Тема: Информация вокруг нас
Урок: Кодирование информации. Двоичное кодирование. Единицы измерения информации
На данном уроке будут рассмотрены следующие вопросы:
1. Кодирование как изменение формы представления информации.
2. Как компьютер распознает информацию?
3. Как измерить информацию?
4. Единицы измерения информации.
В мире кодов
Зачем люди кодируют информацию?
1. Скрыть ее от других (зеркальная тайнопись Леонардо да Винчи, военные шифровки).
2. Записать информацию короче (стенография, аббревиатура, дорожные знаки).
3. Для более легкой обработки и передачи (азбука Морзе, перевод в электрические сигналы - машинные коды).
Кодирование - это представление информации с помощью некоторого кода.
Код - это система условных знаков для представления информации.
Способы кодирования информации
1. Графический (см. Рис. 1) (с помощью рисунков и знаков).
Рис. 1. Система сигнальных флагов (Источник)
2. Числовой (с помощью чисел).
Например: 11001111 11100101.
3. Символьный (с помощью символов алфавита).
Например: НКМБМ ЧГЁУ.
Декодирование - это действие по восстановлению первоначальной формы представления информации. Для декодирования необходимо знать код и правила кодирования.
Средством кодирования и декодирования служит кодовая таблица соответствия. Например, соответствие в различных системах счисления - 24 - XXIV, соответствие алфавита каким-либо символам (Рис. 2).
Рис. 2. Пример шифра (Источник)
Примеры кодирования информации
Примером кодирования информации является азбука Морзе (см. Рис. 3).
Рис. 3. Азбука Морзе ()
В азбуке Морзе используется всего 2 символа - точка и тире (короткий и длинный звук).
Еще одним примером кодирования информации является флажковая азбука (см. Рис. 4).
Рис. 4. Флажковая азбука ()
Также примером является азбука флагов (см. Рис. 5).
Рис. 5. Азбука флагов ()
Всем известный пример кодирования - нотная азбука (см. Рис. 6).
Рис. 6. Нотная азбука ()
Рассмотрим следующую задачу:
Используя таблицу флажковой азбуки (см. Рис. 7), необходимо решить следующую задачу:
Рис. 7
Старший помощник Лом сдает экзамен капитану Врунгелю. Помогите ему прочитать следующий текст (см. Рис. 8):
Рис. 8
Представление информации происходит в различных формах в процессе восприятия окружающей среды живыми организмами и человеком, в процессах обмена информацией между человеком и человеком, человеком и компьютером, компьютером и компьютером.
Кодирование - это операция преобразования знаков или групп знаков одной знаковой системы в знаки или группы знаков другой знаковой системы.
Примером может служить язык жестов (см. Рис. 9).
Рис. 9. Азбука жестов ()
Вокруг нас существуют преимущественно два сигнала, например:
Светофор: красный - зеленый;
Вопрос: да - нет;
Лампа: горит - не горит;
Можно - нельзя;
Хорошо - плохо;
Истина - ложь;
Вперед - назад;
Есть - нет;
Всё это сигналы, обозначающие количество информации в 1 бит.
1 бит - это такое количество информации, которое позволяет нам выбрать один вариант из двух возможных.
Компьютер - это электрическая машина, работающая на электронных схемах. Чтобы компьютер распознал и понял вводимую информацию, ее надо перевести на компьютерный (машинный) язык.
Алгоритм, предназначенный для исполнителя, должен быть записан, то есть закодирован, на языке, понятном компьютеру.
Это электрические сигналы: проходит ток или не проходит ток.
Машинный двоичный язык - последовательность "0" и "1". Каждое двоичное число может принимать значение 0 или 1.
Каждая цифра машинного двоичного кода несет количество информации, равное 1 бит.
Двоичное число, которое представляет наименьшую единицу информации, называется б ит . Бит может принимать значение либо 0, либо 1. Наличие магнитного или электронного сигнала в компьютере означает 1, отсутствие 0.
Строка из 8 битов называется б айт . Эту строку компьютер обрабатывает как отдельный символ (число, букву).
Рассмотрим пример. Слово ALICE состоит из 5 букв, каждая из которых на языке компьютера представлена одним байтом (см. Рис. 10). Стало быть, Alice можно измерить как 5 байт.
Рис. 10. Двоичный код (Источник)
Кроме бита и байта, существуют и другие единицы измерения информации.
Список литературы
1. Босова Л.Л. Информатика и ИКТ: Учебник для 5 класса. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012.
2. Босова Л.Л. Информатика: Рабочая тетрадь для 5 класса. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.
3. Босова Л.Л., Босова А.Ю. Уроки информатики в 5-6 классах: Методическое пособие. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.
2. Фестиваль "Открытый урок" ().
Домашнее задание
1. §1.6, 1.7 (Босова Л.Л. Информатика и ИКТ: Учебник для 5 класса).
2. Стр. 28, задания 1, 4; стр. 30, задания 1, 4, 5, 6 (Босова Л.Л. Информатика и ИКТ: Учебник для 5 класса).
Вся информация, которою обработает компьютер, должна быть представлена двоичным кодом с помощью двух цифр – 0 и 1 .
Эти два символа 0 и 1 принято называть битами (от англ. binary digit – двоичный знак).
Кодирование и декодирование
Кодирование – преобразование входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, т.е. двоичный код.
Декодирование – преобразование данных из двоичного кода в форму, понятную человеку.
Способы кодирования
Способы кодирования и декодирования информации в компьютере, в первую очередь, зависит от вида информации, а именно, что должно кодироваться: числа, текст, графические изображения или звук.
Представление чисел
Для записи информации о количестве объектов используются числа. Числа записываются с использование особых знаковых систем, которые называют системами счисления.
Система счисления – совокупность приемов и правил записи чисел с помощью определенного набора символов.
Позиционные и непозиционные системы счисления
Все системы счисления делятся на две большие группы:
Римская непозиционная система счисления
Самой распространенной из непозиционных систем счисления является римская . В качестве цифр используются: I(1), V(5), X(10), L(50), C(100), D(500), M(1000).
Величина числа определяется как сумма или разность цифр в числе.
^ MCMXCVIII = 1000+(1000-100)+(100-10)+5+1+1+1 = 1998
Позиционные системы счисления
Первая позиционная система счисления была придумана еще в Древнем Вавилоне, причем вавилонская нумерация была шестидесятеричная , т.е. в ней использовалось шестьдесят цифр!
В XIX веке довольно широкое распространение получила двенадцатеричная система счисления.
В настоящее время наиболее распространены десятичная , двоичная , восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления.
Основание системы счисления
Количество различных символов, используемых для изображения числа в позиционных системах счисления, называется основанием системы счисления .
Соответствие систем счисления
Начиная с 60-х годов, компьютеры все больше стали использовать для обработки текстовой информации и в настоящее время большая часть ПК в мире занято обработкой именно текстовой информации.
Традиционно для кодирования одного символа используется количество информации = 1 байту (1 байт = 8 битов).
Двоичное кодирование текстовой информации
Для кодирования одного символа требуется один байт информации.
Учитывая, что каждый бит принимает значение 1 или 0, получаем, что с помощью 1 байта можно закодировать 256 различных символов.
28=256
Двоичное кодирование текстовой информации
Кодирование заключается в том, что каждому символу ставиться в соответствие уникальный двоичный код от 00000000 до 11111111 (или десятичный код от 0 до 255).
Важно, что присвоение символу конкретного кода – это вопрос соглашения, которое фиксируется кодовой таблицей.
Таблица кодировки
Таблица, в которой всем символам компьютерного алфавита поставлены в соответствие порядковые номера (коды), называется таблицей кодировки .
Для разных типов ЭВМ используются различные кодировки. С распространением IBM PC международным стандартом стала таблица кодировки ASCII (American Standart Code for Information Interchange) – Американский стандартный код для информационного обмена.
Таблица кодировки ASCII
Стандартной в этой таблице является только первая половина, т.е. символы с номерами от 0 (00000000) до 127 (0111111). Сюда входят буква латинского алфавита, цифры, знаки препинания, скобки и некоторые другие символы.
Остальные 128 кодов используются в разных вариантах. В русских кодировках размещаются символы русского алфавита.
В настоящее время существует 5 разных кодовых таблиц для русских букв (КОИ8, СР1251, СР866, Mac, ISO).
В настоящее время получил широкое распространение новый международный стандарт Unicode, который отводит на каждый символ два байта. С его помощью можно закодировать 65536 (216= 65536) различных символов.
^ Таблица стандартной части ASCII
Таблица расширенного кода ASCII
Обратите внимание!
Цифры кодируются по стандарту ASCII в двух случаях – при вводе-выводе и когда они встречаются в тексте. Если цифры участвуют в вычислениях, то осуществляется их преобразование в другой двоичных код.
Возьмем число 57 .
При использовании в тексте каждая цифра будет представлена своим кодом в соответствии с таблицей ASCII. В двоичной системе это – 00110101 00110111 .
При использовании в вычислениях код этого числа будет получен по правилам перевода в двоичную систему и получим – 00111001 .
Кодирование графической информации
Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно двумя способами – как растровое или как векторное изображение. Для каждого типа изображений используется свой способ кодирования.
Кодирование растровых изображений
Растровое изображение представляет собой совокупность точек (пикселей) разных цветов.
Для черно-белого изображения информационный объем одной точки равен одному биту (либо черная, либо белая – либо 1, либо 0).
Для четырех цветного – 2 бита.
Для 8 цветов необходимо – 3 бита.
Для 16 цветов – 4 бита.
Для 256 цветов – 8 бит (1 байт).
Цветное изображение на экране монитора формируется за счет смешивания трех базовых цветов: красного, зеленого, синего. Т.н. модель RGB.
Для получения богатой палитры базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности.
4 294 967 296 цветов (True Color) – 32 бита (4 байта).
Кодирование векторных изображений
Векторное изображение представляет собой совокупность графических примитивов (точка, отрезок, эллипс…). Каждый примитив описывается математическими формулами. Кодирование зависти от прикладной среды.
Двоичное кодирование звука
Звук – волна с непрерывно изменяющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда, тем он громче для человека, чем больше частота, тем выше тон.
В процессе кодирования звукового сигнала производится его временная дискретизация – непрерывная волна разбивается на отдельные маленькие временные участки.
Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации.
Вопросы и задания
Закодируйте с помощью ASCII-кода свою фамилию, имя, номер класса.
В чем достоинство и недостаток кодирования, применяемого в компьютерах?
Чем отличаются растровые и векторные изображения?
В чем суть кодирования графической информации?
На листе в клеточку нарисуйте рисунок. Закодируйте ваш рисунок двоичным кодом.
Ответ:
102 28 210
Какое количество компьютеров вы видите? Ответ дайте в двоичной, восьмеричной и десятичной системах счисления.
Ответ:
112 38 310
Двоичная Восьмеричная Десятичная
Какое количество компьютеров вы видите? Ответ дайте в двоичной, восьмеричной и десятичной системах счисления.
Ответ:
1012 58 510
Двоичная Восьмеричная Десятичная
Какое количество компьютеров вы видите? Ответ дайте в двоичной, восьмеричной и десятичной системах счисления.
Ответ:
1112 78 710
Двоичная Восьмеричная Десятичная
Какое количество компьютеров вы видите? Ответ дайте в двоичной, восьмеричной и десятичной системах счисления.
Ответ:
10002 108 810
Двоичная Восьмеричная Десятичная
Система кодирования данных двоичным кодом основана на предоставлении данных последовательностью двух знаков - 0 и 1. Эти знаки называют двоичными цифрами - битами. Одним битом могут быть выражены два понятия: 0 или 1 (да или нет, чёрное или белое, истина или ложь и т.п.). Если количество битов увеличить до двух, то уже можно выразить четыре различных понятия. Тремя битами можно закодировать восемь различных значений.
Кодирование целых и действительных чисел.
Целые числа кодируются двоичным кодом просто - берётся целое число и делится пополам до тех пор, пока частное не будет равно единице. Совокупность остатков от каждого деления, записанная справа налево вместе с последним частным, и образует двоичный аналог десятичного числа.
Для кодирования целых чисел от 0 до 255 достаточно иметь 8 разрядов двоичного кода (8 бит). 16 бит позволяют закодировать целые числа от 0 до 65535, а 24 - уже более 16,5 миллионов различных значений.
Для кодирования действительных чисел используют 80-разрядное кодирование. При этом число предварительно преобразовывают в нормализованную форму:
3,1414926 = 0,31415926 101
300 000 = 0,3 Ч 106
Первая часть числа называется мантиссой, а вторая - характеристикой. Большую часть из 80 бит отводят для хранения мантиссы (вместе со знаком) и некоторое фиксированное количество разрядов отводят для хранения характеристики.
Кодирование текстовых данных .
Также с помощью двоичного кода можно кодировать текстовую информацию, если каждому символу алфавита сопоставить определённое целое число. Восьми двоичных разрядов достаточно для кодирования 256 различных символов. Это хватит, чтобы выразить различными комбинациями восьми битов все символы английского и русского языков, как строчные, так и прописные, а также знаки препинания, символы основных арифметических действий и некоторые общепринятые специальные символы.
Для английского языка введена в действие система кодирования ASCII. В системе ASCII закреплены две таблицы кодирования базовая и расширенная. Базовая таблица закрепляет значения кодов от 0 до 127, а расширенная относится к символам с номерами от 128 до 255.
Компанией Microsoft была введена кодировка символов русского языка - Windows-1251.
Другая распространённая кодировка носит название КОИ-8 (код обмена информацией, восьмизначный). Сегодня кодировка КОИ - 8 имеет широкое распространение в компьютерных сетях на территории России и в российском секторе Интернета.
Международный стандарт, в котором предусмотрена кодировка символов русского языка, носит названия ISO. На практике данная кодировка используется редко.
Универсальная система кодирования текстовых данных.
Чтобы увеличить диапазон возможных кодов, нужно кодировать символы не восьмиразрядными двоичными числами, а числами с большим разрядом. Такая система, основанная на 16-разрядном кодировании символов, получила название универсальной - UNICODE. Шестнадцать разрядов позволяют обеспечить уникальные коды для 65 536 различных символов - этого поля вполне достаточно для размещения в одной таблице символов большинства языков планеты.
Сейчас наблюдается постепенный перевод документов и программных средств на универсальную систему кодирования.
Кодирование графических данных.
Растровое кодировани (предоставление изображения в виде точек) позволяет использовать двоичный код для представления графических данных. Общепринятым на сегодняшний день считается представление чёрно-белых иллюстраций в виде комбинации точек с 256 градациями серого цвета, и, таким образом, для кодирования яркости любой точки обычно достаточно восьмиразрядного двоичного числа.
Для кодирования цветных графических изображений применяется принцип декомпозиции произвольного цвета на основные составляющие. В качестве таких составляющих используют три основные цвета: красный, зелёный и синий. Считается, что любой цвет, видимый человеческим глазом, можно получить механического смешения этих цветов.
Режим представления цветной графики с использованием 24 двоичных разрядов называется полноцветным (True Color).
Если уменьшить количество двоичных разрядов, используемых для кодирования цвета каждой точки, то можно сократить объём данных, но при этом диапазон кодируемых цветов заметно сокращается. Кодирование цветной графики 16-разрядными двоичными числами называется режимом High Color.
При кодировании информации о цвете с помощью восьми бит данных можно передать только 256 оттенков. Такой метод кодирования цвета называется индексным.
Кодирование звуковой информации.
Два основных метода кодирования звуковой информации двоичным кодом:
Метод FM. Теоретически любой сложный звук можно разложить на последовательность простейших гармонических сигналов разных частот, каждый из которых представляет собой правильную синусоиду, а, следовательно, может быть описан числовыми параметрами, т.е. кодом. В природе звуковые сигналы имеют непрерывный спектр, т.е. являются аналоговыми. Их разложение в гармонические ряды и представление в виде дискретных цифровых сигналов выполняют специальный устройства - аналогово-цифровые преобразователи (АЦП). Обратное преобразование для воспроизведения звука, закодированного числовым кодом, выполняют цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП). При таких преобразованиях неизбежны потери информации, связанные с методом кодирования, поэтому качество звукозаписи обычно получается не вполне удовлетворительным.
Метод таблично-волнового (Wave-Table) синтеза. Он лучше соответствует современному уровню развития техники. В заранее подготовленных таблицах хранятся образцы звуков для множества различных музыкальных инструментах. В технике такие образцы называют сэмплами. Числовые коды выражают тип инструмента, номер его модели, высоту тона, продолжительность и интенсивность звука, динамику его изменения, некоторые параметры среды, в которой происходит звучание, а также прочие параметры, характеризующие особенности звучания. Поскольку в качестве образцов исполняются реальные звуки, то его качество получается очень высоким и приближается к качеству звучания реальных музыкальных инструментов.
Дополнительно
Теория кодирования представляет собой один из разделов информатики, непосредственно связанный с вопросами шифрования и дешифрования информации, которая поступает к пользователю. Современные способы сокрытия данных уходят своими корнями в древнейшее прошлое человечества, поскольку вместе с первыми государственными образованиями появились и тайны важного характера. А вместе с первым письмом зародилась и тайнопись. Таким образом, первый этап своего существования кодирование информации переживало тысячи лет человеческой истории.
Начало современного этапа
Нынешние свои черты кодирование информации стало обретать лишь в середине девятнадцатого века. Причиной этому послужил промышленный переворот в целом, а в частности такие изобретения, как телефон, телеграф, искровой аппарат, радио и другие. Перед учеными впервые возникла необходимость создать новую систему шифров, ориентированную не на письменность, не на узелковое письмо или что-то подобное, а на новейшую технику. Первым таким методом кодирования оказалась знаменитая сегодня азбука Морзе. Она была построена на системе троичного сигнала, то есть ее составляли всего три элемента: пауза, точка, тире.
Новая эра
Шли годы, методы шифровки развивались. Появлялись все более сложные системы. В первой половине двадцатого века этой стремительной эволюции здорово способствовали две мировых войны, вынуждавшие противников к все более изощренным способам кодирования. И, соответственно, к все более искусному декодированию шифров. Предпосылками новой революции в этой области стали разработки компании IBM в сороковых-пятидесятых годах, увенчавшиеся созданием первых электронно-вычислительных систем.
Кодирование информации в компьютере
Основой работы компьютеров стало и является до сегодняшнего дня так называемое "двоичное кодирование информации". Этот способ шифра основывается на том, что вся информация конвертируется в комбинации из двух значений двоичного алфавита.
Эти цифры - ноль и единица. Избранность этого способа заключается в его простоте, поскольку электронно-вычислительная система гораздо более надежно работает с двумя разными состояниями сигнала. Их могло быть и пять, и десять, однако в таком случае, весьма вероятно, были бы ошибки. Разумеется, в своем развернутом виде двоичная система является весьма длинной записью, что усложняет работу с ней и является ее недостатком. Поскольку кодирование информации, основанное на двоичном шифре, может иметь разнообразную длину, отрезки кода были объединены в отдельные символы: 1 байт или 8 бит. Основной операцией, которая производится над отдельными "словами" текста является их сравнение. Первым аспектом, на который обращает внимание машина в ходе такой операции, является уникальность кода и его длина. Чтобы закодировать информацию, системой используются разнообразные таблицы перекодировки. Необходимо, чтобы одна и та же использовалась и при кодировке, и при декодировке одного текста. Сегодня наиболее распространенными таблицами изменения шифра являются следующие: Unicode, ДКОИ-8, CP1251, ASCII. Для кодировки же конкретно русскоязычного алфавита подходят СР1251, КОИ-8, СР866, ISO и Мас.
Вся информация, которою обработает компьютер, должна быть представлена двоичным кодом с помощью двух цифр – 0 и 1.
Эти два символа 0 и 1 принято называть битами (от англ. binary digit – двоичный знак).
С
помощью двух цифр 0 и 1 можно закодировать любое сообщение. Это явилось
причиной того, что в компьютере обязательно должно быть организованно
два важных процесса:
Кодирование
– преобразование входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, т.е. двоичный код.
Декодирование
– преобразование данных из двоичного кода в форму, понятную человеку.
С
точки зрения технической реализации использование двоичной системы
счисления для кодирования информации оказалось намного более простым,
чем применение других способов. Действительно, удобно кодировать
информацию в виде проследовательность нулей и единиц, если представить
эти значения как два возможных устойчивых состояния электронного
элемента:
0 – отсутствие электрического сигнала;
1 – наличие электрического сигнала.
Эти
состояния легко различать. Недостаток двоичного кодирования – длинные
коды. Но в технике легче иметь дело с большим количеством простых
элементов, чем с небольшим числом сложных.
Вам приходится постоянно сталкиваться с устройством, которое мо
ет находится только в двух устойчивых состояниях: включено/выключено. Конечно же, это хорошо знакомый всем выключатель. А вот придумать выключатель, который мог бы устойчиво и быстро переключаться в любое из 10 состояний, оказалось невозможным. В результате после ряда неудачных попыток разработчики пришли к выводу о невозможности построения компьютера на основе десятичной системы счисления. И в основу представления чисел в компьютере была положена именно двоичная система счисления.
Способы кодирования и декодирования информации в компьютере, в первую очередь, зависит от вида информации, а именно, что должно кодироваться: числа, текст, графические изображения или звук.
Рассмотрим основные способы двоичного кодирования информации в компьютере.
Представление чисел
Для
записи информации о количестве объектов используются числа. Числа
записываются с использование особых знаковых систем, которые называют
системами счисления.
Система счисления
– совокупность приемов и правил записи чисел с помощью определенного набора символов.
Все системы счисления
делятся на две большие группы: ПОЗИЦИОННЫЕ
и НЕПОЗИЦИОННЫЕ
.
Позиционные
- количественное значение каждой цифры числа зависит от того, в каком
месте (позиции или разряде) записана та или иная цифра.
Непозиционные
- количественное значение цифры числа не зависит от того, в каком месте
(позиции или разряде) записана та или иная цифра.
Самой
распространенной из непозиционных систем счисления является римская. В
качестве цифр используются: I(1), V(5), X(10), L(50), C(100), D(500),
M(1000).
Величина числа определяется как сумма или разность цифр в числе.
MCMXCVIII = 1000+(1000-100)+(100-10)+5+1+1+1 = 1998
Первая позиционная система счисления была придумана еще в Древнем Вавилоне, причем вавилонская нумерация была шестидесятеричная
, т.е. в ней использовалось шестьдесят цифр!
В XIX веке довольно широкое распространение получила двенадцатеричная
система счисления.
В настоящее время наиболее распространены десятичная
, двоичная
, восьмеричная
и шестнадцатеричная
системы счисления.
Количество
различных символов, используемых для изображения числа в позиционных
системах счисления, называется основанием системы счисления.
Система счисления | Основание | Алфавит цифр |
Десятичная | 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 |
|
Двоичная | 0, 1 |
|
Восьмеричная | 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 |
|
Шестнадцатеричная | 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F |
Соответствие систем счисления:
Десятичная | ||||||||
Двоичная | 100 | 101 | 110 | 111 |
||||
Восьмеричная | ||||||||
Шестнадцатеричная |
Десятичная | ||||||||
Двоичная | 1000 | 1001 | 1010 | 1011 | 1100 | 1101 | 1110 | 1111 |
Восьмеричная | ||||||||
Шестнадцатеричная |
Двоичное кодирование текстовой информации
Начиная с 60-х годов, компьютеры все больше стали использовать для обработки текстовой информации и в настоящее время большая часть ПК в мире занято обработкой именно текстовой информации.
Традиционно для кодирования одного символа используется количество информации = 1 байту (1 байт = 8 битов).
Для кодирования одного символа
требуется один байт
информации.
Учитывая, что каждый бит принимает значение 1 или 0, получаем, что с помощью 1 байта можно закодировать 256 различных символов. (28=256)
Кодирование заключается в том, что каждому символу ставиться в соответствие уникальный двоичный код от 00000000 до 11111111 (или десятичный код от 0 до 255).
Важно, что присвоение символу конкретного кода – это вопрос соглашения, которое фиксируется кодовой таблицей.
Таблица, в которой всем символам компьютерного алфавита поставлены в соответствие порядковые номера (коды), называется таблицей кодировки .
Для
разных типов ЭВМ используются различные кодировки. С распространением
IBM PC международным стандартом стала таблица кодировки ASCII
(American Standard Code for Information Interchange) – Американский стандартный код для информационного обмена.
Стандартной
в этой таблице является только первая половина, т.е. символы с номерами
от 0 (00000000) до 127 (0111111). Сюда входят буква латинского
алфавита, цифры, знаки препинания, скобки и некоторые другие символы.
Остальные 128 кодов используются в разных вариантах. В русских кодировках размещаются символы русского алфавита.
В настоящее время существует 5 разных кодовых таблиц для русских букв (КОИ8, СР1251, СР866, Mac, ISO).
В настоящее время получил широкое распространение новый международный стандарт Unicode, который отводит на каждый символ два байта. С его помощью можно закодировать 65536 (216= 65536) различных символов.
Таблица стандартной части ASCII
Таблица расширенного кода ASCII
Обратите внимание!
Цифры
кодируются по стандарту ASCII в двух случаях – при вводе-выводе и когда
они встречаются в тексте. Если цифры участвуют в вычислениях, то
осуществляется их преобразование в другой двоичных код.
Возьмем число 57.
При использовании в тексте каждая цифра будет представлена своим кодом в соответствии с таблицей ASCII. В двоичной системе это – 00110101 00110111.
При использовании в вычислениях код этого числа будет получен по правилам перевода в двоичную систему и получим – 00111001.
Кодирование графической информации
Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно двумя способами – как растровое или как векторное изображение. Для каждого типа изображений используется свой способ кодирования.
Кодирование растровых изображений
Растровое изображение представляет собой совокупность точек (пикселей) разных цветов.
Для черно-белого изображения информационный объем одной точки равен одному биту (либо черная, либо белая – либо 1, либо 0).
Для четырех цветного – 2 бита.
Для 8 цветов необходимо – 3 бита.
Для 16 цветов – 4 бита.
Для 256 цветов – 8 бит (1 байт).
Цветное
изображение на экране монитора формируется за счет смешивания трех
базовых цветов: красного, зеленого, синего. Т.н. модель RGB.
Для получения богатой палитры базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности.
4 294 967 296 цветов (True Color) – 32 бита (4 байта).
Кодирование векторных изображений.
Векторное изображение представляет собой совокупность графических примитивов (точка, отрезок, эллипс…). Каждый примитив описывается математическими формулами. Кодирование зависти от прикладной среды.
Двоичное кодирование звука
Звук
– волна с непрерывно изменяющейся амплитудой и частотой. Чем больше
амплитуда, тем он громче для человека, чем больше частота, тем выше тон.
В
процессе кодирования звукового сигнала производится его временная
дискретизация – непрерывная волна разбивается на отдельные маленькие
временные участки.
Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования
и частотой дискретизации
.
· Закодируйте с помощью ASCII-кода свою фамилию, имя, номер класса.
· В чем достоинство и недостаток кодирования, применяемого в компьютерах?
· Чем отличаются растровые и векторные изображения?
· В чем суть кодирования графической информации?
· На листе в клеточку нарисуйте рисунок. Закодируйте ваш рисунок двоичным кодом.
