Контрольная работа № 1 по курсу: "Экономическая информатика"

Контрольная работа № 1 по курсу: "Экономическая информатика"

Пермь, 2013

Оглавление

Пояснительная записка        3

Введение        5

Часть 1.        Принцип действия и основные параметры DVD        6

Часть 2.        Запись и считывание информации        10

Заключение        13

Список использованной литературы        14

Перевод чисел        15

Решение задачи        18

Пояснительная записка

Вариант 3

Реферат на тему: "Принцип действия и основные параметры накопителей DVD дисков". Выполнить перевод чисел из одной системы счисления в другую чисел:        879,7810–в двоичную и шестнадцатеричную;
       11100, 01112– в шестнадцатеричную и десятичную. Решить задачу. Определите количество цветов в палитре при глубине цвета 4 бита.

Целью данной работы является написание и оформление реферата, а также решение двух практических задач.

В конечном результатебудут получены навыки поиска и систематизации информации, а также применены на практике знания в области систем счисления.

Введение

В декабре 1995 года 10 компаний, объединившихся в союз DVD Consortium, официально объявили о создании единого унифицированного стандарта – DVD. Аббревиатура DVD сначала расшифровывалась как DigitalVideoDisc (Цифровой видеодиск), но впоследствии ее значение было изменено на DigitalVersatileDisc (Цифровой двухсторонний диск).

DVD внешне идентичен CD, но позволяет записывать информацию, большую по объему в 24 раза, то есть до 17 Гбайт. Это стало возможным благодаря изменению физических характеристик диска и применению новых технологий.

В данном реферате будут рассмотрены принципы действия и основные параметры DVD, а также будут рассмотрены основные аспекты чтения и записи данных.

Принцип действия и основные параметры DVD

Технология DVD предоставляет огромное количество форматов и четыре типа конструктивного исполнения двух размеров. Диск такого стандарта может быть как односторонним, так и двухсторонним. На каждой стороне может быть один или два рабочих слоя. Рассмотрим основные характеристики DVD различных типов.

• Размер диска – 80 мм (3,1 дюйма).

– DVD-1 (Single-sided, single-layer) – односторонний и однослойный диск. Может содержать до 1,36 Гбайт информации (рис. 1).

– DVD-2 (Single-sided, double-layer) – одностороннийдвухслойныйдиск. Содержит до 2,48 Гбайт информации (рис. 2).

– DVD-3 (Double-sided, double-layer) – двухслойный диск с одним информационным слоем на каждой стороне. Емкость – до 2,74 Гбайт информации (рис. 3).

– DVD-4 (Double-sided, double-layer) – диск с двумя информационными слоями на каждой стороне. Емкость такого диска – до 4,95 Гбайт (рис. 4).

• Размер диска – 120 мм (4,75 дюйма).

– DVD-5 (Single-sided, single-layer) – одностороннийоднослойныйдиск. Содержит до 4,7 Гбайт информации.

Рис. 1. Структура DVD-1 и DVD-5.

– DVD-9 (Single-sided, double-layer) – односторонний и двухслойный диск. Емкость – до 8,5 Гбайт.

– DVD-10 (Double-sided, double-layer) – двухслойный диск с одним информационным слоем на каждой стороне. Содержит до 9,4 Гбайт информации.

– DVD-18 (Double-sided, double-layer) – двухслойный диск с двумя информационными слоями на каждой стороне. Способен вместить до 17 Гбайт информации.

Рис. 2. Структура DVD-2 и DVD-9.

Рис. 3. Структура DVD-3 и DVD-10.

Рис. 4. Структура DVD-4 и DVD-18.

Примечание: число в наименовании диска– DVD-1, DVD-4, DVD-10 и т. д. – это округленное значение емкости.

Запись однослойных DVD аналогична записи CD, а вот запись двухслойных дисков существенно отличается от описанного ранее процесса.

Двухслойные диски типов DVD-2 и DVD-9 имеют два рабочих слоя для записи информации. Эти слои разделяются с помощью специального полупрозрачного материала. Для выполнения своей функции такой материал должен обладать взаимоисключающими свойствами: хорошо отражать лазерный луч в процессе считывания наружного слоя и одновременно быть максимально прозрачным при считывании внутреннего слоя. По заказу корпораций Philips и Sony компания 3M создала материал, удовлетворяющий таким требованиям: обладающий коэффициентом отражения 40 % и необходимой прозрачностью.

Во время считывания информации с такого диска лазерный луч сначала проходит сквозь полупрозрачный слой, фокусируясь на треках внутреннего слоя. Считав всю информацию внутреннего слоя, лазерный луч автоматически меняет свою фокусировку и считывает информацию с полупрозрачного слоя. Наличие в приводе DVD буфера и возможность быстрой смены фокусировки позволяет непрерывно подавать данные на материнскую плату.

При изготовлении двухслойного диска сначала штампуется первый слой, основанный на поликарбонатах. Затем наносится полупрозрачный материал, который в свою очередь покрывается пленкой фотополимерного материала. С помощью ультрафиолетового излучения фотополимеру придается жесткость, и DVD заливается поликарбонатом, который служит диску защитным слоем.

DVD имеют толщину 0,6 мм. Для физической совместимости с CD на DVD дополнительно приклеивалась поликарбонатная подложка толщиной 0,6 мм. С целью не только увеличить толщину DVD до 1,2 мм, но и одновременно улучшить его функциональность, увеличив емкость носителя в два раза, компанией Toshiba был создан двухсторонний диск (типы DVD-3 и DVD-10). Чтобы получить диск типа DVD-3, достаточно склеить между собой со стороны этикеток два DVD-1; для получения же DVD-10 соединяются два DVD-5. Таким образом, склеивая между собой два диска толщиной 0,6 мм, мы получаем один диск, по толщине равный CD и обладающий возможностью записать вдвое больше информации.

Для получения дисков типа DVD-4 следует склеить два DVD-2, для DVD-18 – соответственно два DVD-9.

Запись и считывание информации

Принцип записи информации на DVD-R (DigitalVersatileDiskRead-only – однократно записываемый DVD) и считывания с него аналогичен записи и считыванию CD-R. Во время записи DVD в специальных рекордерах лазерный луч повышенной мощности «прожигает» в активном слое отверстия (питы). При считывании информации лазерный луч обычной мощности, свободно проходя сквозь образовавшееся отверстие, отражается от металлизированного слоя и попадает на фотодатчик, а потом на микропроцессор.

Для записи и считывания информации с DVD-RW (DigitalVersatileDiskReWritable – перезаписываемый DVD) применяется технология PhaseChangeTechnology (метод изменения фазы). Лазерный луч во время записи движется по спиральной дорожке. В период повышенной активности луча регистрирующий слой меняет свою структуру, переходя из кристаллического состояния в аморфное. При считывании информации детектор распознает, от какой поверхности отразился лазерный луч – кристаллической или аморфной, – и преобразует данные в цифровой поток. Под воздействием лазерного луча определенной мощности активный (регистрирующий) слой возвращается в исходное состояние, и диск может быть перезаписан множество раз.

Материал, способный неоднократно менять свою структуру, был разработан компанией TDK и получил название AVIST (AdvancedVersatileInformationStorageTechnology – современная универсальная технология запоминания информации).

Примечание: материал AVIST в кристаллическом состоянии обладает 25–35 %-ной отражающей способностью, а при переходе в аморфное состояние темнеет и не отражает лазерный луч.

Для DVD-ROM, VideoDVD, AudioDVD и т. д. применяется файловая система UDF (UniversalDiskFormat – универсальный дисковый формат), разработанная ассоциацией OSTA (OpticalStorageTechnologyAssociation – ассоциация по поддержке технологии хранения данных на оптических носителях). Данная файловая система является развитием файловой системы CD-ROM (CDFS или ISO 9660).

Изначально технология DVD разрабатывалась для записи и воспроизведения фильмов. VideoDVD должны обеспечивать следующие возможности:

воспроизведение фильмов длительностью не менее 133 минут; различные варианты отображения широкоэкранного видео; до 32 вариантов субтитров на различных языках; объемный звук; защиту от копирования и региональное кодирование; интерактивность просмотра.

Данные, содержащиеся на VideoDVD, подразделяются на два типа:

навигационные данные; объекты воспроизведения.

Объекты воспроизведения делятся на видео, аудио и графику.

Для воспроизведения цифрового видео требуется цифровой поток скоростью 167 Мбит/с. Следовательно, на диске объемом 4,7 Гбайт могут вместиться четыре минуты оцифрованного видео. Чтобы сохранить не менее 133 минут качественного изображения, применяется сжатие данных. Видео кодируется в специальном формате MPEG-2, разработанном группой MPEG (MovingPictureExpertsGroup – экспертная группа по движущимся изображениям).

Звук кодируют и сжимают с помощью различных технологий: DolbyDigital, MPEG-1 и MPEG-2. В AudioDVD используется технология LPCM (LinearPulseCodeModulation – линейная импульсно-кодовая модуляция), в которой не применяется компрессия. Формат LPCM позволяет наиболее качественно и точно передать звуковые волны (частота дискретизации – 48 или 96 кГц, глубина оцифровки – 16, 20 или 24 бит), используя от одного до восьми звуковых каналов, и получить динамический диапазон записи до 120 дБ. При этом цифровой поток данных может составлять 6,144 Мбит/с.

Компрессия звукового сигнала с применением технологии DolbyDigital – AC-3 (AudioCannels) – обеспечивает звук по схеме 5.1 (5 основных звуковых каналов и один низкочастотный) с диапазоном 20–20 000 Гц. Для компрессии звука используется разработанный компанией Dolby специальный алгоритм, получивший название MultichannelPerceptualCoding (многоканальное перцепционное кодирование). Человеческий слух, в зависимости от пола и возраста, с разной чувствительностью воспринимает звуки в различных частотных диапазонах. Кроме того, существуют определенные частоты и тембры, плохо различаемые всеми людьми. При применении технологии DolbyDigital некоторые частотные диапазоны, с трудом воспринимаемые человеческим ухом, подавляются, что приводит к определенным потерям данных. Однако в результате значительно уменьшается цифровой поток, например для шести каналов достаточно всего 348 Кбит/с.

Компрессия звукового сигнала с применением технологий MPEG-1 и MPEG-2 также связана с потерей данных. Формат MPEG-1 предназначен только для моно– или стереозвучания. Формат MPEG-2 может быть многоканальным и способен обеспечивать объемный звук по схеме 5.1 или 7.1.

Компрессия звукового сигнала с применением технологии DTS (DigitalTheatreSystem – цифровой театр с окружающим звуком), разработанной в США, является альтернативой DolbyDigital. Качество звука при этом несколько выше, восприятие звуковых эффектов пространственно более реалистично, но поток данных в этом случае может достигать 1536 Кбит/с.

Заключение

Обобщая изложенную информацию, можно сделать вывод, что в настоящий момент распространены следующие типы DVD:

DVD - ROM - неперезаписываемые цифровые универсальные диски (введено «антипиратское» региональное кодирование информации на DVD, качественное воспроизведение фильмов и музыки); DVD - RW - цифровые перезаписываемые диски; DVD - R - двусторонний/однослойный; DVD - RAM - односторонний/однослойный; DVD - RAM - двухсторонний/однослойный и т. д.

В результате проделанной работы были выявлены основные достоинства DVD:

Большая по сравнению с CD емкость; Совместимость с CD; Высокая скорость обмена данными с дисководом DVD; Высокая надежность хранения данных.

Список использованной литературы

Бахур CD и DVD. Профессиональный подход –СПб.: Питер, 2006. - 352 c. Информатика. Базовый курс. 2-е изд. - СПб.: Питер, 2004. — 640 с. Информатика:учебник/ под ред. . - М.: Финансы и статистика, 2007. - 768 с.

Перевод чисел

Перевести число 879,7810– в двоичную и шестнадцатеричную системы счисления.

При переводе смешанных чиселцелые и дробные части переводятся отдельно.

Для перевода десятичного числа в двоичную систему его необходимо последовательно делить на 2 до тех пор, пока не останется остаток, меньший или равный 1. Число в двоичной системе записывается как последовательность последнего результата деления и остатков от деления в обратном порядке.

Для того, что бы перевестидробь из десятичной системы счисления в любую другую, надо:

1) последовательно умножать данную дробь на основание системы счисления, в которую переводим, до тех пор, пока дробная часть не будет равна нулю, или не будет достигнута требуемая точность вычислений. При этом необходимо выделять целые части получаемых произведений;

2) полученные целые части произведений, являются цифрами числа в новой системе счисления (при необходимости их надо привести в соответствие с алфавитом этой системы счисления);

3) составить дробную часть в новой системе счисления, начиная с целойчасти первого произведения.

Переведем целую часть:

Целая часть от деления	Остаток от деления
879 div 2 = 439	879 mod 2 = 1
439 div 2 = 219	439 mod 2 = 1
219 div 2 = 109	219 mod 2 = 1
109 div 2 = 54	109 mod 2 = 1
54 div 2 = 27	54 mod 2 = 0
27 div 2 = 13	27 mod 2 = 1
13 div 2 = 6	13 mod 2 = 1
6 div 2 = 3	6 mod 2 = 0
3 div 2 = 1	3 mod 2 = 1
1 div 2 = 0	1 mod 2 = 1

Остаток от деления записываем в обратном порядке. Получаем число в 2-ой системе счисления: 87910 = 11011011112

Переведем дробную часть. Для перевода дробной части числа последовательно умножаем дробную часть на основаниесистемы счисления (с точностью до 6 знаков после запятой). В результате каждый раз записываем целую часть произведения:

0.78*2 = 1.56 (целая часть 1)

0.56*2 = 1.12 (целая часть 1)

0.12*2 = 0.24 (целая часть 0)

0.24*2 = 0.48 (целая часть 0)

0.48*2 = 0.96 (целая часть 0)

0.96*2 = 1.92 (целая часть 1)

В результате получим: 0.7810 = 1100012

879,7810=1101101111,1100012

Переведем число в шестнадцатеричную систему счисления:

Переведем целую часть:

Целая часть от деления	Остаток от деления
879 div 16 = 54	879 mod 16 = 15 (F)
54 div 16 = 3	54 mod 16 = 6
3 div 16 = 0	3 mod 16 = 3
0 div 16 = 0	0 mod 16 = 0

87910 = 36F16

Переведем дробную часть:

0.78*16 = 12.48 (целая часть 12 (C))

0.48*16 = 7.68 (целая часть 7)

0.68*16 = 10.88 (целая часть 10 (А))

0.88*16 = 14.08 (целая часть 14 (Е))

0.08*16 = 1.28 (целая часть 1)

0.28*16 = 4.48 (целая часть 4)

В результате получим: 0.7810 = C7AE1416

879,7810=36F, C7AE14 2

Перевести число 11100, 01112 – в шестнадцатеричную и десятичную.

При переводеиз двоичной в шестнадцатеричнуюсистему счисления надо дробную частьразбить на тетрады (по 4 разряда) и записать каждую тетраду эквивалентным двоичным кодом, недостающее число разрядов надо дополнить справа нулями:

Таблица для перевода:

Двоичная СС	Шестнадцатеричная СС
0000	0
0001	1
0010	2
0011	3
0100	4
0101	5
0110	6
0111	7
1000	8
1001	9
1010	A
1011	B
1100	C
1101	D
1110	E
1111	F

В результате получим: 11100, 01112=1С,716

Для того, что бы перевести число из любой системы счисления в десятичную, надо воспользоваться развернутой формой записи числа:

В результате получим:

24*1 + 23*1 + 22*1 + 21*0 + 20*0 + 2-1*0 + 2-2*1 + 2-3*1 + 2-4*1 = 28,437510

Решение задачи

Решить задачу:

Определите количество цветов в палитре при глубине цвета 4 бита.

Решение:

Палитра (N) - количество используемых в наборе цветов.

Глубина цвета(I) - количество бит (двоичных разрядов), отводимыхв видеопамяти под каждый пиксель.

Число цветов, воспроизводимых на экране монитора (N), и число бит, отводимых под кодирование цвета одного пикселя (I), находится по формуле: N=2I.

N=24=16 (цветов)