Информационные

15. Код, кодирование, декодирование информации.

Код – это система условных знаков (символов) для передачи, обработки и хранения информации (сообщения). Количество знаков в системе конечно и не менее двух. Все множество используемых знаков называют алфавитом. Двоичный код, применяемый в компьютерах, состоит из двух знаков: «0» и «1». Код Морзе состоит из трех знаков: «точка», «тире» и «пауза».

Кодирование – это процесс представления информации (сообщения) в виде знаков алфавита кода. Каждый элемент информации (сообщения)

представляется одним или несколькими знаками алфавита. При равномерном кодировании каждый элемент кодируется одинаковым количеством знаков алфавита кода, при неравномерном кодировании

– различным количеством знаков алфавита кода. Метод кодирования выбирается в зависимости от цели и возможностей обработки результата. Частный случай кодирования – шифрование.

Декодирование – это процесс обратного преобразования кодированной информации (сообщения) к форме исходной знаковой системы, т.е.

17. Двоичное кодирование информации в вычислительной технике.

В вычислительной технике для представления информации используется двоичное кодирование, что обусловлено техническими

устройствами, которые могут сохранять и распознавать не более двух различных состояний (электромагнитные реле, поверхности магнитных и оптических носителей, триггеры).

Информация в компьютере представлена в двоичном коде, алфавит которого состоит из двух цифр (0 и 1). Единица измерения количества информации бит (bit) получила свое название от английского словосочетания Binary digiT (двоичная цифра).

Наименьшая единица кодирования информации в вычислительной

технике после бита – байт, который состоит из 8 бит. Более крупной единицей кодирования информации служит килобайт (Кб), равный 1024

байт. Другими, более крупными, единицами кодирования информации

являются символы, полученные с помощью добавления префиксов мега (Мб), гига (Гб), тера (Тб): 1 Мб = 1024 Кб; 1 Гб = 1024 Мб; 1 Тб = 1024 Гб.

В 1 байте можно закодировать 256 различных чисел или знаков

(символов) языка, в 2 байтах – 65 535 различных чисел или символов

5

18.1. Кодирование различных видов информации: текстовой информации.

Текстовой информацией называется информация, выраженная с помощью естественных и формальных языков в письменной форме. Для представления текстовой информации (прописные и строчные буквы русского и латинского алфавитов, цифры, знаки и математические символы) достаточно 256 различных знаков. Для кодирования каждого знака собственным двоичным кодом требуется 8 бит или 1 байт.

Человек различает знаки по их начертанию, а компьютер - по их двоичным кодам. При вводе в компьютер текстовой информации

происходит ее двоичное кодирование, при вывода знака из памяти на экран компьютера производится декодирование, т.е. преобразование двоичного кода знака в его изображение.

Присваивание знаку конкретного двоичного кода фиксируется в кодовой таблице. Десятичные коды с 0 по 32 соответствуют служебным символам (перевод строки, ввод пробела и т. д.). Коды с 33 по 127 соответствуют знакам латинского алфавита, цифрам, знакам арифметических операций и знакам препинания. Коды с 128 по 255

являются национальными и отличаются в различных кодировках.

6

Используются кодировки Windows, MS-DOS, КОИ-8, Mac, ISO, Unicode.

18.2. Кодирование различных видов информации: графической информации.

В компьютере графическая информация представлена в дискретном

(цифровом) виде. Преобразование графической информации из аналоговой формы в дискретную производится путем дискретизации –

разбиения непрерывного графического изображения на отдельные элементы (пиксели). Результатом дискретизации является растровое изображение, содержащее заданное количество строк с заданным

количеством пикселей в каждой строке.

Разрешающая способность растрового изображения определяется количеством пикселей по горизонтали и по вертикали на единицу длины изображения. Величина разрешающей способности обычно выражается в dpi (dot per inch - точек на дюйм, 1 дюйм = 2,54 см).

При дискретизации могут использоваться различные палитры цветов, т.е. наборы цветов, в которые окрашены пиксели изображения. Глубина

цвета – это количество бит, используемых для кодирования цвета пикселя. Применяются следующие форматы растровой графики: gif

(глубина цвета 8 бит); jpeg (24 бит); bmp (32 бит); png (48 бит); tiff (64

18.3. Кодирование различных видов информации: звуковой информации.

В компьютере звуковая информация представлена в дискретном

(цифровом) виде. Преобразование звуковой информации из аналоговой формы в дискретную производится путем дискретизации – разбиения

непрерывного звукового сигнала на отдельные временные участки. Результатом дискретизации является дискретная последовательность измерений уровня громкости звука.

Частота дискретизации звука – это количество измерений громкости звука за 1 секунду, лежит в диапазоне от 8 000 до 384 000.

Глубина кодирования звука – это количество бит, используемых для кодирования дискретных уровней громкости звука. Качеству телефонной связи соответствует частота дискретизации 8 000, глубина кодирования 8 бит и запись одной звуковой дорожки (режим «моно»). Качеству аудио- CD соответствует частоте дискретизации 48 000, глубина кодирования 16 бит и запись двух звуковых дорожек (режим «стерео»).

Применяются следующие форматы звуковых файлов: aiff (частота дискретизации от 11 до 192 кГц); wav (от 11 до 192 кГц); wma (от 8 до 96 кГц); m4a (от 44 до 384 кГц); ac3 (от 32 до 48 кГц); mp3 (от 8 до 48 кГц); mp4 (от 8 до 192 кГц). Глубина кодирования для всех от8 8 до 32 бит.

19. Цифра, число, система счисления.

Число – это изображение количества объектов, изображение значения количественного параметра объекта, либо изображение результата выполнения различных операций над другими числами.

Цифра – это знак некоторого алфавита, используемого для записи чисел.

Система счисления – это знаковая система для записи чисел, в которой числа записываются по определенным правилам с помощью символов некоторого алфавита, называемых цифрами.

Система счисления должна обеспечивать: возможность представления любого числа из заданного диапазона, однозначность представления числа, краткость и простоту записи чисел, легкость изучения системы и удобство использования.

Запись числа в некоторой системе счисления называется кодом числа.

Отдельная позиция в изображении числа называется разрядом, а номер позиции – номером разряда.

Системы счисления бывают позиционные и непозиционные. В позиционных системах счисления количественное значение цифры зависит от ее положения в числе, а в непозиционных –9 не зависит.

20.1. Непозиционные системы счисления. Примеры. Недостатки.

Непозиционная система – это система счисления, в которой количественное значение цифры не зависит от ее положения в числе. Примеры: единичная система, в которой любое число образуется

путем повторения одного знака, символизирующего единицу (зарубки, палочки, на пальцах); древнеегипетская десятичная, в которой для

обозначения чисел 1. 10, 100 и т.д. использовались иероглифы «черта», «пятка», «петля» и т.д., а другие числа составлялись из них с помощью сложения; римская система, используемая и сейчас, в которой используются знаки I (для числа 1), V (5), X (10), L (50), C (100), D (500), M (1000), числа составляются по правилам сложения стоящих рядом

одинаковых знаков, разности двух цифр, если слева от большей стоит меньшая, и сложения полученных результатов; алфавитные системы

(греческая, славянская, финикийская и др.), в которых первые 9 цифр, а также десятки и сотни кодируются буквами соответствующего алфавита.

Недостатки непозиционных систем счисления: необходимость добавления новых знаков для записи больших чисел; невозможность