8.Aula Representação da Informação 2012 2 Pansani

(1)

Introdução à Informática e Hardware

(2)

• A informação e os dados precisam de meios

para que sejam exibidos.

• Normalmente são utilizados modelos que

imitam a realidade.

(3)

• O

sistema

de

computação

funciona

basicamente imitando a informação real,

criando um modelo eletrônico para trabalhar.

Este modelo utiliza muito os conceitos de

numeração e aritmética binária

• Cada símbolo 0 ou 1 da numeração binária é

chamado de dígito binário, do inglês binary

digit

BInary digiT = BIT

(4)

• Como o bit é usado para modelar

(representar) a informação pode-se afirmar

que:

“Bit é a menor unidade da informação”

(5)

• Mas se os bits são numéricos, como é possível

representar letras, símbolos, imagens, vídeos,

etc?

• O sistema de computação utiliza tabelas de

equivalência entre combinações de bits e

caracteres.

(6)

(7)

• Cada grupo de oito bits é chamado de byte.

8 bits = 1 byte (1B)

• Usualmente cada byte representa um

caractere ou símbolo, sendo assim os byes

podem ser usados para medir o tamanho da

informação, do texto.

(8)

• Como em outras unidades de medida, no caso

de bytes, são usados múltiplos para

representar grandes quantidades. Os símbolos

da tabela a seguir servem para fazer o

arredondamento destes valores.

(9)

(10)

(11)

• Na década de 1960, surgiu a necessidade de

os computadores se comunicarem (trocarem

informações). Isto motivou o surgimento de

padrões de codificação. Esses padrões

consistem em tabelas com grupos de bits que

representam dados e caracteres.

(12)

• Codificação BCD

– Binary Coded Decimal

– Foi um dos primeiros a ser usado. – Criado pela IBM.

– Utiliza seis bits para representar caracteres, permitindo até 64 símbolos no máximo. Ele representa apenas letras maiúsculas e alguns poucos símbolos.

(13)

• Codificação EBCDIC

– Extended Binary Coded with Decimal Interchange Code

– Criada para resolver os problemas do código BCD, essa codificação utiliza oito bits para representar caracteres.

– Pode representar até 256 símbolos – É restrita a equipamentos da IBM

(14)

• Codificação ASCII

– A ANSI (American National Standards Institute) criou em 1963 a codificação ASCII (American Standard Coded Information Interchange)

– Criada com o intuito de criar um padrão para a indústria de computadores. Utiliza oito bits, dos quais sete para representar caracteres e um com a função de paridade.

– Pode representar até 128 símbolos.

(15)

• Unicode

– Com a grande expansão dos computadores, surgiu a necessidade de representar caracteres diferentes dos apresentados pela tabela ASCII, por exemplo os ideogramas do alfabeto japonês. Para isso foi criado o

unicode, um código desenvolvido por um consórcio

de empresas (IBM, Apple, Microsoft, Nokia, HP e outras)

– Utiliza 16 bits e permite a representação de até 65.536 símbolos, quantidade que é suficiente para representar a maioria dos alfabetos, tornando-a um padrão mundial.

(16)

REPRESENTAÇÃO DE IMAGENS E

SONS

(17)

• Imagens

(18)

• Imagens

(19)

• Imagens

– A representação anterior funciona muito bem para imagens que utilizam apenas duas cores (preto e branco), mas como é representada uma imagem colorida?

– Da mesma maneira, apenas aumentando a profundidade da cor, ou seja ao invés de adicionar apenas um bit em cada ponto, vários bits vão representar um único ponto.

(20)

• Imagens

– Sendo assim é possível que cada ponto assuma uma cor diferente.

– Quanto maior o número de bits dentro de um ponto mais cores podem ser representadas, fazendo assim com que aumente a fidelidade da imagem.

– Exemplo

(21)

• Imagens

(22)

• Imagens

– A tabela de codificação da imagem anterior ficará assim:

(23)

• Imagens

– Quanto mais bits são utilizados para representar cores mais cores são representadas e a profundidade de cor aumenta.

(24)

• Formatos de Imagem

– Quanto uma imagem é codificada em um sistema de computação, ela pode assumir diferentes tipos de formato, que, na verdade, são padrões de codificação.

– Alguns destes formatos são:

(25)

• Windows Bitmap (BMP)

– Formato que utiliza o sistema apresentado anteriormente.

– Em muitos casos é necessário que se faça algum algoritmo para compactação devido a seu tamanho ser muito grande.

– Exemplo:

• Imagem.bmp 5.75 MB (6,037,504 bytes) • 1920x1048

• 24 bits profundidade

(26)

• Windows Bitmap (BMP)

(27)

• Graphics Interchange Format (GIF)

– Formato que utiliza o algoritmo de compressão LZW. Diminui o tamanho da imagem por meio da diminuição da quantidade de bits (8 apenas) sendo assim reduz bastante a quantidade de cores.

– Pode causar distorção na imagem original.

– É adequado para imagens que não necessitam de grandes variações de cores e tonalidades.

(28)

• Graphics Interchange Format (GIF)

– Exemplo:

• Imagem.gif 60.0 KB (61,440 bytes) • 1920x1048

(29)

• Graphics Interchange Format (GIF)

(30)

• Joint Photographic Experts Group (JPEG)

– Formato que utiliza um algoritmo que também diminui a quantidade de bits, o que pode acarretar perda de qualidade, porém a taxa de compressão é configurável.

– Permite a apresentação de até 16 milhões de cores. – Exemplo:

• Imagem.jpg 112 KB (114,688 bytes) • 1920x1048

(31)

• Joint Photographic Experts Group (JPEG)

(32)

• Curiosidade:

– Um ser humano, em média, tem a capacidade de distinguir 16 milhões de cores diferentes.

(33)

• Imagem em Movimento (Vídeos e Animações)

– Um vídeo nada mais é que um conjunto de

imagens que são apresentadas sucessivamente em uma determinada velocidade, com pequenas variações de movimento entre uma e outra. Assim nossos olhos são “enganados” e entendem que a imagem está se movimentando.

(34)

• Imagem em Movimento (Vídeos e Animações)

– Essa velocidade no cinema por exemplo é de 24

imagens por segundo, já em nosso computador é de 30 imagens por segundo.

– Sendo assim pensando na nossa imagem do google no formato bmp que tem 5.75 MB

– 5.75 MB * 24 = 138MB/s

– Um filme com 1:30min = 5400s – 5400 x 138MB = 745.2GB

Representação de Imagens e Sons

(35)

• Imagem em Movimento (Vídeos e Animações)

– Sendo assim é inviável a representação de filmes

em formato não comprimido.

– Para sanar esse problema existem os Codecs (Codificador/Decodificador), eles são responsáveis por codificar e decodificar as imagens em determinados padrões que diminuem o tamanho total do arquivo.

(36)

• Imagem em Movimento (Vídeos e Animações)

– Alguns dos codecs mais conhecidos são:

– MPEG-1: padrão usado para vídeo CD, a qualidade é menor que a encontrada em fitas cassete.

– MPEG-2: lançado em 1994, é o padrão utilizado para TV digital e DVD

– MPEG-4: lançado em 1998, é o padrão utilizado para distribuição de vídeo pela internet.

(37)

• Imagem em Movimento (Vídeos e Animações)

– QuickTime: padrão desenvolvido pela Apple para

seus computadores Macintosh, utilizando várias formas de compactação tem uma imagem de alta qualidade.

– AVI (Audio Video Interleave): padrão desenvolvido pela Microsoft que armazena cada quadro e, a partir dele, armazena apenas o que é diferente nos quadros que vem em seguida.

(38)

• Imagem em Movimento (Vídeos e Animações)

– DivX: padrão de compressão de vídeo, derivado

do MPEG-4. Permite que um filme gravado em DVD com aproximadamente 6GB passe a ter em torno de 600MB.

(39)

• Som

– Com os sons ocorre o mesmo processo estudado, eles devem se modelados em bits 0s e 1s para que o sistema de computação possa trabalhá-los.

– Como os sons são ondas analógicas de amplitude variável que viajam pelo ar a codificação desse sinal em sinal digital é chamada digitalização do som.

(40)

• Som

– Representação de uma onda sonora

(41)

• Som

– Para efetuar essa conversão a faixa de amplitude desde a mais alta até a mais baixa, é dividida em pequenas faixas, sendo que cada faixa é representada pela combinação de caracteres.

– Como nos demais exemplos o número de bits influencia diretamente na fidelidade do som em relação ao original.

(42)

• Som

– Na digitalização do som usa-se 8 ou 16 bits

– Os componentes de sistema de computação responsáveis pela digitalização do som amostram o sinal de som em intervalos regulares, ou seja, observam quanto é a amplitude em determinado momento.

(43)

• Som

– A frequência com que o sinal é amostrado (taxa de amostragem) também é importante, pois se ela for muito pequena detalhes do sinal serão perdidos.

– No exemplo abaixo são usados três bits ara amostrar o som

(44)

• Som

(45)

• Som

– Assim como nas imagens, no som também são usados codecs para compressão digital de áudio, tais codecs podem diminuir o tamanho de um arquivo de áudio em até 10% do valor original.

– Exemplos de codecs de áudio:

• MP3

• WMA (Windows Media Audio) • Ogg Vorgis

• AAC (Advanced Audio Coding)