И
11.05.2014
нформатика, 11 класс К.Ю. Поляков, Е.А. Еремин
-
Информация и информационные процессы
Практические работы
Скопируйте в свой каталог документ ТЕХ.doc и оформите его следующим образом:
-
Установите для всего документа рубленый шрифт (Arial, Helvetica, Calibri) размером 12 пт.
-
Примените к заголовку стиль Заголовок 1. Измените этот стиль следующим образом:
-
размер шрифта 16 пт;
-
выравнивание по центру;
-
нижняя сплошная граница для абзаца.
-
Установите для остальных абзацев отступ 1 см и выравнивание по ширине.
-
Включите автоматическую расстановку переносов.
-
Замените кавычки " " на «».
-
Создайте макрос с именем ТеХ, который должен вводить название TEX и устанавливать смещение вниз для буквы «Е»: TEX. После выполнения макроса курсор должен стоять справа от буквы Х. Назначьте макросу какое-нибудь сочетание клавиш, например, Alt+Ctrl+Shift+T. С помощью этого макроса заменить о всем тексте название TEX на TEX.
-
Добавьте в текст после слов «корней квадратного уравнения» формулу для вычисления корней квадратного уравнения в виде отдельного абзаца.
-
Добавьте фото Д. Кнута (файл Knuth.jpg), обрежьте фотографию, чтобы выделить лицо. Добавьте подпись, установите для всего блока фотография + подпись обтекание вокруг рамки (используйте группировку).
-
Замените в тексте «пи» на греческую букву .
-
Создайте стиль ТеХ со следующими параметрами:
-
моноширинный шрифт (Courier New, Consolas и т.п.) размером 13 пт;
-
левая граница 1 см, правая граница – отступ 1 см от правого края;
-
заливка серым цветом;
-
тонкая черная рамка со всех сторон абзаца.
и оформите этим стилем формулу, набранную в формате LaТЕХ.
-
Оформите заголовок «Литература» стилем «Заголовок 2». Информацию о книге Д. Кнута оформите в виде нумерованного списка.
-
Найдите информацию о книге «Все про ТЕХ» на сайте издательства «Вильямс» и сделайте название книги гиперссылкой на найденную страницу. Проверьте работу гиперссылки.
-
Используя алгоритм RLE, закодируйте последовательность символов
BBBBBBACCCABBBBBB
Запишите результат в виде шестнадцатеричных кодов (каждый символ кодируется в виде байта, который представлен двумя шестнадцатеричными цифрами ). Проверьте полученный результат с помощью программы RLE.
-
Раскодируйте последовательность, упакованную с помощью алгоритма RLE (приводятся шестнадцатеричные коды): 01 4D 8E 41 01 4D 8E 4116. Для определения символов по их шестнадцатеричным кодом используйте таблицу ASCII. Определите количество байтов в исходной и распакованной последовательности и вычислите коэффициент сжатия:
Сжатая последовательность
|
Несжатая последовательность
|
Коэффициент сжатия
|
|
|
|
-
Проверьте результат, полученный в предыдущем пункте, с помощью программы RLE. Предложите два способа проверки.
-
Постройте последовательности, которые сжимаются алгоритмом RLE ровно в 2 раза, в 4 раза, в 5 раз. Проверьте свои ответы с помощью программы RLE.
Несжатая последовательность
|
Сжатая последовательность
|
Коэффициент сжатия
|
|
|
2
|
|
|
4
|
|
|
5
|
-
Придумайте три последовательности, которые невозможно сжать с помощью алгоритма RLE:
Несжатая последовательность
|
«Сжатая» последовательность
|
Коэффициент сжатия
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-
Используя программу RLE, примените RLE-сжатие к следующим файлам и найдите для каждого из них коэффициент сжатия:
Файл
|
Размер без сжатия
|
Размер после сжатия
|
Коэффициент сжатия
|
grad_vert.bmp
|
|
|
|
grad_horz.bmp
|
|
|
|
grad_diag.jpg
|
|
|
|
-
Объясните результаты, полученные в предыдущем пункте:
-
почему невыгодно сжимать рисунки в формате JPEG?
-
почему для двух рисунков в формате BMP одинакового размера коэффициенты сжатия по алгоритму RLE так сильно отличаются? Подсказка: откройте эти рисунки в любой программе просмотра.
-
Оцените максимально достижимый коэффициент сжатия с помощью рассмотренного в учебнике варианта RLE-алгоритма. В каком случае его удастся достичь?
Ответ:
-
Оцените коэффициент сжатия с помощью RLE-алгоритма в худшем случае. Опишите этот худший случай.
Ответ:
-
Сравнение алгоритмов сжатия
При выполнении этой работы используются программы RLE (алгоритм сжатия RLE) и Huffman (кодирование Хаффмана и Шеннона-Фано).
-
Запустите программу Huffman.exe и закодируйте строку «ЕНОТ НЕ ТОНЕТ», используя методы Шеннона-Фано и Хаффмана. Запишите результаты в таблицу:
|
Шеннон и Фано
|
Хаффман
|
Длина основного кода
|
|
|
Длина кодовой таблицы (дерева)
|
|
|
Коэффициент сжатия (по основным кодам)
|
|
|
Коэффициент сжатия (с учетом дерева кодов)
|
|
|
Сделайте выводы.
Ответ:
Как, по вашему мнению, будет изменяться коэффициент сжатия при увеличении длины текста, при условии, что набор символов и частота их встречаемости останутся неизменной? Проверьте ваш вывод с помощью программы (например, можно несколько раз скопировать ту же фразу).
Ответ:
-
Повторите эксперимент с фразой «НОВОЕ ЕНОТОВО».
|
Шеннон и Фано
|
Хаффман
|
Длина основного кода
|
|
|
Длина кодовой таблицы (дерева)
|
|
|
Коэффициент сжатия (по основным кодам)
|
|
|
Коэффициент сжатия (с учетом дерева кодов)
|
|
|
Сделайте выводы.
Ответ:
Нарисуйте в тетради кодовые деревья, которые были построены программой при использовании обоих методов.
-
Используя кнопку Анализ файла в программе Huffman, определите предельный теоретический коэффициент сжатия для файла a.txt1 при побайтном кодировании.
Ответ:
-
С помощью программ RLE и Huffman выполните сжатие файла a.txt разными способами. Запишите результаты в таблицу:
|
RLE
|
Шеннон и Фано
|
Хаффман
|
Размер сжатого файла
|
|
|
|
Коэффициент сжатия
|
|
|
|
Объясните результат, полученный с помощью алгоритма RLE.
Ответ:
-
Используя кнопку Анализ файла в программе Huffman, определите предельный теоретический коэффициент сжатия для файла a.txt.huf при побайтном кодировании. Объясните результат.
Ответ:
-
Примените несколько раз повторное сжатие этого файла с помощью алгоритма Хаффмана (новые файлы получат имена a.txt.huf2, a.txt.huf3 и т.д.) и заполните таблицу, каждый раз выполняя анализ полученного файла.
|
Размер файла
|
Предельный коэффициент сжатия
|
a.txt
|
|
|
a.txt.huf
|
|
|
a.txt.huf2
|
|
|
a.txt.huf3
|
|
|
a.txt.huf4
|
|
|
a.txt.huf5
|
|
|
Объясните, почему с некоторого момента при повторном сжатии файла его размер увеличивается.
Ответ:
-
Выполните те же действия, используя метод Шеннона-Фано.
|
Размер файла
|
Предельный коэффициент сжатия
|
a.txt
|
|
|
a.txt.shf
|
|
|
a.txt.shf2
|
|
|
a.txt.shf3
|
|
|
a.txt.shf4
|
|
|
a.txt.shf5
|
|
|
Объясните, почему с некоторого момента при повторном сжатии файла его размер увеличивается.
Ответ:
-
Сравните результаты сжатия этого файла с помощью алгоритма RLE, лучшие результаты, полученные методами Шеннона-Фано и Хаффмана, а также результат сжатия этого файла каким-нибудь архиватором.
|
Размер файла
|
Предельный коэффициент сжатия
|
RLE
|
|
|
Хаффман
|
|
|
Шеннон и Фано
|
|
|
ZIP
|
|
|
RAR
|
|
|
7Z
|
|
|
Объясните результаты и сделайте выводы.
Ответ:
-
Изучите возможности архиватора, который установлен на вашем компьютере (Ark, 7-Zip, WinRAR или др.).
-
Откройте каталог, указанный учителем. Он должен содержать все файлы, которые используются далее.
-
Распакуйте архив secret.zip, который упакован с паролем secretLatin. В подкаталогах, получившихся после распаковки, вы должны найти 3 файла, содержащие части высказывания на латинском языке, которое означает «договоры следует выполнять».
-
Создайте новый текстовый файл latin.txt и запишите в него это высказывание на латыни. После этого удалите архив secret.zip.
-
Выполните сжатие отдельно для каждого из перечисленных в таблице файлов, используя формат архива, указанный учителем. Вычислите коэффициент сжатия (для этого удобно использовать табличный процессор):
-
Имя файла
|
Описание
|
Объем до
сжатия, Кб
|
Объем после сжатия, Кб
|
Коэффициент сжатия
|
random.dat
|
случайные данные
|
391
|
|
|
morning.zip
|
сжатый файл
|
244
|
|
|
sunset.jpg
|
рисунок в формате JPEG
|
730
|
|
|
prog.exe
|
программа для Windows
|
163
|
|
|
signal.mp3
|
звук в формате MP3
|
137
|
|
|
forest.wav
|
звук в формате WAV
|
609
|
|
|
ladoga.bmp
|
рисунок в формате BMP
|
9217
|
|
|
tolstoy.txt
|
текст
|
5379
|
|
|
Запишите в тетради выводы о том, какие файлы обычно сжимаются лучше, а какие – хуже.
-
Если ваш архиватор позволяет создавать самораспаковывающиеся архивы, сравните размеры обычного архива и SFX-архива для файла tolstoy.txt:
-
Имя архива
|
Описание
|
Объем до
сжатия, Кб
|
Объем после сжатия, Кб
|
tolstoy.7z
|
обычный архив
|
5379
|
|
tolstoy.exe
|
SFX-архив
|
5379
|
|
Объясните, почему размеры двух архивов получились разные. После этого удалите оба созданных архива.
-
Переместите рисунки в отдельный каталог Pictures, а звуковые файлы – в каталог Sounds.
-
Упакуйте рисунки и звуки в архив Media с паролем media123.
-
Упакуйте все остальные файлы и папки в архив Data (без пароля).
-
Удалите все файлы, кроме архивов Media и Data, и покажите работу учителю.
-
Скопируйте в свою папку файл valaam.jpg.
-
Используя растровый графический редактор (GIMP, Photoshop), сохраните несколько копий этого рисунка с разным качеством, от 0% до 100%.
-
В табличном процессоре заполните таблицу
-
Качество, %
|
0
|
10
|
20
|
30
|
40
|
50
|
60
|
70
|
80
|
90
|
100
|
Объем файла, Кбайт
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С помощью табличного процессора постройте график по этим данным. Сделайте выводы.
-
Просмотрите файлы, полученные при разных степенях сжатия. Выберите оптимальный на ваш взгляд вариант, когда при небольшом размере файла сохраняется приемлемое качество рисунка.
-
Скопируйте в свою папку звуковой файл bears.mp3.
-
Используя звуковой редактор (например, Audacity), сохраните несколько копий этого звукового файла с разным качеством. Для формата Ogg Vorbis используйте качество от 0% до 100%, для формата MP3 – битрейт от 16 до 128 Кбит/с.
-
В табличном процессоре заполните таблицу
-
Битрейт, Кбит/с
|
16
|
32
|
64
|
128
|
Объем файла, Кбайт
|
|
|
|
|
Постройте график по этим данным. Объясните, почему получилась именно такая зависимость.
-
Прослушайте файлы, полученные при разных степенях сжатия. Выберите оптимальный на ваш взгляд вариант, когда при небольшом размере файла сохраняется приемлемое качество звука.
http://kpolyakov.narod.ru
|