8. Представление информации. Естественные и формальные языки. Двоичное кодирование информации. Байтовый код.

Язык как способ представления информации: естественные и формальные языки.

Для иллюстрации бито-байтовой структуры внутренней памяти можно привести аналогию с многоэтажным домом, на каждом этаже которого по 1 квартире с 8 окнами. Каждое окно – это бит памяти. Свет горит -1, света нет – 0. Каждая квартира – ячейка памяти из 8 битов или 1 байт. Чтобы найти нужную квартиру, необходимо знать ее номер. Нумеруются не биты, а байты.

Язык – определенная система символьного представления информации.

Кодирование – процесс преобразования одной последовательности символов в другую с помощью кода.

Декодирование –процесс, обратный кодированию.

Информация, представленная в форме, пригодной для хранения, передачи и обработки компьютером называется данными. Язык представления данных в компьютере - язык двоичных кодов. Алфавит: 0, 1.

Компьютерное представление текстовой информации.

В стандарте ASCII коды первых 128 символов от 0 до 127 отведены для символов, цифр, заглавных букв (65-90) латинского алфавита, строчных букв (97-122) латинского алфавита. Коды от 128 до 255 составляют национальный алфавит, символы псевдографики, научные символы и др. В таблице соблюдается лексикографический порядок в расположении букв и цифр.

Компьютерное представление графической информации.

В силу дискретной структуры экрана монитора любое изображение представляется в растровом виде (состоит из отдельных элементов - растров или пикселов).

Число пикселов называется разрешением экрана. Разрешение указывается в виде двух величин через знак умножения: M x N

M - число столбцов пикселов

N - число строк пикселов

Кодирование цвета

N=2b

N - количество цветов в палитре

b - глубина кодирования

Модель RGB

Аналоговый цвет получается при помощи 3-х основных цветов: Синего (B), Красного (R), Зеленого (G)

Решение задачи.

Задача: Размер черно-белого растрового изображения - 200x200 пикселей. Каждый пиксель кодируется одним битом. Определите размер этого изображения.

Находим количество пикселей в изображении, далее умножаем на глубину кодирования 1 пикселя.

Дано: Решение:

M x N = 200 x 200

b = 1 бит M x N = 200 x 200 = 40000 x 1 = 40000

Найти:

I - ?

Ответ: размер изображения равен 40000 битам.

Основы компьютерного представления числовой информации.

Система счисления - способ представления чисел с помощью упорядоченного множества цифр и соответствующие правила действия над ними.

Позиционная СС - значение цифры зависит от ее позиции в записи числа (например 555).

Непозиционная СС - значение цифры не зависит от ее позиции в записи числа (например XX).

Основание СС - количество цифр в алфавите СС (например, основание десятичной СС - 10, потому что алфавит десятичной СС - 10 цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9; основание шестнадцатиричной СС - 16, потому что алфавит шестнадцатиричной СС - 16 символов: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F; основание восьмиричной СС - 8, потому что алфавит восьмиричной СС - 8 цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7; основание двоичной СС - 2, потому что алфавит двоичной СС - 2 цифры: 0, 1).

Правило построения чисел в различных СС;

В порядке возрастания выписываются все однозначные числа.

Первое двузначное число 10.

Далее следуют все двузначные числа (в комбинации 1 и другие цифры; 2 и другие цифры; и т.д.).

Первое трехзначное число всегда 100 и т.д.

Развернутая форма представления числа.

Чтобы записать целое число в развернутом виде, необходимо пронумеровать разряды числа справа налево с нуля; далее записать сумму произведений каждой цифры на основание системы счисления в степени, равной разряду. Запишем в развернутом виде десятичное число 25341:

Пронумеруем разряды числа справа налево, начиная с нуля: десятичное число 25341=245332411010

Запишем в развернутом виде

десятичное число 25341, начиная с 1:

245332411010=1*100+4*101+3*102+5*103+2*104;

Алгоритм перевода из двоичной СС в десятичную: Написать двоичное число в развернутом виде. Далее произвести математические действия. Получившееся число будет десятичным числом, равным первоначальному двоичному. Переведем двоичное число 101001 в десятичное.

1504130201102= 1*20+0*21+0*22+1*23+0*24+1*25=1+0+0+8+0+32=4110

Алгоритм перевода из десятичной СС в двоичную:

Чтобы перевести целое число из десятичной системы счисления в двоичную, необходимо делить десятичное число нацело на 2, выписывая частные и остатоки до получения частного, равного 0 и остатка, равного 1. Далее выписать остатки, начиная с последнего. Выписанное число будет двоичным числом, равным первоночальному десятичному. Переведем десятичное число 41 в двоичное:

41:2=20(1)

20:2=10(0)

10:2=5(0)

5:2=2(1)

2:2=1(0)

1:2=0(1)

1010012=4110

Компьютерное представление звуковой информации.

Дискретная форма представления информации на примере кодирования звуковой информации.

К – количество уровней звука.

b – глубина кодирования звука.

К=2b