) передачи полного объема данных по каналу связи, если известно, что передано 150 Мбайт данных, причем первую половину времени передача шла со скоростью 2 Мбит в секунду, а остальное время – со скоростью 6 Мбит в секунду?
(Ответ: 5)
Р-02. У Васи есть доступ к Интернет по высокоскоростному одностороннему радиоканалу, обеспечивающему скорость получения им информации 256 Кбит в секунду. У Пети нет скоростного доступа в Интернет, но есть возможность получать информацию от Васи по низкоскоростному телефонному каналу со средней скоростью 32 Кбит в секунду. Петя договорился с Васей, что тот будет скачивать для него данные объемом 5 Мбайт по высокоскоростному каналу и ретранслировать их Пете по низкоскоростному каналу. Компьютер Васи может начать ретрансляцию данных не раньше, чем им будут получены первые 512 Кбайт этих данных. Каков минимально возможный промежуток времени (в секундах), с момента начала скачивания Васей данных, до полного их получения Петей?
(Ответ: 1296)
Р-03. Скорость передачи данных через ADSL-соединение равна 512 000 бит/c. Передача файла через это соединение заняла 1 минуту. Определить размер файла в килобайтах.
(Ответ: 3750)
Р-04. Скорость передачи данных через ADSL-соединение равна 128000 бит/c. Через данное соединение передают файл размером 625 Кбайт. Определите время передачи файла в секундах.
(Ответ: 40)
Р-05. Документ объёмом 40 Мбайт можно передать с одного компьютера на другой двумя способами:
А. Сжать архиватором, передать архив по каналу связи, распаковать.
Б. Передать по каналу связи без использования архиватора.
Какой способ быстрее и насколько, если:
· средняя скорость передачи данных по каналу связи составляет 220 бит в секунду;
· объём сжатого архиватором документа равен 40% исходного;
· время, требуемое на сжатие документа, – 10 секунд, на распаковку – 2 секунды?
В ответе напишите букву А, если быстрее способ А, или Б, если быстрее способ Б. Сразу после буквы напишите число, обозначающее, на сколько секунд один способ быстрее другого.
(Ответ: А180)
Р-06. Документ (без упаковки) можно передать по каналу связи с одного компьютера на другой за 75 секунд. Если предварительно упаковать документ архиватором, передать упакованный документ, а потом распаковать на компьютере получателя, то общее время передачи (включая упаковку и распаковку) составит 30 секунд. При этом на упаковку и распаковку данных всего ушло 15 секунд. Размер исходного документа 20 Мбайт. Чему равен размер упакованного документа (в Мбайт)?
(Ответ: 4)
Р-07. Документ объёмом 40 Мбайт можно передать с одного компьютера на другой двумя способами.
А. Сжать архиватором, передать архив по каналу связи, распаковать.
Б. Передать по каналу связи без использования архиватора.
Какой способ быстрее и насколько, если:
• средняя скорость передачи данных по каналу связи составляет 223 бит в секунду;
• объём сжатого архиватором документа равен 90% исходного;
• время, требуемое на сжатие документа, – 16 секунд, на распаковку – 2 секунды?
В ответе напишите букву А, если быстрее способ А, или Б, если быстрее способ Б. Сразу после буквы напишите число, обозначающее, на сколько секунд один способ быстрее другого?
(Ответ: Б14)
