Оглавление
Кодирование информации. 3
Кодирование текстовой информации. 5
Кодирование графической информации. 7
Кодирование звуковой информации. 10
Использованная литература:13
Кодирование информации
Составляя информационную модель объекта или явления, мы должны договориться о том, как понимать те или иные обозначения. То есть договориться о виде представления информации.
Информационная модель – целенаправленно отобранная информация об объекте или процессе.
Человек выражает свои мысли в виде предложений, составленных из слов. Они являются алфавитным представлением информации.
Основу любого языка составляет алфавит - конечный набор различных знаков (символов) любой природы, из которых складывается сообщение на данном языке.
Но вот беда, одна и та же запись может нести разную смысловую нагрузку.
Например, набор цифр 271009 может обозначать:
массу объекта;
длину объекта;
расстояние между объектами;
номер телефона;
запись даты 27 октября 2009 года.
Чтобы избежать путаницы, следует договориться о правилах представления информации. Такое правило часто называют кодом.
Код - набор условных обозначений для представления информации.
Кодирование - процесс представления информации в виде кода (представление символов одного алфавита символами другого; переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки).
Обратное преобразование называется декодированием.
Для общения друг с другом мы используем код - русский язык.
При разговоре этот код передается звуками, при письме - буквами.
Водитель передает сигнал с помощью гудка или миганием фар.
Вы встречаетесь с кодированием информации при переходе дороги в виде сигналов светофора.
Таким образом, кодирование сводиться к использованию совокупности символов по строго определенным правилам.
Способ кодирования зависит от цели, ради которой оно осуществляется:
сокращение записи;
засекречивание (шифровка) информации;
удобство обработки;
и т. п.
Существуют три основных способа кодирования текста:
графический – с помощью специальных рисунков или значков;
числовой – с помощью чисел;
символьный – с помощью символов того же алфавита, что и исходный текст.
Наиболее значимым для развития техники оказался способ представления информации с помощью кода, состоящего всего из двух символов: 0 и 1.
Для удобства использования такого алфавита договорились называть любой из его знаков «бит» (от английского «bi
nary digit
» -двоичный знак).
Одним битом могут быть выражены два понятия: 0 или 1 (да или нет, черное или белое, истина или ложь и т.п.).
Двоичные числа очень удобно хранить и передавать с помощью электронных устройств.
Например, 1 и 0 могут соответствовать намагниченным и ненамагниченным участкам диска; нулевому и ненулевому напряжению; наличию и отсутствию тока в цепи и т.п.
Поэтому данные в компьютере на физическом уровне хранятся, обрабатываются и передаются именно в двоичном коде.
Последовательностью битов можно закодировать текст, изображение, звук или какую-либо другую информацию.
Такой метод представления информации называется двоичным кодированием
.
Таким образом, двоичный код является универсальным средством кодирования информации.
Кодирование текстовой информации
Если каждому символу алфавита сопоставить определенное целое число (например, порядковый номер), то с помощью двоичного кода можно кодировать и текстовую информацию. Для хранения двоичного кода одного символа выделен 1 байт = 8 бит.
Учитывая, что каждый бит принимает значение 0 или 1, количество их возможных сочетаний в байте равно
Значит, с помощью 1 байта можно получить 256 разных двоичных кодовых комбинаций и отобразить с их помощью 256 различных символов.
Такое количество символов вполне достаточно для представления текстовой информации, включая прописные и заглавные буквы русского и латинского алфавита, цифры, знаки, графические символы и т.д.
Кодирование заключается в том, что каждому символу ставится в соответствие уникальный десятичный код от 0 до 255 или соответствующий ему двоичный код от 00000000 до 11111111.
Таким образом, человек различает символы по их начертанию, а компьютер - по их коду.
Важно, что присвоение символу конкретного кода - это вопрос соглашения, которое фиксируется в кодовой таблице.
Кодирование текстовой информации с помощью байтов опирается на несколько различных стандартов, но первоосновой для всех стал стандарт ASCII (American Standart Code for Information Interchange), разработанный в США в Национальном институте ANSI (American National Standarts Institute).
В системе ASCII закреплены две таблицы кодирования - базовая и расширенная.
Базовая таблица закрепляет значения кодов от 0 до 127, а расширенная относится к символам с номерами от 128 до 255.
Первые 33 кода (с 0 до 32) соответствуют не символам, а операциям (перевод строки, ввод пробела и т. д.).
Коды с 33 по 127 являются интернациональными и соответствуют символам латинского алфавита, цифрам, знакам арифметических операций и знакам препинания.
Коды с 128 по 255 являются национальными, т.е. в национальных кодировках одному и тому же коду соответствуют различные символы.
Например, ASCII коды букв латинского алфавита:
Таблица 1
Тогда слово COMPUTER с помощью ASCII таблицы кодируется следующим образом:
| C | O | M | P | U | T | E | R |
| 67 | 79 | 77 | 80 | 85 | 84 | 69 | 82 |
| 01000011 | 01001111 | 01001101 | 01010000 | 01010101 | 01010100 | 01000101 | 01010010 |
С распространением современных информационных технологий в мире возникла необходимость кодировать символы алфавитов других языков: японского, корейского, арабского, хинди, а также других
На смену старой системе пришла новая универсальная – UNICODE, в которой один символ кодируется не одним, а двумя байтами.
В настоящее время существует много различных кодовых таблиц (DOS, ISO, WINDOWS, KOI8-R, KOI8-U, UNICODE и др.), поэтому тексты, созданные в одной кодировке, могут не правильно отображаться в другой.
Кодирование графической информации
Графическая информация на экране монитора представляется в виде растрового изображения, которое формируется из определенного количества строк, которые, в свою очередь, содержат определенное количество точек.
Рисунок 2
Давайте посмотрим на экран компьютера через увелечительное стекло.
В зависимости от марки и модели техники мы увидим либо множество разноцветных прямоугольничков, либо множество разноцветных кружочков.
И те, и другие группируются по три штуки, причем одного цвета, но разных оттенков.
Они называются ПИКСЕЛЯМИ[1]
(от английского PICture's ELement).
Пиксели бывают только трех цветов - зеленого, синего и красного.
Другие цвета образовываются при помощи смешения цветов.
Рассмотрим самый простой случай - каждый кусочек пикселя может либо гореть (1), либо не гореть (0).
Тогда мы получаем следующий набор цветов:
Таблица 2
Из трех цветов можно получить восемь комбинаций.
Для получения богатой палитры цветов базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности, тогда количество различных вариантов их сочетаний, дающих разные краски и оттенки, увеличивается.
Шестнадцатицветная палитра получается при использовании 4-разрядной кодировки пикселя: к трем битам базовых цветов добавляется один бит интенсивности. Этот бит управляет яркостью всех трех цветов одновременно.
Число цветов, воспроизводимых на экране монитора (N), и число бит, отводимых в видеопамяти на каждый пиксель (I), связаны формулой:
Величину I называют битовой глубиной или глубиной цвета.
Чем больше битов используется, тем больше оттенков цветов можно получить.
Таблица 3
Итак, любое графическое изображение на экране можно закодировать c помощью чисел, сообщив, сколько в каждом пикселе долей красного, сколько - зеленого, а сколько - синего цветов.
Также графическая информация может быть представлена в виде векторного изображения.
Векторное изображение представляет собой графический объект, состоящий из элементарных отрезков и дуг.
Положение этих элементарных объектов определяется координатами точек и длиной радиуса.
Для каждой линии указывается ее тип (сплошная, пунктирная, штрих-пунктирная), толщина и цвет.
Информация о векторном изображении кодируется как обычная буквенно-цифровая и обрабатывается специальными программами.
Качество изображения определяется разрешающей способностью монитора, т.е. количеством точек, из которых оно складывается.
Чем больше разрешающая способность, т.е. чем больше количество строк растра и точек в строке, тем выше качество изображение.
Кодирование звуковой информации
С начала 90-х годов персональные компьютеры получили возможность работать со звуковой информацией.
Каждый компьютер, имеющий звуковую плату, микрофон и колонки, может записывать, сохранять и воспроизводить звуковую информацию.
Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой.
Чем больше амплитуда, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон.
Программное обеспечение компьютера в настоящее время позволяет непрерывный звуковой сигнал преобразовывать в последовательность электрических импульсов, которые можно представить в двоичной форме.
Процесс преобразования звуковых волн в двоичный код в памяти компьютера:
Процесс воспроизведения звуковой информации, сохраненной в памяти компьютера:
Аудиоадаптер (звуковая плата) – специальное устройство, подключаемое к компьютеру, предназначенное для преобразования электрических колебаний звуковой частоты в числовой двоичный код при вводе звука и для обратного преобразования (из числового кода в электрические колебания) при воспроизведении звука.
В процессе записи звука аудиоадаптер с определенным периодом измеряет амплитуду электрического тока и заносит в регистр двоичный код полученной величины.
Затем полученный код из регистра переписывается в оперативную память компьютера.
Качество компьютерного звука определяется характеристиками аудиоадаптера: частотой дискретизации и разрядностью.
Частота дискретизации – это количество измерений входного сигнала за 1 секунду.
Частота измеряется в герцах (Гц).
Одно измерение за одну секунду соответствует частоте 1 Гц. 1000 измерений за 1 секунду – 1 килогерц (кГц).
Разрядность регистра – число бит в регистре аудиоадаптера.
Разрядность определяет точность измерения входного сигнала.
Чем больше разрядность, тем меньше погрешность каждого отдельного преобразования величины электрического сигнала в число и обратно.
Если разрядность равна 8 (16) , то при измерении входного сигнала может быть получено
| различных значений. |
Очевидно, 16-разрядный аудиоадаптер точнее кодирует и воспроизводит звук, чем 8-разрядный.
Звуковой файл - файл, хранящий звуковую информацию в числовой двоичной форме.
| Модель складской техники Atlet | Грузоподъёмность (тонн) | Цена в евро |
| PLL 180 | 1,5 | 5.980 |
| AJN 160 | 2,0 | 19.560 |
| UHS 200 | 5,0 | 40.830 |
| PSH 160 | 7,0 | 8.920 |
Таблица 4
Использованная литература:
Информатика. Задачник-практикум в 2 т. / Под ред. И. Г. Семакина, Е. К. Хеннера: Том 1. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000. – 304 с.: ил.
Информатика. 6 – 7 класс / Под ред. Н. В. Макаровой. – СПб.: Издательство «Питер», 2000. – 256 с.: ил.
[1]
это единица измерения экрана монитора.