Решение задач по темам: файлы и файловая система, объем информации, скорость передачи и обработки информации

Файлы. Файловая система

• Под файлом понимают логически связанную совокупность данных или программ, для размещения которой во внешней памяти выделяется именованная область.

• Файлы могут содержать тексты, аудиозаписи, рисунки, видеофильмы, программы и т. д.

• Часть операционной системы (ОС), работающая с файлами и позволяющая найти свободное место при записи нового файла во внешней памяти, а также обеспечивающая хранение данных и доступ к конкретному файлу, называется файловой системой.

• Файловая система определяет схему записи информации, содержащейся в файлах, на физический диск.

Расширением имени считаются все символы, идущие после последней точки.

•   Существует огромное множество расширений. Ниже приведены некоторые из них:
• ехе — «исполняемый» файл, содержащий программу; cfg — конфигурационный файл, в котором программа указывает параметры своей работы; dll — динамически подключающаяся библиотека данных, к которой могут обратиться по мере надобности сразу несколько программ; sys — системный файл (драйвер устройства); Ink — файл ярлыка (указателя на другой файл и проч.); hlp — файл справки, а иногда и полное руководство по той или иной программе; tmp — временный файл; txt, rtf, doc, docx — текстовые файлы; htm, html — гипертекстовый документ Интернета; xls, xlsx — электронная таблица; dat — файл данных; wav, mp3 — звуковые файлы; mpeg, avi — видеофайлы; bmp, jpg, tiff, gif, png — графические изображения; arj, zip, rar, 7z — файлы «архивов»; ppt, pptx — презентация.

• Чтобы указать местонахождение какого–либо файла, пишут его полное имя, которое состоит из пути к файлу и имени файла. Путь начинается с имени диска, на котором записан файл, затем ставится двоеточие, обратная наклонная черта и перечисляется последовательность всех имен папок (каталогов), которые необходимо открыть, чтобы получить доступ к файлу. Все промежуточные папки разделяются между собой символом «\».
• Если корневая папка размещена на логическом диске С, то путь доступа к файлу может быть записан следующим образом:

Рассмотрим примеры. №1

• Пользователь работал с каталогом  Декабрь . Сначала он поднялся на один уровень вверх, потом спустился на один уровень вниз и ещё раз спустился на один уровень вниз. В результате он оказался в каталоге  C:\Календарь\Зима\Январь\17\  Укажите полный путь каталога, с которым пользователь начинал работу.

Решение

Выполним описанные действия пользователя 

• шаг 1  поднимаемся на один уровень вверх в неизвестный каталог
• шаг 2  спускаемся на один уровень вниз в неизвестный каталог
• шаг 3  спускаемся на один уровень вниз в неизвестный каталог
• шаг 4  сопоставляем каталог в котором мы оказались, а так же наш путь из неизвестных каталогов. Из сопоставления видно что из каталога  Декабрь  мы поднялись в каталог  Зима , а значит полный путь к каталогу в котором мы начинали работу 
• C:\Календарь\Зима\Декабрь

№ 2

• В некотором каталоге хранился файл  Хризантема.doc , имевший полное имя  D:\2013\Осень\Хризантема.doc . В этом каталоге создали подкаталог  Ноябрь  и файл  Хризантема.doc  переместили в созданный подкаталог. Укажите полное имя этого файла после перемещения.

Решение 

• У нас есть некоторый каталог  D:\2013\Осень  в котором мы создаем еще один каталог (папку для файлов) с именем  Ноябрь . Получается полный путь к этому новому Каталогу будет  D:\2013\Осень\Ноябрь  в этот каталог мы помещаем файл  Хризантема.doc  и полное имя этого файла станет 
• D:\2013\Осень\Ноябрь\Хризантема.doc

№ 3

• Пользователь работал с каталогом  D:\Квартиры\Цены\Дорогие.  Сначала он поднялся на один уровень вверх, затем спустился на один уровень вниз в каталог Премиум , потом он спустился ещё на один уровень в каталог Центральный . Укажите полный путь каталога, в котором оказался пользователь.

Решение

Выполним действия пользователя, стартуя из  D:\Квартиры\Цены\Дорогие.  Поднимемся на один уровень вверх, окажемся в  D:\Квартиры\Цены . Теперь, спустившись на один уровень вниз, попадём в каталог  D:\Квартиры\Цены\Премиум . Если из данного каталога спуститься на один уровень вниз в каталог Центральный, то полный путь каталога будет

D:\Квартиры\Цены\Премиум\Центральный .

  I пикселя  =  1 бит" width="640"

N = 2 i

• Качество изображения зависит от пространственного разрешения и глубины цвета.

• Разрешение  — величина, определяющая количество точек (пикселей) на единицу площади.
• Глубина цвета  — объем памяти (в битах), используемой для хранения и представления цвета при кодировании одного пикселя растровой графики или видеоизображения.

• Для графических изображений могут использоваться различные  палитры  — наборы цветов . Количество цветов N в палитре и количество информации I, необходимое для кодирования цвета каждой точки, связаны соотношением: 

N = 2 I

• Например, для черно–белого изображения палитра состоит из двух цветов. Можно вычислить, какое количество информации необходимо, чтобы закодировать цвет каждой точки (пикселя): 

2 = 2 I  —   I пикселя  =  1 бит

• В основе модели  R G B  (сокращение от англ. Red , Green , Blue )

Например, при смешивании красного и зеленого цветов получим желтый, красного и синего — пурпурный, зеленого и синего — бирюзовый. Если смешать все три основные цвета максимальной яркости, получим белый цвет.

• Если один цвет имеет 4 оттенка , то общее количество цветов в модели RGB будет составлять

4 • 4 • 4 = 64.

• При 256 оттенках для каждого цвета общее количество возможных цветов будет равно

256 • 256 • 256 = 16 777 216 ≈ 16,7 млн .

• В современных компьютерах для представления цвета обычно используются от 2–х до 4–х байт. Два байта (16 бит) позволяют различать 2 16 , то есть 65 536 цветов и оттенков. Такой режим представления изображений называется High Color .
• Четыре байта (32 бита) обеспечивают цветную гамму в 2 32 , то есть 4 294 967 296 цветов и оттенков (приблизительно 4,3 миллиарда). Такой режим называется True Color .

Рассмотрим примеры

Объем информации

I = k ∙ i

I- информационный объем

К – количество символов

i- вес одного символа

Расмотрим примеры. №1

• В одной из кодировок Unicode каждый символ кодируется 16 битами. Определите размер следующего предложения в данной кодировке. 

Я к вам пишу – чего же боле? Что я могу ещё сказать?

Решение:

•   в предложении использовано 52 символа ВКЛЮЧАЯ ПРОБЕЛЫ и знаки препинания (вопросительный знак). В условии сказано, что каждый символ кодируется 16 битами, а значит всего бит в этом предложении 52*16 = 160 бит

№ 2

• Алфавит племени Пульти содержит 8 символов. Каков информационный вес символа этого алфавита?

• Решение:  Составим краткую запись условия задачи.
• N=8,
• i – ?
• Известно соотношение, связывающее величины
• i и N:     N = 2i.
• С учетом исходных данных: 8 = 2i. Отсюда: i = 3.
• Ответ:  3 бита.

Скорость передачи и обработки объектов

• Скорость передачи информации  (информационных сообщений) — количество информации, переданное в единицу времени (т. е. объем двоичного кода, переданного за 1 секунду).

• I – информационный объем t - время
• I – информационный объем t - время
• I – информационный объем t - время
• I – информационный объем t - время
• I – информационный объем
• t - время

• Максимальная скорость передачи данных без появления ошибок ( пропускная способность ) вместе с задержкой определяют  производительность системы  или линии связи.
• Скорость передачи информации обычно измеряется в  битах за секунду  ( bps ).
• Кроме того, используются кратные единицы Кбит/с и Мбит/с. Однако иногда в качестве единицы измерения применяют  байт в секунду  (байт/с,  Bps) и кратные ему единицы Кбайт/с и Мбайт/с.

Рассмотрим пример. №1

• Вася передаёт Пете сообщение, состоящее из 200 символов в течение 10 секунд. При этом каждый символ несёт в себе 5 бит. Определите скорость передачи информации.

Решение

• Для вычисления скорости передачи информации нам нужно знать количество передаваемой информации и время передачи информации. Время передачи мы знаем — 10 секунд. Посчитаем объём передаваемой информации. В условии дано количество передаваемых символов и количество информации в каждом символе. Воспользуемся формулой I = k ∙ i. Количество символов равно 200. Это k. Количество информации в одном символе равно 5 бит. Это i. Подставим это в формулу: I = 200 ∙ 5 = 1000 бит. Теперь посчитаем скорость передачи: v = 1000 / 10 = 100 бит в секунду.
• Ответ: 100 бит/с.

Рассмотрим пример. №2

• Данные объемом 2 Кбайта были переданы через некоторое соединение за 128 миллисекунд. Какое время (в миллисекундах) может занять передача через то же соединение данных объемом 512 байт?

Решение .

• При решении необходимо учитывать соотношения между различными единицами измерения. Лучше записывать все числа в виде степеней двойки:
• 128 мс = 2 7  мс 2 Кбайта = 2 • 2 10  байт = 2 11  байт 512 байт = 2 9  байт Определим время передачи одного байта через соединение: 2 7  : 2 11  = 2 –4 Время второй передачи данных может составить: 2 –4  • 2 9  = 2 5  = 32 (мс).
• Ответ: 32 мс.