- •Тема 3. Математические основы функционирования эвм.
- •Кодирование информации в эвм.
- •Системы счисления; их классификация; правила перевода из одной позиционной системы счисления в другую.
- •Двоичное кодирование текстовой информации.
- •Двоичное кодирование графической информации.
- •Двоичное кодирование звуковой информации.
- •Двоичное кодирование числовой информации.
Двоичное кодирование текстовой информации.
Минимальным элементом текста является символ. Для хранения кода одного символа стандартно отводится 1 байт информации, с помощью которого можно записать 256 различных символов, входящих в компьютерный алфавит. 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. Присвоение символу конкретного кода – это вопрос соглашения, которое фиксируется в кодовой таблице.
Стандартной кодовой таблицей является таблица ASCII (American Standart Code for Information Interchange – стандартный американский код для информационного обмена). В базовой части таблицы (коды от 0 до 127) находятся прописные и строчные буквы латинского алфавита, цифры, знаки препинания, знаки арифметических действий, непечатаемые символы. В расширенной таблице (коды от 128 до 255) – прописные и строчные буквы русского алфавита, знаки препинания, символы псевдографики. Для представления символов кириллицы используется так называемая «альтернативная кодировка». Сейчас существует несколько различных кодовых таблиц для русских букв: КОИ-8, СР-1251, СР-866, Mac, ISO, Windows 1251.
Применяется еще одна кодировка – Unicode. В ней на хранение одного символа отводится 2 байта (16 бит) информации. Соответственно можно закодировать 65536 символов. Это латинский алфавит, кириллица, иврит, африканские и азиатские языки, математические, экономические, технические символы, знаки денежных единиц, метеорологические знаки и т.д.
Главный недостаток этой кодировки состоит в том, что все тексты становятся в 2 раза длиннее.
Двоичное кодирование графической информации.
При кодировании графическое изображение разбивается на множество точек, за каждой из которых закреплен свой цвет. Качество кодирования зависит от двух параметров. Во-первых, качество кодирования изображения тем выше, чем меньше размер точки и соответственно больше самих этих точек. Во-вторых, чем большее количество цветов используется, тем качественнее кодируется изображение. Совокупность используемых в наборе цветов образует палитру цветов.
Графическая информация на экране монитора представляется в виде растрового изображения, которое формируется из определенного количества строк, которые в свою очередь содержат определенное количество точек (пикселей). Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом цвета каждой точки, хранящимся в видеопамяти. Количество бит, отводимых под хранение информации о цвете одной точки, называется битовой глубиной или глубиной цвета (k). Количество цветов в палитре определяется по формуле: N = 2k
Цветное изображение формируется за счет смешивания трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Такая цветовая модель называется RGB-моделью. Затем базовым цветам задается различная интенсивность, за счет этого появляются оттенки этих цветов.
В полиграфических системах используется модель CMYK.
Двоичное кодирование звуковой информации.
Звук – это колебания среды, непрерывный сигнал с меняющейся амплитудой. При кодировании этот сигнал нужно представить в виде последовательности нулей и единиц.
В процессе кодирования непрерывного звукового сигнала производится его временная дискретизация. Через равные промежутки времени (десятки тысяч раз в секунду) измеряется амплитуда колебаний. Каждое измерение производится с ограниченной точностью и записывается в двоичном коде. Частота, с которой записывается амплитуда, называется частотой дискретизации.
Качество двоичного кодирования звука зависит от глубины кодирования (количество бит, отводимых для хранения информации об амплитуде во время каждого замера) и частоты дискретизации.
Для стереозвука записываются данные отдельно для левого и правого канала.
