Všeobecné princípy kódovania informácií v počítači. „Kódovanie informácií v počítači“

Odovzdať svoju dobrú prácu do vedomostnej základne je ľahké. Použite nasledujúci formulár

Študenti, absolventi vysokých škôl, mladí vedci, ktorí vo svojich štúdiách a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Publikované dňa http://www.allbest.ru//

Publikované dňa http://www.allbest.ru//

Kódovanie informácií v počítači

Moderný počítač dokáže spracovať číselné, textové, grafické, zvukové a obrazové informácie. Všetky tieto typy informácií v počítači sú prezentované v binárnom kóde, to znamená, že sa používa abeceda s dvoma písmenami (celkom dva znaky 0 a 1). Je to spôsobené skutočnosťou, že je vhodné prezentovať informácie vo forme sledu elektrických impulzov: neexistuje žiadny impulz (0), je tu impulz (1). Takéto kódovanie sa zvyčajne nazýva binárne a logické sekvencie núl a jednotiek sa nazývajú strojový jazyk

Každá číslica strojového binárneho kódu nesie množstvo informácií rovné jednému bitu.

K tomuto záveru možno dospieť tak, že sa čísla strojovej abecedy považujú za spravodlivé udalosti. Pri písaní binárnej číslice si môžete uvedomiť výber iba jedného z dvoch možných stavov, čo znamená, že obsahuje množstvo informácií rovné 1 bitu. Preto dve číslice nesú informáciu 2 bity, štyri číslice - 4 bity atď. Na určenie množstva informácií v bitoch stačí určiť počet číslic v binárnom strojovom kóde.

Kódovanie textových informácií

Väčšina používateľov v súčasnosti používa počítač na spracovanie textových informácií, ktoré pozostávajú zo znakov: písmen, číslic, interpunkčných znamienok atď.

Tradične sa na kódovanie jedného znaku používa množstvo informácií rovné 1 bajtu, t.j. I \u003d 1 bajt \u003d 8 bitov. Pomocou vzorca, ktorý spája počet možných udalostí K a množstvo informácií I, je možné vypočítať, koľko rôznych znakov možno kódovať (za predpokladu, že znaky sú možné udalosti):

K \u003d 21 \u003d 28 \u003d 256,

to znamená, že na zobrazenie textových informácií možno použiť abecedu s kapacitou 256 znakov.

Podstatou kódovania je, že každému znaku je priradený binárny kód   00000000 až 11111111 alebo jeho zodpovedajúci desatinný kód od 0 do 255.

Je potrebné si uvedomiť, že v súčasnosti sa na kódovanie ruských písmen používa päť rôznych kódových tabuliek (KOI - 8, CP1251, CP866, Mac, ISO) a texty kódované pomocou jednej tabuľky sa v inom kódovaní nebudú správne zobrazovať. Toto môže byť vizuálne znázornené ako fragment kombinovanej tabuľky kódovania znakov.

K rovnakému binárnemu kódu sú priradené rôzne binárne znaky.

Vo väčšine prípadov sa však o transkódovanie textových dokumentov stará užívateľ a špeciálne programy sú prevodníky, ktoré sú zabudované do aplikácií.

Od roku 1997 najnovšie verzie systému Microsoft Windows a Office podporujú nové kódovanie Unicode, ktoré prideľuje 2 bajty na znak, a preto je možné kódovať nie 256 znakov, ale 65536 rôznych znakov.

Na určenie číselného kódu symbolu môžete použiť tabuľku kódov alebo, pracovať v textovom editore Word 6.0 / 95. Ak to chcete urobiť, v ponuke vyberte možnosť „Vložiť“ - „Symbol“, po ktorej sa na obrazovke zobrazí dialógové okno Symbol. V dialógovom okne sa zobrazí tabuľka znakov pre vybrané písmo. Znaky v tejto tabuľke sú usporiadané riadok po rade, postupne zľava doprava, začínajúc znakom medzera (ľavý horný roh) a končiaci písmenom „I“ (pravý dolný roh).

Ak chcete určiť číselný znakový kód v kódovaní Windows (CP1251), pomocou klávesov myši alebo kurzorov vyberte požadovaný znak a potom kliknite na tlačidlo Kľúč. Potom sa na obrazovke objaví dialógové okno Nastavenia, v ktorom je v ľavom dolnom rohu umiestnený desatinný číselný kód vybraného znaku.

1. Dva texty obsahujú rovnaký počet znakov. Prvý text je napísaný v ruštine a druhý v jazyku kmeňa Naguri, ktorého abeceda pozostáva zo 16 znakov. Čí text obsahuje viac informácií?

I \u003d K * a (objem informácií v texte sa rovná súčinu počtu znakov podľa hmotnosti informácií jedného znaku).

pretože Pretože oba texty majú rovnaký počet znakov (K), rozdiel závisí od informačného obsahu jedného znaku abecedy (a).

2a1 \u003d 32, t.j. A1 \u003d 5 bitov

2a2 \u003d 16, t.j. A2 \u003d 4 bity.

11 \u003d K * 5 bitov, I2 \u003d K * 4 bity.

Text napísaný v ruštine 5/4 krát teda obsahuje viac informácií.

2. Objem správy obsahujúci 2048 znakov predstavoval 1/512 MB. Určte silu abecedy.

I \u003d 1/512 * 1024 * 1024 * 8 \u003d 16384 bitov. - prevedené na bity objem informácií správy.

a \u003d I / K \u003d 16384/1024 \u003d 16 bitov - pripadá na jeden znak abecedy.

216 \u003d 65536 znakov - sila použitej abecedy.

Práve táto abeceda sa používa v kódovaní Unicode, ktorá by sa mala stať medzinárodným štandardom pre znázornenie symbolických informácií v počítači.

Grafické kódovanie

V polovici 50-tych rokov sa prvýkrát pre veľké počítače, ktoré sa používali vo vedeckom a vojenskom výskume, použilo grafické znázornenie údajov. V súčasnosti sa široko používajú technológie na spracovanie grafických informácií pomocou počítača. Grafické užívateľské rozhranie sa stalo de facto štandardom pre softvér rôznych tried, počínajúc operačnými systémami. Je to pravdepodobne spôsobené vlastnosťou ľudskej psychiky: vizualizácia prispieva k rýchlejšiemu porozumeniu. Široko sa používa v špeciálnej oblasti informatiky, ktorá študuje metódy a prostriedky na vytváranie a spracovanie snímok pomocou softvérových a hardvérových počítačových systémov - počítačovej grafiky. Bez nej je ťažké si predstaviť nielen počítač, ale aj celkom materiálny svet, pretože vizualizácia údajov sa používa v mnohých oblastiach ľudskej činnosti. Ako príklad možno uviesť experimentálny vývoj, medicínu ( počítačová tomografia), výskum atď.

Obzvlášť intenzívne sa v 80. rokoch začala rozvíjať technológia spracovania grafických informácií pomocou počítača. Grafické informácie môžu byť prezentované v dvoch formách: analógové alebo diskrétne. Obraz, ktorého farba sa neustále mení, je príkladom analógovej reprezentácie a obraz vytlačený pomocou atramentovej tlačiarne a pozostávajúci z jednotlivých bodov inej farby je diskrétnou reprezentáciou. Rozdelením grafického obrázka (diskretizácia) sa grafická informácia prevedie z analógovej formy na diskrétnu. Súčasne sa uskutoční kódovanie - každému prvku je priradená špecifická hodnota vo forme kódu. Pri kódovaní obrázka dochádza k jeho priestorovej diskretizácii. Možno ho porovnať s vytvorením obrázka z veľkého počtu malých farebných fragmentov (mozaická metóda). Celý obrázok je rozdelený do samostatných bodov, každému prvku je pridelený kód jeho farby. V takom prípade bude kvalita kódovania závisieť od nasledujúcich parametrov: veľkosť bodky a počet použitých farieb. Čím je veľkosť bodov menšia, a preto je obraz zložený z väčšieho počtu bodov, tým vyššia je kvalita kódovania. Čím viac farieb sa použije (to znamená, že obrazový bod môže mať viac možných stavov), tým viac informácií každý bod nesie, a preto sa zvyšuje kvalita kódovania. Vytváranie a ukladanie grafických objektov je možné v niekoľkých formách - vo forme vektorového, fraktálneho alebo rastrového obrázka. Za samostatný predmet sa považuje 3D (trojrozmerná) grafika, ktorá kombinuje vektorové a rastrové metódy tvorby obrazu. Študuje metódy a techniky konštrukcie trojrozmerných modelov objektov vo virtuálnom priestore. Každý typ používa svoju vlastnú metódu kódovania grafických informácií.

Bitmapový obrázok.

Pomocou lupy môžete vidieť, že čiernobiely grafický obrázok, napríklad z novín, pozostáva z najmenších bodov, ktoré tvoria určitý vzor - rastra. Vo Francúzsku sa v 19. storočí objavil nový smer v maľbe - pointilizmus. Jeho technika spočívala v tom, že na plátno sa kresba nanášala štetcom vo forme viacfarebných bodiek. Táto metóda sa tiež dlho používa pri tlači na kódovanie grafických informácií. Presnosť prenosu obrázka závisí od počtu bodov a ich veľkosti. Po rozdelení obrázka na body, počínajúc od ľavého rohu a posúvajúc sa pozdĺž čiar zľava doprava, môžete zakódovať farbu každého bodu. Ďalej označíme jeden taký bod za pixel (pôvod tohto slova je spojený s anglickou skratkou „obrazový prvok“ - obrazový prvok). Objem rastrového obrazu je určený vynásobením počtu pixelov (objemom informácií jedného bodu, ktorý závisí od počtu možných farieb. Kvalita obrazu je určená rozlíšením monitora. Čím vyšší je, tj čím väčší je počet riadkov rastra a bodov v riadku, tým vyššia je kvalita obrazu. Počítače používajú najmä nasledujúce rozlíšenia obrazovky: 640 x 480, 800 x 600, 1024 x 768 a 1280 x 1024 bodov, pretože jas každého bodu a jeho lineárne súradnice možno vyjadriť pomocou celých čísel , Je možné povedať, že tento spôsob kódovania umožňuje použitie binárneho kódu pre spracovanie obrazových dát.

Ak hovoríme o čiernobielych ilustráciách, potom ak nepoužívate poltóny, pixel bude mať jeden z dvoch stavov: žiara (biela) a žiara (čierna). A keďže informácie o farbe pixelu sa nazývajú kódom pixelov, na jeho zakódovanie stačí jeden bit pamäte: 0 - čierna, 1 - biela. Ak sú ilustrácie považované za kombináciu bodiek s 256 odtieňmi šedej (najmä tie sú v súčasnosti všeobecne akceptovateľné), potom na zakódovanie jasu ktoréhokoľvek bodu stačí osem-bitové binárne číslo. V počítačovej grafike je farba nesmierne dôležitá. Slúži ako prostriedok na zlepšenie vizuálneho dojmu a zvýšenie saturácie informácií v obrázku. Ako vytvára ľudský mozog zmysel pre farbu? K tomu dochádza v dôsledku analýzy svetelného toku vstupujúceho do sietnice z odrážajúcich alebo vyžarujúcich predmetov. Všeobecne sa uznáva, že ľudské farebné receptory, ktoré sa tiež nazývajú kužele, sú rozdelené do troch skupín, z ktorých každá môže vnímať iba jednu farbu - červenú alebo zelenú alebo modrú.

Farebné modely.

Ak hovoríme o kódovaní farebných grafických obrázkov, musíme zvážiť princíp rozkladu ľubovoľnej farby na hlavné komponenty. Používajú niekoľko kódovacích systémov: HSB, RGB a CMYK. Prvý farebný model je jednoduchý a intuitívny, to znamená, že je vhodný pre ľudí, druhý je najvhodnejší pre počítač a posledný model je CMYK pre tlačiarne. Použitie týchto farebných modelov je spôsobené skutočnosťou, že svetelný tok môže byť tvorený žiarením, ktoré je kombináciou „čistých“ spektrálnych farieb: červená, zelená, modrá alebo ich deriváty. Rozlišuje sa medzi aditívnou farebnou reprodukciou (typické pre vyžarujúce objekty) a subtraktívnou farebnou reprodukciou (typické pre odrážajúce objekty). Príkladom predmetu prvého typu je katódová trubica monitora a druhým typom je tlačiarenská tlač. abeceda kódovacieho informačného symbolu

1) Model HSB má tri komponenty: odtieň, sýtosť a jas. Úpravou týchto komponentov je možné získať veľké množstvo vlastných farieb. Tento farebný model sa najlepšie používa v tých grafických editoroch, v ktorých sú obrázky vytvárané samy osebe, a nie spracovávané konečnými. Potom sa vaše vytvorené dielo môže previesť na farebný model RGB, ak sa plánuje použitie ako ilustrácia na obrazovke, alebo CMYK, ak sa na tlač použije hodnota farby, sa vyberie ako vektor pochádzajúci zo stredu kruhu. Smer vektora je špecifikovaný v uhlových stupňoch a určuje farebnú farbu. Sýtosť farieb je určená dĺžkou vektora a jas farby je nastavený na samostatnej osi, ktorej nulový bod je čierny. Bod v strede zodpovedá bielej (neutrálnej) farbe a body po obvode zodpovedajú čistým farbám.

2) Princíp metódy RGB je nasledujúci: je známe, že akúkoľvek farbu možno predstavovať kombináciou troch farieb: červená (červená, R), zelená (zelená, G), modrá (modrá, B). Ostatné farby a ich odtiene sa získavajú v dôsledku prítomnosti alebo neprítomnosti týchto zložiek, pričom podľa prvých písmen primárnych farieb má systém svoje meno - RGB. Tento farebný model je aditívny, to znamená, že akúkoľvek farbu môžete získať kombináciou primárnych farieb v rôznych pomeroch. Ak je jedna zložka primárnej farby položená na druhú, zvyšuje sa jas celkového žiarenia. Ak skombinujeme všetky tri zložky, získame achromatickú sivú farbu so zvýšením jasu, ktorá sa priblíži k bielej.

Pri 256 stupňoch tónu (každá bodka je kódovaná v 3 bajtoch), minimálne hodnoty RGB (0,0,0) zodpovedajú čiernej a biele hodnoty zodpovedajú maximu so súradnicami (255, 255, 255). Čím väčšia je bajtová hodnota farebnej zložky, tým jasnejšia je táto farba. Napríklad tmavomodrá je kódovaná tromi bajtmi (0, 0, 128) a jasne modrou (0, 0, 255).

3) Princíp metódy CMYK. Tento farebný model sa používa na prípravu publikácií na tlač. Každá z primárnych farieb má priradenú ďalšiu farbu (dopĺňajúcu základnú farbu na bielu). Získajte ďalšie farby sčítaním niekoľkých ďalších základných farieb. Doplnkové farby pre červenú sú teda azúrová (azúrová, C) \u003d zelená + modrá \u003d biela - červená, pre zelenú - purpurovú (purpurová, M) \u003d červená + modrá \u003d biela - zelená, pre modro-žltú (žltá, Y) \u003d červená + zelená \u003d biela - modrá. Okrem toho princíp rozkladu ľubovoľnej farby na zložky sa môže aplikovať na primárne aj sekundárne, to znamená, že akúkoľvek farbu možno predstavovať buď ako súčet červenej, zelenej, modrej zložky alebo ako súčet modrej, purpurovej, žltej zložky. Táto metóda sa v zásade používa v polygrafickom priemysle. Stále však používajú čiernu farbu (BlacК, pretože písmeno B je už obsadené modrou farbou, označuje sa písmenom K). Je to kvôli skutočnosti, že prekrývajúce sa ďalšie farby nevytvárajú čisto čiernu farbu.

Existuje niekoľko spôsobov prezentácie farebnej grafiky:

a) plné farby (True Color);

c) index.

V plnofarebnom režime sa 256 kódov (osem binárnych bitov) používa na kódovanie jasu každej zložky, to znamená, že na kódovanie farby jedného pixla (v systéme RGB) je potrebných 8 * 3 \u003d 24 bitov. To vám umožní jedinečne identifikovať 16,5 milióna farieb. To je veľmi blízko k citlivosti ľudského oka. Pri kódovaní pomocou systému CMYK, ktorý predstavuje farebnú grafiku, musíte mať 8 * 4 \u003d 32 binárnych bitov.

Režim High Color je kódovanie využívajúce 16-bitové binárne čísla, to znamená, že počet binárnych bitov sa pri kódovaní každého bodu znižuje. To však výrazne znižuje rozsah kódovaných farieb.

Pri kódovaní farebných indexov možno prenášať iba 256 farebných odtieňov. Každá farba je kódovaná pomocou ôsmich dátových bitov. Keďže však 256 hodnôt neprináša celú škálu farieb prístupných ľudskému oku, je zrejmé, že k grafickým údajom je pripojená paleta (vyhľadávacia tabuľka), bez ktorej nebude reprodukcia neadekvátna: more môže byť červené a listy modré. Kód rastrového bodu v tomto prípade neznamená samotnú farbu, ale iba jej číslo (index) v palete. Názov režimu - index.

Zverejnené na Allbest.ru

Podobné dokumenty

Prostriedky a technológie na spracovanie textových informácií: MS-DOS Editor, Word Pad, Poznámkový blok, Microsoft Word. Binárne kódovanie   textové informácie v počítači. Zváženie odrôd kódových tabuliek pre ruské písmená: Windows, MS-DOS, KOI-8, Mac, ISO.

seminárna práca, pridané 27. 4. 2013


Technológia spracovania grafických informácií pomocou PC, aplikácia vo vedeckom a vojenskom výskume: formy, kódovanie informácií, jej priestorová diskriminácia. Tvorba a ukladanie grafických objektov, prostriedky spracovania vektorovej grafiky.

abstrakt, pridané 28. 11. 2010


Reprezentácia číselných informácií pomocou číselných systémov. Kódovanie symbolických, textových, numerických a grafických informácií. Zariadenie s pevným diskom; Jednotka CD-ROM. Používanie hlavnej ponuky systému Windows; programovacie jazyky.

test, pridané 03/16/2015


Prezentácia informácií v binárnom systéme. Potreba kódovania v programovaní. Kódovanie grafických informácií, čísiel, textu, zvuku. Rozdiel medzi šifrovaním a šifrovaním. Binárne kódovanie symbolických (textových) informácií.

abstrakt, pridané 27. 3. 2010


Programy pre prácu s textami: MS-DOS Editor, Word Pad, Poznámkový blok, Word, textový procesor. Editory na spracovanie dokumentov. Štýly formátovania. Binárne kódovanie textových informácií v počítači. operácie technologický proces   jej spracovanie.

seminárna práca, pridané 04/25/2013


Podstata lineárneho a dvojrozmerného kódovania. Schéma autentifikácie čiarových kódov. Analýza metód kódovania informácií. Výpočet kontrolnej číslice. Čiarové kódovanie ako účinná oblasť automatizácie procesu vkladania a spracovania informácií.

prezentácia, pridané 05/10/2014


Oboznámenie sa s myšlienkou vektorového spôsobu reprezentácie obrázkov v digitálnej podobe. Vývoj postupnosti príkazov na kódovanie grafického objektu. Hlavné tímy; binárne kódovanie grafických informácií, možnosti rastrov a vektorov.

prezentácia, pridané 05.01.2012


Pojem informácie a základné princípy jej kódovania, použité metódy a techniky, nástroje a úlohy. Špecifické vlastnosti procesov kódovania digitálnych a textových, grafických a zvukových informácií. Logický základ počítača.

semester, pridané 23. 4. 2014


Informačné a informačné procesy v prírode, spoločnosti, technológii. Informačná činnosť osoby. Informácie o kódovaní. Metódy kódovania. Kódovanie obrázkov. Informácie v kybernetike. Informácie o vlastnostiach. Meranie množstva informácií.

abstrakt, pridané 18. 11. 2008


Vložte tému „Informácie o kódovaní“ do školského kurzu informatiky. Odporúčania na štúdium „Informačného kódovania“ v školskom kurze informatiky. Didaktický materiál na štúdium témy „Informačné kódovanie“ a mimoškolské podujatie týkajúce sa informatiky.

Moderný počítač dokáže spracovať číselné, textové, grafické, zvukové a obrazové informácie. Všetky tieto typy informácií v počítači sú prezentované v binárnom kóde, to znamená, že sa používa abeceda s dvoma písmenami (celkom dva znaky 0 a 1). Je to spôsobené skutočnosťou, že je vhodné prezentovať informácie vo forme sledu elektrických impulzov: neexistuje žiadny impulz (0), je tu impulz (1). Takéto kódovanie sa obvykle nazýva binárne a logické sekvencie núl a samotných sa nazývajú strojový jazyk.

Každá číslica strojového binárneho kódu nesie množstvo informácií rovné jednému bitu.

K tomuto záveru možno dospieť tak, že sa čísla strojovej abecedy považujú za spravodlivé udalosti. Pri písaní binárnej číslice si môžete uvedomiť výber iba jedného z dvoch možných stavov, čo znamená, že obsahuje množstvo informácií rovné 1 bitu. Preto dve číslice nesú informáciu 2 bity, štyri číslice - 4 bity atď. Na určenie množstva informácií v bitoch stačí určiť počet číslic v binárnom strojovom kóde.

Kódovanie textových informácií

Väčšina používateľov v súčasnosti používa počítač na spracovanie textových informácií, ktoré pozostávajú zo znakov: písmen, číslic, interpunkčných znamienok atď.

Tradične sa na kódovanie jedného znaku používa množstvo informácií rovné 1 bajtu, t.j. I \u003d 1 bajt \u003d 8 bitov. Pomocou vzorca, ktorý spája počet možných udalostí K a množstvo informácií I, je možné vypočítať, koľko rôznych znakov možno kódovať (za predpokladu, že znaky sú možné udalosti):

K \u003d 2 I \u003d 28 \u003d 256,

to znamená, že na zobrazenie textových informácií možno použiť abecedu s kapacitou 256 znakov.

Podstatou kódovania je, že každému znaku je priradený binárny kód od 00000000 do 11111111 alebo jeho zodpovedajúci desatinný kód od 0 do 255.

Je potrebné si uvedomiť, že v súčasnosti sa na kódovanie ruských písmen používa päť rôznych kódových tabuliek (KOI - 8, CP1251, CP866, Mac, ISO) a texty kódované pomocou jednej tabuľky sa v inom kódovaní nebudú správne zobrazovať. Toto môže byť vizuálne znázornené ako fragment kombinovanej tabuľky kódovania znakov.

K rovnakému binárnemu kódu sú priradené rôzne binárne znaky.

Vo väčšine prípadov sa však o transkódovanie textových dokumentov stará užívateľ a špeciálne programy sú prevodníky, ktoré sú zabudované do aplikácií.

Od roku 1997 najnovšie verzie systému Microsoft Windows a Office podporujú nové kódovanie Unicode, ktoré prideľuje 2 bajty na znak, a preto je možné kódovať nie 256 znakov, ale 65536 rôznych znakov.

Na určenie číselného kódu symbolu môžete použiť tabuľku kódov alebo, pracovať v textovom editore Word 6.0 / 95. Ak to chcete urobiť, v ponuke vyberte možnosť „Vložiť“ - „Symbol“, po ktorej sa na obrazovke zobrazí dialógové okno Symbol. V dialógovom okne sa zobrazí tabuľka znakov pre vybrané písmo. Znaky v tejto tabuľke sú usporiadané riadok po rade, postupne zľava doprava, začínajúc znakom medzera (ľavý horný roh) a končiaci písmenom „I“ (pravý dolný roh).

Ak chcete určiť číselný znakový kód v kódovaní Windows (CP1251), pomocou klávesov myši alebo kurzorov vyberte požadovaný znak a potom kliknite na tlačidlo Kľúč. Potom sa na obrazovke objaví dialógové okno Nastavenia, v ktorom je v ľavom dolnom rohu umiestnený desatinný číselný kód vybraného znaku.

Úlohy

1. Dva texty obsahujú rovnaký počet znakov. Prvý text je napísaný v ruštine a druhý v jazyku kmeňa Naguri, ktorého abeceda pozostáva zo 16 znakov. Čí text obsahuje viac informácií?

I \u003d K * a (objem informácií v texte sa rovná súčinu počtu znakov podľa hmotnosti informácií jedného znaku).
  pretože Pretože oba texty majú rovnaký počet znakov (K), rozdiel závisí od informačného obsahu jedného znaku abecedy (a).
  2 al \u003d 32, t.j. A1 \u003d 5 bitov
  2 a2 \u003d 16, t.j. A2 \u003d 4 bity.
  11 \u003d K * 5 bitov, I2 \u003d K * 4 bity.
  Text napísaný v ruštine 5/4 krát teda obsahuje viac informácií.

1. Objem správy obsahujúci 2048 znakov predstavoval 1/512 MB. Určte silu abecedy.

I \u003d 1/512 * 1024 * 1024 * 8 \u003d 16384 bitov. - prevedené na bity objem informácií správy.
  a \u003d I / K \u003d 16384/1024 \u003d 16 bitov - pripadá na jeden znak abecedy.
  2 16 \u003d 65536 znakov - sila použitej abecedy.
  Práve táto abeceda sa používa v kódovaní Unicode, ktorá by sa mala stať medzinárodným štandardom pre znázornenie symbolických informácií v počítači.

Grafické kódovanie

V polovici 50-tych rokov sa prvýkrát pre veľké počítače, ktoré sa používali vo vedeckom a vojenskom výskume, použilo grafické znázornenie údajov. V súčasnosti sa široko používajú technológie na spracovanie grafických informácií pomocou počítača. Grafické užívateľské rozhranie sa stalo de facto štandardom pre softvér rôznych tried, počínajúc operačnými systémami. Je to pravdepodobne spôsobené vlastnosťou ľudskej psychiky: vizualizácia prispieva k rýchlejšiemu porozumeniu. Široko sa používa v špeciálnej oblasti informatiky, ktorá študuje metódy a prostriedky na vytváranie a spracovanie snímok pomocou softvérových a hardvérových počítačových systémov - počítačovej grafiky. Bez nej je ťažké si predstaviť nielen počítač, ale aj celkom materiálny svet, pretože vizualizácia údajov sa používa v mnohých oblastiach ľudskej činnosti. Príkladom je experimentálny vývoj, medicína (počítačová tomografia), výskum atď.

Obzvlášť intenzívne sa v 80. rokoch začala rozvíjať technológia spracovania grafických informácií pomocou počítača. Grafické informácie môžu byť prezentované v dvoch formách: analógové alebo diskrétne. Obraz, ktorého farba sa neustále mení, je príkladom analógovej reprezentácie a obraz vytlačený pomocou atramentovej tlačiarne a pozostávajúci z jednotlivých bodov inej farby je diskrétnou reprezentáciou. Rozdelením grafického obrázka (diskretizácia) sa grafická informácia prevedie z analógovej formy na diskrétnu. Súčasne sa uskutoční kódovanie - každému prvku je priradená špecifická hodnota vo forme kódu. Pri kódovaní obrázka dochádza k jeho priestorovej diskretizácii. Možno ho porovnať s vytvorením obrázka z veľkého počtu malých farebných fragmentov (mozaická metóda). Celý obrázok je rozdelený do samostatných bodov, každému prvku je pridelený kód jeho farby. V takom prípade bude kvalita kódovania závisieť od nasledujúcich parametrov: veľkosť bodky a počet použitých farieb. Čím je veľkosť bodov menšia, a preto je obraz zložený z väčšieho počtu bodov, tým vyššia je kvalita kódovania. Čím viac farieb sa použije (to znamená, že obrazový bod môže mať viac možných stavov), tým viac informácií každý bod nesie, a preto sa zvyšuje kvalita kódovania. Vytváranie a ukladanie grafických objektov je možné v niekoľkých formách - vo forme vektorového, fraktálneho alebo rastrového obrázka. Za samostatný predmet sa považuje 3D (trojrozmerná) grafika, ktorá kombinuje vektorové a rastrové metódy tvorby obrazu. Študuje metódy a techniky konštrukcie trojrozmerných modelov objektov vo virtuálnom priestore. Každý typ používa svoju vlastnú metódu kódovania grafických informácií.

Bitmapový obrázok

Pomocou lupy môžete vidieť, že čiernobiely grafický obrázok, napríklad z novín, pozostáva z najmenších bodov, ktoré tvoria určitý vzor - rastra. Vo Francúzsku sa v 19. storočí objavil nový smer v maľbe - pointilizmus. Jeho technika spočívala v tom, že na plátno sa kresba nanášala štetcom vo forme viacfarebných bodiek. Táto metóda sa tiež dlho používa pri tlači na kódovanie grafických informácií. Presnosť prenosu obrázka závisí od počtu bodov a ich veľkosti. Po rozdelení obrázka na body, počínajúc od ľavého rohu a posúvajúc sa pozdĺž čiar zľava doprava, môžete zakódovať farbu každého bodu. Ďalej označíme jeden taký bod za pixel (pôvod tohto slova je spojený s anglickou skratkou „obrazový prvok“ - obrazový prvok). Objem rastrového obrazu je určený vynásobením počtu pixelov (objemom informácií jedného bodu, ktorý závisí od počtu možných farieb. Kvalita obrazu je určená rozlíšením monitora. Čím vyšší je, tj čím väčší je počet riadkov rastra a bodov v riadku, tým vyššia je kvalita obrazu. Počítače používajú najmä nasledujúce rozlíšenia obrazovky: 640 x 480, 800 x 600, 1024 x 768 a 1280 x 1024 bodov, pretože jas každého bodu a jeho lineárne súradnice možno vyjadriť pomocou celých čísel , Je možné povedať, že tento spôsob kódovania umožňuje použitie binárneho kódu pre spracovanie obrazových dát.

Ak hovoríme o čiernobielych ilustráciách, potom ak nepoužívate poltóny, pixel bude mať jeden z dvoch stavov: žiara (biela) a žiara (čierna). A keďže informácie o farbe pixelu sa nazývajú kódom pixelov, na jeho zakódovanie stačí jeden bit pamäte: 0 - čierna, 1 - biela. Ak sú ilustrácie považované za kombináciu bodiek s 256 odtieňmi šedej (najmä tie sú v súčasnosti všeobecne akceptovateľné), potom na zakódovanie jasu ktoréhokoľvek bodu stačí osem-bitové binárne číslo. V počítačovej grafike je farba nesmierne dôležitá. Slúži ako prostriedok na zlepšenie vizuálneho dojmu a zvýšenie saturácie informácií v obrázku. Ako vytvára ľudský mozog zmysel pre farbu? K tomu dochádza v dôsledku analýzy svetelného toku vstupujúceho do sietnice z odrážajúcich alebo vyžarujúcich predmetov. Všeobecne sa uznáva, že ľudské farebné receptory, ktoré sa tiež nazývajú kužele, sú rozdelené do troch skupín, z ktorých každá môže vnímať iba jednu farbu - červenú alebo zelenú alebo modrú.

Farebné modely

Ak hovoríme o kódovaní farebných grafických obrázkov, musíme zvážiť princíp rozkladu ľubovoľnej farby na hlavné komponenty. Používajú niekoľko kódovacích systémov: HSB, RGB a CMYK. Prvý farebný model je jednoduchý a intuitívny, to znamená, že je vhodný pre ľudí, druhý je najvhodnejší pre počítač a posledný model je CMYK pre tlačiarne. Použitie týchto farebných modelov je spôsobené skutočnosťou, že svetelný tok môže byť tvorený žiarením, ktoré je kombináciou „čistých“ spektrálnych farieb: červená, zelená, modrá alebo ich deriváty. Rozlišuje sa medzi aditívnou farebnou reprodukciou (typické pre vyžarujúce objekty) a subtraktívnou farebnou reprodukciou (typické pre odrážajúce objekty). Príkladom predmetu prvého typu je katódová trubica monitora a druhým typom je tlačiarenská tlač.

1) Model HSB má tri komponenty: odtieň, sýtosť a jas. Úpravou týchto komponentov je možné získať veľké množstvo vlastných farieb. Tento farebný model sa najlepšie používa v tých grafických editoroch, v ktorých sú obrázky vytvárané samy osebe, a nie spracovávané konečnými. Potom sa vaše vytvorené dielo môže previesť na farebný model RGB, ak sa plánuje použitie ako ilustrácia na obrazovke, alebo CMYK, ak sa na tlač použije hodnota farby, sa vyberie ako vektor pochádzajúci zo stredu kruhu. Smer vektora je špecifikovaný v uhlových stupňoch a určuje farebnú farbu. Sýtosť farieb je určená dĺžkou vektora a jas farby je nastavený na samostatnej osi, ktorej nulový bod je čierny. Bod v strede zodpovedá bielej (neutrálnej) farbe a body po obvode zodpovedajú čistým farbám.

2) Princíp metódy RGB je nasledujúci: je známe, že akúkoľvek farbu možno predstavovať kombináciou troch farieb: červená (červená, R), zelená (zelená, G), modrá (modrá, B). Ostatné farby a ich odtiene sa získavajú v dôsledku prítomnosti alebo neprítomnosti týchto zložiek, pričom podľa prvých písmen primárnych farieb má systém svoje meno - RGB. Tento farebný model je aditívny, to znamená, že akúkoľvek farbu môžete získať kombináciou primárnych farieb v rôznych pomeroch. Ak je jedna zložka primárnej farby položená na druhú, zvyšuje sa jas celkového žiarenia. Ak skombinujeme všetky tri zložky, získame achromatickú sivú farbu so zvýšením jasu, ktorá sa priblíži k bielej.

Pri 256 stupňoch tónu (každá bodka je kódovaná v 3 bajtoch), minimálne hodnoty RGB (0,0,0) zodpovedajú čiernej a biele hodnoty zodpovedajú maximu so súradnicami (255, 255, 255). Čím väčšia je bajtová hodnota farebnej zložky, tým jasnejšia je táto farba. Napríklad tmavomodrá je kódovaná tromi bajtmi (0, 0, 128) a jasne modrou (0, 0, 255).

3) Princíp metódy CMYK. Tento farebný model sa používa na prípravu publikácií na tlač. Každá z primárnych farieb má priradenú ďalšiu farbu (dopĺňajúcu základnú farbu na bielu). Získajte ďalšie farby sčítaním niekoľkých ďalších základných farieb. Doplnkové farby pre červenú sú teda azúrová (azúrová, C) \u003d zelená + modrá \u003d biela - červená, pre zelenú - purpurovú (purpurová, M) \u003d červená + modrá \u003d biela - zelená, pre modro-žltú (žltá, Y) \u003d červená + zelená \u003d biela - modrá. Okrem toho princíp rozkladu ľubovoľnej farby na zložky sa môže aplikovať na primárne aj sekundárne, to znamená, že akúkoľvek farbu možno predstavovať buď ako súčet červenej, zelenej, modrej zložky alebo ako súčet modrej, purpurovej, žltej zložky. Táto metóda sa v zásade používa v polygrafickom priemysle. Stále však používajú čiernu farbu (BlacК, pretože písmeno B je už obsadené modrou farbou, označuje sa písmenom K). Je to kvôli skutočnosti, že prekrývajúce sa ďalšie farby nevytvárajú čisto čiernu farbu.

Existuje niekoľko spôsobov prezentácie farebnej grafiky:
   a) plné farby (True Color);
   b) vysoká farba;
   c) index.

V plnofarebnom režime sa 256 kódov (osem binárnych bitov) používa na kódovanie jasu každej zložky, to znamená, že na kódovanie farby jedného pixla (v systéme RGB) je potrebných 8 * 3 \u003d 24 bitov. To vám umožní jedinečne identifikovať 16,5 milióna farieb. To je veľmi blízko k citlivosti ľudského oka. Pri kódovaní pomocou systému CMYK, ktorý predstavuje farebnú grafiku, musíte mať 8 * 4 \u003d 32 binárnych bitov.

Režim High Color je kódovanie pomocou 16-bitových binárnych čísel, to znamená, že počet binárnych bitov sa pri kódovaní každého bodu znižuje. To však výrazne znižuje rozsah kódovaných farieb.

Pri kódovaní farebných indexov možno prenášať iba 256 farebných odtieňov. Každá farba je kódovaná pomocou ôsmich dátových bitov. Keďže však 256 hodnôt neprináša celú škálu farieb, ktoré má ľudské oko k dispozícii, je zrejmé, že k grafickým údajom je pripojená paleta (vyhľadávacia tabuľka), bez ktorej nebude reprodukcia neadekvátna: more môže byť červené a listy modré. Kód rastrového bodu v tomto prípade neznamená samotnú farbu, ale iba jej číslo (index) v palete. Názov režimu - index.

Vzťah medzi počtom zobrazených farieb (K) a počtom bitov na ich kódovanie (a) možno nájsť podľa vzorca: K \u003d 2 a.

Binárny kód obrázka zobrazeného na obrazovke je uložený vo video pamäti. Videopamäť je elektronické prchavé pamäťové zariadenie. Veľkosť videopamäte závisí od rozlíšenia displeja a počtu farieb. Jeho minimálny objem je ale určený tak, aby sa zmestil jeden rám (jedna strana) obrázka, t.j. ako výsledok rozlíšenia podľa veľkosti pixelového kódu.

V min \u003d M * N * a.

Binárny kód osemfarebnej palety.

Paleta šestnástich farieb vám umožňuje zvýšiť počet použitých farieb. Použije sa tu 4-bitové kódovanie pixelov: 3 bity primárnych farieb + 1 bit intenzity. Ten reguluje jas troch základných farieb súčasne (intenzitu troch elektrónových lúčov).

Binárny kód šestnástej farebnej palety.

S oddelenou reguláciou intenzity primárnych farieb sa zvyšuje počet získaných farieb. Takže na získanie palety s farebnou hĺbkou 24 bitov je pre každú farbu pridelených 8 bitov, to znamená, že je možné 256 úrovní intenzity (K \u003d 28).

Binárny kód je paleta 256 farieb.

Vektorové a fraktálne obrázky

Vektorový obrázok je grafický objekt pozostávajúci z elementárnych segmentov a oblúkov. Základným prvkom obrázka je čiara. Rovnako ako akýkoľvek iný objekt má nasledujúce vlastnosti: tvar (priama čiara, krivka), hrúbka, farba, štýl (prerušovaná, plná). Uzavreté čiary majú vlastnosť výplne (buď inými objektmi alebo vybranou farbou). Všetky ostatné objekty vektorovej grafiky sú tvorené čiarami. Pretože riadok je matematicky opísaný ako jeden objekt, množstvo dát na zobrazenie objektu pomocou vektorovej grafiky je oveľa menšie ako v rastrovej grafike. Informácie o vektorovom obrázku sú kódované ako bežné alfanumerické a spracovávané špeciálnymi programami.

Nasledujúce softvérové \u200b\u200bnástroje patria k softvérovým nástrojom na vytváranie a spracovanie vektorovej grafiky: CorelDraw, Adobe Illustrator, ako aj vektorizátory (indikátory) - špecializované balíčky na konverziu rastrových obrázkov na vektorové.

Fraktálna grafika na základe matematických výpočtov, napríklad vektora. Na rozdiel od vektora je jeho základným prvkom samotný matematický vzorec. To vedie k tomu, že v pamäti počítača nie sú uložené žiadne objekty a obraz je zostavený iba podľa rovníc. Pomocou tejto metódy môžete vytvárať jednoduché pravidelné štruktúry, ako aj zložité ilustrácie, ktoré napodobňujú krajinu.

Úlohy

Je známe, že počítačová videopamäť má kapacitu 512 KB. Rozlíšenie obrazovky je 640 x 200. Koľko strán obrazovky sa súčasne zmestí do videopamäte s paletou
   a) z 8 farieb;
   b) 16 farieb;
   c) 256 farieb?

Koľko bitov je potrebných na zakódovanie 130 odtieňových informácií? Je ľahké vypočítať 8 (tj 1 bajt), pretože pomocou 7 bitov môžete uložiť číslo odtieňa od 0 do 127 a 8 bitov uložiť od 0 do 255. Je ľahké vidieť, že táto metóda kódovania nie je optimálna: 130 je výrazne menej ako 255. Mysli ako zhutniť informácie o výkrese, keď je zapísaný do súboru, ak to viete
   a) obrázok zároveň obsahuje iba 16 farebných odtieňov zo 138 možných;
   b) obrázok obsahuje všetkých 130 odtieňov súčasne, ale počet bodov zatienených rôznymi odtieňmi sa veľmi líši.

A) je zrejmé, že na uloženie informácií o 16 odtieňoch stačí 4 bity (pol bajtu). Avšak, pretože týchto 16 odtieňov je vybraných z 130, môžu mať čísla, ktoré sa nehodia do 4 bitov. Preto používame metódu palety. Priraďte 16 „miestnym“ číslam od 1 do 15 odtieňom použitým v našom výkrese a celý kód zakódujte rýchlosťou 2 body na bajt. A potom k týmto informáciám pridáme (na koniec súboru, ktorý ju obsahuje) korešpondenčnú tabuľku pozostávajúcu zo 16 párov bajtov s číslami tieňov: 1 byte je naše „miestne“ číslo na tomto obrázku, druhé je skutočné číslo tohto tieňa. (ak sa namiesto nej použije kódovaná informácia o samotnom odtieni, napríklad informácia o jase žiara „elektrónových zbraní“ trubice s červenou, zelenou alebo modrou katódou, takáto tabuľka bude farebnou paletou). Ak je obrázok dostatočne veľký, bude výrazný nárast objemu výsledného súboru;
  b) pokúsiť sa implementovať najjednoduchší algoritmus na archiváciu informácií o obrázku. Priradenie troch odtieňov, ktoré zatienili minimálny počet bodov, kódy 128 - 130, a zvyšných odtieňov - kódy 1-127. Do súboru (ktorý v tomto prípade nejde o postupnosť bajtov, ale o pevný bitový tok) zapíšeme sedem-bitové kódy pre tieňov s číslami od 1 do 127. Pre zostávajúce tri odtiene v bitovom toku napíšeme znamienko - sedem-bit 0 - a okamžite nasleduje dvojbitové „miestne“ číslo a na koniec súboru pridáme tabuľku korešpondencie „miestnych“ a reálnych čísel. Pretože odtiene s kódmi 128 - 130 sú zriedkavé, bude existovať niekoľko sedembitových núl.

Upozorňujeme, že kladenie otázok v tomto probléme nevylučuje iné riešenia bez odkazu na farebné zloženie obrázka - archivácia:
   a) na základe výberu sekvencie bodiek natretých v rovnakých odtieňoch a nahradenia každej z týchto sekvencií párom čísiel (farba), (množstvo) (tento princíp je základom grafického formátu PCX);
   b) porovnaním čiar obrazových bodov (zaznamenaním počtu odtieňov bodov na prvej strane a následných riadkov zaznamenaním čísla odtieňov iba tých bodov, ktorých odtiene sa líšia od odtieňov bodov v rovnakej polohe na predošlom riadku - to je základ formátu GIF);
   c) použitím algoritmu fraktálneho balenia obrazov (formát YPEG). (IO 6.1999)

Audio kódovanie

Svet je plný rôznych zvukov: tikanie hodín a rachot motorov, vytie vetra a šustenia listov, spev vtákov a hlasy ľudí. O tom, ako sa zrodia zvuky a aké sú, sa ľudia začali hádať už veľmi dávno. Dokonca aj staroveký grécky filozof a vedec - encykloped Aristoteles na základe pozorovaní vysvetlil podstatu zvuku a veril, že znejúce telo vytvára striedavú kompresiu a zriedenie vzduchu. Oscilačná šnúra buď vypúšťa alebo zhutňuje vzduch a vďaka pružnosti vzduchu sa tieto striedavé vplyvy prenášajú ďalej do vesmíru - z vrstvy na vrstvu vznikajú elastické vlny. Dosahujúc naše ucho, pôsobia na ušné bubienko a spôsobujú pocit zvuku.

Ucho vníma elastické vlny s frekvenciou niekde v rozmedzí od 16 Hz do 20 kHz (1 Hz - 1 kmitanie za sekundu). V súlade s tým sa elastické vlny v akomkoľvek médiu, ktorého frekvencia leží v rámci uvedených limitov, nazývajú zvukové vlny alebo jednoducho zvuk. V štúdiu zvuku pojmy ako tóna vyzerá úplne inakzvuk. Akýkoľvek skutočný zvuk, či už ide o hru na hudobné nástroje alebo hlas človeka, je zvláštnou kombináciou mnohých harmonických vibrácií s určitým súborom frekvencií.

Oscilácia, ktorá má najnižšiu frekvenciu, sa nazýva základný tón, iné - podtóny.

Timbre - iný počet tónov, ktoré sú vlastné určitému zvuku, čo mu dodáva osobitnú farbu. Rozdiel medzi jedným tónom a druhým je určený nielen počtom, ale aj intenzitou podtextov sprevádzajúcich zvuk základného tónu. Práve na základe zafarbenia dokážeme ľahko rozlíšiť zvuky klavíra a huslí, gitary a flauty a spoznať hlas známeho človeka.

Hudobný zvuk môže byť charakterizovaný tromi kvalitami: farbou, to znamená farbou zvuku, ktorá závisí od tvaru vibrácií, výškou určenou počtom vibrácií za sekundu (frekvencia) a objemom, v závislosti od intenzity vibrácií.

Počítač je v súčasnosti široko používaný v rôznych oblastiach. Spracovanie zvukových informácií, hudba nebola výnimkou. Do roku 1983 boli všetky hudobné nahrávky vydané na vinylových platniach a kompaktných kazetách. V súčasnosti sa CD často používajú. Ak máte počítač, na ktorom je nainštalovaná zvuková karta štúdia, ku ktorej je pripojená klávesnica MIDI a mikrofón, môžete pracovať so špecializovaným hudobným softvérom.

Obvykle sa dá rozdeliť na niekoľko typov:

1. rôzne pomôcky a ovládače navrhnuté tak, aby pracovali s konkrétnymi zvukovými kartami a externými zariadeniami;
2. zvukové editory určené na prácu so zvukovými súbormi vám umožňujú vykonávať akékoľvek operácie s nimi - od rozdelenia na časti až po efekty spracovania;
3. softvérové \u200b\u200bsyntetizátory, ktoré sa objavili relatívne nedávno a správne fungujú iba na výkonných počítačoch. Umožňujú experimentovať s tvorbou rôznych zvukov a ďalších.

Prvá skupina obsahuje všetky pomocné programy operačného systému. Napríklad, win 95 a 98 majú svoje vlastné mixéry a pomôcky na prehrávanie / nahrávanie zvuku, prehrávanie CD a štandardných MIDI súborov. Po nainštalovaní zvukovej karty môžete pomocou týchto programov otestovať jej výkon. Napríklad program Phonograph je navrhnutý tak, aby pracoval s vlnovými súbormi (zvukové súbory vo formáte Windows). Tieto súbory majú príponu .WAV. Tento program poskytuje možnosť prehrávať, zaznamenávať a upravovať techniky nahrávania zvuku podobné metódam práce s magnetofónom. Na prácu s fonografom sa odporúča pripojiť mikrofón k počítaču. Ak potrebujete urobiť zvukový záznam, musíte určiť kvalitu zvuku, pretože dĺžka zvukového záznamu závisí od neho. Možné trvanie zvuku je kratšie, čím vyššia je kvalita nahrávania. Pri priemernej kvalite záznamu môžete uspokojivo nahrávať reč vytvorením súborov, ktoré trvajú až 60 sekúnd. Približne 6 sekúnd bude trvanie nahrávky s kvalitou hudobného CD.

Ale čo zvukové kódovanie? Od detstva sme konfrontovaní s hudobnými nahrávkami na rôznych nosičoch: fonografické nahrávky, kazety, CD atď. V súčasnosti existujú dva hlavné spôsoby nahrávania zvuku: analógové a digitálne.   Ale aby bolo možné nahrávať zvuk na nejaké médium, musí byť prevedené na elektrický signál.

To sa vykonáva pomocou mikrofónu. Najjednoduchšie mikrofóny majú membránu, ktorá pri vystavení zvukovým vlnám osciluje. Cievka je pripojená k membráne a pohybuje sa synchronne s membránou v magnetickom poli. V cievke sa vyskytuje striedavý elektrický prúd. Zmeny napätia presne odrážajú zvukové vlny.

Zavolá sa striedavý elektrický prúd, ktorý sa objaví na výstupe z mikrofónu analógovýsignál. Pokiaľ ide o elektrický signál, „analóg“ znamená, že tento signál je nepretržitý v čase a amplitúde. Presne odráža tvar zvukovej vlny, ktorá prechádza vzduchom.

Zvukové informácie môžu byť prezentované v diskrétnej alebo analógovej forme. Rozdiel je v tom, že pri diskrétnom znázornení informácií sa fyzická veličina postupne mení („rebrík“), pričom berie konečnú množinu hodnôt. Ak je informácia prezentovaná v analógovej forme, môže mať fyzikálna veličina nekonečný počet hodnôt, ktoré sa neustále menia.

Vinylový záznam je príkladom analógového ukladania zvukových informácií, pretože zvuková stopa neustále mení svoj tvar. Ale analógové pásky majú veľkú nevýhodu - starnúce médiá. Na jeden rok ich môže stratiť zvukový záznam, ktorý mal normálnu úroveň vysokých frekvencií. Vinylové platne pri prehrávaní niekoľkokrát strácajú kvalitu. Preto sa uprednostňuje digitálny záznam.

Začiatkom 80. rokov sa objavili CD. Sú príkladom diskrétneho ukladania zvukových informácií, pretože zvuková stopa CD obsahuje časti s rôznou odrazivosťou. Teoreticky tieto digitálne disky môžu trvať večne, pokiaľ nie sú poškriabané, t.j. ich výhodami sú trvanlivosť a necitlivosť na mechanické starnutie. Ďalšou výhodou je, že pri digitálnom dabovaní nedochádza k strate kvality zvuku.

Na multimediálnych zvukových kartách nájdete analógový mikrofónny predzosilňovač a mixér.

Digitálna a analógová a analógovo digitálna konverzia zvukových informácií

Stručne zvážte procesy prevodu zvuku z analógovej na digitálnu formu a naopak. Približná predstava o tom, čo sa deje na zvukovej karte, vám môže pomôcť vyhnúť sa chybám pri práci so zvukom.

Zvukové vlny s mikrofónom sa prevádzajú na analógový striedavý elektrický signál. Prechádza zvukovou cestou a vstupuje do analógovo-digitálneho prevodníka (ADC) - zariadenia, ktoré prevádza signál do digitálnej podoby.

V zjednodušenej forme je princíp činnosti ADC nasledujúci: meria amplitúdu signálu v určitých intervaloch a ďalej, už pozdĺž digitálnej cesty, prechádza sekvenciou čísel, ktorá prenáša informácie o zmenách v amplitúde.

Počas analógovo-digitálnej konverzie nedochádza k žiadnej fyzickej konverzii. Z elektrického signálu sa odstráni odtlačok prsta alebo vzorka, čo je digitálny model kolísania napätia v zvukovej ceste. Ak je znázornený vo forme diagramu, potom je tento model prezentovaný ako postupnosť stĺpcov, z ktorých každý zodpovedá určitej číselnej hodnote. Digitálny signál je vo svojej podstate diskrétny - tj prerušovaný, takže digitálny model sa presne nezhoduje s tvarom analógového signálu.

Vzorka je časový interval medzi dvoma meraniami amplitúdy analógového signálu.

Doslovne je vzorka preložená z angličtiny ako „vzorka“. V multimediálnej a profesionálnej terminológii zvuku má toto slovo niekoľko významov. Vzorka sa okrem časového intervalu nazýva aj akákoľvek sekvencia digitálnych údajov, ktorá sa získala prevodom z analógového na digitálny. Samotný proces konverzie sa nazýva vzorkovanie. V ruskom technickom jazyku to nazývajú vzorky.

Digitálny zvuk sa reprodukuje pomocou digitálno-analógového prevodníka (DAC), ktorý na základe prichádzajúcich digitálnych údajov generuje elektrický signál požadovanej amplitúdy v zodpovedajúcich časových okamihoch.

Možnosti vzorkovania

Dôležitými parametrami vzorkovania sú frekvencia a bitová hĺbka.
  Frekvencia - počet meraní amplitúdy analógového signálu za sekundu.

Ak vzorkovacia frekvencia nepresiahne dvojnásobok frekvencie hornej hranice zvukového rozsahu, potom pri vysokých frekvenciách dôjde k stratám. To vysvetľuje, že štandardná frekvencia zvukového CD je 44,1 kHz. Pretože rozsah kmitania zvukových vĺn je v rozsahu od 20 Hz do 20 kHz, počet meraní signálu za sekundu by mal byť vyšší ako počet kmitov v rovnakom časovom období. Ak je vzorkovacia frekvencia oveľa nižšia ako frekvencia zvukovej vlny, potom sa amplitúda signálu dokáže v priebehu času medzi meraniami niekoľkokrát zmeniť, čo vedie k tomu, že digitálny odtlačok prstov nesie chaotický súbor údajov. Pri digitálno-analógovej konverzii takáto vzorka nevysiela hlavný signál, ale vytvára iba šum.

V novom formáte audio DVD CD je signál meraný 96 000 krát za sekundu, t. použiť vzorkovaciu frekvenciu 96 kHz. Ak chcete šetriť miesto na pevnom disku v multimediálnych aplikáciách, často používajte nižšie frekvencie: 11, 22, 32 kHz. To vedie k zníženiu počuteľného frekvenčného rozsahu, čo znamená, že je počuť silné skreslenie.

Ak vo forme grafu predstavíme rovnaký zvuk s výškou 1 kHz (nota až do siedmej oktávy klavíra približne zodpovedá tejto frekvencii), ale vzorkovaná pri inej frekvencii (spodná časť sínusoidu sa nezobrazí na všetkých grafoch), rozdiely budú viditeľné. Jedno delenie na vodorovnej osi, ktoré ukazuje čas, zodpovedá 10 vzorkám. Stupnica je rovnaká. Je zrejmé, že pri frekvencii 11 kHz sa vyskytuje približne päť kmitov zvukovej vlny na každých 50 vzoriek, to znamená, že jedna perióda sínusovej vlny je zobrazená iba s 10 hodnotami. Toto je veľmi nepresný prenos. Zároveň, ak vezmeme do úvahy vzorkovaciu frekvenciu 44 kHz, potom pre každú periódu sínusoidu je už takmer 50 vzoriek. To vám umožní získať kvalitný signál.

kapacita označuje, s akou presnosťou sa mení amplitúda analógového signálu. Presnosť, s akou sa hodnota amplitúdy signálu prenáša počas digitalizácie v každom okamihu, určuje kvalitu signálu po prevode z analógového signálu na digitálny. Presnosť obnovenia tvaru vlny závisí od hĺbky bitov.

Na kódovanie hodnoty amplitúdy sa používa princíp binárneho kódovania. Zvukový signál by sa mal prezentovať ako sled elektrických impulzov (binárne nuly a nuly). Typicky sa používa 8, 16-bitové alebo 20-bitové zobrazenie hodnôt amplitúdy. V binárnom kódovaní spojitého zvukového signálu je nahradený sledom diskrétnych úrovní signálu. Kvalita kódovania závisí od vzorkovacej frekvencie (počet meraní úrovne signálu za jednotku času). S rastúcou vzorkovacou frekvenciou sa zvyšuje presnosť binárnej reprezentácie informácií. Pri frekvencii 8 kHz (počet meraní za sekundu je 8000) kvalita vzorkovaného zvukového signálu zodpovedá kvalite rozhlasového vysielania a pri frekvencii 48 kHz (počet meraní za sekundu je 48000) kvalita zvuku zvukového CD.

Ak používate 8-bitové kódovanie, môžete dosiahnuť presnosť zmeny amplitúdy analógového signálu na 1/256 dynamického rozsahu digitálneho zariadenia (2 8 \u003d 256).

Ak na vyjadrenie amplitúdy zvukového signálu použijete 16-bitové kódovanie, presnosť merania sa zvýši 256-krát.

V moderných konvertoroch je zvyčajné používať 20-bitové kódovanie signálu, ktoré vám umožňuje získať vysoko kvalitnú digitalizáciu zvuku.

Odvolanie vzorca K \u003d 2 a. K je počet všetkých druhov zvukov (počet rôznych úrovní signálu alebo stavov), ktoré možno získať pomocou kódovania zvuku v bitoch

Tieto údaje však platia iba pre signál, ktorého maximálna úroveň je 0 dB. Ak potrebujete vzorkovať signál s úrovňou 6 dB s bitovou kapacitou 16 bitov, zostane iba 15 bitov na kódovanie jeho amplitúdy. Ak je signál na 12 dB, potom 14 bitov. Keď sa úroveň signálu zvyšuje, zvyšuje sa digitalizačná kapacita jeho digitalizácie, čo znamená, že úroveň nelineárneho skreslenia sa znižuje (pojem „kvantizačný šum“ existuje v technickej literatúre), čo zase znižuje úroveň každých 1 dB o 1 bit.

V súčasnosti sa objavil nový formát digitálneho zvukového DVD pre domácnosť, ktorý používa 24-bitové rozlíšenie a vzorkovaciu frekvenciu 96 kHz. Jeho použitím sa môžete vyhnúť vyššie uvedenej nevýhode 16-bitového kódovania.

Moderné digitálne zvukové zariadenia sú vybavené 20-bitovými prevodníkmi. Zvuk zostáva 16-bitový, sú nainštalované vysokorýchlostné prevodníky na zlepšenie kvality záznamu pri nízkych úrovniach. Ich princíp činnosti je nasledujúci: pôvodný analógový signál je digitalizovaný s rozlíšením 20 bitov. Procesor digitálneho signálu DSPP potom zníži svoju kapacitu na 16 bitov. V tomto prípade sa používa špeciálny výpočtový algoritmus, pomocou ktorého môžete znížiť skreslenie signálov nízkej úrovne. Reverzný proces je pozorovaný počas digitálno-analógovej konverzie: bitová kapacita sa zvyšuje zo 16 na 20 bitov pomocou špeciálneho algoritmu, ktorý umožňuje presnejšie stanovenie hodnôt amplitúdy. To znamená, že zvuk zostáva 16-bitový, ale vo všeobecnosti dôjde k zlepšeniu kvality zvuku.

Úlohy

1. Vypočítajte, koľko miesta minútu digitálneho zvuku zaberie na vašom pevnom disku alebo na akomkoľvek inom digitálnom médiu zaznamenanom na frekvencii

1. 44,1 kHz;
2. 11 kHz;
3. 22 kHz;
4. 32 kHz

a 16 bitov.

A) Ak je mono signál zaznamenaný s frekvenciou 44,1 kHz s rozlíšením 16 bitov (2 bajty), potom každú minútu vytvorí analógovo digitálny prevodník 441000 * 2 * 60 \u003d 529000 bajtov (približne 5 MB) údajov o amplitúde analógového signálu, ktorý je zaznamenaný v počítači. na pevný disk.
  Ak nahrávate stereofónny signál, potom 1 058 000 bajtov (približne 10 MB)
  b) pre frekvencie 11, 22, 32 kHz sa výpočty vykonávajú podobne.

1. Aký objem informácií má mono-zvukový súbor, ktorého trvanie je 1 sekunda, s priemernou kvalitou zvuku (16 bitov, 24 kHz)?

16 bitov * 24000 \u003d 384000 bitov \u003d 48000 bajtov \u003d 47 kBytes

1. Vypočítajte objem stereofónneho zvukového súboru trvajúci 20 sekúnd s 20-bitovým kódovaním a vzorkovacou frekvenciou 44,1 kHz.

20 bitov * 20 * 44100 * 2 \u003d 35280000 bitov \u003d 4410000 bajtov \u003d 4,41 Mb

1. Pri použití zastaraných 8-bitových zvukových kariet zistite počet úrovní zvuku.

riešenie .:

K \u003d 28 \u003d 256.

Samostatná práca

a) prvá možnosť, b) druhá možnosť).

1. Uveďte príklad
   a) analógový spôsob prezentácie zvukových informácií;
   b) diskrétny spôsob prezentácie zvukových informácií.

2. Čo sa nazýva
   a) rýchlosť odberu vzoriek (odber vzoriek);
   b) vzorka.

3. Opíšte
   a) aký je princíp binárneho kódovania zvuku;
   b) od akých parametrov závisí kvalita binárneho kódovania zvuku.

Jazyk: ruština

Formát: webový dokument

05.07.2011 6892 0 0

Téma. Msgstr "Kódovanie informácií v počítači."

Ciele lekcie:

vzdelávacie:

pochopiť študentov o procese kódovania informácií;

ukázať študentom rôzne kódy;

vytvoriť koncepciu transkódovacej operácie medzi študentmi ako spôsob prechodu z jednej formy prezentácie informácií na druhú;

Oboznámiť študentov s rôznymi kódmi obklopujúcimi človeka, úlohou kódovania informácií.

Označte úlohu kódovacích informácií.

Naučte deti dekódovať šifrované informácie.

Naučiť uvádzať svoje vedomosti do praxe.

tvoriť systém vedomostí na danú tému a základné pojmy „kód“, „kódovanie“, „dekódovanie“

rozvíjať schopnosť používať stôl

ukázať prácu s tabuľkou v textovom editore

Zvýšte záujem o túto tému.

vzdelávacie:

Formovať porozumenie procesu kódovania informácií medzi študentmi.

Zobraziť rôzne typy kódovania.

Identifikujte výhody binárnych kódovacích informácií.

rozvíjanie:

Naďalej rozvíjať schopnosť študentov hovoriť na danú tému, porovnávať, analyzovať a logicky myslieť.

Pokračujte v rozvoji zručností v oblasti PC.

vzdelávacie:

Zintenzívniť formovanie kognitívnych potrieb, záujem o predmet u študentov.

Pokračujte vo vzdelávaní študentov v priateľských vzťahoch.

Typ lekcie: hodina v štúdiu nového materiálu s výskumnými prvkami a počiatočná konsolidácia získaných poznatkov v praktickej práci.

Fázy lekcie:

Organizačná fáza - 1 min.

Ovládanie znalostí - 5 min.

Vysvetlenie nového materiálu - 19 min.

Domáca úloha - 1 min.

Fyzikálne minúty - 1 min.

Praktická práca - 11 minút.

Odraz - 1 min.

Zhrnutie lekcie, klasifikácia - 1 min.

1. Organizačný moment.

Témy, ciele a ciele lekcie.

2. Kontrola znalostí - 5 min.

1. Čo sú informácie? (Informácie sú informácie o svete okolo nás (všetko, čo nás obklopuje).

2. Aké kroky podniká osoba s informáciami? (Osoba neustále vykonáva činnosti týkajúce sa prijímania a prenosu, ukladania a spracovania informácií.)

3. Ako si osoba ukladá informácie? (Ukladanie informácií v mysli - vlastné (interné informácie) - pamäť s ľubovoľným prístupom; externá pamäť (dlhodobá). Existuje aj pamäť individuálnej osoby a pamäť ľudstva). (pozri Prezentácia, snímka 2)

4. O ktorých moderných médiách viete? (Magnetický - Winchester, disketa; laserové disky - CD a DVD, flash karty).

Pozrime sa na nasledujúce. Muž sa nám snaží niečo povedať, ale nemôžeme mu porozumieť. Čo si myslíte, že nám chce povedať týmto gestom? (ukazuje číslo 5, ukazuje, že je všetko v poriadku, posiela pozdravy)

Nemôžeme však s istotou povedať, čo presne nám chce povedať, pretože rovnaké gestá v rôznych krajinách znamenajú úplne odlišné. A čo by sa malo urobiť pre správne pochopenie ľudí v týchto krajinách? (poznať gestá, vedieť, čo znamenajú, akú akciu, objekt, fenomén kódujú tieto gestá). Porozmýšľajte a skúste zistiť, čo je najdôležitejšie vo vašich odpovediach a určte tému hodiny. (hlavná vec - potom gesto môže znamenať rôzne pojmy - čo je zakódované pod týmto gestom, téma lekcie

3. Vysvetlenie nového materiálu - 19 min.

Informácie, ktoré dostávame z vonkajšieho sveta, k nám prichádzajú vo forme konvenčných znakov alebo signálov veľmi odlišnej fyzickej povahy. Toto je svetlo, zvuk, čuch, dotyk, sú to slová, ikony, symboly, gestá a pohyby.

Aby došlo k prenosu informácií, my (prijímač) musíme signál nielen prijať, ale aj dešifrovať. Takže, keď človek počul poplach, chápe, že nastal čas prebudiť sa; telefonát - niekto s vami musí hovoriť; školský zvonček - informuje študentov o dlho očakávanej zmene.

Pre správnu koncepciu rôznych signálov je potrebný vývoj alebo kódovanie kódu.

(pozri Prezentácia, snímka 5)

Chlapci, napíšme definície toho, čo je kód, kódovanie.

Kód je systém symbolov na znázornenie informácií.

Kódovanie - vytvorenie prezentácie informácií pomocou nejakého kódu. (alebo môžeme povedať, že kódovanie je prechod z jednej formy prezentácie informácií na inú, vhodnejšia na ukladanie, prenos alebo spracovanie).

Inverzná transformácia sa nazýva dekódovanie.

Chlapci, napíšte do svojho poznámkového bloku, že:

Dekódovanie je proces obnovenia obsahu kódovaných informácií.

Metóda kódovania závisí od účelu, na ktorý sa vykonáva.

(pozri Prezentácia, snímka 6)

Existujú tri hlavné spôsoby kódovania informácií:

1. Grafický - pomocou výkresov alebo ikon;

2. Číselné - pomocou čísel;

3. Znak - pomocou znakov z rovnakej abecedy ako text.

Mnoho kódov je v našich životoch veľmi pevné.

Číselné informácie sú teda kódované arabskými, rímskymi číslicami.

na komunikáciu používame kód - ruský, v Číne - čínsky.

každá hudobná práca je kódovaná v hudobných značkách a na obrazovke prehrávača môžete vidieť hlasný alebo tichý zvuk kódovaný pomocou grafu.

Často sa stáva, že informácie je potrebné komprimovať a prezentovať stručným, ale zrozumiteľným spôsobom. Potom naneste piktogramy napríklad na dvere obchodu, na stĺpy v parku, na cestu.

Na prenos informácií prišli ľudia so špeciálnymi kódmi: Braillovo písmo, Morseov kód.

Čísla sa používajú na zaznamenávanie informácií o počte objektov. Čísla sa zapisujú pomocou špeciálnych signálnych systémov, ktoré sa nazývajú číselné systémy.
Číselný systém   - súbor techník a pravidiel na písanie čísel pomocou osobitnej sady znakov.

všetko číselné systémy   sú rozdelené do dvoch veľkých skupín: POZÍCIE   a nepozitsionnyh.
Pozícia - kvantitatívna hodnota každej číslice čísla závisí od toho, na ktorom mieste (pozícii alebo kategórii) sa zaznamená jedna alebo druhá číslica.
Nepolohové - kvantitatívna hodnota číslice čísla nezávisí od toho, na ktorom mieste (pozícii alebo kategórii) sa zaznamená jedna alebo druhá číslica.

Najbežnejším systémom polohových čísel je Rím. Ako použité čísla: I (1), V (5), X (10), L (50), C (100), D (500), M (1000).

Hodnota čísla je definovaná ako súčet alebo rozdiel číslic v čísle.
MCMXCVIII \u003d 1 000+ (1 000 - 100) + (100 - 10) + 5 + 1 + 1 + 1 \u003d 1998

Prvý systém pozičného čísla bol vynájdený v starom Babylone a babylonské číslovanie bolo šesť desatinných miest, t.j. použil šesťdesiat číslic!

V XIX. Storočí bolo dosť rozšírené duodecimální   systém čísel. V súčasnosti najbežnejšie desatinný, dvojitý, osmičkové   a hexadecimálne   číselné systémy.

Počet rôznych znakov použitých na reprezentáciu čísla v systémoch číselných čísel sa nazýva základ číselného systému.

Číselný systém

nadácie

Abeceda čísiel

desatinný

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

dvojitý

0, 1

osmičkové

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

hexadecimálne

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F

Korešpondencia číselných systémov:

desatinný

dvojitý

100

101

110

111

osmičkové

hexadecimálne

desatinný

dvojitý

1000

1001

1010

1011

1100

1101

1110

1111

osmičkové

hexadecimálne

Binárne kódovanie textu

Od 60. rokov sa počítače začali čoraz viac využívať na spracovanie textových informácií a väčšina počítačov na svete sa teraz zaoberá textovými informáciami.

Tradične sa na kódovanie jedného znaku používa množstvo informácií \u003d 1 bajt (1 bajt \u003d 8 bitov).
Na kódovanie jeden znak   potrebný jeden bajt   informácie.

Keď vezmeme do úvahy, že každý bit má hodnotu 1 alebo 0, dostaneme to, že pomocou 1 bajtu je možné kódovať 256 rôznych znakov. (28 \u003d 256)

Kódovanie je to, že každému znaku je pridelený jedinečný binárny kód od 00000000 do 11111111 (alebo desatinný kód od 0 do 255).

Je dôležité, aby priradenie špecifického kódu symbolu bolo dohodou, ktorá je stanovená v tabuľke kódov.

Tabuľka, v ktorej sú sériové čísla (kódy) priradené všetkým symbolom počítačovej abecedy, sa nazýva t kódovacia tabuľka.

Pre rôzne typy počítačov sa používajú rôzne kódovania. S rozšírením IBM PC sa tabuľka kódovania stala medzinárodným štandardom ASCII   (Americký štandardný kód pre výmenu informácií) - Americký štandardný kód pre výmenu informácií.
V tejto tabuľke je štandardom iba prvá polovica, t. znaky s číslami od 0 (00000000) do 127 (0111111). Patria sem písmená latinskej abecedy, čísla, interpunkcia, zátvorky a niektoré ďalšie znaky.

Zvyšných 128 kódov sa používa v rôznych verziách. V ruskom kódovaní sú umiestnené symboly ruskej abecedy.
V súčasnosti existuje 5 rôznych kódových tabuliek pre ruské písmená (KOI8, CP1251, CP866, Mac, ISO).

V súčasnosti je rozšírený nový medzinárodný štandard Unicode, ktorý každému znaku prideľuje dva bajty. Pomocou neho môžete kódovať 65536 (216 \u003d 65536) rôznych znakov.

ASCII Štandardná tabuľka častí

ASCII Rozšírená tabuľka kódov

4. PHYSMINUTE

Nakreslite priestor so zatvorenými očami:

srdcové

kolo

Písmeno M

námestie

trojuholník

podvaly

5. Domáce úlohy

Kódovanie textu pomocou Caesarovho kódu (o 1 písmeno dopredu)

Kódovanie slov.

Píšte si navzájom kódované listy.

6. Praktická práca „Kódovanie čísel a symbolov“

I. Kódovanie čísel pomocou programu Kalkulačka.

Otvorte program Kalkulačka na pracovnej ploche.

Vyberte zobrazenie inžinierstva (v hlavnej ponuke - VIEW / Engineering).

Prepínaním metódy kódovania (desatinné miesto, bin - binárne) vyplňte tabuľku.

Po vyplnení tabuľky zatvorte okno programu.

Metóda desatinného kódovania

150

Metóda binárneho kódovania

1011

10101010

II. Kódovanie znakov v programe Internet Explorer

Na pracovnej ploche otvorte súbor Nominácia.

Ak text nie je možné pochopiť, zapíšte, s ktorým kódom je kódovaný (v hlavnom menu vyberte ZOBRAZIŤ / Kódovať) ____________________________

Zmeňte typ kódovania na azbuku (Dos). Môžem to prečítať? __________

Zmeňte typ kódovania na azbuku (Windows). Môžem to prečítať? __________

Pomocou VIEW / Encoding / Okrem toho spočítajte a zapíšte počet metód kódovania - _______________.

Zatvorte okno programu.

III. Kódovanie znakov v programeMicrosoft Word

1. Na pracovnej ploche otvorte program Microsoft Word.
2. Pomocou hlavnej ponuky INSERT / Symbol definujte kód symbolu a vyplňte tabuľku.

symbol

Kód (cyrilika, dec.)

3. Zatvorte okno Vložiť symbol.
4. Pomocou malej numerickej klávesnice a klávesu ALT identifikujte znaky pomocou kódov:

symbol

Kód (cyrilika DOS)

157

130

140

7. Odraz.

Chlapci, povedzte mi, čo ste sa dnes v lekcii naučili:

Nech je to synquain

Pravopisné pravidlá

1. Kódovanie podstatných mien

2. Dve slová - prídavné mená

3. Tri slová - slovesá

4. Štyri slová (štyri samostatné slová, dve vety alebo jedna veta) - váš osobný postoj k objektu

5. Jedno slovo - synonymum (záver, záver)

8. Zhrnutie hodiny, nastavenie stupňov - 1 min.

Interná reprezentácia akýchkoľvek informácií v počítači je binárna.

· bit   - minimálna jednotka množstvo   informácia sa rovná jednej binárnej číslici.

Sémantický význam trochu môže byť reprezentovaný ako:

Výber odpovede „áno“ alebo „nie“ na položenú otázku;

- „existuje signál / žiadny signál“;

Pravda / nepravda.

Jeden bit môže kódovať dva objekty.

Bit ako jednotka informácií je príliš malý, preto sa stále používa ďalšia bežnejšia jednotka množstva informácií odvodená z bitových bajtov.

· byte   - minimálna jednotka čítania / zápisu počítačovej pamäte rovná 8 bitom:

1 bajt \u003d 8 bitov.

V tomto prípade sú bity očíslované sprava doľava, počínajúc od 0. miesta.

Jeden bajt môže kódovať 256 objektov ( 2 8 = 256 ), pričom každý z 256 objektov bude zodpovedať jednému z 256 8-ciferných binárnych čísel.

1 kilobyte \u003d 1 Kb \u003d 1 K \u003d 1024 bajtov.

1 megabajt \u003d 1 Mb \u003d 1 M \u003d 1024 Kb.

1 gigabajt \u003d 1 GB \u003d 1 G \u003d 1024 MB.

1 terabajt \u003d 1 Tb \u003d 1 T \u003d 1024 GB.

Prezentácia rôznych typov informácií v počítači

Typy informácií spracovaných v počítači:

numerická;

Text,

grafický,

PA.

Napriek pôvodnej forme sú všetky informácie v počítači uvedené v číselnej podobe.

Kódovanie numerických informácií v počítači

Existuje niekoľko možností, ako reprezentovať čísla na počítači. Čísla môžu byť celé a zlomkové, pozitívne a negatívne.

Kladné celé čísla   0 až 255 môže byť reprezentovaných priamo v systéme binárnych čísiel, pričom zaberajú jeden bajt v pamäti počítača.

Záporné celé čísla   reprezentované špeciálnym spôsobom: znamienko záporného čísla je obvykle kódované najvýznamnejším bitom, nula je interpretovaná ako plus, jednota ako mínus. Pretože bude obsadený jeden bit, celé čísla v rozsahu od -127 do +127 môžu byť kódované jedným bajtom. Tento spôsob reprezentácie celých čísel sa nazýva priamy kód .

Existuje tiež spôsob, ako zakódovať záporné celé čísla v systéme spätný kód , V tomto prípade sa kladné čísla zhodujú s kladnými číslami v priamom kóde a záporné čísla sa získajú odčítaním od binárneho čísla 1 0000 0000 zodpovedajúceho kladného čísla, napríklad číslo -7 dostane kód 1111 1000. Celé čísla veľkých rozsahov sú zastúpené v dvojbajtových a štvorbajtových adresách pamäte. ,

Výpočtové stroje používajú dve formy zobrazenia čiastkové   dvojitý čísla :

v prírodnej forme alebo vo forme pevného bodu;

v normálnej forme alebo vo forme s bodkou.

Pevný bod   všetky čísla sú vyjadrené ako postupnosť číslic s konštantnou čiarkou pre všetky čísla, ktorá oddeľuje celé číslo od zlomku.

príklad , Nech je číslo zastúpené vo forme m: n, kde m je pevný počet bitov v celočíselnej časti čísla (pred desatinnou čiarkou), n je pevný počet bitov v zlomkovej časti čísla (za desatinnou čiarkou).

Napríklad m \u003d 3, n \u003d 6, potom čísla napísané v takejto bitovej mriežke majú tvar:

213, 560000; + 004, 021025; - 000, 007345.

Táto reprezentácia sa však používa hlavne pre celé čísla, pretože keď výsledok operácie opustí hranice takejto bitovej mriežky, ďalšie výpočty stratia svoj význam.

Plávajúci bod   všetky čísla sa zobrazia ako dve skupiny čísel. Prvá skupina čísel sa nazýva mantissa, druhá - v poradí. Absolútna hodnota mantisy by navyše mala byť menšia ako 1 a poradie by malo byť celé číslo.

celkový pohľad   číslo vo forme s pohyblivou rádovou čiarkou môže byť reprezentované ako:

N =  MP  r

kde M   je mantisa čísla (M )< 1);

r   - poradie čísla (r je celé číslo);

P   - Základ číselného systému.

príklad , Čísla z predchádzajúceho príkladu sú:

0, 21356 10 3 ; + 0, 402102510 1 ; - 0, 73450010 -2 .

Normálna forma prezentácie má veľké množstvo číselných zobrazení a je základom moderných počítačov.

Okrem systému binárnych čísel sa rozšíril aj systém binárnych desatinných čísel. V tomto systéme sú všetky desatinné čísla oddelene kódované štyrmi binárnymi číslicami a v tejto forme sa zapisujú postupne za sebou.

Podľa poľa   nazýva postupnosť niekoľkých bitov alebo bajtov.

Počítač dokáže spracovať polia s konštantnou a premenlivou dĺžkou.

Polia s konštantnou dĺžkou :

slovo - 2 bajty;

dvojité slovo - 4 bajty;

rozšírené slovo - 8 bajtov;

slovo 10 bajtov dlhé.

Polia s premenlivou dĺžkou môžu mať akúkoľvek veľkosť od 0 do 256 bajtov, ale nevyhnutne je to integrálny násobok počtu bajtov.

1) Dvojité slovo - 4 bajty \u003d 32 bitov

3) Slovo dlhé 10 bajtov - 80 bitov

V tomto prípade je S znamienko:

ak S \u003d 0, číslo  0

ak S \u003d 1, číslo< 0.