Основы языка разметки гипертекста (HTML) Базовые понятия
Основы алгоритмического программирования (типы данных, операторы, функции, процедуры и т.д.)
Законы логики Базовые понятия
Логическая схема триггера. Использование триггеров в оперативной памяти
Практическое задание. Формирование запроса на поиск данных в среде системы управления базами данных
Двоичное кодирование графической информации. Растр. Пиксель. Глубина цвета
Алгоритмическая структура "выбор" Базовые понятия
Событийное объектно-ориентированное программирование. Событийные и общие процедуры
Г. — немецкий математик Лейбниц создает первый арифмометр, позволяющий выполнять все четыре арифметических операции
Различные типы компьютерных вирусов: методы распространения, профилактика заражения
Логические переменные и функции, их преобразование. Таблицы истинности
Так юристы называют нас — простых смертных, в отличие от юридических лиц, т.е. организаций
Основные способы защиты информации на локальном компьютере и в компьютерных сетях
Навигация
Двоичное кодирование графической информации. Растр. Пиксель. Глубина цвета
Готовимся к экзамену по информатике
225204
знака
6
таблиц
0
изображений
2. Двоичное кодирование графической информации. Растр. Пиксель. Глубина цвета
Базовые понятия
Растр — специальным образом организованная совокупность точек, на которой представляется изображение.
Пиксель — логический элемент изображения.
Обязательно изложить
Людям издавна хотелось зафиксировать окружающие их предметы и события в виде наглядных графических изображений. Свидетельством этому являются рисунки со сценами охоты на стенах пещер, планы местности и многое другое. Важными техническими шагами в данном направлении явились изобретение практической деятельности (ссылка есть выше) необходимо проследить все этапы решения содержательной задачи — с исследования моделируемой предметной области и постановки задачи до интерпретации результатов, полученных в ходе вычислительного эксперимента. Для освоения полной технологической цепочки при решении конкретных задач следует выделять и подчеркивать соответствующие этапы работы.
Ссылка на материалы вопроса
"Информатика" № 14, 2003, с. 3 — 8.
2. Двоичное кодирование звуковой информации. Глубина кодирования и частота дискретизации
Базовые понятия
Дискретная и непрерывная форма представления информации. Аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи.
Дискретизация звукового сигнала по времени и амплитуде.
Теорема Найквиста для выбора частоты дискретизации звука.
Обязательно изложить
Звуковые сигналы в окружающем нас мире необычайно разнообразны. Для их записи с целью последующего воспроизведения необходимо как можно точней сохранить форму кривой зависимости интенсивности звука от времени. При этом возникает одна очень важная и принципиальная трудность: звуковой сигнал непрерывен, а компьютер способен сохранить в памяти пусть очень большое, но конечное число дискретных величин. Следовательно, в процессе записи звуковая информация должна быть "оцифрована", т.е. из аналоговой непрерывной формы переведена в цифровую дискретную. Данную функцию выполняет специальный блок, входящий в состав звуковой карты, который называется аналого-цифровой преобразователь — АЦП.
Каковы основные принципы работы АЦП?
Во-первых, он производит дискретизацию записываемого звукового сигнала по времени. Это означает, что измерение уровня интенсивности звука ведется не непрерывно, а, напротив, в определенные фиксированные моменты времени (удобнее, разумеется, через равные временные промежутки). Частоту, характеризующую периодичность измерения звукового сигнала, принято называть частотой дискретизации. Вопрос о ее выборе далеко не праздный, и ответ в значительной степени зависит от спектра сохраняемого сигнала: существует специальная теорема Найквиста, согласно которой частота "оцифровки" звука должна как минимум в 2 раза превышать максимальную частоту, входящую в состав спектра сигнала.
Во-вторых, АЦП производит дискретизацию амплитуды звукового сигнала. При измерении имеется "сетка" стандартных уровней (например, 256 или 65 536 — это количество характеризует глубину кодирования), и текущий уровень измеряемого сигнала округляется до ближайшего из них.
Итак, в ходе оцифровки звука мы получаем поток целых чисел, представляющих собой стандартные амплитуды сигналов через равные промежутки времени.
Изложенный метод преобразования звуковой информации для хранения в памяти компьютера в очередной раз подтверждает тезис о том, что любая информация для хранения в компьютере приводится к цифровой форме и затем переводится в двоичную систему. Теперь мы знаем, что и звуковая информация не является исключением из этого фундаментального правила.
Остается рассмотреть обратный процесс — воспроизведение записанного в компьютерный файл звука. Здесь имеет место преобразование в противоположном направлении — из дискретной цифровой формы представления сигнала в непрерывную аналоговую, поэтому вполне естественно соответствующий узел компьютерного устройства называется ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь. Процесс реконструкции первоначального аналогового сигнала по имеющимся дискретным данным нетривиален, поскольку никакой информации о форме сигнала между соседними отсчетами не сохранилось. В разных звуковых картах для восстановления звукового сигнала могут использоваться различные способы. Наиболее наглядный и понятный из них состоит в том, что по имеющимся точкам рассчитывается степенная функция, проходящая через заданные точки, которая и принимается в качестве формы аналогового сигнала.
Желательно изложить
Из курса физики известно, что звук есть колебания среды. Чаще всего средой является воздух, но это совсем не обязательно. Например, звук прекрасно распространяется по поверхности земли: именно поэтому в приключенческих фильмах герои, стараясь услышать шум погони, прикладывают ухо к земле. Напротив, существует весьма эффектный школьный физический опыт, который показывает, что при откачивании воздуха мы перестаем слышать звук находящегося под герметичным колпаком звонка. Важно также подчеркнуть, что существует определенный диапазон частот, к которому принадлежат звуковые волны: примерно от нескольких десятков герц до величины немного более 20 кГц1. Значения этих границ определяются возможностями человеческого слуха.
1 Интересно сопоставить характерные звуковые частоты с тактовой частотой типового микропроцессора — различие составляет примерно 6 порядков, что говорит об огромных возможностях компьютера в обработке звуковой информации.
БИЛЕТ № 17
1. Технология решения задач с помощью компьютера (моделирование, формализация, алгоритмизация, программирование). Показать на примере задачи (математической, физической, экономической, экологической).
2. Двоичное кодирование звуковой информации. Глубина кодирования и частота дискретизации.
3. Задача. Составление таблицы истинности для логической функции, содержащей операции отрицания, (инверсию), умножения (конъюнкцию), сложения (дизъюнкцию).
1. Технология решения задач с помощью компьютера (моделирование, формализация, алгоритмизация, программирование). Показать на примере задачи (математической, физической, экономической, экологической)
Базовые понятия
Модель, идеальная и материальная модель, моделирование, компьютерное моделирование, математическое моделирование, этапы компьютерного моделирования, формализация, компьютерный эксперимент, алгоритм, программа, тестирование и отладка программы.
Обязательно изложить
В решении любой содержательной задачи с использованием компьютера можно выделить ряд этапов.
Первый этап — определение целей моделирования. Основные из них таковы:
• понять, как устроен конкретный объект, какова его структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с окружающим миром (согласно этой цели моделирования получают описательную, или дескриптивную, модель);
• научиться управлять объектом (или процессом) и определить наилучшие способы управления при заданных целях и критериях (оптимизационные и многокритериальные модели);
• научиться прогнозировать прямые и косвенные последствия воздействия на объект (игровые и имитационные модели).
После этого переходят к формализации объекта (процесса), результатом которой и будет в нашем случае модель (математическая или информационная).
Содержательное описание процесса обычно самостоятельного значения не имеет, а служит лишь основой для дальнейшей формализации этого процесса — построения формализованной схемы и модели процесса.
Формализованная схема является промежуточным звеном между содержательным описанием и моделью и разрабатывается в тех случаях, когда из-за сложности исследуемого процесса переход от содержательного описания к модели оказывается невозможным.
Моделирование — процесс построения формальной модели реального явления и ее использование в целях исследования моделируемого явления.
Когда модель сформулирована, выбирается метод и инструментальное средство ее исследования. В зависимости от формализованной постановки задачи в качестве такого средства может выступать либо пакет прикладных программ, либо собственноручно составленная программа.
Если в качестве средства решения задачи выступает тот или иной язык программирования (впрочем, это актуально и для математических пакетов), следующий этап — разработка алгоритма и составление программы для ЭВМ (понятия алгоритма и программы подробно рассматриваются в билете 13, вопрос 1; а основы алгоритмического программирования — в билете 2, вопрос 2).
После составления программы решаем с ее помощью простейшую тестовую задачу с целью устранения грубых ошибок.
Если результаты соответствуют экспериментальным данным или нашим интуитивным представлениям, проводят расчеты по программе, данные накапливаются и соответствующим образом обрабатываются. Чаще удобной для восприятия формой представления результатов являются не таблицы значений, а графики, диаграммы. Иногда численные значения пытаются заменить аналитически заданной функцией, вид которой определяет экспериментатор. Результаты анализа и обработки полученных данных в конечном итоге попадают в отчет о проделанном эксперименте.
Примеры решения содержательных задач из различных областей см.: Шестаков А.П. Профильное обучение информатике в старших классах средней школы (10—11-е классы) на основе курса "Компьютерное математическое моделирование" (КММ) // "Информатика" № 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48/2002.
Желательно изложить
История развития технологии решения задач с использованием ЭВМ.
Примечание для учителей
Чаще всего задачи на программирование предлагаются учащимся уже в формализованном виде. На примере ряда моделей из различных областей науки и для высококачественного воспроизведения звука верхнюю границу обычно с некоторым запасом принимают равной 22 кГц. Отсюда из теоремы Найквиста следует, что частота звукозаписи в таких случаях (например, при записи музыкальных компакт-дисков) должна быть не ниже 44 кГц2. Часто такое высокое качество не требуется, и частоту дискретизации можно значительно снизить. Например, при записи речи вполне достаточно частоты дискретизации 8 кГц. Заметим, что результат при этом получается хотя и не блестящий, но легко разборчивый3 — вспомните, как вы слышите голоса своих друзей по телефону.
При оцифровке звука напрашивается линейная зависимость между величиной входного сигнала и номером уровня. Иными словами, если громкость возрастает в 2 раза, то интуитивно ожидается, что и соответствующее ему число возрастет вдвое. В простейших случаях так и делается, но это не самое лучшее решение. Причина в том, что в широком диапазоне громкости звука человеческое ухо не является линейным. Например, при очень громких звуках (когда "уши закладывает" ) увеличение или уменьшение интенсивности звука почти не дает эффекта, в то время как при восприятии шепота очень незначительное падение уровня может приводить к полной потере разборчивости. Поэтому при записи цифрового звука, особенно при 8-битном кодировании, часто используют различные неравномерные распределения уровней громкости, в основе которых лежит логарифмический закон (ц-law, A-law и другие).
Примечание для учителей
Мы рассмотрели процессы преобразования естественных звуков к виду, пригодному для хранения в компьютере, и последующего их восстановления при воспроизведении. Разумеется, не следует требовать от учеников на экзамене большего. Тем не менее, назовем некоторые интересные вопросы, связанные с компьютерной обработкой звуковой информации, которые полезно знать любому грамотному пользователю. Это, прежде всего сжатие (кто ни разу не использовал файлы МРЗ?), MIDI-запись музыки в виде необычайно компактных "нотных" команд для инструментов, форматы звуковых файлов и их особенности, возможности компьютеров в редактировании фонограмм (фильтрация, удаление помех и т.п.) и другие не менее важные и интересные темы.
Примечание для учеников
Автор советует при подготовке к экзамену прочитать полный материал вопроса, снабженный интересными примерами и иллюстрациями.
2 Обычно используется значение 44 032 Гц, которое делится нацело на 256.
3 Известно, что высокие частоты в основном влияют на "окраску" (тембр) человеческого голоса.
Ссылка на материалы по вопросу
Подробные материалы опубликованы в "Информатике" № 14, 2003. Электронная версия имеется на сайте редакции по адресу http:/ /inf.lsepteniber.ru/ eremin/emc/theory/info/Ъ17__2.html.
По поводу непрерывной и дискретной информации можем порекомендовать почитать ответ на "старый вопрос 3 билета 10, опубликованный в "Информатике" № 14, 2003 (также доступно в Интернете по ссылке из списка литературы предыдущего вопроса).
3. Задача. Составление таблицы истинности для логической функции, содержащей операции отрицания (инверсию), умножения (конъюнкцию), сложения (дизъюнкцию)
Теоретический материал к этому заданию содержится в билете № 23, вопрос 2. Тему предлагаемых практических заданий можно сформулировать так: доказать ряд основных законов алгебры логики путем построения таблицы истинности для обеих частей равенств, которые эти законы выражают.
Вариант 1. Доказать распределительный закон:
~Х и Y • Z = (X u F) • (~Х u Z)
Решение. Построим таблицу истинности, придавая возможные значения логическим переменным (1 — истина, 0 — ложь) и пользуясь соглашением о приоритете логических операций (НЕ, И, ИЛИ в порядке убывания).
| X | у | Z | X | Y- Z | Xu Y- Z | Xu Y | XuZ | (Xu Y) -(XuZ) |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Вариант 2. Доказать одно из правил де Моргана:
| X | Y | X | Y | Х- Y | Xu Y | ||
| Xu Y | X- Y | ||||||
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
Другие варианты логических функций можно найти в учебнике: Шауцукова Л.З. Информатика: Учебное пособие для 10— 11-х классов общеобразовательных учреждений. М.: Просвещение, 2002.
БИЛЕТ № 18
1. Программные средства и технологии обработки текстовой информации (текстовый редактор, текстовый процессор, редакционно-издательские i системы).
2. Алгоритмическая структура "выбор".
3. Задача. Перевод десятичных чисел в двоичную, восьмеричную, шестнадцатеричную системы счисления.
1. Программные средства и технологии обработки текстовой информации (текстовый редактор, текстовый процессор, редакционно-издательские системы)
Базовые понятия
Текстовый редактор, текстовый процессор, настольная издательская система, документ, основные элементы текстового документа, форматы текстовых документов.
Обязательно изложить
Текстовые редакторы (процессоры} относятся к программному обеспечению общего назначения, они предназначены для создания, редактирования, форматирования, сохранения во внешней памяти и печати текстовых документов. Обычно текстовыми редакторами принято называть программы, выполняющие простейшие операции по редактированию текста, а процессорами — программы, обладающие расширенными по сравнению с редакторами средствами для компьютерной обработки текста. Современные текстовые процессоры по своим функциональным возможностям приближаются к издательским системам — пакетам программ, предназначенным для верстки газет, журналов, книг.
Основные функции текстовых процессоров:
• создание документов;
• редактирование;
• сохранение документов во внешней памяти (на дисках) и чтение из внешней памяти в оперативную;
• форматирование документов;
• печать документов;
• составление оглавлений и указателей в документе;
• создание и форматирование таблиц;
• внедрение в документ рисунков, формул и др.;
• проверка пунктуации и орфографии.
Основными элементами текстового документа являются: символ, слово, строка, предложение, абзац, страница, документ.
Обычно текстовые процессоры предусматривают две основные операции изменения формата документа:
• форматирование произвольной последовательности символов (от одного до любого количества, чаще всего эта последовательность предварительно выделяется);
• форматирование абзацев.
При форматировании символов можно изменить:
• шрифт;
• начертание шрифта (полужирный, курсив, подчеркнутый);
• размер шрифта;
• межсимвольный интервал;
• применить к символам эффекты (нижний, верхний индекс, малые строчные буквы и т.д.).
При форматировании символов можно изменить:
• способ выравнивания строк абзаца (влево, вправо, по центру, по ширине);
• отступ в красной строке абзаца;
• ширину и положение абзаца на странице;
• межстрочное расстояние (интерлиньяж) и расстояние между соседними абзацами;
• создать специальные абзацы (маркированные или нумерованные списки и т.д.).
Наиболее распространенные форматы текстовых файлов: текстовый, Rich Text Format, текст DOS, документ Word, документ HTML.
Настольные компьютерные издательские системы широко используются в различных сферах производства, бизнеса, политики, науки, культуры, образования и др. С их помощью верстаются бюллетени, рекламные проспекты, газеты, книги и др.
Настольные издательские системы представляют собой комплекс аппаратных и программных средств, предназначенных для компьютерного набора, верстки и издания текстовых и иллюстративных материалов. Отметим, что с аппаратной точки зрения профессиональная работа с издательской системой требует, прежде всего, монитора с достаточно большой диагональю (19—25"), производительного видеоадаптера с достаточным объемом видеопамяти (порядка 256 Мб — 1 Гб), производительного процессора и объемного жесткого диска. Это связано с тем, что макет чаще всего содержит немало иллюстраций высокого качества, что и требует использования приведенных выше ресурсов.
Назовем некоторые издательские системы: Express Publisher, Illustrator for Windows, Ventura Publisher, PageMaker, TeX (LaTeX) и др. Первые системы общего назначения, последняя предназначена, прежде всего, для верстки текста с преобладанием математических формул и используется многими научными физико-математическими журналами.
Для обработки изображений с целью внедрения их в текст, сверстанный в издательской системе, применяют такие графические пакеты, как CorelDraw, Adobe PhotoShop, и др.
Издательские системы реализованы практически для всех платформ и самых разнообразных операционных систем.
Желательно изложить
Правила компьютерного набора и оформления текстов.
Отличительные черты текстовых процессоров в разных операционных системах.
Дополнительные возможности текстовых процессоров как настольных издательских систем.
Кодирование текстовой информации. Кодировочные таблицы. Кодировки кириллицы.
Сканирование и распознавание текстовой информации.
Ссылка на материалы вопроса
"Информатика" № 14, 2003, с. 3 — 8.
Похожие работы
... раза. В силу специфичности информации схемы определения количества информации, связанные с ее содержательной стороной, оказываются не универсальными. Универсальным оказывается алфавитный подход к измерению количества информации. В этом подходе сообщение, представленное в какой-либо знаковой системе, рассматривается как совокупность сообщений о том, что заданная позиция в последовательности ...
... , коллективной реализации информационных проектов, информационной деятельности в различных сферах, востребованных на рынке труда. В соответствии с целями и задачами обучения в классе информационно-технологического профиля на профильном (повышенном) уровне изучаются предметы: информатика, математика, физика. Ведущим предметом является информатика. Информатика - современная, динамично развивающаяся ...
... одном из элективных курсов. Выбор естественно-математического профиля, во-первых, определяется целью введения данного курса в школе (расширение научного мировоззрения) и, во-вторых, сложностью темы в математическом аспекте. Глава 2. Содержание обучения технологии нейронных сетей Авторы данной работы предлагают следующее содержание обучения технологии нейронных сетей. Содержание образования ...
... сайта на английском языке, а может быть другой версией, возможно, состоящей на первых порах из одной страницы. Глава 2. Проектирование web-сайта образовательного учреждения и размещение его в сети Интернет 2.1 Разработка web-сайта Разработка сайта включает в себя целый комплекс процессов, от которых зависит эффективный конечный результат. Формирование целей и задач сайта. Это первый ...
0 комментариев