Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Кодирование информации
Для обработки информации необходимо представить в удобном для этого виде. В вычислительной технике информация обрабатывается в закодированном виде.
Для этого используется система кодирования, которая заменяет объект (или его название) на условное обозначение (код).
Система кодирования - совокупность правил кодового обозначения объектов.
кодирование (шифровка)
декодирование (дешифровка)
В технике информация представляется в виде кода, состоящего из двух символов: 0 и 1.
Например: код 100000 обозначает код клавиши ПРОБЕЛ.
Каждый из символов 1 или 0 называется бит.
Бит - наименьшая единица измерения объема информации.
Bit - binary digit (двоичный знак, двоичная цифра).
Т.к. вычислительная техника может обрабатывать информацию разного вида (текст, графика, звук, видео), поэтому и существуют разные способы кодирования.
Кодирование текстовой информации
Для кодирования текста используется таблица ASCII (1961г.).
ASCII - American Standard Code for Information Interchange (Американский стандартный ). В этой таблице для каждого символа соответствует свой код, всего 256 кодов (8-ми разрядный код).
ASCII таблица состоит из 2 частей:
основная (общая) (0 - 127) - хранятся управляющие коды (для управляющих команд) и стандартные коды;
0 - 31 - Управляющие коды (13 - Enter, 27 - ESC)
3 - 127 Стандартные коды (32 - Пробел, "o" - 48, "A" - 64, "+" - 43, "Z" - 90)
дополнительная (118 - 255) - хранятся символы национального алфавита, символы псевдографики (для рисования рамок)
"А" - 128, "Я" - 159, "а" - 160 и т.д.
Общая часть является неизменной, а дополнительная может изменяться в зависимости от страны. Дополнительная часть является расширением основного кода ASCII на основе международного стандарта ISO - 8859-5 (International Standards Organization). Это делает возможным использование таблицы в любой стране мира.
В настоящее время распространено несколько кодировок. Операционная система Windows и ее приложения используют кодировку. ANSI (American National Standards Institute). Отличие только в дополнительной части таблицы.
В России для работы в ОС Windows используется кодовая страница 1251, где имеются символы кириллицы.
В настоящее создан и повсеместно внедряется новый цельный универсальный 16-ти разрядный код UNICODE. Для того чтобы сократить множество существующих кодировок, чтоб он стал единственным и универсальным, но для этого необходим соответствующий уровень мировой компьютерной техники.
Кодирование графической информации
Существует несколько видов компьютерной графики (растровая, векторная, фрактальная, трехмерная). Но для кодирования графики используется 2 способа:
Растровый способ
На изображение накладывается сетка, т.е. происходит разбиение на клетки - растризация (растрирование). Чем меньше размер клетки, тем выше разрешение, тем точнее закодировано изображение.
Клетку называют точка, растр, пиксель (в зависимости от того на каком этапе происходит обработка изображения).
Пиксель (пиксел) - picture + element (элемент изображения)
Объем одной точки растрового изображения в черно-белом представлении равен 1 биту: 1- черный, 0 - белый.
Для цветного изображения: 8 цветов - 3 бита (2^3);
16 цветов - 4 бита (2^4);
32 цвета - 5 бит (2^5);
256 цветов - 1 байт (2^8).
Также в информации о файле (кроме цвета) хранится значение количества строк и столбцов сетки, сжатие.
Векторный способ
Изображение хранится не в виде точек, а в виде элементарных объектов (линий, отрезков, окружностей, дуг ...). Базовый элемент: линия. Она, как и любой объект, обладает свойствами:
|
Форма (прямая, кривая) |
|
|
Толщина |
|
|
Цвет |
|
|
Тип |
|
|
Заливка (если объект замкнут) |
Все остальные объекты состоят из линий.
Объект векторных файлов значительно меньше, чем растровых, т.к. линия описывается математической формулой, а формула кодируется как буквенно-цифровая информация.
Кодирование звуковой информации
Существует два основных метода кодирования:
1. Метод FM (Frequency modulation) - частотная модуляция
Аналоговый сигнал раскладывается на сигналы разных частот. А простейший сигнал может быть описан числовыми характеристиками, т.е. кодом.
Такое преобразование выполняют устройства АЦП (Аналогово-цифровые преобразователи). Обратное преобразование выполняют ЦАП (цифро-аналоговые преобразователи). Но такое преобразование некачественное (низкое качество), неизбежны потери информации. Но при таком методе кодирования получается компактный код.
2. Метод таблично-волнового синтеза (Wave-Table)
Такое кодирование соответствует современному уровню развития техники. В подготовленной таблице хранятся образцы звуков различных музыкальных инструментов. Такие образцы называются сэмплы. Числовые коды выражают тип инструмента, номер его модели, высоту тона, продолжительность и интенсивность звука, динамику его изменения и другие параметры. Т.к. за образец берутся "реальные" звуки, то качество получается очень высокое.
Кодирование числовой информации
Если числовая информация не предназначена для вычислений, то кодирование осуществляется с помощью таблицы ASCII. Числовая информация может храниться с помощью представления в разных системах счисления: 2, 8 (раньше), 10, 16.
Существуют определенные правила для перевода чисел и выполнения вычислений с ними.
Кодирование натуральных чисел
Например, 12735 заменяется числом 00010001 10111111.
Количество цифр должно быть кратно 8, поэтому, впереди числа добавлено три 0. (В данном примере - 2 байта).
Если бы это число было закодировано как текст, то потребовалось бы 5 байт.
Кодирование целых чисел
Они кодируются как натуральные, но в первый бит записывается знак: 0 - "+", 1 - "-".
-12735 = 1001000110111111
Кодирование вещественных чисел
Самое сложное кодирование. Число представляется в нормализованном виде.
m - мантисса
p - порядок числа
N - основание системы счисления
256,73 = 0,26573 * 103 0,0025 = 0,25 * 10-2