Теория
Что нужно знать
Задание 7 проверяет умение считать информационный объём графики, звука и видео, а также время передачи данных. В проекте КИМ 2027 задание сохраняет номер и тематику: 1 первичный балл, раздел «Теоретические основы информатики». Формулировки разные, но почти все сводятся к формуле объёма и аккуратному переводу единиц.
Как устроено задание 7
В задании 7 нужно найти информационный объём растрового изображения, звукозаписи или видео либо восстановить один из параметров кодирования: глубину цвета, палитру, длительность, частоту, число каналов или скорость передачи. Формулировки разные, но все они сводятся к одной-двум формулам и аккуратному переводу единиц.
- Изображение: W × H пикселей, i бит на пиксель, палитра N цветов.
- Звук: частота f, глубина i, число каналов k, время t.
- Видео: те же кадры плюс отдельная звуковая дорожка.
- Передача: объём V, скорость v, время t.
- Ответ — целое число; единицы измерения в бланк не пишут.
- В 2027 году — 1 первичный балл, раздел «Теоретические основы информатики».
Растровое изображение
Растровое изображение состоит из пикселей. Если каждый пиксель кодируется одинаковым числом бит, объём без сжатия равен числу пикселей, умноженному на глубину цвета.
- K = W · H — общее число пикселей.
- i — глубина цвета, то есть число бит на один пиксель.
- I = K · i — объём в битах без сжатия и служебных полей.
- N = 2^i — число цветов палитры; обратно i = log2 N.
- Если глубина задана в байтах, умножьте её на 8.
- Прозрачность и контрольные биты увеличивают число бит на пиксель.
- В байтах: I / 8; в Кбайт: I / (8 · 1024); в Мбайт: I / (8 · 1024²).
I = W · H · iK = W · HN = 2^i
Палитра и глубина цвета
Число цветов и глубина связаны степенью двойки. Если N не является степенью двойки, берут ближайшую степень сверху: для 257 цветов двух байт мало, нужно 9 бит, потому что 2^8 = 256.
- 2^8 = 256, 2^10 = 1024, 2^12 = 4096, 2^16 = 65536, 2^24 ≈ 16,7 млн.
- Условие N ≤ 2^i даёт i = ceil(log2 N).
- Для 256 цветов i = 8, для 1024 — 10, для 65536 — 16.
- «Палитра из 2^24 цветов» — это готовое i = 24, а не 2^24 бит.
- «200 цветов, каждый по 100 оттенков» — всего 20 000 цветов, i = 15.
- При уменьшении палитры в 2^k раз глубина уменьшается на k бит.
N ≤ 2^ii = ceil(log2 N)N = 2^i
Звук: частота, глубина и каналы
При оцифровке звука в секунду берут f отсчётов, каждый кодируется i битами. Если каналов несколько, объём умножается на их число.
- f — частота дискретизации в герцах; 1 кГц = 1000 Гц.
- t — время в секундах; минуты умножайте на 60.
- k — число каналов: моно 1, стерео 2, квадро 4, 5.1 — 6, 7.1 — 8.
- i — глубина кодирования одного отсчёта в битах; 1 байт = 8 бит.
- Без сжатия V = f · t · k · i бит.
- При сжатии умножьте на оставшуюся долю: на 40% меньше — на 0,6.
- Обратные формулы: t = V / (f · k · i), i = V / (f · t · k).
V = f · t · k · it = V / (f · k · i)f = V / (t · k · i)
Видео: кадры и звук
Видео — это последовательность кадров плюс звуковая дорожка. Сначала считают объём одного кадра, затем умножают на частоту кадров и длительность, а звук считают отдельно.
- Кадр: W · H · i бит.
- Видеоряд: W · H · i · fps · t.
- Звук: f · t · k · i_audio.
- Общий объём: видеоряд плюс звук.
- Заголовки кадров и файлов добавляются отдельно, если они заданы.
- Сжатие применяется к сумме или к каждой части так, как сказано в условии.
V_видео = W · H · i · fps · tV_звук = f · t · k · i_audioV = V_видео + V_звук
Сжатие, проценты и служебные данные
Проценты относятся к тому объекту, с которым сравнивают. «Уменьшился на 20%» означает, что осталось 80%; «оригинал больше сжатого на 25%» означает, что оригинал равен сжатому, умноженному на 1,25; «сжатый составляет 80% оригинала» — наоборот.
- Сжатие на x%: V_new = V · (100 − x) / 100.
- Оригинал больше на x%: V_orig = V_comp · (100 + x) / 100.
- Сжатый составляет x%: V_comp = V_orig · x / 100.
- Заголовок и служебная информация прибавляются после сжатия или до него — читайте порядок.
- Контрольные биты: к каждым n битам добавляется 1 бит; если неполная группа тоже получает бит, используйте ceil, если нет — floor.
- Прозрачность: к глубине цвета прибавляется отдельная глубина альфа-канала.
- Несколько изменений перемножаются: каналы, частота, глубина, разрешение.
V_new = V · (1 − p / 100)V_orig = V_comp · (1 + p / 100)V_comp = V_orig · p / 100
Передача данных
Объём файла и скорость канала связывает формула V = v · t. Если скорость дана в байтах в секунду, переведите её в биты, умножив на 8. Время часто получается дробным; в ответ идёт целая часть или округление, как сказано в условии.
- V — объём в битах, v — скорость в битах в секунду, t — время в секундах.
- 1 Кбайт/с = 1024 байт/с = 8192 бит/с.
- При двух каналах время складывается: t = t1 + t2 + задержки.
- Если файл сжимают между передачами, пересчитайте объём.
- «Не более T секунд» даёт неравенство V / v ≤ T.
- «Более T секунд» — строгое неравенство V / v > T.
V = v · tt = V / vv = V / t
Единицы и округление
Почти все ошибки в задании 7 — единицы. Бит — минимальная единица, байт в 8 раз больше, а приставки К, М, Г в информатике означают степени двойки.
- 1 байт = 8 бит.
- 1 Кбайт = 1024 байт = 2^10 байт.
- 1 Мбайт = 1024 Кбайт = 2^20 байт.
- 1 Гбайт = 1024 Мбайт = 2^30 байт.
- 1 Тбайт = 1024 Гбайт = 2^40 байт.
- Не путайте Кбит и Кбайт: 1 Кбайт = 8 Кбит.
- «Целая часть» — отбросить дробь; «достаточно» — округлить вверх; «максимально» — вниз.
- Если ответ просят в Кбайт, делить нужно на 8 · 1024, а не на 1000.
1 байт = 8 бит1 Кбайт = 2^10 байт1 Мбайт = 2^20 байт1 Гбайт = 2^30 байт
Пакеты, карты памяти и остатки
Когда файлов много, сначала находят размер одного файла, затем вместимость пакета или носителя. Дальше работают целочисленное деление и остаток.
- На одной карте помещается n = floor(объём карты / размер файла) файлов.
- Последняя карта: остаток total mod n; если остаток 0, последняя карта полная.
- Минимальное число карт: ceil(total / n).
- Полных карт: total // n; на последней: total % n.
- Если на последней карте известно k файлов, всего могло быть (cards − 1) · n + k.
- Заголовки и сжатие меняют размер файла до деления.
n = ⌊V_карты / V_файла⌋cards = ⌈N / n⌉last = N mod n
Сканирование, dpi/ppi и пропорции
При сканировании число пикселей зависит от физического размера и разрешения. Если размер листа не меняется, то при изменении dpi в m раз число пикселей меняется в m² раз.
- Пиксели по стороне = дюймы × dpi.
- Общее число пикселей пропорционально dpi².
- При переходе с 600 на 300 dpi пикселей становится в 4 раза меньше.
- Глубина цвета меняется пропорционально числу бит: 24 → 8 — в 3 раза меньше.
- Палитра 2^24 → 256 — глубина 24 → 8, объём в 3 раза меньше.
- Относительные изменения перемножаются, а проценты — нет.
K = (L · dpi) · (W · dpi)I ∝ dpi² · i