Representação de dados em bits – números, texto, imagem e som

ComputaçãoDados e sistema binárioIdades 15–16

Usar com minha turma

Quatro tipos de dados conhecidos são todos reduzidos a uma sequência de bits. Digite um número inteiro para ver sua forma binária e quantos bytes ele ocupa; digite uma linha de texto para ver o código de cada caractere; arraste os controles de profundidade de cor e resolução para ver a imagem piorar e o arquivo ficar mais leve; arraste a taxa de amostragem e a profundidade de bits para ver a onda sonora se quebrar em degraus. Cada modo mostra a fórmula do tamanho de armazenamento usado.

Aula: Dados digitais: sistema binário, codificação de caracteres, dados de imagem e áudio e unidades de armazenamento

O que mostra

Os computadores guardam todo tipo de dado como bits, e esta simulação mostra como quatro tipos de dados são convertidos. Um número inteiro é escrito na base 2, e k bits dão 2ᵏ valores diferentes. O texto é guardado como um código numérico para cada caractere, tirado de uma tabela de codificação como ASCII ou Unicode. Uma imagem digital é uma grade de pixels, então seu tamanho sem compressão é número de pixels × profundidade de cor. O som é amostrado em intervalos regulares, e seu tamanho é taxa de amostragem × profundidade de bits × canais × duração ÷ 8 bytes. Mais qualidade sempre custa mais bits.

Como usar

Escolha um Tipo de dado ou use os botões Inteiro, Caracteres, Imagem e Som. No modo Imagem, diminua a profundidade de cor e a resolução e compare a figura com a imagem original de 24 bits enquanto o tamanho do arquivo cai. No modo Som, reduza a taxa de amostragem e a profundidade de bits e observe o sinal digital azul perder a forma da onda cinza. Peça aos alunos que confiram cada tamanho com a fórmula mostrada abaixo.

Parâmetros que você pode mudar

  • Tipo de dado Número inteiro, Caracteres e texto, Imagem digital, Som
  • Profundidade de cor / de bits do áudio 1–24 bit
  • Resolução da imagem (lado) 8–256 pixels
  • Taxa de amostragem do áudio 2–48 kHz
  • Duração do áudio 1–300 segundos

Perguntas para explorar

  1. Quantos bytes ocupa uma imagem sem compressão de 128 × 128 pixels com cor de 24 bits?
  2. Por que uma taxa de amostragem maior faz o sinal digital acompanhar melhor a onda sonora real?
  3. Quantas cores diferentes um pixel pode mostrar com profundidade de cor de 1, 8 e 24 bits?