Результаты исследования учащихся в проекте Мир в цифровом формате

Результаты исследования учащихся в проекте Мир в цифровом формате

Название проекта

Учебный проект Мир в цифровом формате 

Авторы и участники проекта

Козлова Евгения

Стоянова Наталья

Шалаев Александр

учащиеся 10б класса

Тема исследования группы

Чем цифровое представление информации отличается от аналогового

Проблемный вопрос (вопрос для исследования)

Почему информация, хранящаяся в цифровом формате более удобна и долговечна?

Гипотеза исследования

Если известно, что твердые тела состоят из мельчайших атомов, то можно ли сказать, что все в этом мире дискретно?

Цели исследования

Разобрать понятия аналогового и дискретного способа представления информации

Пути исследования

Поиск необходимой информации в различных источниках;

Анализ и систематизация полученной информации;

Эксперимент;

Анализ результатов исследования;

Выводы

Что потребовалось

Интернет

Микрофон

Сканер

Дополнительная литература

Теоретическая часть исследования

Человек способен воспринимать и хранить информацию в форме образов (зрительных, звуковых, осязательных, вкусовых и обонятельных). Зрительные образы могут быть сохранены в виде изображений (рисунков, фотографий), а звуковые зафиксированы на пластинках, магнитных лентах, лазерных дисках.

Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон. Для того, чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть превращен в последовательность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц). В процессе кодирования фонограммы, т.е. непрерывного звукового сигнала, производится его дискретизация по времени.

Информация графическая и звуковая может быть представлена в аналоговой или дискретной форме. При аналоговом представлении информации физическая величина может принимать бесконечное множество значений. При дискретном представлении информации физическая величина может принимать конечное множество значений, при этом она изменяется скачкообразно. Примером аналогового и дискретного представления информации можно привести наклонную плоскость и лестницу. Положение тела на наклонной плоскости и на лестнице задается значениями координат X и Y. При движении тела по наклонной плоскости его координаты могут принимать бесконечное множество непрерывно изменяющихся значений из определенного диапазона, а при движении по лестнице – только конечный набор значений, изменяющихся скачкообразно.

Примером аналогового хранения звуковой информации является виниловая пластинка (звуковая дорожка изменяет свою форму непрерывно), а дискретного – аудио компакт-диск (звуковая дорожка которого содержит участки с различной отражающей способностью).

Преобразование графической и звуковой информации из аналоговой формы в дискретную производится путем дискретизации, т.е. разбиения непрерывного графического изображения или непрерывного (аналогового) звукового сигнала на отдельные элементы. В процессе дискретизации производится кодирование, т.е. присвоение каждому элементу конкретного значения в форме кода.

С помощью специальных программных средств (редакторов звукозаписей) открываются широкие возможности по созданию, редактированию и прослушиванию звуковых файлов. Создаются программы распознавания речи и, в результате, появляется возможность управления компьютером с помощью голоса.

Эксперимент

Целью нашего исследования было выяснить почему информация, хранящаяся в цифровом формате более удобна и долговечна. Для этого мы провели два эксперимента:

1 эксперимент

• Для первого эксперимента мы взяли старые фотографии и сканер.

В каждой семье накопилось много негативов и снимков, которыми буквально завалены столы и шкафы. Для их организации требуется много альбомов, которые тоже занимают много места.

Чтобы избавиться от аналогового беспорядка, а также иметь возможность редактирования снимков и их организации лучший выход - сканирование.

Понятно, что как только изображение оцифровано, его можно экспортировать в программу Photoshop и вносить изменения, делая изображение более контрастным, насыщенным и ярким.

К тому же, если снимки или негативы оцифрованы, их можно архивировать, послать по электронной почте, по факсу, сохранить на компакт-диске или опубликовать на веб-сайте. Таким образом, Вы сами можете создать фотогалерею и позволить всей вашей семье пользоваться ей. И это намного лучше, чем прятать их в коробке в подвале, разве нет?

2 эксперимент

• Для второго эксперимента мы воспользовались звукозаписью. Для записи звука нам понадобился микрофон и соотвествующее ПО.

Аналоговый сигнал можно сравнить с мелодией — повышением и понижением голоса. Мелодия может сохраняться на более высоких или более низких тонах, если отношение тонов относительно друг друга будет соблюдаться. Аналоговый способ передачи информации обладает важными достоинствами: соответствием исходному сигналу, непрерывностью, отсутствием необходимости хранить информацию о сигнале. Но у аналогового способа существуют и не менее значительные недостатки: подверженность помехам и способность к затуханию.

Если сравнивать объем занимаемой площади под хранение пластинок, аудиокассет и объем оцифрованной музыки, то можно сказать, что выигрывает несомненно оцифрованный звук.

Результаты исследования

В результате исследования Чем цифровое представление информации отличается от аналогового? и решения проблемного вопроса Почему информация, хранящаяся в цифровом формате более удобна и долговечна? мы выяснили, что при большом количестве (текстовой, графической, звуковой и др.) информации хранить ее неудобно в аналогой форме.

Выводы

В аналоговой форме хранения информации есть свои минусы:

• подверженность помехам и способность к затуханию звуковых сигналов;
• большой объем занимаемой площади;
• недолговечность хранения.

Но, есть и свои плюсы:

• соответствием исходному сигналу;
• отсутствием необходимости хранить информацию о сигнале;
• непрерывностью

Таким образом, информация сохраненная в цифровой форме более удобна и долговечна, но с другой стороны, компьютерные технологии не обладают органами чувств и мышлением, которыми природа снабдила человека. Для их функционирования требуется самый простой и однообразный вид сигнала, каковым является импульсный.

Полезные ресурсы

Сайт "Чем цифровое представление сигналов отличается от аналогового" 

Викиучебник 

Сайт Кафедры информатики и ВТ 

Информационный портал спец. библиотек для слепых 

Телешкола: Энциклопедия 

Другие документы

Печатные источники:

1. Гейн А.Г. Информатика: Учеб. Для 10-11 кл. общеобразоват. Учреждений. —М.: просвещение, 2003.

2. Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов. —М.: Бином. Лаборатория знаний, 2003.

3. Горячев А., Шафрин Ю. Практикум по информационным технологиям.—М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001.

4. Семакин И.Г., Хеннер Е.К. Информатика. 11 класс.—М.: Бином. Лаборатория знаний, 2002.