5. Представление числовой, текстовой, графической, звуковой информации в компьютере.

Представление в компьютере текстовой информации. Для представления и обработки компьютером текст кодируется символами двоичного алфавита (0 и 1). Для кодирования символов компьютерной клавиатуры, с помощью которой в компьютер вводится текстовая информация, выбрана последовательность длиной 8 битов (1 байт), занимающая 8 разрядов. В восьми разрядах можно записать 2^8 =256 различных целых двоичных чисел. Этого вполне достаточно для того, чтобы всем символам, которые мы видим на клавиатуре компьютера поставить в соответствие с уникальное восьмибитовое обозначение.

Одним из стандартов кодирования символов компьютерной клавиатуры 8-битовым числами является кодовая таблица ASCII. Поскольку однобайтовые коды ограничены количеством 256 кодируемых символов, они не позволяет одновременно с символами английского алфавита работать с символами более чем еще одного языка. Устранение этих ограничений стало возможным с использованием нового международного стандарта Unicode (на каждый символ отводит два байта. Такая кодировка позволяет в двоичном алфавите представить 65536 различных символов), который поддерживает последнюю операционную систему Microsoft windows.

Представление в компьютере графической информации.

Увеличение количества точек дискретизации повысит точность компьютерного представления графического изображения. Но это означает увеличение объема компьютерной памяти, требуемой для хранения образа графического объекта. Необходимость компьютерной обработки графического изображения приводит к необходимости пространственной дискретизации (преобразованию естественного графического изображения из непрерывной формы в дискретную). Для этого необходимо ограничиться конечным числом точек, а информацией об остальных точках пренебречь.

Процесс дискретизации состоит в следующем: На изображение как бы накладывается сетка, к результате чего оно разбивается на маленькие клетки – точки, пиксели. Очевидно, что чем меньше размер пикселей, тем из большего их количества будет составлено изображение, и тем точнее совокупность пикселей это изображение отобразит. При этом каждому пикселю ставится в соответствие число, кодирующее состояние этого пикселя, например, его цвет и яркость.

Графическая сетка прямоугольной формы М*Т называется растром. Размер сетки растра является важной характеристикой экрана дисплея и называется его разрешающей способностью. Для представления изображения используются наборы основных К цветов (палитры). Пусть n- количество битов, кодирующее в двоичном алфавите информацию о цвете каждой точки растрового изображения. Оно называется битовой глубиной или глубиной цвета. Количество цветов, выбранных в качестве основных, и битовая глубина связаны следующим соотношением: К=2^n.

Окраска пикселя на экране монитора образуется с помощью трех базовых для восприятия человеческим глазом цветов – красного, зеленого, синего. Современный монитор позволяет воспроизводить на экране 16777216 различных оттенков цвета благодаря аппаратной возможности управлять интенсивностью свечения базовых цветов.

Объем необходимой видеопамяти определяется размером графической сетки дисплея и количеством реализуемых для каждого пикселя оттенка цвета. Одна страница (один образ экрана) графического изображения потребует объем видеопамяти

V1стр.=M*N*n (битов).

Кодирование звуковой информации:

В аналоговой форме звук представляет собой волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. При преобразовании звука в цифровую дискретную форму производится временная дискретизация, при которой в определенные моменты времени амплитуда звуковой волны измеряется и квантуется, т.е. ей присваивается определенное значение из некоторого фиксированного набора. Данный метод называется еще импульсно-кодовой модуляцией PCM (Pulse Code Modulation). Преобразование непрерывной звуковой волны в последовательность звуковых импульсов различной амплитуды производится с помощью аналого-цифрового преобразователя размещенного на звуковой плате. Современные 16-битные звуковые карты обеспечивают возможность кодирования 65536 различных уровней громкости или 16-битную глубину кодирования звука. Качество кодирования звука зависит и от частоты дискретизации - количества измерений уровня сигнала в единицу времени. Эта величина может принимать значения от 8 до 48 кГц.