velikol.ru
1


Кодирование информации в компьютере


Двоичный код

  • 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



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).



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.



Какое количество компьютеров вы видите? Ответ дайте в двоичной, восьмеричной и десятичной системах счисления.

  • Ответ:

  • 102 28 210

  • Двоичная Восьмеричная Десятичная



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



Какое количество компьютеров вы видите? Ответ дайте в двоичной, восьмеричной и десятичной системах счисления.

  • Ответ:

  • 10012 118 910

  • Двоичная Восьмеричная Десятичная



Просто анекдот

  • Наборщица приходит к врачу.

  • Врач:

  • -Скажите "а".

  • -Маленькое или большое?