Тема 7. Кодирование и декодирование – передача и хранение информации

7.05 Передача по каналу связи

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела кодирование и декодирование – передача и хранение информации
Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#5973

Катя отправила файл размером 120  Кбайт со скоростью 3  Кбит/с. За какое время файл дойдет до получателя (в секундах)? Ответ округлите до целых.

Показать ответ и решение

Итак, давайте выпишем что нам дано,переведя сразу в стандартные единицы измерения:

I = 120  Кбайт = 15 ⋅ 23 ⋅ 213 = 15 ⋅ 216   бит;

v = 3  Кбит/с = 3 ⋅ 1000  бит/с.

Подставим известные значения в формулу I =  v ⋅ t  и выразим время:      16
15 ⋅ 2  = 3 ⋅ 1000 ⋅ t  ;

         16
t = 15-⋅ 2--= 5 ⋅ 26 = 327,68
    3 ⋅ 1000  секунд. В ответ запишем 328.

Ответ: 328

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#5974

Маша хочет отправить файл со скоростью передачи данных равной 1000 Кбит/c. Определите какой размер файла может отправить Маша, чтобы передача данных заняла 5 секунд. Ответ дайте в килобайтах. Округлите ответ до целого.

Показать ответ и решение

Для начала вычислим объем передаваемого файла в Кбит: 1000 ∗ 5 = 5000  (Кбит). Переведем данное значение в бит: 5000 ∗ 1000 = 5000000  (бит). Осталось перевести данное значение в Кбайт и округлить до целого : 5∗11036=  610
 2  (Кбайт). Ответ: 610.

Ответ: 610

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#6074

По защищённому каналу связи Школково(150  Мбит/с)  передаётся 3  файла: изображение, аудиофайл и видеофайл.

Файлы имеют следующие характеристики:

1) Изображение − 24,125  Мбайт.

2) Аудиофайл − 4  канала; 64  c; 32  кГц.

3) Видеофайл − 66,25  Мбайт.

Найдите глубину кодирования, если передача файлов шла 424
----
 75  секунды? Ответ округлите в меньшую сторону.

Показать ответ и решение

Так как передача файлов шла 424-
75  секунды, было передано: 424-⋅ 150 ⋅ 106 = 848 ⋅ 106
75   бит.

Из них: 24,125 Мбайт – изображение, 66,25 Мбайт – видеофайл.

Откуда, аудиофайл мог занимать 848 ⋅ 106 − 24,125 ⋅ 223 − 66,25 ⋅ 223 = 89879552  бит.

Для хранения информации о звуке длительностью t  секунд, закодированном с частотой дискретизации f  Гц и глубиной кодирования B  бит с k  каналами записи требуется t ⋅ f ⋅ B ⋅ k  бит памяти.

f  (Гц) - частота дискретизации определяет количество отсчетов, запоминаемых за 1  секунду.

B  (бит) - глубина кодирования - это количество бит, которые выделяются на один отсчет.

I = t ⋅ f ⋅ B ⋅ k

89879552 =  64 ⋅ 32000 ⋅ 4 ⋅ B ⇒ B = 10,9716...  . В ответ запишем 10.

Ответ: 10

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#6076

Владимир присылает Егору фотографии, а он ему аудиофайлы. Передача происходит по одному каналу связи с пропускной способностью 100  Кбит/с.

Владимир отправил изображение с разрешением 4096 × 4096  пикселей, а Егор отправил аудиофайл весом 16  Мбайт.

Найдите максимальное количество цветов, которое могло использоваться в палитре изображения, если известно, что файлы передавались равное количество времени.

Показать ответ и решение

Так как передача файлов заняло одинаковое количество времени, объёмы файлов равны.

Для хранения растрового изображения нужно выделить в памяти I = N ⋅ i  бит, где N  − количество пикселей и i  − количество бит, отводимое на 1  пиксель.

Откуда                           23
I1 = 4096 ⋅ 4096 ⋅ i = 16 ⋅ 2 ⇒ i = 8  бит.

Глубина кодирования − это количество бит, которые выделяются на хранение цвета одного пикселя. При глубине кодирования i  бит на пиксель, код каждого пикселя выбирается из 2i  возможных вариантов, поэтому можно использовать не более 2i  различных цветов. Следовательно, изображение использует: 28 = 256  цветов.

Ответ: 256

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#6077

Артём присылает Тимофею фотографии, а он ему аудиофайлы. Передача происходит по одному каналу связи с пропускной способностью 50,6  Кбит/с.

Артём отправил изображение с разрешением 1024 × 512  пикселей, а Тимофей отправил аудиофайл весом 1  Мбайт.

Найдите максимальное количество цветов, которое могло использоваться в палитре изображения, если известно, что файлы передавались равное количество времени.

Показать ответ и решение

Так как передача файлов заняло одинаковое количество времени, объёмы файлов равны.

Для хранения растрового изображения нужно выделить в памяти I = N ⋅ i  бит, где N  − количество пикселей и i  − количество бит, отводимое на 1  пиксель.

Откуда                      23
I1 = 1024 ⋅ 512 ⋅ i = 2 ⇒ i = 16  бит.

Глубина кодирования − это количество бит, которые выделяются на хранение цвета одного пикселя. При глубине кодирования i  бит на пиксель, код каждого пикселя выбирается из 2i  возможных вариантов, поэтому можно использовать не более 2i  различных цветов. Следовательно, изображение использует: 216 = 65536  цветов.

Ответ: 65536

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#6079

Матвей заядлый киноман: он каждую неделю качает фильм весом 6  Гбайт. До этого у него был тариф, в котором скорость интернета составляет 0.408  Мбит/с. Матвей перешёл на другой тариф, в котором скорость интернета составляет 5  Мбит/с.

На сколько быстрее Матвей сможет скачивать фильмы с новой скоростью интернета? Ответ дайте в минутах, единиц измерения писать не нужно. Округлите до целых значений в случае необходимости.

Показать ответ и решение

Фильм весит 6  Гбайт = 6 ⋅ 233   бит.

v1 = 0.408 ⋅ 220   бит/c;

v2 = 5 ⋅ 220   бит/c;

          33
t1 =  --6 ⋅ 2---= 120470.588
     0.408 ⋅ 220  c.

     6 ⋅ 233
t2 =  5 ⋅ 220 = 9830.4  c.

t1 − t2 = 120470.588 − 9830.4 =  110640.188  с. =  1844.003  м.

Ответ: 1844

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#6112

Какую объём данных в Кб может передать канал связи, имеющий 16384 бит/сек за одну минуту?

Показать ответ и решение

Скорость передачи данных можно вычислить как отношение размера передаваемого файла к времени передачи в секундах, значит размер передаваемого файла это произведение времени передачи на скорость передачи.

16384  бит/сек=  2  Кб/сек.

1  минута=  60  секунд.

2 ⋅ 60 = 120  Кб.

Ответ: 120

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 8#6113

Сколько минут потребуется модему, имеющему скорость передачи данных 8192  бит/сек, чтобы передать растровое чёрно-белое изображение, в котором 1024 ⋅ 1024  пикселя? В ответе запишите ближайшее целое число.

Показать ответ и решение

Время передачи файла можно посчитать как отношение размера передаваемого файла к скорости передачи.

Размер изображения можно посчитать как произведение количества пикселей на количество бит, необходимых для хранения цвета одного пикселя.

Всего 2  цвета, то есть для хранения цвета одного пикселя необходим 1  бит   1
(2  =  2).

Тогда размер одного изображения равен 1024 ⋅ 1024 ⋅ 1  бит.

Посчитаем время передачи — 1024⋅1024  =  128
 8⋅1024  сек.

Ближайшее целое значение минут — 2  (120  секунд), что и является ответом.

Ответ: 2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 9#6114

Сколько минут потребуется модему, имеющему скорость передачи данных 4096  бит/сек, чтобы передать растровое чёрно-белое изображение, в котором 1024 ⋅ 2048  пикселей? В ответе запишите ближайшее целое число.

Показать ответ и решение

Время передачи файла можно посчитать как отношение размера передаваемого файла к скорости передачи.

Размер изображения можно посчитать как произведение количества пикселей на количество бит, необходимых для хранения цвета одного пикселя.

Всего 2  цвета, то есть для хранения цвета одного пикселя необходим 1  бит   1
(2  =  2).

Тогда размер одного изображения равен 1024 ⋅ 2024 ⋅ 1  бит.

Посчитаем время передачи — 1024⋅1024⋅2- =  512
  4⋅1024  сек.

Ближайшее целое значение минут — 9  (540  секунд), что и является ответом.

Ответ: 9

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 10#6115

Сколько минут потребуется модему, имеющему скорость передачи данных 8000  бит/сек, чтобы передать растровое изображение, в котором используется 1000 цветов и в котором 360 ⋅ 720  пикселей? В ответе запишите ближайшее целое число.

Показать ответ и решение

Время передачи файла можно посчитать как отношение размера передаваемого файла к скорости передачи.

Размер изображения можно посчитать как произведение количества пикселей на количество бит, необходимых для хранения цвета одного пикселя.

Всего 1000 цветов, то есть для хранения цвета одного пикселя необходимо 10  бит (210 =  1024,  а29 =  512,  и этого не хватит).

Тогда размер одного изображения равен 360 ⋅ 720 ⋅ 10  бит.

Посчитаем время передачи — 360⋅720⋅10 =  324
  8000  сек.

Ближайшее целое значение минут — 5  (300  секунд), что и является ответом.

Ответ: 5

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 11#6653

Какое количество информации Артём сможет передать за 1 секунду по каналу передачи с пропускной способностью 100 Мбит/с? В ответе укажите только целую часть числа в Мбайт.

Показать ответ и решение

Итак, давайте выпишем что нам дано, переведя сразу в стандартные единицы измерения:

v = 100  Мбит/с =  100 ⋅ 210 ⋅ 210 = 100 ⋅ 220   бит/с;

t = 1  сек.

Зная вышеуказанное, посчитаем объём информации:

I = v ⋅ t  ;

I = 100 ⋅ 220 ⋅ 1  .

Разобьем каждый множитель в числителе на произведение простых множителей, получим:

I = 100 ⋅ 220 ⋅ 1 = 52 ⋅ 222   бит.

Переведем результат в Мбайт, разделив на  23
2   :

     2   22
I = 5--⋅ 2-=  25-= 12,5
      223     2  Мбайт.

Ответ: 12

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 12#6654

Аня отправила сообщение , размер которого составил 8 Мбайт, за 1 минуту 40 секунд. Определите каким должен быть размер сообщения (в Мбайтах), чтобы его можно было передать через это же соединение за 25 секунд.

Показать ответ и решение

Итак, давайте выпишем что нам дано:

I1 = 8  Мбайт;

t1 = 1  мин 40 сек = 100  секунд;

t2 = 25  секунд.

Вычислим скорость передачи данных по данному каналу: v =  -8--
     100  = 0,08 Мбайт/сек.

Следовательно, размер файла, который можно передать за 25 секунд равен : I2 = 0,08 ⋅ 25 = 2  Мбайт.

Ответ: 2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 13#6655

В качестве лабораторной работы Саша передавал сообщения через некоторое соединение. Сообщение, размер которого составил 4 Мбайт передавался 32 секунды. Сколько секунд потребуется Саше для передачи сообщения размером 1536 Кбайт.

Показать ответ и решение

Итак, давайте выпишем что нам дано, переведя сразу в стандартные единицы измерения:

I1 = 4  Мбайт = 4 ⋅ 223 = 225   бит;

t1 = 32 =  25   сек;

I2 = 1536  Кбайт      9   13       22
=  3 ⋅ 2 ⋅ 2 = 3 ⋅ 2   бит.

Вычислим скорость передачи данных по данному каналу:       25
v =  2--= 220
     25   бит/с.

Подставим известные значения в формулу I =  v ⋅ t  и выразим время:      3-⋅ 222
t2 =   220  = 3 ⋅ 4 = 12  секунд.

Ответ: 12

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 14#6656

Катя отправила файл по электронной почте размером 32 Кбайт со скоростью 4 Кбит/c. Определите размер файла (в Кбайт), который можно отправить за то же время с другого устройства со скоростью 768 бит/c. В ответе укажите одно число — размер файла.

Показать ответ и решение

Итак, давайте выпишем что нам дано, переведя сразу в стандартные единицы измерения:

I1 = 32 = 25   Кбайт= 25 ⋅ 213 = 218   бит;

v1 = 4 = 22   Кбит/с = 22 ⋅ 210 = 212   бит/с;

               8
v2 = 768 = 3 ⋅ 2   бит/с.

Вычислим время передачи данных по первому каналу:       18
t =  2--=  26 = 64
 1   212  секунды.

Теперь определим размер файла, который передается по второму каналу за 64 секунды, подставив известные значения в формулу I =  v ⋅ t  : I2 = 3 ⋅ 28 ⋅ 64 = 3 ⋅ 28 ⋅ 26 = 3 ⋅ 214   бит .

Переведем полученный результат в Кбайты, разделив на 213   :      3 ⋅ 214
I2 =  --13--= 6
      2  Кбайт.

Ответ: 6

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 15#6657

Максим отправил файл, размер которого составляет 1500 Кбайт, в течение 1 минуты. Какого размера файл (в Кбайт) можно отправить за 36 секунд? В ответе укажите одно число — размер файла в Кбайт, не указывая единицы измерения.

Показать ответ и решение

Итак, давайте выпишем что нам дано, переведя сразу в стандартные единицы измерения:

I1   = 1000 Кбайт =  1000 ⋅ 213 = 375 ⋅ 22 ⋅ 213 = 375 ⋅ 215   бит;

t1 = 1  минута =  60  сек;

t2 = 36  cек.

Вычислим скорость передачи данных по первому каналу:                 15         15
v =  I1 = 375-⋅ 2- = 375-⋅ 2- = 25 ⋅ 213
 1   t1      60       22 ⋅ 15   .

Теперь определим размер файла, который передается по этому каналу за 36 секунд, подставив известные значения в формулу I = v ⋅ t  :

I =  25 ⋅ 213 ⋅ 36 = 900 ⋅ 213
 2   бит.

Переведем полученный результат в Кбайты, разделив на 213   :      900 ⋅ 213
I2 = -------- = 900
        213  Кбайт.

Ответ: 900

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 16#6883

Виктор и Иван подключились к разным каналам связи на 224   бит/секунду и на 221   бит в секунду соответственно. Виктор имеет возможность выйти в Интернет, а Иван такой возможности не имеет.

Иван хочет посмотреть фильм, который весит 15 Гбайт, поэтому попросил Виктора помочь ему: Виктор будет скачивать и ретранслировать его Ивану.

Через сколько часов(округлите до целого) Иван сможет начать смотреть фильм? В ответе укажите только целое число.

Показать ответ и решение

Фильм весит 15  Гбайт = 6 ⋅ 233   бит.

Иван будет получать данные медленнее, чем будет скачивать фильм Виктор.

Найдём за сколько будет передан фильм: 15 ⋅ 233
---21---= 15 ⋅ 212 = 60 ⋅ 210
  2   с. = 210   м. ∼ 18  ч.

Ответ: 18

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 17#6885

Анатолий отправил фотографию с 24-битным разрешением в город крабов по каналу связи за 20  минут. Затем краб перевёл фотографию в черно-белый формат. Сжатие данных не производилось.

Ч/б фотография была отправлена в город Самопознания; пропускная способность канала связи с городом самопознания в 5  раз выше, чем пропускная способность канала связи с городом крабов.

Сколько секунд длилась передача фотографии в город Самопознания?

Показать ответ и решение

Для хранения растрового изображения нужно выделить в памяти I = N  ⋅ i  бит, где N  − количество пикселей и i  − количество бит, отводимое на 1  пиксель.

Откуда I1 = N ⋅ 24;I2 = N ⋅ 1,  так как всего 2  цвета − черный и белый, i2 = 1  (21 = 2 )

Значит, v1 = N--⋅ 24 = N--
      1200     50  бит/с. V2 = 5 ⋅ v1 = N-
             10

Откуда      I2
t2 = v2 = 10  секунд.

Ответ: 10

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 18#6886

Ирина сняла видео, которое длится 34  минуты 8  секунд на выступлении своей дочери. Видео было на камеру, которая фиксирует 30  кадров в секунду с разрешением одного кадра 2048 × 1024  пикселей в формате HighColor  (16  бит на пиксель).  Аудиодорожка записывается в формате стерео с частотой дискретизации 64  кГц и глубиной кодирования 32  бит.

Ирина хочет отправить это видео своему мужу по каналу связи со скоростю передачи 100  Мбит/с. Через сколько секунд это видео придёт мужу Ирины?

Показать ответ и решение

Для хранения растрового изображения нужно выделить в памяти I = N  ⋅ i  бит, где N  − количество пикселей и i  − количество бит, отводимое на 1  пиксель.

Для хранения информации о звуке длительностью t  секунд, закодированном с частотой дискретизации f  Гц и глубиной кодирования B  бит с k  каналами записи требуется t ⋅ f ⋅ B ⋅ k  бит памяти.

f  (Гц) - частота дискретизации определяет количество отсчетов, запоминаемых за 1  секунду.

B  (бит) - глубина кодирования - это количество бит, которые выделяются на один отсчет.

I = t ⋅ f ⋅ B ⋅ k

Iвидео = t ⋅ N ⋅ i ⋅ v + t ⋅ f ⋅ B ⋅ k,  где v  − частота кадров в секунду.

Подставим, что известно, и найдём объём видеофайла в Мбиты: Iвидео = 1974080  Мбит.

Откуда     1974080
t = -------- = 19740,8
      100  c

Ответ: 19740, 8

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 19#6887

Максим Олегович отправил 10  растровых изображений размером 1920 × 1080  и глубиной цвета   24  бит по каналу связи со скоростью 829440  бит/с.

Сколько минут будут передаваться изображения?

Показать ответ и решение

Для хранения растрового изображения нужно выделить в памяти I = N  ⋅ i  бит, где N  − количество пикселей и i  − количество бит, отводимое на 1  пиксель.

Откуда I = 1920 ⋅ 1080 ⋅ 24 = 213 ⋅ 35 ⋅ 52   бит.

Найдём время передачи 10 изображений в минутах:     10 ⋅ (213 ⋅ 35 ⋅ 52)
t = ---------------- = 10
     60 ⋅ (211 ⋅ 34 ⋅ 5)  минут.

Ответ: 10

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 20#6889

Олег и Валентин подключились к разным каналам связи на 223   бит/секунду и на 225   бит в секунду соответственно. Олег имеет возможность выйти в Интернет, а Валентин такой возможности не имеет.

Валентин хочет послушать аудиокнигу, которая весит 480  Мбайт, поэтому попросил Олега помочь ему: Олег будет скачивать аудиокнигу и ретранслировать её Валентину.

Через сколько минут Валентин сможет начать слушать аудиокнигу? В ответе укажите только целое число.

Показать ответ и решение

Аудио книга весит 480  Мбайт = 480 ⋅ 223   бит.

Олег будет скачивать медленнее, чем мог бы получать информацию Валентин.

Найдём за сколько будет передана аудиокнига: 480 ⋅ 223
---23---= 480
  2  с. = 8  м.

Ответ: 8
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!