Кодирование символьной информации (международные системы байтового кодирования.)

Тексты на естественных языках, числа, математические и специальные символы должно иметь возможность быть введенным в компьютер. В силу безусловного приоритета двоичной системы счисления при внутреннем представлении информации в компьютере кодирование «внешних» символов основывается на сопоставлении каждому из них определенной группы двоичных знаков. При этом из технических соображений и из соображений удобства кодирования-декодирования следует пользоваться равномерными кодами, т.е. двоичными группами равной длины.

Для кодирования двух естественных алфавитов минимально достаточное иметь равномерный код их группы по 8 двоичных знаков; в этом случае можно закодировать 256 различных символов. Поскольку 8 двоичных символов составляют 1 байт, то говорят о системах «байтового» кодирования.

Наиболее распространены две такие системы: EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) и ASCII (American Standard Information Interchange). Первая исторически тяготеет к большим машинам, вторая чаще используется на мини- микро-ЭВМ и ПК. Знакам алфавита PC ставится в соответствие шестнадцатеричные числа по правилу: первая – номер столбца, вторая – номер строки. Например, «Б» – код 81, «д» – код А4.

Но даже 8-битная кодировка недостаточна для кодирования всех символов. Все препятствия могут быть сняты при переходе на 16-битную кодировку Unicode, допускающую 65536 кодовых комбинаций.

 

Часть 2

Задание для контрольной работы, указания по оформлению.

Контрольная работа за I- семестр.

Контрольная работа должна быть выполнена в тетради в клеточку, с подробными объяснениями по каждому заданию. Вариант определяется по последней цифре номера зачетной книжке.

Вариант 0

1. Сообщение, записанное буквами из 64-х символьного алфавита, содержит 20 символов. Какой объем информации оно несет?

2. В корзине лежат 8 черных шаров и 24 белых. Сколько информации несет сообщение о том, что достали черный шар?

3. Преобразуйте числа.

(36)₁₀=()₂, (2fa)₁₆=()₁₀, (11011.01)₂=()₁₀ , (2207)₈=()₁₀, (8769)₁₀=()₁₆ , (1024)₁₀=()₈

4. Найдите значение выражения.

101101₂+11011₂, 6346₈-447₈, 1c₁₆*ab₁₆

5. Определить алфавит, с помощью которого записан текст. Определить минимальную длину кодовой комбинации для кодирования полученного алфавита равномерным двоичным кодом. Разработать вариант кода. Закодировать разработанным кодом текст.

**////---++**/-+

6. Используя правила двоичного кодирования, определите минимальный объем данного изображения в битах и кратным им величинам.

дан: рисунок размером 5Х6 см. (в одном сантиметре 24 точки), палитра- 4 цвета.

7. Выполните действия в системе ЭВМ, сетка 16-ти разрядная.

127- 85

8. Запишите внутреннее представление числа в ЭВМ, сетка 32-х разрядная.

456,123

 

Вариант 1

1. Информационное сообщение, содержащего 2048 символов, составил 1/512 часть Мбайта. Каков размер алфавита, с помощью которого записано сообщение?

2. В корзине лежат 32 клубка шерсти. Среди них – 4 красных. Сколько информации несет сообщение о том, что достали клубок красной шерсти?

3. Преобразуйте числа.

(78)₁₀=()₂ , (100110)₂=()₁₀ , (777)₈=()₁₀ , (999)₁₀=()₈ , (dfe)₁₆=()₁₀ , (1592)₁₀=()₁₆

4. Найдите значение выражения.

1111₂*1011₂, 1566₈-576₈, e85a₁₆-6cb9₁₆

5. Определить алфавит, с помощью которого записан текст. Определить минимальную длину кодовой комбинации для кодирования полученного алфавита равномерным двоичным кодом. Разработать вариант кода. Закодировать разработанным кодом текст.

?????!??????

6. Используя правило двоичного кодирования, определите минимальный объем данного изображения в битах и кратным им величинам.

дан: рисунок размером 4Х7 см. (в одном сантиметре 24 точки), палитра- 2 цвета.

7. Выполните действия в системе ЭВМ, сетка 16-ти разрядная.

100-50

8. Запишите внутреннее представление числа в ЭВМ, сетка 32-х разрядная.

123,45

 

Вариант 2

1. Информационное сообщение объемом 1,5 Кбайта содержит 3072 символа. Сколько символов содержит алфавит, при помощи которого было записано это сообщение?

2. В коробке лежат 64 цветных карандаша. Сообщение о том, что достали белый карандаш, несет 4 бита информации. Сколько белых карандашей было в корзине?

3. Преобразуйте числа.

(568)₁₀=()₂ , (1000111)₂=()₁₀ , (676)₈=()₁₀ , (457)₁₀=()₈ , (dc99)₁₆=()₁₀ , (36)₁₀=()₁₆

4. Найдите значение выражения.

a81c₁₆+9fb67₁₆, 1011₂*1101₂, 77204₈-1655₈

5. Определить алфавит, с помощью которого записан текст. Определить минимальную длину кодовой комбинации для кодирования полученного алфавита равномерным двоичным кодом. Разработать вариант кода. Закодировать разработанным кодом текст.

 

#@$%^&*(#@

6. Используя правило двоичного кодирования, определите минимальный объем данного изображения в битах и кратным им величинам.

дан: рисунок размером 4Х3 см. (в одном сантиметре 24 точки), палитра- 8 цветов.

7. Выполните действия в системе ЭВМ, сетка 16-ти разрядная.

-45+12

8. Запишите внутреннее представление числа в ЭВМ, сетка 32-х разрядная.

45,12

 

Вариант 3

1. Сколько символов содержит сообщение, записанное с помощью 16-ти символьного алфавита, если объем его составил 1/16 часть Мбайта?

2. В ящике лежат перчатки (белые и черные). Среди них- 2 пары черных. Сообщение о том, что из ящика достали пару черных перчаток, несет 4 бита информации. Сколько всего пар перчаток было в ящике?

3. Преобразуйте числа.

(11101)₁₀=()₂ , (11101)₂=()₁₀ , (4123)₈=()₁₀ , (369)₁₀=()₈ , (abc)₁₆=()₁₀ , (1024)₁₀=()₁₆

4. Найдите значение выражения.

37,21₁₆*54₁₆, 27,26₈+46,11₈, 1,1101₂*0,0101₂

5.. Определить алфавит, с помощью которого записан текст. Определить минимальную длину кодовой комбинации для кодирования полученного алфавита равномерным двоичным кодом. Разработать вариант кода. Закодировать разработанным кодом текст.

 

123456789!»№;%:?* 234

6. Используя правило двоичного кодирования, определите минимальный объем данного изображения в битах и кратным им величинам.

дан: рисунок размером 6Х6 см. (в одном сантиметре 24 точки), палитра- 16 цветов.

7. Выполните действия средствами системы ЭВМ, сетка 16-ти разрядная.

4521-3003

8. Запишите внутреннее представление числа в ЭВМ, сетка 32-х разрядная.

-12,3456

 

Вариант 4

1. Сколько килобайтов составляет сообщение, содержащее 12288 битов?

2. В классе тридцать человек. За контрольную работу по математике получено 6 пятерок, 15 четверок, 8троек и 1 двойка. Какое количество информации в сообщении о том, что Иванов получил четверку?

3. Преобразуйте числа.

(1212)₁₀=()₂ , (111110)₂=()₁₀ , (654)₈=()₁₀ , (4789)₁₀=()₈ , (d45a)₁₆=()₁₀ , (4569)₁₀=()₁₆

4. Найдите значение выражения.

2870,ab₁₆+65,62₁₆ 115,35₈-55,76₈ 0,0110111₂+0,1101101₂

5. Определить алфавит, с помощью которого записан текст. Определить минимальную длину кодовой комбинации для кодирования полученного алфавита равномерным двоичным кодом. Разработать вариант кода. Закодировать разработанным кодом текст.

 

//////*****/////******/////*

6. Используя правило двоичного кодирования, определите минимальный объем данного изображения в битах и кратным им величинам.

дан: рисунок размером 14Х10 см. (в одном сантиметре 24 точки), палитра- 2 цвета.

7. Выполните действия в системе ЭВМ, сетка 16-ти разрядная.

7836-5610

8. Запишите внутреннее представление числа в ЭВМ, сетка 32-х разрядная.

63,2598

 

 

Вариант 5

1. Преобразуйте числа.

(85401)₁₀=()₂ , (10101010)₂=()₁₀ , (14701)₈=()₁₀ , (953)₁₀=()₈ , (eda)₁₆=()₁₀ , (249)₁₀=()₁₆

2. Известно, что в ящике лежат 20 шаров. Из них 10- черных, 5- белых, 4- желтых и 1-красный. Какое количество информации несут сообщение о том, что из ящика случайным образом достали черный шар, белый шар, желтый шар, красный шар?

3. Найдите значение выражения.

Ade₁₆+fff₁₆ 101010,11₂*1001,01₂ 777₈+111₈

4. Сколько килобайт составит сообщение из 384 символов 16-ти символьного алфавита?

5. Определить алфавит, с помощью которого записан текст. Определить минимальную длину кодовой комбинации для кодирования полученного алфавита равномерным двоичным кодом. Разработать вариант кода. Закодировать разработанным кодом текст.

123456789!»№;%:?* 234№;%

6. Используя правило двоичного кодирования, определите минимальный объем данного изображения в битах и кратным им величинам.

дан: рисунок размером 8Х8 см. (в одном сантиметре 24 точки), палитра- 16 цветов.

7. Выполните действия в системе ЭВМ, сетка 16-ти разрядная.

-52+ 456

8. Запишите внутреннее представление числа в ЭВМ, сетка 32-х разрядная.

-78,96

 

 

Вариант 6

1. Преобразуйте числа.

(789)₁₀=()₂ , (1,10000011)₂=()₁₀ , (177)₈=()₁₀ , (1023)₁₀=()₈ , (af12e)₁₆=()₁₀ , (1751)₁₀=()₁₆

2. За четверть ученик получил 100 оценок. Сообщение о том, что он получил четверку, несет 2 бита информации. Сколько четверок ученик получил за четверть?

3. Найдите значение выражения.

567₈+752₈ 101.11₂*111.11₂ dfe2₁₆-456₁₆

4. Для записи текста использовался 256-символьный алфавит. Каждая страница содержит 30 строк по 70 символов в строке. Какой объем содержат 5 страниц текста?

5. Определить алфавит, с помощью которого записан текст. Определить минимальную длину кодовой комбинации для кодирования полученного алфавита равномерным двоичным кодом. Разработать вариант кода. Закодировать разработанным кодом текст.

!@######$%!!!!@

6. Используя правило двоичного кодирования, определите минимальный объем данного изображения в битах и кратным им величинам.

дан: рисунок размером 7Х7 см. (в одном сантиметре 24 точки), палитра- 3 цвета.

7. Выполните действия в системе ЭВМ, сетка 16-ти разрядная.

896- 477

8. Запишите внутреннее представление числа в ЭВМ, сетка 32-х разрядная.

32,456

 

Вариант 7

Преобразуйте числа.

(5656)₁₀=()₂ , (1101110,01)₂=()₁₀ , (4567)₈=()₁₀ , (4587)₁₀=()₈ , (d45)₁₆=()₁₀ , (9637)₁₀=()₁₆

2. Для ремонта школы использовали белую, синюю и коричневую краски. Израсходовали одинаковое количество банок белой и синей краски. Сообщение о том, что закончилась банка белой краски, несет 2 бита информации. Синей краски израсходовали 8 банок. Сколько банок коричневой краски израсходовали на ремонт школы?

3. Найдите значение выражения.

1754₈-321₈ 100001.1101₂+10000.1101₂ a.f₁₆*e.2₁₆

4. Сообщение занимает три страницы по 25 строк. В каждой строке записано по 60 символов Сколько символов в использованном алфавите, если всё сообщение содержит 1125 байтов?

5. Определить алфавит, с помощью которого записан текст. Определить минимальную длину кодовой комбинации для кодирования полученного алфавита равномерным двоичным кодом. Разработать вариант кода. Закодировать разработанным кодом текст.

 

****???!!$$**!$?*??

6. Используя правило двоичного кодирования, определите минимальный объем данного изображения в битах и кратных им величинах.

дан: рисунок размером 8Х7 см. (в одном сантиметре 24 точки), палитра- 7 цветов.

7. Выполните действия в системе ЭВМ, сетка 16-ти разрядная.

1151-114

8. Запишите внутреннее представление числа в ЭВМ, сетка 32-х разрядная.

325.488

 

Вариант 8

1. Преобразуйте числа.

(4861)₁₀=()₂ , (1010001,0101)₂=()₁₀ , (7126)₈=()₁₀ , (8844)₁₀=()₈ , (123)₁₆=()₁₀ , (1256)₁₀=()₁₆

2. В корзине лежат белые и черные шары. Среди них 18 черных шаров. Сообщение о том, что из корзины достали белый шар, несет 2 бита информации. Сколько всего в корзине шаров?

3. Найдите значение выражения.

4311₈+722₈ 10100011₂*1,01₂ abe.f1₁₆+45.6₁₆

4. Для записи сообщения использовался 64-х символьный алфавит. Каждая страница содержит 30 строк. Все сообщение содержит 8775 байтов информации и занимает 6 страниц. Сколько символов в строке?

5. Определить алфавит, с помощью которого записан текст. Определить минимальную длину кодовой комбинации для кодирования полученного алфавита равномерным двоичным кодом. Разработать вариант кода. Закодировать разработанным кодом текст.

 

123$$333122321$$1

6. Используя правило двоичного кодирования, определите минимальный объем данного изображения в битах и кратных им величинах.

дан: рисунок размером 3Х6 см. (в одном сантиметре 24 точки), палитра- 10 цвета.

7. Выполните действия в системе ЭВМ, сетка 16-ти разрядная.

-899+998

8. Запишите внутреннее представление числа в ЭВМ, сетка 32-х разрядная.

-78.961

 

Вариант 9

1. Преобразуйте числа.

(6397)₁₀=()₂ , (111000111)₂=()₁₀ , (637)₈=()₁₀ , (5719)₁₀=()₈ , (efda1)₁₆=()₁₀ , (3654)₁₀=()₁₆

2. Частотный словарь русского языка - словарь вероятностей (частот) появление букв в произвольном тексте – приведен ниже. Определите, какое количество информации несет каждая буква этого словаря.

Символ	Частота	Символ	Частота	Символ	Частота	Символ	Частота
О	0,090	в	0,035	я	0,018	ж	0,007
е, ё	0,072	к	0,028	ы,з	0,016	ю, ш	0,006
а,и	0,062	м	0,026	ь, ъ, в	0,014	ц, щ, э	0,003
т, н	0,053	д	0,025	ч	0,013	ф	0,002
С	0,045	п	0,023	й	0,012
Р	0,040	у	0,021	х	0,009

 

3. Найдите значение выражения.

1673₈-376₈ 10001.11₂*11101₂ 1def2.a₁₆+654.99₁₆

4. Сообщение занимает 2 страницы и содержит 1.16 Кбайта информации. На каждой странице записано 256 символов. Какова Мощность использованного алфавита?

5. Определить алфавит, с помощью которого записан текст. Определить минимальную длину кодовой комбинации для кодирования полученного алфавита равномерным двоичным кодом. Разработать вариант кода. Закодировать разработанным кодом текст.

6.

()*&(((())))^&&&*$(

6. Используя правило двоичного кодирования, определите минимальный объем данного изображения в битах и кратных им величинах.

дан: рисунок размером 5Х8 см. (в одном сантиметре 24 точки), палитра- 8 цвета.

7. Выполните действия в системе ЭВМ, сетка 16-ти разрядная.

632- 480

8. Запишите внутреннее представление числа в ЭВМ, сетка 32-х разрядная.

-34.275

 

Экзаменационные вопросы за I- семестр.

1. Информатика, как научная дисциплина. Объект «информатики».

Предметная область «Информатики» как науки.

2. Виды и свойства информации. Адекватность методов и данных.

3. Методы оценки количества информации.

4. Основные понятия теории алгоритмов (основные классы алгоритмических моделей).

5. Системы счисления. Позиционные системы счисления. (Основания, базисные числа, запись произвольного числа Х в К-ичной системе).

6. Формы представления числовой информации в ЭВМ. Представление целых чисел.

7. Формы представления числовой информации в ЭВМ. Представление вещественных чисел

8. Представление текстовой, графической, звуковой, видеоинформации в ЭВМ.

9. Логические основы построения ЭВМ.

10. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и хранения информации.

11. Принципы организации информационных процессов в вычислительных устройствах. (Принципы фон-Неймана). Программное управление ЭВМ.

12. Структурно-функциональная схема ПЭВМ.

13. Поколения вычислительных средств.

14. Микропроцессоры. Типы микропроцессоров. Регистры и их назначения. Основные технические характеристики.

15. Основная память. Физическая, логическая структура.

16. Микросхема ПЗУ и система BIOS. Энергонезависимая память CMOS.

17. Устройства ввода-вывода информации. Клавиатура. Манипуляторы. Устройства ввода графических данных. Средства речевого ввода. Печатающие устройства. Графопостроители. Технические характеристики.

18. Видеосистема ПК.

19. Основные технические характеристики ПК. Слагаемые производ. ПК.

20. Общие сведения о программном обеспечении ПЭВМ. Структура ПО ПЭВМ. Системное ПО.

21. ОС. Типы ОС. Виды интерфейса пользователя.

22. ОС DOS. Структуры DOS.

23. Файловая система DOS. Файлы. Устройства. Каталоги. Спецификация файла и каталога.

24. Структура системного диска. Загрузка DOS.

25. Размещения DOS на диске и в оперативной памяти.

26. Технология работы в MS DOS. Общие сведения о командах. Внутренние и внешние команды DOS. Выполнение команд и программ.

27. Технология работы в MS DOS. Общие сведения о командах. Классификация команд DOS.

28. Размещение информации на магнитных дисках. Физический формат диска. Логический формат жесткого диска.

29. Структура загрузочной записи (ВК). Структура каталогов (Rdir). Структура таблицы размещения файлов (FAT).

30. Оболочки ОС. Оболочка NC. Общая характеристика. Принцип работы. Создание пользовательского меню. Создание файла расширений.

31. Сервисное ПО в среде MS-DOS. Программы – архиваторы. Общие сведения об архивации файлов (arj, rar).

32. Сервисное ПО в среде MS-DOS. Программы обслуживания магнитных дисков (восстановление информации, поврежденных файлов и дисков, ускорение их работы). Комплект утилит Norton Utilities.

33. Сервисное ПО в среде MS-DOS. Антивирусные средства. Характеристика компьютерных вирусов.