PDF (Portable Document Format)

И в заключение обзора хочется остановиться еще на одном формате фирмы Adobe. PDF первоначально проектировался как компактный формат электронной документации, но в последнее время все больше используется для передачи по сетям графических изображений и смешанных документов, содержащих как текст, так и графику. Формат PDF является в полной мере платформонезависимым форматом, в текстовой части которого возможно использование множества шрифтов (которые содержатся непосредственно в документе, поэтому документ будет выглядеть так, как задумал его автор, на любом компьютере, независимо от используемого на нем программного обеспечения) и гипертекстовых ссылок, а также графические иллюстрации любого типа (векторные или растровые). Для достижения минимального размера PDF-файла используется компрессия, причем каждый вид объектов сжимается по наиболее выгодному для него алгоритму. Просматривать документы в формате PDF и распечатывать их на принтере можно с помощью утилиты Acrobat Reader, распространяемой компанией Adobe бесплатно.

1.2.8. Кодирование звука.

Как известно звук представляет собой колебания воздуха. Звуки – это большое число простейших синусоидальных колебаний разной частоты. Амплитуда колебаний постоянно меняется, так как звук является непрерывным сигналом. При кодировании звука этот сигнал надо представить в виде последовательности нулей и единиц. Например, используя микрофон, звук можно превратить в колебания электрического тока, измеряя амплитуду колебаний через равные промежутки времени несколько десятков раз в секунду. Каждое измерение проводится с ограниченной точностью и записывается в двоичном виде. Данный процесс называют дискретизацией, а устройство для его выполнения – аналого-цифровым преобразователем (АЦП).

Типичный 8-битный АЦП преобразует напряжение в диапазоне от -500 мВ до 500 мВ в 8-разрядные двоичные числа в диапазоне от (-128¹⁰) до 127¹⁰ .

Обратный процесс – воспроизведение закодированного звука – производится с помощью цифроаналогового преобразователя (ЦАП). Тогда двоичные числа из диапазона от (-128¹⁰) до 127¹⁰ преобразуются в напряжение из диапазона от -500 мВ до 500 мВ.

Полученный ступенчатый сигнал сначала сглаживается посредством аналогового фильтра, а затем преобразуется в звук с помощью усилителя и динамика.

На качество воспроизведения закодированного звука в основном влияют два параметра: частота дискретизации и размер в битах, отводимый под запись значения амплитуды.

Человек в среднем воспринимает звук от 50 Гц до 18 кГц. Например, при записи на компакт-диски (CD) используются 16-разрядные значения (стерео), а частота дискретизации равна 44 032Гц. Это значит, что для каждого из двух стереоканалов амплитуда сигнала измеряется 44 тыс. раз в секунду, для хранения ее цифрового представления используется 16 бит. При такой дискретизации гармонические колебания с частотой, большей 22,05 кГц, отсекаются при записи, что вообще-то не страшно, т.к. даже эта граница практически равна границе восприятия человека. Эти параметры обеспечивают превосходное качество звучания речи и музыки.

Выбор частоты дискретизации объясняется тем, что максимальная частота звука, которую способен слышать человек, не превосходит 22 кГц. Колебание с частотой 22 кГц при дискретизации с той же частотой неотличимо от тишины. Чтобы на каждом периоде дискретизации записывалось два значения, нужна в двое большая частота дискретизации, а именно 44 кГц. Когда высокое качество не требуется, можно использовать меньшие частоты дискретизации: 11 кГц, 5,5 кГц и т.д.

Цифровая обработка звука применяется практически на каждом шагу. Большинство музыкальных центров имеют встроенный цифровой процессор, представляющий собой особую микросхему для обработки звуковых сигналов в цифровой форме. Современные DVD проигрыватели и видеомагнитофоны также имеют встроенные процессоры для обработки звука.

При кодировании информации ставятся следующие цели:

1) удобство физической реализации;

2) удобство восприятия;

3) высокая скорость передачи и обработки;

4) экономичность, т.е. уменьшение избыточности сообщения;

5) надежность, т.е. защита от случайных искажений;

6) сохранность, т.е. защита от нежелательного доступа к информации.

Эти цели часто противоречат друг другу. Стремясь к экономным сообщениям, мы тем самым уменьшаем их надежность и удобство восприятия. Экономные сообщения могут повысить скорость обработки информации (более короткое сообщение будет передано или прочтено быстрее), но могут и уменьшить ее. А защита информации от нежелательного доступа уменьшает объем хранимой информации и замедляет работу с ней.

На разных этапах обработки информации достигаются разные цели и поэтому информация неоднократно перекодируется, преобразуется из вида, удобного для восприятия человеком, к виду, удобному для обработки автоматическими средствами, и наоборот. Такое представление происходит, например, при передаче телеграмм, при программировании на ЭВМ.

1.3. Вопросы для самоконтроля

1. Что означает термин "информатика" и каково его происхождение?

2. Какие области знаний и административно-хозяйственной деятельности официально закреплены за понятием "информатика" с 1978 года?

3. Какие сферы человеческой деятельности и в какой степени затрагивает информатика?

4. Назовите основные составные части информатики и основные направления её применения.

5. Что подразумевается под понятием "информация" в бытовом, естественно-научном и техническом смыслах?

6. Приведите примеры знания фактов и знания правил. Назовите новые факты и новые правила, которые Вы узнали за сегодняшний день.

7. От кого (или чего) человек принимает информацию? Кому передает информацию?

8. Где и как человек хранит информацию?

9. Что необходимо добавить в систему "источник информации — приёмник информации", чтобы осуществлять передачу сообщений?

10. Какие типы действий выполняет человек с информацией?

11. Приведите примеры ситуаций, в которых информация

а) создаётся;	д) копируется;	и) передаётся;
б) обрабатывается;	е) воспринимается;	к) разрушается;
в) запоминается;	ж) измеряется;	л) ищется;
г) делится на части;	з) принимается;	м) упрощается.

12. Приведите примеры обработки информации человеком. Что является результатами этой обработки?

13. Приведите примеры информации:

• а) достоверной и недостоверной;
• б) полной и неполной;
• в) ценной и малоценной;
• г) своевременной и несвоевременной;
• д) понятной и непонятной;
• е) доступной и недоступной для усвоения;
• ж) краткой и пространной.

14. Назовите системы сбора и обработки информации в теле человека.

15. Приведите примеры технических устройств и систем, предназначенных для сбора и обработки информации.

16. От чего зависит информативность сообщения, принимаемого человеком?

17. Почему количество информации в сообщении удобнее оценивать не по степени увеличения знания об объекте, а по степени уменьшения неопределённости наших знаний о нём?

18. Как определяется единица измерения количества информации?

19. В каких случаях и по какой формуле можно вычислить количество информации, содержащейся в сообщении?

20. Почему в формуле Хартли за основание логарифма взято число 2?

21. При каком условии формула Шеннона переходит в формулу Хартли?

22. Что определяет термин "бит" в теории информации и в вычислительной технике?

23. Приведите примеры сообщений, информативность которых можно однозначно определить.

24. Приведите примеры сообщений, содержащих один (два, три) бит информации.

1.4. Упражнения

1. Запишите множество вариантов загорания двух светофоров, расположенных на соседних перекрёстках.

2. Три человека, Иванов, Петров и Сидоров, образуют очередь. Запишите все возможные варианты образования этой очереди.

3. Назовите все возможные комбинации из двух различных нот (всего нот семь: до, ре, ми, фа, соль, ля, си).

4. Пусть голосуют 3 человека (голосование "да"/"нет"). Запишите все возможные исходы голосования.

5. Предположим, что имеются 3 автомобильные дороги, идущие от Парижа до Тулузы, и 4 — от Тулузы до Мадрида. Сколькими способами можно выбрать дорогу от Парижа в Мадрид через Тулузу? Попытайтесь найти систематический метод для последовательного нахождения решения так, чтобы можно было составить список способов, не пропустив ни одного из них.

6. Поезд находится на одном из восьми путей. Сколько бит информации содержит сообщение о том, где находится поезд?

7. Сколько существует различных двоичных последовательностей из одного, двух, трех, четырёх, восьми символов?

8. Каков информационный объём сообщения "Я помню чудное мгновенье" при условии, что один символ кодируется одним байтом и соседние слова разделены одним пробелом?

9. Определите приблизительно информационный объём:

• а) этой страницы книги;
• б) всей книги;
• в) поздравительной открытки.

10. Сколько бит необходимо, чтобы закодировать оценки: "неудовлетворительно", "удовлетворительно", "хорошо" и "отлично"?

11. Сколько различных символов, закодированных байтами, содержится в сообщении: 1101001100011100110100110001110001010111?

12. Сколько байт памяти необходимо, чтобы закодировать изображение на экране компьютерного монитора, который может отображать 1280 точек по горизонтали и 1024 точек по вертикали при 256 цветах?

13. Решите уравнение: 8^x (бит) = 32 (Кбайт).

14. Решите систему уравнений

2х+2 (бит) = 8y-5 (Кбайт), 22y-1 (Мбайт) = 16x-3 (бит).

15. Определите правила формирования приведённых ниже последовательностей и вставьте пропущенные числа:

а) 1, 3, 5,..., 9;	ж) 128, 64, 32,..., 8;	н) 15 (27) 42
б) 20, 15,..., 5;	з) 4, 9, 17, 35,..., 139;	30 (...) 55;
в) 1, 2, 4,..., 16;	и) 1, 2, 2, 4, 8,..., 256;	о) 10 (50) 15
г) 1, 4, 9,..., 25;	к) 2, 3, 10, 15,..., 35;	17 (...) 20;
д) 1, 8, 27,..., 125;	л) 1, 3, 3, 9,..., 6561;	п) 143 (56) 255
е) 1, 2, 6,..., 120;	м) к, о, ж, з, г,..., ф;	218 (...) 114.

1.5. Системы счисления и арифметика

1.5.1. Системы счисления