Jel, adat, információ

Átírás

1 Kommunikáció

2 Jel, adat, információ Jel: érzékszerveinkkel, műszerekkel felfogható fizikai állapotváltozás (hang, fény, feszültség, stb.) Adat: jelekből (számítástechnikában: számokból) képzett sorozat. Információ: adatok alapján keletkező/adatokból kinyerhető új ismeret, számunkra jelentéssel bír. Információ mérése: minimum hány eldöntendő kérdést kell feltennem, hogy egyértelműen hozzájussak az inform.-hoz? Feladat: hányast kaptak a dolgozatra? Hány bit információt jelent ez? Az információt leírhatjuk bináris jelekkel (bit), ebből jelsorozatot, adatot képezhetünk (8 bit byte), ezért az adatmennyiség mértékegysége a bájt!

3 Jel, adat, iformáció Jel: pl. egy felvillanó lámpa Adat: a lámpa hármat villan A három villantás szabad jelzést jelent információ

4 Kommunikáció modellje A kommunikáció legalább két résztvevőjű információátvitel. A kommunikációban részt vesz egy adó és egy nyelő. Forrás:

5 Kommunikáció modellje adó a jelek továbbítására szolgáló berendezés, az információforrás helyén nyelő (vevő) a jelek vételére szolgáló berendezés, azon a helyen, ahol szükség van a küldött információra csatorna az adó és a vevő közti közeg, amely átviszi, közvetíti az üzenetet zaj - a közleményhez keveredő zavaró jel. Minden olyan jelet, ami nem része az információnak, zajnak tekintünk Forrás: informatika tételek Érettségi

6 Zaj elleni védekezés Analóg jel esetén: zajszűrés, szigetelés. Például a hang esetében hangszigetelés, elektromos jel esetében elektromágneses szigetelés. Cél a jel/zaj arány növelése Digitális jel esetén: hibajavító eljárásokat és ellenőrző bitek használnak: Általában redundanciával lehet védekezni, hibákat javítani. Redundancia: Minden információ tartalmaz ismétlődő jeleket. Az adatmennyiség jóval nagyobb, mint az információmennyiség. Ez az alapja a tömörítésnek. A redundáns adathalmazban a hibák nagy valószínűséggel javíthatókannál biztosabban minél nagyobb a redundancia.

7 Hibajavítás Nem minden esetben javítjuk a hibákat (pl.: CD, DVD, stream) Hányas lett a dolgozatom (3 bit, nem redundáns): 3-nál jobb lett-e? (nem) 2-nél jobb lett-e? (???) inf sérült, lehet 3-as is, 2-es is 1-né jobb lett-e? (igen) Hányas lett a dolgozatom (5 bit, redundáns): 5-ös lett? (nem) 2-es lett (???) inf sérült, de pontosan 1 igen szerepelhet, ezért kitalálható 1-es lett? (nem)

8 Hibajavítás Paritásbit páros v. plan az egyesek száma az átküldött adatban? Eldönthető, hogy megváltozott-e egy bit az átvitel során Több bithez csak +1 bit információt adtunk hozzá rövid Egyszerű Pl: Küldött: (plan az egyesek száma) Érkezett: (páros az egyesek száma az inf. sérült) CRC Hibatűrő kódolás: Reed Solomon kód

9 A kommunikáció formái Formái: interperszonális- média- tömeg- tele- Iránya Egyirányú Fél duplex Duplex

10 Példák kommunikációra Telefonbeszélgetés, Chat Feladat: Értelmezzük egy választott kommunikáció esetén az adó, a nyelő, a csatorna és a zaj fogalmát! Melyik csoportba sorolható? Milyen az iránya?

11 Internetes kommunikáció Levelezés: SMTP, POP3, IMAP Real audio, real video World Wide Web: HTTP IM (Instant Messaging) Fájlátvitel: FTP, Torrent Szinkronizálás(pl.: WebDAV) (Rendszer szintű szolgáltatások: DNS service, NTP, Dynamic DNS, ECHO -ping) Csevegés (IRC), Telnet, Hírcsoportok VoIP (Voice over IP): telefon

12 Kommunikáció jellemzői Sebesség (bit /sec.) Hatótávolság Minőség (jel/zaj vagy hibák száma) Adatmennyiség Hibatűrés

13 Jelek digitalizálása

14 Analóg és digitális jelek Analóg jel: folyamatosan változó, értékkészletéből bármilyen értéket felvehet Diszkrét jel: (általában folyamatos), de csak véges sok értéke lehet: pl.: zongora hangmagassága, gépelt szöveg, morze, stb. Digitális jel: számokkal leírt jelek Feladat: írjuk le számokkal az ABLAK szót

15 Feladat Analóg vagy diszkrét jel olvasható le egy: mutatóval rendelkező voltmérőről? villanyóráról? A választ indokoljuk!

16 Feladat A gázóra m3 gázmennyiség mérésére alkalmas 3 tizedes pontossággal. Hány bit információt jelent ez? Úgy is kérdezhetnénk, hány bit szükséges ennek az adatmennyiségnek a tárolásához?

17 Digitalizálás Analóg jelekből digitális jeleket készítünk Menete: Mintavételezés Kvantálás Ezek határozzák meg a digitális jel minőségét. Ezeket kell finomítani, ha jobb minőségű jelet szeretnénk Digitalizálás mindig adatvesztéssel jár! Információvesztés nem feltétlenül következik be! (információ: a számunkra ismeretet jelentő adat) pl. CD minőségű hang nincs hallható különbség.

18 Kvantálás

19 Kvantálás

20 Kvantált jel

21 Mintavételezés finomítása

22 Hangok digitalizálása Egyénileg

23 Képek digitalizálása Egyénileg

24 Egyéb jelek digitalizálása Digitalizáljuk a külső hőmérséklet változását! hőmérséklet elektromos jel (pl. elektromos hőmérővel) Mintavételezés alkalmazkodunk az igényekhez Kvantátás véges halmazra képezzük le a végtelen sok jelet hány bit kell? A kvantált (véges) értékekhez hozzárendeljük a kódokat

25 Jelhalmazok adatmennyisége (Feladat) 44 perc 22 Khz-en, 16 bit-en digitalizált hang hány bájt lesz? Egy 100 MB-os tárhelyre szeretnék CD minőségű (44,1 Khz 16 bit sztereo) anyagot felrakni. Hány percnyi anyag fér el egy ilyen tárhelyen? Ha egy 2 órás előadást kellene feltennünk tömörítés nélkül, milyen paraméterekkel kellene digitalizálnunk? A mintavételezést vagy a kvantálást érdemesebb-e csökkenteni ilyen esetekben?

26 Feladat Képet szkennelünk 300 dpi felbontással 24 bites színmélységgel A kép mérete: 178x241 mm Hány bájt lesz a beolvasott kép?

27 Képek mérete A képek méretét pixelekben szokás megadni. Pl.: 5000x3000 vagy 12 MP Létezik nyomtatási méret is, amit cm-ben vagy inch-ben adunk meg. A kettő közötti váltószámot nevezzük a kép felbontásának DPI

28 Képek felbontása Egy váltószám, hogyan váltsuk át a pixeleket távolsággá (cm vagy inch) DPI dot per inch, a képpontok száma inch-enként Azt mutatja meg, milyen lesz a nyomtatás (vagy egyéb megjelenítés) minősége, hány pont kerüljön 1 inch távolságra nyomtatáskor. A kép pixelei (méretei) nem változnak, csak a kép nyomtatási méretét változtatja.

29 Feladat Mit jelöl a felbontás és a színmélység a digitalizált képek esetén? 5 cm x 7 cm kép 200 dpi felbontással, 16 bit színmélységgel hány MB lesz? Egy 30 x 20 cm-es true color képet mekkora (maximális) felbontással kell beszkennelni, ha 20 db ilyen képnek el kell férnie egy CD-n? Mennyi lenne a felbontás, ha 40 képet szeretnénk felírni a CD-re??? És ha nem valós színű, hanem szöveg (fekete/fehér)??

30 Összefoglalás Miről volt szó: Jel, adat, információ Jelek formái (analóg, diszkrét, digitális (!) ) Információ mérése (bit igen, nem) Digitalizálás: mintavételezés, kvantálás Digitalizált jelek adatmennyisége Az analóg jelek adatmennyisége végtelen

31 Számrendszerek, miért fontos? A gép mindent binárisan tárol A bináris számok túlzottan hosszúak Könnyű átváltani 8-as v. 16-os rendszerbe, ezért inkább ez utóbbit használják

32 Bináris számrendszer 0, 1 számjegyek Helyiértékek 2 hatványai (20, 21, 22, 23...) Feladat: Írjuk le 2 szr-ben a 902-t Mennyit jelent a bináris szám a 10-esben

33 Hexadecimális szr. Helyiértékek 16 hatványai 16 számjegy: 0,1,2...9,a,b,c,d,e,f Feladat: Írjuk le 16 szr-ben a 902-t Írjuk le 16 szr-ben a 1927-t Mennyit jelent a d0a8 hexadecimális szám a 10-esben

34 Számok ábrázolása Hogyan kerüljenek az adatok (számok) tárolásra a memóriában? Természetes szám pl. bináris alakban Negatív számok? Tört számok?

35 Számok ábrázolása Egész számok (fixpontos) (1 4 byte) Előjelbit Kettes komplemenses ábrázolás Tört számok, túl nagy számok, túl kicsi számok: Lebegőpontos ábrázolás (4 8 byte)

36 Szöveg ábrázolása Alakját vagy tartalmát akarjuk megőrizni? A szöveget kódolni kell (ez is egyfajta digitalizálás) Kódolási rendszerek: EBCDIC ASCII UNICODE

37 Összefoglalás Mit kell tudni?