Вопрос 12 Ввод графической информации в компьютер. Сканирование печатных изображений, обработка и редактирование растровых изображений. Ввод и обработка изображений при помощи различных устройств.

Раздел информатики, занимающийся проблемами «рисования» на ЭВМ, получил название «компьютерная графика».

Все компьютерные изображения разделяют на два типа: растровые и векторные.Растровая графика. Растровые графические изображения чаще всего получают в процессе преобразования графической информации из аналоговой формы в цифровую, например, в процессе сканирования существующих на бумаге или фотопленке рисунков и фотографий, при использовании цифровых фото- и видеокамер, путем "захвата" кадра телевизионных передач с использованием ТВ-тюнера и так далее.Можно создать растровое графическое изображение и непосредственно на компьютере с использованием графического редактора, загрузить его с CD-ROM или DVD-ROM-дисков или «скачать» из Интернета.Растровая графика позволяет создать (воспроизвести) практически любой рисунок, вне зависимости от сложности.Растровое изображение хранится с помощью точек различного цвета (пикселей), которые образуют строки и столбцы. Каждый пиксель имеет определенное положение и цвет. Хранение каждого пикселя требует определенного количества битов информации, которое зависит от количества цветов в изображении.Пиксель - минимальный участок изображения, цвет которого можно задать независимым образом.Качество растрового изображения зависит от размера изображения (количества пикселей по горизонтали и вертикали) и количества цветов, которые можно задать для каждого пикселя.Растровые изображения очень чувствительны к масштабированию (увеличению или уменьшению). При уменьшении растрового изображения несколько соседних точек преобразуются в одну, поэтому теряется различимость мелких деталей изображения. При увеличении изображения увеличивается размер каждой точки и появляется ступенчатый эффект, который можно увидеть невооруженным глазом.

Еще один недостаток растровой графики большой размер, занимаемый файлами — хотя сейчас достаточно часто применяют сжатие, размер все равно достаточно велик (особенно у больших изображений).Векторная графика. Векторные графические изображения являются оптимальным средством хранения высокоточных графических объектов (чертежи, схемы и пр.), для которых имеет значение сохранение четких и ясных контуров. С векторной графикой вы сталкиваетесь, когда работаете с системами компьютерного черчения и автоматизированного проектирования (САПР), программами обработки трехмерной графики и др.Векторные изображения формируются из объектов (точка, линия, окружность, прямоугольник и пр.), которые хранятся в памяти компьютера в виде графических примитивов и описывающих их математических формул.Достоинством векторной графики является то, что файлы, хранящие векторные графические изображения, имеют сравнительно небольшой объем.Важно также, что векторные графические изображения могут быть увеличены или уменьшены без потери качества. Это возможно, так как масштабирование изображений производится с помощью простых математических операций (умножения параметров графических примитивов на коэффициент масштабирования).К недостаткам векторной графики стоит отнести, что не каждый объект может быть легко изображен в векторном виде. Кроме того, количество памяти и времени на отображение зависит от числа объектов и их сложности.

Для обработки изображений на компьютере используются специальные программы — графические редакторы. Графические редакторы также можно разделить на две категории: растровые и векторные.Графический редактор — программа (или пакет программ), позволяющая создавать, редактировать и просматривать изображения с помощью компьютера.Растровые графические редакторы являются наилучшим средством обработки фотографий и рисунков, поскольку растровые изображения обеспечивают высокую точность передачи градаций цветов и полутонов.Среди растровых графических редакторов есть простые, например стандартное приложение Paint, GIMP - самый мощный свободный редактор и мощные профессиональные коммерческие графические системы, например Adobe Photoshop.

13) Модели решения функциональных и вычислительных задач. Моделирование как метод познания. Классификация моделей. Классификация задач, решаемых с помощью моделей. Методы и технологии моделирования. Интеллектуальные системы.

Модель — это искусственно созданный объект, дающий упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении, отражающий существенные стороны изучаемого объекта с точки зрения цели моделирования.

Классификация видов моделирования.

По цели использования: научный эксперимент, комплексные испытания и производственный эксперимент, оптимизационные модели.

По наличию воздействий на систему: детерминированные, стохастические.

По отношению ко времени: статистические, динамические (дискретные и непрерывные).

По возможности реализации: мысленные, реальные.

По области применения: универсальные, специализированные.

Математическая модель — приближенное описание объекта моделирования, выраженное с помощью математической символики.

Классификация математических моделей

• дескриптивные (описательные) модели;

• оптимизационные модели;

• многокритериальные модели;

• игровые модели.

Информационная модель - это совокупность информации об объекте, описывающая свойства и состояние объекта, процесса или явления, а также связи и отношения с окружающим миром.

Задачи, которые мы решаем, по своему назначению можно разделить на две категории:

• вычислительные задачи, целью которых является определение некоторой величины;

• функциональные задачи, предназначенные для создания некоего аппарата, выполняющего некоторые действия, функции.

Способы моделирования:

• Аналитическое моделирование заключается в построении модели, основанной на описании или поведения объекта или системы объектов в виде аналитических выражений – формул. Объект описывается системой линейных или нелинейных алгебраических или дифференциальных уравнений, решение которых может дать представление о свойствах объекта.

• Имитационное моделирование предполагает построение модели с характеристиками, адекватными оригиналу, на основе какого-либо его физического или информационного принципа. При таком моделировании отсутствует общая аналитическая модель большой размерности, а объект представлен системой , состоящей из элементов, взаимодействующих между собой и внешним миром. Задавая внешние воздействия, можно получить характеристики системы и провести их анализ.

Интеллектуальная система (ИС, англ. intelligent system) — это техническая или программная система, способная решать задачи, традиционно считающиеся творческими, принадлежащие конкретной предметной области, знания о которой хранятся в памяти такой системы.

14) Основы численных методов. Точные и приближенные значения величин, точные и приближенные числа. Источники классификаций погрешностей. Абсолютная и относительная погрешности. Верные знаки, связь количества верных знаков и относительной погрешности. Правила округления и погрешность округления. Основные задачи теории погрешностей, способы их решения.

Численные методы в математике, методы приближённого решения математических задач, сводящиеся к выполнению конечного числа элементарных операций над числами.