Hatodik gyakorlat Rendszer, adat, információ
Alapfogalmak • Rendszer: A rendszer egymással kapcsolatban álló elemek összessége, amelyek adott cél érdekében együttmőködnek egymással, és mőködésük során erıforrásokat használnak fel. • Adat: értelmezhetı ismeret. minden olyan ismeretet, mely elızıleg már rögzítésre került. Az adat az információ rögzített megjelenési formája. Az adatokat az információtól meg kell különböztetni. Mindig az információ a magasabb rendő, az adatok az információ részét képezik. • Információ. Értelmezett adat., a számunkra valamilyen szempontból érdekes és új ismereteket tartalmaz.
Alapfogalmak • Információs rendszer: Az egymással kapcsolatban álló információs folyamatokat együtt információs rendszernek nevezzük. követelmények: – gyors és pontos kommunikáció – nagy mennyiségő adat tárolása- gyors adatfeldolgozás
Alapfogalmak • Tudás: A tudás összegyőjtött, rendszerezett ismeretek, adatok összessége, amelyek segítségével meghatározott feladatokat, problémákat oldhatunk meg. • Jel: a jelek az információ hordozói. A jeleket rendszerint kódoljuk: ilyenkor az egyes jeleknek kódokat feleltetünk meg. A lehetséges kódok halmazát kódábécének nevezzük. Példul: beszédhangok, zenei hangok, latin ábécé, morzejelek .
Az információátvitel alapmodellje • adó (az információ megadása és kódolása fizikai jelekkel) – információforrás – információ kódoló
• csatorna (itt történik meg a fizikai jel átvitele) -> zajforrás • vevı (információ dekódolása a fizikai jelekbıl) kognitív szőrı és információ dekódoló —> információnyelı – információ feldolgozása – információ felhasználása – információ tárolása
Fizikai jelek • Az analóg jelek térben és idıben folytonosak, tehát egy s=s(t) folytonos függvénnyel írhatóak le (egy egyváltozós függvény legegyszerőbben egy kétdimenziós grafikonnal ábrázolható). – két szélsı érték között a fizikai jel nagysága tetszıleges lehet – a jel nagysága idıben folytonosan változik (vagy változhat)
Például: analóg hangjelek (megadhatóak az amplitúdó idıbeli változását leíró folytonos függvénnyel)
• Egy folyamatos eseményt folyamatosan ábrázolunk az idıben = analóg jel. • Matematikailag: s=s(t) – s: tetszıleges jelparaméter (pl. v(t) feszültség) • Függı változó (az idıtıl)
– t: idı (független változó)
• A jeleket meghatározott idıtartományban mérjük • A jelnek létezik értékkészlete
Fizikai jelek • A digitális jelek térben és idıben diszkrétek, tehát egy adatsorral (sorozattal) írhatóak le, amelyek szemléletesen pl. egy táblázatban adhatóak meg. – a fizikai jel nagysága csak néhány meghatározott érték lehet – az egyes fizikai jelek idıtartama egy meghatározott (rendszerint rövid) érték, amelyhez egy meghatározott jelnagyság tartozik
• Legnagyobb ábrázolható érték: ZMax=2w-1 – Legmagasabb helyiérték: MSB (most significant bit) – Legalacsonyabb helyiérték: LSB (least significant bit)
• Így minden optikai és akusztikai jelet digitalizálhatunk, gépileg feldolgozhatóvá tehetünk.
• Adatstruktúrák: Az elemi adatokból különbözı adatstruktúrákat létesíthetünk. Ilyenek: – tömbstruktúra – tömb: az egy típusú adatokból álló rendezett adatsor – rekordstruktúra – rekord: tetszıleges típusú adatok egységgé való összekapcsolásakor keletkezik
• Adatfeldolgozás: Az adatokon végzett mőveletek, ez többnyire a következıkbıl áll: – Adatelıkészítés – Adatbevitel – Az adatok valamilyen algoritmus (meghatározott lépéssorozat) alapján történı feldolgozása – Adatkivitel
Kódolás, kódrendszerek • Az adatok megjelenési formája leggyakrabban írott/nyomtatott szöveg. Ennek egységeleme a karakter. • Karakter: betők, számjegyek, különleges jelek alfabetikus, numerikus, alfanumerikus jelek • Számítógépes feldolgozáshoz az adatokat át kell alakítani a szg. mőködésének megfelelıen 0 és 1-bıl álló jelsorozattá. • Kódolás: az adatok formai átalakítása, ahol a kódolás elıtti és utáni forma között kölcsönösen egyértelmő megfeleltetés van.
• Digitális kódolás: a kódolás számjegyes módja. Másodlagos kódolás, mivel valamilyen elsıdleges kódrendszerrel (beszéd, írás) már kódolt információ egyértelmő továbbkódolása.Különbözı számrendszerekben mehet végbe.
Bináris karakterábrázolás • •
A karakter-kódszám megfeleltetést kódtáblába foglaljuk. ASCII (American Standard Code for Information Interchange) 7 bites (128 érték); vezérlıjelek 0-31; az angol ábécé karakterei, számok 32-127
Bináris karakterábrázolás •
•
ANSI (American National Standard Institute)8 bites (256 érték) két rész: 0-127 ASCII kódok; 128-255 egyéb karakterek - nyelvi kódlapok; Microsoft Magyarország számára: 852 ANSI és ISO nemzetközi szabványnak megfelelı (Windows alatti) 1250-es kódlap UNICODE 16 bites (65 ezer érték) kompatibilis az ASCII kódkészlettel és tartalmazza a ma használt írások nagy részét (latin, görög, cirill, héber, arab)
Bináris színábrázolás Az emberi szem számára a látható fény az elektromágneses sugárzás 380-780 nanométer közötti tartománya. A fényhullámok színérzetet keltenek. A színérzet jellemzıi: – színezet (a fény hullámhossza); – telítettség (a fehér szín aránya a többihez); – világosság (fényenergia mennyisége);
Az adott színérzetet elérhetjük additív és szubsztraktív színkeveréssel
Színkeverések Additív (monitorok) • Vörös „ red (R) • Zöld – green (G) • Kék – blue (B) R+G+B=fehér RGB színkeverés
Szubsztraktív (nyomtató) • Ciánkék-cyan (C) • Bíborvörös-magenta (M) • Sárga-yellow (Y) C+M+Y=fekete a gyakorlatban nem tiszta 4 kiegészítı szín: fekete (K) CMYK színkeverés
Bináris hangábrázolás • A hang leírható különbözı frekvenciájú (rezgésszámú) és amplitúdójú szinuszjelek összegével. • A hanghullámokból bizonyos idıközönként mintát vesznek. (1KHz=1000mintavétel/sec) Általában 11KHz, 22KHz, 44KHz sebességgel vesznek mintát.
Bináris hangábrázolás • Mintavételkor a szinuszgörbe amplitúdóját számmá alakítják = kvántálás (egymásba nem nyúló, véges sok intervallumra osztják az értéktartományt és minden intervallumot egy kijelölt elemével reprezentálnak. • A kvántálás során kapott értéket kódolják bináris formában.
