Informace a dvojková soustava

Osnova

• informace
• jednotky informace
• dvojková soustava
• další číselné soustavy
• kódování informací
• digitalizace
• výhody digitálního zpracování
• přenos informací

• chyby a zabezpečení

• INFORMACE
  • rozdíl mezi daty a informací:
    • data = surové hodnoty (čísla, znaky, symboly)
    • informace = zpracovaná a interpretovaná data

    • Příklad: číslo „25“ = data

      „Teplota je 25 °C“ \= informace
      

• Analogová informace
  • spojitá, nabývá nekonečně mnoha hodnot -> věrné zachycení reality
    • citlivost na šum a rušení -> zhoršení kvality při kopírování
    • př. gramofonová deska, kazeta
  • Digitální informace
    • Informace převedená do binární podoby
    • Snadné ukládání a přenos, možnost komprese
    • Kopírování bez ztráty kvality
    • Př. CD, DVD, počítače,…
• JEDNOTKY INFORMACE
  • Bit (binary digit)
    • nejmenší jednotka informace
    • může nabývat hodnoty 0 nebo 1
    • reprezentuje dva stavy (ano/ne, zapnuto/vypnuto)
  • Byte
    • 8 bitů
    • umožňuje zapsat 256 kombinací (2⁸)
    • používá se k uložení jednoho znaku (např. písmeno)
  • Vyšší jednotky
    • 1 kB = 1000 B, ale 1 KiB = 1024 B – jednodušší na vyjádření ve dvojkové soustavě
    • 1 MB = 1000 kB, 1 MiB = 1024 KiB
    • 1 GB = 1000 MB, 1 GiB = 1024 MiB
    • 1 TB = 1000 GB, 1 TiB = 1024 TiB
• DVOJKOVÁ SOUSTAVA (BINÁRNÍ)
  • základní jazyk počítačů
  • číselná soustava o základu 2
  • používá pouze číslice 0 a 1
  • Proč počítače používají binární soustavu?

    • elektrické obvody mají dva stabilní stavy: proud teče (1)

                          proud neteče (0)
      

• jednodušší a spolehlivější než více stavů
  • Převod z desítkové do dvojkové soustavy
  • Princip:
    • číslo dělíme dvěma
    • zapisujeme zbytky po dělení -> 0 nebo 1
    • čteme odzadu
    • Příklad: 13₁₀ = 1101₂
  • Převod z dvojkové do desítkové
    • Používá se součet mocnin dvou:
    • 1101₂ = 1×2³ + 1×2² + 0×2¹ + 1×2⁰ = 8 + 4 + 0 + 1 = 13₁₀
• DALŠÍ ČÍSELNÉ SOUSTAVY V INFORMATICE
  • Osmičková (základ 8) - číslice 0–7
  • Šestnáctková (hexadecimální, základ 16)
    • číslice 0–9 + A–F
    • používá se pro:
      • zápis barev (#FF0000)
      • adresy v paměti
      • programování
• KÓDOVÁNÍ INFORMACÍ
  • Počítač používá znakové sady:
    • ASCII
      • 7 bitů
      • 128 znaků
      • základní anglická abeceda + znaky
    • Unicode
      • umožňuje zápis znaků všech jazyků
      • dnes standard UTF-8
• DIGITALIZACE
  • Převod analogové informace na digitální

  • Probíhá ve třech krocích:

    1. vzorkování

    2. kvantování

    3. kódování

  • Příklad: mikrofon → zvuková karta → digitální zvuk
• VÝHODY DIGITÁLNÍHO ZPRACOVÁNÍ
  • snadné ukládání a kopírování
  • rychlý přenos dat
  • odolnost proti šumu
  • možnost komprese
• PŘENOS INFORMACÍ
  • Způsob jakým se informace přenášejí mezi zařízeními
  • informace se přenášejí jako:
    • elektrické signály
    • optické impulzy (optický kabel)
    • rádiové vlny (Wi-Fi)
  • rychlost přenosu:
    • bit za sekundu (bps)
    • např. 100 Mb/s
• CHYBY A ZABEZPEČENÍ
  • Chyby při přenosu
    • šum
    • rušení signálu
    • ztráta dat
    • kontrolní součty (CRC)
  • Šifrování
    • převod dat do nečitelné podoby
    • používá se při internetové komunikaci (HTTPS)