Тема уроку: Стиснення інформації

Мета уроку:

• ознайомити учнів із поняттям стиснення інформації.
• розглянути основні методи стиснення даних.
• пояснити різницю між стисненням із втратами та без втрат.
• ознайомити учнів із популярними алгоритмами та форматами стиснення.
• продемонструвати використання програм для стиснення інформації.

План уроку

Вступ

1.     Що таке стиснення інформації?
2.     Навіщо потрібно стискати дані? (приклади: економія місця на диску, швидкість передачі файлів через Інтернет тощо).

Основні методи стиснення інформації

Стиснення інформації — це важливий процес, який дозволяє зменшити обсяг даних для економії місця та підвищення швидкості передачі. Основні аспекти стиснення включають:

Види стиснення

 1. Стиснення без втрат:

• Вихідні дані можуть бути відновлені без жодних змін.
• Застосовується для програмного забезпечення, текстових документів і критично важливих даних, де спотворення неприпустимі.

 2. Стиснення зі втратами:

• Дозволяє відновлення даних з незначними спотвореннями.
• Використовується для аудіо, відео та зображень, де допустимі певні втрати якості.

Алгоритми стиснення

Кодування Хаффмана: Використовує частоту символів для створення коротших кодів для більш частих символів.

Кодування довжин серій (RLE): Заміна повторюваних елементів їхньою кількістю, що особливо ефективно для графічних даних.

Архівування даних

Архівування — це процес створення резервних копій даних з використанням стиснення. Це важливо для запобігання втратам інформації. Архіви зазвичай створюються у форматах ZIP або RAR, що дозволяє зберігати кілька файлів у одному пакеті.

Стиснення інформації є критично важливим у сучасному цифровому світі, оскільки обсяги даних постійно зростають, а ефективне управління цими даними стає все більш актуальним.

Стиснення без втрат – дозволяє відновити початкові дані без змін.

Приклади: ZIP, RAR, PNG, FLAC.

 Алгоритми: RLE, Huffman, LZ77, LZW.

Стиснення з втратами – видаляє частину даних, які важко помітити.

 Приклади: JPEG, MP3, MP4.

 Алгоритми: JPEG-компресія, MPEG, AAC.

Алгоритми стиснення

Run-Length Encoding (RLE) – заміна послідовностей повторюваних символів.

Huffman Coding – створення оптимального коду для частих символів.

LZ77, LZ78, LZW – заміна повторюваних фрагментів посиланнями.

JPEG, MP3, MP4 – видалення надлишкових деталей на основі особливостей людського сприйняття.

Популярні формати стиснення

Архіви: ZIP, RAR, 7z.

Зображення: PNG (без втрат), JPEG (зі втратами).

Аудіо: FLAC (без втрат), MP3 (зі втратами).

Відео: AVI, MP4, MKV.

Практична частина

Завдання 1: стиснути та розпакувати файли у форматах ZIP та RAR.

Завдання 2: порівняти якість зображень у форматах PNG та JPEG після стиснення.

Завдання 3: прослухати різницю між MP3 (128 kbps) та FLAC.

Обговорення та підсумок уроку

1.     Що таке стиснення інформації та для чого воно використовується?
2.     Які методи стиснення існують?
3.     Як обирати відповідний формат стиснення залежно від потреб?

Домашнє завдання:

1. Дослідити роботу одного з алгоритмів стиснення та підготувати короткий звіт.

2. Стиснути кілька файлів у ZIP та RAR і визначити, який формат ефективніший.