p08 predst info rac 2006-2007 hgmafpz.fpz.hr/~goldh/racunalstvo0607/predavanja -...

PREDSTAVLJANJEPREDSTAVLJANJEINFORMACIJINFORMACIJAA

UvodUvod

PodaciPodaci predstavljaju predstavljaju ččinjenice, pojmove, injenice, pojmove, prikaze i znanja i sluprikaze i znanja i služže za njihov prijenos, e za njihov prijenos, pretvorbu i memoriranjepretvorbu i memoriranjeInformacijaInformacija (lat. Informatio) (lat. Informatio) –– Pojam, prikaz, skup spoznajaPojam, prikaz, skup spoznaja–– Dogovoreno znaDogovoreno značčenje koje enje koje ččovjek pripisuje ovjek pripisuje

podacimapodacima

Osnovni pojmovi teorije informacijaOsnovni pojmovi teorije informacija

Kvantitativno prouKvantitativno prouččavanje komunikacijskih avanje komunikacijskih problema (problema (CC.E. Shannon, 1948):.E. Shannon, 1948):–– Mjerenje koliMjerenje količčine informacija koju sadrine informacija koju sadržži neka i neka

porukaporuka–– Organizacija komunikacijskog sustava s ciljem Organizacija komunikacijskog sustava s ciljem

prijenosa prijenosa ššto veto većće kolie količčine informacija u ine informacija u ššto to krakraććem vremenuem vremenu

Jedinica mjere za koliJedinica mjere za količčinu informacija je inu informacija je 1 1 bitbit

Prefiksi mjernih jedinicaPrefiksi mjernih jedinica

1 tera=10121 ti=240

1 giga=1091 gi=230

1 mega=1061 mi=220

1 kilo=1031 ki=210=1024

FIZIKAINFORMATIKA

PRIMJER: 64 kibita=64*1024 bita= 65536 bita

Definicija koliDefinicija količčine informacije ...ine informacije ...

1 bit informacije donosi odgovor na 1 bit informacije donosi odgovor na pitanje za koje su mogupitanje za koje su mogućća dva (da, ne) a dva (da, ne) jednako vjerojatnajednako vjerojatna odgovoraodgovoraPrimjer: Primjer: BBacanje novacanje novččiićća u zrak. a u zrak. –– Jednaka vjerojatnost pada novJednaka vjerojatnost pada novččiićća na 'glavu' i a na 'glavu' i

na 'pismo'. na 'pismo'. –– Odgovor na pitanje "je li novOdgovor na pitanje "je li novččiićć pao na 'glavu' pao na 'glavu'

(ili na 'pismo') ?" donosi 1 bit informacije.(ili na 'pismo') ?" donosi 1 bit informacije.

Definicija koliDefinicija količčine informacijeine informacije

Mjerenje informacijskog sadrMjerenje informacijskog sadržžaja poruke aja poruke ako postoji 'n' jednako vjerojatnih ako postoji 'n' jednako vjerojatnih odgovora odgovora

I = logI = log22nn

PrimjerPrimjer ......

S koliko bita informacije je potrebno S koliko bita informacije je potrebno raspolagati pri određivanju poloraspolagati pri određivanju položžaja vozila aja vozila na parkiralina parkirališštu sa 16 mjesta u nizu? tu sa 16 mjesta u nizu? Neka se vozilo nalazi na mjestu broj 6.Neka se vozilo nalazi na mjestu broj 6.

Primjer ...Primjer ...

Preformulacija zadatka: koliko puta je Preformulacija zadatka: koliko puta je potrebno postavljati pitanja na koja su potrebno postavljati pitanja na koja su mogumogućća samo dva jednako vjerojatna a samo dva jednako vjerojatna odgovora?odgovora?Je li vozilo u lijevoj ili desnoj polovici Je li vozilo u lijevoj ili desnoj polovici parkiraliparkirališšta? Moguta? Mogućći odgovori: lijeva (l) ili i odgovori: lijeva (l) ili desna (d) polovica.desna (d) polovica.

PrimjerPrimjer

Slijed odgovora za vozilo na mjestu broj 6:Slijed odgovora za vozilo na mjestu broj 6:LDLDLDLD

KoliKoliččina informacija koju sadrina informacija koju sadržži konai konaččni odgovor ni odgovor iznosi 4 bita.iznosi 4 bita.Provjera: I = logProvjera: I = log2216 = 416 = 4

Predstavljanje informacijePredstavljanje informacije

Informacija Informacija –– apstraktan pojamapstraktan pojam

Za praktiZa praktiččnu primjenu informacijnu primjenu informacijuu treba treba fizifiziččki predstaviti podatkom, pomoki predstaviti podatkom, pomoćću u stvarnih elemenata: stvarnih elemenata: –– slova, brojeva, vrijednosti neke fizikalne slova, brojeva, vrijednosti neke fizikalne

veliveliččineine

Kodiranje informacijeKodiranje informacije

Predstavljanje informacije ili podatPredstavljanje informacije ili podatkaka–– zapis informacije ili kodiranje informacijezapis informacije ili kodiranje informacije

Kodiranje informacije Kodiranje informacije –– predstavljanje informacije dogovorenim predstavljanje informacije dogovorenim

pravilimapravilima ((kodomkodom)) slaganja znakovaslaganja znakova

Predstavljanje informacije u raPredstavljanje informacije u raččunaluunalu–– eelektrilektriččnim signalom (naponom ili strujom)nim signalom (naponom ili strujom)

NaNaččini predstavljanja informacijeini predstavljanja informacije ......

AnalognoAnalogno -- stalna promjena u vremenu, stalna promjena u vremenu, bilo koje vrijednosti signala bilo koje vrijednosti signala

NaNaččini predstavljanja informacijeini predstavljanja informacije

DiskretnoDiskretno, , digitalnodigitalno -- promjena u konapromjena u konaččnim nim vremenskim trenucima, konavremenskim trenucima, konaččni broj ni broj kombinacija niza dopukombinacija niza dopušštenih vrijednosti tenih vrijednosti signalasignala

Zapis informacija binarnim brojevimaZapis informacija binarnim brojevima ... ...

Za sporazumijevanje ljudi koriste znakove: Za sporazumijevanje ljudi koriste znakove: slova, znamenke i posebne znakove slova, znamenke i posebne znakove (to(toččka, zarez, upitnik)ka, zarez, upitnik)Predstavljanje informacije: nizovi znakova Predstavljanje informacije: nizovi znakova Sporazumijevanje Sporazumijevanje ččovjek ovjek -- raraččunalo isti unalo isti znakoviznakovi–– Zapis podataka koji se predaju raZapis podataka koji se predaju raččunaluunalu–– Zapis rezultata iz raZapis rezultata iz raččunalaunala

Zapis informacijZapis informacijee binarnim brojevimabinarnim brojevima ......

Zapis ili kodiranje informacije unutar raZapis ili kodiranje informacije unutar raččunala unala nizovi dvaju znakova '0' i '1' nizovi dvaju znakova '0' i '1' Jednostavna i pouzdana realizacija dvaju Jednostavna i pouzdana realizacija dvaju znakova znakova -- razlikovanje samo dvaju stanjarazlikovanje samo dvaju stanjaMoguMogućće je zapisati bilo koju informacijue je zapisati bilo koju informacijuZapis odgovora na pitanje na koje se moZapis odgovora na pitanje na koje se možže dati e dati samo dva podjednako vjerojatna odgovorasamo dva podjednako vjerojatna odgovora–– Odgovor 'DA' Odgovor 'DA' -- Zapis '1' Zapis '1' ((ili '0'ili '0'))–– Odgovor 'NE' Odgovor 'NE' -- Zapis '0' Zapis '0' ((ili '1'ili '1'))

Zapis informacijZapis informacijee binarnim brojevimabinarnim brojevima

'1' i '0' omogu'1' i '0' omoguććuju zapis jednog bita informacijeuju zapis jednog bita informacijeZnak '1' ili '0' Znak '1' ili '0' -- bit bit -- bibinary diginary digitt -- binarna binarna znamenkaznamenkaZa zapis viZa zapis višše bitova informacije potreban niz vie bitova informacije potreban niz višše e binarnih znamenakabinarnih znamenakaPrimjer parkiranog vozila:Primjer parkiranog vozila:

'L' 'L' --> '1> '1‘‘‘‘DD' ' --> '0> '0‘‘

LDLD LDLD --> 1010> 1010

Predstavljanje numeriPredstavljanje numeriččke informacijeke informacije

Prikaz pozitivnog decimalnog broja Prikaz pozitivnog decimalnog broja ‘‘NN‘‘

qq = baza brojevnog sustava= baza brojevnog sustavaaaii = koeficijent 0 <= a= koeficijent 0 <= aii <= q <= q -- 11

Decimalni brojevni sustavDecimalni brojevni sustav

Binarni brojevni sustavBinarni brojevni sustav

Oktalni brojevni sustavOktalni brojevni sustav

Heksadecimalni brojevni sustavHeksadecimalni brojevni sustav

Prevođenje brojPrevođenje brojevaeva izmeizmeđđu u brojevnih sustavabrojevnih sustava

28(10) = 11100(2) = 34(8) = 1C(16)28(10) = 11100(2) = 34(8) = 1C(16)

Brojevni sustav s bazom q Brojevni sustav s bazom q --> > -->> Dekadski brojevni sustavDekadski brojevni sustav

Razvoj prema jednadRazvoj prema jednadžžbi N = .....bi N = .....Primjer: q = 2Primjer: q = 2

Dekadski brojevni sustav Dekadski brojevni sustav --> > BBrojevni sustav s bazom qrojevni sustav s bazom q ......

Cijeli i decimalni dio posebno se prevodeCijeli i decimalni dio posebno se prevodeCjelobrojni dioCjelobrojni dio::–– dijeljenje s bazom q dok kolidijeljenje s bazom q dok količčnik nije jednak 0nik nije jednak 0–– oostatke oznastatke označčiti iti kaokao aa00, a, a11, , dodo posljednjeg aposljednjeg ann

aann ... a... a11aa0(q0(q))

Dekadski brojevni sustav Dekadski brojevni sustav --> > BBrojevni sustav s bazom qrojevni sustav s bazom q ......

DDecimalni dio:ecimalni dio:–– mnomnožženje s bazom q dok se ne dobije enje s bazom q dok se ne dobije

dovoljan broj decimalnih mjesta u novom dovoljan broj decimalnih mjesta u novom zapisu, odnosno sve dok decimalni dio zapisu, odnosno sve dok decimalni dio rezultata mnorezultata množženja nije jednak nulienja nije jednak nuli

–– cciijelobrojni dio rezultata mnojelobrojni dio rezultata množženja oznaenja označčiti s iti s aa--11, a, a--22, ...., ....

–– pri svakom mnopri svakom množženju odbaciti cenju odbaciti ciijelobrojni dio, jelobrojni dio, decimalni dio ponovno mnodecimalni dio ponovno množžiti s qiti s q

0.a0.a--11aa--22 ... ... (q)(q)

Primjer: Primjer: 6.56256.5625(10)(10) -->> NN(2) (2) ? ...? ...

CCiijelobrojni diojelobrojni dio::

6 : 2 = 36 : 2 = 3 aa00 = 0= 03 : 2 = 13 : 2 = 1 aa11 = 1= 11 : 2 = 01 : 2 = 0 aa22 = 1= 1

66(10)(10) = 110= 110(2)(2)

Primjer: Primjer: 6.56256.5625(10)(10) -->> NN(2) (2) ??

Decimalni dioDecimalni dio: :

0.56250.5625 ·· 2 2 = 1.125= 1.125 aa--11 = 1= 10.125 0.125 ·· 2 2 = 0.250= 0.250 aa--22 = 0= 00.25 0.25 ·· 2 2 = 0.50= 0.50 aa--33 = 0= 00.5 0.5 ·· 2 2 = 1.0= 1.0 aa--44 = 1= 1

0.56250.5625(10)(10) = 0.1001= 0.1001(2)(2)

Binarni bBinarni brojevni sustav rojevni sustav --> > -->> OktalniOktalni brojevni sustavbrojevni sustav

3 3 BBinarne znamenke inarne znamenke ≈≈1 1 OOktalna znamenkaktalna znamenka

11 011 00111 011 001(2)(2) = 331= 331(8)(8)

Binarni bBinarni brojevni sustav rojevni sustav --> > -->> HeksadecimalniHeksadecimalni brojevni sustavbrojevni sustav

44 BBinarne znamenke inarne znamenke ≈≈1 1 HeksadecimalnaHeksadecimalna znamenkaznamenka

1101 10011101 1001(2)(2) = D9= D9(16)(16)

Zapis velikih brojevaZapis velikih brojeva ... ...

DugaDugaččki nizovi binarnih znamenakaki nizovi binarnih znamenakaPredstavljanje realnog broja u formatu Predstavljanje realnog broja u formatu pokretnog zareza pokretnog zareza ((normalizirani normalizirani eksponencijalni zapiseksponencijalni zapis))::–– binarna mantisa i binarna mantisa i –– binarni eksponentbinarni eksponent

Zapis velikih brojevaZapis velikih brojeva

0.1001 ·· 2+4

0.11 ·· 2-20.1875(10)=0.0011(2)

0.101 ·· 2+22.5(10) = 10.1(2)

9(10) = 1001(2)

Normalizirani eksponencijalni

zapisBinarni zapis

Predstavljanje Predstavljanje nenenumerinumeriččke informacijeke informacije

NenumeriNenumeriččke ke (simboli(simboliččke) ke) informacije: informacije: –– nazivi varijabli, tekstovi programa, slikenazivi varijabli, tekstovi programa, slike

Binarno kodiranje slovnobrojBinarno kodiranje slovnobrojččanih znakovaanih znakova–– ‘‘nn' Binarnih znakova ' Binarnih znakova --> 2> 2nn RazliRazliččitih znakovaitih znakova–– 8 bita = 256 znakova8 bita = 256 znakova

ASCIIASCII kkôôd (d (AAmerican merican SStandard tandard CCode for ode for IInformation nformation IInterchange) nterchange) –– 88--bitni ameribitni američčki standardni kod za razmjenu informacijaki standardni kod za razmjenu informacija–– zapiszapis slova abecede, znamenkslova abecede, znamenkii i posebni posebnihih znakovznakovaa (. , ?)(. , ?)

ASCII KODASCII KOD

DELDELooOO??//11111111

~~nn^̂NN>>..11101110

}}mm]]MM==--11011101

||ll\\LL<<,,11001100

{{kk[[KK;;++10111011

zzjjZZJJ::**10101010

yyiiYYII99))10011001

xxhhXXHH88((10001000

wwggWWGG77//01110111

vvffVVFF66&&01100110

uueeUUEE55%%01010101

ttddTTDD44$$01000100

ssccSSCC33##00110011

rrbbRRBB22““00100010

qqaaQQAA11!!00010001

ppPP@@00SPSP00000000

011101110110011001010101010001000011001100100010BNMTBNMT / / BNVTBNVT

BNMT – pozicije bitova manje težine / BNVT – pozicije bitova veće težine

UNICODEUNICODE

UNIUNIversalversal CODECODE–– 1616--bitni kod bitni kod –– kodiranje slova abecede indoeuropskih kodiranje slova abecede indoeuropskih

(engleski, hrvatski) i ostalih skupina jezika(engleski, hrvatski) i ostalih skupina jezika

Predstavljanje Predstavljanje crno bijele crno bijele slikeslike

Slika podijeljena na elemente slikeSlika podijeljena na elemente slikeElement slike (Element slike (eng. Picture eng. Picture EElementlement) ) -- pixelpixelOsnovni element slike je crne ili bijele bojeOsnovni element slike je crne ili bijele boje–– crni = 1, bijeli = 0crni = 1, bijeli = 0

Red slike = niz binarnih znamenakaRed slike = niz binarnih znamenakaZapis red po red u memorijZapis red po red u memorijii raraččunalaunala

Predstavljanje slikePredstavljanje slike u bojiu boji

Elementu slike pridruElementu slike pridružžen niz binarnih en niz binarnih znamenakaznamenaka–– za svaku od osnovnih boja (crvena, zelena, za svaku od osnovnih boja (crvena, zelena,

plava eng.plava eng. RGB RGB --red green, blue) 8 bita red green, blue) 8 bita –– ukupno 3*8 ukupno 3*8 = 24 = 24 bita po elementu slikebita po elementu slike

Boje se dobivaju kombinacijom 2Boje se dobivaju kombinacijom 288=256 =256 intenziteta osnovnih bojaintenziteta osnovnih boja

Rasterski i vektorski prikaz slikeRasterski i vektorski prikaz slike

Kvaliteta slike ovisi o gustoKvaliteta slike ovisi o gustoćći mrei mrežže e elemenata slike elemenata slike kojom se slika dijeli: kojom se slika dijeli: guguššćća mrea mrežža, bolja razlua, bolja razluččivost (slika ivost (slika oošštrija), zapis dutrija), zapis dužži (rasterski prikaz)i (rasterski prikaz)Jednostavne i geometrijski pravilne slike Jednostavne i geometrijski pravilne slike predstavljaju se pomopredstavljaju se pomoćću koordinata i u koordinata i funkcija pravilnih geometrijskih likova funkcija pravilnih geometrijskih likova (vektorski prikaz)(vektorski prikaz)