Код - це набір умовних позначень (або сигналів) для запису (або передачі) деяких заздалегідь визначених понять.

Кодування інформації - це процес формування певного уявлення інформації. У більш вузькому сенсі під терміном «кодування» часто розуміють перехід від однієї форми подання інформації до іншої, більш зручною для зберігання, передачі або обробки.

Зазвичай кожен образ при кодуванні (іноді кажуть - кодуванні) поданні окремим знаком.

Знак - це елемент кінцевого безлічі відмінних один від одного елементів.

У більш вузькому сенсі під терміном "кодування" часто розуміють перехід від однієї форми подання інформації до іншої, більш зручною для зберігання, передачі або обробки.

Комп'ютер може обробляти тільки інформацію, представлену в числовій формі. Вся інша інформація (наприклад, звуки, зображення, показання приладів і т. Д.) Для обробки на комп'ютері повинна бути перетворена в числову форму. Наприклад, щоб перевести в числову форму музичний звук, можна через невеликі проміжки часу вимірювати інтенсивність звуку на певних частотах, представляючи результати кожного вимірювання в числовій формі. За допомогою програм для комп'ютера можна виконати перетворення отриманої інформації, наприклад "накласти" друг на друга звуки від різних джерел.

Аналогічним чином на комп'ютері можна обробляти текстову інформацію. При введенні в комп'ютер кожна буква кодується певним числом, а при виведенні на зовнішні пристрої (екран або друк) для сприйняття людиною по цих числах будуються зображення букв. Відповідність між набором літер і числами називається кодуванням символів.

Як правило, всі числа в комп'ютері представлені за допомогою нулів і одиниць (а не десяти цифр, як це звично для людей). Іншими словами, комп'ютери зазвичай працюють у двійковій системі числення, оскільки при цьому пристрої для їх обробки виходять значно простішими. Введення чисел в комп'ютер і виведення їх для читання людиною може здійснюватися у звичній десятковій формі, а всі необхідні перетворення виконують програми, що працюють на комп'ютері.

Способи кодування інформації.

Одна і та ж інформація може бути представлена ​​(закодована) в декількох формах. C появою комп'ютерів виникла необхідність кодування всіх видів інформації, з якими має справу і окрема людина, і людство в цілому. Але вирішувати завдання кодування інформації людство почало задовго до появи комп'ютерів. Грандіозні досягнення людства - писемність і арифметика - є не що інше, як система кодування мови і числовий інформації. Інформація ніколи не з'являється в чистому вигляді, вона завжди якось представлена, як-то закодована.

Двійкове кодування - один з найпоширеніших способів подання інформації. В обчислювальних машинах, в роботах і верстатах з числовим програмним управлінням, як правило, вся інформація, з якою має справу пристрій, кодується у вигляді слів двійкового алфавіту.

Кодування символьної (текстової) інформації.

Основна операція, вироблена над окремими символами тексту - порівняння символів.

При порівнянні символів найбільш важливими аспектами є унікальність коду для кожного символу і довжина цього коду, а сам вибір принципу кодування практично не має значення.

Для кодування текстів використовуються різні таблиці перекодування. Важливо, щоб при кодуванні і декодуванні одного і того ж тексту використовувалася одна і та ж таблиця.

Таблиця перекодування - таблиця, яка містить упорядкований певним чином перелік кодованих символів, відповідно до якої відбувається перетворення символу в його двійковий код і назад.

Найбільш популярні таблиці перекодування: ДКОИ-8, ASCII, CP1251, Unicode.

Історично склалося, що в якості довжини коду для кодування символів було обрано 8 біт або 1 байт. Тому найчастіше одному символу тексту, що зберігається в комп'ютері, відповідає один байт пам'яті.

Різних комбінацій з 0 і 1 при довжині коду 8 біт може бути 28 = 256, тому за допомогою однієї таблиці перекодування можна закодувати не більше 256 символів. При довжині коду в 2 байти (16 біт) можна закодувати 65536 символів.

Кодування числової інформації.

Подібність в кодуванні числової і текстової інформації полягає в наступному: щоб можна було порівнювати дані цього типу, у різних чисел (як і у різних символів) повинен бути різний код. Основна відмінність числових даних від символьних полягає в тому, що над числами крім операції порівняння виробляються різноманітні математичні операції: додавання, множення, добування кореня, обчислення логарифма та ін. Правила виконання цих операцій в математиці детально розроблені для чисел, представлених в позиційній системі числення.

Основною системою числення для подання чисел у комп'ютері є двійкова позиційна система числення.

Кодування текстової інформації

В даний час, велика частина користувачів, за допомогою комп'ютера обробляє текстову інформацію, яка складається з символів: букв, цифр, знаків пунктуації та ін. Підрахуємо, скільки всього символів і яка кількість біт нам потрібно.

10 цифр, 12 знаків пунктуації, 15 знаків арифметичних дій, літери російського і латинського алфавіту, ВСЬОГО: 155 символів, що відповідає 8 біт інформації.

Одиниці виміру інформації.

1 байт = 8 біт

1 Кбайт = 1024 байтам

1 Мбайт = 1024 Кбайт

1 Гбайт = 1024 Мбайт

1 Тбайт = 1024 Гбайтам

Суть кодування полягає в тому, що кожному символу ставлять у відповідність двійковий код від 00000000 до 11111111 або відповідний йому десятковий код від 0 до 255.

Необхідно пам'ятати, що в даний час для кодування російських букв використовують п'ять різних кодових таблиць (ЯКІ - 8, СР1251, ср866, Мас, ISO), причому тексти, закодовані за допомогою однієї таблиці не будуть правильно відображатися в іншій

Основним відображенням кодування символів є код ASCII - American Standard Code for Information Interchange- американський стандартний код обміну інформацією, який представляє з себе таблицю 16 на 16, де символи закодовані в шістнадцятковій системі числення.

Кодування графічної інформації.

Важливим етапом кодування графічного зображення є розбиття його на дискретні елементи (дискретизація).

Основними способами представлення графіки для її зберігання і обробки за допомогою комп'ютера є растрові і векторні зображення

Векторне зображення являє собою графічний об'єкт, що складається з елементарних геометричних фігур (найчастіше відрізків і дуг). Положення цих елементарних відрізків визначається координатами точок і величиною радіусу. Для кожної лінії вказується двійкові коди типу лінії (суцільна, пунктирна, штрихпунктирна), товщини і кольору.

Растрове зображення являє собою сукупність точок (пікселів), отриманих в результаті дискретизації зображення відповідно до матричним принципом.

Матричний принцип кодування графічних зображень полягає в тому, що зображення розбивається на задану кількість рядків і стовпців. Потім кожен елемент отриманої сітки кодується за обраним правилом.

Pixel (picture element - елемент малюнка) - мінімальна одиниця зображення, колір і яскравість якої можна задати незалежно від решти зображення.

Відповідно до матричним принципом будуються зображення, що виводяться на принтер, що відображаються на екрані дисплея, одержувані за допомогою сканера.

Якість зображення буде тим вище, чим "щільніше" розташовані пікселі, тобто чим більше роздільна здатність пристрою, і чим точніше закодований колір кожного з них.

Для чорно-білого зображення код кольору кожного пікселя задається одним бітом.

Якщо малюнок кольоровий, то для кожної точки задається двійковий код її кольору.

Оскільки і кольору кодуються в двійковому коді, то якщо, наприклад, ви хочете використовувати 16-кольоровий малюнок, то для кодування кожного пікселя вам буде потрібно 4 біта (16 = 24), а якщо є можливість використовувати 16 біт (2 байти) для кодування кольору одного пікселя, то ви можете передати тоді 216 = 65536 різних кольорів. Використання трьох байтів (24 бітів) для кодування кольору однієї точки дозволяє відобразити 16777216 (або близько 17 мільйонів) різних відтінків кольору - так званий режим "істинного кольору" (True Color). Зауважимо, що це використовувані в даний час, але далеко не граничні можливості сучасних комп'ютерів.

Кодування звукової інформації.

З курсу фізики вам відомо, що звук - це коливання повітря. За своєю природою звук є безперервним сигналом. Якщо перетворити звук в електричний сигнал (наприклад, за допомогою мікрофона), ми побачимо плавно змінюється з часом напруга.

Для комп'ютерної обробки аналоговий сигнал потрібно якимось чином перетворити в послідовність двійкових чисел, а для цього його необхідно дискретизувати і оцифрувати.

Можна поступити наступним чином: вимірювати амплітуду сигналу через рівні проміжки часу і записувати отримані числові значення в пам'ять комп'ютера.

18. Переповнення.

при перекладі з додаткового в прямий код   відбувається 1) інверсія цифр числа, 2)додається +1   в молодший розряд інвертованого числа. Арифметичні дії над числами зі знаком   У більшості комп'ютерів операція віднімання не використовується. Замість неї виробляється складання зворотних або додаткових кодів зменшуваного і від'ємника. Це дозволяє істотно спростити конструкцію АЛУ. Додавання зворотних кодів .   Тут при додаванні чисел А і В мають місце чотири основних і два особливих випадки: ^

алгебраїчне додавання

Якщо результат отриманий зі знаком мінус (з "1"), то результат необхідно   перетворити в прямий код !!! ^   1. А і В позитивні.   При підсумовуванні складаються всі розряди, включаючи розряд знаку. Так як знакові розряди позитивних доданків дорівнюють нулю, розряд знака суми теж дорівнює нулю. наприклад: Отримано правильний результат. ^   2. А позитивне, B негативне і по абсолютній величині більше, ніж А.   | A |< |B| Например: Если результат получен со знаком минус с "1", то результат необходимо преобразовать в прямой код!!! Получен правильный результат в обратном коде. При переводе в прямой код биты цифровой части результата инвертируются: 1 0000111 = -7 10 . ^   3. А позитивне, B негативне і по абсолютній величині менше, ніж А.   | A | \u003e | B | наприклад:

Комп'ютер виправляє отриманий спочатку неправильний результат (6 замість 7) перенесенням одиниці   з знакового розряду в молодший розряд суми. ^   4. А і В негативні.   наприклад:

Отриманий спочатку неправильний результат (зворотний код числа -11 10 замість зворотного коду числа -10 10) комп'ютер виправляє перенесенням одиниці з знакового розряду в молодший розряд суми. При перекладі результату в прямий код біти цифрової частини числа інвертуються: 1 0001010 = -10 10. При додаванні може виникнути ситуація, коли старші розряди результату операції не поміщаються в відведеної для нього області пам'яті. Така ситуація називається переповненням розрядної сітки формату числа.   Для виявлення переповнення та оповіщення про виниклу помилку в комп'ютері використовуються спеціальні засоби. Нижче наведені два можливих випадку переповнення. ^   5. А і В позитивні, сума А + В більше, або дорівнює 2 n-1 ,   де n - кількість розрядів формату чисел (для однобайтового формату n = 8, 2 n-1 = 27 = 128). Варіант переповнення.   наприклад:

Семи розрядів цифрової частини числового формату недостатньо   для розміщення Восьмирозрядних суми (162 10 = 10100010 2), тому старший розряд суми виявляється в знаковому розряді.   Це викликає розбіжність знака суми і знаків доданків, що є свідченням переповнення розрядної сітки. ^   6. А і В негативні, сума абсолютних величин А і В більше, або дорівнює 2 n-1 . Варіант переповнення.   наприклад:

тут знак суми   теж не збігається зі знаками доданків, Що свідчить про переповненні розрядної сітки. Додавання додаткових кодів .   Тут також мають місце розглянуті вище шість випадків: ^   1. А і В позитивні.   Тут немає відмінностей від випадку 1, розглянутого для зворотного коду. 2. А позитивне, B негативне і по абсолютній величині більше, ніж А.   Наприклад: Одержаний правильний результат в додатковому коді. При перекладі в прямий код біти цифрової частини результату інвертуються і до молодшого розряду додається одиниця: 1 0000110 + 1 = 1 0000111 = -7 10. ^   3. А позитивне, B негативне і по абсолютній величині менше, ніж А.   наприклад:

Отримано правильний результат. Одиницю перенесення з знакового розряду комп'ютер відкидає. ^   4. А і В негативні.   наприклад:

Отримано правильний результат в додатковому коді. одиницю перенесення   з знакового розряду комп'ютер відкидає. випадки переповнення   для додаткових кодів розглядаються за аналогією з випадками 5 і 6 для зворотних кодів. ^   Порівняння розглянутих форм кодування цілих чисел зі знаком показує:

на перетворення негативного числа в зворотний код комп'ютер витрачає менше часу, ніж на перетворення в додатковий код, так як останнім складається з двох кроків - освіти зворотного коду і додавання одиниці до його молодшого розряду;

час виконання складання для додаткових кодів чисел менше, ніж для їх зворотних кодів,   тому що в такому складання немає перенесення одиниці з знакового розряду в молодший розряд результату.

ВАЖЛИВО:   Результат завжди представляється в тому вигляді, в якому представлені вихідні операнди.

17. Множення чисел (додавання і зрушення).

Множення - це багато разів повторена операція додавання. Але цей тип множення не знайшов широкого поширення через малу швидкодії. Практично використовуваним способом множення є спосіб складань зі зрушеннями (спосіб зсуву і складання).

Приклад на множення двійкових чисел:

Встановимо 3 важливих факти:

1. Часткове твір завжди одно 000, якщо множник дорівнює нулю, і так само множимо, якщо множник дорівнює 1.

2. При складанні першого часткове твір зсувається на одну позицію (розряд) вправо по відношенню до другого часткового твору.

3. Число розрядів в регістрі твори повинно бути в 2 рази більше числа розрядів в регістрі множимо.

Цей урок присвячений узагальненню матеріалу по темі. Сьогодні ми з вами згадаємо, що таке інформація, як кодується текстова, графічна і звукова інформація в комп'ютері, а також, як видається числова інформація в комп'ютері.

Почнемо ми з вами з визначення інформації.

інформація   - це відомості про предмети, події, явища і процеси навколишнього світу. Вона представляється і передається в формі знаків, малюнків, фотографій, схем; у вигляді світлових або звукових сигналів; у вигляді жестів і міміки; у вигляді запахів і смакових відчуттів.

Інформацію можна розглядати з двох сторін: з точки зору людини і з точки зору комп'ютера.

Ми з вами будемо розглядати інформацію з точки зору комп'ютера. Для цього необхідно представити інформацію в формі, зрозумілою для комп'ютера, тобто у вигляді бітів і двійкових кодів.

Мінімальною одиницею виміру інформації прийнято вважати 1 біт.

Розберемося на прикладі.

Обчислити, який обсяг інформації буде займати книга в електронному варіанті, якщо відомо, що книга містить 16 сторінок. На кожній сторінці - 16 рядків, а в кожному рядку - по 24 символу разом з пробілами. 1 символ = 1 байту.

Для підрахунку обсягу інформації нам необхідно дізнатися кількість символів в книзі. Для цього множимо кількість сторінок (16), на кількість рядків на кожній сторінці (також на 16), і на кількість символів в кожному рядку разом з пробілами, тобто на 24.

16 · 16 · 24 = 6144 (символу).

Також ми з вами знаємо, що 1 символ = 1 байту. Тобто весь підручник в електронному варіанті буде займати об'єм, рівний 6144 байтам.

6144 1024 = 6 (Кбайт).

Або ж 6 Кбайт.

А зараз давайте згадаємо одиниці виміру інформації:

1 байт = 8 біт;

1 Кбайт (кілобайт) = 1024 байта = 2 10 байт;

1 Мбайт (мегабайт) = 1024 Кбайта = 2 20 байт;

1 Гбайт (гігабайт) = 1024 Мбайт = 2 30 байт;

1 Тбайт (терабайт) = 1024 Гбайт = 2 40 байт;

1 Пбайт (петабайт) = 1024 Тбайта = 2 50 байт;

1 Ебайт (ексабайт) = 1024 Пбайт = 2 60 байт;

1 Збайт (зеттабайт) = 1024 Ебайта = 2 70 байт.

Крім цього, існує такий підхід до вимірювання інформації, як імовірнісний. При такому підході обсяг займаної інформації за умови, що число сприятливих результатів дорівнює 1, буде обчислюватися за такою формулою:

Давайте розберемося на прикладі.

Виконується кидання симетричною восьмигранной фігури. Вона може з рівною імовірністю впасти на будь-яку зі сторін. Яка кількість інформації ми отримуємо в зоровому повідомленні від її падіння на одну з граней?

імовірність події p   буде дорівнює:

Т. к. Ймовірний успішний результат в даному випадку може бути тільки один, а ось загальне число випадків дорівнюватиме восьми, тому що фігура може впасти на одну з восьми сторін з однаковою ймовірністю.

Так як у нас фігура кидається один раз, то слід використовувати наступну формулу:

підставами p   в формулу і отримаємо наступне:

Тобто в зоровому повідомленні при киданні симетричною восьмигранной фігури ми отримаємо 3 біта інформації.

Ще один підхід, який ми з вами розглянемо, - алфавітний. Він застосовується в комп'ютерних системах зберігання і передачі інформації. Тут використовується двійковий спосіб кодування інформації та важливий тільки розмір (обсяг) зберігається і передається коду. Саме тому алфавітний підхід також називають об'ємним.

Розрядність двійкового коду i і кількість можливих кодових комбінацій або потужність алфавіту N   пов'язані наступним співвідношенням:

Також необхідно пам'ятати, що 1 біт - це мінімальна одиниця виміру інформації.

А зараз давайте розберемося на прикладі. Який обсяг буде займати число F4, яке представлено в шістнадцятковій системі числення.

Приступимо до вирішення.

Для початку згадаємо, що:

З цього випливає, що всі символи в цій системі числення можна закодувати четирёхразряднимі двійковими кодами від 0000 до 1111. Тобто 1 символ = 4 бітам. Відповідно, наше число в шістнадцятковій системі числення буде займати об'єм:

2 ∙ 4 = 8 (біт).

Якщо ж розглядати число 71 в вісімковій системі числення, то:

1 символ = 3 біта.

2 ∙ 3 ​​= 6 (біт).

Обсяг інформації, яка буде займати число 71, так само 6 бітам.

А зараз переходимо до видів інформації, які сприймаються комп'ютером. До них відносяться текстова, числова, звукова, графічна, мультимедійна. Всі ці види інформації в комп'ютері кодуються.

кодування   - це процес подання інформації в зручній для її зберігання та / або передачі формі.

Почнемо з розгляду текстової інформації в пам'яті комп'ютера. Кожна буква алфавіту, цифра, знак пунктуації або будь-який інший символ, який потрібен для запису тексту, позначається двійковим кодом, довжина якого є фіксованою. Так, наприклад, під час передачі сигналу Windows, таблиця якого містить 256 символів, кожен символ замінюється на восьмирозрядному ціле позитивне двійкове число, яке зберігається в 1 байті пам'яті. Таке число є порядковим номером символу в кодової таблиці.

Тобто під зберігання 1 символу використовується 8 біт або 1 байт. Також ми можемо помітити, що два у восьмому ступені одно двомстам п'ятдесяти шести.

Але такий кодування досить лише для одночасного кодування не більше ніж 2 мов.

Для одночасної роботи з великим кількість мов в 1991 році був розроблений новий стандарт кодування символів - Юнікод.

Юнікод, або Унікод (англ. Unicode),   - це стандарт кодування символів, що дозволяє представити знаки практично всіх письмових мов.

У Юнікод кожен символ кодується шестнадцатібітовим двійковим кодом. Це говорить про те, що один символ буде займати 16 біт або 2 байта. Також слід зазначити, що 2 16 = 65 536. І саме таке максимальна кількість символів буде містити таблиця Юнікод.

Таким чином можна зробити висновок, що в залежності від розрядності використовуваного кодування, інформаційний вага символу тексту, створюваного на комп'ютері, може бути дорівнює:

8 біт або 1 байт - при використанні Восьмирозрядних кодування;

16 біт або 2 байта - при використанні шестнадцатіразрядного кодування.

Якщо ж порівнювати таблиці кодувань Windows і Юнікод, то можна зробити висновок, що при кодуванні тексту за допомогою таблиці Юнікод, його інформаційний обсяг буде в 2 рази більше, ніж якщо б ми кодували цей же текст за допомогою таблиці Windows. Але в той же час не варто забувати, що за допомогою таблиці кодування Windows ми можемо працювати одночасно не більше ніж з 256 різними символами.

А тепер перейдемо до кодування графічної інформації.

Будь-яке графічне зображення складається з пікселів. піксель   - це найменший елемент зображення, що отримується за допомогою комп'ютерного монітора або принтера. Для того, щоб побачити піксель на зображенні, потрібно його збільшити.

А зараз розберемося безпосередньо з кодуванням графічної інформації.

Почнемо з чорно-білих зображень.

Кожен піксель може мати одне з двох станів: чорний або білий колір. Для кодування цієї інформації потрібно 1 біт. Так, наприклад, для кодування чорно-білого зображення, розмір якого становить 4 х 8 пікселів, нам знадобитися 32 біта або ж 4 байта.

4 · 8 = 32 (біта).

32: 8 = 4 (байта).

Сучасні комп'ютери мають просто величезні палітри кольорів. Саме ж кількість квітів в таких панелях залежить від того, скільки двійкових розрядів відводиться для кодування кольору пікселя.

Якщо розмір коду кольору дорівнює b   бітів, то кількість квітів (розмір палітри) K обчислюється за формулою:

K = 2   b.

величину b в комп'ютерній графіці називають бітової глибиною кольору.

глибина кольору   - це величина, що позначає те, яка кількість кольорів або відтінків передає зображення.

В даний час найбільш поширені значення глибини кольору 8, 16 і 24 біта.

Розберемося на прикладі. Нам дано зображення розміром 16 х 16 при глибині кольору в 8 біт. Знайти кількість квітів у палітрі і обсяг пам'яті, який буде займати зображення.

Кількість квітів у палітрі знаходиться за формулою:

Для знаходження ж обсягу пам'яті, який буде займати зображення, необхідно перемножити розміри зображення і все це помножити на глибину кольору.

16 · 16 · 8 = 2048 (біт).

2048: 8 = 256 (байт).

Переходимо до кодування звуку в комп'ютері.

Для того, щоб кодувати звукову інформацію, потрібно її записати.

За допомогою мікрофона відбувається запис звуку в пам'ять комп'ютера, тобто перетворення безперервних звукових сигналів в безперервний електричний сигнал. Але комп'ютер може працювати тільки з цифровою інформацією, тому для роботи зі звуком в комп'ютері необхідно його діскетізіровать. дискретизація   - це процес обробки інформації за допомогою звукової карти або аудиоадаптера, в результаті якої безперервна інформація перетворюється в переривчасту, що складається з окремих частин, послідовність нулів і одиниць.

Звукова карта   - це пристрій для запису і відтворення звуку на комп'ютері.

Тобто завдання звукової карти - з певною частотою проводити вимірювання рівня звукового сигналу і результати вимірювання записувати в пам'ять комп'ютера. Цей процес називають оцифруванням звуку.

Кількість вимірювань може лежати в діапазоні від 8000 (частота радіотрансляції) до 48 000 Гц (якість звучання аудіо-CD).

Тобто чим більше їх кількість, тим якісніше звук.

Проміжок часу між двома вимірами називається періодом вимірювань   - позначається буквою t   і вимірюється в секундах.

Зворотній величина називається частотою дискретизації. Вона позначається літерою ν і вимірюється в герцах.

Таким чином на якість перетворення звуку впливає кілька умов:

· Частота дискретизації, тобто скільки разів у секунду буде виміряно вихідний сигнал;

· розрядність дискретизації   - кількість бітів, що виділяються для запису кожного результату вимірювань.

При відтворенні звукового файлу цифрові дані перетворюються в електричний аналог звуку. До звукової карти підключаються навушники або звукові колонки. З їх допомогою електричні коливання перетворюються в механічні звукові хвилі, які сприймають наші вуха.

Таким чином, чим більше розрядність і їх кількість, тим точніше представляється звук в цифровій формі і тим більше розмір файлу, що зберігає його.

Розберемося на прикладі.

Визначити якість звуку (якість радіотрансляції або аудіо-CD), якщо відомо, що обсяг моноаудіофайла тривалістю звучання в 10 секунд, дорівнює 940 Кбайт. Розрядність аудиоадаптера дорівнює 16 біт.

Розглянемо рішення. Для початку переведемо 940 Кбайт в біти.

Ми знаємо, що для того, щоб визначити обсяг цифрового аудіофайлу, потрібен час звучання або запису звуку помножити на частоту дискретизації і помножити на розрядність регістра.

Звідси ми можемо знайти. Для цього потрібно розмір аудіофайлу розділити на твір часу звучання і розрядності аудиоадаптера.

Ми отримали частоту дискретизації, близьку до найвищої. Запишемо відповідь: якість аудіо-CD.

Нам залишилося розглянути подання числової інформації в комп'ютері.

Числова інформація в комп'ютері може представлятися в різних системах числення. Основна ж система числення, в якій подається інформація в комп'ютері, - двійкова.

При виконанні будь-яких арифметичних дій над числами, які представлені в різних системах числення, потрібно перевести їх в одну, наприклад, в десяткову, а потім, після виконання всіх арифметичних дій, перевести десяткове число в ту систему числення, яка потрібна за умовою завдання .

Для перекладу числа, яке представлено в системі числення з основоюq, В десяткову систему числення, Потрібно:

1) перейти до його розгорнутої записи;

2) замінити літери на відповідні їм числа в десятковій системі числення, якщо такі є;

3) обчислити значення отриманого виразу.

Для того, щоб перевести ціле десяткове число в систему числення з основоюq,   потрібно:

1) послідовно виконувати поділ даного числа і одержуваних цілих приватних на основу нової системи числення до тих пір, поки не отримаємо приватне, рівне нулю;

2) отримані залишки, які є цифрами числа в новій системі числення, привести відповідно до алфавіту нової системи числення.

3) скласти число в новій системі числення, записуючи його справа наліво, починаючи з останнього отриманого залишку.

Прийшла пора підвести підсумки уроку. Сьогодні ми з вами згадали, що таке інформація, як кодується текстова, графічна і звукова інформація в комп'ютері, а також, як видається числова інформація в комп'ютері.

Ми знову звертаємо особливу увагу на керованість. Елементи інформаційних об'єктів представляються елементами даних за певним законом. Кодування - процес не випадковий. Він відбувається згідно з обраним інформаційного методу, який виконує роль

методу кодування.

Метод кодування інформації встановлює відповідність між елементами записуваного інформаційного об'єкта і елементами даних, отриманих в результаті записи.

Вибір методу кодування інформації - важливе питання технологічного розділу інформатики. Він повинен бути узгоджений вирішили купити продукт і матеріалу записи. Ом також повинен задовольняти критеріям, про які сказано вище.

Для зручності вивчення методи кодування інформації прийнято розглядати за категоріями. Роль цих категорій виконують так звані схеми кодування.

Існують три основні схеми кодування. Це аналогове, табличний і цифрове кодування.

Схеми аналогового кодування поширені в живій природі. В ході розвитку науково-технічного прогресу суспільство поступово адаптувала їх під свої потреби. Саме аналогове кодування знайшло найбільш раннє застосування при записі зображень, звуку, відео.

Схеми табличного кодування не мають і не можуть мати реалізацій в живій природі - це винахід суспільства. Люди користуються табличним кодуванням з того моменту як навчилися на пальцях позначати предмети, тварин, людей. На табличному кодуванні засновані всі види писемності. Табличне кодування забезпечує більшість потреб неавтоматизированного громадського інформаційного обміну.

Серед табличних схем кодування особливо виділяють дві самостійні категорії:

схеми таблично-символьного кодування;

схеми таблично-цифрового кодування.

Таблично-символьне кодування широко використовують при безпосередньому інформаційному обміні, а схеми табличного і цифрового кодування застосовують, коли інформаційний обмін між людьми здійснюється за допомогою засобів обчислювальної техніки. Наприклад, для обміну письмовими повідомленнями досить схем символьного кодування. Але якщо повідомлення має бути відправлене по телеграфу або по електронній пошті, то без цифрового кодування не обійтися.

Цифрове кодування не має реалізацій ні в живій природі, ні в безпосередньому інформаційному обміні між людьми. Це досягнення сучасного суспільства. Застосовується воно в системах автоматичного інформаційного обміну і діє при збереженні інформації або при її передачі між технічними пристроями.

Принципи кодування інформації

Питання, пов'язані з кодуванням інформації, відносяться до технологічних розділів інформатики. В основі кожної технології перетворення інформації в дані лежать свої принципи. Вони пов'язані з обраною схемою кодування.

аналогове кодування

Аналогове кодування засноване на понятті подібності. Мета аналогового кодування - зміна фізичної природи послідовності даних. Це буває корисно для збільшення щільності запису, надійності зберігання, швидкості переміщення, зручності відтворення та інших властивостей даних.

аналогове кодування- це спосіб кодування, заснований на принципі реєстрації безперервній послідовності сигналів певної фізичної природи у вигляді подібної їй послідовності даних іншої фізичної природи.

Характерними технічними системами, що реалізовують аналогове кодування, є:

фотографічні пристрої (крім цифрових);

магнітофони і відеокамери (не цифровий);

пристрою прийому і передачі радіосигналів.

Згідно з визначенням, принцип аналогового кодування має дві характерні особ

як вихідна послідовність сигналів, так і результуюча послідовність даних мають безперервний характер;

результуючі дані подібні вихідним сигналам за обраним критерієм подібності.

З принципами безперервності і подоби пов'язано широке поширення аналогового кодування інформації в живій природі. Наприклад, при отриманні візуальної інформації людині важливими є два фактори: яскравість і колір об'єкта спостереження. Яскравість визначається амплітудою світлової хвилі, а колір - її довжиною (частотою).

табличне кодування

Табличне кодування - це інформаційна технологія, заснована на періодичному порівнянні елементів сигналу з наявними модельними зразками. Оскільки порівняння не безперервне, а періодичне, за його результатами формується не безперервна, адіскретная послідовність даних. Цю послідовність називаютвиборкой даних. Вибірка даних складається або з самих модельних зразків, узятих з довідкової таблиці, або з числових кодів, що вказують на становище даних зразків в довідковій таблиці.

У першому випадку кодування називається таблично-символьним. Результатом таблічносімвольного кодування є символьний рядок - послідовність символів.

У другому випадку кодування називають таблично-цифровим. Результатом цього кодування теж є вибірка даних, але складається не з символів, а з числових покажчиків, що позначають місце розташування зразків у довідковій таблиці (в таблиці кодування).

табличне кодування- це спосіб кодування, заснований на принципі формування дискретної вибірки даних за результатами періодичного зіставлення реєстрованого сигналу з елементами-зразками налаштований профіль.

До таблично-символьним технологій кодування відноситься добре знайома нам писемність. В її основі лежить, як ви знаєте, запис звуків мови (безперервних аналогових сигналів) за допомогою дискретних символів - букв. Сюди ж відноситься і запис музики з допомогою нот. Прикладом таблично-цифрового кодування може служити, наприклад, заміна букв групами цифр, що виражають стан цих букв в алфавіті або в будь-якій іншій таблиці кодування.

Як бачите, в основі табличного кодування лежить не принцип безперервності, характерний для аналогового кодування, а принцип дискретної виразності. Два звуку «а ...» різної довжини, гучності і тональності виражаються дискретно однієї і тієї ж буквою - «А».

У табличному кодуванні не дотримується також і принцип подібності. Так, наприклад, з того факту, що буква «Б» в абетці має номер вдвічі більший, ніж номер букви «А», жодним чином не випливає, що при відтворенні вона повинна звучати вдвічі голосніше або вдвічі довше.

Табличне кодування дуже широко поширене в інформаційному обміні, що обслуговує суспільні відносини. Досить сказати, що азбуки всіх європейських мов - це таблиці зразків, які встановлюють відповідність між звуками і символами, що використовуються для їх запису. Вам, звичайно, відомо, що це відповідність, на жаль, не завжди буває однозначним і нерідко викликає поява прикрих помилок у правописі. Тому під час запису текстів слід керуватися не тільки азбукою, а й правилами орфографії, а також затвердженими словниками. Словники і правила теж можна розглядати як різновиду довідкових таблиць.

Як таблично-символьне, так і таблично-цифрове кодування завжди засновані на какойто громадської домовленості, адже таблиця кодування повинна бути загальновідомою. Якщо це не так, значить, має місце штучне обмеження інформаційного обміну, відоме какшіфрованіе. І основі будь-якого методу шифрування завжди лежить якийсь метод кодування.

Домовленості про використовувану таблиці кодування часто спираються на загальноприйняті угоди або на затверджені стандарти.

цифрове кодування

У аналогового кодування є одна чудова гідність: при його використанні дотримується принцип подібності між записуваним сигналом і даними, отриманими в результаті записи. В одних випадках це дозволяє зробити запис наочної, а в інших - істотно спрощує її відтворення і сприйняття. У підсумку якісні аналогові записи суб'єктивно сприймаються людьми як найбільш «природні».

Важливе значення табличного кодування - лаконічність і однозначність, а важливий недолік - відсутність подібності між записуваним сигналом і результатом записи. Через відсутність подібності при відтворенні запису не вдається обмежитися сигнальним рівнем інформаційного обміну. Доводиться задіяти другий і навіть третій рівні (рівень розпізнавання образів і рівень інтерпретації змісту). Тому відтворення записів, виконаних табличним кодуванням, треба спеціально вчитися. Тривалість навчання - все життя. Доки людина залишається в суспільстві, доти він знаходить нові, незнайомі раніше формальні знаки, символи, умовні позначення та інші засоби дискретної виразності.

Поєднати принцип подоби, властивий аналоговому кодування, з принципом дискретної виразності, притаманним табличному кодування, дозволяє так зване цифрове кодування.

цифрове кодування- це спосіб кодування, заснований на принципі формування вибірки даних шляхом періодичного вимірювання величини реєстрованого сигналу і записи числових значень, пропорційних результатами вимірювань.

Основна перевага цифрового кодування - ефективність. Вона пов'язана з широким використанням обчислювальної техніки для операцій з вибірками даних. Той факт, що значення, що зберігаються в вибірках, пропорційні реальним фізичним сигналам, дозволяє використовувати операції арифметики для роботи з даними. А той факт, що значення дискретні, дозволяє застосовувати до них операції математичної логіки. Завдяки розвитку обчислювальної техніки цифрове кодування з кожним днем ​​знаходить все більш широке застосування при запису і передачі звукозаписів, зображень і відео.

Аналого-цифрове перетворення

Цифрове кодування, в порівнянні з аналоговим, забезпечує особливу ефективність зберігання інформації. Після перетворення аналогового запису в цифрову зазвичай вдається зменшити обсяг збережених даних приблизно в десять разів. На одному компакт-диску цифрового звукозапису, як правило, можна розмістити десяток музичних альбомів, а на одному частотному каналі звичайного ефірного телебачення легко розміщуються десять каналів телебачення цифрового.

Разом з тим, є об'єктивні причини, за якими в даний час не можна повністю відмовитися від аналогових схем запису і відтворення інформації. Ось лише деякі з них:

не можна відразу замінити в усьому світі великий парк аналогових технічних пристроїв;

в світі накопичені величезні архіви кіно-, фото-, відео- і звукових матеріалів, записаних в аналогових форматах, - для їх відтворення аналогова техніка залишається необхідною;

цифрові схеми кодування вносять в запис додаткові похибки, пов'язані з самим принципом отримання цифрової послідовності даних. При сучасному рівні розвитку техніки (і технічних стандартів) ці похибки поки залишаються досить помітними. Через них багато споживачів поки не готові відмовитися від аналогових пристроїв.

Необхідність працювати одночасно з інформацією, записаною різними технологіями, викликає потребу в спеціальному класі приладів, що виконують перетворення даних. Перетворення аналогових даних в цифрові називається аналого-цифровим   перетворенням(АЦП) - його застосовують перед цифровим записом або передачею даних. Аналого-цифровий перетворювач є у всіх моделях стільникових телефонів стандартаGSM, в цифрових фото- і відеокамерах, в скануючих пристроях, а також в звукових адаптерах персональних комп'ютерів.

Зворотне перетворення цифрових даних в аналоговий сигнал називається цифроаналоговим перетворенням(ЦАП) - його зазвичай застосовують перед відтворенням даних. Характерний приклад - відеоадаптер комп'ютера.