04: Datové typy a komprese dat

Opakování z minula

• Co znamená kódování?
• Jak se kóduje v počítači text?

Úvod

Motivace

Každý den pracujeme se soubory (fotky, dokumenty, hudba). V této hodině se zaměříme na formáty souborů (přípony) — co jednotlivé formáty znamenají, jaké mají vlastnosti (kvalita, velikost, kompatibilita) a kdy který formát použít. To vám pomůže rozhodnout, jaký formát zvolit pro sdílení, tisk nebo archivaci.

Cíl hodiny

• Naučit se rozpoznat běžné přípony a formáty souborů (např. .txt, .pdf, .jpg, .png, .mp3, .wav, .svg, .zip, .mp4) a pochopit jejich hlavní vlastnosti.
• Umět vybrat vhodný formát pro konkrétní situaci (tisk, sdílení, úpravy, archivace).
• Vysvětlit rozdíl mezi bezztrátovou a ztrátovou kompresí a uvést příklady formátů, které je používají.
• Procvičit jednoduché porovnání kvality a velikosti souborů.

Práce v hodině

1) Formáty souborů (10 min)

• Stručný přehled

  • Textové formáty: .txt, .md, .pdf, .docx — rozdíl mezi prostým textem a formátovanými dokumenty.
  • Obrázkové formáty: PNG (bezztrátový, vhodný pro grafiku/ikony), JPG/JPEG (ztrátový, vhodný pro fotografie), SVG (vektorová grafika, škálovatelná bez ztráty kvality).
  • Zvukové formáty: WAV (bezztrátový/nekomprimovaný), MP3 (ztrátové, vhodné pro sdílení).
  • Video: MP4.

  • Archivy a přenos: ZIP, RAR — balení více souborů a bezztrátová komprese pro přenos.

  • Praktická pravidla: když chcete tisknout nebo editovat → používejte bezztrátové formáty (PNG, PDF, WAV); když chcete šetřit místo nebo posílat rychle → ztrátové formáty (JPG, MP3) s rozumným nastavením kvality.

  Aktivita: - najděte na webu soubory s výše zmíněnými příponami a podívejte se na jejich vlastnosti (velikost, kvalita, kde se používají)

  Nápověda: do vyhledávacího pole zadejte např. strom filetype:png nebo strom filetype:mp4

2) Komprese dat (10 min)

• Princip: komprese se snaží zmenšit počet bitů potřebných k uložení informace. Dva hlavní přístupy:

  • Bezztrátová komprese: po dekompresi získáme původní data přesně (např. ZIP, PNG).
  • Ztrátová komprese: některé informace se trvale odstraní pro menší velikost a často nepostřehnutelnou ztrátu kvality (např. JPG, MP3).

• Příklady, kdy co použít:

  • Dokumenty, archivy, programy → bezztrátová (ZIP)
  • Fotky na web, streamované audio → ztrátová (JPG, MP3)

3) Ukázka: RLE (run‑length encoding) – jednoduchá bezztrátová metoda (5 min)

• Princip: u opakujících se symbolů zapisujeme symbol + počet opakování. Např. pro řetězec AAAAABBBCC → A5B3C2.
• Předvedení na černobílé (binární) obrazové řadě: 00000011110000 → 06 4 04 (nebo 0×6,1×4,0×4) — výhoda JSON/TXT vysvětlení.

4) Praktická aktivita (15 min)

• Úkol 1: Najděte fotku v JPG formátu na internetu. Uložte kopii fotky v PNG formátu. Obě fotky stáhněte a nahrajte je na Office 365 OneDrive.
• Úkol 2: Máte dvě verze fotografie: foto.jpg (ztrátová) a foto.png (bezztrátová). Kterou zvolíte pro tisk o velikosti A4 a proč? Kterou pro zaslání e‑mailem, když je potřeba ušetřit kapacitu?

• Úkol 3: Zabalte oba soubory do ZIP archivu a porovnejte velikost s původními soubory.

• Úkol 4: RLE (úroveň: rozumné porozumění)

  • Aplikujte run‑length encoding na binární řetězec: 11110000000011111

Závěr (5 min)

Klíčové body k zopakování: - Různé formáty souborů mají různé vlastnosti a použití. - Bezztrátová komprese zachovává původní data, ztrátová komprese je efektivnější, ale s určitými ztrátami. - Vhodný formát závisí na účelu použití (tisk, sdílení, archivace).

Ověření znalostí

1) Vysvětlete, jak zjistíte typ souboru a včem se liší soubory s různými typy. 2) Který typ souboru zvolíte, když chcete fotku vytisknout v původní kvalitě? 3) Který typ souboru je možné otevřít v Microsoft Word? 4) Jak mohu poslat více souborů najednou v jednom souboru?