Методические рекомендации по выполнению практических работ по общепрофессиональной дисциплине «Основы теории информации» (стр. 9 )

Укажите десятичный код выражения «Ipromise» в соответствии с кодовой таблицей ASCII. Укажите шестнадцатеричный код выражения «теория информации» в соответствии с кодовой таблицей ASCII. Закодируйте свое имя, фамилию и отчество с помощью одной из таблиц (win-1251, KOI-8). Буква Z имеет десятичный код 90, а z – 122. Записать слово «sport» в десятичном коде. С помощью десятичных кодов зашифровано слово «info» 105 110 102 111. Записать последовательность десятичных кодов для этого же слова, но записанного заглавными буквами. Дана кодовая таблица азбуки Морзе

Расшифруйте (декодируйте), что здесь написано (буквы отделены друг от друга пробелами)?

Закодируйте с помощью азбуки Морзе слова СТЕНОГРАФИЯ, ШИФРОВАНИЕ, КОДИРОВАНИЕ. Заменяя каждую букву ее порядковым номером в алфавите, зашифруйте фразу: “Я УМЕЮ КОДИРОВАТЬ ИНФОРМАЦИЮ”. Зашифрованный текст должен быть записан без пропусков.

Дана кодировочная таблица (первая цифра кода – номер строки, вторая – номер столбца).

С помощью этой кодировочной таблицы зашифруйте фразу: Я УМЕЮ РАБОТАТЬ С ИНФОРМАЦИЕЙ!

Используя эту же кодировочную таблицу, расшифруйте текст: 25201538350304053835111503040038

Каждая буква алфавита может быть заменена любым числом из соответствующего столбика кодировочной таблицы.

Какие сообщения закодированы с помощью этой таблицы?

При помощи таблицы Вижинера зашифровать тексты: «Полиалфавитная замена». Ключ «Шифр» «Кодирование информации». Ключ ЕВРО Зашифруйте выражение «to let know» с помощью таблиц Полибинийского квадрата; Решите задачи: Информационное сообщение объемом 1 Мбайт передается со скоростью 2 Кбайт/мин. Определите время передачи информации в секундах; Информация передается со скоростью 2,5 Кбайт/сек.  Какой объем информации будет передан за 20 минут? Укажите количество студентов, прошедших во второй тур олимпиады из общего количества в 128 человек, если сообщение о том, кто прошел, содержит 140 бит информации; Телеграфистка в течение пяти минут передавала информационное сообщение со скоростью 20 байт в секунду. Определите количество символов, содержащихся в данном сообщении, если использовался алфавит из 32 символов. Даны два текста, содержащих одинаковое количество символов. Первый текст состоит из алфавита мощностью 16 символов, а второй текст – из 256 символов. Определить, во сколько раз информации во втором тексте больше, чем в первом. В велокроссе участвуют 119 спортсменов. Специальное устройство регистрирует прохождение каждым из участников промежуточного финиша, записывая его номер с использованием минимально возможного количества бит, одинакового для каждого спортсмена. Определить информационный объем сообщения в битах, записанного устройством, после того как промежуточный финиш прошли 70 велосипедистов. Для 5 букв латинского алфавита заданы их двоичные коды (для некоторых букв ‑ из двух бит, для некоторых - из трех):

А	В	С	D	Е
000	01	100	10	011

Для передачи по каналу связи сообщения, состоящего только из символов А, Б, В и Г используется посимвольное кодирование: А-00, Б-11, В-010, Г-011. Через канал связи передается сообщение: ВАГБГВ. Закодируйте сообщение данным кодом. Полученную двоичную последовательность переведите в шестнадцатеричный вид.

Полученные результаты занесите в итоговую таблицу. Ответьте на контрольные вопросы:

Перечислите таблицы кодировки символьной информации; Опишите алгоритм шифрования по таблице Вижинера.

Оформите и сдайте отчет преподавателю.

Практическая работа №10

Название практической работы: Кодирование мультимедийной информации.

Цель работы: научиться кодировать мультимедийную информацию.

знания (актуализация):

принципы кодирования и декодирования графической, звуковой и видеоинформации;

основы передачи данных;

умения:

кодировать информацию (графическую, звуковую, видео);

элементы следующих компетенций:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес. ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество. ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития. ПК 1.1. Обрабатывать статический информационный контент. ПК 1.2. Обрабатывать динамический информационный контент.

Теоретический материал:

При двоичном кодировании аналогового звукового сигнала непрерывный сигнал дискретизируется, т. е. заменяется серией его отдельных выборок - отсчётов. Качество двоичного кодирования зависит от двух параметров: количества дискретных уровней сигнала и количества выборок в секунду. Количество выборок или частота дискретизации в аудиоадаптерах бывает различной: 11 кГц, 22 кГц, 44,1 кГц и др. Если количество уровней равно 65536, то на один звуковой сигнал рассчитано 16 бит (216). 16-разрядный аудиоадаптер точнее кодирует и воспроизводит звук, чем 8-разрядный.

Количество бит, необходимое для кодирования одного уровня звука, называется глубиной звука. Объём моноаудиофайла (в байтах) определяется по формуле:

I (бит)=f (Гц) * R (бит) * N (каналов) * t (сек)                        (7)

где f – частота дискретизации (Гц);

R – глубина кодирования (разрядность звуковой карты);

N – количество каналов (1 – моно, 2 – стерео);

t – время звучания в сек.

При стереофоническом звучании объём аудиофайла удваивается, при квадрофоническом звучании – учетверяется.

Если известна глубина кодирования, то количество уровней громкости цифрового звука можно рассчитать по формуле:

N = 2I                                                        (8)

где I  – глубина кодирования.

Пусть глубина кодирования звука составляет 16 битов, тогда количество уровней громкости звука равно: N = 2I = 216 = 65536.

Пример №1: Рассчитайте объем стереоаудиофайла длительностью 20 секунд при 20-битном кодировании и частоте дискретизации 44.1 кГц.

Решение.

V = 20 бит * 20 * 44100 * 2 = 35280000 бит = 4410000 байт = 4.41 Мб

При кодировании графической растровой информации учитывается количество цветов и разрешение монитора, размер изображения.

Количество цветов в палитре изображения вычисляется по формуле:

N = 2I                                                        (9)

где I – глубина цвета.

Объем графического изображения определяется по формуле:

V = M х N⋅I                                                (10)

где I – глубина цвета;

  M х N  -  Разрешающая способность экрана в пикселях или размер изображения в битах.

Пример №2: Если экран монитора имеет растр 600Х800 пикселей и каждый пиксель имеет размер 24 бита, то общий объём изображения со всего экрана

V = 600Х800⋅24 = 11520000 бит =11520000/8 = 1440000 байт/1024 = 1406,25 кб/1024 = 1,37 Мб

Ход работы:

Определите цвет, закодированный в RGB при 256 градациях тона:

а)  (255,255,255);

б) (0, 255,0);

в)  (0,0,127);

г) (127, 0,0).

Решите задачи:

Определите количество цветов, отображаемых на экране монитора при глубине цвета 16 бит; Определите количество цветов, отображаемых на экране монитора при глубине цвета 24 бита; Для хранения растрового изображения размером 64×64 пикселя отвели 512 байтов памяти. Определите максимально возможное число цветов в палитре изображения; Для хранения растрового изображения размером 128x128 пикселей отвели 4 Килобайта памяти. Определите максимально возможное число цветов в палитре изображения. Использовать операции со степенями двойки; Укажите минимальный объем памяти (в килобайтах), достаточный для хранения любого растрового изображения размером 64×64 пикселя, если известно, что в изображении используется палитра из 256 цветов. Саму палитру хранить не нужно; Голубой цвет на компьютере с объемом страницы видеопамяти 250 Кбайт кодируется кодом 0000 0011. Определите разрешающую способность графического дисплея; Известно, что видеопамять компьютера имеет объем 512 Кбайт. Разрешающая способность экрана 640 на 200. Сколько страниц экрана одновременно разместится в видеопамяти при палитре из 8 цветов/16 цветов/256 цветов? Определите объем памяти, который занимает одна минута цифрового звука (стерео), записанного с частотой 44,1 кГц  и разрядностью 16 бит; Определите объем памяти, который занимает одна минута цифрового звука (моно), записанного с частотой 32 кГц и разрядностью16 бит; Определите объем памяти, который занимает 5 минут цифрового звука (стерео), записанного с частотой 32 кГц и разрядностью16 бит; Определите объем памяти, который занимает одна минута цифрового звука (стерео), записанного с частотой 44,1 кГц  и разрядностью 8 бит; Объем свободной памяти на диске — 5,25 Мб, разрядность звуковой платы — 16 битов. Какова длительность звучания цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 22,05 кГц? Одна минута записи цифрового аудиофайла занимает на диске 1,3 Мб, разрядность звуковой платы – 8 бит. С какой частотой дискретизации записан звук? Две минуты записи цифрового аудиофайла занимают на диске 5,1 Мб. Частота дискретизации — 22 050 Гц. Какова разрядность аудиоадаптера? Объем свободной памяти на диске — 0,1 Гб, разрядность звуковой платы — 16. Какова длительность звучания цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 44 1001Гц?

Полученные результаты занесите в итоговую таблицу. Ответьте на контрольные вопросы:

Перечислите параметры, влияющие на объем графического изображения; Напишите формулу для вычисления объёма моноаудиофайла.

Оформите и сдайте отчет преподавателю.

Практическая работа №11

Название практической работы: Сжатие и архивирование информации. Повышение помехозащищенности и помехоустойчивости передачи информации