Digitalizácia informácii

Informatika – veda, ktorá sa zaoberá procesom vyhľadávania, získavania, spracovávania, uchovávania, ochrany a šírenia (prezentácie, prenosu) informácií.

Informácie = fakty, ktoré ľudstvo zbiera, spracúva a odvádza ďalej (analógové informácie)

Údaje = informácie uložené v bin.kóde

Binárny kód – postupnosť znakov 0 a 1

Pamäť počítača – milióny prepínačov (obvodov), z ktorých každý je buď v polohe 1 alebo 0.

Postupnosti prepínačov - sú rôzne informácie.

Prepínač - je najmenšia jednotka binárneho kódu.

Reprezentácia údajov v počítači: 0 a 1 (binárny kód). Najmenšou jednotkou je 1 b (bit) (0 alebo 1). Odvodené jednotky sú 1 B (1 byte = 8 bitov), kB (1024 B), MB (1024 kB), GB (1024 MB), TB (1024 GB) ...

Pomocou n-bitov vieme kódovať 2ⁿ navzájom rôznych informácií.

 

Prevody jednotiek:

1    bit           = 1 b 

8    bitov       = 1 B (bajt)

1024 bajtov  = 1 KB (kilobajt)

1024 KB       = 1 MB (megabajt)

1024 MB      = 1 GB (gigabajt)

1024 GB       = 1 TB (terabajt)

Základnou jednotkou informácie je jeden bit (z angl. BInary digiT=dvojková číslica), ktorý môže obsahovať hodnotu nula alebo jedna.
Nadradenou jednotkou informácie, je jeden bajt (angl. byte). Je to vlastne skupina ôsmich bitov. Zvyčajne je to najmenšia jednotka pamäte počítača používaná na zakódovanie jedného písmena, číslice alebo iného znaku.

Keby sme to matematicky  prepočítali zistíme, že takto môžme vytvoriť 28 rôznych kombinácií 0 a 1 , čo je presne 256 rôznych kombinácií ( 2 na ôsmu).

Máme obrázok veľkosti 640x480bodov. Vypočítajte, aký veľký bude (v KB) nekomprimovaný súbor obrázka, ak každý bod môže byť zafarbený:

     čiernobiely            37,5KB   (640*480)/1024 / 8   = 37,5 KB

      16 farieb              150 KB   (640*480)/1024 / 2   = 150  KB

      256 farieb             300 KB   (640*480)/1024       = 300  KB

      High Colour (65 5320)   600 KB   (640*480)/1024 *2    = 600  KB

               True Colour (16 777 216) 900 KB   (640*480)/1024 * 3   = 900  KB

Ako vzniká digitálna informácia

Digitalizovať informáciu znamená zapísať ju v binárnom kóde:   1. rozdeliť informáciu  a  2. očíslovať možnosti

1. Ako rozdeliť informáciu

Máme napr. rastrový obrázok, Obrázok zväčšíme, priložíme naň štvorcovú sieť čiar.

Každý štvorček tejto siete bude tvoriť jej obrazový bod (pixel) – najmenšiu čiastočku informácie.

2. Číslovanie možností

U obrázka to najčastejšie znamená očíslovanie všetkých použitých farieb.

Opäť platí: n bitov umožňuje zakódovať  2ⁿ  farieb.

Hustota mriežky sa nazýva vzorkovacia frekvencia (označuje sa ako dpi, bodov na palec).

Kódovanie – znaky a text

• nekódujeme význam, resp. zmysel danej textovej informácie, kódujeme len znaky z textu,
• každému znaku je priradená číselná hodnota pomocou kódovacej tabuľky (teda Priradenie binárnych kódov znakom sa nazýva kódová tabuľka),
• každý národ, resp. skupina národov používa svoju kódovaciu tabuľku => problém s dekódovaním informácie pri prenose medzi národmi,
• ASCII – (American Standard Code for Information Interchange) – prvý pokus z roku 1968 o štandardizáciu sady znakov, prvých 128 znakov (ASCII Character Set) je úplne štandardizovaných prakticky na všetkých hardverových a softvérových platformách, druhých 128 znakov je určených pre použitie výrobcami hardvéru a softvéru,
• Windows 1250 – 8 bitová kódovacia tabuľka určená pre stredoeurópske krajiny v prostredí MS Windows,
• ISO 8859-2 – medzinárodný štandard, 8 bitová kódovacia tabuľka pre východnú Európu,
• UNICODE – 16 bitová kódovacia tabuľka, umožňuje kódovanie takmer všetkých abecied všetkých národov (vrátane národov vyhynutých), plus rôzne špeciálne znaky a symboly (2¹⁶ možností, teda dostaneme mať možnosť  65536 znakov.). Je rozšírením štandardu ASCII a prvých 128 znakov úplne korešponduje s prvými 128 znakmi ASCII. Výhodou je, že sa uľahčí výmena informácií medzi rôznymi národmi, lokalizácia softvéru. Nevýhodou je, že potrebuje dvakrát viac bitov na kódovanie každého znaku.

Hľadáme napr. kód pre $

Stĺpec -  32

Riadok – 4

32 + 4 = 36  (v binárnej sústave: 00100100)

Hľadáme písmeno pre napr. 01001101

Rozdelíme na dve skupiny po 4 bity : 0100 a 1101

0100 je v desiatkovej sústave 4. Vynásobíme ju 16.

4 x 16 = 64 – stĺpec

1101 je v desiatkovej sústave = 13 - riadok

 

Kódovanie farieb

Rastrová grafika

Obrázky sú tvorené pixlami (bodmi, rastrami).

Čiernobiely obrázok – 1 bod (pixel) = 1 bit

Farebný obrázok:

             16 farebný obr.      1 bod = 4 bity

            256 farieb               1 bod = 8 bitov

            65536 farieb           1 bod = 16 bitov

            True colour            1 bod = 24 bitov

Výhody

• dajú sa dobre upravovať, viac možností, nástrojov...

Nevýhody

zaberajú veľa miesta v pamäti, slabšia kvalita

• pri zväčšovaní, zmenšovaní strácajú kvalitu (sú "zubaté")

Formáty rastrových obrázkov:

BMP (bitová mapa) – zaberá veľký priestor, môžu používať až 16 mil. farieb.

GIF – rastrový obrázok je skomprimovaný takto: skupina rovnakých alebo podobných bodov sa zapíše ako krátka informácia, bezstratová kompresia, max. 256 farieb

JPG (JPEG) – rastrový obrázok je skomprimovaný, komprimuje sa tu tzv. stratovou kompresiou (využíva sa fakt, že nevnímame rozdiely medzi prechodmi). Použitie pri obrázkoch bez ostrých hrán, napr. pri fotkách

PNG – komprimovaný formát, podobné ako GIF ale lepšie, bezstratová kompresia, používaný na webe

Digitálne video - obrázky v pohybe

Formáty pre video – AVI, MOV, MPG

Vektorová grafika

Obrázky nie sú tvorené pixlami, ale samostatnými objektmi (čiary, plochy...).

Výhody

• zväčšovanie, zmenšovanie, zošikmovanie obrázku nevplýva na jeho kvalitu
  ü
• zaberá menej miesta v pamäti

Nevýhody

• menej možností na editovanie

Formáty vektorových obrázkov:

 SVG (internet)

 WMF (pr. V klipartoch MS OFFICE)

 FLA (Macromedia Flash)

Kódovanie - zvuk

Program, ktorý pracuje so zvukom si prečíta hodnoty namerané zvukovou kartou a zaznamená ich v súbore typu WAV.

Hustota s akou sa meria výška vlny sa nazýva vzorkovacia frekvencia.