การเข้ารหัสข้อมูลในระบบคอมพิวเตอร์ วิทยาการคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยีสารสนเทศ

กระทรวงศึกษาธิการกรุงมอสโก

สถาบันการศึกษาของรัฐ

อาชีวศึกษาระดับมัธยมศึกษา

วิทยาลัยสถาปัตยกรรมและการก่อสร้าง№ 7 TSP-2

รายงาน

ในหัวข้อ: "สารสนเทศและ ICT"

ในหัวข้อ:“ ระบบตัวเลข ».

ตอบสนอง: นักเรียนกลุ่ม 11EVM

ชื่อเต็ม: Ivan Valerievich Vus

ฉันจะตรวจสอบ:

อาจารย์ Ovsyannikova A.S.

มอสโก - 2011

การนำเสนอข้อมูลในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (ตัวเลขสัญลักษณ์กราฟิกเสียง)

รูปแบบและภาษาของข้อมูล

การรับรู้ข้อมูลผ่านประสาทสัมผัสบุคคลพยายามที่จะแก้ไขเพื่อให้ชัดเจนต่อผู้อื่นนำเสนอในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง

นักแต่งเพลงสามารถเล่นธีมดนตรีบนเปียโนแล้วจดบันทึกโดยใช้โน้ต รูปภาพที่ได้รับแรงบันดาลใจจากทำนองเดียวกันกวีสามารถรวบรวมในรูปแบบของบทกวีแสดงนักออกแบบท่าเต้นในการเต้นรำและศิลปิน - ในภาพ

คนแสดงความคิดของเขาในรูปแบบของประโยคที่ประกอบด้วยคำ คำในที่สุดก็ประกอบด้วยตัวอักษร นี่คือการแสดงข้อมูลตามตัวอักษร

การนำเสนอข้อมูลเดียวกันอาจแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับเป้าหมายที่คุณตั้งเอง คุณพบการทำงานที่คล้ายกันในบทเรียนของคณิตศาสตร์และฟิสิกส์เมื่อคุณนำเสนอวิธีการแก้ปัญหาในรูปแบบที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นการแก้ปัญหา: "ค้นหาค่าของนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ ... " สามารถนำเสนอในรูปแบบตารางหรือกราฟิกสำหรับสิ่งนี้คุณใช้วิธีการแสดงภาพข้อมูล: ตัวเลข, ตาราง, รูปภาพ

ดังนั้นข้อมูลสามารถนำเสนอในรูปแบบต่าง ๆ :

• การเขียนป้ายประกอบด้วยสัญญาณต่าง ๆ ซึ่งเป็นเรื่องธรรมดาที่จะออกมาเดี่ยว
• ตัวอักษรในรูปแบบของข้อความตัวเลขตัวอักษรพิเศษ (ตัวอย่างเช่นข้อความของตำราเรียน)
• กราฟิก (ตัวอย่างเช่นแผนที่ทางภูมิศาสตร์)
• ตาราง (ตัวอย่างเช่นตารางสำหรับบันทึกหลักสูตรการทดลองทางกายภาพ)
• ในรูปแบบของท่าทางหรือสัญญาณ (ตัวอย่างเช่นสัญญาณของตัวควบคุมการจราจร);
• วาจาวาจา (ตัวอย่างเช่นการสนทนา)

การนำเสนอข้อมูลมีความสำคัญอย่างยิ่งในการถ่ายทอด: ถ้าคนไม่ได้ยินดีแล้วคุณจะไม่สามารถถ่ายโอนข้อมูลกับเขาในรูปแบบเสียง หากสุนัขมีความรู้สึกไม่สบายตัวกลิ่นไม่สามารถทำงานในบริการค้นหาได้ ในหลาย ๆ ครั้งที่ผู้คนส่งข้อมูลในรูปแบบต่าง ๆ ด้วยความช่วยเหลือของ: การพูดควันกลองกลองระฆังจดหมายโทรเลขวิทยุโทรศัพท์โทรสาร

ไม่ว่ารูปแบบของงานนำเสนอจะเป็นอย่างไรและวิธีการส่งข้อมูลจะถูกส่งด้วยภาษาใด ๆ

ในบทเรียนคณิตศาสตร์คุณใช้ภาษาพิเศษตามตัวเลขสัญญาณของการกระทำทางคณิตศาสตร์และความสัมพันธ์ พวกเขาสร้างตัวอักษรของภาษาคณิตศาสตร์

ในบทเรียนวิชาฟิสิกส์เมื่อพิจารณาปรากฏการณ์ทางกายภาพคุณจะใช้ตัวละครพิเศษของภาษาที่คุณกำหนดสูตร สูตรเป็นคำในภาษาของฟิสิกส์

ในวิชาเคมีคุณยังต้องใช้สัญลักษณ์เครื่องหมายรวมเข้ากับ“ คำ” ของภาษาที่กำหนด

มีภาษาของคนหูหนวกและเป็นใบ้ซึ่งสัญลักษณ์ของภาษาเป็นสัญญาณบางอย่างที่แสดงออกโดยการแสดงออกทางสีหน้าและการเคลื่อนไหวของมือ

พื้นฐานของภาษาใด ๆ คือตัวอักษร - ชุดของอักขระ (สัญลักษณ์) ที่กำหนดไว้ซึ่งไม่ซ้ำกันซึ่งข้อความจะถูกสร้างขึ้น

ภาษาแบ่งออกเป็นธรรมชาติ (พูด) และเป็นทางการ ตัวอักษรของภาษาธรรมชาติขึ้นอยู่กับประเพณีของชาติ ภาษาทางการพบในกิจกรรมพิเศษของมนุษย์ (คณิตศาสตร์ฟิสิกส์เคมี ฯลฯ ) ในโลกนี้มีภาษาที่แตกต่างกันประมาณ 10,000 ภาษาถิ่นคำวิเศษณ์ ภาษาพูดหลายภาษาสืบทอดมาจากภาษาเดียวกัน ตัวอย่างเช่นจากภาษาละตินเกิดขึ้นภาษาฝรั่งเศสสเปนอิตาลีและภาษาอื่น ๆ

ข้อมูลการเข้ารหัส

ด้วยการถือกำเนิดของภาษาและจากนั้นระบบการลงนามความเป็นไปได้ของการสื่อสารระหว่างผู้คนได้ขยายตัว สิ่งนี้ทำให้มันเป็นไปได้ที่จะเก็บความคิดความรู้ที่ได้รับและข้อมูลใด ๆ ถ่ายโอนมันในรูปแบบต่าง ๆ ในระยะทางและเวลาอื่น ๆ - ไม่เพียง แต่จะโคตรของเขา แต่ยังรุ่นต่อไปในอนาคต การสร้างบรรพบุรุษได้มาถึงยุคของเราซึ่งด้วยความช่วยเหลือของสัญลักษณ์ต่าง ๆ ชุลมุนตัวเองและการกระทำของพวกเขาในอนุเสาวรีย์และจารึก ภาพเขียนหิน (petroglyphs) ยังคงเป็นปริศนาต่อนักวิทยาศาสตร์ บางทีด้วยวิธีนี้คนโบราณต้องการติดต่อกับเราผู้อยู่อาศัยในอนาคตของโลกและรายงานเกี่ยวกับเหตุการณ์ในชีวิตของพวกเขา

ทุกประเทศมีภาษาของตัวเองประกอบด้วยชุดตัวอักษร (ตัวอักษร): รัสเซีย, อังกฤษ, ญี่ปุ่นและอื่น ๆ อีกมากมาย คุณคุ้นเคยกับภาษาของคณิตศาสตร์ฟิสิกส์และเคมีแล้ว

การแสดงข้อมูลโดยใช้ภาษาใด ๆ มักเรียกว่าการเข้ารหัส

รหัส   - ชุดสัญลักษณ์ (สัญลักษณ์) สำหรับการนำเสนอข้อมูล การเข้ารหัส   - ขั้นตอนการนำเสนอข้อมูลในรูปแบบของรหัส

คนขับส่งสัญญาณด้วยเสียงบี๊บหรือไฟหน้ากะพริบ รหัสคือการมีหรือไม่มีการส่งเสียงบี๊บและในกรณีของสัญญาณเตือนไฟกะพริบของไฟหน้าหรือการขาด

คุณกำลังเผชิญกับการเข้ารหัสข้อมูลเมื่อข้ามถนนที่สัญญาณไฟจราจร รหัสจะถูกกำหนดโดยสีของสัญญาณไฟจราจร - สีแดง, สีเหลือง, สีเขียว

พื้นฐานของภาษาธรรมชาติที่ผู้คนสื่อสารกันก็วางโค้ดเช่นกัน เฉพาะในกรณีนี้เรียกว่าตัวอักษร ในระหว่างการสนทนารหัสนี้จะถูกส่งโดยเสียงโดยการเขียน - ด้วยตัวอักษร ข้อมูลเดียวกันสามารถแสดงโดยใช้รหัสที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นการบันทึกการสนทนาสามารถแก้ไขได้ด้วยตัวอักษรรัสเซียหรือไอคอนชวเลขพิเศษ

เมื่อเทคโนโลยีมีการพัฒนาวิธีการเข้ารหัสข้อมูลก็จะปรากฏขึ้น ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่สิบเก้าซามูเอลมอร์สนักประดิษฐ์ชาวอเมริกันคิดค้นรหัสที่น่าทึ่งที่ยังคงให้บริการแก่มนุษยชาติ ข้อมูลถูกเข้ารหัสใน "ตัวอักษร" สามตัว: สัญญาณยาว (เส้นประ), สัญญาณสั้น (จุด) และไม่มีสัญญาณ (หยุดชั่วคราว) เพื่อแยกตัวอักษร ดังนั้นการเข้ารหัสจะลดลงตามการใช้ชุดอักขระที่จัดเรียงตามลำดับที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด

คนมักจะมองหาการส่งข้อความทันที สำหรับเรื่องนี้พวกเขาส่งผู้ส่งสารใช้นกไปรษณีย์ ประชาชนมีวิธีเตือนภัยที่แตกต่างกันเกี่ยวกับอันตรายที่เกิดขึ้น: การตีกลองควันไฟธง ฯลฯ อย่างไรก็ตามการใช้งานนำเสนอข้อมูลดังกล่าวจำเป็นต้องมีข้อตกลงเบื้องต้นในการทำความเข้าใจข้อความที่ได้รับ

นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันที่มีชื่อเสียงกอทท์ฟรีดวิลเฮล์มไลบนิทซ์เสนอในศตวรรษที่ XVII ระบบที่ไม่เหมือนใครและง่ายสำหรับการแทนตัวเลข "การคำนวณด้วยความช่วยเหลือของสองคน ... เป็นหลักทางวิทยาศาสตร์และสร้างการค้นพบใหม่ ... เมื่อตัวเลขลดลงจนถึงจุดเริ่มต้นที่ง่ายที่สุดคือ 0 และ 1 ลำดับที่ยอดเยี่ยมปรากฏขึ้นทุกที่"

วันนี้วิธีการนำเสนอข้อมูลโดยใช้ภาษาที่มีเพียงตัวอักษรสองตัวคือ 0 และ 1 นั้นมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ทางเทคนิครวมถึงคอมพิวเตอร์ อักขระสองตัวเหล่านี้ 0 และ 1 เรียกว่าเลขฐานสองหรือบิต (จากภาษาอังกฤษ Bit - Binary Digit - ตัวอักษรไบนารี)

วิศวกรของวิธีการเข้ารหัสนี้ได้ดึงดูดความเรียบง่ายของการใช้งานด้านเทคนิค - มีสัญญาณหรือไม่มีสัญญาณ ด้วยตัวเลขสองตัวนี้คุณสามารถเข้ารหัสข้อความใด ๆ

หน่วยการวัดข้อมูลที่ใหญ่กว่านั้นถือว่าเป็น 1 ไบต์ซึ่งประกอบด้วย 8 บิต

นอกจากนี้ยังเป็นธรรมเนียมในการใช้หน่วยข้อมูลขนาดใหญ่ หมายเลข 1024 (2 10) คือตัวคูณเมื่อเลื่อนไปยังหน่วยการวัดที่สูงขึ้น

การเข้ารหัสข้อมูลในคอมพิวเตอร์

ข้อมูลทั้งหมดที่ประมวลผลโดยคอมพิวเตอร์จะต้องแสดงด้วยรหัสเลขฐานสองโดยใช้ตัวเลขสองตัวคือ 0 และ 1 ตัวละครทั้งสองเหล่านี้มักจะเรียกว่าเลขฐานสองหรือบิต ด้วยความช่วยเหลือของตัวเลขสองหลัก 1 และ 0 คุณสามารถเข้ารหัสข้อความใด ๆ นี่คือเหตุผลที่คอมพิวเตอร์จะต้องจัดระเบียบกระบวนการที่สำคัญสอง:

• การเข้ารหัสซึ่งจัดทำโดยอุปกรณ์อินพุตเมื่อแปลงข้อมูลอินพุตเป็นแบบฟอร์มที่คอมพิวเตอร์รับรู้นั่นคือเป็นรหัสไบนารี่
• การถอดรหัสซึ่งจัดทำโดยอุปกรณ์ส่งออกเมื่อทำการแปลงข้อมูลจากรหัสไบนารี่เป็นรูปแบบที่มนุษย์เข้าใจได้

ในแง่ของการใช้งานด้านเทคนิคการใช้ระบบเลขฐานสองสำหรับการเข้ารหัสข้อมูลกลับกลายเป็นอย่างมาก
  ง่ายกว่าการใช้วิธีการอื่น อันที่จริงแล้วมันสะดวกในการเข้ารหัสข้อมูลในรูปแบบของลำดับศูนย์และค่าหากค่าเหล่านี้ถูกแสดงเป็นสถานะคงตัวที่เป็นไปได้สองสถานะขององค์ประกอบอิเล็กทรอนิกส์:

• 0 - ไม่มีสัญญาณไฟฟ้าหรือสัญญาณต่ำ;
• 1 - มีสัญญาณหรือมีสัญญาณสูง

สถานะเหล่านี้แยกแยะได้ง่าย ขาดการเข้ารหัสแบบไบนารี - รหัสยาว แต่ในด้านเทคโนโลยีนั้นง่ายต่อการจัดการกับองค์ประกอบง่าย ๆ จำนวนมากกว่ากับองค์ประกอบที่ซับซ้อนจำนวนน้อย

ทุกวันคุณต้องจัดการกับอุปกรณ์ในชีวิตประจำวันที่สามารถอยู่ในสถานะที่มั่นคงสองสถานะเท่านั้น: เปิด / ปิด แน่นอนว่านี่เป็นสวิตช์ที่รู้จักกันดี แต่จะเกิดขึ้นกับสวิตช์ที่สามารถเสถียรและเปลี่ยนไปเป็น 10 สถานะใดก็ได้อย่างรวดเร็วและเป็นไปไม่ได้ เป็นผลให้หลังจากชุดของความพยายามที่ไม่สำเร็จนักพัฒนามาถึงข้อสรุปว่ามันเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างคอมพิวเตอร์ตามระบบเลขฐานสิบ และใช้ระบบเลขฐานสองเป็นพื้นฐานในการแทนตัวเลขในคอมพิวเตอร์

ปัจจุบันมีวิธีการเข้ารหัสและถอดรหัสข้อมูลในคอมพิวเตอร์หลายวิธี ก่อนอื่นมันขึ้นอยู่กับประเภทของข้อมูลคือสิ่งที่ควรเข้ารหัส: ข้อความตัวเลขภาพกราฟิกหรือเสียง นอกจากนี้เมื่อมีการเข้ารหัสตัวเลขบทบาทที่สำคัญจะถูกใช้โดยวิธีการที่พวกเขาจะใช้: ในข้อความในการคำนวณหรือในกระบวนการของอินพุต - เอาต์พุต ทับยังคุณสมบัติของการใช้งานทางเทคนิค

หมายเลขการเข้ารหัส

ระบบตัวเลข - ชุดของเทคนิคและกฎสำหรับการเขียนตัวเลขโดยใช้ชุดอักขระเฉพาะ

ไม่เพียง แต่สามารถใช้ตัวเลขเพื่อบันทึกตัวเลข แต่ยังสามารถใช้ตัวอักษร (เช่นตัวเลขโรมัน - XXI) หมายเลขเดียวกันสามารถแสดงต่างกันในระบบตัวเลขที่แตกต่างกัน

ขึ้นอยู่กับวิธีการแสดงตัวเลขระบบตัวเลขจะแบ่งออกเป็นตำแหน่งและไม่ใช่ตำแหน่ง

ในระบบตัวเลขตำแหน่งค่าเชิงปริมาณของแต่ละหลักของตัวเลขขึ้นอยู่กับสถานที่ (ตำแหน่งหรือตัวเลข) ซึ่งหนึ่งหรือตัวเลขอื่นของตัวเลขนี้จะถูกบันทึก ตัวอย่างเช่นโดยการเปลี่ยนตำแหน่งของตัวเลข 2 ในระบบเลขทศนิยมคุณสามารถเขียนเลขทศนิยมที่มีขนาดต่างกันเช่น 2; 20; 2000 0.02 ฯลฯ

ในระบบการคำนวณแบบไม่ใช้ตัวเลขตัวเลขจะไม่เปลี่ยนค่าเชิงปริมาณเมื่อตำแหน่ง (ตำแหน่ง) ในการเปลี่ยนแปลงจำนวน ตัวอย่างของระบบที่ไม่ใช่ตำแหน่งคือระบบโรมันซึ่งไม่ว่าจะอยู่ในตำแหน่งใดสัญลักษณ์เดียวกันก็มีความหมายเหมือนกัน (ตัวอย่างเช่นสัญลักษณ์ X ในหมายเลข XXV)

จำนวนอักขระที่แตกต่างกันที่ใช้เพื่อแทนตัวเลขในระบบจำนวนตำแหน่งเรียกว่าฐานของระบบตัวเลข

ในคอมพิวเตอร์ระบบเลขฐานสองได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเหมาะสมและน่าเชื่อถือที่สุดโดยใช้ตัวเลข 0 และ 1 เพื่อแสดงตัวเลข

นอกจากนี้ในการทำงานกับหน่วยความจำคอมพิวเตอร์มันกลับกลายเป็นว่าสะดวกในการใช้การนำเสนอข้อมูลโดยใช้ระบบตัวเลขอีกสองระบบ:

• เลขฐานแปด (ตัวเลขใด ๆ ที่แสดงด้วยตัวเลขแปดหลัก - 0, 1, 2 ... 7);
• เลขฐานสิบหก (ใช้อักขระตัวเลข - 0, 1, 2 ... 9 และตัวอักษร - A, B, C, D, E, F, แทนที่ตัวเลข 10, 11, 12, 13, 14, 15, ตามลำดับ)

การเข้ารหัสอักขระ

การกดแป้นตัวเลขและตัวอักษรบนแป้นพิมพ์จะทำให้สัญญาณถูกส่งไปยังคอมพิวเตอร์เป็นเลขฐานสองซึ่งเป็นหนึ่งในค่าในตารางรหัส ตารางรหัสเป็นการแสดงอักขระภายในคอมพิวเตอร์ ASCII (รหัสมาตรฐานอเมริกันสำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูล) ถูกนำมาใช้เป็นมาตรฐานทั่วโลก

ในการจัดเก็บรหัสไบนารีของอักขระหนึ่งตัวที่จัดสรร 1 ไบต์ = 8 บิต เมื่อพิจารณาว่าแต่ละบิตรับค่า 1 หรือ 0 จำนวนชุดค่าผสมที่เป็นไปได้ของค่าใดค่าหนึ่งและค่าศูนย์คือ 2 8 = 256

ดังนั้นด้วยความช่วยเหลือของ 1 ไบต์คุณจะได้รับรหัสไบนารีต่างกัน 256 ชุดและแสดงตัวอักขระต่างกัน 256 ตัวพร้อมความช่วยเหลือ รหัสเหล่านี้ประกอบด้วยตาราง ASCII

ตัวอย่างเช่นเมื่อคุณกดปุ่มด้วยตัวอักษร S รหัสคอมพิวเตอร์ 01010011 จะถูกเขียนเมื่อตัวอักษร S ปรากฏบนหน้าจอคอมพิวเตอร์จะทำการถอดรหัส - ภาพของตัวละครจะถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของรหัสไบนารีนี้

SUN (SUN) - 01010011 010101101 01001110

มาตรฐาน ASCII เข้ารหัสอักขระ 128 ตัวแรกจาก 0 ถึง 127: ตัวเลข, ตัวอักษรละติน, อักขระควบคุม อักขระ 32 ตัวแรกเป็นอักขระควบคุมและมีไว้สำหรับการถ่ายโอนคำสั่งควบคุมเป็นหลัก วัตถุประสงค์ของพวกเขาอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ ในช่วงครึ่งหลังของตารางรหัส (จาก 128 ถึง 255) ไม่ได้ถูกกำหนดโดยมาตรฐานของสหรัฐอเมริกาและมีไว้สำหรับตัวละครของตัวอักษรประจำชาติ, การลอกเลียนแบบและสัญลักษณ์ทางคณิตศาสตร์บางอย่าง ประเทศที่แตกต่างกันสามารถใช้ตัวแปรที่แตกต่างกันในช่วงครึ่งหลังของตารางรหัส

เอาใจใส่! ตัวเลขที่เข้ารหัสตามมาตรฐาน ASCII จะถูกบันทึกในสองกรณี - ระหว่างอินพุต - เอาต์พุตและเมื่อเกิดขึ้นในข้อความ หากตัวเลขมีส่วนร่วมในการคำนวณตัวเลขเหล่านั้นจะถูกแปลงเป็นรหัสไบนารีอื่น

สำหรับการเปรียบเทียบให้พิจารณาหมายเลข 45 สำหรับตัวเลือกการเข้ารหัสสองตัว

เมื่อใช้ในข้อความตัวเลขนี้จะต้องมี 2 ไบต์สำหรับงานนำเสนอเนื่องจากแต่ละหลักจะแสดงด้วยรหัสของตัวเองตามตาราง ASCII ในระบบเลขฐานสอง - 00110100 00110101

เมื่อใช้ในการคำนวณรหัสของหมายเลขนี้จะได้รับจากกฎการแปลพิเศษและแสดงเป็นเลขฐานสอง 8 บิต 00101101 ซึ่งจะต้องใช้ 1 ไบต์

  ประเภทของข้อมูล

ข้อมูลอาจมีอยู่ในรูปแบบของ:

ข้อความ, ภาพวาด, ภาพวาด, ภาพถ่าย;

สัญญาณแสงหรือเสียง

คลื่นวิทยุ

แรงกระตุ้นไฟฟ้าและเส้นประสาท

บันทึกแม่เหล็ก

ท่าทางและการแสดงออกทางสีหน้า

กลิ่นและรสสัมผัส

โครโมโซมโดยวิธีการซึ่งลักษณะและคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตได้รับการสืบทอด ฯลฯ

ข้อมูลในคอมพิวเตอร์จะแสดงเป็นรหัสที่ประกอบด้วยคนและศูนย์ในลำดับที่แตกต่างกัน

รหัส - ชุดสัญลักษณ์สำหรับการนำเสนอข้อมูล การเข้ารหัส - ขั้นตอนการนำเสนอข้อมูลในรูปแบบของรหัส

การเข้ารหัสข้อความ .

เนื่องจากข้อความนั้นไม่ต่อเนื่องในตอนแรก (มันประกอบด้วยอักขระแต่ละตัว) วิธีการที่ใช้สำหรับการแสดงคอมพิวเตอร์ของข้อมูลที่เป็นข้อความเมื่อตัวละครทั้งหมดถูกเข้ารหัสด้วยตัวเลขและข้อความจะถูกนำเสนอเป็นชุดของตัวเลข - รหัสของตัวละครที่ทำขึ้น เมื่อแสดงข้อความบนจอภาพหรือเครื่องพิมพ์คุณจะต้องเรียกคืนรูปภาพของตัวละครทั้งหมดที่ประกอบขึ้นเป็นข้อความนี้ สำหรับสิ่งนี้จะใช้ตารางรหัสของอักขระซึ่งรหัสอักขระแต่ละตัวจะถูกกำหนดภาพของอักขระ

ตารางรหัส - นี่เป็นตัวแทนภายในของตัวละครในคอมพิวเตอร์

ทั่วโลกมีการยอมรับตารางรหัสมาตรฐานอเมริกันสำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูล (รหัสมาตรฐานอเมริกันสำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูล) เป็นมาตรฐาน ในการจัดเก็บรหัสไบนารีของอักขระหนึ่งตัวที่จัดสรร 1 ไบต์ = 8 บิต พิจารณาว่าแต่ละบิตรับค่า 0 หรือ 1 จำนวนชุดค่าผสมที่เป็นไปได้ในไบต์คือ 2 8 = 256 ดังนั้นเมื่อใช้ 1 ไบต์คุณจะได้รับชุดรหัสไบนารี 256 ชุดที่แตกต่างกันและแสดง 256 ตัวอักษรต่างกันด้วยความช่วยเหลือ ชุดค่าผสมเหล่านี้ประกอบขึ้นเป็นตาราง ASCII ตารางนี้ประกอบด้วย 16 แถวและ 16 คอลัมน์โดยมีหมายเลขตั้งแต่ 0 ถึง F ในรูปแบบเลขฐานสิบหก ตัวอย่างเช่นในคอลัมน์ 4 และแถว D ของตารางคือตัวพิมพ์ใหญ่ M ของตัวอักษรละติน ดังนั้นเมื่อเขียนข้อความด้วยตัวอักษรดังกล่าวมันจะถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำในรูปแบบของรหัส 4D (16) หรือ 77 (10) รหัสอื่น ๆ : "," - 2C; "j" - 6A; "2" - 32. การเข้ารหัสรูปแบบนี้ช่วยให้คุณสามารถแสดงตัวอักษรในรูปแบบที่กะทัดรัดกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับรหัสไบนารี่

8 คอลัมน์แรกของตารางรหัสหรือ 128 ตัวแรกจาก 0 (รหัสไบนารี 00000000) ถึง 127 (01111111) คือตัวเลขตัวอักษรของตัวอักษรละตินตัวอักษรควบคุม อักขระ 32 ตัวแรกเป็นอักขระควบคุมและมีไว้สำหรับการถ่ายโอนคำสั่งควบคุมเป็นหลัก และ 8 คอลัมน์สุดท้ายของตารางรหัสคือ รหัสจาก 128 (รหัสไบนารี่ 10,000,000) ถึง 255 (11111111) มักจะประกอบด้วยตัวอักษรของตัวอักษรประจำชาติสัญญาณภาพ ในหลากหลายรูปแบบของตารางรหัส ASCII ครึ่งแรกของตารางไม่เปลี่ยนแปลงและที่สองคือตัวแปร

อย่างไรก็ตามการเข้ารหัส 8 บิต (2 8) นั้นไม่เพียงพอสำหรับการเข้ารหัสอักขระทั้งหมดของตัวอักษรขยาย อุปสรรคทั้งหมดสามารถลบได้โดยสลับไปใช้การเข้ารหัส Unicode แบบ 16 บิต (2 16) ซึ่งอนุญาตให้ใช้รหัส 65,536 ชุด

ต้องจำไว้ว่าในปัจจุบันมีตารางรหัสห้าแบบ (KOI - 8, СР1251, СР866, Маc, ISO) ที่ใช้สำหรับการเข้ารหัสตัวอักษรรัสเซียและข้อความที่เข้ารหัสด้วยตารางหนึ่งจะไม่แสดงอย่างถูกต้องในการเข้ารหัสอื่น สามารถมองเห็นเป็นส่วนของตารางการเข้ารหัสอักขระรวม

สัญลักษณ์ไบนารีที่แตกต่างกันถูกกำหนดให้กับรหัสไบนารีเดียวกัน

อย่างไรก็ตามในกรณีส่วนใหญ่ไม่ใช่ผู้ใช้ที่ใส่ใจเกี่ยวกับการบันทึกเอกสารข้อความ แต่เป็นโปรแกรมพิเศษ - ตัวแปลงที่สร้างไว้ในแอปพลิเคชัน

ตั้งแต่ปี 1997 Microsoft Windows & Office เวอร์ชันล่าสุดได้สนับสนุนการเข้ารหัส Unicode ใหม่ ในการกำหนดรหัสอักขระตัวเลขคุณสามารถใช้ตารางรหัสหรือทำงานในโปรแกรมแก้ไขข้อความ MSWord ในการทำเช่นนี้ให้เลือก“ แทรก” -“ ตัวละคร” ในเมนูหลังจากนั้นจะปรากฏแผงข้อความ“ ตัวอักษร” บนหน้าจอ ตารางสัญลักษณ์สำหรับแบบอักษรที่เลือกจะปรากฏในกล่องโต้ตอบ อักขระในตารางนี้จัดเรียงตามบรรทัดตามลำดับจากซ้ายไปขวาเริ่มต้นด้วยอักขระ Space (มุมบนซ้าย) และสิ้นสุดด้วยตัวอักษร "I" (มุมล่างขวา)

ในการกำหนดรหัสตัวเลขของอักขระที่เข้ารหัสใน Windows (СР1251) ให้ใช้เมาส์หรือปุ่มเคอร์เซอร์เพื่อเลือกอักขระที่ต้องการจากนั้นคลิกปุ่ม Key หลังจากนั้นแผงโต้ตอบการตั้งค่าจะปรากฏขึ้นบนหน้าจอซึ่งในมุมล่างซ้ายมีรหัสตัวเลขทศนิยมของอักขระที่เลือก

งาน1. ข้อความสองข้อความมีจำนวนอักขระเท่ากัน ตัวอักษรตัวแรกเขียนเป็นภาษารัสเซียและตัวที่สองเป็นภาษาของชนเผ่านากุซึ่งมีตัวอักษร 16 ตัว ข้อความของใครมีข้อมูลมากกว่านี้?

การตัดสินใจ I = К * а (ปริมาณข้อมูลของข้อความเท่ากับผลคูณของจำนวนตัวอักษรและน้ำหนักข้อมูลของอักขระหนึ่งตัว) เพราะ ข้อความทั้งสองมีจำนวนอักขระ (K) เท่ากันความแตกต่างขึ้นอยู่กับข้อมูลของอักขระหนึ่งตัว (a) 2 a1 = 32, เช่น A1 = 5 บิต 2 a2 = 16, เช่น A2 = 4 บิต I1 = K * 5 บิต, I2 = K * 4 บิต ดังนั้นข้อความที่บันทึกในภาษารัสเซีย 5/4 ครั้งจึงมีข้อมูลเพิ่มเติม 2. ขนาดข้อความซึ่งมี 2048 ตัวอักษรคือ 1/512 MB กำหนดพลังของตัวอักษร

การตัดสินใจ I = 1/512 * 1024 * 1024 * 8 = 16384 บิต - แปลเป็นบิตของปริมาณข้อมูลของข้อความ a = I / K = 16384/1024 = 16 บิต - คิดเป็นหนึ่งตัวอักษรของตัวอักษร 2 16 = 65536 ตัวอักษร - พลังของตัวอักษรที่ใช้ มันเป็นตัวอักษรที่ใช้ในการเข้ารหัส Unicode ซึ่งควรเป็นมาตรฐานสากลสำหรับการแสดงข้อมูลอักขระในคอมพิวเตอร์

หมายเลขการเข้ารหัส

ในการเข้ารหัสตัวเลขที่เกี่ยวข้องในการคำนวณระบบจะใช้กฎพิเศษสำหรับการแปลงจากทศนิยมเป็นไบนารี ดังนั้นตัวเลขจะถูกเขียนในรหัสไบนารี่เช่น แสดงด้วยชุดค่าผสมอื่นเพียงสองหลัก - 0 และ 1

มีสองรูปแบบหลักสำหรับการแสดงตัวเลขในหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ หนึ่งในนั้นถูกใช้เพื่อเข้ารหัสจำนวนเต็มตัวที่สอง (การแทนค่าที่เรียกว่าตัวเลขในรูปแบบทศนิยม) ถูกใช้เพื่อระบุเซตย่อยของตัวเลขจริง

ตัวอย่างเช่นจำนวนเต็มขึ้นอยู่กับชนิดสามารถเข้ารหัสในหนึ่งสองหรือสี่ไบต์ ในการรับโค้ดของจำนวนเต็มบวกมันก็เพียงพอที่จะแปลงจากทศนิยมเป็นระบบเลขฐานสองตัวอย่างเช่นเลขฐานสิบ 12 ถูกเข้ารหัสเป็นเลขฐานสอง 00001100 (พร้อมชนิดไบต์เดียว) จำนวนเต็มลบมักจะถูกเข้ารหัสในรหัสเสริมที่เรียกว่าเมื่อบิตที่สำคัญที่สุดถูกใช้เป็นสัญลักษณ์ของจำนวนลบและตัวเลขที่เหลือจะต้องเป็นเช่นนั้นจำนวนผลรวมของจำนวนลบและโมดูลัสของมันเป็นศูนย์ ดังนั้นตัวเลขทศนิยม –1 จะถูกแทนด้วยเลขฐานสอง 111111111111111111 (พร้อมชนิดตัวเลขสองไบต์) หมายเลขสองไบต์ต่ำสุดที่อนุญาต –32768 ถูกเข้ารหัสเป็น 10000000000000000000000 และ 32767 สูงสุดถูกเข้ารหัสเป็น 011111111111111111

สำหรับตัวเลขจริง (จุดลอยจริง) ระบบการเข้ารหัสมีความซับซ้อนมากขึ้น โดยปกติสำหรับแต่ละจำนวนไบต์จะถูกกำหนดให้เก็บหมายเลข mantissa (M และ 1<|М|<10), а часть - для порядка числа (b– целое число). Вещественное число представляется в виде:R=±М×10 ± b .

บ่อยครั้งที่คอมพิวเตอร์ใช้การแทนค่าตัวเลขลอยตัวแบบปกติ mantissa ในมุมมองนี้ต้องเป็นไปตามเงื่อนไข: 0.1 p

ในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ mantissa จะถูกแสดงเป็นจำนวนเต็มที่มีเฉพาะตัวเลขที่สำคัญเท่านั้น (0 จำนวนเต็มและไม่ได้เก็บเครื่องหมายจุลภาค) ดังนั้นสำหรับหมายเลข 12,345 หมายเลข 0232345 จะถูกเก็บไว้ในพื้นที่หน่วยความจำที่สงวนไว้สำหรับการเก็บ mantissa หากต้องการเรียกคืนหมายเลขเดิมอย่างชัดเจนจะยังคงมีเพียงเพื่อรักษาลำดับในตัวอย่างนี้คือ 2

การเข้ารหัสข้อมูลกราฟิก

ในหน่วยความจำวิดีโอเป็นข้อมูลไบนารีเกี่ยวกับภาพที่แสดงบนหน้าจอ เกือบทั้งหมดสร้างประมวลผลหรือดูโดยใช้ภาพคอมพิวเตอร์สามารถแบ่งออกเป็นสองส่วนใหญ่ - แรสเตอร์และกราฟิกแบบเวกเตอร์

ภาพแรสเตอร์

รูปแบบของการแสดงบนหน้าจอแสดงผลของภาพกราฟิกที่ประกอบด้วยแต่ละจุด (พิกเซล) เรียกว่าแรสเตอร์ วัตถุขั้นต่ำในตัวแก้ไขกราฟิกแรสเตอร์คือจุด (พิกเซล) ภาพแรสเตอร์เป็นกริดจุดเดียวที่เรียกว่าพิกเซล (พิกเซลจากองค์ประกอบภาพภาษาอังกฤษ) รหัสพิกเซลมีข้อมูลเกี่ยวกับสีของมัน

สำหรับภาพขาวดำ (ไม่มีเซมิโคลอน) พิกเซลสามารถรับได้สองค่าเท่านั้นคือขาวและดำ (สว่าง - ไม่สว่าง) และหน่วยความจำหนึ่งบิตก็เพียงพอที่จะเข้ารหัส: 1 - ขาว, 0 - ดำ

พิกเซลบนหน้าจอสีอาจมีสีแตกต่างกันดังนั้นหนึ่งบิตต่อพิกเซลไม่เพียงพอ ในการเข้ารหัสภาพ 4 สีต้องใช้สองบิตต่อพิกเซลเนื่องจากสองบิตสามารถใช้ 4 สถานะที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นตัวเลือกการเข้ารหัสสีต่อไปนี้สามารถใช้ได้: 00 - ดำ, 10 - เขียว, 01 - แดง, 11 - น้ำตาล

หากเราพูดถึงการเข้ารหัสของกราฟิกสีเราจำเป็นต้องพิจารณาหลักการของการสลายตัวของสีโดยพลการในองค์ประกอบหลัก ใช้ระบบการเข้ารหัสหลายแบบ: HSB, RGB และ CMYK โมเดลสีแรกนั้นเรียบง่ายและใช้งานง่ายนั่นคือสะดวกสำหรับมนุษย์รุ่นที่สองนั้นสะดวกที่สุดสำหรับคอมพิวเตอร์และรุ่น CMYK สุดท้ายคือสำหรับโรงพิมพ์ การใช้โมเดลสีเหล่านี้มีสาเหตุมาจากความจริงที่ว่าฟลักซ์ส่องสว่างสามารถเกิดขึ้นได้จากการแผ่รังสีซึ่งเป็นการรวมกันของสเปกตรัมสี "บริสุทธิ์": แดงเขียวน้ำเงินหรืออนุพันธ์ มีการทำสำเนาสีเพิ่มเติม (โดยทั่วไปของวัตถุที่มีการแผ่รังสี) และการสร้างสีที่มีการหักลบ (ลักษณะของวัตถุที่สะท้อน) เป็นตัวอย่างของวัตถุประเภทแรกที่คุณสามารถนำหลอดแคโทด -ray ของจอภาพประเภทที่สอง - พิมพ์ที่พิมพ์

พิจารณาคร่าวๆโมเดลสีพื้นฐาน:

1) โมเดล HSB มีองค์ประกอบสามประการ ได้แก่ สีฮิว (Hue) ความอิ่มตัวของสี (ความอิ่มตัว) และความสว่างของสี (ความสว่าง) คุณสามารถได้สีสุ่มจำนวนมากโดยการปรับองค์ประกอบเหล่านี้ โมเดลสีนี้ดีกว่าที่จะใช้ในโปรแกรมแก้ไขกราฟิกที่สร้างรูปภาพด้วยตัวเองแทนที่จะประมวลผลเสร็จสิ้นแล้ว ค่าสีถูกเลือกเป็นเวกเตอร์ที่ไปจากศูนย์กลางของวงกลม ทิศทางของเวกเตอร์ถูกกำหนดเป็นองศาเชิงมุมและกำหนดเฉดสี ความอิ่มตัวของสีถูกกำหนดโดยความยาวของเวกเตอร์และความสว่างของสีตั้งอยู่บนแกนที่แยกต่างหากจุดศูนย์ซึ่งเป็นสีดำ จุดที่อยู่ตรงกลางนั้นตรงกับสีขาว (เป็นกลาง) และจุดตามแนวเส้นรอบวง - เป็นสีที่บริสุทธิ์

2) หลักการของวิธี RGB มีดังต่อไปนี้: เป็นที่รู้กันว่าสีใด ๆ ที่สามารถแทนด้วยการรวมกันของสามสี: สีแดง (สีแดง, R), สีเขียว (สีเขียว, G), สีฟ้า (น้ำเงิน, B) สีอื่น ๆ และเฉดสีของพวกเขาจะได้รับเนื่องจากการมีหรือไม่มีองค์ประกอบเหล่านี้ ตามตัวอักษรตัวแรกของสีหลักระบบได้ชื่อ - RGB รุ่นสีนี้เป็นสารเติมแต่งนั่นคือสีใดก็ได้ที่สามารถได้รับการผสมของสีหลักในสัดส่วนที่แตกต่างกัน เมื่อใช้องค์ประกอบหนึ่งของสีหลักกับสีอื่นความสว่างของรังสีทั้งหมดจะเพิ่มขึ้น หากเรารวมองค์ประกอบทั้งสามเข้าด้วยกันเราจะได้สีเทาที่ไม่มีสีพร้อมกับความสว่างที่เพิ่มขึ้นซึ่งการประมาณค่ากับสีขาวจะเกิดขึ้น

ด้วยการไล่ระดับเสียง 256 โทน (แต่ละจุดถูกเข้ารหัสด้วย 3 ไบต์) ค่า RGB ต่ำสุด (0,0,0) สอดคล้องกับสีดำและสีขาว - ค่าสูงสุดด้วยพิกัด (255, 255, 255) ยิ่งค่าไบต์ขององค์ประกอบสีใหญ่ขึ้นเท่าใด ตัวอย่างเช่นสีน้ำเงินเข้มถูกเข้ารหัสในสามไบต์ (0, 0, 128) และสีน้ำเงินสดใส (0, 0, 255)

3) หลักการของวิธี CMYK รุ่นสีนี้ใช้ในการเตรียมสิ่งพิมพ์เพื่อการพิมพ์ สีเพิ่มเติมจะถูกกำหนดให้กับสีหลักแต่ละสี (ประกอบกับสีหลักเป็นสีขาว) สีเพิ่มเติมได้มาจากการรวมคู่ของสีหลักอื่น ๆ ดังนั้นสีเพิ่มเติมสำหรับสีแดงคือสีฟ้า (สีฟ้า, C) = สีเขียว + สีน้ำเงิน = สีขาว - สีแดง, สำหรับสีเขียว - สีม่วงแดง (Magenta, M) = สีแดง + สีน้ำเงิน = สีขาว - สีเขียวสำหรับสีฟ้า - สีเหลือง (Y, Y) = แดง + เขียว = ขาว - น้ำเงิน ยิ่งไปกว่านั้นหลักการของการสลายตัวของสีโดยพลการในองค์ประกอบสามารถนำไปใช้กับสีหลักและสีเสริมอื่น ๆ นั่นคือสีใด ๆ ที่สามารถแสดงได้ว่าเป็นผลรวมของสีแดง, สีเขียว, สีฟ้าหรือส่วนประกอบของสีฟ้า, สีม่วง, สีเหลือง โดยทั่วไปวิธีการนี้ใช้ในอุตสาหกรรมการพิมพ์ แต่มีการใช้สีดำ (สีดำเนื่องจากตัวอักษร B มีสีน้ำเงินอยู่แล้วจึงถูกกำหนดด้วยตัวอักษร K) นี่คือสาเหตุที่ความจริงที่ว่าการกำหนดสีเพิ่มเติมซึ่งกันและกันไม่ได้ให้สีดำบริสุทธิ์

มีโหมดการนำเสนอกราฟิกสีหลายโหมด:

a) สีเต็ม (สีจริง);

c) ดัชนี

ในโหมดเต็มสี 256 ค่า (แปดบิต) จะใช้ในการเข้ารหัสความสว่างของแต่ละองค์ประกอบนั่นคือจำเป็นต้องใช้จ่าย 8 × 3 = 24 บิตเพื่อเข้ารหัสสีของหนึ่งพิกเซล (ในระบบ RGB) ทำให้คุณสามารถระบุสีได้ 16.5 ล้านสี มันค่อนข้างใกล้กับความไวของสายตามนุษย์ เมื่อการเข้ารหัสโดยใช้ระบบ CMYK มีความจำเป็นต้องมีบิต 8 × 4 = 32 บิตเพื่อแสดงกราฟิกสี

โหมด High Color กำลังเข้ารหัสโดยใช้เลขฐานสอง 16 บิตนั่นคือจำนวนของเลขฐานสองจะลดลงเมื่อเข้ารหัสแต่ละจุด แต่สิ่งนี้จะลดช่วงของรหัสสีลงอย่างมาก

เมื่อจัดทำดัชนีรหัสสีคุณสามารถถ่ายโอนเฉดสีได้เพียง 256 เฉดเท่านั้น แต่ละสีถูกเข้ารหัสด้วยบิตข้อมูลแปดบิต แต่เนื่องจากค่า 256 ไม่ได้ถ่ายทอดช่วงสีทั้งหมดที่มีให้แก่สายตามนุษย์สันนิษฐานว่าจานสีนั้นติดอยู่กับข้อมูลกราฟฟิค (ตารางอ้างอิง) โดยที่การทำสำเนาจะไม่เพียงพอ: ทะเลสามารถเปลี่ยนเป็นสีแดงและใบสีฟ้า รหัสของจุดแรสเตอร์ในกรณีนี้ไม่ได้หมายถึงสีของตัวมันเอง แต่มีเพียงตัวเลข (ดัชนี) ในจานสี ดังนั้นชื่อของโหมด - ดัชนี

จำนวนสีที่ต่างกันที่แสดง Kและความลึกบิต (จำนวนหลักที่ใช้สำหรับการเข้ารหัสสี) ผมถูกผูกมัดโดยสูตร:

ที่ไหน K- จำนวนสี

ผม- ความลึกบิต

การพึ่งพาของพาเล็ตสีของจอภาพบนความจุข้อมูลของหนึ่งพิกเซล: 4 บิต - 16 สี, 8 บิต - 256 สี

ความละเอียดของจอภาพ (จำนวนจุดในแนวนอนและแนวตั้ง) ตลอดจนจำนวนสีที่เป็นไปได้สำหรับแต่ละจุดนั้นพิจารณาจากประเภทของจอภาพ ตัวอย่างเช่น: 640 × 480 = 307,200 คะแนน, 800 × 600 = 480,000 คะแนน

จำนวนหน่วยความจำที่ต้องใช้ในการเก็บภาพกราฟิกที่ครอบครองทั้งหน้าจอเท่ากับจำนวนพิกเซล (ความละเอียด) และจำนวนบิตที่เข้ารหัสจุดเดียว ขนาดของไฟล์กราฟิกเป็นบิตถูกกำหนดเป็นผลิตภัณฑ์ของจำนวนพิกเซลโดยความลึกของสี (ความลึกบิต)

ตัวอย่างเช่นที่ความละเอียด 640 × 480 และจำนวนสี 16 (4 บิต) จำนวนหน่วยความจำคือ: 640 × 480 × 4 = 1,228,800 (บิต) = 153,600 (ไบต์) = 150 (Kbyte)

ภาพเวกเตอร์

ตรงกันข้ามกับกราฟิกแรสเตอร์ภาพเวกเตอร์มีหลายชั้น แต่ละองค์ประกอบของภาพเวกเตอร์ - เส้นสี่เหลี่ยมสี่เหลี่ยมจัตุรัสวงกลมหรือข้อความหนึ่งชิ้น - ตั้งอยู่ในเลเยอร์ของตัวเองพิกเซลที่ตั้งค่าเป็นอิสระจากเลเยอร์อื่น ๆ องค์ประกอบของภาพเวกเตอร์แต่ละชิ้นเป็นวัตถุที่อธิบายโดยใช้ภาษาพิเศษ (สมการทางคณิตศาสตร์ของเส้นส่วนโค้งวงกลม ฯลฯ ) วัตถุที่ซับซ้อน (เส้นแตกรูปทรงเรขาคณิตต่าง ๆ ) จะแสดงเป็นชุดของวัตถุกราฟิกเบื้องต้น

องค์ประกอบพื้นฐานของภาพคือเส้น เช่นเดียวกับวัตถุใด ๆ มันมีคุณสมบัติ: รูปร่าง (เส้นตรง, เส้นโค้ง), หนา, สี, เค้าร่าง (เส้นประ, ทึบ) เส้นปิดมีคุณสมบัติในการเติม (หรือวัตถุอื่นหรือสีที่เลือก) วัตถุอื่น ๆ ของกราฟิกแบบเวกเตอร์ประกอบด้วยเส้น เนื่องจากเส้นถูกอธิบายทางคณิตศาสตร์เป็นวัตถุเดียวจำนวนข้อมูลสำหรับการแสดงวัตถุที่ใช้กราฟิกแบบเวกเตอร์นั้นน้อยกว่าในกราฟิกแรสเตอร์ ข้อมูลเกี่ยวกับภาพเวกเตอร์ถูกเข้ารหัสเป็นตัวอักษรและตัวเลขปกติและประมวลผลโดยโปรแกรมพิเศษ

วัตถุของภาพเวกเตอร์ซึ่งแตกต่างจากกราฟิกแรสเตอร์สามารถเปลี่ยนขนาดได้โดยไม่สูญเสียคุณภาพ (เมื่อบิตแมปขยายใหญ่ขึ้นเม็ดเล็กจะเพิ่มขึ้น)

โปรแกรมแก้ไขกราฟิกต่อไปนี้มีซอฟต์แวร์สำหรับการสร้างและประมวลผลกราฟิกส์เวกเตอร์: CorelDraw, Adobe Illustrator และ vectorizers (tracers) เป็นแพ็คเกจพิเศษสำหรับแปลงแรสเตอร์เป็นภาพเวกเตอร์

งานหน่วยความจำวิดีโอ -นี่เป็นหน่วยความจำพิเศษที่มีการสร้างภาพกราฟิก กล่าวอีกนัยหนึ่งเพื่อให้ได้ภาพบนหน้าจอมอนิเตอร์จะต้องจัดเก็บไว้ที่ใดที่หนึ่ง สำหรับเรื่องนี้มีหน่วยความจำวิดีโอ

ความจุหน่วยความจำวิดีโอคำนวณโดยสูตร:

V= ผม* X* Y,

ที่ไหนผม- ความลึกของสีของจุดเดียว

X, Y – ขนาดหน้าจอในแนวนอนและแนวตั้ง (ผลคูณของ x คูณ y คือความละเอียดของหน้าจอ)

หน้าจอแสดงผลสามารถทำงานได้ในสองโหมดหลัก: ข้อความและ กราฟิก.

โหมดกราฟิกหน้าจอแบ่งออกเป็นจุดส่องสว่างแยกต่างหากจำนวนซึ่งขึ้นอยู่กับประเภทของหน้าจอเช่น 640 แนวนอนและแนวตั้ง 480 จุดเรืองแสงบนหน้าจอโดยทั่วไปเรียกว่า พิกเซลสีและความสว่างอาจแตกต่างกันไป มันอยู่ในโหมดกราฟิกที่ภาพกราฟิกที่ซับซ้อนทั้งหมดที่สร้างขึ้นโดยโปรแกรมพิเศษที่ควบคุมพารามิเตอร์ของแต่ละพิกเซลของหน้าจอปรากฏบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ โหมดกราฟิกมีลักษณะโดยตัวบ่งชี้เช่น:

- ความละเอียด (จำนวนจุดที่ทำซ้ำภาพบนหน้าจอ) - ระดับความละเอียดทั่วไปในปัจจุบันคือ 800 * 600 จุดหรือ 1024 * 768 จุด อย่างไรก็ตามสำหรับจอภาพที่มีความละเอียดเส้นทแยงมุมสูงสามารถใช้คะแนน 1152 * 864 จุดได้

- ความลึกของสี (จำนวนบิตที่ใช้เพื่อเข้ารหัสสีจุด) ตัวอย่างเช่น 8, 16, 24, 32 บิต แต่ละสีถือได้ว่าเป็นจุดที่เป็นไปได้จากนั้นจำนวนสีที่แสดงบนหน้าจอมอนิเตอร์สามารถคำนวณได้โดยสูตร

K =2 ผม ,

ที่ไหนK - จำนวนสี

ผม - ความลึกของสีหรือความลึกของบิต

นอกเหนือจากความรู้ข้างต้นนักเรียนต้องมีความคิดเกี่ยวกับจานสี:

- จานสี   (จำนวนสีที่ใช้ในการทำซ้ำภาพ) เช่น 4 สี, 16 สี, 256 สี, 256 เฉดสีเทา, 2 16   สีในโหมดที่เรียกว่า high color หรือ 2 24 , 2 32   สีในโหมดสีจริง

ภารกิจที่ 1

1. กำหนดจำนวนหน่วยความจำวิดีโอที่ต้องการสำหรับโหมดกราฟิกที่แตกต่างกันของหน้าจอมอนิเตอร์หากคุณทราบความลึกของสีหนึ่งจุด

วิธีการแก้ปัญหา:

1. คะแนนรวมบนหน้าจอ (ความละเอียด): 640 * 480 = 307200

2. จำนวนหน่วยความจำวิดีโอที่จำเป็น V = 4 บิต * 307200 = 1228800 บิต = 153600 ไบต์ = 150 KB

3. ในทำนองเดียวกันจำนวนหน่วยความจำวิดีโอที่ต้องการจะถูกคำนวณสำหรับโหมดกราฟิกอื่น ๆ เมื่อคำนวณนักเรียนใช้เครื่องคิดเลขเพื่อประหยัดเวลา

ภารกิจที่ 2

2. ภาพกราฟิกบิตแมปกราฟิกขาวดำ (ไม่มีสีเทา) มีขนาด 10 ´10 คะแนน ภาพนี้จะใช้หน่วยความจำเท่าไหร่?

วิธีการแก้ปัญหา:

จำนวนคะแนน -100

เนื่องจากมีเพียง 2 สีคือขาวดำความลึกของสีคือ 1 (2 1 = 2)

จำนวนหน่วยความจำวิดีโอคือ 100 * 1 = 100 บิต

ภารกิจที่ 3

3. ในการจัดเก็บภาพบิตแมปที่มีขนาด 128 x128 พิกเซลหน่วยความจำ 4 KB ได้รับการจัดสรร จำนวนสีที่เป็นไปได้สูงสุดในจานสีของรูปภาพคือเท่าใด

การตัดสิน:

กำหนดจำนวนจุดภาพ 128 * 128 = 16384 พิกเซลหรือพิกเซล

จำนวนหน่วยความจำต่อภาพ 4 KB ที่แสดงเป็นบิตเนื่องจาก V = I * X * Y ถูกคำนวณเป็นบิต 4 KB = 4 * 1024 = 4,096 ไบต์ = 4096 * 8 บิต = 32768 บิต

ค้นหาความลึกของสี I = V / (X * Y) = 32768: 16384 = 2

N = 2 I โดยที่ N– จำนวนสีในจานสี N = 4

ภารกิจที่ 4

4. หน่วยความจำวิดีโอหนึ่งบิตมีหนึ่งพิกเซลที่ใช้งานบนหน้าจอ b / w (ไม่มีเซมิโคลอน) หรือไม่

วิธีการแก้ปัญหา:

หากรูปภาพเป็น B / W ที่ไม่มีเครื่องหมายเซมิโคลอนจะใช้สองสีเท่านั้นคือขาวดำนั่นคือ K = 2, 2 i = 2, I = 1 บิตต่อพิกเซล

คำตอบ: 1 พิกเซล

ภารกิจที่ 5

5. จำเป็นต้องใช้หน่วยความจำวิดีโอจำนวนเท่าใดในการจัดเก็บภาพสี่หน้าหากความลึกบิตเป็น 24 และความละเอียดการแสดงผลคือ 800 x 600 พิกเซล

วิธีการแก้ปัญหา:

ลองหาจำนวนหน่วยความจำวิดีโอสำหรับหนึ่งหน้า: 800 * 600 * 24 = 11520000 บิต = 1440000 ไบต์ = 1406.25 Kb ≈1, 37 MB

1.37 * 4 = 5.48 MB ≈ 5.5 MB สำหรับจัดเก็บ 4 หน้า

คำตอบ: 5.5 MB

การเข้ารหัสข้อมูลเสียง

จากฟิสิกส์เป็นที่รู้กันว่าเสียงนั้นเป็นสัญญาณที่แกว่งไปมาของอากาศ หากคุณแปลงเสียงเป็นสัญญาณไฟฟ้า (เช่นใช้ไมโครโฟน) คุณสามารถเห็นแรงดันไฟฟ้าที่ค่อยๆเปลี่ยนไปตามเวลา สำหรับการประมวลผลของคอมพิวเตอร์เช่นสัญญาณอะนาล็อกจะต้องถูกแปลงเป็นลำดับเลขฐานสอง

เช่นนี้จะทำเช่น - แรงดันไฟฟ้าจะถูกวัดในช่วงเวลาปกติและค่าที่ได้รับจะถูกบันทึกไว้ในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ กระบวนการนี้เรียกว่า discretization (หรือการแปลงเป็นดิจิตอล) และอุปกรณ์ที่ดำเนินการนั้นเรียกว่า analog-to-digital converter (ADC)

ในการทำซ้ำเสียงที่เข้ารหัสคุณจะต้องทำการแปลงผกผัน (เพื่อจุดประสงค์นี้ตัวแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นอะนาล็อก - ตัวแปลง D / A) จากนั้นให้สัญญาณที่ก้าวออกมาราบรื่น

ยิ่งอัตราการสุ่มตัวอย่างสูงขึ้นและมีการจัดสรรบิตมากขึ้นสำหรับแต่ละตัวอย่างยิ่งมีความแม่นยำของเสียงมากขึ้น แต่ขนาดของไฟล์เสียงก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน ปัจจุบันเมื่อบันทึกเสียงในเทคโนโลยีมัลติมีเดียจะใช้ความถี่ 8, 11, 22 และ 44 kHz ดังนั้นความถี่ในการสุ่มตัวอย่าง 44 กิโลเฮิร์ตซ์จึงหมายความว่าหนึ่งวินาทีของเสียงต่อเนื่องจะถูกแทนที่ด้วยชุดของสัญญาณสี่หมื่นสี่พันตัวอย่าง อัตราการสุ่มตัวอย่างที่สูงขึ้นคุณภาพของเสียงดิจิทัลที่ดีขึ้น ดังนั้นขึ้นอยู่กับลักษณะของเสียงข้อกำหนดสำหรับคุณภาพและปริมาณหน่วยความจำที่ใช้จึงมีการเลือกค่าการประนีประนอม

ตามที่ระบุไว้ข้างต้นแต่ละตัวอย่างสามารถอธิบายได้ด้วยชุดตัวเลขจำนวนหนึ่งซึ่งสามารถแสดงเป็นรหัสไบนารี่ได้ คุณภาพของการแปลงเสียงให้อยู่ในรูปแบบดิจิตอลนั้นไม่เพียง แต่พิจารณาจากความถี่ในการสุ่มตัวอย่างเท่านั้น แต่ยังรวมถึงจำนวนของบิตหน่วยความจำที่ใช้สำหรับการบันทึกรหัสอ้างอิงเดียว พารามิเตอร์นี้มักจะเรียกว่าการแปลงบิต ปัจจุบันมีการใช้งานทั่วไป 8, 16 และ 24 บิต หลักการที่อธิบายไว้ข้างต้นอิงตามรูปแบบ WAV (จาก WAVeform-audio - รูปแบบคลื่นเสียง) การเข้ารหัสเสียง คุณสามารถรับการบันทึกเสียงในรูปแบบนี้จากไมโครโฟนเครื่องเล่นเทปบันทึกเสียงโทรทัศน์และอุปกรณ์ประมวลผลเสียงที่ใช้มาตรฐานอื่น ๆ ที่เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ อย่างไรก็ตามรูปแบบ WAV ต้องใช้หน่วยความจำจำนวนมาก ดังนั้นเมื่อบันทึกเสียงสเตอริโอด้วยอัตราการสุ่มตัวอย่าง 44 กิโลกรัมและความละเอียด 16 บิต - พารามิเตอร์ให้คุณภาพเสียงที่ดี - หน่วยความจำประมาณสิบล้านไบต์จำเป็นสำหรับการบันทึกหนึ่งนาที

เมื่อต้องการทำงานกับข้อมูลประเภทต่างๆโดยอัตโนมัติเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่จะรวมแบบฟอร์มการนำเสนอของพวกเขา สำหรับสิ่งนี้การเข้ารหัสถูกใช้นั่นคือการแสดงออกของข้อมูลประเภทหนึ่งผ่านข้อมูลประเภทอื่น ระบบการเข้ารหัสของมันมีอยู่ในการคำนวณ - มันถูกเรียกว่า ไบนารีการเข้ารหัสและขึ้นอยู่กับการนำเสนอข้อมูลตามลำดับอักขระเพียงสองตัวคือ 0 และ 1 สัญญาณเหล่านี้เรียกว่า ตัวเลขไบนารีในภาษาอังกฤษ - binary หลัก หรือตัวย่อ บิต   (บิต)   แนวคิดสองข้อสามารถแสดงในหนึ่งบิต: 0 หรือ 1 หากจำนวนบิตเพิ่มขึ้นเป็นสองแนวคิดที่แตกต่างกันสี่แนวคิดสามารถแสดงได้แล้ว:

00 01 10 11

การเพิ่มตัวเลขหนึ่งหลักในระบบการเข้ารหัสไบนารีเราเพิ่มจำนวนของค่าที่สามารถแสดงในระบบนี้ได้สองเท่านั่นคือสูตรทั่วไปคือ: ยังไม่มีข้อความ=2 , ที่ไหน ยังไม่มีข้อความ - จำนวนของค่าที่เข้ารหัสอิสระ t -ความลึกบิตของการเข้ารหัสไบนารีนำมาใช้ในระบบนี้

การเข้ารหัสจำนวนเต็มและจำนวนจริง

ตัวเลขจำนวนเต็มเพื่อเข้ารหัสรหัสไบนารี่นั้นง่าย - มันเพียงพอที่จะรับจำนวนเต็มและหารครึ่งจนกระทั่งศูนย์หรือหนึ่งเกิดขึ้นในส่วนที่เหลือ ชุดของสารตกค้างจากแต่ละแผนกเขียนจากขวาไปซ้ายพร้อมกับสารตกค้างล่าสุดและสร้างอนาล็อกแบบไบนารีของตัวเลขทศนิยม:

19:2 = 9 + 1, 9:2 = 4+1, 4:2=2+0, 2:2 = 1 .

ดังนั้น 19 10 = 1011 2 ในการเข้ารหัสจำนวนเต็มตั้งแต่ 0 ถึง 255 มันก็เพียงพอที่จะมี 8 บิตของรหัสไบนารี่ (8 บิต) สิบหกบิตอนุญาตให้คุณเข้ารหัสจำนวนเต็มตั้งแต่ 0 ถึง 65,535 และ 24 บิต (บิต) - มากกว่า 16.5 ล้านค่าที่แตกต่าง สำหรับการเข้ารหัสตัวเลขจริงจะใช้การเข้ารหัส 80 บิต จำนวนจะถูกแปลงเป็น แบบฟอร์มมาตรฐาน:

3,1415926 = 0,31415926 10 1 ;

300,000 = 0.3-10 จ

123 456 789 = 0,123456789 10 10 .

ส่วนแรกของหมายเลขเรียกว่า mantissa,และที่สองคือ ลักษณะ80 บิตส่วนใหญ่ได้รับการจัดสรรสำหรับการจัดเก็บ mantissa (พร้อมกับเครื่องหมาย) และจำนวนคงที่ของตัวเลขจะถูกจัดสรรสำหรับการจัดเก็บลักษณะ (เช่นเดียวกับเครื่องหมาย)

การแทนข้อมูลตัวเลขในคอมพิวเตอร์

บันทึกหมายเลขด้วยจุดคงที่   เมื่อตัวเลขถูกแสดงในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ในรูปแบบที่เป็นธรรมชาติความยาวคงที่ของตารางการคายประจุจะถูกสร้างขึ้น Point (เครื่องหมายจุลภาค) สามารถแก้ไขได้ที่จุดเริ่มต้นตรงกลางหรือจุดสิ้นสุดของตารางจำหน่าย ในกรณีนี้การกระจายของตัวเลขระหว่างจำนวนเต็มและเศษส่วนยังคงไม่เปลี่ยนแปลงสำหรับตัวเลขใด ๆ ในเรื่องนี้มีชื่ออื่นสำหรับรูปแบบธรรมชาติของการเป็นตัวแทนตัวเลข - ด้วยจุดคงที่ (เครื่องหมายจุลภาค)ในคอมพิวเตอร์สมัยใหม่รูปแบบนี้ใช้แทนจำนวนเต็ม โดยปกติจำนวนเต็มใช้หนึ่ง, สองหรือสี่ไบต์ในหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ หนึ่งเป็นกฎบิตที่สำคัญที่สุดถูกกำหนดให้กับเครื่องหมายของตัวเลข เครื่องหมายของจำนวนบวก "+" ถูกใช้รหัสเป็นศูนย์และเครื่องหมายของจำนวนลบ "-" คือหนึ่ง เลขจำนวนเต็มที่ไม่ได้ลงนามในรูปแบบสองไบต์สามารถรับค่าได้ตั้งแต่ 0 ถึง 2 16–1 (สูงสุด 65535) และมีเครื่องหมาย - ตั้งแต่ –2 15 ถึง +2 15 –1, i.e จาก –32768 ถึง 32767 เขียนตัวเลขทศนิยม   การประมวลผลของจำนวนมากและน้อยมากจะทำในรูปแบบเลขชี้กำลัง ในกรณีนี้ตำแหน่งของเครื่องหมายจุลภาคในรายการหมายเลขอาจแตกต่างกันไป ดังนั้นการแสดงค่าในหน่วยความจำของตัวเลขในรูปแบบเลขชี้กำลัง แทนลอย (เครื่องหมายจุลภาค)   หมายเลขใดก็ได้   ในรูปแบบเลขชี้กำลังจะแสดงเป็นสูตร:

ที่ไหน ม.   - ตัวเลขแมนทิสซา

q   - ฐานของระบบตัวเลข;

P   - ลำดับของจำนวน

สำหรับความเป็นเอกลักษณ์ของการเป็นตัวแทนของตัวเลขจุดลอยตัว, รูปแบบปกติจะใช้ซึ่ง mantissa ตรงตามเงื่อนไข:

q -1 ≤ |ม. | < 1.

ซึ่งหมายความว่า mantissa ควรเป็นเศษส่วนที่ถูกต้องและมีจำนวนที่ไม่เป็นศูนย์หลังจุดทศนิยม

การเข้ารหัสข้อความ

ในการเข้ารหัสแบบดั้งเดิมมีการใช้ 8 บิตเพื่อเข้ารหัสอักขระเดียว มันง่ายที่จะคำนวณว่ารหัส 8 บิตดังกล่าวช่วยให้คุณเข้ารหัสอักขระที่แตกต่างกัน 256 ตัว เป็นมาตรฐานสากลที่นำมาใช้ ตารางรหัส ASCII   (รหัสมาตรฐานอเมริกันสำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูล) การเข้ารหัสอักขระครึ่งแรกด้วยรหัสตัวเลขตั้งแต่ 0 ถึง 127 (รูปที่ 1) มาตรฐานแห่งชาติสำหรับตารางการเข้ารหัสรวมส่วนแรกระหว่างประเทศของตารางรหัสไม่เปลี่ยนแปลงและในช่วงครึ่งหลังมีรหัสของตัวอักษรประจำชาติตัวละครเทียมและสัญลักษณ์ทางคณิตศาสตร์บางอย่าง ปัจจุบันมีการเข้ารหัส Cyrillic ห้าแบบ: KOI-8-P (รูปที่ 2), Windows, MS-DOS, Macintosh และ ISO ซึ่งทำให้เกิดปัญหาเมื่อทำงานกับเอกสารภาษารัสเซีย

มะเดื่อ 1. การเข้ารหัสระหว่างประเทศ ASCII

ตามลำดับหนึ่งในมาตรฐานแรกสำหรับการเข้ารหัสตัวอักษรรัสเซียบนคอมพิวเตอร์คือ KOI - 8 (รหัสแลกเปลี่ยนข้อมูล 8 บิต) การเข้ารหัสนี้ถูกใช้ในยุค 70 ของศตวรรษที่ XX บนคอมพิวเตอร์ของชุด EU ของคอมพิวเตอร์และจากกลาง 80 เริ่มใช้ในรุ่นแรกของระบบปฏิบัติการ UNIX Russified ปัจจุบันที่พบบ่อยที่สุดคือการเข้ารหัสของ Microsoft Windows ซึ่งเขียนโดยตัวย่อ CP1251 (CP ย่อมาจากรหัสหน้า - หน้ารหัส) (รูปที่ 3)

มะเดื่อ 2. การเข้ารหัส KOI 8-P

มะเดื่อ 3. การเข้ารหัส CP1251

จากจุดเริ่มต้นของ 90s เวลาของการครอบงำของระบบปฏิบัติการ MS DOS ยังคงเข้ารหัส CP866 คอมพิวเตอร์ Apple ที่ใช้ Mac OS ใช้การเข้ารหัส Mac ของตนเอง นอกจากนี้องค์การระหว่างประเทศเพื่อการมาตรฐาน (International Standards Organization, ISO) อนุมัติการเข้ารหัสอื่นที่เรียกว่า ISO 8859-5 เป็นมาตรฐานสำหรับภาษารัสเซีย