Карточки для самостоятельной работы по теме «Информация и ее представление в компьютере»

Автор: Вернова Наталья Евгеньевна

Организация: БПОУ «Чебоксарский медицинский колледж» Минздрава Чувашии

Населенный пункт: Чувашская Республика, г. Чебоксары

Пояснительная записка

Представленные карточки предназначены для организации самостоятельной работы студентов медицинских колледжей по теме «Информация и ее представление в компьютере». Каждая карточка содержит 2 задания различного типа: расчет информационного объема медицинских данных, перевод единиц измерения, определение параметров оцифровки, решение практических задач, связанных с хранением и передачей медицинской информации. Задания охватывают все основные типы данных (текст, изображения, звук, видео) и приближены к реальным ситуациям в медицинской практике.

Цель: закрепление навыков расчета информационных объемов, перевода единиц измерения, применения теоретических знаний для решения практических задач в профессиональном контексте.

Рекомендации по использованию:

- Карточки можно использовать для индивидуальной работы на занятии

- Возможно применение в качестве домашнего задания

- Карточки могут быть использованы для организации взаимопроверки

- На оборотной стороне каждой карточки (или на отдельном листе) приведены эталоны ответов для самоконтроля

Карточка №1

Задание 1.1

История болезни пациента содержит 18 страниц текста. На каждой странице в среднем 42 строки, в каждой строке 55 символов (включая пробелы). Для кодирования текста используется кодировка UTF-8, в которой каждый символ занимает 2 байта. Рассчитайте информационный объем истории болезни в байтах, килобайтах и мегабайтах.

Задание 1.2

В отделении функциональной диагностики ежедневно проводится 25 ЭКГ-исследований. Каждое исследование включает запись длительностью 15 секунд с частотой дискретизации 500 Гц, глубиной квантования 12 бит, 12 каналов. Рассчитайте общий объем данных, накапливаемых в отделении за месяц (22 рабочих дня). Ответ выразите в мегабайтах и гигабайтах.

Карточка №2

Задание 2.1

Цифровой рентгеновский аппарат создает изображение с разрешением 2048 × 2048 пикселей и глубиной цвета 14 бит на пиксель. Рассчитайте информационный объем одного рентгеновского снимка в мегабайтах. Сколько таких снимков можно сохранить на флеш-накопителе объемом 32 Гбайт?

Задание 2.2

Для телемедицинской консультации необходимо передать МРТ-исследование объемом 520 Мбайт. Скорость интернет-соединения составляет 8 Мбит/с. Рассчитайте время передачи данных в минутах и секундах.

Карточка №3

Задание 3.1

При проведении холтеровского мониторирования ЭКГ запись ведется в течение 24 часов. Частота дискретизации 250 Гц, глубина квантования 12 бит, 3 канала. Рассчитайте информационный объем полученных данных в мегабайтах и гигабайтах.

Задание 3.2

Электронная медицинская карта пациента содержит 12 страниц текста (по 2000 символов на странице, кодировка UTF-8, 2 байта на символ) и 4 рентгеновских снимка по 8,5 Мбайт каждый. Каков общий объем карты в мегабайтах? Сколько таких карт поместится на сервере объемом 2 Тбайт?

Карточка №4

Задание 4.1

Компьютерная томограмма состоит из 350 срезов. Каждый срез — изображение 768 × 768 пикселей с глубиной цвета 12 бит. Рассчитайте объем одного исследования в мегабайтах и гигабайтах.

Задание 4.2

Для архивирования результатов УЗИ-исследований выделено 500 Гбайт дискового пространства. Одно исследование в среднем занимает 45 Мбайт. Сколько исследований можно сохранить? Хватит ли этого места на 3 месяца, если ежемесячно выполняется 350 исследований?

Карточка №5

Задание 5.1

Фонокардиограмма записывается в течение 3 минут. Частота дискретизации 4000 Гц, глубина квантования 16 бит, запись моно. Рассчитайте объем файла в килобайтах и мегабайтах.

Задание 5.2

В поликлинике за день выполняется 120 цифровых рентгеновских снимков. Средний размер одного снимка — 18 Мбайт. Сколько дней потребуется, чтобы заполнить жесткий диск объемом 3 Тбайт? Ответ округлите до целого числа дней.

Карточка №6

Задание 6.1

Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) записывается в течение 30 минут. Используется 21 канал, частота дискретизации 250 Гц, глубина квантования 16 бит. Рассчитайте объем полученных данных в мегабайтах.

Задание 6.2

Сравните информационные объемы двух исследований:

- Исследование А: 150 срезов КТ, каждый срез 512 × 512 пикселей, 12 бит на пиксель

- Исследование Б: 200 срезов МРТ, каждый срез 512 × 512 пикселей, 16 бит на пиксель

Какое исследование имеет больший объем и во сколько раз?

Карточка №7

Задание 7.1

Справочник лекарственных средств содержит 950 страниц текста. На каждой странице в среднем 45 строк по 58 символов. Кодировка Windows-1251 (1 байт на символ). Рассчитайте объем справочника в мегабайтах. Сколько таких справочников можно записать на DVD-диск объемом 4,7 Гбайт?

Задание 7.2

Для передачи срочного сообщения о пациенте необходимо отправить текстовый файл объемом 150 Кбайт и один рентгеновский снимок объемом 12 Мбайт. Скорость передачи данных — 2 Мбит/с. Сколько времени займет передача всех данных? Ответ выразите в секундах.

Карточка №8

Задание 8.1

Обучающий видеофильм по хирургии имеет следующие параметры: разрешение 1280 × 720 пикселей, частота кадров 25 кадров/с, глубина цвета 24 бита, звук стерео (44,1 кГц, 16 бит). Длительность фильма — 25 минут. Рассчитайте объем файла без сжатия в гигабайтах. Во сколько раз нужно сжать видео, чтобы оно поместилось на DVD-диск объемом 4,7 Гбайт?

Задание 8.2

При суточном мониторировании артериального давления выполняется 50 измерений в сутки. Каждое измерение сохраняется как структура данных объемом 128 байт. Рассчитайте объем данных за сутки, за месяц (30 дней) и за год. Ответ выразите в килобайтах, мегабайтах и гигабайтах соответственно.

Карточка №9

Задание 9.1

Маммографическое исследование включает 4 снимка (по 2 на каждую молочную железу). Каждый снимок имеет разрешение 3000 × 4000 пикселей с глубиной цвета 14 бит. Рассчитайте общий объем исследования в мегабайтах. Сколько таких исследований можно сохранить на диске объемом 1 Тбайт?

Задание 9.2

В базе данных поликлиники хранятся записи о 50 000 пациентах. На каждого пациента отведено 2 Кбайт для текстовой информации и 150 Кбайт для результатов анализов. Рассчитайте общий объем базы данных в гигабайтах. Сколько свободного места останется на диске объемом 20 Гбайт после заполнения базы?

Карточка №10

Задание 10.1

Ангиографическое исследование создает 500 изображений размером 1024 × 1024 пикселей с глубиной цвета 10 бит. Рассчитайте объем исследования в мегабайтах. Сколько времени потребуется для передачи этого исследования по каналу связи со скоростью 10 Мбит/с?

Задание 10.2

В отделении реанимации ежедневно проводится мониторинг 6 пациентов. Для каждого пациента каждую секунду регистрируется 8 физиологических параметров, каждый параметр кодируется 2 байтами. Рассчитайте объем данных, накапливаемых за сутки (24 часа). Ответ выразите в мегабайтах и гигабайтах.

Эталоны ответов

Карточка №1

Задание 1.1

- Количество символов на странице: 42 × 55 = 2310 символов

- Объем одной страницы: 2310 × 2 = 4620 байт

- Объем всей истории: 4620 × 18 = 83 160 байт

- В килобайтах: 83 160 ÷ 1024 = 81,21 Кбайт

- В мегабайтах: 81,21 ÷ 1024 = 0,079 Мбайт

Ответ: 83 160 байт, 81,21 Кбайт, 0,079 Мбайт

Задание 1.2

- Количество отсчетов за 15 с на один канал: 500 × 15 = 7500 отсчетов

- На 12 каналов: 7500 × 12 = 90 000 отсчетов

- Объем одного исследования в битах: 90 000 × 12 = 1 080 000 бит

- Объем одного исследования в байтах: 1 080 000 ÷ 8 = 135 000 байт

- Объем одного исследования в Мбайтах: 135 000 ÷ 1024 ÷ 1024 = 0,129 Мбайт

- Объем 25 исследований в день: 0,129 × 25 = 3,225 Мбайт

- Объем за 22 дня: 3,225 × 22 = 70,95 Мбайт

- В гигабайтах: 70,95 ÷ 1024 = 0,069 Гбайт

Ответ: 70,95 Мбайт или 0,069 Гбайт

 

Карточка №2

Задание 2.1

- Количество пикселей: 2048 × 2048 = 4 194 304 пикселя

- Объем в битах: 4 194 304 × 14 = 58 720 256 бит

- Объем в байтах: 58 720 256 ÷ 8 = 7 340 032 байт

- Объем в Мбайтах: 7 340 032 ÷ 1024 ÷ 1024 = 7,0 Мбайт

- Объем накопителя 32 Гбайт = 32 × 1024 = 32 768 Мбайт

- Количество снимков: 32 768 ÷ 7 = 4681 снимок

Ответ: 7,0 Мбайт, 4681 снимок

 

Задание 2.2

- Объем в мегабитах: 520 × 8 = 4160 Мбит

- Время в секундах: 4160 ÷ 8 = 520 секунд

- В минутах: 520 ÷ 60 = 8,67 минуты = 8 минут 40 секунд

Ответ: 8 минут 40 секунд

 

Карточка №3

Задание 3.1

- Количество секунд в сутках: 24 × 60 × 60 = 86 400 секунд

- Количество отсчетов за сутки на один канал: 250 × 86 400 = 21 600 000 отсчетов

- На 3 канала: 21 600 000 × 3 = 64 800 000 отсчетов

- Объем в битах: 64 800 000 × 12 = 777 600 000 бит

- Объем в байтах: 777 600 000 ÷ 8 = 97 200 000 байт

- Объем в Мбайтах: 97 200 000 ÷ 1024 ÷ 1024 = 92,7 Мбайт

- Объем в Гбайтах: 92,7 ÷ 1024 = 0,09 Гбайт

Ответ: 92,7 Мбайт или 0,09 Гбайт

 

Задание 3.2

- Объем текста: 12 × 2000 × 2 = 48 000 байт = 0,0458 Мбайт

- Объем снимков: 4 × 8,5 = 34 Мбайт

- Общий объем: 34 + 0,0458 = 34,0458 Мбайт

- Объем сервера 2 Тбайт = 2 × 1024 × 1024 = 2 097 152 Мбайт

- Количество карт: 2 097 152 ÷ 34,0458 = 61 600 карт

Ответ: 34,05 Мбайт, 61 600 карт

 

Карточка №4

Задание 4.1

- Количество пикселей в срезе: 768 × 768 = 589 824 пикселя

- Объем одного среза в битах: 589 824 × 12 = 7 077 888 бит

- Объем одного среза в байтах: 7 077 888 ÷ 8 = 884 736 байт

- Объем одного среза в Мбайтах: 884 736 ÷ 1024 ÷ 1024 = 0,844 Мбайт

- Объем 350 срезов: 0,844 × 350 = 295,4 Мбайт

- В гигабайтах: 295,4 ÷ 1024 = 0,288 Гбайт

Ответ: 295,4 Мбайт или 0,288 Гбайт

 

Задание 4.2

- Диск 500 Гбайт = 500 × 1024 = 512 000 Мбайт

- Количество исследований: 512 000 ÷ 45 = 11 377 исследований

- Исследований за 3 месяца: 350 × 3 = 1050 исследований

- Требуемое место: 1050 × 45 = 47 250 Мбайт = 46,14 Гбайт

- 46,14 Гбайт < 500 Гбайт, значит места хватит

Ответ: 11 377 исследований, места хватит

 

Карточка №5

Задание 5.1

- Количество секунд: 3 × 60 = 180 секунд

- Количество отсчетов: 4000 × 180 = 720 000 отсчетов

- Объем в битах: 720 000 × 16 = 11 520 000 бит

- Объем в байтах: 11 520 000 ÷ 8 = 1 440 000 байт

- Объем в Кбайтах: 1 440 000 ÷ 1024 = 1406,25 Кбайт

- Объем в Мбайтах: 1406,25 ÷ 1024 = 1,37 Мбайт

Ответ: 1406,25 Кбайт, 1,37 Мбайт

 

Задание 5.2

- Ежедневный объем: 120 × 18 = 2160 Мбайт = 2,11 Гбайт

- Диск 3 Тбайт = 3 × 1024 = 3072 Гбайт

- Количество дней: 3072 ÷ 2,11 = 1456 дней

Ответ: 1456 дней

 

Карточка №6

Задание 6.1

- Количество секунд: 30 × 60 = 1800 секунд

- Количество отсчетов на один канал: 250 × 1800 = 450 000 отсчетов

- На 21 канал: 450 000 × 21 = 9 450 000 отсчетов

- Объем в битах: 9 450 000 × 16 = 151 200 000 бит

- Объем в байтах: 151 200 000 ÷ 8 = 18 900 000 байт

- Объем в Мбайтах: 18 900 000 ÷ 1024 ÷ 1024 = 18,02 Мбайт

Ответ: 18,02 Мбайт

 

Задание 6.2

- Исследование А: 150 срезов × 512 × 512 × 12 бит

- Пикселей в срезе: 512 × 512 = 262 144

- Объем среза в битах: 262 144 × 12 = 3 145 728 бит

- Объем среза в байтах: 3 145 728 ÷ 8 = 393 216 байт

- Объем среза в Мбайтах: 393 216 ÷ 1024 ÷ 1024 = 0,375 Мбайт

- Объем А: 0,375 × 150 = 56,25 Мбайт

- Исследование Б: 200 срезов × 512 × 512 × 16 бит

- Объем среза в битах: 262 144 × 16 = 4 194 304 бит

- Объем среза в байтах: 4 194 304 ÷ 8 = 524 288 байт

- Объем среза в Мбайтах: 524 288 ÷ 1024 ÷ 1024 = 0,5 Мбайт

- Объем Б: 0,5 × 200 = 100 Мбайт

- Соотношение: 100 ÷ 56,25 = 1,78 раза

Ответ: исследование Б больше в 1,78 раза

 

Карточка №7

Задание 7.1

- Количество символов на странице: 45 × 58 = 2610 символов

- Объем одной страницы: 2610 байт

- Объем справочника: 2610 × 950 = 2 479 500 байт

- В Кбайтах: 2 479 500 ÷ 1024 = 2421,4 Кбайт

- В Мбайтах: 2421,4 ÷ 1024 = 2,36 Мбайт

- DVD 4,7 Гбайт = 4,7 × 1024 = 4812,8 Мбайт

- Количество справочников: 4812,8 ÷ 2,36 = 2039 справочников

Ответ: 2,36 Мбайт, 2039 справочников

 

Задание 7.2

- Текстовый файл: 150 Кбайт = 150 × 8 = 1200 Кбит

- Снимок: 12 Мбайт = 12 × 8 = 96 Мбит = 96 × 1024 = 98 304 Кбит

- Общий объем в Кбит: 1200 + 98 304 = 99 504 Кбит

- Скорость 2 Мбит/с = 2048 Кбит/с

- Время: 99 504 ÷ 2048 = 48,6 секунд

Ответ: 48,6 секунд

 

Карточка №8

Задание 8.1

- Количество кадров: 25 мин × 60 с × 25 кадр/с = 37 500 кадров

- Пикселей в кадре: 1280 × 720 = 921 600 пикселей

- Объем одного кадра: 921 600 × 24 = 22 118 400 бит = 2 764 800 байт

- Объем видео: 2 764 800 × 37 500 = 103 680 000 000 байт = 96,6 Гбайт

- Объем звука: 44 100 × 16 × 2 × 1500 = 2 116 800 000 бит = 264 600 000 байт = 0,246 Гбайт

- Общий объем: 96,6 + 0,246 = 96,85 Гбайт

- Коэффициент сжатия: 96,85 ÷ 4,7 = 20,6 раза

Ответ: 96,85 Гбайт, сжатие в 20,6 раза

 

Задание 8.2

- Объем за сутки: 50 × 128 = 6400 байт = 6,25 Кбайт

- Объем за месяц: 6,25 × 30 = 187,5 Кбайт = 0,183 Мбайт

- Объем за год: 6,25 × 365 = 2281,25 Кбайт = 2,23 Мбайт = 0,0022 Гбайт

Ответ: сутки — 6,25 Кбайт, месяц — 0,183 Мбайт, год — 0,0022 Гбайт

 

Карточка №9

Задание 9.1

- Пикселей в снимке: 3000 × 4000 = 12 000 000 пикселей

- Объем одного снимка в битах: 12 000 000 × 14 = 168 000 000 бит

- Объем одного снимка в байтах: 168 000 000 ÷ 8 = 21 000 000 байт

- Объем одного снимка в Мбайтах: 21 000 000 ÷ 1024 ÷ 1024 = 20,03 Мбайт

- Объем 4 снимков: 20,03 × 4 = 80,12 Мбайт

- Диск 1 Тбайт = 1024 × 1024 = 1 048 576 Мбайт

- Количество исследований: 1 048 576 ÷ 80,12 = 13 087 исследований

Ответ: 80,12 Мбайт, 13 087 исследований

 

Задание 9.2

- Объем текстовой информации: 50 000 × 2 = 100 000 Кбайт = 97,66 Мбайт

- Объем анализов: 50 000 × 150 = 7 500 000 Кбайт = 7324,22 Мбайт

- Общий объем: 97,66 + 7324,22 = 7421,88 Мбайт = 7,25 Гбайт

- Диск 20 Гбайт, останется: 20 - 7,25 = 12,75 Гбайт

Ответ:7,25 Гбайт, останется 12,75 Гбайт

 

Карточка №10

Задание 10.1

- Пикселей в изображении: 1024 × 1024 = 1 048 576 пикселей

- Объем одного изображения в битах: 1 048 576 × 10 = 10 485 760 бит

- Объем одного изображения в байтах: 10 485 760 ÷ 8 = 1 310 720 байт

- Объем одного изображения в Мбайтах: 1 310 720 ÷ 1024 ÷ 1024 = 1,25 Мбайт

- Объем 500 изображений: 1,25 × 500 = 625 Мбайт

- Объем в мегабитах: 625 × 8 = 5000 Мбит

- Скорость 10 Мбит/с, время: 5000 ÷ 10 = 500 секунд = 8 минут 20 секунд

Ответ: 625 Мбайт, 8 минут 20 секунд

 

Задание 10.2

- Количество секунд в сутках: 24 × 60 × 60 = 86 400 секунд

- На одного пациента в секунду: 8 × 2 = 16 байт

- На одного пациента за сутки: 16 × 86 400 = 1 382 400 байт = 1,32 Мбайт

- На 6 пациентов за сутки: 1,32 × 6 = 7,92 Мбайт

- В гигабайтах: 7,92 ÷ 1024 = 0,0077 Гбайт

Ответ: 7,92 Мбайт или 0,0077 Гбайт

 

Бланк для ответов (для заполнения студентом)

 

Карточка № _____

ФИО студента: ____________________________________________________

Группа: _____________ Дата: _______________

 

Задание 1

Дано:

____________________________________________________________________

 

Решение:

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

 

Ответ: _________________________________________________________

 

Задание 2

Дано:

____________________________________________________________________

 

Решение:

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

 

Ответ: _________________________________________________________

 

Критерии оценки

Оценка	Критерии
«Отлично»	Оба задания решены верно, приведены полные развернутые ответы с пояснениями, правильно выполнены переводы единиц измерения, вычисления точны
«Хорошо»	Оба задания решены, но имеются незначительные ошибки в вычислениях или оформлении, либо одно задание решено полностью верно, а второе содержит недочеты
«Удовлетворительно»	Одно задание решено верно, второе выполнено частично или содержит существенные ошибки
«Неудовлетворительно»	Оба задания выполнены неверно или отсутствуют решения