No.9 データの圧縮とハードウェア・ソフトウェア
2学期
1 圧縮
①
決められた方法に従って,データのもつ情報をできる限り
保ったまま,ファイルサイズを小さくする処理のこと
[圧縮]
[伸張 (解凍,復元,展開)]
③
データの中に,同じ情報が繰り返されていたり,不要な部分が含まれていたりする状態
[冗長 (じょうちょう)]
④
冗長な部分を取り除いて圧縮し,伸張すると元のデータと同じ情報に戻せる圧縮方式
[可逆圧縮]
⑤
④に加えて,人間が気付きにくい情報など,重要度の低い情報も取り除いて圧縮する方式
[非可逆圧縮]
| 圧縮方式 |
特 徴 |
用 途 |
| 可逆圧縮 |
伸張すると圧縮前の情報と同一になる |
[文書ファイル]や[プログラムファイル]など1ビットでもデータが欠損・改変すると正しく利用できないもの |
| 非可逆圧縮 |
伸張しても圧縮前の情報と同一にはならない |
[画像]や[音声]など多少の情報の欠損や改変があっても,大きな影響が少ないもの |
⑦
データを圧縮したとき,どこまで小さくなったかを示す比率
[圧縮率]
⑧
[圧縮率] = ( [ ⓐ ] / [ ⓑ ] )×100
[ⓐ 圧縮後のデータ量]
[ⓑ 圧縮前のデータ量]
⑨
圧縮率を高く設定するとファイルサイズは [ ⓐ ] なるが,失われる情報も多くなり画質や音質が [ ⓑ ] する。
[ⓐ 小さく ⓑ 劣化]
⑩
元のデータを処理して変換すること
逆に,変換したデータを元に戻すこと
エンコードを行うプログラムのこと
デコードを行うプログラムのこと
[エンコード]
[デコード]
[エンコーダ]
[デコーダ]
⑪
可逆圧縮の例
※画像ファイルの PNG,GIF などがある。
音声ファイルの WAV,画像ファイルのBMP は生データで非圧縮です。
[ZIP 圧縮]
⑫
音声,静止画,動画の各ファイルで,非可逆圧縮の例
※他には,画像ファイル: HEIC ,音声ファイル: MP3 ,WMV など
[音声:AAC]
[静止画:JPEG]
[動画:MPEG-4(H.264)]
⑬
可逆圧縮は,次のような方法を用いて圧縮を行っている。
A.
同じデータが並んでいる数を付加
※同じデータの繰り返し回数を記録
B.
以前に現れた位置と長さの情報を付加
※過去に現れたデータの位置と長さを記録
C.
出現頻度の高いデータに短いコードを付与
※よく使われるデータを短い符号に変換
C.
前のデータとの差分だけを記録
※変化した部分のみを保存
[ランレングス圧縮]
[LZ圧縮]
[ハフマン圧縮]
[差分圧縮]
2 ハードウェアとソフトウェア
①
㋐~㋗の名称を答えよ
[ ㋐ 補助記憶装置]
[ ㋑ 記憶装置]
[ ㋒ 主記憶装置]
[ ㋓ 演算装置]
[ ㋔ 制御装置]
[ ㋕ 中央処理装置]
[ ㋖ 入力装置]
[ ㋗ 出力装置]
②
異なる機器やソフトウェア,人間との間でのデータのやり取りをする際に,その間をつなぐ規格や機能のこと
[インタフェース]
[ハードウェアインタフェース]
④
ハードウェアと応用ソフトウェアの仲介役として機能する
ソフトウェア
[オペレーティングシステム(OS)]
[基本ソフトウェア]
⑥
基本ソフト文書作成ソフトウェア,表計算ソフトウェア,Webブラウザなどのソフトウェアの分類名
[応用ソフトウェア]
⑦
周辺機器を動作させる仕組みをもつOS上のプログラム
[デバイスドライバ]
[API]
[Windows,macOS,Linux]
⑩
OSの機能
・
ソフトウェアの実行順序やCPUへの割り当てなどを管理する
・
各ソフトウェアが使うメモリの割り当てを管理する
・
周辺機器のハードウェアを管理する
・
補助記憶装置とのファイルのやり取り(読み書き)を管理する
・
CPU,メモリなどのコンピュータ資源を管理する
・
複数のユーザアカウントの登録/削除など,コンピュータの利用を管理する
[タスク管理]
[記憶(メモリ)管理]
[入出力管理]
[ファイル管理]
[資源管理]
[ユーザ管理]
⑪
OSの目的
・
コンピュータとユーザの間に位置し,だれでも容易にコンピュータを利用できるように支援する
・
応用ソフトウェアを使用するとき,異なる装置による操作であっても,OSに付属するAPIによって「マウスポインタの位置を読みだす」という内容に抽象化される
・
応用ソフトウェアを複数同時に起動したり,複数の応用ソフトウェアから並行して印刷要求したりしても処理できる
[操作支援]
[基本機能の提供]
[資源の有効利用]