Az információ

1. Az információ kialakulása

Beszéd Írás Könyvnyomtatás Telekommunikáció Elektronikus berendezések Internet

Az információk jelek, jelsorozatok segítségével jutnak el hozzánk.

2. Információ terjedése

Shannon 1948-ban vázolta fel a kommunikáció általános modelljét.

ADÓ

ZAJ

Kódolás CSATORNA Dekódolás VEVŐ

Zaj:a közleményhez keveredő, azt torzító jel.Zajvédelem: kábel árnyékolása; digitális jelek esetén hibajavító eljárások, redundanciaRedundancia: több információt továbbítunk, mint amennyi a közlemény megértéséhez feltétlenül szükséges, azaz nem a legtömörebb a fogalmazás, több az adat, mint az információ. Így hibatűrőbb a kommunikáció.

3. Kommunikáció fajtái

A kommunikáció iránya szerint:interperszonális (két személy közti)tömegkommunikáció (média –> médium)A formája szerint:verbális (szóbeli)nonverbálismultimédia pedig olyan közlésfajtát jelent,

amikor a közölni kívántakat egyszerre sokféle közvetítő közegen át juttatják el a vevőhöz, szöveget, képet, mozgóképet, hangot,… felhasználva

A kommunikáció időbelisége szerint: egyidejű (online): a résztvevők egyidejűleg

vannak jelen. Például: telefonbeszélgetés, érettségi felelet

nem egyidejű(offline): pl. elektronikus levelezés, SMS, újságok, plakát

Metakommunikáció (Írásban ezen eszközök pótlásaként használjuk az úgynevezett smiley-kat (emoticon-okat). Pl: = :))A titkosítás, titkosírás

A titkosítás (rejtjelzés) és megfejtés tudományát kriptológiának (cryptology) hívják. A rejtjelezés megfejtését kriptoanalízisnek (cryptoanalysis) nevezzük.

4. Az információ mérése

Az információ egy hír újdonság-értéke, váratlanságának tartalma.

Alapegység: bit (Binary Digit) kétállapotú jel

1 byte1 Kibyte1 Mibyte1 Gibyte

1 Tibyte (terra)1 Pibyte (peta)1 Eibyte (exa)

1 Zibyte (zetta)

========

8 bit210 byte =1024 byte1024 Kibyte1024 Mibyte1024 Gibyte1024 Tibyte1024 Pibyte1024 Eibyte

Bináris prefixumok: Ki – Kilobinary 210; Mi – Megabinary 220 = (210)2

5. Az információ tárolása

Az információt adatokban tároljuk:

ADAT: tárolt információ

ADAT: - alfabetikus

- numerikus

- alfanumerikus

Jelek érzékszervi csoportosítása

Aszerint, hogy miként érzékeljük a kérdéses jelet, megkülönböztetünk:

Audio jel: amit hallunk, hangok sorozata.A hangnak a térbeli mellett időbeli kiterjedése is lényeges.

Vizuális jel: amit látunk. Álló képek, ábrák vagy mozgóképek. Az állóképeknek csak térbeli, a mozgóképeknek tér és időbeli kiterjedése hordoz információt.

Egyéb: más érzékszerveinkkel felfogható jelek: illatszerek (szaglás), ételek (ízlelés), billentyűzeten az F és J betűk billentyűjének kiemelkedése (tapintás).

Jelek technikai szempontból való csoportosítása Az analóg jel egy tartományban bármely két

állapot közti minden állapotot is fel tud venni, „folytonos” jel. A valóság hű leírására alkalmasak.

A digitális jel csak bizonyos „lépésközzel”, vagyis diszkrét értékeket vehet fel. A valóság tetszőleges pontosságú leírására alkalmasak.

Digitalizálás

Analóg jelekből a számítógép számára feldolgozható, számjegyekkel reprezentálható jeleket készítünk.A digitalizálás általában 2 lépcsőből áll. A mintavételezés során az analóg jelek helye egyenlő osztályokra osztódik, majd egyenértékű reprezentatív jelekre cserélődnek.A kvantálás a digitalizálás azon része, amikor is átalakítja az analóg jel amplitúdó értékeit bináris számokká, amelyeknek alapegysége a bit.

Hangok digitalizálása

Egy CD minőségű hanghoz másodpercenként 44100 mintát kell venni. A mintavétel frekvenciája 44,100 kHz.

A kvantálás során állítjuk elő a mintavételezés közben nyert értékből az ábrázolt értéket. A minőséget bit-ben mérjük: pl. 16 bit az 65536 mért érték megkülönböztetését teszi lehetővé.

Tárolás: WAV formátumban.

Veszteséges tömörítéssel MP3 fájlok keletkeznek.

Képek digitalizálása

Felbontás a mintavételezés gyakoriságát adja meg. Egység: DPI (Dot Per Inch), az 1 inch távolságon megkülönböztethető képpontok száma.

A színmélység a kvantálás számosságát jellemzi, amiből látható, hogy hányféle szín különböztethető meg. Bitekben mérjük. Pl.a szkennerek 24 bites színmélységgel dolgoznak, ami 224 féle színárnyalatot különböztet meg.

Képek digitalizálása

Képek tárolása különböző fájlformátumokban:

Bittérképes tárolás esetén az egyes képpontok információit tároljuk.Pl. BMP fájl.

Vektorgrafikus tárolás esetén matematikai formulákkal írjuk le képet. Pl.: WMF fájl.

Veszteségmentesen tömörített képfájl:GIF,PNG

Veszteséges tömörítéssel kapott képfájl JPG.

Mozgóképek digitalizálása

A képet és a hangot is kell digitalizálni.

A mozgóképek nagy mennyiségű állóképből állnak, így nagyon fontos a tömörítés kérdése.

A képkockaváltás sebességét fps (frame per second) értékkel fejezzük ki.

Ha alacsony ez az érték, akkor „darabos” lesz az eredmény.

Ha viszont nagy ez az érték, akkor túl nagy méretű lesz a fájl.

Szemünk a másodpencenkénti 24 képkockát már folyamatos mozgásnak érzékel.

6. Az informatika matematikája

Az informatikában kettes (bináris) számrendszert használunk.

A bit –nek két értéke lehetséges: 0 / 1

Minden számot és betűt a számítógép lefordít 0-k és 1-ek sorozatára. Ezek sok helyet elfoglalnak, ezért az egyszerűbb tárolás miatt bevezetjük a 8-as és a 16-os számrendszert is.

A számrendszerek10(decimális) 2 (bináris) 8 (oktális) 16 (hexadecimális)

0 0000 000 01 0001 001 12 0010 002 23 0011 003 34 0100 004 45 0101 005 56 0110 006 67 0111 007 78 1000 010 89 1001 011 9

10 1010 012 A11 1011 013 B12 1100 014 C13 1101 015 D14 1110 016 E

15 1111 017 F

Adatábrázolás

Az adatokat a számítógépes feldolgozáshoz számokkal helyettesítjük, azaz kódoljuk.A kódolás módja attól is függhet, hogyan fogjuk kezelni az adatokat, azaz a számokat és a karaktereket más-más módon kódoljuk.Például: a szövegszerkesztőben beírt 6-os számjegy tárolásához elegendő a 6-nak mint karakternek a kódját tárolni, de ha műveletet is szeretnénk végezni a számokkal, akkor más tárolási módot kell alkalmazni.

Pozitív egészek bináris alakja

A pozitív egészek ábrázolása kettes számrendszerbe való átszámítást jelent.

Pl. 234 11101010.

Ha nem férnek el 1 bájton, akkor tárolhatunk pl. 2 bájton: 1234 00000100 11010010.

A legnagyobb ábrázolható pozitív egészek:

1 bájton 28-1=255 11111111

2 bájton 216-1=65535 11111111 11111111

4 bájton 232-1=4294967295

Negatív egészek bináris alakja

Negatív egész számok ábrázolásánál az úgynevezett kettes komplemens kód használatos.

A felírás három fő lépésben történik:felírjuk az abszolút értékének a bináris alakjátegyes komplemens kód képzése : invertálás (0-át 1-esre, 1-est 0-ra cserélünk)1 hozzáadása

Pl. -50 11001110

Előjeles egészek ábrázolása 1 bájton: -128-től 127-ig (256 darab), 2 bájton -32768 … 32767 (65536 db).

Egész számok ábrázolása

Fixpontos számábrázolás A „fixpontos” elnevezés a bináris pont

fogalmat tartalmazza az elnevezésében, ennek van fix helye:

Egészek ábrázolásánál mindig a bináris jelsorozat végére képzeljük a pontot.

Lebegőpontos számábrázolás Ez a lebegőpontos (floating point) ábrázolás

elnevezésének oka: a tizedesvesszőt (tizedespontot) mozgatjuk, amikor ezt az alakot létrehozzuk.

X= M * 2k ,ahol M:mantissza; k:karakterisztika Pl. 0,111110010 ·2101

A mantissza tizedes jegyeit ábrázoljuk pl. 3 bájton, illetve a karakterisztikát 1 bájton. Így 4 bájton tárolható legkisebb szám: -1.5*10-45, a legnagyobb tárolható szám: 3.4*1038.

Valós számok ábrázolása

Karakterek ábrázolása

ASCII (American Standard Code for Information Interchange ) - kódtábla- 0- 127-ig beszámozva tartalmaz betűket és

vezérlőkódokat A személyi számítógépekkel együtt az ASCII

terjedt el, ami eredetileg csak 7 bitet használt, ezzel 128 különböző karaktert írt le. Ezek tartalmazták az angol ábécé kis- és nagybetűit, a számokat és sok nem nyomtatható karaktert.

Később felmerült az igény arra, hogy az egyes nemzetek a saját nyelvükön kommunikáljanak a számítógéppel.

Ez a 128 karakter később kevésnek bizonyult, hiszen nem férnek bele a nemzeti karakterek sem. Ezért a karakterek ábrázolására több helyet: 8 bitet (1 bájtot) szántak, így már 256 féle karakter vált alkalmazhatóvá. De az első 128-at nem bolygatták, hanem kibővítették az eddigi kódtáblát másik 128 karakterrel. Többféle kiegészítés is létezik, tekintettel a nemzeti karakterekre és az operációs rendszerekre, így például léteznek a következő (256 elemű) kódtáblák:- 437-es (USA) kódtábla: többféle nemzeti karakterrel, grafikus jelekkel,- 852-es (Latin II vagy Szláv) kódlap: a magyar, lengyel, cseh ábécék latin betűktől eltérő betűit és grafikus jeleket tartalmaz.

UNICODE kódtábla A karakterábrázolási problémák megoldását az jelenti, ha

egy és csak egy, szabványban elismert karakterkészlet létezik, ami a Föld minden nyelvének minden elemét leírja. Ez a karakterkészlet nem más mint a Unicode.

A Unicode 16 biten tárolja a karaktereket, így 65536 karakter leírására alkalmas. A Unicode alsó 128 karaktere egybeesik az ASCII kódolással. Az e fölötti részekben pedig szegmensekben helyezkednek el a különböző nyelvcsoportokat leíró karakterek.

A jelenleg használt kódolási formák közül a legelterjedtebb az UTF-8, ami változó hosszúságú kódolással jeleníti meg a Unicode jeleit.

Logikai műveletek, Boole-algebra

A logikai műveletek az állítások igazságtartalma alapján adnak eredményt.

A logikai érték lehet igaz vagy hamis. Jelölés lehet pl. Igaz: i,True,1,T. Hamis: h,False,0.

Leggyakoribb logikai műveletek: not, and, or, xor

Az igazságtábla azt adja meg, hogy a művelet milyen bemenő logikai értékekre milyen eredményt szolgáltat.

Logikai műveletek, Boole-algebra

A NOT művelet csak egy bemenő paramétert használ és azt ellenkezőre állítja.

Az AND logikai művelet végeredménye csak akkor igaz, ha mindkét bemenő állítás igaz.

Az OR logikai művelet végeredménye csak akkor hamis, ha mindkét bemenő állítás hamis.

A XOR logikai művelet végeredménye akkor hamis, ha mindkét bemenő állítás logikai értéke azonos.

A műveletek kiértékelési sorrendje balról jobbra történik.

Ezen változtathat a műveletek prioritása és a zárójelezés.

Boole-algebra használata

Shannon a Boole-algebrát már áramkörök tervezéséhez használta. A lényeg az, hogy minden áramkör működése leírható logikai műveletekkel.

Az úgynevezett kapuáramkörök a logikai műveletek megvalósítását jelentik az elektronikában.

A processzor áramkörei is kapuáramkörökből állnak össze. A félvezetők tulajdonságai tették lehetővé, hogy 1 cm2-re akár egymillió elemet is el lehessen helyezni.