Кодування даних та апаратне забезпечення

email:  voronenko@54.edu.ks.ua

Урок 1. Опрацювання даних як інформаційний процес

Кодування та декодування повідомлень 

Мета уроку: 

8 клас Урок 1.pdf

ПРАКТИЧНА РОБОТА

Код Цезаря

Код Полібія

Декодуйте повідомлення, закодовані за розглянутими вище правилами з використанням наведеної таблиці:

а) 53 43 13 52 21 52 42;

б) 62 43 51 34 31 11 33 33 65.

Закодуйте повідомлення, використавши правила кодування, наведені в попередньому завданні:

а)    інформатика;

б)    повідомлення.

Урок 2. Двійкове кодування, кодування тексту, таблиці кодів символів

8 клас Урок 2.pdf

Мета уроку: 

Пояснювальне відео переводу 

Кодування повідомлень із використанням двох сигналів називається двійковим

Набір даних, отриманий у результаті двійкового кодування, називається двійковим кодом.

Цифра 0 або 1 у двійковому коді повідомлення має назву біт.

Послідовність із восьми бітів має назву байт

ПЕРЕВІД З ДЕСЯТКОВОЇ СИСТЕМИ ЧИСЛЕННЯ У ДВІЙКОВУ

Для переведення десяткового числа в двійкову систему його необхідно послідовно ділити на 2 до тих пір, поки не залишиться залишок, менший або рівний 1. Число в двійковій системі записується як послідовність останнього результату ділення і залишків від ділення в зворотному порядку. 

ПЕРЕВІД З ДВІЙКОВОЇ СИСТЕМИ ЧИСЛЕННЯ У ДЕСЯТКОВУ

Для переведення двійкового числа в десяткове необхідно його записати у вигляді многочлена, що складається з творів цифр числа і відповідного ступеня числа 2, і обчислити за правилами десяткової арифметики . 

при переведенні зручно користуватися таблицею ступенів двійки 

Приклад. Число 101110 з двійкової системи числення перевести в десятинну.

Як визначити довжину двійкового коду повідомлення?

Довжина двійкового коду текстового повідомлення — це кількість бітів чи байтів у двійковому коді цього повідомлення.

Для позначення довжин двійкового коду повідомлень використовують і більші одиниці вимірювання, які, згідно з Міжнародною системою одиниць (СІ), утворюються за допомогою префіксів кіло-, мега-, гіга-, тера- і т. д. Історично склалося так, що ці префікси (кіло-, мега-, гіга-, тера-) в інформатиці трактувалися інакше, не так, як, наприклад, у математиці, і мають у своїй основі степені числа 2, а саме:

1 кБ (кілобайт) = 1024 Б;

1 МБ (мегабайт) = 1 048 576 Б;

1 ГБ (гігабайт) = 1073741824 Б;

1 ТБ (терабайт) = 1099511627776 Б.


Щоб перевести біти в байти, треба число бітів поділити на 8. 

Наприклад: 32 біти — це 4 байти. Щоб перевести байти в кілобайти, 

треба число байтів поділити на 1024. Наприклад: у 2048 байтах буде 2 кілобайти. І так далі за наступними одиницями вимірювання.


Щоб перевести байти в біти, треба число байтів помножити на 8.

Наприклад: у 3 байтах буде 24 біти.


Щоб перевести кілобайти в байти, треба число кілобайтів помножити на 1024. 

Наприклад: у 3 кілобайтах буде 3072 байти й відповідно 24576 бітів.


Щоб обчислити довжину двійкового коду повідомлення, треба кількість символів у тексті помножити на кількість бітів, потрібних для кодування одного символу (Не слід забувати, що пропуски треба теж вважати за символи, оскільки вони також набираються на клавіатурі, мають свій код і зберігаються в пам’яті). 

Наприклад: двійкове число 01010111 займає в пам’яті 8 бітів. Якщо його записати у вигляді тексту в кодуванні ASCII, довжина коду буде 8 байтів, або 64 біти, оскільки кожний символ кодується за допомогою 8 бітів. Довжина двійкового коду цього ж тексту в кодуванні Unicode становитиме 16 байтів, або 128 бітів.

Домашнє Завдання

пройти тест з теми уроку

Користуючись поясненнями в відео до уроку:

Урок 3. Одиниці вимірювання довжин двійкового коду. Кодування графічних даних.

Презентація 8 клас Урок 3.pdf

Мета уроку: 

Пояснювальне відео.

Одиниці вимірювання довжини двійкового коду. 

Кодування числових та графічних даних


Під час виконання практичної роботи необхідно проводити розрахунки, знаходячі певні показники.

Для зручності і швидкості обчислень користуйтеся таблицею ступенів числа 2.

ПРАКТИЧНА РОБОТА №1

Принципи кодування графічних даних.

 

Види графіки:

 

·       Растрова;

 

·       Векторна;

 

·       Тривимірна;

 

·       Фрактальна.

 

Сьогодні ми з вами навчимось розраховувати об’єм графічних растрових файлів.

 

Графічна інформація може бути подана в дух формах: аналоговій і дискретній.

 

Дискретизація – це процес перетворення аналогового сигнала в цифровий. Основними характеристиками дискретного сигналу є:

 

  N=2і

Інформаційний об’єм графічного файла розраховуємо за формулою:

 

V=K·i

 

Де К – кількість пікселей

 

К=х·у

Де  x - кількість пікселів по ширені, а y - кількість піксклів по висоті



Якщо в зображенні використані тільки чорний і білий кольори, то для кодування одного пікселя досить виділити 1 біт пам'яті (глибина кольору: 1 біт )

Загальноприйнятим на сьогоднішній день вважається уявлення чорно-білих ілюстрацій з 256 градаціями сірого кольору (глибина кольору: 8 біт )

Для кодування кольорових зображень довільний колір розкладається на кольорові складові. Спосіб поділу колірного відтінку на складові компоненти називається колірною моделлю. Існує кілька колірних моделей. В якості основних можна виділити дві: RGB і CMYK. 


Відслідкуємо зв’язок між глибиною кодування кольору та кількістю кольорів палітри:

 

Задачі:

 

1)  Якою буде кількість кольорів у палітрі, якщо глибина кодування одного кольору 4 біти?

Розв’язок:  N=2і = 24 = 16 кольорів


2)  Якою буде глибина кодування одного кольору, якщо у палітрі 128 кольорів?

Розв’язок:  N=2і = 128 кольорів 

i = 7 біт (дивись таблицю ступенів числа 2)

3)   Якою буде інформаційна вага чорно-білого (глибина кодування -1 біт) зображення розміром 600 × 800 пікселів.

Розв’язок:  К = 600 × 800 = 480000 пікселів

  V=K·i = 480000 пікселів  × 1 біт = 480000 біт

480000  біт / 8 біт = 60000 байт

60000 байт/ 1024 байт ≈ 58,59 Кбайт

Відповідь: ≈58,59 Кбайт

  

4) Визначити яким буде об’єм растрового зображення 600 × 800 пікселів при глибині кольору 24 біти.

Розв’язок:    К = 600 × 800 = 480 000 пікселів 

V=K·i = 480000 пікселів  × 24 біт = 11520000 біт 

11 520 000 біт / 8 біт = 1 440 000 байт

1 440 000 байт / 1024 байт = 1406,25 Кбайт

1406,25 Кбайт / 1024 байт ≈ 1,37 Мбайт 

Відповідь:  ≈ 1,37 Мбайт


5)  Визначити об’єм пам’яті комп’ютера, що необхідний для реалізації графічного режима монітора з роздільною здатністю 1024×768 пікселів та палітрою 65536 кольорів.

Розв’язок: N=2і = 65536   

i = 16 біт  (дивись таблицю ступенів числа 2)

Кількість пікселів:    К = 1024 × 768 = 786432

16 біт × 786432 = 12582912 біта 

12582912 біта / 8 біт = 322864 байт

322864 байт / 1024 байт = 1536 Кбайт 

1536 Кбайт / 1024 байт = 1,5 Мбайта

Відповідь: 1,5 Мбайта

 

6) Визначити об’єм растрового зображення 200 × 200 пікселів та палітрою 256 кольорів.

Розв’язок:  К = 200 × 200 = 40000 пікселів

V=K·i = 40000 пікселів × 8 біт = 320000 біт 

320000 біт / 8 біт = 40000 байт

40000 байт / 1024 байт = 39,0625 Кбайт ≈ 39 Кбайт

 

Відповідь:≈ 39 Кбайт

 

Самостійна робота

Задача 1. Якою буде кількість кольорів палітри, якщо кожен колір кодується в 6 бітах?

 

Задача 2. Для зберігання растрового зображення розміром 1024 × 512 пікселів відведено 256 Кбайт пам’яті. Яке максимально можлива кількість кольорів у палітрі?

 

Задача 3. Скільки пам’яті буде необхідно для кодування 256-колірного малюнку розміром 10 × 100 пікселів?

 

Задача 4. Роздільна здатність монітора 1024 × 768 пікселів. Глибина кольору – 16 біт. Який об’єм відеопам’яті необхідно мати для реалізації такого режиму?

 

Задача 5. Об’єм відеопам’яті 512 Кб роздільна здатність дисплея – 800 × 600. Яка максимальна кількість кольорів можлива за таких умов?

 

Задача 6. Порівняти об’єм відеопам’яті, який потребуватиме збереження таких зображень:

 

-  1-е зображення: черно-біле розміром 200 × 400

-  2-е зображення: 4-колірне розміром 100 × 200

Домашнє Завдання

Користуючись поясненнями в відео до уроку:


Результати практичної роботи надіслати на електронну пошту свого вчителя у вигляді текстового файлу. Файл назвати за зразкомПрактична 1_Прізвище_клас 

Урок 4. Історія обчислювальних та комп'ютерних пристроїв.

Презентація 8 клас Урок 4.pdf

Урок 5. Види сучасних комп'ютерів та їх застосування

Види-сучасних-комп_ютерів-та-їх-застосування2.pdf

Суперкомп'ютер Tianhe-2

До червня 2016 року (а список top500 оновлюється кожен червень і листопад) найпотужнішим і швидким комп’ютером була супермашина tianhe-2 (в перекладі з китайського «чумацький шлях»), розроблена в кнр на базі оборонного науково-технічного університету в чанша за допомогою компанії inspur.

Характеристики Тяньхе – 2 такі: 16 тисяч вузлів, 32 тисячі 12-ядерних процесорів intel xeon e5-2692 і 48 тисяч 57-ядерних прискорювачів intel xeon phi 31s1p, а значить, 3120000 ядер в сумі; 256 тисяч планок оперативної пам’яті ddr3 по 4 гб кожна і 176000 планок gddr5 по 8 гб – 2432000 гб оперативної пам’яті в цілому. Обсяг жорсткого диска-більше 13 мільйонів гб. Однак пограти на ньому не вийде – він призначений виключно для обчислень, на «чумацький шлях-2» не встановлена відеокарта. Зокрема, він допомагає при розрахунках для прокладки метро і міської забудови. 

Мейнфрейм – це тип комп’ютера, який може виконувати сотні мільйонів дуже складних обчислень з дивовижною швидкістю, і зазвичай використовується в найрізноманітніших сферах, таких як торгівля, банківська справа, статистика, Інтернет-послуги та дослідження, серед багатьох інших. секторів. Щоб дізнатися більше про роботу мейнфрейма, його характеристики, еволюцію та можливості, ми пропонуємо вам заглибитися в решту цієї історії. 

Для чого призначений мейнфрейм?

Мейнфрейм надає безліч переваг і якостей компаніям і державним установам, які їх використовують. Хоча персональні комп’ютери були б ідеальним рішенням для багатьох факторів, одним з найважливіших є вартість, їх ніколи не можна ототожнювати зі швидкістю процесу, багатокористувацьким підключенням і впевненістю, які забезпечують мейнфрейми. Ці характеристики є більш ніж незамінними для корпорацій світового класу, таких як Google, Microsoft або Ford, щоб функціонувати безперебійно та бути конкурентоспроможними в сучасному бізнес-середовищі.

Різниця між мейнфреймом і суперкомп'ютером

Хоча обидва класи обладнання, мейнфрейм і суперкомп’ютери, є великими і складними і мають здатність виконувати обчислення з надзвичайною швидкістю і на перший погляд мають подібні характеристики, оскільки вони мають велику потужність обробки та зберігання, все ж правда, що існують певні відмінності, які роблять їх особливо ефективними в різних типах середовища.

Мейнфрейми чудово підходять в областях, де часто обробляються великі транзакції з даними, які вимагають високонадійних цілочисельних операцій, наприклад у фінансах. Це пояснюється тим, що мейнфрейми були розроблені для забезпечення високого рівня надійності високошвидкісної обробки даних. І хоча їм неодноразово доводиться звертатися до зовнішніх баз даних, вони завжди подбають про те, щоб значення, якими маніпулюють, не постраждали на жодній стадії їхнього процесу.

З цієї причини більшість часу вони виявляються необхідним обладнанням для безперебійної роботи комерційної та банківської діяльності. Навпаки, суперкомп’ютери були розроблені для того, щоб максимізувати здатність виконувати обчислення. З цієї причини суперкомп’ютери виділяються у військовому, науковому та інженерному середовищі. Для цього суперкомп’ютери використовують концепцію масивного паралелізму, маючи тисячі потужних і швидкісних процесорів.

Незважаючи на ці відмінності, сьогодні надзвичайно важко розрізнити технологічний поділ між цими системами та суперкомп’ютерами. Це пояснюється тим, що до початку 1990-х більшість суперкомп’ютерів базувалися на архітектурі мейнфрейма з додатковими значеннями для суперкомп’ютерів.

Мікрокомп'ютер є гранично зменшеним у розмірах процесорним блоком з характеристиками, приблизно, як у середнього ноутбука або цілком просунутого планшета, але без екрана, що зовні нагадує флешку.

Як монітор використовується підключений через HDMI монітор чи телевізор.

Керування комп'ютером здійснюється мишкою і навіть клавіатурою, що підключаються через USB-порти.

Таким чином отримуємо панель з доступом до Інтернету та користувачі можуть працювати з веб-додатками, сервісом Google Play та ін.

Можливостей заліза всередині мікрокомп'ютера вистачить на все - на ігри, відеофільми у високій якості і навіть просто серфінг в Інтернеті.

Є також мікрокомп'ютери, що вбудовуються всередину різних пристроїв промислового й побутового призначення.

Такі комп'ютери є складовими частинами пральних машин, літаків, автомобілів, телевізорів, роботів, холодильників тощо.  

Як правило, в нього є двоядерний процесор з тактовою частотою 1,6 ГГц та 2 Гб оперативної пам'яті.

За обробку графіки відповідає контролер Mali-400 MP4.

Є бездротовий адаптер Wi-Fi (IEEE 802.11b/g/n) з відкидною антеною і модуль Bluetooth, слот для карт MicroSD, інтерфейс HDMI, порти USB і MicroUSB.

Місткість вбудованого флеш-накопичувача складає 8 Гбайт.

Зазвичай на ньому встановлено операційну систему — Google Android 4.x або Microsoft Windows 8.

У деяких випадках такий комп'ютер може виявитися досить зручним, наприклад, у поїздках, але поки що його можливості обмежені - він менш швидкий і продуктивний, ніж стаціонарний комп'ютер, але при цьому не такий мобільний, як ноутбук або планшет з аналогічними характеристиками - для роботи з ним Необхідно все-таки якесь робоче місце і телевізор з HDMI-входом.

Так що поки це все-таки більшою мірою екзотична іграшка, ніж реальна заміна звичним комп'ютерам, ноутбукам і планшетам.

Для розширення можливостей мікрокомп'ютера використовують різні доки, наприклад Measy U2C-D Mini PC Holder.

ПЕРСОНАЛЬНІ КОМП'ЮТЕРИ

Персональні комп’ютери — це комп’ютери, якими в певний момент часу може користуватися одна особа. Персональні комп’ютери можна поділити на дві категорії: стаціонарні та портативні.

Під категорією стаціонарного ПК мається на увазі комп’ютер, який має постійне місце, і не передбачається його часта зміна. Живлення цих комп’ютерів здійснюється через електричну мережу.

Виділяються три основних типи таких пристроїв: настільні комп’ютери, неттопи та моноблоки.

Найбільш високопродуктивними представниками персональних комп’ютерів є саме настільні комп’ютери. Цей тип комп’ютера називається настільним тому, що місцем розміщення служить письмовий або комп’ютерний стіл. Основним компонентом тут уважається системний блок. До системного блока підключається монітор, клавіатура і миша, всі ці компоненти взаємодіють між собою. Системний блок є модульним пристроєм, що означає можливість заміни кожного комплектуючого модуля окремо, тим самим змінюючи конфігурацію під себе.

Другий тип стаціонарних комп’ютерів — неттопи. Неттоп — це мінімізована версія системного блока, крім розмірів, відрізняється меншим енергоспоживанням і виділенням шуму, і як наслідком, в більшості випадків — меншою продуктивністю. Але все це сприяє відмінній інтеграції з інтер’єром офісу або будинку.

Третій тип стаціонарних компп’ютерів — моноблоки. Моноблок є так само стаціонарним комп’ютером, але без видимого системного блока. Каркасом для такого типу комп’ютерів, як моноблок, служить один загальний корпус з монітором. Усі комплектуючі розміщуються в тиловій частині, за дисплеєм, що створює певну естетичність для роботи за комп’ютером.

Друга категорія персональних комп’ютерів — портативні комп’ютери. Це комп’ютери, які є невеликими за розмірами і передбачають легкість зміни місця їхнього перебування. Живлення цих комп’ютерів здійснюється переважно завдяки акумулятору.

Одним із найбільш розповсюджених типів портативних комп’ютерів є ноутбуки та нетбуки.

Ноутбуки — це комп’ютери, які можна легко переносити, мають можливість автономної роботи, яка можлива саме завдяки акумуляторній батареї. Крім цього, відмінна риса від стаціонарних комп’ютерів — суміщення складових системного блока, дисплея та клавіатури в одному корпусі. А здатність складатися робить їх ще компактнішими.

Нетбуки — це ті ж ноутбуки, які мають менші розміри та більше часу роботи від акумуляторної батареї. Проте ці переваги впливають на зменшення їхньої продуктивності, що не дає можливості ними використовувати ресурсомісткі додатки.

Ще один тип портативних комп’ютерів — планшети та планшетні ноутбуки, їх ще називають тран-сформерами. Планшети — це переносні комп’ютери, які в одному корпусі містять обчислювальний потенціал для перегляду інтернет-сторінок, відео та прослухо-вування музики. Основою тут є пристрій уведення — сенсорний дисплей (тачскрін). Планшети є справжніми помічниками, а в деяких ситуаціях зручніші, ніж ноутбук за рахунок менших розмірів. У планшетних ноут-буків крім тачскріна, так само, як і в ноутбука, є клавіатура, і в залежності від моделі, може складатися, під’єднуватися через окремий дріт або висуватися. Основним завданням даного типу портативного пристрою є саме вихід і використання інтернету, хоча в ньому і присутні основні мультимедійні можливості. Для таких мінікомп’ютерів час автономної роботи є важливішим, ніж продуктивність.

Третій тип портативних комп’ютерів — смартфони. На відміну від інших портативних пристроїв, смартфони мають також функцію телефону. Так само, як і інші види комп’ютерів, які є представниками портативних пристроїв, смартфони залежні від часу роботи акумулятора. Мають невеликі розміри, що сприяє можливості мати їх завжди під рукою. Звичайно ці переваги не можуть зменшувати їхню продуктивність у порівнянні з більшими за розмірами пристроями. Завдяки нижчій розподільній здатності є можливість використовувати пристрої для перегляду відео та фото, крім того, вони оснащені зручними можливостями фото-і відеозйомки. Пристроєм уведення смартфонів є сенсорний дисплей.


Домашнє Завдання


Презентацію надіслати на електронну пошту свого вчителя 

email:  voronenko@54.edu.ks.ua

 

Файл назвати за зразкомПрізвище_клас_тема

Урок 7. Пристрої пам’яті, введення та виведення даних, мультимедійні пристрої 

Презентація 8 клас Урок 7.pdf

ПОВТОРЕННЯ

ПРАКТИЧНА РОБОТА

Конфігурація комп’ютера під потребу

1. В папці свого класу створіть файл Excel з назвою

«Ваше прізвище - Конфігурація ПК.xlsx»

2. У файлі створіть таблицю за зразком

3. Перейдіть до інтернет-магазину http://www.sokol.ua

4. Знайдіть в каталозі необхідні комплектуючі та додайте до таблиці їх назву та ціну.

5. За допомогою формули автосуми в комірці розрахуйте загальну вартість зібраного комплекту.

для виконання практичної роботи повторіть матеріал теми за 7-й клас "Опрацювання табличних даних"
https://sites.google.com/view/54-school/7-клас/опрацювання-табличних-даних

Ввведення даних в Excel

Використання формули автосуми в Excel

Домашнє Завдання


Презентацію надіслати на електронну пошту свого вчителя 

email:  aleksraven3@gmail.com 

Файл назвати за зразкомПрізвище_клас_тема

Контрольна робота з теми: "Кодування даних та апаратне забезпечпення"